JP4254021B2

JP4254021B2 - 筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置

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Publication number: JP4254021B2
Application number: JP2000201427A
Authority: JP
Inventors: 修深沢
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002013431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射式内燃機関において、排出ガス浄化用の触媒を早期に暖機する機能を備えた筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式内燃機関（直噴エンジン）においても、排出ガスの浄化は、吸気管噴射エンジンと同様に、触媒によって行うようにしているが、触媒は、活性温度まで昇温しないと、排出ガスを効率良く浄化できないため、始動後に排気温度を上昇させて触媒を早期に活性温度まで昇温させる触媒早期暖機制御を行うことが望ましい。吸気管噴射エンジンでは、触媒早期暖機制御を点火遅角制御等によって行われているが、直噴エンジンでは、特開平４−１８３９２２号公報に示すように、排気管の触媒の上流側に点火装置を設け、触媒の温度が所定温度より低い時に、膨張行程又は排気行程で追加の燃料を噴射して排出ガス中に燃料を混入させ、これを排気管内で点火装置によって着火して燃焼させることで、排気温度を上昇させて触媒を暖機するようにしたものがある。
【０００３】
しかし、この構成では、排気管に点火装置を設ける必要があり、その分、コスト高になる欠点がある。
【０００４】
この欠点を解消するため、特開平８−２９１７２９号公報に示すように、圧縮行程でエンジン出力を発生させるための主噴射を行った後に膨張行程で後噴射を行って、主噴射燃料の燃焼熱によって後噴射燃料を燃焼させることで、排気温度を上昇させて触媒の暖機を促進するようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
直噴エンジンでも、始動時は燃圧が低く、更に要求噴射量が多いため、吸気行程で燃料を噴射して均質燃焼させるようにしている。従って、始動時は、触媒が未活性でも、均質燃焼モードで運転し、始動後、成層燃焼が可能な運転状態になった時に、圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードに切り換えて、上記公報のように、膨張行程で後噴射を行って触媒を暖機するようにしたものがある。
【０００６】
しかし、均質燃焼モードから成層燃焼モードへ切り換える際に、スロットルバルブ等の空気系を大きく切り換えるため、その空気系の切り換えに、かなりの遅れが生じる。つまり、均質燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えてから、筒内に充填される空気量が目標値まで増加するのに、かなりの遅れが生じる。このため、成層燃焼モードに切り換わった直後から、後噴射を通常の成層燃焼時の後噴射量で開始すると、筒内の空気量（酸素量）が不足して後噴射の燃料を十分に燃焼させることができず、排気エミッションが悪化する結果となる。
【０００７】
そこで、後噴射の開始時期を空気系の遅れ分だけ遅らせることが考えられるが、成層燃焼モードでは、多量の空気を筒内に吸入して排出するため、後噴射の開始時期（排気温度の昇温開始時期）を遅らせると、成層燃焼モードへの切換直後に急増する空気によって排気温度が低下して触媒が冷やされてしまい、触媒の暖機が益々遅れて、排気エミッションが悪化する結果となる。
【０００８】
また、始動直後は、筒内温度が低いため、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を着火可能な期間が短くなる。このため、成層燃焼モードへの切換直後から、後噴射を通常の成層燃焼時の後噴射時期で開始すると、後噴射の燃料を主噴射燃料の燃焼熱で着火できない可能性がある。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、成層燃焼モードへの切換直後から後噴射を開始しても、後噴射の燃料を十分に燃焼させることができて、触媒早期暖機性能向上、排気エミッション低減を実現することができる筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
また、始動直後は、筒内温度が低いため、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を着火可能な期間が短くなることを考慮して、請求項１のように、触媒の早期暖機が要求される時に、成層燃焼モードに切り換えてから筒内温度が所定温度に昇温するまでの所定の期間は後噴射時期を進角補正する。ここで、“所定の期間”は、筒内温度が通常の成層燃焼時の筒内温度に昇温するまでの期間を見込んで設定すれば良い。この期間に後噴射時期を進角補正して、後噴射時期を主噴射燃料の燃焼時期に近付ければ、成層燃焼モードへの切換直後の筒内温度が低いときでも、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を着火可能な時期に後噴射を行うことができる。これにより、成層燃焼モードへの切換直後から後噴射の燃料を確実に燃焼させて触媒の暖機を促進できる。また、請求項１に係る発明では、成層燃焼モードに切り換えてから筒内温度が所定温度に昇温するまでの所定の期間は後噴射された燃料が筒内で着火、燃焼するように後噴射時期を進角補正するものである。
【００１３】
この場合、後噴射時期の進角補正量は固定値でも良いが、請求項２のように、後噴射時期の進角補正量を空気系の制御目標値と実測値との偏差に応じて設定するようにしても良い。このようにすれば、成層燃焼モードへの切換直後の筒内温度の上昇（筒内充填空気量の増加）に追従させて後噴射時期の進角補正量を適正化することができ、触媒早期暖機性能向上、排気エミッション低減の効果を大きくすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃機関である直噴エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ１４によって開度調節されるスロットルバルブ１５が設けられている。ステップモータ１４がエンジン電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）が制御され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットルバルブ１５の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ１７が設けられている。
【００１５】
このスロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポート２３にそれぞれ連結されている。各気筒の第２吸気路２２内には、スワールコントロール弁２４が配置されている。各気筒のスワールコントロール弁２４は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結されている。このステップモータ２６がＥＣＵ１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、スワールコントロール弁２４の開度が制御され、その開度に応じて各気筒内のスワール流強度が調整される。ステップモータ２６には、スワールコントロール弁２４の開度を検出するスワールコントロール弁センサ２７が取り付けられている。
【００１６】
また、エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられている。燃料タンク（図示せず）から燃料配管４５を通して燃料デリバリパイプ２９に送られてくる燃料は、各気筒の燃料噴射弁２８から燃焼室内に噴射され、吸気ポート２３から導入される吸入空気と混合して混合気が形成される。燃料デリバリパイプ２９には、燃料の圧力を検出する燃圧センサ３０が取り付けられている。
【００１７】
更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの点火によって燃焼室内の混合気が着火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒が吸気上死点に達した時にパルス状の気筒判別信号を出力し、クランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフトが所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にパルス状のクランク角信号を出力し、このクランク角信号の出力周波数によってエンジン回転速度が検出される。更に、このクランク角信号と気筒判別信号によって、クランク角の検出や気筒判別が行われる。
【００１８】
一方、エンジン１１の排気ポート３５には、排気マニホールド３６を介して排気管３７が接続されている。この排気管３７には、理論空燃比付近で排気を効率良く浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵型のリーンＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このリーンＮＯｘ触媒３９は、排気中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排気中のＮＯｘを吸着し、空燃比がリッチに切り換えられて排気中の酸素濃度が低下した時に、吸着したＮＯｘを還元浄化して放出する。このリーンＮＯｘ触媒３９の下流側には、リーンＮＯｘ触媒３９から流出する排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ（図示せず）が設置され、排気中のＮＯｘ濃度から推定したリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸着量が所定値より多くなった時に一時的に空燃比がリーンからリッチに切り換えられる。
【００１９】
また、排気管３７のうちの三元触媒３８の上流側とサージタンク１９との間には、排気の一部を還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ量（排気還流量）を制御するＥＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル１８には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４２が設けられている。
【００２０】
上述した各種センサの出力信号は、ＥＣＵ１６に入力される。このＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された制御プログラムに従い、各種センサ出力に基づき、前述したステップモータ１４，２６、ＥＧＲ弁４１、燃料噴射弁２８、点火プラグの動作を制御する。例えば、低・中負荷運転時は、空燃比がリーンとなるように少量の燃料を圧縮行程で噴射し、点火プラグの周辺に部分的に濃いめの混合気を形成して成層燃焼させ、筒内全体としての空燃比をリーンとする（成層燃焼モード）。また、高負荷運転時や始動時は、理論空燃比付近又はそれよりも若干リッチとなるように燃料噴射量を増量し、燃料を吸気行程で噴射して均質燃焼させる（均質燃焼モード）。このように燃焼モードを切り換えるＥＣＵ１６の機能が特許請求の範囲でいう燃焼モード切換手段に相当する役割を果たす。
【００２１】
また、ＥＣＵ１６は、図２に示す触媒早期暖機制御プログラムを実行することで、三元触媒３８の早期暖機が要求される時に成層燃焼モードに切り換えて圧縮行程でエンジン出力を発生させるための主噴射を行った後に膨張行程で後噴射を行い（図５参照）、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を燃焼させて排気温度を上昇させる。更に、触媒早期暖機制御時には、成層燃焼モードに切り換えてから所定の期間は後噴射量を減量補正し、且つ、後噴射時期を進角補正する（図４参照）。以下、この触媒早期暖機制御プログラムの処理内容について説明する。
【００２２】
本プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定クランク角毎に起動され、特許請求の範囲でいう触媒早期暖機制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、三元触媒３８が活性状態になっているか否かを、触媒温度が活性下限温度（例えば２００℃）以上であるか否かで判定する。尚、触媒温度の検出は、三元触媒３８に設置した触媒温度センサ（図示せず）を用いたり、或は、冷却水温と始動後経過時間等から触媒温度を推定しても良い。
【００２３】
ステップ１０１で、三元触媒３８が活性状態になっていると判定されれば、触媒早期暖機制御を行う必要がないので、ステップ１０２に進み、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値を０にリセットして本プログラムを終了する。尚、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧは、成層燃焼モード切換後の経過時間をカウントするカウンタである。
【００２４】
一方、三元触媒３８がまだ活性状態になっていなければ、ステップ１０３に進み、後噴射実行条件（触媒早期暖機制御実行条件）が成立しているか否かを判定する。ここで、後噴射実行条件は、成層燃焼モードに切り換えて後噴射を行っても、安定燃焼可能な運転状態であることであり、例えば、図３に示すように、エンジン回転速度と要求トルクに基づいてエンジン負荷が小さい領域を後噴射実行領域と判定したり、或は、軽負荷領域で且つ始動後所定時間以上が経過していること等を後噴射実行条件としても良い。
【００２５】
始動後でも、後噴射実行条件が成立していなければ、後噴射（触媒早期暖機制御）を行わずに、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値を０にリセットして（ステップ１０２）、本プログラムを終了する。
【００２６】
これに対し、後噴射実行条件が成立していれば、ステップ１０４に進み、現在の燃焼モードが成層燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードであれば、ステップ１０５に進み、燃焼モードを均質燃焼モードから成層燃焼モードに切り換え、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値を０にリセットして（ステップ１０６）、本プログラムを終了する。
【００２７】
一方、後噴射実行条件が成立し、且つ成層燃焼モードへ切り換えられた後は、ステップ１０７に進み、現在のエンジン運転状態に応じてマップ等から後噴射量Ｑ２ＮＤと後噴射時期Ａ２ＮＤを算出する（後噴射時期Ａ２ＮＤは例えば圧縮上死点を基準にして設定される）。この後、ステップ１０８に進み、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値が所定値Ｂ以上か否か、つまり、成層燃焼モード切換後の経過時間が所定時間以上経過したか否かを判定する。ここで、所定値Ｂは、成層燃焼モードへの切換後の空気系の遅れ（酸素供給量の遅れ）が生じる期間に相当する値に設定されている。
【００２８】
従って、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値が所定値Ｂ未満であれば、成層燃焼モードへの切換後の空気系の遅れが生じている期間であるので、ステップ１０９に進み、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧをインクリメントした後、ステップ１１０に進み、成層燃焼モードへの切換後の空気系の遅れを考慮して、後噴射量Ｑ２ＮＤを減量補正すると共に、後噴射時期Ａ２ＮＤを進角補正する。
【００２９】
この際、後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正は、ステップ１０７で求めた後噴射量Ｑ２ＮＤに補正係数Ｋ１（Ｋ１＜１．０）を乗算して行い、後噴射時期Ａ２ＮＤの進角補正は、ステップ１０７で求めた後噴射時期Ａ２ＮＤから進角補正量Ｔ１を減算して行う。ここで、補正係数Ｋ１と進角補正量Ｔ１は固定値でも良いが、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値に応じて変化させても良い。例えば、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値が増加するほど、補正係数Ｋ１を大きくして後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正量を小さくすると共に、進角補正量Ｔ１を小さくする（図４参照）。
【００３０】
後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正と後噴射時期Ａ２ＮＤの進角補正は、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値が所定値Ｂに達するまで行われる。これにより、成層燃焼モードへの切換後の空気系の遅れが生じる期間に、後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正と後噴射時期Ａ２ＮＤの進角補正が実施される。
【００３１】
その後、成層燃焼モード切換後経過時間カウンタＣＣＮＧのカウント値が所定値Ｂに達すると、該カウンタＣＣＮＧのカウント値を所定値Ｂに固定し（ステップ１１０）、後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正と後噴射時期Ａ２ＮＤの進角補正を終了する。これにより、空気系の遅れが無視できるようになった後は、ステップ１０７で求めた後噴射量Ｑ２ＮＤと後噴射時期Ａ２ＮＤで後噴射が実施される。後噴射された燃料は、主噴射燃料の燃焼熱で着火して燃焼し、排気温度を上昇させて三元触媒３８の暖機を促進する。
【００３２】
以上説明した本実施形態（１）の触媒早期暖機制御の実行例を図４のタイムチャートを用いて説明する。エンジン始動時は、後噴射実行条件（触媒早期暖機制御実行条件）が不成立となり、均質燃焼モードでエンジン１１が始動される。始動後に、後噴射実行条件が成立すると、要求燃焼モードが成層燃焼モードに切り換えられ、直ちに、空気系（スロットルバルブ１５、スワールコントロール弁２４等）が成層燃焼時の制御目標値に切り換えられる。この際、要求燃焼モードが成層燃焼モードに切り換えられると同時に、吸入空気量の目標値がステップ状に増加するが、空気系の遅れが生じるため、実際の吸入空気量は目標値に対して遅れて増加する。
【００３３】
空気系の切り換え（吸入空気量の目標値の切換）から少し遅れて、主噴射時期が圧縮行程に切り換えられ、成層燃焼に切り換えられると同時に、後噴射が開始される。成層燃焼への切換直後は、まだ吸入空気量が目標値まで増加していないため、成層燃焼への切換直後に後噴射を通常の成層燃焼時の後噴射量で開始すると、筒内の空気量（酸素量）が不足して、後噴射の燃料を十分に燃焼させることができず、排気エミッションが悪化する結果となる。
【００３４】
そこで、本実施形態（１）では、成層燃焼（圧縮行程噴射）に切り換わってから所定時間Ｂが経過するまでの期間、つまり、吸入空気量が目標値付近まで増加するまでの期間は、後噴射量を減量補正する。これにより、後噴射量を空気系の遅れを考慮した適正な噴射量に減量できるため、成層燃焼への切換直後から後噴射を開始しても、実際の筒内充填空気量に対して後噴射量が過剰にならず、後噴射の燃料を確実に燃焼させることができ、成層燃焼への切換直後から後噴射により排気温度を上昇させて三元触媒３８の暖機を促進でき、始動後の排気エミッションを低減することができる。
【００３５】
更に、後噴射開始直後（成層燃焼への切換直後）は、筒内温度が低いため、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を着火可能な期間が短くなることを考慮して、本実施形態（１）では、成層燃焼に切り換わってから所定時間Ｂが経過するまでの期間は、後噴射時期を進角補正するようにしている。これにより、噴射時期を主噴射燃料の燃焼時期に近付けることができるため、成層燃焼への切換直後の筒内温度が低いときでも、主噴射燃料の燃焼熱で後噴射燃料を着火可能な時期に後噴射を行うことができ、成層燃焼モードへの切換直後から後噴射の燃料を確実に燃焼させて三元触媒３８の暖機を促進できる。
【００３６】
尚、本実施形態（１）では、成層燃焼（圧縮行程噴射）に切り換わってから所定時間Ｂが経過するまでの期間に、後噴射量の減量補正と後噴射時期の進角補正の両方を実施するようにしたが、いずれか一方のみを実施するようにしても良い。また、後噴射量の減量補正と後噴射時期の進角補正の両方を実施する場合、後噴射量の減量補正を実施する時間と後噴射時期の進角補正を実施する時間を異ならせても良く、例えば、後者を前者よりも短くしても良い。
【００３７】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）では、後噴射量の減量補正量と後噴射時期の進角補正量を成層燃焼への切換後の経過時間で設定したが、図６乃至図８に示す本発明の実施形態（２）では、後噴射量の減量補正量と後噴射時期の進角補正量を、吸入空気量の目標値と実測値との偏差に応じて設定する。
【００３８】
本実施形態（２）では、図６のプログラムによって触媒早期暖機制御が次のように行われる。まず、ステップ２０１で、三元触媒３８が活性状態になっているか否かを判定し、既に、三元触媒３８が活性状態になっていれば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００３９】
一方、三元触媒３８がまだ活性状態になっていなければ、ステップ２０２に進み、前記実施形態（１）と同じ方法で、後噴射実行条件（触媒早期暖機制御実行条件）が成立しているか否かを判定する。もし、後噴射実行条件が成立していなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００４０】
これに対し、後噴射実行条件が成立していれば、ステップ２０３に進み、現在の燃焼モードが成層燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードであれば、ステップ２０４に進み、燃焼モードを均質燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えて本プログラムを終了する。
【００４１】
一方、後噴射実行条件が成立し、且つ成層燃焼モードへ切り換えられた後は、ステップ２０５に進み、現在のエンジン運転状態に応じてマップ等から後噴射量Ｑ２ＮＤと後噴射時期Ａ２ＮＤを算出する。この後、ステップ２０６に進み、吸入空気量センサ（図示せず）で測定した実吸入空気量が目標吸入空気量付近まで増加したか否かを次式により判定する。
実吸入空気量≧目標吸入空気量−α
ここで、αは、吸入空気量センサの検出誤差を見込むための補正係数である。また、目標吸入空気量は、ＥＣＵ１６（制御目標値設定手段）によって設定される。
【００４２】
もし、実吸入空気量＜目標吸入空気量−αであれば、まだ実吸入空気量が目標吸入空気量付近まで増加していない（空気系の遅れを無視できない）ため、ステップ２０７に進み、後噴射量の減量補正量Ｑｓと後噴射時期の進角補正量Ｔｓを目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差に応じて図７及び図８のマップにより算出する。これにより、目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差が大きくなるほど、後噴射量の減量補正量Ｑｓと後噴射時期の進角補正量Ｔｓが大きい値に設定される。
【００４３】
この後、ステップ２０９に進み、ステップ２０５で求めた後噴射量Ｑ２ＮＤを減量補正量Ｑｓで減量補正し（Ｑ２ＮＤ←Ｑ２ＮＤ−Ｑｓ）、更に、ステップ２０５で求めた後噴射時期Ａ２ＮＤを進角補正量Ｔｓで進角補正する（Ａ２ＮＤ←Ａ２ＮＤ−Ｔｓ）。
【００４４】
その後、実吸入空気量が目標吸入空気量付近まで増加した時点で、ステップ２０６からステップ２０８に進み、減量補正量Ｑｓと進角補正量Ｔｓを共に０にセットする。これにより、後噴射量Ｑ２ＮＤの減量補正と後噴射時期Ａ２ＮＤの進角補正を終了し、ステップ２０５で求めた後噴射量Ｑ２ＮＤと後噴射時期Ａ２ＮＤで後噴射を実施する。
【００４５】
以上説明した本実施形態（２）では、後噴射量の減量補正量Ｑｓと後噴射時期の進角補正量Ｔｓを、目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差に応じて設定するので、成層燃焼モードへの切換直後の実際の筒内充填空気量の増加や筒内温度の上昇に追従させて後噴射量の減量補正量Ｑｓと後噴射時期の進角補正量Ｔｓを適正化することができ、触媒早期暖機性能向上、排気エミッション低減の効果を大きくすることができる。
【００４６】
尚、本実施形態（２）では、成層燃焼モード切換後の空気系の遅れを評価するパラメータとして、目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差を用いたが、例えば目標吸気管圧力と実吸気管圧力との偏差、又は、目標スロットル開度と実スロットル開度との偏差を用いても良い。
【００４７】
また、本実施形態（２）では、後噴射量の減量補正と後噴射時期の進角補正の両方を実施するようにしたが、いずれか一方のみを実施するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御系システム全体の概略構成を示す図
【図２】実施形態（１）の触媒早期暖機制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】後噴射実行領域を決定するマップを概念的に示す図
【図４】実施形態（１）の触媒早期暖機制御の実行例を示すタイムチャート
【図５】主噴射と後噴射と筒内温度との関係を示すタイムチャート
【図６】実施形態（２）の触媒早期暖機制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差から後噴射量の減量補正量Ｑｓを求めるマップを概念的に示す図
【図８】目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差から後噴射時期の進角補正量Ｔｓを求めるマップを概念的に示す図
【符号の説明】
１１…直噴エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１２…吸気管、１５…スロットルバルブ、１６…ＥＣＵ（燃焼モード切換手段，触媒早期暖機制御手段，制御目標値設定手段）、２４…スワールコントロール弁、２８…燃料噴射弁、３７…排気管、３８…三元触媒、３９…リーンＮＯｘ触媒、４１…ＥＧＲ弁。

Claims

燃料噴射弁から筒内に燃料を直接噴射して燃焼させ、その排出ガスを触媒で浄化するようにした筒内噴射式内燃機関において、
吸気行程で燃料を噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとを運転状態に応じて切り換える燃焼モード切換手段と、
前記触媒の早期暖機が要求される時に成層燃焼モードに切り換えて圧縮行程で機関出力を発生させるための主噴射を行った後に膨張行程で後噴射を行って排気温度を上昇させる触媒早期暖機制御手段とを備え、
前記触媒早期暖機制御手段は、前記触媒の早期暖機が要求される時に成層燃焼モードに切り換えてから筒内温度が所定温度に昇温するまでの所定の期間は後噴射された燃料が筒内で着火、燃焼するように後噴射時期を進角補正することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置。
運転状態に応じて空気系の制御目標値を設定する制御目標値設定手段を備え、
前記触媒早期暖機制御手段は、前記後噴射時期の進角補正量を前記空気系の制御目標値と実測値との偏差に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置。