JPH0932619A - 筒内噴射型内燃機関 - Google Patents
筒内噴射型内燃機関Info
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- JPH0932619A JPH0932619A JP7179214A JP17921495A JPH0932619A JP H0932619 A JPH0932619 A JP H0932619A JP 7179214 A JP7179214 A JP 7179214A JP 17921495 A JP17921495 A JP 17921495A JP H0932619 A JPH0932619 A JP H0932619A
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- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
- F02D41/405—Multiple injections with post injections
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、リーン燃焼運転を行ないうる筒内
噴射型内燃機関に関し、トルク変動を招来しないように
しながら、リーンＮＯｘ触媒に吸着された浄化能力低下
物質の除去を確実且つ適切に行なえるようにするもので
ある。 【解決手段】 リーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型
内燃機関において、排気通路に設置されてリーン燃焼運
転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収するリ
ーンＮＯｘ触媒１３Ａと、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへの
浄化能力低下物質の付着量を推定する付着量推定手段１
０２と、付着量推定手段１０２の推定結果からリーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａへの浄化能力低下物質の付着量が所定量
に達したら、内燃機関の排気行程で燃料噴射弁３を作動
させてリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ追加燃料を供給する燃
料噴射弁制御手段１０３とをそなえるように構成する。
噴射型内燃機関に関し、トルク変動を招来しないように
しながら、リーンＮＯｘ触媒に吸着された浄化能力低下
物質の除去を確実且つ適切に行なえるようにするもので
ある。 【解決手段】 リーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型
内燃機関において、排気通路に設置されてリーン燃焼運
転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収するリ
ーンＮＯｘ触媒１３Ａと、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへの
浄化能力低下物質の付着量を推定する付着量推定手段１
０２と、付着量推定手段１０２の推定結果からリーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａへの浄化能力低下物質の付着量が所定量
に達したら、内燃機関の排気行程で燃料噴射弁３を作動
させてリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ追加燃料を供給する燃
料噴射弁制御手段１０３とをそなえるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接燃
料を噴射しリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃
機関に関し、特に、リーンＮＯｘ触媒が浄化能力低下物
質の付着により劣化した際にこの浄化能力低下物質を除
去してリーンＮＯｘ触媒を再生できるようにした、筒内
噴射型内燃機関に関する。
料を噴射しリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃
機関に関し、特に、リーンＮＯｘ触媒が浄化能力低下物
質の付着により劣化した際にこの浄化能力低下物質を除
去してリーンＮＯｘ触媒を再生できるようにした、筒内
噴射型内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車に搭載された内燃機関（以下、エ
ンジンという）をはじめとして、リーン混合気を燃焼さ
せるようにしたエンジンがあるが、かかるエンジンで
は、リーン運転時に、排出ガス中のＮＯｘ量が増大す
る。そこで、このようなエンジンにおいて排気ガスを浄
化するために、排気系にリーンＮＯｘ触媒又はリーンＮ
Ｏｘ触媒と三元触媒とを組み合わせて設置するようにし
たものがある。
ンジンという）をはじめとして、リーン混合気を燃焼さ
せるようにしたエンジンがあるが、かかるエンジンで
は、リーン運転時に、排出ガス中のＮＯｘ量が増大す
る。そこで、このようなエンジンにおいて排気ガスを浄
化するために、排気系にリーンＮＯｘ触媒又はリーンＮ
Ｏｘ触媒と三元触媒とを組み合わせて設置するようにし
たものがある。
【０００３】このようなリーンＮＯｘ触媒には、流入排
気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸収し、流入排
気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出
するＮＯｘ吸収剤を排気通路内に設置し、リーン混合気
を燃焼させた際に発生するＮＯｘをＮＯｘ吸収剤で吸収
して、ＮＯｘ吸収能力が飽和する前にこのＮＯｘ吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにするこ
とで、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを還元しこれを放出させ
るようにしたものがある。
気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸収し、流入排
気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出
するＮＯｘ吸収剤を排気通路内に設置し、リーン混合気
を燃焼させた際に発生するＮＯｘをＮＯｘ吸収剤で吸収
して、ＮＯｘ吸収能力が飽和する前にこのＮＯｘ吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにするこ
とで、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを還元しこれを放出させ
るようにしたものがある。
【０００４】このように、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを還
元する際には、排気ガスの空燃比を一時的にリッチにす
ることで排気ガス中に炭化水素（ＨＣ）を存在させるよ
うにしてこの炭化水素（ＨＣ）を還元剤としてＮＯｘ吸
収剤へ供給するのである。例えば特開平６−１１７２２
５号には、このようなＮＯｘの還元にかかる技術が開示
されている。この技術は、機関の膨張，排気行程の一時
期に燃料の副噴射を行なって、燃焼熱を利用して炭化水
素（ＨＣ）の分子構造をより小さいものに分解してＮＯ
ｘを効率よく還元できるようにするものである。
元する際には、排気ガスの空燃比を一時的にリッチにす
ることで排気ガス中に炭化水素（ＨＣ）を存在させるよ
うにしてこの炭化水素（ＨＣ）を還元剤としてＮＯｘ吸
収剤へ供給するのである。例えば特開平６−１１７２２
５号には、このようなＮＯｘの還元にかかる技術が開示
されている。この技術は、機関の膨張，排気行程の一時
期に燃料の副噴射を行なって、燃焼熱を利用して炭化水
素（ＨＣ）の分子構造をより小さいものに分解してＮＯ
ｘを効率よく還元できるようにするものである。
【０００５】ところで、燃料や機関の潤滑油内にはイオ
ウが含まれているため排気ガス中にも硫酸塩等のイオウ
分（以下、単にイオウという）が含まれ、このイオウも
ＮＯｘとともにＮＯｘ吸収剤に吸収される。しかしなが
ら、このイオウは、ＮＯｘ吸収剤への流入排気ガスの空
燃比を単にリッチにしてもＮＯｘ吸収剤から放出されな
いため、ＮＯｘ吸収剤内のイオウの量は次第に増大する
ことになり、このイオウの吸収量の増大に応じて、ＮＯ
ｘ吸収剤が吸収しうるＮＯｘの量が次第に低下し、つい
にはＮＯｘ吸収剤がＮＯｘをほとんど吸着できなくなっ
てしまう。
ウが含まれているため排気ガス中にも硫酸塩等のイオウ
分（以下、単にイオウという）が含まれ、このイオウも
ＮＯｘとともにＮＯｘ吸収剤に吸収される。しかしなが
ら、このイオウは、ＮＯｘ吸収剤への流入排気ガスの空
燃比を単にリッチにしてもＮＯｘ吸収剤から放出されな
いため、ＮＯｘ吸収剤内のイオウの量は次第に増大する
ことになり、このイオウの吸収量の増大に応じて、ＮＯ
ｘ吸収剤が吸収しうるＮＯｘの量が次第に低下し、つい
にはＮＯｘ吸収剤がＮＯｘをほとんど吸着できなくなっ
てしまう。
【０００６】なお、上述の特開平６−１１７２２５号に
は、このようなリーンＮＯｘ触媒の性能を低下させるイ
オウ等の浄化能力を低下させる被毒物質がＮＯｘ吸収剤
に吸着される点については特に示唆されていない。ＮＯ
ｘ吸収剤に吸収されたイオウは、ＮＯｘ吸収剤を加熱す
ることで分解してＮＯｘ吸収剤から放出され、しかも、
この時、空燃比をリッチ化又はストイキオ状態とする
と、ＮＯｘ吸収剤から放出されたイオウが排気ガス中の
未燃のＨＣやＣＯによって直ちに還元される。
は、このようなリーンＮＯｘ触媒の性能を低下させるイ
オウ等の浄化能力を低下させる被毒物質がＮＯｘ吸収剤
に吸着される点については特に示唆されていない。ＮＯ
ｘ吸収剤に吸収されたイオウは、ＮＯｘ吸収剤を加熱す
ることで分解してＮＯｘ吸収剤から放出され、しかも、
この時、空燃比をリッチ化又はストイキオ状態とする
と、ＮＯｘ吸収剤から放出されたイオウが排気ガス中の
未燃のＨＣやＣＯによって直ちに還元される。
【０００７】そこで、例えば特開平６−６６１２９号に
開示された技術では、このような特性に着目して、ある
特定条件が満たされた場合に、ＮＯｘ吸収剤を昇温させ
てさらにリッチ運転又はストイキオ運転を行なうこと
で、ＮＯｘ吸収剤からイオウを放出してさらに酸化処理
をして排出するように構成している。この場合の特定条
件とは、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたイオウの量が所定量
に達したことであり、また、ＮＯｘ吸収剤の加熱は、排
気系に設置した電気ヒータを作動させることで行なうよ
うになっている。
開示された技術では、このような特性に着目して、ある
特定条件が満たされた場合に、ＮＯｘ吸収剤を昇温させ
てさらにリッチ運転又はストイキオ運転を行なうこと
で、ＮＯｘ吸収剤からイオウを放出してさらに酸化処理
をして排出するように構成している。この場合の特定条
件とは、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたイオウの量が所定量
に達したことであり、また、ＮＯｘ吸収剤の加熱は、排
気系に設置した電気ヒータを作動させることで行なうよ
うになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の各技術では、次のような課題がある。つまり、特開平
６−１１７２２５号の技術では、イオウ等の浄化能力低
下物質によるリーンＮＯｘ触媒の性能低下に対処できな
い。また、特開平６−６６１２９号の技術では、排気系
に電気ヒータ等の触媒を加熱するための装置が必要とな
り、コスト増や排気系の大型化を招来する。
の各技術では、次のような課題がある。つまり、特開平
６−１１７２２５号の技術では、イオウ等の浄化能力低
下物質によるリーンＮＯｘ触媒の性能低下に対処できな
い。また、特開平６−６６１２９号の技術では、排気系
に電気ヒータ等の触媒を加熱するための装置が必要とな
り、コスト増や排気系の大型化を招来する。
【０００９】ところで、触媒を加熱する手段として、触
媒に燃料を供給して触媒の近傍でこの燃料を燃焼させる
ようにすることも考えられる。触媒に燃料を供給するに
は、空燃比をリッチ状態にして機関の運転を行なうこと
が考えられ、例えばリーン燃焼運転とリッチ燃焼運転と
を繰り返して行なえば、コスト増や排気系の大型化を招
来することなく触媒を所要の温度に加熱することがで
き、リーンＮＯｘ触媒から浄化能力低下物質を除去して
触媒復活処理を行なうことができる。
媒に燃料を供給して触媒の近傍でこの燃料を燃焼させる
ようにすることも考えられる。触媒に燃料を供給するに
は、空燃比をリッチ状態にして機関の運転を行なうこと
が考えられ、例えばリーン燃焼運転とリッチ燃焼運転と
を繰り返して行なえば、コスト増や排気系の大型化を招
来することなく触媒を所要の温度に加熱することがで
き、リーンＮＯｘ触媒から浄化能力低下物質を除去して
触媒復活処理を行なうことができる。
【００１０】しかしながら、走行中に、空燃比をリーン
からストイキオ又はリッチに変化させると、トルク変動
が生じて運転性能を悪化させるため、これを回避するに
は、このような触媒復活処理は低負荷領域や低回転領域
では用いないようにすることになり、確実な触媒復活を
行ないにくい。さらに、走行中に、空燃比をリーンから
ストイキオ又はリッチに変化させると、燃費が悪化する
という課題もある。
からストイキオ又はリッチに変化させると、トルク変動
が生じて運転性能を悪化させるため、これを回避するに
は、このような触媒復活処理は低負荷領域や低回転領域
では用いないようにすることになり、確実な触媒復活を
行ないにくい。さらに、走行中に、空燃比をリーンから
ストイキオ又はリッチに変化させると、燃費が悪化する
という課題もある。
【００１１】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、トルク変動を招来することのないようにしなが
ら、リーンＮＯｘ触媒に吸着された浄化能力低下物質の
除去を確実且つ適切に行なえるようにした、筒内噴射型
内燃機関を提供することを目的とする。
ので、トルク変動を招来することのないようにしなが
ら、リーンＮＯｘ触媒に吸着された浄化能力低下物質の
除去を確実且つ適切に行なえるようにした、筒内噴射型
内燃機関を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の筒内噴射型内燃機関は、内燃機関の燃焼室内
に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理
論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる
筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガスを
排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン燃
焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収す
るリーンＮＯｘ触媒と、該内燃機関の運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検
出された該内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関の
排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンＮＯｘ触
媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ
ることを特徴としている。
の本発明の筒内噴射型内燃機関は、内燃機関の燃焼室内
に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理
論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる
筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガスを
排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン燃
焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収す
るリーンＮＯｘ触媒と、該内燃機関の運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検
出された該内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関の
排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンＮＯｘ触
媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ
ることを特徴としている。
【００１３】かかる構成により、燃料噴射弁から燃焼室
内に直接燃料を噴射しながら機関を運転し、空燃比を理
論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行なうこと
ができる。このような機関のリーン燃焼運転時には、排
気ガス中に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）が排気通路に
設置されたリーンＮＯｘ触媒によって吸収されて、ＮＯ
ｘの排出が抑制される。
内に直接燃料を噴射しながら機関を運転し、空燃比を理
論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行なうこと
ができる。このような機関のリーン燃焼運転時には、排
気ガス中に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）が排気通路に
設置されたリーンＮＯｘ触媒によって吸収されて、ＮＯ
ｘの排出が抑制される。
【００１４】このようなリーンＮＯｘ触媒には、ＮＯｘ
の吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質が付着して
いくが、内燃機関の運転状態に基づきながら、燃料噴射
弁制御手段が、適宜、機関の排気行程で燃料噴射弁を作
動させてリーンＮＯｘ触媒へ追加燃料を供給する。この
追加燃料は、排気行程で燃料噴射弁から噴射されるの
で、燃焼室内での燃焼には用いられず排気とともにリー
ンＮＯｘ触媒へ供給される。このような追加燃料の一部
は、高温の排気ガスの熱によりリーンＮＯｘ触媒に到達
する過程で燃焼し、リーンＮＯｘ触媒に到達した燃料
は、触媒作用を受けて燃焼する。この燃焼により、リー
ンＮＯｘ触媒が加熱され、リーンＮＯｘ触媒に付着して
いた浄化能力低下物質が分解され除去される。追加燃料
噴射を排気行程内で行なうことで、追加燃料の噴射が、
通常の燃焼室での燃焼に影響しないようになる。
の吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質が付着して
いくが、内燃機関の運転状態に基づきながら、燃料噴射
弁制御手段が、適宜、機関の排気行程で燃料噴射弁を作
動させてリーンＮＯｘ触媒へ追加燃料を供給する。この
追加燃料は、排気行程で燃料噴射弁から噴射されるの
で、燃焼室内での燃焼には用いられず排気とともにリー
ンＮＯｘ触媒へ供給される。このような追加燃料の一部
は、高温の排気ガスの熱によりリーンＮＯｘ触媒に到達
する過程で燃焼し、リーンＮＯｘ触媒に到達した燃料
は、触媒作用を受けて燃焼する。この燃焼により、リー
ンＮＯｘ触媒が加熱され、リーンＮＯｘ触媒に付着して
いた浄化能力低下物質が分解され除去される。追加燃料
噴射を排気行程内で行なうことで、追加燃料の噴射が、
通常の燃焼室での燃焼に影響しないようになる。
【００１５】請求項２記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項１記載の構成において、該運転状態検出手
段が、該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着
量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを判定す
る付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、
該付着量推定手段により該リーンＮＯｘ触媒への浄化能
力低下物質の付着量が所定量に達したと判定されると、
該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リ
ーンＮＯｘ触媒へ該追加燃料の供給を行なうことを特徴
としている。
関は、請求項１記載の構成において、該運転状態検出手
段が、該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着
量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを判定す
る付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、
該付着量推定手段により該リーンＮＯｘ触媒への浄化能
力低下物質の付着量が所定量に達したと判定されると、
該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リ
ーンＮＯｘ触媒へ該追加燃料の供給を行なうことを特徴
としている。
【００１６】かかる構成により、リーンＮＯｘ触媒に
は、ＮＯｘの吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質
が付着していくと、この浄化能力低下物質の付着量を付
着量推定手段が推定する。この付着量推定手段による推
定に基づいてリーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の
付着量が所定量に達したと判定できたら、燃料噴射弁制
御手段が、機関の排気行程で燃料噴射弁を作動させてリ
ーンＮＯｘ触媒へ追加燃料を供給する。
は、ＮＯｘの吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質
が付着していくと、この浄化能力低下物質の付着量を付
着量推定手段が推定する。この付着量推定手段による推
定に基づいてリーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の
付着量が所定量に達したと判定できたら、燃料噴射弁制
御手段が、機関の排気行程で燃料噴射弁を作動させてリ
ーンＮＯｘ触媒へ追加燃料を供給する。
【００１７】請求項３記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は以下のような考えによる。つまり、イ
オウ等の浄化能力低下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯ
ｘ触媒に付着するので、リーンＮＯｘ触媒への浄化能力
低下物質の付着量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃
焼運転でのＮＯｘの発生量に対応すると推測できる。そ
して、このＮＯｘ発生量は、リーン燃焼運転時における
吸入空気量に対応するものと考えられる。したがって、
リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リ
ーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定す
ることができる。
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は以下のような考えによる。つまり、イ
オウ等の浄化能力低下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯ
ｘ触媒に付着するので、リーンＮＯｘ触媒への浄化能力
低下物質の付着量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃
焼運転でのＮＯｘの発生量に対応すると推測できる。そ
して、このＮＯｘ発生量は、リーン燃焼運転時における
吸入空気量に対応するものと考えられる。したがって、
リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リ
ーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定す
ることができる。
【００１８】請求項４記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転時における燃料消費量に対応するも
のと考えられる。したがって、リーン燃焼運転中の燃料
消費量の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化
能力低下物質の付着量を推定することができる。
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転時における燃料消費量に対応するも
のと考えられる。したがって、リーン燃焼運転中の燃料
消費量の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化
能力低下物質の付着量を推定することができる。
【００１９】請求項５記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転による走行距離に対応するものと考
えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行距離
の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低
下物質の付着量を推定することができる。
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転による走行距離に対応するものと考
えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行距離
の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低
下物質の付着量を推定することができる。
【００２０】請求項６記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転による走行時間に対応するものと考
えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行時間
の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低
下物質の付着量を推定することができる。
関は、請求項２記載の構成において、該付着量推定手段
が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づい
て該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を
推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低
下物質はＮＯｘとともにリーンＮＯｘ触媒に付着するの
で、リーンＮＯｘ触媒における浄化能力低下物質の付着
量は、ＮＯｘの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのＮＯ
ｘの発生量に対応すると推測でき、このＮＯｘ発生量
は、リーン燃焼運転による走行時間に対応するものと考
えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行時間
の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低
下物質の付着量を推定することができる。
【００２１】請求項７記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項１記載の構成において、該内燃機関が複数
の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されると
ともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気
筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオ
ーバラップするように互いの作動位相が設定されて、該
燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が
互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそな
えられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成さ
れていることを特徴としている。これにより、燃料噴射
弁の駆動動作にかかる制御が減少する。
関は、請求項１記載の構成において、該内燃機関が複数
の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されると
ともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気
筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオ
ーバラップするように互いの作動位相が設定されて、該
燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が
互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそな
えられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成さ
れていることを特徴としている。これにより、燃料噴射
弁の駆動動作にかかる制御が減少する。
【００２２】請求項８記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項１記載の構成において、該燃料噴射弁制御
手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴射弁を
複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料を噴射
させるように構成されていることを特徴としている。こ
のように、複数回に分けて追加燃料の噴射を行なうこと
により、一回の噴射時間を短くでき、燃料噴射弁による
長時間噴射で生じやすい燃料の噴射圧力の低下が回避さ
れ、噴射燃料の霧化が確実に行なわれるようになって、
追加燃料を無駄なく且つ速やかに燃焼させることができ
る。
関は、請求項１記載の構成において、該燃料噴射弁制御
手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴射弁を
複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料を噴射
させるように構成されていることを特徴としている。こ
のように、複数回に分けて追加燃料の噴射を行なうこと
により、一回の噴射時間を短くでき、燃料噴射弁による
長時間噴射で生じやすい燃料の噴射圧力の低下が回避さ
れ、噴射燃料の霧化が確実に行なわれるようになって、
追加燃料を無駄なく且つ速やかに燃焼させることができ
る。
【００２３】請求項９記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ触
媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそな
え、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始
後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リ
ーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間
以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構成
されていることを特徴としている。
関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ触
媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそな
え、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始
後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リ
ーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間
以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構成
されていることを特徴としている。
【００２４】請求項１０記載の本発明の筒内噴射型内燃
機関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ
触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそな
え、該燃料噴射弁制御手段が、該触媒温度状態検出手段
の検出結果に基づいて、該リーンＮＯｘ触媒の温度が所
定温度未満のときには該リーンＮＯｘ触媒へ供給される
排気ガスの空燃比がストイキオ又はリーンの状態となる
ように且つ該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の
ときには該排気ガスの空燃比がストイキオ又はリッチの
状態となるように、該追加燃料量を制御するように構成
されていることを特徴としている。
機関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ
触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそな
え、該燃料噴射弁制御手段が、該触媒温度状態検出手段
の検出結果に基づいて、該リーンＮＯｘ触媒の温度が所
定温度未満のときには該リーンＮＯｘ触媒へ供給される
排気ガスの空燃比がストイキオ又はリーンの状態となる
ように且つ該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の
ときには該排気ガスの空燃比がストイキオ又はリッチの
状態となるように、該追加燃料量を制御するように構成
されていることを特徴としている。
【００２５】請求項１１記載の本発明の筒内噴射型内燃
機関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ
触媒が、カリウム等のアルカリ金属，バリウム等のアル
カリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいず
れか一つの成分を担持していることを特徴としている。
機関は、請求項１記載の構成において、該リーンＮＯｘ
触媒が、カリウム等のアルカリ金属，バリウム等のアル
カリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいず
れか一つの成分を担持していることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。まず、図１〜図７を参照して
第１実施形態としての筒内噴射型内燃機関について説明
する。図２は、この筒内噴射型内燃機関を示す概略構成
図であり、図２において、符号１は自動車用内燃機関
（以下、エンジンという）のガソリンエンジン本体であ
り、燃焼室をはじめ吸気系や点火系等がリーン燃焼可能
に構成されている。
の形態について説明する。まず、図１〜図７を参照して
第１実施形態としての筒内噴射型内燃機関について説明
する。図２は、この筒内噴射型内燃機関を示す概略構成
図であり、図２において、符号１は自動車用内燃機関
（以下、エンジンという）のガソリンエンジン本体であ
り、燃焼室をはじめ吸気系や点火系等がリーン燃焼可能
に構成されている。
【００２７】エンジン本体１は、特に、各気筒内に燃料
を直接噴射する筒内噴射エンジンとして構成されてお
り、このため、各気筒には、その燃焼室２に噴射口を直
接臨ませるようにして、燃料供給手段としての燃料噴射
弁（インジェクタ）３が取り付けられている。また、こ
の実施形態では、このエンジン本体１が４気筒の直列エ
ンジンとして構成されるが、気筒数はこれに限定され
ず、エンジン形式についてもＶ型エンジンや水平対抗エ
ンジン等の種々のエンジンに適用できる。
を直接噴射する筒内噴射エンジンとして構成されてお
り、このため、各気筒には、その燃焼室２に噴射口を直
接臨ませるようにして、燃料供給手段としての燃料噴射
弁（インジェクタ）３が取り付けられている。また、こ
の実施形態では、このエンジン本体１が４気筒の直列エ
ンジンとして構成されるが、気筒数はこれに限定され
ず、エンジン形式についてもＶ型エンジンや水平対抗エ
ンジン等の種々のエンジンに適用できる。
【００２８】そして、燃焼室２に吸気弁４を介して連通
する吸気通路５は、各気筒毎に形成された吸気ポート５
Ａと、これらの各吸気ポート５Ａに結合された吸気マニ
ホールド５Ｂと、吸気マニホールド５Ｂの上流部に設け
られたサージタンク５Ｃと、吸気マニホールド５Ｂの上
流端に結合された吸気管５Ｄとから構成される。このよ
うな吸気通路５には、上流側から、エアクリーナ６，吸
入空気量Ａｆを検出するエアフローセンサ７、スロット
ルバルブ８，ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）
バルブ（図示略）が備えられている。また、エアクリー
ナ６のケース内には、吸気温度センサ９及び大気圧セン
サ１０が設けられている。
する吸気通路５は、各気筒毎に形成された吸気ポート５
Ａと、これらの各吸気ポート５Ａに結合された吸気マニ
ホールド５Ｂと、吸気マニホールド５Ｂの上流部に設け
られたサージタンク５Ｃと、吸気マニホールド５Ｂの上
流端に結合された吸気管５Ｄとから構成される。このよ
うな吸気通路５には、上流側から、エアクリーナ６，吸
入空気量Ａｆを検出するエアフローセンサ７、スロット
ルバルブ８，ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）
バルブ（図示略）が備えられている。また、エアクリー
ナ６のケース内には、吸気温度センサ９及び大気圧セン
サ１０が設けられている。
【００２９】エアフローセンサ７としては例えばカルマ
ン渦式エアフローセンサ等が用いられている。また、Ｉ
ＳＣバルブは、アイドリング回転数を制御するためのも
のであり、図示しないエアコンの作動等によるエンジン
負荷Ｌｅの変動に応じてバルブ開度を調節して吸入空気
量を変化させ、アイドリング運転を安定させる。また、
このＩＳＣバルブは、後述する空燃比補正制御時には開
弁側に作動し、空燃比補正の実施に伴う出力低下を補う
ように作用する。
ン渦式エアフローセンサ等が用いられている。また、Ｉ
ＳＣバルブは、アイドリング回転数を制御するためのも
のであり、図示しないエアコンの作動等によるエンジン
負荷Ｌｅの変動に応じてバルブ開度を調節して吸入空気
量を変化させ、アイドリング運転を安定させる。また、
このＩＳＣバルブは、後述する空燃比補正制御時には開
弁側に作動し、空燃比補正の実施に伴う出力低下を補う
ように作用する。
【００３０】また、燃焼室２に排気弁１１を介して連通
する排気通路１２は、各気筒毎に形成された排気ポート
１２Ａと、これらの各排気ポート１２Ａに結合される排
気マニホールド１２Ｂと、排気マニホールド１２Ｂの上
流側に結合される排気管１２Ｃとから構成される。この
ような排気通路１２には、排気ガス浄化触媒（以下、触
媒という）１３が設置されている。
する排気通路１２は、各気筒毎に形成された排気ポート
１２Ａと、これらの各排気ポート１２Ａに結合される排
気マニホールド１２Ｂと、排気マニホールド１２Ｂの上
流側に結合される排気管１２Ｃとから構成される。この
ような排気通路１２には、排気ガス浄化触媒（以下、触
媒という）１３が設置されている。
【００３１】触媒１３は、例えば車両の床下に設置され
た床下触媒として構成されており、リーンＮＯｘ触媒１
３Ａと三元触媒１３Ｂとの２つの触媒を備え、リーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａの方が三元触媒１３Ｂよりも上流側に配
設されている。リーンＮＯｘ触媒１３Ａは、ＮＯｘ吸収
剤が設けられており、空燃比のリーンな状態での運転
（リーン燃焼運転）の際のような酸化雰囲気においてＮ
Ｏｘ（窒素酸化物）を吸着させ、ＨＣ（炭化水素）の存
在する還元雰囲気では、ＮＯｘをＮ2 （窒素）等に還元
させる機能を持つものである。
た床下触媒として構成されており、リーンＮＯｘ触媒１
３Ａと三元触媒１３Ｂとの２つの触媒を備え、リーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａの方が三元触媒１３Ｂよりも上流側に配
設されている。リーンＮＯｘ触媒１３Ａは、ＮＯｘ吸収
剤が設けられており、空燃比のリーンな状態での運転
（リーン燃焼運転）の際のような酸化雰囲気においてＮ
Ｏｘ（窒素酸化物）を吸着させ、ＨＣ（炭化水素）の存
在する還元雰囲気では、ＮＯｘをＮ2 （窒素）等に還元
させる機能を持つものである。
【００３２】このＮＯｘ触媒１３Ａとしては、例えば、
耐熱劣化性を有するＰｔとランタン，セリウム等のアル
カリ希土類からなる触媒が使用されている。一方、三元
触媒１３Ｂは、ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）を酸化させる
とともに、ＮＯｘを還元する機能をもっており、この三
元触媒１３ＢによるＮＯｘの還元は、理論空燃比（１
４．７）付近において最大に促進されるようになってい
る。
耐熱劣化性を有するＰｔとランタン，セリウム等のアル
カリ希土類からなる触媒が使用されている。一方、三元
触媒１３Ｂは、ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）を酸化させる
とともに、ＮＯｘを還元する機能をもっており、この三
元触媒１３ＢによるＮＯｘの還元は、理論空燃比（１
４．７）付近において最大に促進されるようになってい
る。
【００３３】この触媒１３の上流側の燃焼室２に近い箇
所には空燃比センサ１４が装備されている。この空燃比
センサ１４としては、例えばリニアＡ／Ｆセンサ（全域
空燃比センサ）が用いられており、燃焼室２から排出さ
れた排気の酸素濃度に基づいて燃焼室２へ供給された混
合気の空燃比を広い領域で検出できるようになってい
る。
所には空燃比センサ１４が装備されている。この空燃比
センサ１４としては、例えばリニアＡ／Ｆセンサ（全域
空燃比センサ）が用いられており、燃焼室２から排出さ
れた排気の酸素濃度に基づいて燃焼室２へ供給された混
合気の空燃比を広い領域で検出できるようになってい
る。
【００３４】また、触媒１３の下流側の触媒１３に近い
箇所には酸素センサ１５が装備されている。この酸素セ
ンサ１５は、触媒１３から排出された排気の酸素濃度に
基づいて触媒１３のうち特にリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ
供給された混合気の空燃比が理論空燃比よりも高いか否
かを検出できるものであればよい。さらに、触媒１３に
は触媒本体の温度を検出する触媒温度センサ１６が設け
られている。この触媒温度センサ１６は、触媒ベッド
（図示略）を通じて触媒本体の温度を検出するようにな
っており、特に、ＮＯｘ触媒１３Ａの温度を高温域まで
検出できる高温センサとして構成されている。なお、触
媒温度センサ１６は、エンジン１からの排気温度を推定
する排気温度推定手段としても機能可能である。
箇所には酸素センサ１５が装備されている。この酸素セ
ンサ１５は、触媒１３から排出された排気の酸素濃度に
基づいて触媒１３のうち特にリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ
供給された混合気の空燃比が理論空燃比よりも高いか否
かを検出できるものであればよい。さらに、触媒１３に
は触媒本体の温度を検出する触媒温度センサ１６が設け
られている。この触媒温度センサ１６は、触媒ベッド
（図示略）を通じて触媒本体の温度を検出するようにな
っており、特に、ＮＯｘ触媒１３Ａの温度を高温域まで
検出できる高温センサとして構成されている。なお、触
媒温度センサ１６は、エンジン１からの排気温度を推定
する排気温度推定手段としても機能可能である。
【００３５】また、エンジン本体１には、吸気ポート５
Ａから燃焼室２に供給された空気と燃焼室２内にインジ
ェクタ３から供給された燃料との混合気に着火するため
の点火プラグ１７が各気筒毎に配置されている。また、
１８はスロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロッ
トル開度センサ（スロットルセンサ）、１９は冷却水温
ＴＷを検出する水温センサである。
Ａから燃焼室２に供給された空気と燃焼室２内にインジ
ェクタ３から供給された燃料との混合気に着火するため
の点火プラグ１７が各気筒毎に配置されている。また、
１８はスロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロッ
トル開度センサ（スロットルセンサ）、１９は冷却水温
ＴＷを検出する水温センサである。
【００３６】そして、このようなエンジンにおける空燃
比制御や、点火時期制御や、吸気量制御や、後述する排
気ガス浄化触媒１３に関する制御等を行なうために、Ｅ
ＣＵ（電子制御ユニット）２３が設置されている。この
ＥＣＵ２３のハードウエア構成は、図３に示すようにな
るが、このＥＣＵ２３はその主要部としてＣＰＵ２７を
そなえており、このＣＰＵ２７へは、上述の吸気温セン
サ９，大気圧センサ１０，空燃比センサ１４，酸素セン
サ１５，触媒温度センサ１６，スロットルセンサ１８，
水温センサ１９からの検出信号の他に、アクセルペダル
の踏込量を検出するアクセルポジションセンサ２４，バ
ッテリの電圧を検出するバッテリセンサ２５，車両の走
行距離を車速パルスの積算値等によりカウントする距離
メータ２６からの各検出信号も入力インタフェイス２８
およびアナログ／デジタルコンバータ３０を介して入力
されるようになっている。
比制御や、点火時期制御や、吸気量制御や、後述する排
気ガス浄化触媒１３に関する制御等を行なうために、Ｅ
ＣＵ（電子制御ユニット）２３が設置されている。この
ＥＣＵ２３のハードウエア構成は、図３に示すようにな
るが、このＥＣＵ２３はその主要部としてＣＰＵ２７を
そなえており、このＣＰＵ２７へは、上述の吸気温セン
サ９，大気圧センサ１０，空燃比センサ１４，酸素セン
サ１５，触媒温度センサ１６，スロットルセンサ１８，
水温センサ１９からの検出信号の他に、アクセルペダル
の踏込量を検出するアクセルポジションセンサ２４，バ
ッテリの電圧を検出するバッテリセンサ２５，車両の走
行距離を車速パルスの積算値等によりカウントする距離
メータ２６からの各検出信号も入力インタフェイス２８
およびアナログ／デジタルコンバータ３０を介して入力
されるようになっている。
【００３７】さらに、エアフローセンサ７，始動時を検
出するクランキングスイッチ〔あるいはイグニッション
スイッチ（キースイッチ）〕２０，カムシャフトと連動
するエンコーダからクランク角同期信号θCRを検出する
クランク角センサ２１，第１気筒（基準気筒）の上死点
を検出するＴＤＣセンサ（気筒判別センサ）２２，アイ
ドルスイッチ３３，イグニッションスイッチ等からの検
出信号が入力インタフェイス２９を介して入力されよう
になっている。
出するクランキングスイッチ〔あるいはイグニッション
スイッチ（キースイッチ）〕２０，カムシャフトと連動
するエンコーダからクランク角同期信号θCRを検出する
クランク角センサ２１，第１気筒（基準気筒）の上死点
を検出するＴＤＣセンサ（気筒判別センサ）２２，アイ
ドルスイッチ３３，イグニッションスイッチ等からの検
出信号が入力インタフェイス２９を介して入力されよう
になっている。
【００３８】なお、エンジン回転速度（エンジン回転
数）Ｎｅは、クランク角センサ２１が検出するクランク
角同期信号θCRの発生時間間隔から演算されるため、ク
ランク角度を検出するクランク角センサ２１はエンジン
回転数を検出する回転数センサも兼ねている。また、こ
のクランク角センサ２１およびＴＤＣセンサ２２はそれ
ぞれディストリビュータに設けられている。
数）Ｎｅは、クランク角センサ２１が検出するクランク
角同期信号θCRの発生時間間隔から演算されるため、ク
ランク角度を検出するクランク角センサ２１はエンジン
回転数を検出する回転数センサも兼ねている。また、こ
のクランク角センサ２１およびＴＤＣセンサ２２はそれ
ぞれディストリビュータに設けられている。
【００３９】さらに、ＣＰＵ２７は、バスラインを介し
て、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ
３１，更新して順次書き替えられるＲＡＭ３２，フリー
ランニングカウンタ４８およびバッテリが接続されてい
る間はその記憶内容が保持されることによってバックア
ップされたバッテリバックアップＲＡＭ（図示せず）と
の間でデータの授受を行なうようになっている。
て、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ
３１，更新して順次書き替えられるＲＡＭ３２，フリー
ランニングカウンタ４８およびバッテリが接続されてい
る間はその記憶内容が保持されることによってバックア
ップされたバッテリバックアップＲＡＭ（図示せず）と
の間でデータの授受を行なうようになっている。
【００４０】なお、ＲＡＭ３２内データはイグニッショ
ンスイッチをオフすると消えてリセットされるようにな
っている。また、図３では、特に燃料噴射制御に関する
部分を中心に示しているが、ＣＰＵ２７で演算結果に基
づく燃料噴射制御信号は、各気筒毎の（ここでは、４つ
の）噴射ドライバ（燃料噴射弁駆動手段）３４に送ら
れ、噴射ドライバ３４が、インジェクタ３のソレノイド
（インジェクタソレノイド）３ａ（正確には、インジェ
クタソレノイド３ａ用のトランジスタ）へのバッテリか
らの電力供給をオンオフ制御しながらインジェクタ３を
開閉させるようになっている。
ンスイッチをオフすると消えてリセットされるようにな
っている。また、図３では、特に燃料噴射制御に関する
部分を中心に示しているが、ＣＰＵ２７で演算結果に基
づく燃料噴射制御信号は、各気筒毎の（ここでは、４つ
の）噴射ドライバ（燃料噴射弁駆動手段）３４に送ら
れ、噴射ドライバ３４が、インジェクタ３のソレノイド
（インジェクタソレノイド）３ａ（正確には、インジェ
クタソレノイド３ａ用のトランジスタ）へのバッテリか
らの電力供給をオンオフ制御しながらインジェクタ３を
開閉させるようになっている。
【００４１】今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目す
ると、ＣＰＵ２７で演算された燃料噴射用制御信号がド
ライバ３４を介して出力され、例えば４気筒エンジンで
あれば４つのインジェクタ３を順次駆動させてゆくよう
になっている。そして、上述のような筒内噴射エンジン
の特徴から、このエンジンでは、燃料噴射の態様とし
て、リーン燃焼による運転（リーン運転）を実現するた
めに圧縮行程後期で燃料噴射を行なう後期噴射モード
と、理論空燃比燃焼による運転（理論空燃比運転又はス
トイキオ運転）を実現するために吸気行程の初期又は前
期には燃料噴射を終える前期噴射モードとが設けられて
いる。この理論空燃比運転時には、供給すべき燃料量が
多い場合には、排気行程の後期又は終期から燃料噴射を
始めて吸気行程の初期又は前期にかけて燃料噴射を終え
る場合もある。
ると、ＣＰＵ２７で演算された燃料噴射用制御信号がド
ライバ３４を介して出力され、例えば４気筒エンジンで
あれば４つのインジェクタ３を順次駆動させてゆくよう
になっている。そして、上述のような筒内噴射エンジン
の特徴から、このエンジンでは、燃料噴射の態様とし
て、リーン燃焼による運転（リーン運転）を実現するた
めに圧縮行程後期で燃料噴射を行なう後期噴射モード
と、理論空燃比燃焼による運転（理論空燃比運転又はス
トイキオ運転）を実現するために吸気行程の初期又は前
期には燃料噴射を終える前期噴射モードとが設けられて
いる。この理論空燃比運転時には、供給すべき燃料量が
多い場合には、排気行程の後期又は終期から燃料噴射を
始めて吸気行程の初期又は前期にかけて燃料噴射を終え
る場合もある。
【００４２】ＥＣＵ２３の機能のうち本筒内噴射型内燃
機関の特徴とするリーンＮＯｘ触媒に関する部分につい
て説明すると、図１に示すように、ＥＣＵ２３には、リ
ーン燃焼運転領域判定手段１０１と、付着量推定手段１
０２と、燃料噴射弁制御手段１０３とがそなえられてい
る。このうち、リーン燃焼運転領域判定手段１０１は、
エンジン回転数センサ（クランク角センサ）２１で検出
されたエンジン回転数Ｎｅの情報と、スロットルセンサ
１８で検出されたスロットル開度θTHの情報とに基づい
て、例えば、低負荷域や低回転域ではリーン燃焼運転モ
ードとしてリーン燃焼運転を行ない、高負荷域や高回転
域では理論空燃比又はリッチ燃焼運転のモードとして理
論空燃比運転又はリッチ燃焼運転を行なうようになって
いる。
機関の特徴とするリーンＮＯｘ触媒に関する部分につい
て説明すると、図１に示すように、ＥＣＵ２３には、リ
ーン燃焼運転領域判定手段１０１と、付着量推定手段１
０２と、燃料噴射弁制御手段１０３とがそなえられてい
る。このうち、リーン燃焼運転領域判定手段１０１は、
エンジン回転数センサ（クランク角センサ）２１で検出
されたエンジン回転数Ｎｅの情報と、スロットルセンサ
１８で検出されたスロットル開度θTHの情報とに基づい
て、例えば、低負荷域や低回転域ではリーン燃焼運転モ
ードとしてリーン燃焼運転を行ない、高負荷域や高回転
域では理論空燃比又はリッチ燃焼運転のモードとして理
論空燃比運転又はリッチ燃焼運転を行なうようになって
いる。
【００４３】付着量推定手段１０２は、リーンＮＯｘ触
媒１３Ａへ付着したイオウ等の浄化能力低下物質（被毒
物質）の付着量を推定する機能（付着量推定部）１０２
Ａと、この推定値からイオウ等の浄化能力低下物質の付
着量が所定の限度量に達したことを判定する機能（付着
限度判定部）１０２Ｂとを有する。つまり、燃料や機関
の潤滑油内にはイオウが含まれているため排気ガス中に
も硫酸塩等のイオウ分（以下、単にイオウという）が含
まれ、このイオウもＮＯｘとともにＮＯｘ吸収剤に吸収
されて、このイオウの吸収量の増大に応じて、ＮＯｘ吸
収剤が吸収しうるＮＯｘの量の低下、即ち浄化能力低下
が生じる。
媒１３Ａへ付着したイオウ等の浄化能力低下物質（被毒
物質）の付着量を推定する機能（付着量推定部）１０２
Ａと、この推定値からイオウ等の浄化能力低下物質の付
着量が所定の限度量に達したことを判定する機能（付着
限度判定部）１０２Ｂとを有する。つまり、燃料や機関
の潤滑油内にはイオウが含まれているため排気ガス中に
も硫酸塩等のイオウ分（以下、単にイオウという）が含
まれ、このイオウもＮＯｘとともにＮＯｘ吸収剤に吸収
されて、このイオウの吸収量の増大に応じて、ＮＯｘ吸
収剤が吸収しうるＮＯｘの量の低下、即ち浄化能力低下
が生じる。
【００４４】しかしながら、リーンＮＯｘ触媒１３Ａに
実際の付着したイオウ等の浄化能力低下物質の量を検出
するのは困難である。そこで、付着量推定手段１０２の
付着量推定部１０２Ａでは、このイオウ等の浄化能力低
下物質の付着量に対応すると考えられる量をパラメータ
として浄化能力低下物質の付着量を推定するようにして
いるのである。
実際の付着したイオウ等の浄化能力低下物質の量を検出
するのは困難である。そこで、付着量推定手段１０２の
付着量推定部１０２Ａでは、このイオウ等の浄化能力低
下物質の付着量に対応すると考えられる量をパラメータ
として浄化能力低下物質の付着量を推定するようにして
いるのである。
【００４５】つまり、このようなイオウ等の付着量は、
リーン燃焼運転時の排気ガスの浄化の量に対応するもの
と考えられ、リーン燃焼運転領域判定手段１０１からの
リーン運転情報を前提に、例えばリーン燃焼運転中の吸
入空気量の積算値、又は、リーン燃焼運転中の燃料消費
量の積算値に基づいて、このようにリーンＮＯｘ触媒１
３Ａに付着するイオウ等の浄化能力低下物質の付着量を
推定することができるほか、より簡単には、リーン燃焼
運転による走行距離やリーン燃焼運転による走行時間
（リーン燃焼運転時間）でも推定することができる。
リーン燃焼運転時の排気ガスの浄化の量に対応するもの
と考えられ、リーン燃焼運転領域判定手段１０１からの
リーン運転情報を前提に、例えばリーン燃焼運転中の吸
入空気量の積算値、又は、リーン燃焼運転中の燃料消費
量の積算値に基づいて、このようにリーンＮＯｘ触媒１
３Ａに付着するイオウ等の浄化能力低下物質の付着量を
推定することができるほか、より簡単には、リーン燃焼
運転による走行距離やリーン燃焼運転による走行時間
（リーン燃焼運転時間）でも推定することができる。
【００４６】なお、リーン燃焼運転中の吸入空気量の積
算値は、リーン燃焼運転中のエアフローセンサのパルス
数ＡＰLEANで求めることができ、リーン燃焼運転中の燃
料消費量の積算値は、リーン燃焼運転中のインジェクタ
駆動時間ＴLEANで求めることができる。また、リーン燃
焼運転による走行距離は、リーン燃焼運転中の走行距離
メータ２６からのカウント情報ＤLEANを積算していくこ
とで求めることができ、リーン燃焼運転時間は、リーン
燃焼運転中にタイマを作動させてこのカウント情報ＴＲ
LEANから求めることができる。
算値は、リーン燃焼運転中のエアフローセンサのパルス
数ＡＰLEANで求めることができ、リーン燃焼運転中の燃
料消費量の積算値は、リーン燃焼運転中のインジェクタ
駆動時間ＴLEANで求めることができる。また、リーン燃
焼運転による走行距離は、リーン燃焼運転中の走行距離
メータ２６からのカウント情報ＤLEANを積算していくこ
とで求めることができ、リーン燃焼運転時間は、リーン
燃焼運転中にタイマを作動させてこのカウント情報ＴＲ
LEANから求めることができる。
【００４７】ここでは、付着量推定部１０２Ａで、これ
らのエアフローセンサのパルス数ＡＰLEAN，インジェク
タ駆動時間ＴLEAN，走行距離メータカウント情報
ＤLEAN，又はタイマカウント情報ＴＲLEANのいずれかを
積算していく。そして、付着限度判定部１０２Ｂでは、
かかる積算値（リーン状態積算値）ＡＰLEAN，ＴLEAN，
ＤLEAN，又はＴＲLEANが、予め設定された閾値ＡＰ０，
Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０以上になったら、リーンＮＯｘ
触媒１３Ａにイオウ等の浄化能力低下物質が限度量まで
付着したと判定して、この場合には、リーンＮＯｘ触媒
１３Ａからイオウ等の浄化能力低下物質を除去して触媒
１３Ａの能力を復活（又は再生）させるための触媒復活
信号（又は触媒再生信号）を出力するようになってい
る。
らのエアフローセンサのパルス数ＡＰLEAN，インジェク
タ駆動時間ＴLEAN，走行距離メータカウント情報
ＤLEAN，又はタイマカウント情報ＴＲLEANのいずれかを
積算していく。そして、付着限度判定部１０２Ｂでは、
かかる積算値（リーン状態積算値）ＡＰLEAN，ＴLEAN，
ＤLEAN，又はＴＲLEANが、予め設定された閾値ＡＰ０，
Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０以上になったら、リーンＮＯｘ
触媒１３Ａにイオウ等の浄化能力低下物質が限度量まで
付着したと判定して、この場合には、リーンＮＯｘ触媒
１３Ａからイオウ等の浄化能力低下物質を除去して触媒
１３Ａの能力を復活（又は再生）させるための触媒復活
信号（又は触媒再生信号）を出力するようになってい
る。
【００４８】燃料噴射弁制御手段１０３は、燃料噴射弁
３を制御するための２つの機能、即ち、通常燃料噴射制
御部１０４と触媒復活用燃料噴射制御部１０５とを有
し、通常燃料噴射制御部１０４では、燃焼室２での燃焼
のための燃料噴射制御（吸気行程〜圧縮行程にかけての
噴射）を行なうが、触媒復活用燃料噴射制御部１０５で
は、触媒復活のため制御、即ち、リーンＮＯｘ触媒１３
Ａを加熱するとともにリッチ又はストイキオ雰囲気下に
おくための燃料噴射の制御を行なう。
３を制御するための２つの機能、即ち、通常燃料噴射制
御部１０４と触媒復活用燃料噴射制御部１０５とを有
し、通常燃料噴射制御部１０４では、燃焼室２での燃焼
のための燃料噴射制御（吸気行程〜圧縮行程にかけての
噴射）を行なうが、触媒復活用燃料噴射制御部１０５で
は、触媒復活のため制御、即ち、リーンＮＯｘ触媒１３
Ａを加熱するとともにリッチ又はストイキオ雰囲気下に
おくための燃料噴射の制御を行なう。
【００４９】この触媒復活用燃料噴射制御部１０５で
は、リーンＮＯｘ触媒１３Ａに燃料を供給することで、
燃料の燃焼によりリーンＮＯｘ触媒１３Ａを昇温させ、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａが所定温度に昇温した後には、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａをリッチ又はストイキオ雰囲気
下におくために、空燃比が理論空燃比以下の比較的燃料
リッチな混合気をリーンＮＯｘ触媒１３Ａに供給するよ
うに制御を行なう。
は、リーンＮＯｘ触媒１３Ａに燃料を供給することで、
燃料の燃焼によりリーンＮＯｘ触媒１３Ａを昇温させ、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａが所定温度に昇温した後には、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａをリッチ又はストイキオ雰囲気
下におくために、空燃比が理論空燃比以下の比較的燃料
リッチな混合気をリーンＮＯｘ触媒１３Ａに供給するよ
うに制御を行なう。
【００５０】特に、この触媒復活制御では、燃焼室２で
の燃焼に影響しないように、この触媒へ供給するための
燃料噴射は、図６に示すように、各気筒の排気行程内
（具体的には、膨張行程末期から排気行程の間）の排気
弁５の開放中に行なわれるようになっている。なお、図
６中に示す吸気行程での噴射は燃焼室２での燃焼のため
に行なう通常の燃料噴射である。また、触媒復活制御の
ために供給する燃料を通常の燃焼室２での燃焼のために
供給する燃料と区別して、追加燃料という。
の燃焼に影響しないように、この触媒へ供給するための
燃料噴射は、図６に示すように、各気筒の排気行程内
（具体的には、膨張行程末期から排気行程の間）の排気
弁５の開放中に行なわれるようになっている。なお、図
６中に示す吸気行程での噴射は燃焼室２での燃焼のため
に行なう通常の燃料噴射である。また、触媒復活制御の
ために供給する燃料を通常の燃焼室２での燃焼のために
供給する燃料と区別して、追加燃料という。
【００５１】この触媒復活用燃料噴射制御部１０５に
は、触媒復活制御（追加燃料制御）の開始及び終了を判
定する機能（開始・終了判定部）１０５Ａ、及び、触媒
復活制御時に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへの供給ガス
を、リーン側（リーン又はストイキオ）の状態となるよ
うに追加燃料噴射量を設定するか、リッチ側（リッチ又
はストイキオ）の状態となるように追加燃料噴射量を設
定する機能（追加燃料噴射量設定部）１０５Ｂがそなえ
られる。
は、触媒復活制御（追加燃料制御）の開始及び終了を判
定する機能（開始・終了判定部）１０５Ａ、及び、触媒
復活制御時に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへの供給ガス
を、リーン側（リーン又はストイキオ）の状態となるよ
うに追加燃料噴射量を設定するか、リッチ側（リッチ又
はストイキオ）の状態となるように追加燃料噴射量を設
定する機能（追加燃料噴射量設定部）１０５Ｂがそなえ
られる。
【００５２】開始・終了判定部１０５Ａでは、上述のよ
うな付着量推定手段１０２からの触媒復活信号を受ける
と触媒復活制御を開始すべきと判定して、触媒復活制御
の開始後に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａが第１所定温度
（例えば６５０°Ｃ）に昇温して且つリッチ又はストイ
キオ状態にある時間の積算値が所定時間（例えば６００
秒）以上になった場合、又はリーンＮＯｘ触媒１３Ａが
第１所定温度よりも高い第２所定温度（例えば７５０°
Ｃ）まで昇温した場合に、触媒復活が完了し触媒復活制
御を終了すべきと判定する。なお、リーンＮＯｘ触媒１
３Ａの温度は触媒温度センサ１６で求められ、時間の積
算値は、所要条件下でタイマ３６を作動させて得られる
タイマ値で求められる。
うな付着量推定手段１０２からの触媒復活信号を受ける
と触媒復活制御を開始すべきと判定して、触媒復活制御
の開始後に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａが第１所定温度
（例えば６５０°Ｃ）に昇温して且つリッチ又はストイ
キオ状態にある時間の積算値が所定時間（例えば６００
秒）以上になった場合、又はリーンＮＯｘ触媒１３Ａが
第１所定温度よりも高い第２所定温度（例えば７５０°
Ｃ）まで昇温した場合に、触媒復活が完了し触媒復活制
御を終了すべきと判定する。なお、リーンＮＯｘ触媒１
３Ａの温度は触媒温度センサ１６で求められ、時間の積
算値は、所要条件下でタイマ３６を作動させて得られる
タイマ値で求められる。
【００５３】追加燃料噴射量設定部１０５Ｂでは、リー
ンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度（例えば６５
０°Ｃ）未満の時には、リーン側（リーン又はストイキ
オ）の状態となるように酸素センサ１５からの検出情報
に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を設
定し、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度
（例えば６５０°Ｃ）以上の時には、リッチ側（リッチ
又はストイキオ）の状態となるように酸素センサ１５か
らの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃
料噴射量を設定する。
ンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度（例えば６５
０°Ｃ）未満の時には、リーン側（リーン又はストイキ
オ）の状態となるように酸素センサ１５からの検出情報
に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を設
定し、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度
（例えば６５０°Ｃ）以上の時には、リッチ側（リッチ
又はストイキオ）の状態となるように酸素センサ１５か
らの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃
料噴射量を設定する。
【００５４】このような復活モード制御時に、リーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａの温度に応じて追加燃料噴射量を調整す
るのは、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度
未満の時にはリーンＮＯｘ触媒１３Ａを加熱して昇温さ
せるための燃料供給を行ない、リーンＮＯｘ触媒１３Ａ
の温度が第１所定温度以上の時にはリーンＮＯｘ触媒１
３Ａに付着したイオウ等の浄化能力低下物質（被毒物
質）を分解してより害の少ない物質に還元して排出させ
ようとするための燃料供給である。
Ｏｘ触媒１３Ａの温度に応じて追加燃料噴射量を調整す
るのは、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度
未満の時にはリーンＮＯｘ触媒１３Ａを加熱して昇温さ
せるための燃料供給を行ない、リーンＮＯｘ触媒１３Ａ
の温度が第１所定温度以上の時にはリーンＮＯｘ触媒１
３Ａに付着したイオウ等の浄化能力低下物質（被毒物
質）を分解してより害の少ない物質に還元して排出させ
ようとするための燃料供給である。
【００５５】つまり、燃料や機関の潤滑油内に含まれた
イオウＳは最終的に硫酸酸バリウムＢ2 ＳＯ4 のような
分解しにくい硫酸塩としてリーンＮＯｘ触媒１３ＡのＮ
Ｏｘ吸収剤に吸着しており、この硫酸塩は単に排気ガス
の空燃比をリッチ側（リッチ又はストイキオ）としただ
けでは分解されない。しかし、この硫酸塩は、リーンＮ
Ｏｘ触媒１３ＡのＮＯｘ吸収剤が所要の温度まで昇温す
ると分解して硫酸イオンＳＯ4 2- が三酸化イオウＳＯ3
のかたちでＮＯｘ吸収剤から放出される。
イオウＳは最終的に硫酸酸バリウムＢ2 ＳＯ4 のような
分解しにくい硫酸塩としてリーンＮＯｘ触媒１３ＡのＮ
Ｏｘ吸収剤に吸着しており、この硫酸塩は単に排気ガス
の空燃比をリッチ側（リッチ又はストイキオ）としただ
けでは分解されない。しかし、この硫酸塩は、リーンＮ
Ｏｘ触媒１３ＡのＮＯｘ吸収剤が所要の温度まで昇温す
ると分解して硫酸イオンＳＯ4 2- が三酸化イオウＳＯ3
のかたちでＮＯｘ吸収剤から放出される。
【００５６】そして、このようにＮＯｘ吸収剤から放出
された三酸化イオウＳＯ3 を二酸化イオウＳＯ2 に還元
して放出するには、未燃ガスをリーンＮＯｘ触媒１３Ａ
に供給すればよい。そこで、空燃比がリッチ又はストイ
キオの排気ガスがリーンＮＯｘ触媒１３Ａに供給される
ように追加燃料の噴射量を調整して、排気ガス中の未燃
のＨＣやＣＯによって還元作用が得られるようにしてい
るのである。
された三酸化イオウＳＯ3 を二酸化イオウＳＯ2 に還元
して放出するには、未燃ガスをリーンＮＯｘ触媒１３Ａ
に供給すればよい。そこで、空燃比がリッチ又はストイ
キオの排気ガスがリーンＮＯｘ触媒１３Ａに供給される
ように追加燃料の噴射量を調整して、排気ガス中の未燃
のＨＣやＣＯによって還元作用が得られるようにしてい
るのである。
【００５７】なお、開始・終了判定部１０５Ａによる触
媒復活の完了判定を、触媒１３Ａが第１所定温度以上に
所定時間ある場合としているが、これは、触媒１３Ａが
所定の温度状態におかれるとその時間に応じて硫酸塩が
分解するので予めこのような特性を調べて第１所定温度
及び所定時間を設定する。また、触媒復活の完了判定
を、触媒１３Ａが第２所定温度以上になった場合として
いるが、これは触媒１３Ａの過昇温を防ぐ目的ととも
に、触媒１３Ａが第２所定温度以上に十分に高まったら
既にＮＯｘ吸収剤から十分な硫酸塩が分解・放出された
と推定できるからである。
媒復活の完了判定を、触媒１３Ａが第１所定温度以上に
所定時間ある場合としているが、これは、触媒１３Ａが
所定の温度状態におかれるとその時間に応じて硫酸塩が
分解するので予めこのような特性を調べて第１所定温度
及び所定時間を設定する。また、触媒復活の完了判定
を、触媒１３Ａが第２所定温度以上になった場合として
いるが、これは触媒１３Ａの過昇温を防ぐ目的ととも
に、触媒１３Ａが第２所定温度以上に十分に高まったら
既にＮＯｘ吸収剤から十分な硫酸塩が分解・放出された
と推定できるからである。
【００５８】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型
内燃機関は、上述のように構成されるため、その触媒復
活制御（追加燃料制御）は例えは図４，図５に示すよう
に行なわれる。図４に示す制御は、触媒の復活が完了し
たら開始されて、予め設定された所定の制御周期で行な
われるが、まず、リーン燃焼運転領域判定手段１０１か
らの運転情報に基づいてリーン運転が成立しているか否
かを判定して（ステップＡ１０）、リーン運転が成立し
ていなければ何ら行なわないが、リーン運転が成立して
いるときには、ステップＡ２０に進んで、例えばリーン
燃焼運転中の吸入空気量（エアフローセンサのパルス数
ＡＰLEAN）、又はリーン燃焼運転中の燃料消費量（イン
ジェクタ駆動時間ＴLEAN）、又はリーン燃焼運転による
走行距離ＤLEAN、又は、リーン燃焼運転による走行時間
ＴＲLEANをモニターしながら、その積算値（リーン状態
積算値）ΣＡＰLEAN，ΣＴLEAN，ΣＤLEAN，又はΣＴＲ
LEANを算出する。以下、これらのリーン状態積算値につ
いても、ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲLEANと表
記する。
内燃機関は、上述のように構成されるため、その触媒復
活制御（追加燃料制御）は例えは図４，図５に示すよう
に行なわれる。図４に示す制御は、触媒の復活が完了し
たら開始されて、予め設定された所定の制御周期で行な
われるが、まず、リーン燃焼運転領域判定手段１０１か
らの運転情報に基づいてリーン運転が成立しているか否
かを判定して（ステップＡ１０）、リーン運転が成立し
ていなければ何ら行なわないが、リーン運転が成立して
いるときには、ステップＡ２０に進んで、例えばリーン
燃焼運転中の吸入空気量（エアフローセンサのパルス数
ＡＰLEAN）、又はリーン燃焼運転中の燃料消費量（イン
ジェクタ駆動時間ＴLEAN）、又はリーン燃焼運転による
走行距離ＤLEAN、又は、リーン燃焼運転による走行時間
ＴＲLEANをモニターしながら、その積算値（リーン状態
積算値）ΣＡＰLEAN，ΣＴLEAN，ΣＤLEAN，又はΣＴＲ
LEANを算出する。以下、これらのリーン状態積算値につ
いても、ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲLEANと表
記する。
【００５９】ついで、ステップＡ３０に進んで、リーン
状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLE AN，又はＴＲ
LEANが、予め設定された閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又は
ＴＲ０以上になったか否かを判定する。なお、閾値のう
ち例えば走行距離の閾値Ｄ０は５０００ｋｍ程度に設定
することができる。リーン状態積算値ＡＰLEAN，
ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲLEANが閾値に達するまでは、
ステップＡ１０，Ａ２０，Ａ３０を繰り返していき、リ
ーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANが閾値に達したら、復活モードの開始と判定して、
ステップＡ４０に進んで、復活モードの制御を行なう。
状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLE AN，又はＴＲ
LEANが、予め設定された閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又は
ＴＲ０以上になったか否かを判定する。なお、閾値のう
ち例えば走行距離の閾値Ｄ０は５０００ｋｍ程度に設定
することができる。リーン状態積算値ＡＰLEAN，
ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲLEANが閾値に達するまでは、
ステップＡ１０，Ａ２０，Ａ３０を繰り返していき、リ
ーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANが閾値に達したら、復活モードの開始と判定して、
ステップＡ４０に進んで、復活モードの制御を行なう。
【００６０】この復活モード制御は、図５に示すよう
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度（例
えば６５０°Ｃ）以上あるか否かを判定して（ステップ
Ｂ１０）、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温
度以上なければ、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへ供給される
排気ガスがリーン側（リーン又はストイキオ）の状態と
なるように酸素センサ１５からの検出情報に基づくフィ
ードバック制御により追加燃料噴射量を調整する（ステ
ップＢ３０）。また、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が
第１所定温度以上になったら、リーンＮＯｘ触媒１３Ａ
へ供給される排気ガスがリッチ側（リッチ又はストイキ
オ）の状態となるように酸素センサ１５からの検出情報
に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を調
整する（ステップＢ２０）。
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温度（例
えば６５０°Ｃ）以上あるか否かを判定して（ステップ
Ｂ１０）、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が第１所定温
度以上なければ、リーンＮＯｘ触媒１３Ａへ供給される
排気ガスがリーン側（リーン又はストイキオ）の状態と
なるように酸素センサ１５からの検出情報に基づくフィ
ードバック制御により追加燃料噴射量を調整する（ステ
ップＢ３０）。また、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が
第１所定温度以上になったら、リーンＮＯｘ触媒１３Ａ
へ供給される排気ガスがリッチ側（リッチ又はストイキ
オ）の状態となるように酸素センサ１５からの検出情報
に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を調
整する（ステップＢ２０）。
【００６１】このような復活モード制御時には、例えば
図６に示すように、復活モードの開始判定後、直近の気
筒から各気筒の排気行程での燃料噴射を開始するが、こ
の追加燃料の噴射時にリーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が
低くて第１所定温度に達していなければ、単にリーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａを加熱して昇温させるために追加燃料を
噴射する。このときに噴射される追加燃料の一部は、リ
ーンＮＯｘ触媒１３Ａに到達する前に排気通路１２内で
排気ガスの高熱によって燃焼し、その他の追加燃料は、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａに到達してリーンＮＯｘ触媒１
３Ａの触媒作用で無駄なく完全に燃焼する。
図６に示すように、復活モードの開始判定後、直近の気
筒から各気筒の排気行程での燃料噴射を開始するが、こ
の追加燃料の噴射時にリーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が
低くて第１所定温度に達していなければ、単にリーンＮ
Ｏｘ触媒１３Ａを加熱して昇温させるために追加燃料を
噴射する。このときに噴射される追加燃料の一部は、リ
ーンＮＯｘ触媒１３Ａに到達する前に排気通路１２内で
排気ガスの高熱によって燃焼し、その他の追加燃料は、
リーンＮＯｘ触媒１３Ａに到達してリーンＮＯｘ触媒１
３Ａの触媒作用で無駄なく完全に燃焼する。
【００６２】また、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの温度が高
まり第１所定温度に達したら、例えば図７に示すよう
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａにリッチ又はストイキオの
排気ガスが供給されるように追加燃料を適宜増量して噴
射する。このようにリーンＮＯｘ触媒１３Ａを所要の温
度まで昇温させると、リーンＮＯｘ触媒１３Ａに吸着し
ている硫酸塩等の浄化能力低下物質（被毒物質）が分解
して放出され、さらに、放出された分解物（例えば三酸
化イオウＳＯ3 ）は、追加燃料噴射によるリッチ又はス
トイキオの排気ガス中の未燃のＨＣやＣＯによってより
害の少ない物質（例えば二酸化イオウＳＯ2 ）に還元さ
れて排出される。
まり第１所定温度に達したら、例えば図７に示すよう
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａにリッチ又はストイキオの
排気ガスが供給されるように追加燃料を適宜増量して噴
射する。このようにリーンＮＯｘ触媒１３Ａを所要の温
度まで昇温させると、リーンＮＯｘ触媒１３Ａに吸着し
ている硫酸塩等の浄化能力低下物質（被毒物質）が分解
して放出され、さらに、放出された分解物（例えば三酸
化イオウＳＯ3 ）は、追加燃料噴射によるリッチ又はス
トイキオの排気ガス中の未燃のＨＣやＣＯによってより
害の少ない物質（例えば二酸化イオウＳＯ2 ）に還元さ
れて排出される。
【００６３】そして、このようにリーンＮＯｘ触媒１３
Ａの温度が高まり第１所定温度（例えば６５０°Ｃ）に
達した際には、図４のステップＡ６０に示すように、こ
の触媒１３Ａの温度が第１所定温度以上の状態（触媒復
活中の状態）の時間を積算して、この積算値が所定時間
（例えば６００秒）に達したか否かを判定する（ステッ
プＡ７０）。
Ａの温度が高まり第１所定温度（例えば６５０°Ｃ）に
達した際には、図４のステップＡ６０に示すように、こ
の触媒１３Ａの温度が第１所定温度以上の状態（触媒復
活中の状態）の時間を積算して、この積算値が所定時間
（例えば６００秒）に達したか否かを判定する（ステッ
プＡ７０）。
【００６４】このように、触媒１３Ａの温度が第１所定
温度以上の状態の積算時間が所定時間に達したら触媒の
復活が完了したとして（ステップＡ９０）、復活モード
を終了する。また、触媒温度が第１所定温度以上の状態
の積算時間が所定時間に達しなくても、触媒１３Ａの温
度が第２所定温度（例えば７５０°Ｃ）以上になったか
否かを判定して（ステップＡ８０）、触媒１３Ａの温度
が第２所定温度（例えば７５０°Ｃ）以上になったら、
触媒の復活が完了したとして（ステップＡ９０）、復活
モードを終了する。そして、復活モードの終了時には、
リーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANを０にクリヤする（ステップＡ１００）。
温度以上の状態の積算時間が所定時間に達したら触媒の
復活が完了したとして（ステップＡ９０）、復活モード
を終了する。また、触媒温度が第１所定温度以上の状態
の積算時間が所定時間に達しなくても、触媒１３Ａの温
度が第２所定温度（例えば７５０°Ｃ）以上になったか
否かを判定して（ステップＡ８０）、触媒１３Ａの温度
が第２所定温度（例えば７５０°Ｃ）以上になったら、
触媒の復活が完了したとして（ステップＡ９０）、復活
モードを終了する。そして、復活モードの終了時には、
リーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANを０にクリヤする（ステップＡ１００）。
【００６５】このようにして、リーンＮＯｘ触媒１３Ａ
にイオウ等の浄化能力低下物質（被毒物質）が付着した
ら、触媒復活制御により、付着したイオウ等の浄化能力
低下物質をより害の少ない物質に還元させながら除去し
ていくので、復活制御時の排気ガス自体を浄化しなが
ら、リーンＮＯｘ触媒１３ＡのＮＯｘ吸収能力を復活さ
せることができ、リーン運転時等に排気ガス中に生じる
ＮＯｘを確実に吸収できるようになる。
にイオウ等の浄化能力低下物質（被毒物質）が付着した
ら、触媒復活制御により、付着したイオウ等の浄化能力
低下物質をより害の少ない物質に還元させながら除去し
ていくので、復活制御時の排気ガス自体を浄化しなが
ら、リーンＮＯｘ触媒１３ＡのＮＯｘ吸収能力を復活さ
せることができ、リーン運転時等に排気ガス中に生じる
ＮＯｘを確実に吸収できるようになる。
【００６６】特に、通常の燃焼のための燃料噴射とは切
り離して、排気行程噴射により復活制御即ち加熱制御を
行なうため、通常の燃焼に影響させずに、従って、トル
ク変動を生じさせることなく、復活制御を行なうことが
できる。このため、例えば走行中にリーン運転中などの
低負荷領域や低回転領域でもドライバに違和感を与えな
いでリーンＮＯｘ触媒の復活制御を行なうことができる
という利点がある。
り離して、排気行程噴射により復活制御即ち加熱制御を
行なうため、通常の燃焼に影響させずに、従って、トル
ク変動を生じさせることなく、復活制御を行なうことが
できる。このため、例えば走行中にリーン運転中などの
低負荷領域や低回転領域でもドライバに違和感を与えな
いでリーンＮＯｘ触媒の復活制御を行なうことができる
という利点がある。
【００６７】また、排気行程噴射によると、噴射燃料は
燃焼室での燃焼にはほとんど供されることなく未燃の状
態で排気ガスとともに触媒にほぼ直接的に供給されるた
め、少ない追加燃料で速やかに触媒の活性を促進して、
復活を完了することができる利点がある。さらに、排気
行程噴射によると、復活制御を行なっている場合であっ
ても、通常の燃料噴射（即ち、排気行程の末期から吸気
行程での燃料噴射）の制御については、追加燃料噴射を
行なっている場合であっても行なっていない場合であっ
ても、同様に行なうことができる。
燃焼室での燃焼にはほとんど供されることなく未燃の状
態で排気ガスとともに触媒にほぼ直接的に供給されるた
め、少ない追加燃料で速やかに触媒の活性を促進して、
復活を完了することができる利点がある。さらに、排気
行程噴射によると、復活制御を行なっている場合であっ
ても、通常の燃料噴射（即ち、排気行程の末期から吸気
行程での燃料噴射）の制御については、追加燃料噴射を
行なっている場合であっても行なっていない場合であっ
ても、同様に行なうことができる。
【００６８】なお、復活モード開始の基準となるリーン
状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLE AN，又はＴＲLEANの
閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０は、リーンＮＯｘ
触媒１３Ａへの浄化能力低下物質の付着特性等を調べて
この結果に基づいて設定することができ、また、復活モ
ード終了の基準となる所定温度領域でのリッチ又はスト
イキオの排気ガス供給時間もリーンＮＯｘ触媒１３Ａの
復活特性を調べてこの結果に基づいて設定することがで
きる。
状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLE AN，又はＴＲLEANの
閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０は、リーンＮＯｘ
触媒１３Ａへの浄化能力低下物質の付着特性等を調べて
この結果に基づいて設定することができ、また、復活モ
ード終了の基準となる所定温度領域でのリッチ又はスト
イキオの排気ガス供給時間もリーンＮＯｘ触媒１３Ａの
復活特性を調べてこの結果に基づいて設定することがで
きる。
【００６９】また、復活モード時に通常のエンジン運転
への悪影響がないので、復活モード開始の基準となるリ
ーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANの閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０を安全側の
小さな値に設定して、イオウ分等が過剰に滞留すること
のないように小まめに復活制御を行なうようにすること
もできる。
への悪影響がないので、復活モード開始の基準となるリ
ーン状態積算値ＡＰLEAN，ＴLEAN，ＤLEAN，又はＴＲ
LEANの閾値ＡＰ０，Ｔ０，Ｄ０，又はＴＲ０を安全側の
小さな値に設定して、イオウ分等が過剰に滞留すること
のないように小まめに復活制御を行なうようにすること
もできる。
【００７０】また、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの昇温段階
では、空燃比がリーン又はストイキオ状態になるように
排気行程の追加燃料噴射を行なうため、燃料を効率的に
使用しながら触媒の復活制御を行なうことができるとい
う利点がある。さらに、触媒温度が第２所定温度以上と
なったら復活完了と判定するので、触媒の過昇温も防止
することができる。
では、空燃比がリーン又はストイキオ状態になるように
排気行程の追加燃料噴射を行なうため、燃料を効率的に
使用しながら触媒の復活制御を行なうことができるとい
う利点がある。さらに、触媒温度が第２所定温度以上と
なったら復活完了と判定するので、触媒の過昇温も防止
することができる。
【００７１】勿論、装置に触媒加熱用のヒータ等のハー
ド構成を追加することなく触媒９の昇温を行なえるの
で、コスト増を抑制しながら触媒復活を実現できる。な
お、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの第１設定温度への昇温後
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａをリッチ雰囲気にすると発
熱が多過ぎて過昇温してしまう場合に、エンジンそのも
のをストイキオ又はリッチで運転するようにして排気行
程噴射を実施しないようにしてもよい。
ド構成を追加することなく触媒９の昇温を行なえるの
で、コスト増を抑制しながら触媒復活を実現できる。な
お、リーンＮＯｘ触媒１３Ａの第１設定温度への昇温後
に、リーンＮＯｘ触媒１３Ａをリッチ雰囲気にすると発
熱が多過ぎて過昇温してしまう場合に、エンジンそのも
のをストイキオ又はリッチで運転するようにして排気行
程噴射を実施しないようにしてもよい。
【００７２】つまり、エンジン本体がリーン状態で運転
している場合、その排気ガスは酸素過多状態であり、こ
こで排気行程噴射を行なえば、排気系内の余剰酸素と追
加燃料とが反応して発熱する。また、リーンＮＯｘ触媒
やその後段の三元触媒でも反応して発熱する。これらの
発熱により、触媒が過昇温してしまうことが考えられる
が、この過昇温を防止するには排気系内の余剰酸素と追
加燃料との反応による発熱を抑制すればよい。
している場合、その排気ガスは酸素過多状態であり、こ
こで排気行程噴射を行なえば、排気系内の余剰酸素と追
加燃料とが反応して発熱する。また、リーンＮＯｘ触媒
やその後段の三元触媒でも反応して発熱する。これらの
発熱により、触媒が過昇温してしまうことが考えられる
が、この過昇温を防止するには排気系内の余剰酸素と追
加燃料との反応による発熱を抑制すればよい。
【００７３】すなわち、エンジン本体をストイキオ又は
リッチ状態で運転する一方で、排気行程噴射による追加
燃料の噴射を実施しないようにすると、リーンＮＯｘ触
媒や三元触媒はエンジン本体のストイキオ又はリッチ状
態での運転による発熱量で過昇温することなく第１設定
温度に保たれて、所定時間が経過することになり、触媒
の復活が完了するのである。
リッチ状態で運転する一方で、排気行程噴射による追加
燃料の噴射を実施しないようにすると、リーンＮＯｘ触
媒や三元触媒はエンジン本体のストイキオ又はリッチ状
態での運転による発熱量で過昇温することなく第１設定
温度に保たれて、所定時間が経過することになり、触媒
の復活が完了するのである。
【００７４】もちろん、上述のように、リーンＮＯｘ触
媒１３Ａの第１設定温度への昇温後にリッチ雰囲気にし
ても過昇温しなければ、エンジンそのものをリーン運転
しながら、追加燃料でリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ供給さ
れる排気ガスがストイキオ又はリッチとなるように運転
することができる。次に、本発明の第２実施形態として
の筒内噴射型内燃機関について説明すると、本実施形態
でも、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ２３に、リーン燃
焼運転領域判定手段１０１と、付着量推定手段１０２
と、燃料噴射弁制御手段１０３とがそなえられており、
触媒の復活制御が行なわれるようになっているが、ここ
では、触媒の復活、即ち追加燃料噴射が、図８に示すよ
うに、同一行程内の追加燃料の噴射を複数回（ここで
は、２回）に分けて行なえるようになっている。
媒１３Ａの第１設定温度への昇温後にリッチ雰囲気にし
ても過昇温しなければ、エンジンそのものをリーン運転
しながら、追加燃料でリーンＮＯｘ触媒１３Ａへ供給さ
れる排気ガスがストイキオ又はリッチとなるように運転
することができる。次に、本発明の第２実施形態として
の筒内噴射型内燃機関について説明すると、本実施形態
でも、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ２３に、リーン燃
焼運転領域判定手段１０１と、付着量推定手段１０２
と、燃料噴射弁制御手段１０３とがそなえられており、
触媒の復活制御が行なわれるようになっているが、ここ
では、触媒の復活、即ち追加燃料噴射が、図８に示すよ
うに、同一行程内の追加燃料の噴射を複数回（ここで
は、２回）に分けて行なえるようになっている。
【００７５】ここでは、追加燃料の噴射時間ｔexを予め
設定された所定時間（閾値）ｔ0 と比較し、噴射時間ｔ
exが閾値ｔ0 未満なら噴射回数を１回に設定し、噴射時
間ｔ exが閾値ｔ0 以上なら噴射回数を２回に設定するよ
うになっている。このように、燃料を複数回（ここで
は、２回）に分けて行なうのは、以下の理由による。
設定された所定時間（閾値）ｔ0 と比較し、噴射時間ｔ
exが閾値ｔ0 未満なら噴射回数を１回に設定し、噴射時
間ｔ exが閾値ｔ0 以上なら噴射回数を２回に設定するよ
うになっている。このように、燃料を複数回（ここで
は、２回）に分けて行なうのは、以下の理由による。
【００７６】つまり、追加燃料を一度に長時間に噴射す
ると、当然一度に多量の燃料が噴射されることになり、
噴射後期で燃料圧力が低下して、噴射初期に比べて霧化
状態が悪化して、噴射燃料が均一に混ざらないおそれが
ある。この場合には、追加燃料として排気行程中に噴射
された燃料の一部が未燃のまま排出されることになり、
触媒１３Ａの昇温化や活性化のための燃料効率が低下し
てしまう。
ると、当然一度に多量の燃料が噴射されることになり、
噴射後期で燃料圧力が低下して、噴射初期に比べて霧化
状態が悪化して、噴射燃料が均一に混ざらないおそれが
ある。この場合には、追加燃料として排気行程中に噴射
された燃料の一部が未燃のまま排出されることになり、
触媒１３Ａの昇温化や活性化のための燃料効率が低下し
てしまう。
【００７７】もちろん、一作動サイクルの排気行程内で
噴射したい追加燃料量がはじめから少なければ、このよ
うなおそれはない。そこで、上述のような霧化状態の悪
化を招くおそれがあるほどに、一作動サイクルの排気行
程内で噴射したい追加燃料量が多い場合には、燃料噴射
を開始したら、噴射後期の燃圧低下が僅かなうちに一旦
燃料噴射を停止して、僅かなインターバルをおいて再び
燃料噴射を行なうようにしているのである。
噴射したい追加燃料量がはじめから少なければ、このよ
うなおそれはない。そこで、上述のような霧化状態の悪
化を招くおそれがあるほどに、一作動サイクルの排気行
程内で噴射したい追加燃料量が多い場合には、燃料噴射
を開始したら、噴射後期の燃圧低下が僅かなうちに一旦
燃料噴射を停止して、僅かなインターバルをおいて再び
燃料噴射を行なうようにしているのである。
【００７８】したがって、噴射回数を判定するための閾
値ｔ0 は、このような一定以上の燃圧低下を招くおそれ
のある範囲を規定するように設定されている。なお、追
加燃料の噴射時間（一作動サイクル内での全噴射時間）
ｔexは、エンジン回転数（エンジン回転速度）Ｎｅ等に
応じて設定することができ、例えばエンジン回転数Ｎｅ
が高いほど噴射時間ｔexを短く設定することが考えられ
る。
値ｔ0 は、このような一定以上の燃圧低下を招くおそれ
のある範囲を規定するように設定されている。なお、追
加燃料の噴射時間（一作動サイクル内での全噴射時間）
ｔexは、エンジン回転数（エンジン回転速度）Ｎｅ等に
応じて設定することができ、例えばエンジン回転数Ｎｅ
が高いほど噴射時間ｔexを短く設定することが考えられ
る。
【００７９】これは、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、
一作動サイクルに要する時間が短くなるため、一作動サ
イクルにおける排気行程も短くなり、排気行程内におい
て燃料噴射を行なえる時間も短くなる。したがって、エ
ンジン回転数Ｎｅが高いほど追加燃料の噴射時間ｔexを
短くしているのである。また、噴射回数が２回の場合に
は、第１回目の噴射時間ｔex1 よりも第２回目の噴射時
間ｔex2 が短くなるように各噴射時間ｔex1 ，ｔex2 を
設定するようにしてもよい。このように、後の噴射回の
方の噴射時間を短くしているのは、以下の理由による。
一作動サイクルに要する時間が短くなるため、一作動サ
イクルにおける排気行程も短くなり、排気行程内におい
て燃料噴射を行なえる時間も短くなる。したがって、エ
ンジン回転数Ｎｅが高いほど追加燃料の噴射時間ｔexを
短くしているのである。また、噴射回数が２回の場合に
は、第１回目の噴射時間ｔex1 よりも第２回目の噴射時
間ｔex2 が短くなるように各噴射時間ｔex1 ，ｔex2 を
設定するようにしてもよい。このように、後の噴射回の
方の噴射時間を短くしているのは、以下の理由による。
【００８０】つまり、この排気ガスは排気行程のはじめ
には爆発直後のため高温で酸素も含まれている。このた
め、追加燃料の噴射量が比較的多くても燃料の霧化及び
燃焼が速やかで確実に行なわれる。しかし、排気行程内
での時間経過とともに、排気ガス温度は次第に低下して
排気ガス中に含まれる酸素も次第に減少して、燃料の噴
射量が多いと燃料の霧化及び燃焼を速やかで確実に行な
わせにくくなる。
には爆発直後のため高温で酸素も含まれている。このた
め、追加燃料の噴射量が比較的多くても燃料の霧化及び
燃焼が速やかで確実に行なわれる。しかし、排気行程内
での時間経過とともに、排気ガス温度は次第に低下して
排気ガス中に含まれる酸素も次第に減少して、燃料の噴
射量が多いと燃料の霧化及び燃焼を速やかで確実に行な
わせにくくなる。
【００８１】そこで、後の噴射回ほど短い噴射時間に設
定して、追加燃料の霧化及び燃焼が速やかで確実に行な
えるようにしているのである。なお、この他の部分の構
成は、第１実施形態と同様になっているので説明は省略
する。本発明の第２実施形態の筒内噴射型内燃機関は、
上述のように構成されるので、第１実施形態とほぼ同様
な作用及び効果が得られ、特に、追加燃料を分割して噴
射することで燃料効率が向上して、より効率よく、低コ
ストで速やかに触媒の復活を行なうことができる利点が
ある。
定して、追加燃料の霧化及び燃焼が速やかで確実に行な
えるようにしているのである。なお、この他の部分の構
成は、第１実施形態と同様になっているので説明は省略
する。本発明の第２実施形態の筒内噴射型内燃機関は、
上述のように構成されるので、第１実施形態とほぼ同様
な作用及び効果が得られ、特に、追加燃料を分割して噴
射することで燃料効率が向上して、より効率よく、低コ
ストで速やかに触媒の復活を行なうことができる利点が
ある。
【００８２】次に、本発明の第３実施形態としての筒内
噴射型内燃機関について説明すると、この実施形態にか
かる内燃機関（エンジン）は、１２気筒をそなえてお
り、例えばＶ型１２気筒エンジンとして構成されてい
る。勿論、このエンジンも、火花点火式の４サイクルエ
ンジンであって、気筒内で燃料を直接噴射する筒内噴射
エンジンとして構成されている。
噴射型内燃機関について説明すると、この実施形態にか
かる内燃機関（エンジン）は、１２気筒をそなえてお
り、例えばＶ型１２気筒エンジンとして構成されてい
る。勿論、このエンジンも、火花点火式の４サイクルエ
ンジンであって、気筒内で燃料を直接噴射する筒内噴射
エンジンとして構成されている。
【００８３】この実施形態でも、第１実施形態と同様
に、ＥＣＵ２３に、リーン燃焼運転領域判定手段１０１
と、付着量推定手段１０２と、燃料噴射弁制御手段１０
３とがそなえられており、触媒の復活制御が行なわれる
ようになっているが、この実施形態では、触媒の復活、
即ち追加燃料噴射を複数気筒で同時に行なうようになっ
ている。
に、ＥＣＵ２３に、リーン燃焼運転領域判定手段１０１
と、付着量推定手段１０２と、燃料噴射弁制御手段１０
３とがそなえられており、触媒の復活制御が行なわれる
ようになっているが、この実施形態では、触媒の復活、
即ち追加燃料噴射を複数気筒で同時に行なうようになっ
ている。
【００８４】つまり、気筒数の多いエンジンでは、複数
の気筒間で排気行程がオーバラップ（重合）することが
ある。例えば、本実施形態のように１２気筒エンジンで
あれば、図９に示すように、同時に３つの気筒で排気行
程がオーバラップする。本実施形態では、１２気筒を、
それぞれ互いに排気行程のオーバラップする３つの気筒
からなる４つのグループに分けて、各グループ毎に、排
気行程における追加燃料噴射を行なうようになってい
る。
の気筒間で排気行程がオーバラップ（重合）することが
ある。例えば、本実施形態のように１２気筒エンジンで
あれば、図９に示すように、同時に３つの気筒で排気行
程がオーバラップする。本実施形態では、１２気筒を、
それぞれ互いに排気行程のオーバラップする３つの気筒
からなる４つのグループに分けて、各グループ毎に、排
気行程における追加燃料噴射を行なうようになってい
る。
【００８５】この例では、図９に示すように、第１気筒
（＃１）と第２気筒（＃２）と第９気筒（＃９）とのグ
ループ（第１グループ）、第１０気筒（＃１０）と第５
気筒（＃５）と第６気筒（＃６）とのグループ（第２グ
ループ）、第１１気筒（＃１１）と第１２気筒（＃１
２）と第３気筒（＃３）とのグループ（第３グルー
プ）、第４気筒（＃４）と第７気筒（＃７）と第８気筒
（＃８）とのグループ（第４グループ）、の４つのグル
ープに分けており、各グループの気筒では、同時に排気
行程における追加燃料噴射を行なうようになっているの
である。
（＃１）と第２気筒（＃２）と第９気筒（＃９）とのグ
ループ（第１グループ）、第１０気筒（＃１０）と第５
気筒（＃５）と第６気筒（＃６）とのグループ（第２グ
ループ）、第１１気筒（＃１１）と第１２気筒（＃１
２）と第３気筒（＃３）とのグループ（第３グルー
プ）、第４気筒（＃４）と第７気筒（＃７）と第８気筒
（＃８）とのグループ（第４グループ）、の４つのグル
ープに分けており、各グループの気筒では、同時に排気
行程における追加燃料噴射を行なうようになっているの
である。
【００８６】ところで、各グループ内の複数の気筒は、
図９に示すように、いずれも同時に排気行程となる期間
があるが、この期間は当然ながら単一の気筒の排気行程
よりも短く、本実施形態のように１２気筒の場合には、
グループ内の各気筒で排気行程の共通する期間は、単一
の気筒の排気行程期間のほぼ三分の一である。そこで、
グループ内の各気筒がいずれも排気行程の時に追加燃料
噴射が行なわれるように、噴射時間ｔexを制限するよう
に構成されている。つまり、エンジン回転数Ｎｅに応じ
て噴射時間ｔexの上限値ｔex（Ｎｅ）MAX を、図９にグ
ループ噴射の領域を示す破線で規定されるクランク角の
変位量分に設定されており、噴射時間ｔexをこの上限値
ｔex（Ｎｅ）MAX で制限することでグループ内の各気筒
がいずれも排気行程の時に追加燃料噴射が行なわれるよ
うになっている。
図９に示すように、いずれも同時に排気行程となる期間
があるが、この期間は当然ながら単一の気筒の排気行程
よりも短く、本実施形態のように１２気筒の場合には、
グループ内の各気筒で排気行程の共通する期間は、単一
の気筒の排気行程期間のほぼ三分の一である。そこで、
グループ内の各気筒がいずれも排気行程の時に追加燃料
噴射が行なわれるように、噴射時間ｔexを制限するよう
に構成されている。つまり、エンジン回転数Ｎｅに応じ
て噴射時間ｔexの上限値ｔex（Ｎｅ）MAX を、図９にグ
ループ噴射の領域を示す破線で規定されるクランク角の
変位量分に設定されており、噴射時間ｔexをこの上限値
ｔex（Ｎｅ）MAX で制限することでグループ内の各気筒
がいずれも排気行程の時に追加燃料噴射が行なわれるよ
うになっている。
【００８７】この他の部分については、第１実施形態と
同様に構成されている。本発明の第３実施形態としての
筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されているの
で、同時に排気行程となる複数（ここでは、３つ）の気
筒単位のグループで、各気筒がいずれも排気行程にある
ときに限定しながら同時に追加燃料噴射を行なうので、
第１実施形態と同様な作用および効果が得られる上に、
燃料噴射弁を制御するためのＣＰＵの負荷を低減でき
て、ＣＰＵにかかるコストを低減できる利点もある。
同様に構成されている。本発明の第３実施形態としての
筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されているの
で、同時に排気行程となる複数（ここでは、３つ）の気
筒単位のグループで、各気筒がいずれも排気行程にある
ときに限定しながら同時に追加燃料噴射を行なうので、
第１実施形態と同様な作用および効果が得られる上に、
燃料噴射弁を制御するためのＣＰＵの負荷を低減でき
て、ＣＰＵにかかるコストを低減できる利点もある。
【００８８】なお、上述の実施形態では、浄化能力低下
物質の付着量を推定して触媒の復活のための制御（排気
行程燃料噴射制御又は追加燃料制御）を行なっている
が、浄化能力低下物質の付着量を推定しないで、例えば
単に所定時間が経過する毎にこの触媒復活用燃料噴射制
御を行なったり、エンジンの運転状態に応じた時間間隔
等によって触媒復活用燃料噴射制御を行なったりしても
ほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
物質の付着量を推定して触媒の復活のための制御（排気
行程燃料噴射制御又は追加燃料制御）を行なっている
が、浄化能力低下物質の付着量を推定しないで、例えば
単に所定時間が経過する毎にこの触媒復活用燃料噴射制
御を行なったり、エンジンの運転状態に応じた時間間隔
等によって触媒復活用燃料噴射制御を行なったりしても
ほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８９】なお、リーンＮＯｘ触媒は、上記の実施形
態のものに限定されるものでなく、カリウム等のアルカ
リ金属，バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希
土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持するも
の等、他の構成のものでもよい。
態のものに限定されるものでなく、カリウム等のアルカ
リ金属，バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希
土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持するも
の等、他の構成のものでもよい。
【００９０】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の筒内噴射型内燃機関によれば、内燃機関の燃焼室
内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を
理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないう
る筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガス
を排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン
燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収
するリーンＮＯｘ触媒と、該内燃機関の運転状態を検出
する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって
検出された該内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関
の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンＮＯｘ
触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそな
えるという構成により、通常の燃焼室での燃焼に影響し
ないようにしてトルク変動を招来することのないように
しながら、リーンＮＯｘ触媒に付着した浄化能力低下物
質を分解・除去して、リーンＮＯｘ触媒を復活させるこ
とができる利点がある。
発明の筒内噴射型内燃機関によれば、内燃機関の燃焼室
内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を
理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないう
る筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガス
を排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン
燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収
するリーンＮＯｘ触媒と、該内燃機関の運転状態を検出
する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって
検出された該内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関
の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンＮＯｘ
触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそな
えるという構成により、通常の燃焼室での燃焼に影響し
ないようにしてトルク変動を招来することのないように
しながら、リーンＮＯｘ触媒に付着した浄化能力低下物
質を分解・除去して、リーンＮＯｘ触媒を復活させるこ
とができる利点がある。
【００９１】請求項２記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項１記載の構成において、該運転状態
検出手段が、該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質
の付着量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを
判定する付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手
段が、該付着量推定手段により該リーンＮＯｘ触媒への
浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定され
ると、該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させ
て該リーンＮＯｘ触媒へ該追加燃料の供給を行なうよう
に構成されることにより、浄化能力低下物質の付着が所
定量に達したら、通常の燃焼室での燃焼に影響しないよ
うにしてトルク変動を招来することのないようにしなが
ら、リーンＮＯｘ触媒に付着した浄化能力低下物質を分
解・除去して、リーンＮＯｘ触媒の復活を確実に行なう
ことができる利点がある。
関によれば、請求項１記載の構成において、該運転状態
検出手段が、該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質
の付着量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを
判定する付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手
段が、該付着量推定手段により該リーンＮＯｘ触媒への
浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定され
ると、該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させ
て該リーンＮＯｘ触媒へ該追加燃料の供給を行なうよう
に構成されることにより、浄化能力低下物質の付着が所
定量に達したら、通常の燃焼室での燃焼に影響しないよ
うにしてトルク変動を招来することのないようにしなが
ら、リーンＮＯｘ触媒に付着した浄化能力低下物質を分
解・除去して、リーンＮＯｘ触媒の復活を確実に行なう
ことができる利点がある。
【００９２】請求項３記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
【００９３】請求項４記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
【００９４】請求項５記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
【００９５】請求項６記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
関によれば、請求項２記載の構成において、該付着量推
定手段が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に
基づいて該リーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付
着量を推定するように構成されることにより、リーンＮ
Ｏｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定す
ることができ、リーンＮＯｘ触媒の復活を適切に行なう
ことができる利点がある。
【００９６】請求項７記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項１記載の構成において、該内燃機関
が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設さ
れるとともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一
部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分
的にオーバラップするように互いの作動位相が設定され
て、該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放
時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒
にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように
構成されることにより、制御を単純化させながら低コス
トで、リーンＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利
点がある。
関によれば、請求項１記載の構成において、該内燃機関
が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設さ
れるとともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一
部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分
的にオーバラップするように互いの作動位相が設定され
て、該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放
時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒
にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように
構成されることにより、制御を単純化させながら低コス
トで、リーンＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利
点がある。
【００９７】請求項８記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項１記載の構成において、該燃料噴射
弁制御手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴
射弁を複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料
を噴射させるように構成されることにより、追加燃料を
より効率よく噴射させながら、低コストで速やかに、リ
ーンＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利点があ
る。
関によれば、請求項１記載の構成において、該燃料噴射
弁制御手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴
射弁を複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料
を噴射させるように構成されることにより、追加燃料を
より効率よく噴射させながら、低コストで速やかに、リ
ーンＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利点があ
る。
【００９８】請求項９記載の本発明の筒内噴射型内燃機
関によれば、請求項１記載の構成において、該リーンＮ
Ｏｘ触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段を
そなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開
始後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該
リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時
間以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構
成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射させ
ながら、低コストで無駄なく、リーンＮＯｘ触媒の復活
を行なうことができる利点がある。
関によれば、請求項１記載の構成において、該リーンＮ
Ｏｘ触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段を
そなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開
始後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該
リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時
間以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構
成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射させ
ながら、低コストで無駄なく、リーンＮＯｘ触媒の復活
を行なうことができる利点がある。
【００９９】請求項１０記載の本発明の筒内噴射型内燃
機関によれば、請求項１記載の構成において、該リーン
ＮＯｘ触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段
をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該触媒温度状態検
出手段の検出結果に基づいて、該リーンＮＯｘ触媒の温
度が所定温度未満のときには該リーンＮＯｘ触媒へ供給
される排気ガスの空燃比がストイキオ又はリーンの状態
となるように且つ該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度
以上のときには該排気ガスの空燃比がストイキオ又はリ
ッチの状態となるように、該追加燃料量を制御するよう
に構成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射
させながら、低コストで無駄なく且つ速やかに、リーン
ＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利点がある。
機関によれば、請求項１記載の構成において、該リーン
ＮＯｘ触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段
をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該触媒温度状態検
出手段の検出結果に基づいて、該リーンＮＯｘ触媒の温
度が所定温度未満のときには該リーンＮＯｘ触媒へ供給
される排気ガスの空燃比がストイキオ又はリーンの状態
となるように且つ該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度
以上のときには該排気ガスの空燃比がストイキオ又はリ
ッチの状態となるように、該追加燃料量を制御するよう
に構成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射
させながら、低コストで無駄なく且つ速やかに、リーン
ＮＯｘ触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【０１００】請求項１１記載の本発明の筒内噴射型内燃
機関によれば、請求項１記載の構成において、該リーン
ＮＯｘ触媒が、カリウム等のアルカリ金属，バリウム等
のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくと
もいずれか一つの成分を担持するという構成により、具
体的にリーンＮＯｘ触媒を構成することができる。
機関によれば、請求項１記載の構成において、該リーン
ＮＯｘ触媒が、カリウム等のアルカリ金属，バリウム等
のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくと
もいずれか一つの成分を担持するという構成により、具
体的にリーンＮＯｘ触媒を構成することができる。
【図１】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図
である。
機関の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図
である。
【図２】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の全体構成を示す図である。
機関の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の制御系を示すハードブロック図である。
機関の制御系を示すハードブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートで
ある。
機関の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートで
ある。
【図５】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の燃料噴射制御による触媒の復活モードを説明する
ためのフローチャートである。
機関の燃料噴射制御による触媒の復活モードを説明する
ためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態としての筒内噴射型内燃
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
１ エンジン本体 ２ 燃焼室 ３ 燃料供給手段としての燃料噴射弁（インジェクタ） ３ａ インジェクタソレノイド ４ 吸気弁 ５ 吸気通路 ５Ａ 吸気ポート ５Ｂ 吸気マニホールド ５Ｃ サージタンク ５Ｄ 吸気管 ６ エアクリーナ ７ エアフローセンサ ８ スロットルバルブ ９ 吸気温度センサ １０ 大気圧センサ １１ 吸気弁 １２ 排気通路 １２Ａ 排気ポート １２Ｂ 排気マニホールド １２Ｃ 排気管 １３ 排気ガス浄化触媒 １３Ａ リーンＮＯｘ触媒 １３Ｂ 三元触媒 １４ 空燃比センサ １５ 酸素センサ １６ 触媒温度センサ １７ 点火プラグ １８ スロットル開度センサ（スロットルセンサ） １９ 水温センサ ２０ クランキングスイッチ〔イグニッションスイッチ
（キースイッチ）〕 ２１クランク角センサ（エンジン回転数センサ） ２２ ＴＤＣセンサ（気筒判別センサ） ２３ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ２４ アクセルポジションセンサ ２５ バッテリセンサ ２６ 距離メータ ２７ ＣＰＵ ２８，２９ 入力インタフェイス ３０ アナログ／デジタルコンバータ ３１ ＲＯＭ ３２ ＲＡＭ ３３ アイドルスイッチ ３４ 噴射ドライバ（燃料噴射弁駆動手段） ３６ タイマ ４８ フリーランニングカウンタ １０１ リーン燃焼運転領域判定手段 １０２ 付着量推定手段 １０２Ａ 付着量推定部 １０２Ｂ 付着限度判定部 １０３ 燃料噴射弁制御手段 １０４ 通常燃料噴射制御部 １０５ 触媒復活用燃料噴射制御部 １０５Ａ 開始・終了判定部 １０５Ｂ 追加燃料噴射量設定部
（キースイッチ）〕 ２１クランク角センサ（エンジン回転数センサ） ２２ ＴＤＣセンサ（気筒判別センサ） ２３ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ２４ アクセルポジションセンサ ２５ バッテリセンサ ２６ 距離メータ ２７ ＣＰＵ ２８，２９ 入力インタフェイス ３０ アナログ／デジタルコンバータ ３１ ＲＯＭ ３２ ＲＡＭ ３３ アイドルスイッチ ３４ 噴射ドライバ（燃料噴射弁駆動手段） ３６ タイマ ４８ フリーランニングカウンタ １０１ リーン燃焼運転領域判定手段 １０２ 付着量推定手段 １０２Ａ 付着量推定部 １０２Ｂ 付着限度判定部 １０３ 燃料噴射弁制御手段 １０４ 通常燃料噴射制御部 １０５ 触媒復活用燃料噴射制御部 １０５Ａ 開始・終了判定部 １０５Ｂ 追加燃料噴射量設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０Ｚ ３４５ ３４５Ｚ
Claims (11)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射す
る燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大き
くしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関
において、 該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、 該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中
の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収するリーンＮＯｘ触媒
と、 該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運
転状態に基づいて該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁
を作動させて該リーンＮＯｘ触媒へ追加燃料を供給する
燃料噴射弁制御手段とをそなえることを特徴とする、筒
内噴射型内燃機関。 - 【請求項２】 該運転状態検出手段が、該リーンＮＯｘ
触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定し、該付着量
が所定量に達したか否かを判定する付着量推定手段をそ
なえ、 該燃料噴射弁制御手段が、該付着量推定手段により該リ
ーンＮＯｘ触媒への浄化能力低下物質の付着量が所定量
に達したと判定されると、該内燃機関の排気行程で該燃
料噴射弁を作動させて該リーンＮＯｘ触媒へ該追加燃料
の供給を行なうことを特徴とする、請求項１記載の筒内
噴射型内燃機関。 - 【請求項３】 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転
中の吸入空気量の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒
への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成さ
れていることを特徴とする、請求項２記載の筒内噴射型
内燃機関。 - 【請求項４】 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転
中の燃料消費量の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒
への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成さ
れていることを特徴とする、請求項２記載の筒内噴射型
内燃機関。 - 【請求項５】 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転
による走行距離の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒
への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成さ
れていることを特徴とする、請求項２記載の筒内噴射型
内燃機関。 - 【請求項６】 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転
による走行時間の積算値に基づいて該リーンＮＯｘ触媒
への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成さ
れていることを特徴とする、請求項２記載の筒内噴射型
内燃機関。 - 【請求項７】 該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料
噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、 上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、
それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラッ
プするように互いの作動位相が設定されて、 該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期
が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそ
なえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成
されてい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。 - 【請求項８】 該燃料噴射弁制御手段が、一作動サイク
ル内の排気行程に該燃料噴射弁を複数回作動させながら
複数回に分けて該追加燃料を噴射させるように構成され
てい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。 - 【請求項９】 該リーンＮＯｘ触媒の温度状態を検出す
る触媒温度状態検出手段をそなえ、 該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始後、該
触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リーンＮ
Ｏｘ触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間以上に
達したら該追加燃料の供給を停止するように構成されて
い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。 - 【請求項１０】 該リーンＮＯｘ触媒の温度状態を検出
する触媒温度状態検出手段をそなえ、 該燃料噴射弁制御手段が、該触媒温度状態検出手段の検
出結果に基づいて、該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温
度未満のときには該リーンＮＯｘ触媒へ供給される排気
ガスの空燃比がストイキオ又はリーンの状態となるよう
に且つ該リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上のとき
には該排気ガスの空燃比がストイキオ又はリッチの状態
となるように、該追加燃料量を制御するように構成され
てい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。 - 【請求項１１】 該リーンＮＯｘ触媒が、カリウム等の
アルカリ金属，バリウム等のアルカリ土類及びランタン
等の希土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持
してい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。
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