JP2671606B2 - Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine

Info

Publication number
JP2671606B2
JP2671606B2 JP2415299A JP41529990A JP2671606B2 JP 2671606 B2 JP2671606 B2 JP 2671606B2 JP 2415299 A JP2415299 A JP 2415299A JP 41529990 A JP41529990 A JP 41529990A JP 2671606 B2 JP2671606 B2 JP 2671606B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
fuel
fuel injection
stroke
timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2415299A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04231645A (en
Inventor
信也 広田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2415299A priority Critical patent/JP2671606B2/en
Publication of JPH04231645A publication Critical patent/JPH04231645A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2671606B2 publication Critical patent/JP2671606B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、筒内直接噴射式内燃機
関の燃料噴射制御装置に関し、とくに排気系にリーンN
Ox 触媒(遷移金属または貴金属を担持せしめたゼオラ
イトから成り、酸化雰囲気中、HC存在下でNOx を還
元する触媒)を備えた筒内直接噴射式内燃機関におい
て、リーンNOx 触媒のNOx 浄化率を広い機関運転範
囲にわたって高くする燃料噴射制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine, and particularly to a lean N system for an exhaust system.
In a cylinder direct injection internal combustion engine equipped with an Ox catalyst (a catalyst made of zeolite supporting a transition metal or a noble metal and reducing NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere), the NOx purification rate of the lean NOx catalyst is wide. The present invention relates to a fuel injection control device that raises the engine operating range.

【0002】[0002]

【従来の技術】リーンNOx 触媒を自動車用内燃機関の
排気系に設けてNOx を還元することは知られている
(たとえば、特開平1−130735号公報、特開平1
−135541号公報)。リーンNOx 触媒は、NOx
を還元するのにHC(炭化水素)を必要とするが、機関
の運転状態によっては排気中のHCが不足するので、排
気系にHCを注入するため、HCボンベ等のHC源を搭
載してHCを排気系に注入する等の対策が考えられてい
た(特開昭63−283727号公報)。
2. Description of the Related Art It is known that a lean NOx catalyst is provided in an exhaust system of an internal combustion engine for automobiles to reduce NOx (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-130735 and 1-135735).
-135541). Lean NOx catalyst is NOx
HC (hydrocarbon) is required to reduce the amount of hydrocarbons, but depending on the operating condition of the engine, the amount of HC in the exhaust gas will be insufficient, so in order to inject HC into the exhaust system, an HC source such as an HC cylinder must be installed. Measures such as injecting HC into the exhaust system have been considered (Japanese Patent Laid-Open No. 63-283727).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来対策で
は、HCを供給するために特別なHC源や供給装置を必
要とし、装置が複雑になるという問題があった。しか
も、排気温度に応じてNOx 浄化に有効なHCの種類が
変わるために、一律にHCを供給しても、広い機関運転
領域において高いNOx 浄化率を得ることはできないと
いう問題があった。
However, in the conventional measures, there is a problem that a special HC source and a supply device are required to supply HC, and the device becomes complicated. Moreover, since the type of HC that is effective for NOx purification changes depending on the exhaust temperature, there is a problem that even if HC is uniformly supplied, a high NOx purification rate cannot be obtained in a wide engine operating range.

【0004】本発明は、上記の問題を解決するために、
HC供給装置を設けずに、広い機関運転領域においてリ
ーンNOx 触媒のNOx 浄化率を向上することを目的と
する。
[0004] The present invention has been made in order to solve the above problems.
An object of the present invention is to improve the NOx purification rate of a lean NOx catalyst in a wide engine operating range without providing an HC supply device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制
御装置は、次の手段を備えている。筒内直接噴射式内燃
機関およびその排気系に設けられたリーンNOx 触媒、
機関状態、リーンNOx 触媒の触媒床温を検出する手
段、触媒床温に基づき燃料噴射弁よりの主噴射のタイミ
ングを吸気行程から圧縮行程にかけての期間内に設定す
る第1の噴射タイミング設定手段、触媒床温に基づき燃
料噴射弁よりの副噴射のタイミングを触媒床温が低いと
きには吸気行程から圧縮行程初期にかけての期間内に設
定し高いときには燃焼期間の後半から排気行程の初期に
かけての期間内に設定する第2の噴射タイミング設定手
段、および機関状態が第1および第2の噴射タイミング
設定手段によって設定されたタイミングであるときに燃
料噴射弁を駆動し燃料噴射を実行する燃料噴射実行手
段。
To achieve the above object, a fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention comprises the following means. A direct injection type internal combustion engine and a lean NOx catalyst provided in its exhaust system,
An engine state, a means for detecting the catalyst bed temperature of the lean NOx catalyst, a first injection timing setting means for setting the timing of the main injection from the fuel injection valve based on the catalyst bed temperature within the period from the intake stroke to the compression stroke, Based on the catalyst bed temperature, the timing of the sub-injection from the fuel injection valve is set within the period from the intake stroke to the beginning of the compression stroke when the catalyst bed temperature is low, and within the period from the latter half of the combustion period to the beginning of the exhaust stroke when the catalyst bed temperature is high. Second injection timing setting means to be set, and fuel injection executing means for driving the fuel injection valve to execute fuel injection when the engine state is the timing set by the first and second injection timing setting means.

【0006】[0006]

【作用】上記本発明の装置では、主噴射はトルクを発生
するための噴射であり、副噴射は主にリーンNOx 触媒
の還元剤であるHCを生ぜしめるための噴射である。触
媒床温が低いときには吸気行程から圧縮行程初期にかけ
ての期間内に副噴射されるので、副噴射の燃料は、燃焼
室にリーンに拡がって一部燃え残り、圧縮、燃焼、排気
の行程を経て十分な時間をかけて熱分解および部分酸化
され、低沸点成分のHCを多量に生成して、触媒床温が
低いに拘らずリーンNOx触媒のNOx 浄化率を高め
る。また、触媒床温が高いときには副噴射の燃料は燃焼
行程の後半から排気行程の初期にかけての期間内に噴射
され、燃焼行程を経ないためほとんど直接酸化されるこ
となく、高沸点成分に近いHCの型でリーンNOx 触媒
に供給され、触媒床温が高いに拘らずリーンNOx 触媒
のNOx 浄化率を高める。このようにして、リーンNO
x 触媒のNOx 浄化率は広い触媒床温範囲にわたって高
くなる。
In the above-mentioned device of the present invention, the main injection is an injection for generating torque, and the sub-injection is an injection mainly for producing HC which is a reducing agent of the lean NOx catalyst. When the catalyst bed temperature is low, secondary injection is performed within the period from the intake stroke to the beginning of the compression stroke, so the fuel in the secondary injection spreads lean into the combustion chamber and remains partially burned, passing through the compression, combustion, and exhaust strokes. It is pyrolyzed and partially oxidized over a sufficient time to produce a large amount of low boiling point component HC, and enhances the NOx purification rate of the lean NOx catalyst regardless of the low catalyst bed temperature. When the catalyst bed temperature is high, the secondary injection fuel is injected within the period from the latter half of the combustion stroke to the beginning of the exhaust stroke, and since it does not go through the combustion stroke, it is almost not directly oxidized and is close to the high boiling point component HC. Is supplied to the lean NOx catalyst in the form of, and increases the NOx purification rate of the lean NOx catalyst regardless of the high catalyst bed temperature. In this way, lean NO
The NOx purification rate of the x catalyst increases over a wide catalyst bed temperature range.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明の一実施例を採用した4気筒ガ
ソリン機関の全体図を示す。同図において、1は機関本
体、2はサージタンク、3はエアクリーナ、4はサージ
タンク2とエアクリーナ3とを連結する吸気管、5は各
気筒内に燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁、6は点火
詮、7は高圧用リザーバタンク、8は吐出圧制御可能な
高圧燃料ポンプ、9は高圧燃料ポンプ8からの高圧燃料
をリザーバタンク7に導くための高圧導管、10は燃料
タンク、11は導管12を介して燃料タンク10から高
圧燃料ポンプ8に燃料を供給する低圧燃料ポンプを夫々
示す。低圧燃料ポンプ11の吐出側は、各燃料噴射弁5
のピエゾ圧電素子を冷却するための圧電素子冷却用導入
管13に接続される。圧電素子冷却用返戻管14は燃料
タンク10に連結され、この返戻管14を介して圧電素
子冷却用導入管13に流れる燃料を燃料タンク10に回
収する。各枝管15は、各高圧燃料噴射弁5を高圧用リ
ザーバタンク7に接続する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an overall view of a 4-cylinder gasoline engine adopting an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an engine body, 2 is a surge tank, 3 is an air cleaner, 4 is an intake pipe connecting the surge tank 2 and the air cleaner 3, 5 is an electrostrictive fuel injection valve for injecting fuel into each cylinder, 6 is an ignition snare, 7 is a high-pressure reservoir tank, 8 is a high-pressure fuel pump whose discharge pressure is controllable, 9 is a high-pressure conduit for guiding high-pressure fuel from the high-pressure fuel pump 8 to the reservoir tank 10, 10 is a fuel tank, 11 Denote low-pressure fuel pumps for supplying fuel from the fuel tank 10 to the high-pressure fuel pump 8 via conduits 12, respectively. The discharge side of the low-pressure fuel pump 11 is connected to each fuel injection valve 5
It is connected to a piezoelectric element cooling introducing pipe 13 for cooling the piezoelectric element. The piezoelectric element cooling return pipe 14 is connected to the fuel tank 10, and the fuel flowing to the piezoelectric element cooling introduction pipe 13 via this return pipe 14 is collected in the fuel tank 10. Each branch pipe 15 connects each high-pressure fuel injection valve 5 to the high-pressure reservoir tank 7.

【0008】電子制御ユニット20はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性パス21によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)22、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)24、入力ポート25および出
力ポート26を具備する。高圧用リザーバタンク7に取
り付けられた圧力センサ27は高圧用リザーバタンク7
内の圧力を検出し、その検出信号はA/Dコンバータ2
8を介して入力ポート25に入力される。機関回転数N
Eに比例した出力パルスを発生するクランク角センサ2
9の出力パルスは入力ポート25に入力される。アクセ
ルペダル(図示せず)の開度θAに応じた出力電圧を発
生するアクセル開度センサ30の出力電圧はA/Dコン
バータ31を介して入力ポート25に入力される。ま
た、第1気筒および第4気筒の圧縮上死点において出力
パルスを発生する気筒判別センサ32の出力パルスも入
力ポート25に入力される。一方、各燃料噴射弁5は各
駆動回路34および各カウンタ35を介して出力ポート
26に接続される。また、各点火詮6は各駆動回路36
および各カウンタ37を介して出力ポート26に接続さ
れる。また、点火栓6は各駆動回路36および各カウン
タ37を介して出力ポート26に接続される。また高圧
燃料ポンプ8は駆動回路38を介して出力ポート26に
接続される。
The electronic control unit 20 comprises a digital computer and comprises a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 24, an input port 25 and an output port 26 which are interconnected by a bidirectional path 21. . The pressure sensor 27 attached to the high pressure reservoir tank 7 is
The internal pressure is detected, and the detected signal is the A / D converter 2
It is input to the input port 25 via 8. Engine speed N
Crank angle sensor 2 that generates an output pulse proportional to E
The output pulse of 9 is input to the input port 25. An output voltage of an accelerator opening sensor 30 that generates an output voltage according to an opening θA of an accelerator pedal (not shown) is input to an input port 25 via an A / D converter 31. Further, the output pulse of the cylinder discrimination sensor 32 that generates an output pulse at the compression top dead center of the first cylinder and the fourth cylinder is also input to the input port 25. On the other hand, each fuel injection valve 5 is connected to the output port 26 via each drive circuit 34 and each counter 35. Further, each ignition snail 6 is connected to each drive circuit 36.
And is connected to the output port 26 via each counter 37. The spark plug 6 is connected to the output port 26 via each drive circuit 36 and each counter 37. Further, the high-pressure fuel pump 8 is connected to the output port 26 via the drive circuit 38.

【0009】図2は燃料噴射弁5の側面断面図を示す。
図2を参照すると、40はノズル50内に挿入されたニ
ードル、41は加圧ロッド、42は可動プランジャ、4
3はばね収容室44内に配置されかつニードル40を下
方に向けて押圧する圧縮ばね、45は加圧ピストン、4
6はピエゾ圧電素子、47は可動プランジャ42の頂部
とピストン45間に形成されかつ燃料で満たされた加圧
室、48はニードル加圧室を夫々示す。ニードル加圧室
48は燃料通路49および枝管15を介して高圧用リザ
ーブタンク7(図1)に連結され、従って高圧用リザー
バタンク7内の高圧燃料が枝管15および燃料通路49
を介してニードル加圧室48内に、供給される。ピエゾ
圧電素子46に電荷がチャージされるとピエゾ圧電素子
46が伸長し、それによって加圧室47内の燃料圧が高
められる。その結果、可動プランジャ42が下方に押圧
され、ノズル口53は、ニードル40によって閉弁状態
に保持される。一方、ピエゾ圧電素子46にチャージさ
れた電荷がディスチャージされるとピエゾ圧電素子46
が収縮し、加圧室47内の燃料圧が低下する。その結
果、可動プランジャ42が上昇するためにニードル40
が上昇し、ノズル53から燃料が噴射される。
FIG. 2 shows a side sectional view of the fuel injection valve 5.
Referring to FIG. 2, 40 is a needle inserted in the nozzle 50, 41 is a pressure rod, 42 is a movable plunger, 4
3 is a compression spring arranged in the spring accommodating chamber 44 and pressing the needle 40 downward, 45 is a pressure piston, 4
Reference numeral 6 is a piezoelectric element, 47 is a pressure chamber formed between the top of the movable plunger 42 and the piston 45 and filled with fuel, and 48 is a needle pressure chamber. The needle pressurizing chamber 48 is connected to the high-pressure reserve tank 7 (FIG. 1) via the fuel passage 49 and the branch pipe 15, so that the high-pressure fuel in the high-pressure reservoir tank 7 can flow into the branch pipe 15 and the fuel passage 49.
And is supplied into the needle pressurizing chamber 48 via. When the piezoelectric element 46 is charged with electric charge, the piezoelectric element 46 expands, whereby the fuel pressure in the pressurizing chamber 47 is increased. As a result, the movable plunger 42 is pressed downward, and the nozzle opening 53 is kept closed by the needle 40. On the other hand, when the charge charged in the piezoelectric element 46 is discharged, the piezoelectric element 46 is discharged.
Contract and the fuel pressure in the pressurizing chamber 47 decreases. As a result, the movable plunger 42 rises and the needle 40
Rises and fuel is injected from the nozzle 53.

【0010】図3は図1に示す機関の縦断面図を示す。
図3を参照すると、60はシリンダブロック、62はピ
ストン、63はピストン62の頂面に形成された略円筒
状凹部、64はピストン62頂面とシリンダヘッド61
内壁面間に形成されたシリンダ室を夫々示す。点火詮6
はシリンダ室64に臨んでシリンダヘッド61のほぼ中
央部に取り付けられる。図面には示さないがシリンダヘ
ッド61内には吸気ポートおよび排気ポートが形成さ
れ、これら吸気ポートおよび排気ポートのシリンダ室6
4内への開口部には夫々吸気弁および排気弁が配置され
る。燃料噴射弁5はスワール型の燃料噴射弁であり、広
がり角が大きく貫徹力の弱い噴霧状の燃料を噴射する。
燃料噴射弁5は、斜め下方を指向して、シリンダ室64
の頂部に配置され、点火詮6近傍に向かって燃料噴射す
るように配置される。また、燃料噴射弁5の燃料噴射方
向および燃料噴射時期は、噴射燃料がピストン62頂部
に形成された凹部63を指向するように決められる。
FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of the engine shown in FIG.
Referring to FIG. 3, 60 is a cylinder block, 62 is a piston, 63 is a substantially cylindrical recess formed in the top surface of the piston 62, 64 is the top surface of the piston 62 and the cylinder head 61.
Each of the cylinder chambers formed between the inner wall surfaces is shown. Ignition snoop 6
Is attached to a substantially central portion of the cylinder head 61 so as to face the cylinder chamber 64. Although not shown in the drawing, an intake port and an exhaust port are formed in the cylinder head 61, and the cylinder chamber 6 of these intake port and exhaust port is formed.
An intake valve and an exhaust valve are arranged at the openings to the inside of the valve 4, respectively. The fuel injection valve 5 is a swirl-type fuel injection valve, and injects spray-like fuel having a large divergence angle and a low penetration force.
The fuel injection valve 5 is directed diagonally downward and is directed toward the cylinder chamber 64.
Is arranged at the top of the fuel cell and is arranged so as to inject fuel toward the vicinity of the ignition sled 6. The fuel injection direction and the fuel injection timing of the fuel injection valve 5 are determined so that the injected fuel is directed to the concave portion 63 formed at the top of the piston 62.

【0011】図1に示すように、内燃機関の排気系70
には、リーンNOx 触媒71を有する触媒コンバータが
配設されている。リーンNOx 触媒71は、遷移金属ま
たは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰
囲気中、HC存在下で、NOx を還元する触媒として定
義される。リーンNOx 触媒71は、高いNOx 浄化率
を示すことができるのにある温度範囲があり、たとえ
ば、400°C−550°Cである。この温度範囲より
高いときは、HCが直接酸化されて、HCの部分酸化に
よって生成される活性種が少なくなるのでNOx 浄化率
が低下し、前記温度範囲より低いときは触媒自体の活性
が低くなるのでやはりNOx 浄化率が低下する。リーン
NOx触媒71のNOx 浄化率は、供給されるHCの種
類によっても左右される。触媒床温が低温領域では比較
的小さなHCがNOx 浄化に有効であり、高温領域では
比較的大きいHCがNOx 浄化に有効である。
As shown in FIG. 1, an exhaust system 70 of an internal combustion engine.
Is provided with a catalytic converter having a lean NOx catalyst 71. The lean NOx catalyst 71 is made of zeolite supporting a transition metal or a noble metal, and is defined as a catalyst that reduces NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere. The lean NOx catalyst 71 has a certain temperature range in which it can exhibit a high NOx purification rate, for example, 400 ° C to 550 ° C. When the temperature is higher than this temperature range, HC is directly oxidized and the amount of active species generated by partial oxidation of HC is decreased, so the NOx purification rate is lowered, and when it is lower than the temperature range, the activity of the catalyst itself is lowered. Therefore, the NOx purification rate also decreases. The NOx purification rate of the lean NOx catalyst 71 also depends on the type of HC supplied. When the catalyst bed temperature is low, relatively small HC is effective for NOx purification, and when the catalyst bed temperature is high, relatively large HC is effective for NOx purification.

【0012】本発明では、リーンNOx 触媒71のNO
x 還元に必要なHCを、特別にHC供給装置を設けない
で、燃料噴射弁5からの燃料噴射を利用して生成するよ
うにしている。図4に示すように、燃料噴射に、トルク
発生用の主噴射の他に、主噴射と噴射時期を異ならせ
て、主噴射に比べて少量の副噴射を設け、この副噴射に
おいて噴射された燃料を利用してリーンNOx 触媒71
用のHCを生成、供給する。触媒床温に応じて必要とさ
れるHCの種類が変わるので、副噴射の噴射タイミング
は、触媒床温またはそれに対応して変化する排気温に応
じて、変化される。すなわち、図4に示すように、排気
温度が低い領域(たとえば、400°C)以下では、副
噴射タイミングは吸気行程から圧縮行程の初期にかけて
の期間内に設定される。また、その時の噴射量は、燃焼
行程で一部焼失するため、主噴射の約5%程度と多目に
設定される。ここで与えられた燃料は、圧縮、燃焼、排
気の行程を経て、熱分解あるいは部分酸化されて低沸点
HCとなり、排気温度が低い領域であるにかかわらず、
リーンNOx 触媒71で十分にNOx を浄化できる。ま
た、排気温度が400°Cを超えると、副噴射タイミン
グは燃焼期間の後半に設定され、排気温度が500°C
以上に上昇するに伴いさらに遅角され、排気行程の初期
にまで至る。この時の噴射量は、燃焼によって焼失する
割合がほとんどないため主噴射の2−1%となる。ここ
で与えられた燃料は、高沸点HCとなり、排気温度が高
い領域においてリーンNOx 触媒71で有効にNOx を
浄化する。
In the present invention, the NO of the lean NOx catalyst 71 is
The HC necessary for the x reduction is generated by utilizing the fuel injection from the fuel injection valve 5 without providing a special HC supply device. As shown in FIG. 4, in addition to the main injection for torque generation, the fuel injection is provided with a small amount of sub-injection compared to the main injection by making the injection timing different from that of the main injection, and the injection is performed in this sub-injection. Lean NOx catalyst 71 using fuel
Generate and supply HC for use. Since the required HC type changes according to the catalyst bed temperature, the injection timing of the sub-injection is changed according to the catalyst bed temperature or the exhaust gas temperature that changes correspondingly. That is, as shown in FIG. 4, in the region where the exhaust gas temperature is low (for example, 400 ° C.) or less, the auxiliary injection timing is set within the period from the intake stroke to the initial stage of the compression stroke. In addition, the injection amount at that time is set to a large value of about 5% of the main injection because it is partially burned off in the combustion process. The fuel given here undergoes a process of compression, combustion, and exhaust, and is thermally decomposed or partially oxidized to a low boiling point HC, regardless of the region where the exhaust temperature is low,
The lean NOx catalyst 71 can sufficiently remove NOx. When the exhaust temperature exceeds 400 ° C, the sub injection timing is set in the latter half of the combustion period, and the exhaust temperature is 500 ° C.
As it rises above, it is further retarded until the beginning of the exhaust stroke. The injection amount at this time is 2-1% of the main injection because there is almost no rate of burning out by combustion. The fuel given here has a high boiling point HC, and the lean NOx catalyst 71 effectively purifies NOx in a region where the exhaust temperature is high.

【0013】図5は低温領域の場合の噴射を示してい
る。吸気行程(図5(a))または圧縮行程初期に副噴
射が実行され、燃料噴射弁5からピストン62の凹部6
3を指向して燃料が噴射される。この噴射燃料は広がり
角が大きく貫徹力の弱い噴霧状の燃料であり、噴射燃料
の大部分はシリンダ64内に浮遊し、残りは凹部63に
衝突する。これらの噴射燃料は、吸気ポートからシリン
ダ室64内に流入する吸入空気流によって生じるシリン
ダ室64内の乱れTによってシリンダ室64内に拡散さ
れ、空燃比が十分にリーンな混合気Pが形成される(図
5(b))。このリーン混合気Pの空燃比は、着火火炎
が伝播するには薄すぎ、したがって燃焼行程においても
一部は未燃状態でとどまり、熱分解あるいは部分酸化さ
れる。続いて、圧縮行程後期(図5(c))に主噴射が
実行され、燃料噴射弁5から点火詮近傍およびピストン
62の頂面の凹部63を指向して燃料が噴射される。こ
の噴射燃料は元々点火詮6を指向しているうえ貫徹力が
弱く、またシリンダ室64内の圧力が大きいため、噴射
燃料は点火詮6付近の領域Kに偏在する。この領域K内
の燃料分布も不均一であり、リッチな混合気層から空気
層まで変化するため、この領域K内には最も燃焼し易い
理論空燃比付近の可燃混合気層が存在する。従って点火
詮6付近の可燃混合気層が着火されると、不均一混合気
領域Kを中心に燃焼が進行する。この燃焼過程で体積膨
張した燃焼ガスBの周辺から順次、混合気Pに火炎が伝
播し燃焼が進行する(図5(d))。そして、排気行程
で、排気バルブが開いて排気ガスをシリンダ室64から
出す(図5(e))。
FIG. 5 shows the injection in the low temperature region. The sub-injection is executed in the intake stroke (FIG. 5A) or in the early stage of the compression stroke, and the fuel injection valve 5 to the recessed portion 6 of the piston 62.
Fuel is injected in the direction of 3. This injected fuel is a spray-like fuel having a large divergence angle and a weak penetration force. Most of the injected fuel floats in the cylinder 64, and the rest collides with the recess 63. These injected fuels are diffused in the cylinder chamber 64 by the turbulence T in the cylinder chamber 64 caused by the intake airflow flowing into the cylinder chamber 64 from the intake port, so that the air-fuel mixture P having a sufficiently lean air-fuel ratio is formed. (FIG. 5 (b)). The air-fuel ratio of this lean air-fuel mixture P is too thin for the ignition flame to propagate, and therefore, even in the combustion stroke, part of it remains in the unburned state and is thermally decomposed or partially oxidized. Subsequently, main injection is executed in the latter half of the compression stroke (FIG. 5C), and fuel is injected from the fuel injection valve 5 toward the vicinity of the ignition loop and the recess 63 on the top surface of the piston 62. Since the injected fuel is originally directed to the ignition sled 6, the penetration force is weak, and the pressure in the cylinder chamber 64 is large, the injected fuel is unevenly distributed in the region K near the ignition sled 6. Since the fuel distribution in this region K is also non-uniform and changes from the rich air-fuel mixture layer to the air layer, in this region K there is a combustible air-fuel mixture layer near the stoichiometric air-fuel ratio where combustion is most likely to occur. Therefore, when the combustible air-fuel mixture layer near the ignition loop 6 is ignited, the combustion proceeds around the heterogeneous air-fuel mixture region K. In this combustion process, the flame propagates to the air-fuel mixture P sequentially from the periphery of the combustion gas B whose volume is expanded, and the combustion proceeds (FIG. 5 (d)). Then, in the exhaust stroke, the exhaust valve opens and exhaust gas is discharged from the cylinder chamber 64 (FIG. 5 (e)).

【0014】図6は極めて高温領域(排気温度が500
°C 以上)の場合の噴射を示している。吸気行程(図
6(a))−圧縮行程初期(図6(b))には、主噴射
も副噴射も行われない。圧縮行程後期(図6(c))に
主噴射が実行され、燃焼、膨張行程(図6(d))を経
て、排気行程初期(図6(e))に副噴射が実行され
る。主噴射の燃料の燃焼を終えてから噴射される副噴射
の燃料は、排気温度が高いため蒸発、霧化されるもの
の、熱分解、部分酸化はほとんどされずに排出され、高
沸点HC成分がリーンNOx 触媒71に供給される。こ
の高沸点HC成分は、排気温度が高いにかかわらず直接
酸化が抑制され、リーンNOx 触媒71内で部分酸化し
て適度の大きさのHCになり、リーンNOx 触媒71の
NOx 浄化率を向上する。
FIG. 6 shows an extremely high temperature region (exhaust temperature is 500
The injection is shown in the case of (° C or more). During the intake stroke (Fig. 6 (a))-the initial stage of the compression stroke (Fig. 6 (b)), neither main injection nor auxiliary injection is performed. The main injection is executed in the latter half of the compression stroke (Fig. 6 (c)), and the auxiliary injection is executed in the early stage of the exhaust stroke (Fig. 6 (e)) after the combustion and expansion strokes (Fig. 6 (d)). The secondary injection fuel, which is injected after the main injection fuel is burned, is vaporized and atomized due to the high exhaust temperature, but is discharged with almost no thermal decomposition and partial oxidation, and the high boiling HC component is It is supplied to the lean NOx catalyst 71. This high boiling HC component is suppressed from being directly oxidized regardless of the exhaust gas temperature being high, is partially oxidized in the lean NOx catalyst 71 to become HC of an appropriate size, and improves the NOx purification rate of the lean NOx catalyst 71. .

【0015】上記のように、主噴射、副噴射は、噴射タ
イミングを制御されなければならない。図7は、この燃
料噴射制御のタイミングを示している。図7において、
機関制御値計算の黒丸で示す夫々の時点において、複数
の機関制御値、例えば副噴射制御値(副噴射時間等)、
および点火制御値(点火時期等)が機関運転状態および
アクセル開度に基づいて計算される。図中黒丸は5ms
毎であるため複数の機関制御値は5ms毎に継続的に順
次計算される。
As described above, the injection timing of the main injection and the auxiliary injection must be controlled. FIG. 7 shows the timing of this fuel injection control. In FIG.
At each time point indicated by a black circle in the engine control value calculation, a plurality of engine control values, for example, a sub injection control value (sub injection time, etc.),
And the ignition control value (ignition timing etc.) is calculated based on the engine operating state and the accelerator opening. The black circle in the figure is 5 ms
Therefore, a plurality of engine control values are continuously calculated every 5 ms.

【0016】図8には本発明の実施例の燃料噴射および
点火を実行するためのルーチンを示す。このルーチンは
一定クランク角毎、例えばクランク角30度毎の割込み
によって実行される。図8を参照して、まずステップ1
00において角度判別カウンタCNEのカウントが実行
される。CNEは0から5までクランク角30度毎に1
ずつ増加され、CNEが5になった後CNEは0にされ
再びクランク角30度毎に1ずつ増加される(図7参
照)。次いでステップ102において気筒判別カウンタ
CCYLのカウントが実行される。CCYLは0から3
までクランク角180度毎に1ずつ増加され、CCYL
が3になった後CCYLは0にされ再びクランク角18
0度毎に1ずつ増加される(図7参照)。図7に示され
るように、CCYLが変化する時点は各気筒の圧縮上死
点を示しており、例えばCCYLが3に増加される時点
は第4気筒の圧縮上死点を示しており、CCYLが3か
ら0にクリアされる時点は第2気筒の圧縮上死点を示し
ており、さらに、CCYLが1に増加される時点は第1
気筒の圧縮上死点を示している。またCNEが5から0
にクリアされる時点はCCYLが変化する時点と一致し
ており、各気筒の圧縮上死点を示している。
FIG. 8 shows a routine for executing fuel injection and ignition according to the embodiment of the present invention. This routine is executed by interruption every fixed crank angle, for example, every 30 degrees of crank angle. Referring to FIG. 8, first step 1
At 00, the count of the angle determination counter CNE is executed. CNE is 0 to 5 and 1 for every 30 degrees of crank angle
After the CNE reaches 5, the CNE is set to 0 and again increased by 1 every 30 degrees of the crank angle (see FIG. 7). Next, at step 102, the cylinder discrimination counter CCYL is counted. CCYL is 0 to 3
Is increased by 1 every 180 degrees of crank angle until CCYL
CCYL is set to 0 after C becomes 3 and the crank angle becomes 18 again.
It is incremented by 1 every 0 degrees (see FIG. 7). As shown in FIG. 7, the time point at which CCYL changes indicates the compression top dead center of each cylinder, and for example, the time point at which CCYL is increased to 3 indicates the compression top dead center of the fourth cylinder. Indicates the compression top dead center of the second cylinder at the time when is cleared from 3 to 0, and the time at which CCYL is increased to 1 is the first
The compression top dead center of the cylinder is shown. CNE is 5 to 0
The time point when CCYL is changed coincides with the time point when CCYL changes, and indicates the compression top dead center of each cylinder.

【0017】図8を参照すると、ステップ104では、
CNEおよびCCYLに基づいて副噴射を実行すべき気
筒nsが計算される。気筒nsは吸気行程から圧縮行程
初期にある気筒であり、吸気行程にある場合を例にとる
と、ピストンが吸気上死点に位置する時点から吸気下死
点に至る時点までの間にある気筒である。次いでステッ
プ106では、CNEが、後述する噴射開始時間tsお
よび副噴射期間τsをカウンタ35(図1参照)にセッ
トすべき値CNEsになったか否か判定される。CNE
=CNEsになったとき、ステップ108に進みCNE
sから副噴射開始時期までの噴射開始時間tsおよび副
噴射期間τsがカウンタ35(図1参照)にセットされ
る。カウンタ35に噴射開始時間tsがセットされると
カウンタ35はカウントを開始して噴射開始時間が経過
すると副噴射を実行する。このとき燃料噴射期間τsの
カウントが開始され副噴射期間τsが経過すると副噴射
が停止される。例えば、図7を参照して、第1気筒につ
いてみると、機関回転数および機関負荷(アクセル開
度)から計算されたCNEsが0の場合、T1 時点で噴
射開始時間tsおよび副噴射期間τsがカウンタ35に
セットされる。T1 時点から噴射開始期間τsが経過し
たT2 時点で副噴射が開始され、T2 時点から副噴射期
間τsが経過したT3 時点で副噴射が停止せしめられ
る。なおτs=0のとき副噴射は実行されない。ステッ
プ106において否定判定された場合ステップ108が
スキップされ副噴射は実行されない。
Referring to FIG. 8, in step 104,
The cylinder ns for which the secondary injection is to be executed is calculated based on CNE and CCYL. The cylinder ns is a cylinder from the intake stroke to the early stage of the compression stroke, and taking the case of the intake stroke as an example, the cylinder between the time when the piston is located at the intake top dead center and the time when the piston reaches the intake bottom dead center. Is. Next, at step 106, it is judged if the CNE has reached a value CNEs at which an injection start time ts and a sub-injection period τs described later should be set in the counter 35 (see FIG. 1). CNE
= CNEs, go to Step 108 and CNE
The injection start time ts and the sub injection period τs from s to the sub injection start timing are set in the counter 35 (see FIG. 1). When the injection start time ts is set in the counter 35, the counter 35 starts counting, and when the injection start time elapses, the sub injection is executed. At this time, counting of the fuel injection period τs is started, and when the sub injection period τs elapses, the sub injection is stopped. For example, referring to FIG. 7, regarding the first cylinder, when CNEs calculated from the engine speed and the engine load (accelerator opening) is 0, the injection start time ts and the sub injection period τs at time T 1. Is set in the counter 35. The sub-injection is started at time T 2 when the injection start period τs has elapsed from the time T 1, and is stopped at time T 3 when the sub-injection period τs has elapsed from the time T 2 . When τs = 0, the sub injection is not executed. When a negative determination is made in step 106, step 108 is skipped and the secondary injection is not executed.

【0018】次いで、ステップ110で、主噴射および
点火を実行すべき気筒nmがCNEおよびCCYLに基
づいて計算される。気筒nmは圧縮行程にある気筒であ
り、ピストンが吸気下死点から圧縮上死点までの間にあ
る気筒である。次いでステップ112では、CNEが、
噴射開始時間tmおよび主噴射期間τmをカウンタ35
(図1参照)にセットすべき値CNEmになったか否か
判定される。CNE=CNEmになったとき、ステップ
114に進み噴射開始期間tmおよび主噴射期間τmが
カウンタ35にセットされる。カウンタ35にtmがセ
ットされるとカウタ35はカウントを開始してtmが経
過すると主噴射が実行開始される。このときτmのカウ
ントが開始されτmが経過すると主噴射が停止される。
例えば、図7を参照して、第1気筒についてみると、計
算されたCNEmが3の場合、T4 時点でtmおよびτ
mがカウンタ35にセットされる。T4 時点からtmが
経過したT5 時点で主噴射が開始され、T5 時点からτ
mが経過したT6 時点で主噴射はが停止される。なお、
τm=0のとき主噴射は実行されない。図8のステップ
112において否定判定された場合ステップ114がス
キップされ主噴射は実行されない。
Then, in step 110, the cylinder nm for which main injection and ignition are to be performed is calculated based on CNE and CCYL. The cylinder nm is a cylinder in the compression stroke, and the piston is a cylinder between the intake bottom dead center and the compression top dead center. Then in step 112, the CNE
The injection start time tm and the main injection period τm are counted by the counter 35.
It is determined whether or not the value CNEm to be set (see FIG. 1) has been reached. When CNE = CNEm, the routine proceeds to step 114, where the injection start period tm and the main injection period τm are set in the counter 35. When tm is set in the counter 35, the counter 35 starts counting, and when tm elapses, execution of main injection is started. At this time, counting of τm is started, and when τm elapses, the main injection is stopped.
For example, referring to FIG. 7, regarding the first cylinder, when the calculated CNEm is 3, tm and τ at time T 4.
m is set in the counter 35. Main injection is started at time T 5 when tm has elapsed from time T 4, and τ is started from time T 5.
The main injection is stopped at time T 6 when m has elapsed. In addition,
When τm = 0, the main injection is not executed. When a negative determination is made in step 112 of FIG. 8, step 114 is skipped and the main injection is not executed.

【0019】次いでステップ116では、CNEが、点
火制御値をカウンタ37(図1参照)にセットすべき値
CNEiになったか否か判定される。CNE=CNEi
になったとき、ステップ118に進みCNEiからイグ
ナイタ1次側コイルに通電開始されるまでの通電開始時
間tbiおよび通電期間tiがカウンタ37(図1参
照)にセットされる。カウンタ37にtbiがセットさ
れるとカウンタ37はカウントを開始し、tbiが経過
するとイグナイタ1次側コイルに通電が開始される。こ
のときカウンタtiのカウントが開始され、tiが経過
すると点火が実行される。例えば、図7を参照して、第
1気筒についてみると、計算されたCNEiが3の場
合、T4 時点でtbiおよびtiがカウンタ37にセッ
トされる。T4 時点からtbiが経過したT7 時点でイ
グナイタ1次側コイルに通電開始され、T7 時点からt
iが経過したT8 時点で点火が実行される。点火の後リ
ターンする。一方、ステップ116で否定判定されると
ステップ118がスキップされ点火が実行されない。
Next, at step 116, it is judged if the CNE has reached the value CNEi at which the ignition control value should be set in the counter 37 (see FIG. 1). CNE = CNEi
Then, the routine proceeds to step 118, where the energization start time tbi and the energization period ti from CNEi until the energization of the igniter primary coil is started are set in the counter 37 (see FIG. 1). When tbi is set in the counter 37, the counter 37 starts counting, and when tbi elapses, energization of the igniter primary side coil is started. At this time, counting of the counter ti is started, and when ti has elapsed, ignition is executed. For example, referring to FIG. 7, regarding the first cylinder, when the calculated CNEi is 3, tbi and ti are set in the counter 37 at the time point T 4 . T 4 time tbi started energized igniter primary coil at T 7 after a lapse from, t from T 7 time
Ignition is performed at time T 8 when i has elapsed. Return after ignition. On the other hand, if a negative determination is made in step 116, step 118 is skipped and ignition is not executed.

【0020】図9は、本発明実施例の燃料噴射、点火制
御のメインルーチンを示している。まず、ステップ13
0において、機関回転数NE(クランク角センサ29の
出力より演算して求める)、アクセル開度θA(アクセ
ル開度センサ30の出力)に基づき、主噴射量Qmを演
算する。次いで、ステップ132において、NE、Qm
に基づいて、主噴射開始時間tm、主噴射期間τm、お
よびtm、τmをカウンタ35(図1)にセットすべき
角度判別カウンタのカウント値CNEmを算出する。こ
こまでは従来の演算と同じである。次いで、ステップ1
34において、図10のNE−Qmマップより排気温度
THEを算出する。次いで、主噴射量Qmと排気温度T
HEに基づいて、図11のTHE−副噴射量/主噴射量
マップより、副噴射量Qsを算出する。ここで、図11
に示すように、排気温度が400°Cを越えると、副噴
射量Qsは主噴射量Qmの5%とし、400°C以下で
は、副噴射量Qsは主噴射量Qmの2%として排気温が
高くなるにつれて割合を徐々に下げ、700°C近辺で
主噴射量Qmの1%とする。次いで、ステップ138に
て、NE、Qs、THEに基づき、図12のTHE−副
噴射噴射時期マップを用い、副噴射開始クランク角CN
Es、副噴射開始時間ts、副噴射期間τsを算出す
る。次いで、ステップ140に進み、NE、Qmより通
電開始時間tbi、通電時間ti、およびtbi、ti
をカウンタ37(図1参照)にセットすべき角度判別カ
ウンタのカウント値CNEiを算出する。これらのメイ
ンルーチンの演算は、図7の機関制御タイミングにおい
て黒丸として示されるように、同一時点の機関運転状態
に基づいて、たとえば5ms毎に順次計算される。
FIG. 9 shows a main routine of fuel injection and ignition control of the embodiment of the present invention. First, step 13
At 0, the main injection amount Qm is calculated based on the engine speed NE (calculated from the output of the crank angle sensor 29) and the accelerator opening θA (output of the accelerator opening sensor 30). Then, in step 132, NE, Qm
Based on, the main injection start time tm, the main injection period τm, and the count value CNEm of the angle determination counter for setting tm, τm in the counter 35 (FIG. 1) are calculated. Up to this point, it is the same as the conventional calculation. Then, Step 1
At 34, the exhaust temperature THE is calculated from the NE-Qm map of FIG. Next, the main injection amount Qm and the exhaust temperature T
Based on HE, the sub injection amount Qs is calculated from the THE-sub injection amount / main injection amount map of FIG. Here, FIG.
As shown in, when the exhaust temperature exceeds 400 ° C, the sub injection amount Qs is set to 5% of the main injection amount Qm, and below 400 ° C, the sub injection amount Qs is set to 2% of the main injection amount Qm. The ratio is gradually decreased as becomes higher and becomes about 1% of the main injection amount Qm near 700 ° C. Next, at step 138, based on NE, Qs, and THE, using the THE-sub injection injection timing map of FIG. 12, the sub injection start crank angle CN
Es, sub injection start time ts, and sub injection period τs are calculated. Next, in step 140, the energization start time tbi, the energization time ti, and tbi, ti from NE and Qm.
Is calculated in the counter 37 (see FIG. 1). The calculations of these main routines are sequentially calculated, for example, every 5 ms, based on the engine operating state at the same time point, as indicated by black circles in the engine control timing of FIG.

【0021】上記のように構成された燃料噴射制御装置
においては、機関運転状態、触媒床温を検出する手段に
は、クランク角センサ29、アクセル開度センサ30、
気筒判別センサ32が含まれる。触媒床温は、排気温か
ら間接的に求められ、排気温はアクセル開度と回転数か
ら求まる噴射量と、回転数とからマップ10を利用して
演算される。また、主噴射のタイミングを設定するため
の第1の噴射タイミング設定手段には、ROM22に記
憶されCPU24に読出されて演算が実行される図9の
メインルーチンのステップ130、132が含まれる。
また、副噴射のタイミングを設定する第2の噴射タイミ
ング設定手段には、図9のメインルーチンのステップ1
34、136、138、およびROM22に記憶されC
PU24に読出されて演算に用いられる図10(排気温
度を求めるために利用)、図11(副噴射の噴射量を求
めるために利用)、図12(副噴射の噴射タイミングを
求めるために利用)のマップが含まれる。さらに、主噴
射を実行する燃料噴射実行手段には、図8のステップ1
10、112、114が含まれ、副噴射を実行する燃料
噴射実行手段には、図8のステップ104、106、1
08が含まれる。
In the fuel injection control device constructed as described above, a crank angle sensor 29, an accelerator opening sensor 30, and a crank angle sensor 29 are provided as means for detecting the engine operating state and the catalyst bed temperature.
A cylinder discrimination sensor 32 is included. The catalyst bed temperature is indirectly obtained from the exhaust temperature, and the exhaust temperature is calculated using the map 10 from the injection amount obtained from the accelerator opening degree and the rotation speed, and the rotation speed. Further, the first injection timing setting means for setting the timing of the main injection includes steps 130 and 132 of the main routine of FIG. 9 which is stored in the ROM 22 and read by the CPU 24 to execute the calculation.
Further, the second injection timing setting means for setting the timing of the sub-injection includes step 1 of the main routine of FIG.
34, 136, 138 and C stored in ROM 22
FIG. 10 (used to determine the exhaust temperature), which is read by the PU 24 and used for calculation, FIG. 11 (used to determine the injection amount of the secondary injection), and FIG. 12 (used to determine the injection timing of the secondary injection). Includes a map of. Further, in the fuel injection executing means for executing the main injection, step 1 in FIG.
10, 112, 114 are included, and the fuel injection executing means for executing the secondary injection includes steps 104, 106, 1 in FIG.
08 are included.

【0022】なお、上記の説明において、主噴射が圧縮
行程後期において一度に全量噴射される場合を例にとっ
たが、主噴射自体も、圧縮行程後期と、吸気行程から圧
縮行程初期にかけての期間とに、分割噴射するようにし
てもよい。
In the above description, the case where the main injection is fully injected at one time in the latter half of the compression stroke is taken as an example. However, the main injection itself is also in the latter half of the compression stroke and the period from the intake stroke to the initial compression stroke. Alternatively, divided injection may be performed.

【0023】つぎに、作用を説明する。排気温(触媒床
温に相関)が400°C以下のときは、図4および図5
に示すように、副噴射が吸気行程から圧縮行程初期の期
間内に実行されるので、筒内噴射された副噴射の燃料は
十分に拡散されてリーンになる。このためその後の主噴
射、主噴射燃料への着火、燃焼、膨張行程においても、
火炎が伝播して副噴射燃料が全量完全酸化するというこ
とはなく、副噴射の燃料の一部は熱分解あるいは部分酸
化されて、小さなHC成分となって排出され、リーンN
Ox 触媒71に到達する。リーンNOx 触媒71も高温
になっていないから、小さな成分のHCは完全酸化を促
進されることなく、活性種の状態でNOx と反応してN
Ox を還元し、浄化する。この場合、もしも大きいHC
が供給されると、活性種の生成が少なく有効でない。排
気温が400°Cを越えると、図4および図6に示すよ
うに、副噴射が、燃焼期間の後半から排気行程にかけて
の期間内に実行されるので、副噴射された燃料は燃焼行
程を経ることなく、そのまま排出される。したがって、
ほとんど燃料の状態の大きいHCとなってリーンNOx
触媒71に供給される。しかし、リーンNOx 触媒71
は高温となっているから、HCがリーンNOx触媒71
中を通っている間に、大きなHCは熱分解、部分酸化さ
れて適度の大きさのHCとなり、リーンNOx 触媒71
内部に多量の活性種を生成し、NOx 浄化率を向上す
る。この場合、もしも小さなHCが供給されると、ほと
んど全量直接酸化されて有効でない。このようにして、
主噴射とは別に副噴射を実行され、副噴射の噴射タイミ
ングを制御することによって、リーンNOx 触媒71に
供給されるHCの質、量が制御され、広範な温度領域に
わたって最適な、リーンNOx 触媒のNOx 浄化率制御
が行われる。
Next, the operation will be described. When the exhaust gas temperature (correlated with the catalyst bed temperature) is 400 ° C. or lower, FIG. 4 and FIG.
As shown in, the sub-injection is executed within the period from the intake stroke to the early stage of the compression stroke, so that the fuel of the sub-injection injected in the cylinder is sufficiently diffused and becomes lean. Therefore, in the subsequent main injection, ignition of the main injected fuel, combustion, and expansion stroke,
The flame does not propagate to completely oxidize the sub-injection fuel, and a part of the fuel of the sub-injection is thermally decomposed or partially oxidized to be discharged as a small HC component.
It reaches the Ox catalyst 71. Since the lean NOx catalyst 71 is not at a high temperature, HC, which is a small component, is not promoted to complete oxidation and reacts with NOx in the state of active species to generate N.
Reduces and purifies Ox. In this case, if the large HC
Is less effective in producing less active species. When the exhaust gas temperature exceeds 400 ° C., as shown in FIGS. 4 and 6, the sub-injection is executed within the period from the latter half of the combustion period to the exhaust stroke, so that the fuel injected by the sub-injection passes through the combustion stroke. It is discharged as it is without passing through. Therefore,
Most of the fuel is in a state of large HC and lean NOx
It is supplied to the catalyst 71. However, lean NOx catalyst 71
Since the temperature is high, HC is lean NOx catalyst 71
While passing through the inside, large HC is pyrolyzed and partially oxidized to become an appropriately sized HC, which results in lean NOx catalyst 71.
It produces a large amount of active species inside and improves the NOx purification rate. In this case, if a small amount of HC is supplied, almost all of it is directly oxidized, which is not effective. In this way,
The auxiliary injection is executed separately from the main injection, and by controlling the injection timing of the auxiliary injection, the quality and quantity of HC supplied to the lean NOx catalyst 71 are controlled, and the lean NOx catalyst that is optimum over a wide temperature range is obtained. NOx purification rate control is performed.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、主噴射の他に副噴射を
設け、副噴射の噴射タイミングを、低温域では吸気行程
から圧縮行程初期にかけての期間内に設定し、高温域で
は燃焼期間の後半から排気行程初期にかけての期間内に
設定したので、特別なHC供給装置を設けないで、広い
温度範囲にわたって最適な質のHCをリーンNOx 触媒
に供給でき、リーンNOx 触媒のNOx 浄化率を高める
ことができる。
According to the present invention, the auxiliary injection is provided in addition to the main injection, and the injection timing of the auxiliary injection is set within the period from the intake stroke to the early stage of the compression stroke in the low temperature range, and the combustion period in the high temperature range. Since it was set within the period from the latter half of the period to the beginning of the exhaust stroke, HC of optimum quality can be supplied to the lean NOx catalyst over a wide temperature range without providing a special HC supply device, and the NOx purification rate of the lean NOx catalyst can be increased. Can be increased.

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

【図1】本発明の一実施例に係る筒内直接噴射式内燃機
関の燃料噴射制御装置の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置に用いられている燃料噴射弁の断面
図である。
2 is a cross-sectional view of a fuel injection valve used in the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置に用いられている内燃機関の断面図
である。
3 is a cross-sectional view of an internal combustion engine used in the apparatus of FIG.

【図4】燃料噴射弁の噴射タイミングの排気温に応ずる
変化図である。
FIG. 4 is a change diagram of an injection timing of a fuel injection valve according to an exhaust temperature.

【図5】副噴射が吸気行程から圧縮行程初期にかけての
期間内に実行されるときの連続行程概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a continuous stroke when the sub-injection is executed within a period from an intake stroke to an initial compression stroke.

【図6】副噴射が燃焼期間後半から排気行程にかけての
期間内に実行されるときの連続行程概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a continuous stroke when the sub-injection is executed within the period from the latter half of the combustion period to the exhaust stroke.

【図7】各気筒の作動と噴射との関係を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 7 is a time chart showing the relationship between the operation of each cylinder and injection.

【図8】本発明の制御の燃料噴射、点火の実行ルーチン
のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart of a fuel injection / ignition execution routine of control according to the present invention.

【図9】本発明の制御のメインルーチンのフローチャー
トである。
FIG. 9 is a flowchart of a control main routine of the present invention.

【図10】機関回転速度NE−燃料噴射量マップであ
る。
FIG. 10 is an engine speed NE-fuel injection amount map.

【図11】排気温度THE−副噴射量/主噴射量マップ
である。
FIG. 11 is an exhaust temperature THE-sub injection amount / main injection amount map.

【図12】排気温度THE−副噴射噴射時期マップであ
る。
FIG. 12 is an exhaust temperature THE-sub injection injection timing map.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 5 燃料噴射弁 6 点火詮 20 電子制御ユニット 29 クランク角センサ 30 アクセル開度センサ 32 気筒判別センサ 62 ピストン 71 リーンNOx 触媒 1 Internal Combustion Engine 5 Fuel Injection Valve 6 Ignition Slave 20 Electronic Control Unit 29 Crank Angle Sensor 30 Accelerator Opening Sensor 32 Cylinder Discrimination Sensor 62 Piston 71 Lean NOx Catalyst

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リーンNOx 触媒を排気系に備えるとと
もに燃料噴射弁を各気筒に備えた筒内直接噴射式内燃機
関の燃料噴射制御装置であって、機関状態、リーンNO
x 触媒の触媒床温を検出する手段と、燃料噴射弁よりの
主噴射のタイミングを吸気行程から圧縮行程にかけての
期間内に設定する第1の噴射タイミング設定手段と、触
媒床温に基づき燃料噴射弁よりの副噴射のタイミングを
触媒床温が低いときには吸気行程から圧縮行程初期にか
けての期間内に設定し高いときには燃焼行程の後半から
排気行程の初期にかけての期間内に設定する第2の噴射
タイミング設定手段と、機関状態が第1および第2の噴
射タイミング設定手段によって設定されたタイミングで
あるときに燃料噴射弁を駆動し燃料噴射を実行する燃料
噴射実行手段と、を備えたことを特徴とする筒内直接噴
射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
1. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, comprising a lean NOx catalyst in an exhaust system and a fuel injection valve in each cylinder.
x means for detecting the catalyst bed temperature of the catalyst, first injection timing setting means for setting the timing of main injection from the fuel injection valve within the period from the intake stroke to the compression stroke, and fuel injection based on the catalyst bed temperature Second injection timing that sets the timing of sub-injection from the valve within the period from the intake stroke to the beginning of the compression stroke when the catalyst bed temperature is low, and within the period from the latter half of the combustion stroke to the beginning of the exhaust stroke when the catalyst bed temperature is high Setting means and fuel injection executing means for driving the fuel injection valve to execute fuel injection when the engine state is the timing set by the first and second injection timing setting means. Fuel injection control device for direct injection type internal combustion engine.
JP2415299A 1990-12-27 1990-12-27 Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine Expired - Lifetime JP2671606B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2415299A JP2671606B2 (en) 1990-12-27 1990-12-27 Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2415299A JP2671606B2 (en) 1990-12-27 1990-12-27 Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04231645A JPH04231645A (en) 1992-08-20
JP2671606B2 true JP2671606B2 (en) 1997-10-29

Family

ID=18523673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2415299A Expired - Lifetime JP2671606B2 (en) 1990-12-27 1990-12-27 Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2671606B2 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5775099A (en) * 1994-04-12 1998-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
DE69520567T2 (en) * 1995-01-20 2001-08-23 Toyota Motor Co Ltd EXHAUST GAS CLEANING METHOD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2736094B1 (en) * 1995-06-30 1997-07-25 Renault METHOD FOR CONTROLLING THE FUEL SUPPLY OF AN INTERNAL COMBUSTION AND DIRECT INJECTION ENGINE
US5960627A (en) * 1995-09-22 1999-10-05 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling an internal combustion engine
JPH09158810A (en) * 1995-10-02 1997-06-17 Hino Motors Ltd Diesel engine
US20040086441A1 (en) 1995-12-06 2004-05-06 Masao Hori Process for purifying exhaust gas from gasoline engines
US5839275A (en) * 1996-08-20 1998-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection control device for a direct injection type engine
US5910096A (en) * 1997-12-22 1999-06-08 Ford Global Technologies, Inc. Temperature control system for emission device coupled to direct injection engines
JP3325230B2 (en) 1998-08-03 2002-09-17 マツダ株式会社 Method and apparatus for warming up a catalyst in a direct injection engine
US6330796B1 (en) 1998-08-03 2001-12-18 Mazda Motor Corporation Control device for direct injection engine
JP3613023B2 (en) 1998-08-26 2005-01-26 マツダ株式会社 In-cylinder injection engine control device
US6718756B1 (en) * 1999-01-21 2004-04-13 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier for use in internal combustion engine
JP3632483B2 (en) * 1999-02-05 2005-03-23 マツダ株式会社 Engine control device
JP3680612B2 (en) * 1999-02-09 2005-08-10 マツダ株式会社 In-cylinder injection engine control device
JP2001295684A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Sanshin Ind Co Ltd Exhaust emission control method for cylinder injection engine
JP4492812B2 (en) * 2006-03-30 2010-06-30 三菱自動車工業株式会社 In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2008057512A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
ATE486205T1 (en) * 2006-12-28 2010-11-15 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR HEATING A CATALYST ARRANGED IN AN EXHAUST SECTION OF A COMBUSTION PROCESS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04231645A (en) 1992-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2671606B2 (en) Fuel injection controller for direct injection type internal combustion engine
US5207058A (en) Internal combustion engine
JP4427744B2 (en) Direct fuel injection internal combustion engine operation method
US10400706B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP4424147B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4689723B2 (en) Method for cold operation of a spark ignition internal combustion engine
KR100345263B1 (en) In-cylinder injection type internal combustion engine
JP4918911B2 (en) Fuel pressure control device for in-cylinder direct fuel injection spark ignition engine
EP3006691B1 (en) Internal combustion engine
KR19980070939A (en) Barrel injection engine
JP2004531667A (en) Method for increasing exhaust gas temperature of spark ignition direct injection internal combustion engine
JP2009299490A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP3799898B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP4155069B2 (en) Control at the start of operation in an internal combustion engine with variable compression ratio
KR100474127B1 (en) In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
EP1496230B1 (en) Start-up control of in-cylinder fuel injection spark ignition internal combustion engine
JP2009293526A (en) Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
JP5217932B2 (en) Fuel injection control method for internal combustion engine
JP3614051B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4572827B2 (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP2007016746A (en) Fuel injection control device for variable cylinder engine
JP3570306B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3960720B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2009041532A (en) Fuel injection control device for diesel engine
JP4134861B2 (en) Control device for premixed compression ignition type internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711

Year of fee payment: 14