JPH1182097A

JPH1182097A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH1182097A
Application number: JP9239279A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nishimura; 博文西村; Yoichi Kuji; 洋一久慈; Hiroyuki Yamamoto; 博之山本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】空燃比リーン状態でも排気ガス中のＮＯx を浄
化可能なＮＯx 吸蔵型触媒を有する触媒コンバータ２３
が配設され、エンジン１の加速運転状態で空燃比をリッ
チに制御する一方、定常運転状態ではリーンに制御する
ようにしたエンジンの制御装置において、加速運転状態
等から定常運転状態に移行したときのＮＯx 排出量の急
増を防止する。【解決手段】エンジン回転数等に基づいてエンジンの加
速運転状態から定常運転状態への移行を判定して、移行
が判定されたときから遅延時間Δｔが経過するまで、空
燃比を１５以下のリッチに制御する。定常運転状態への
移行時に触媒温度の所定以上の上昇が予測される所定の
加速運転状態において、燃料噴射を吸気行程で前後２回
に分割して、排気ガス温度を低下させるようにしてもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合気の空燃比を
リーンに制御することで燃費の低減を図るようにしたエ
ンジンの制御装置に関する技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの制御装置
として、例えば国際公開番号Ｗ０９３／０７３６３の公
報に開示されるように、エンジンの排気通路に、空燃比
が理論空燃比よりも大きいときに排気ガス中の窒素酸化
物（ＮＯx ）を吸蔵する一方、空燃比が理論空燃比以下
になったときに吸蔵したＮＯx を放出して還元浄化する
ＮＯx 吸蔵型触媒を有する触媒コンバータを設け、エン
ジンの加速運転状態及び全負荷運転状態において空燃比
を理論空燃比以下に制御する一方、それ以外の運転状態
のときに空燃比を理論空燃比よりも大に制御するように
したものが知られている。

【０００３】上記の制御装置によれば、例えばエンジン
の定常運転状態では、空燃比が理論空燃比よりも大に制
御されて燃費の低減が図られるとともに、排気ガス中の
ＮＯx がＮＯx 吸蔵型触媒により吸蔵されて大気中への
放出が防止される。一方、エンジンの加速運転状態等の
高出力が要求される状態では、空燃比が理論空燃比以下
に制御されてエンジン出力の向上が図られるとともに、
上記ＮＯx 吸蔵型触媒に吸蔵されているＮＯx が放出さ
れて還元浄化され、ＮＯx の吸蔵量が上記触媒コンバー
タのＮＯx 吸蔵キャパシティをオーバーすることが防止
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、エ
ンジンの加速運転状態や全負荷運転状態では、排気ガス
温度の上昇及び排気ガス量の増大によって触媒温度が上
昇するので、その後エンジンが定常運転状態に移行して
も、触媒温度は暫くの間は高温に保たれることになる。

【０００５】また、上記従来の技術におけるＮＯx 吸蔵
型触媒は、図１２に示すように、空燃比がＡ／Ｆ＝１５
よりも大きい状態（以下、リーン状態という）では、触
媒温度が所定温度（例えば２００°Ｃ）までは温度の上
昇とともにＮＯx 浄化率が上昇するが、該所定温度を越
えてさらに触媒温度が上昇すると、温度上昇に伴いＮＯ
x 浄化率が低下するという特性を有している。なお、上
記図１２は、空燃比がＡ／Ｆ＝１５以下のリッチ状態及
びＡ／Ｆ＝１５よりも大のリーン状態のそれぞれについ
て、ＮＯx 浄化率の触媒温度に対する依存性を表したも
ので、リッチ状態においては、触媒温度が所定温度以上
の触媒暖機状態でＮＯx 浄化率は約９８％と非常に高く
なっている。

【０００６】上述の如きＮＯx 浄化率の温度依存性のた
め、上記従来のエンジンの制御装置においては、加速運
転状態から定常運転状態に移行して空燃比がリーン状態
に制御されると、高温になっている触媒が十分なＮＯx
浄化性能を発揮し得ず、触媒温度が所定以下（例えば４
００°Ｃ以下）に低下するまでの間、大気中に放出され
るＮＯx 量が急増してしまうという不具合がある。

【０００７】さらに、ＮＯx の還元浄化を主として行う
通常のＮＯx 還元型触媒においても、上記ＮＯx 吸蔵型
触媒と同様に、空燃比リーン状態で触媒温度が所定温度
以上になるとＮＯx 浄化率が低下するという特性がある
ので、上述の不具合の発生を回避し得ない。

【０００８】本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その主たる目的とするところは、上記従来の
ＮＯx 吸蔵型触媒やＮＯx 還元型触媒の温度依存性に着
目し、その特性に対応して空燃比制御を行うことによ
り、エンジンの加速運転状態等から定常運転状態に移行
した直後のＮＯx 排出量の急増を防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、エンジンが加速運転状態か
ら定常運転状態に変化しても空燃比を１５よりも大きい
リーン側に切替えず、触媒温度がＮＯx 浄化率の高い所
定温度近傍になったときに、初めて空燃比を上記リーン
側に制御するようにした。

【００１０】具体的には、請求項１記載の発明は、エン
ジンの排気通路に、空燃比がＡ／Ｆ＝１５よりも大のリ
ーン状態でも排気ガス中の窒素酸化物を浄化可能なリー
ンＮＯx 触媒を備え、エンジンの加速運転状態では空燃
比をＡ／Ｆ＝１５以下に制御する一方、上記エンジンの
定常運転状態では空燃比をＡ／Ｆ＝１５よりも大のリー
ン側に制御するようにしたエンジンの制御装置を対象と
する。そして、エンジンが加速運転状態から定常運転状
態へ移行したことを判定する移行判定手段と、該移行判
定手段によりエンジンの加速運転状態から定常運転状態
への移行が判定されたとき、その移行時点から所定の保
持時間が経過するまでの間、その間の空燃比を基本的に
Ａ／Ｆ＝１５以下になるように制御する移行時制御手段
とを設けた。

【００１１】この構成によれば、移行判定手段によりエ
ンジンの加速運転状態から定常運転状態への移行が判定
されてから、所定の保持時間が経過するまでの間は、移
行時制御手段によって空燃比が基本的に１５以下になる
ように制御されるので、この間、触媒温度が高温になっ
ていてもＮＯx 浄化率の低下が防止され、このことで、
上記保持時間におけるＮＯx 排出量の急増を防止するこ
とができる。そして、上記保持時間の経過後は、触媒温
度がＮＯx 浄化率の高い所定温度近傍まで低下している
ので、空燃比を１５よりも大のリーン側に制御して燃費
の低減を図りつつ、排気ガス中のＮＯx を十分に浄化す
ることができる。

【００１２】なお、上記移行判定手段は、例えば車速、
アクセル開度又はエンジン負荷の変化に基づいて、エン
ジンの加速運転状態から定常運転状態への移行を判定す
るようにすればよい。また、空燃比が基本的に１５以下
になるように制御するとは、例えば、保持時間の経過す
るまでの間、空燃比が瞬間的に１５よりも大になるよう
な状態を含むものである。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明における移行時制御手段は、エンジンの加速運転状
態から定常運転状態への移行時点から保持時間が経過す
るまでの間、空燃比を、移行時点での値に維持させるも
のとした。このことで、エンジンの加速運転状態では空
燃比が１５以下に制御されているため、上記保持時間、
空燃比は１５以下に維持されてＮＯx 浄化率の低下が防
止される。

【００１４】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明における移行時制御手段は、エンジンの加速運転状
態から定常運転状態への移行時点から保持時間が経過す
るまでの間、空燃比を徐々にリーン側に変更させるもの
とした。このことで、空燃比の急変を防止して、エンジ
ンの運転状態を穏やかに変更することができる。

【００１５】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明における移行時制御手段は、触媒の温度状態が高く
なるほど保持時間が長くなる設定とした。このことで、
上記保持時間は触媒温度が高いほど長く、また低いほど
短くされ、例えば触媒温度がＮＯx 浄化率の高くなる所
定温度の近傍にあるときには零となる。つまり、触媒温
度の低下に合わせて速やかに空燃比をリーンに制御する
ことができ、エンジンの加速運転状態から定常運転状態
への移行直後のＮＯx 排出量の急増を防止しつつ、燃費
の低減を図ることができる。

【００１６】なお、触媒温度を検出するためには、触媒
コンバータ内又はその直前にガス温度センサを設けて流
通する排気ガス温度を検出し、この検出結果に基づいて
触媒温度を推定するようにすればよい。

【００１７】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
発明における移行時制御手段は、加速運転状態における
エンジン回転数が高くなるほど保持時間が長くなる設定
とした。すなわち、加速運転状態におけるエンジン回転
数が高いほど、単位時間当たりの排気熱量が大きくなっ
て触媒温度が高くなる一方、エンジン回転数が低いほど
触媒温度は低くなる。そこで、上記エンジン回転数に対
応して上記保持時間を設定することで、センサ等によっ
て触媒温度を検出することなく、請求項４記載の発明と
同様の作用が容易に得られる。

【００１８】請求項６記載の発明では、請求項１又は５
記載の発明における移行時制御手段は、加速運転状態に
おけるエンジンの負荷状態が高くなるほど保持時間が長
くなる設定とした。すなわち、燃料噴射量が増大するエ
ンジンの高負荷運転では、排気熱量も大きくなって触媒
温度が高くなる一方、低負荷運転では触媒温度が低くな
る。そこで、上記エンジンの負荷状態に対応して上記保
持時間を設定することで、上記請求項５記載の発明と同
様の作用が得られる。

【００１９】請求項７記載の発明では、エンジンが加速
運転状態にあるときに、燃料噴射を前後２回に分割して
触媒温度の上昇を抑制することで、定常運転状態に移行
したときのＮＯx 浄化率の低下を抑制するものとした。

【００２０】具体的には、エンジンの気筒内燃焼室に燃
料を直接噴射する筒内燃料噴射弁と、エンジンの排気通
路に設けられ、空燃比がＡ／Ｆ＝１５よりも大のリーン
状態でも排気ガス中の窒素酸化物を浄化可能なリーンＮ
Ｏx 触媒とを備えていて、エンジンの加速運転状態で
は、均一燃焼状態となるように上記筒内燃料噴射弁によ
り気筒の吸気行程で燃料を噴射させ、かつ、その燃料噴
射量を空燃比がＡ／Ｆ＝１５以下になるように制御する
一方、エンジンの定常運転状態では、成層燃焼状態とな
るように上記筒内燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃
料を噴射させ、かつ、その燃料噴射量を空燃比がＡ／Ｆ
＝１５よりも大のリーン側に制御するようにしたエンジ
ンの制御装置を対象とする。そして、エンジンの加速運
転状態を判定する加速状態判定手段と、該加速状態判定
手段によってエンジンの加速運転状態が判定されたと
き、上記燃焼室における燃料及び空気の混合状態を均一
化する均一化促進手段とを設けた。

【００２１】この構成によれば、エンジンの加速運転状
態が加速状態判定手段により判定されたとき、均一化促
進手段によって燃料及び空気の混合状態が均一化され
て、燃焼時間の短縮により排気ガス温度が低下するの
で、加速運転状態における触媒温度の上昇が抑制され
る。このため、エンジンの加速運転状態から定常運転状
態への移行と同時に空燃比がリーンに制御されても、触
媒のＮＯx 浄化率の低下を抑制してＮＯx 排出量を従来
までと比べて十分に小さくすることができる。従って、
定常運転状態への移行直後に、エンジンからのＮＯx 排
出量の急増を防止しつつ空燃比をリーンに制御して燃費
の低減を図ることができる。

【００２２】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
発明における均一化促進手段は、筒内燃料噴射弁による
吸気行程における燃料噴射を前後２回に分割して行わせ
るものとした。このことで、エンジンの加速運転状態に
おいて、１回目に噴射された燃料が燃焼室内で拡散した
後に２回目の燃料噴射が行われるので、１回だけの燃料
噴射と比べて、燃料及び空気の混合状態が均一化され
る。

【００２３】請求項９記載の発明では、請求項７記載の
発明において、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する通
路内燃料噴射弁を設け、均一化促進手段は、筒内燃料噴
射弁による燃料噴射に加えて、上記通路内燃料噴射弁に
よる燃料噴射を行わせるものとした。このことで、エン
ジンの加速運転状態において、通路内燃料噴射弁から噴
射された燃料が空気と混合されながら燃焼室に吹き込ま
れ、筒内燃料噴射弁から噴射される燃料に加えられて、
燃焼室内の燃料及び空気の混合状態が均一化される。

【００２４】請求項１０記載の発明では、請求項７記載
の発明において、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する
通路内燃料噴射弁を設け、均一化促進手段は、筒内燃料
噴射弁による燃料噴射に代えて、上記通路内燃料噴射弁
による燃料噴射を行わせるものとした。このことで、エ
ンジンの加速運転状態において、通路内燃料噴射弁から
噴射された燃料が空気と混合されながら燃焼室に吹き込
まれるので、筒内燃料噴射弁による燃料噴射に比べて、
燃焼室内の燃料及び空気の混合状態が均一化される。

【００２５】請求項１１記載の発明では、請求項８記載
の発明における均一化促進手段は、吸気行程での前後２
回の燃料噴射を、上死点後４０度以降から下死点前４０
度以前までのクランク角範囲内で実行させる構成とし
た。このことで、吸気行程における上死点後４０度以降
から下死点前４０度以前までのクランク角範囲内では、
ピストンスピードが速くて燃焼室内の吸気流動が大きい
ので、噴射された燃料と空気とが速やかに混合されて均
一化される。

【００２６】請求項１２記載の発明では、請求項１１記
載の発明における吸気行程での第１回目の燃料噴射量
は、前後２回の合計の燃料噴射量の４０％〜６０％の範
囲に設定した。すなわち、一般に、燃料噴射弁の開弁初
期に噴射される燃料は、粒径が荒いため気化霧化が悪く
なるので、燃料噴射弁の開弁時間はある程度の長さを確
保することが好ましい。そこで、この発明では、前後２
回の燃料噴射量を略同等にすることで、開弁時間をそれ
ぞれ十分に確保することができる。

【００２７】請求項１３記載の発明では、請求項７〜１
０のうちのいずれかに記載の発明における均一化促進手
段は、エンジンの加速運転状態でかつ触媒温度が所定温
度以上であるとき、燃料及び空気の混合状態を均一化さ
せる構成とした。このことで、触媒温度が所定温度以上
になっていて、定常運転状態に移行したときのリーンＮ
Ｏx 触媒の所定以上の温度上昇が予測されるとき、燃料
及び空気の混合状態を均一化させることで、触媒温度の
上昇を確実に抑制することができる。

【００２８】請求項１４記載の発明では、請求項８記載
の発明における均一化促進手段は、エンジンの加速運転
状態でかつエンジン回転数が所定回転数以下の中低回転
領域にあるとき、燃料及び空気の混合状態を均一化させ
る構成とした。すなわち、エンジン回転数が所定回転数
以下の低回転領域では、高回転領域に比べてエンジンの
吸気行程の時間が長くなるので、燃料噴射を前後２回に
分割することによって、極めて有効に、燃料及び空気の
混合状態を均一化させることができる。つまり、上記請
求項８記載の発明の作用が極めて有効なものになる。

【００２９】請求項１５記載の発明では、請求項８記載
の発明における均一化促進手段は、エンジンの加速運転
状態でかつエンジン負荷が所定負荷よりも大きい中高負
荷領域にあるとき、燃料及び空気の混合状態を均一化さ
せる構成とした。このことで、高負荷領域ではエンジン
の発生する熱量が大きいため、触媒温度の上昇を抑制す
る必要性が高いので、吸気行程の燃料噴射を分割して触
媒温度の上昇を抑制することで、上記請求項８記載の発
明の作用が極めて有効なものになる。

【００３０】請求項１６記載の発明では、請求項９又は
１０記載の発明における均一化促進手段は、エンジンの
加速運転状態でかつエンジン回転数が所定回転数よりも
大きい高回転領域にあるとき、燃料及び空気の混合状態
を均一化させる構成とした。

【００３１】すなわち、エンジン回転数が所定回転数よ
りも高い高回転領域では、エンジンの吸気行程の時間が
極めて短くなるので、筒内燃料噴射弁による燃料噴射を
実質的に分割できなくなる。そこで、本発明では、上記
高回転領域においては、上記筒内燃料噴射弁による燃料
噴射に加えて、またはその燃料噴射に代えて、通路内燃
料噴射弁による燃料噴射を行うことで、燃料及び空気の
混合状態を均一化させることができる。つまり、上記請
求項９又は１０記載の発明の作用が極めて有効なものに
なる。

【００３２】請求項１７記載の発明では、請求項１０記
載の発明における均一化促進手段は、エンジンの加速運
転状態でかつエンジンの負荷状態が所定負荷以下の低負
荷領域にあるとき、燃料及び空気の混合状態を均一化さ
せる構成とした。

【００３３】すなわち、エンジン負荷状態が所定負荷以
下の低負荷領域では、燃料噴射量が極めて少なくなるの
で、燃料噴射を実質的に分割できなくなる。そこで、本
発明では、上記エンジンの低負荷領域において、筒内燃
料噴射弁による燃料噴射に代えて、通路内燃料噴射弁に
よる燃料噴射のみを行うことで、燃料及び空気の混合状
態を均一化させることができる。つまり、上記請求項１
０記載の発明の作用が極めて有効なものになる。

【００３４】請求項１８記載の発明では、請求項７、１
１〜１５のいずれかに記載の発明において、エンジンが
加速運転状態から定常運転状態へ移行したことを判定す
る移行判定手段と、該移行判定手段によりエンジンの加
速運転状態から定常運転状態への移行が判定されたとき
から所定の保持時間が経過するまでの間、その間の空燃
比を基本的に１５以下になるように制御する移行時制御
手段とを設けた。

【００３５】このことで、請求項７、１１〜１５のいず
れかに記載の発明の作用によって、エンジンの加速運転
状態において触媒温度上昇の抑制が図られ、定常運転状
態に移行したときの触媒温度が従来よりも低くなる。そ
の上、請求項１記載の発明と同様、定常運転状態に移行
してから所定の保持時間が経過するまでの間、空燃比を
リッチに制御することでＮＯx 排出量の急増を防止する
ことができる。しかも、上述の如く触媒温度が従来より
も低くなっているので、上記保持時間を短縮してその分
早く空燃比リーン状態とすることができ、よって、燃費
の一層の低減が図られる。

【００３６】また、請求項１４又は１５記載の発明にお
いて上記移行判定手段及び移行時制御手段を設けた場合
には、加速運転状態において、実質的に燃料噴射の分割
が困難な高回転領域、又は燃料噴射量が少ないため実質
的に燃料噴射の分割が困難な低負荷領域にある場合で
も、定常運転状態へ移行したときのＮＯx 排出量の急増
を防止することができるため、特に有効である。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００３８】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るエンジンの制御装置Ｅを示し、１は直列４気筒
４サイクルガソリンエンジンである。このエンジン１は
４つのシリンダ２，２，…（１つのみ図示する）を有す
るシリンダブロック３と、該シリンダブロック３の上面
に組付けられたシリンダヘッド４と、各シリンダ２内に
往復動可能に嵌装されたピストン５とを備え、上記各シ
リンダ２内にはピストン５及びシリンダヘッド３により
囲まれる燃焼室６が区画形成されている。この燃焼室６
の上部には点火プラグ７が臨設され、該点火プラグ７は
イグナイタ等を含む点火回路８に接続されている。ま
た、上記燃焼室６の側壁には、燃料噴射弁９が設けられ
ていて、この燃料噴射弁９から噴射された燃料は、ピス
トン５の頂部に形成された図示しないキャビティにトラ
ップされて、点火プラグ７の近傍に比較的濃い混合気場
を形成するようになっている。

【００３９】さらに、１０は上記各シリンダ２の燃焼室
６に吸気（空気）を供給する吸気通路で、この吸気通路
１０の上流端はエアクリーナ１１に接続される一方、下
流端は、吸気弁１２を介して燃焼室６に連通されてい
る。上記吸気通路１０には、エンジン１に吸入される吸
入空気量を検出する感熱式エアフローセンサ１３と、吸
気通路１０を絞るスロットル弁１４と、サージタンク１
５とが上流側から順に配設されている。上記スロットル
弁１４は、アクセルペダルとの機械的な連結が切り離さ
れていて、後述のＥＣＵ３０（Electronic Control Uni
t ）からの信号を受けて動作するアクチュエータ１４ａ
により、アクセル開度等に基づいてスロットル開度が制
御されるようになっている。

【００４０】一方、２０は上記燃焼室６から排気ガスを
排出する排気通路で、その上流端は排気弁２１を介して
燃焼室６に連通されている。排気通路２０の途中には空
燃比を検出するためのＯ2 センサ２２と、排気ガスを浄
化するための触媒コンバータ２３とが上流側から順に配
設されている。上記Ｏ2 センサ２２は、排気ガス中の酸
素濃度を基に空燃比を検出するもので、理論空燃比で出
力が急変するようになっている。

【００４１】また、上記触媒コンバータ２３は、空燃比
が理論空燃比よりも大きいときに排気ガス中のＮＯx を
吸蔵する一方、空燃比が理論空燃比以下になったときに
吸蔵したＮＯx を放出して還元浄化するものである。す
なわち、上記触媒コンバータ２３は、図２に示すよう
に、担体２３ａの上にＮＯｘ吸蔵層２３ｂと触媒材層２
３ｃとが、前者を内側（図の下側）に、後者を外側（図
の上側）にして層状に構成されている。上記担体２３ａ
はコージェライト製ハニカム構造体である。ＮＯｘ吸蔵
層２３ｂは、比表面積の大きな活性アルミナに、触媒成
分であるＰｔ成分とＮＯx 吸蔵材であるＢａ成分とを担
持させたＮＯｘ吸蔵型触媒材を主成分として構成されて
いる。また、触媒材層２３ｃは、ゼオライトを担持母体
として、これにＰｔ成分及びＲｈ成分を担持させてなる
ＮＯx 還元型触媒材を主成分として構成されている。

【００４２】さらに、上記エンジン１には、図示しない
が、電磁ピックアップ等からなるクランク角センサが設
けられていて、このクランク角センサから出力されるパ
ルス信号に基づいてエンジン回転数が検出されるように
なっている。また、上記エンジン１のウォータジャケッ
トに臨設して冷却水温を検出する水温センサ２６が設け
られている。

【００４３】なお、上記吸気通路１０及び排気通路２０
は、排気ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ
通路２４によって連通され、このＥＧＲ通路２４には、
排気還流量を調節するＥＧＲ弁２５が設けられている。

【００４４】図１において、３０はマイクロコンピュー
タ等により構成されたエンジンコントロールユニット
（ＥＣＵ）である。このＥＣＵ３０には、エアフローセ
ンサ１３、Ｏ2 センサ２２、クランク角センサ、水温セ
ンサ２６、アクセル開度センサ２８等からの各出力信号
が入力される。一方、上記ＥＣＵ３０からは、燃料噴射
弁９に対して燃料噴射を制御する信号（パルス信号）が
出力されるとともに、スロットル弁１４のアクチュエー
タ１４ａに対してスロットル開度を制御する信号が出力
される。また、点火回路８に対して点火制御信号が出力
される。

【００４５】上記ＥＣＵ３０による空燃比の制御につい
て、具体的に、図３〜図５に基づいて説明する。

【００４６】（燃料噴射量の制御）図３に示すフローチ
ャート図において、ステップＳＡ１では、エンジン回転
数、アクセル開度、エアフローセンサの計測値、エンジ
ン水温、スタータ出力等を読込み、続くステップＳＡ２
ではエンジン１が始動中か否かを判定する。すなわち、
スタ−タモータがオフ状態であるか又はエンジン回転数
が所定回転数よりも大きければ、始動中でないと判定し
て後述のステップＳＡ６に進む一方、スタータモータが
オン状態でかつエンジン回転数が所定回転数以下であれ
ば、始動中であると判定してステップＳＡ３に進む。

【００４７】そして、ステップＳＡ３で、エンジン始動
時に対応する燃料噴射パルス幅及びその噴射タイミング
を演算する。すなわち、吸気行程燃料噴射の噴射パルス
幅Ｔａi 及びその噴射タイミングを演算するとともに、
圧縮行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔａc を０とする。な
お、噴射パルス幅Ｔａi は、空燃比がＡ／Ｆ＝１５以下
のリッチ状態になるように設定される。

【００４８】続くステップＳＡ４では、上記ステップＳ
Ａ３で演算した噴射タイミングになったことの判定を行
い、噴射タイミングになればステップＳＡ５に進んで燃
料噴射を実行する。これにより、エンジン１が吹け上が
って運転状態になる。

【００４９】一方、上記ステップＳＡ２でエンジン始動
中でないと判定された場合、ステップＳＡ６に進んで、
運転状態のエンジン水温がエンジン１の暖機状態に対応
する所定温度以上であるか否かを判定する。そして、上
記所定温度よりも低ければ、エンジン冷機状態であるか
ら後述のステップＳＡ９に進む一方、上記所定温度以上
であればエンジン暖機状態であるから、ステップＳＡ７
に進んでエンジン１の加速運転状態を判定する。すなわ
ち、エンジン回転数、エンジン負荷又はアクセル開度が
所定以上増大したときに、エンジン１が加速運転状態に
あると判定する。そして、加速運転状態でないと判定さ
れれば後述のステップＳＡ１０に進む一方、加速運転状
態であると判定されればステップＳＡ８に進み、エンジ
ン１の加速運転状態を示すフラグFlagAcc の値を１にし
て、ステップＳＡ９に進む。

【００５０】ステップＳＡ９では、エンジン１の加速運
転状態に対応して、吸気行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔ
ａi 及びその噴射タイミングを演算するとともに、圧縮
行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔａc を０とする。すなわ
ち、加速運転状態では、図４に示すように吸気行程で燃
料噴射を行うことで、噴射された燃料が吸気行程及び圧
縮行程において燃焼室６内で吸気と混合されて均一化さ
れ、圧縮上死点直前に着火されて均一燃焼するようにな
る。その際、噴射パルス幅Ｔａi 及び噴射タイミング
は、アクセル開度及びエンジン負荷（例えば、エアフロ
ーセンサの計測値に基づいて検出される吸気充填効率）
に基づいて、電子的に格納されたマップを参照して演算
され、噴射パルス幅Ｔａi は空燃比がＡ／Ｆ＝１５以下
のリッチ状態になるように設定される。このことで、加
速運転状態に対応する高出力が得られる。

【００５１】続いて、上述のステップＳＡ４，ステップ
ＳＡ５に進んで、上記ステップＳＡ９で演算された噴射
パルス幅Ｔａi 及びその噴射タイミングに従って燃料噴
射を実行する。

【００５２】一方、上記ステップＳＡ７でエンジン１が
加速運転状態にないと判定された場合、即ち定常運転状
態になっていれば、ステップＳＡ１０に進んでフラグFl
agAcc の値が１であるか否かを判別する。そして、フラ
グFlagAcc の値が１であれば、エンジン１の加速運転状
態から定常運転状態への移行を判定し、続くステップＳ
Ａ１１でフラグFlagAcc の値を０としてクリアした後に
ステップＳＡ１２に進んで、定常運転状態への移行後も
空燃比をリッチに制御をする遅延時間（保持時間）Δｔ
（図６参照）を設定するための遅延時間設定タイマをセ
ットしてオン状態とし、上記ステップＳＡ９に進む。

【００５３】また、上記ステップＳＡ１０でフラグFlag
Acc の値が１でなければ、ステップＳＡ１３に進んで上
記遅延時間設定タイマがセット中であるか否かを判別
し、セット中でオン状態であれば上記ステップＳＡ９、
ステップＳＡ４及びステップＳＡ５に進み、吸気行程で
の燃料噴射を実行して、空燃比リッチでエンジン１を均
一燃焼状態にさせる。

【００５４】つまり、エンジン１の加速運転状態から定
常運転状態への移行が判定された場合（ステップＳＡ
７，ＳＡ１０）でも、遅延時間設定タイマにより設定さ
れた遅延時間Δｔが経過するまでは、エンジン１を空燃
比リッチで均一燃焼状態とさせるようにしている。

【００５５】ここで、上記遅延時間Δｔの設定は、触媒
温度、加速運転状態におけるエンジン回転数又はエンジ
ン負荷状態に対応して行えばよい。すなわち、例えば触
媒コンバータ２３の内部又はその直前の排気通路２０内
にガス温度センサを設け、このガス温度センサの検出温
度が高いほど、上記遅延時間Δｔを長く設定する。この
場合には、触媒温度がＮＯx 浄化率の高い所定温度にな
っていれば、上記遅延時間Δｔは０とされる。また、例
えば加速運転状態におけるエンジン回転数やエンジン負
荷状態に対応して、加速運転状態におけるエンジン回転
数が高回転であるほど、また、エンジン１の負荷状態が
高負荷状態であるほど、上記遅延時間Δｔを長く設定す
るようにしてもよい。

【００５６】そして、エンジン１の定常運転状態への移
行から遅延時間Δｔが経過して、上記ステップＳＡ１３
で遅延時間設定タイマがセット中でないと判定されれ
ば、ステップＳＡ１４に進み、エンジン１の定常運転状
態に対応するよう、吸気行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔ
ａi を０にするとともに、圧縮行程燃料噴射の噴射パル
ス幅Ｔａc 及びその噴射タイミングを演算する。

【００５７】すなわち、定常運転状態では、図４に示す
ように圧縮行程における点火直前で燃料噴射を行うこと
で、噴射された燃料が点火プラグ７を中心に層状に拡散
した状態で着火されて層状燃焼状態になる。このこと
で、混合気を１５よりも大きいリーン状態（例えば、空
燃比２０〜２２）で安定して燃焼させることができ、燃
費の低減が図られる。その際、噴射パルス幅Ｔａc 及び
噴射タイミングは、アクセル操作量及びエンジン１の負
荷状態に基づいて、電子的に格納されたマップを参照し
て演算され、噴射パルス幅Ｔａc は空燃比がリーンにな
るように設定される。

【００５８】上記ステップＳＡ１４に続くステップＳＡ
１５では、上記ステップＳＡ１４で演算された噴射タイ
ミングになったことの判定を行い、噴射タイミングにな
ればステップＳＡ１６に進んで燃料噴射を実行する。こ
れにより、エンジン１は、空燃比リーンで成層燃焼状態
とされる。

【００５９】上記フローチャート図において、ステップ
ＳＡ７及びステップＳＡ１０が、エンジン１の加速運転
状態から定常運転状態への移行を判定する移行判定手段
３０ａに対応している。また、ステップＳＡ１２及びス
テップＳＡ１３が、定常運転状態への移行から遅延時間
Δｔが経過するまでの間、空燃比をリッチに維持する移
行時制御手段３０ｂに対応している。

【００６０】なお、上述の如き燃料噴射制御と並行し
て、図５に示すスロットル開度特性に従って、スロット
ル開度がアクセル開度に対応して制御される。すなわ
ち、加速運転状態では同図のＴＶＡのスロットル開度特
性が選択される一方、定常運転状態では同図のＴＶＢの
スロットル開度特性が選択される。

【００６１】次に、上記実施形態１に係るエンジンの制
御装置Ｅの作用効果を図６を参照して説明する。

【００６２】例えば、ドライバがアクセルペダルを踏み
込んで車速を増加させ、その後、アクセルペダルを戻し
て車速を略一定に保持するようなとき（同図の（ａ）及
び（ｂ）を参照）、エンジン回転数やアクセル開度等の
変化に基づいて、エンジン１の加速運転状態から定常運
転状態への移行が判定される（図３のステップＳＡ７，
ＳＡ１０）。そして、移行が判定されてから所定の遅延
時間Δｔが経過するまでは（ステップＳＡ１２，ＳＡ１
３）、空燃比が加速運転状態のままのリッチ（例えば理
論空燃比）に制御される（ステップＳＡ９）（図６の
（ｃ）参照）。このため、上記遅延時間Δｔが経過する
までの間は、排気ガス温度が高く触媒温度が高温（例え
ば４００°Ｃ以上）になっていても（同図の（ｄ）参
照）、ＮＯx浄化率が低下しないので（同図の（ｅ）参
照）、定常運転状態に移行した直後のエンジン１のＮＯ
x 排出量の急増を防止することができる。

【００６３】そして、上記所定時間Δｔ経過後は、触媒
温度が、空燃比リーンでもＮＯx 浄化率の高い所定温度
近傍まで低下しているので（同図の（ｄ）及び（ｅ）参
照）、空燃比をリーンに制御しつつ、排気ガス中のＮＯ
x を十分に浄化することができる。その際、上記遅延時
間Δｔを、触媒の温度状態に対応して高温ほど長くなる
ように設定するようにすれば、触媒温度がちょうど所定
温度近傍に低下するまで空燃比をリッチに制御する一
方、触媒温度の低下に合わせて速やかに空燃比をリーン
に制御することができるので、燃費の低減が図られる。

【００６４】また、上記遅延時間Δｔを、エンジン１の
加速運転状態におけるエンジン回転数や負荷状態に対応
して設定するようにすれば、センサ等によって触媒温度
を検出することなく、同様の作用効果を容易に得ること
ができる。

【００６５】（実施形態２）図７は、本発明の実施形態
２に係るエンジンの制御装置Ｅを示す（尚、図１及び図
３と同様の部分については、同一符号を付してその説明
は省略する）。この実施形態では、基本的な構成は実施
形態１と同様であるが、エンジン１が、触媒温度の所定
以上の上昇が予測される所定の加速運転状態にあるとき
に、燃料噴射を前後２回に分割して行うことで、上記所
定の加速運転状態における触媒温度の上昇を抑制するよ
うにしたものである。

【００６６】すなわち、同図のステップＳＢ１〜ＳＢ３
はそれぞれ実施形態１のステップＳＡ１〜ＳＡ３と同じ
であり、ステップＳＢ２でエンジン始動中であると判定
され、ステップＳＢ３でエンジン始動時に対応する燃料
噴射パルス幅Ｔａi 及びその噴射タイミングを演算した
後、ステップＳＢ４では、上記始動時の噴射パルス幅Ｔ
ａi を１回目の燃料噴射パルス幅Ｔａi1（図８参照）と
し、２回目の燃料噴射パルス幅Ｔａi2は０にする。つま
り、エンジン始動時には、燃料噴射を吸気行程での一括
噴射とする。

【００６７】そしてステップＳＢ５で、上記ステップＳ
Ｂ４で演算した１回目の噴射タイミングになったことの
判定を行い、噴射タイミングになればステップＳＢ６に
進んで燃料噴射を実行する。続くステップＳＢ７では、
２回目の燃料噴射パルス幅Ｔａi2が０であるか否かを判
別し、０であるからリターンする。なお、このステップ
ＳＢ７で０でなければステップＳＢ８及びステップＳＢ
９に進んで、上記ステップＳＢ５及びステップＳＢ６と
同様にして、２回目の燃料噴射を実行してリターンす
る。

【００６８】また、上記ステップＳＢ２でエンジン始動
中でないと判定されればステップＳＢ１０に進み、実施
形態１と同様にエンジン水温に基づいてエンジンの暖機
状態を判定する。そして、エンジン冷機状態であればス
テップＳＢ１１に進んで、吸気行程燃料噴射の噴射パル
ス幅Ｔａi 及びその噴射タイミングを演算するととも
に、圧縮行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔａc の値を０と
する。すなわち、上記噴射パルス幅Ｔａi 及び噴射タイ
ミングは、アクセル操作量及びエンジン負荷（例えば、
エアフローセンサの計測値に基づいて検出される吸気充
填効率）に基づいて、電子的に格納されたマップを参照
して演算され、空燃比がリッチになるように設定され
る。

【００６９】そして、ステップＳＢ１２で、吸気行程の
１回目の燃料噴射パルス幅Ｔａi1を上記ステップＳＢ１
１で演算した噴射パルス幅Ｔａi とし、２回目の燃料噴
射パルス幅Ｔａi2を０として上述のステップＳＢ５に進
む。つまり、エンジン冷機時には始動時と同様、燃料噴
射を吸気行程での一括噴射とする。

【００７０】一方、上記ステップＳＢ１０でエンジン暖
機状態であれば、ステップＳＢ１３に進んで、実施形態
１と同様にしてエンジン１の加速運転状態を判定し、加
速運転状態でないと判定されれば後述のステップＳＢ１
９に進む一方、加速運転状態であると判定されればステ
ップＳＢ１４に進み、エンジン回転数及びエンジン負荷
に基づいて、燃料噴射を分割して実行する特定運転領域
にあるか否かの判定を行う。すなわち、図９に示すよう
に、エンジン回転数が所定回転数（例えば４０００ｒｐ
ｍ）以下の中低回転領域にあって、かつ、エンジン負荷
が所定以上（例えば全負荷の１／３以上）の中高負荷領
域にあるとき（同図の領域Ｄ）を、特定運転領域と判定
する。

【００７１】なお、同図の領域Ａは、エンジン１の低負
荷領域に対応していて、燃料噴射量が少ないため燃料噴
射を分割して実行することが実質的に困難な領域である
が、この領域ではエンジン１の発生する熱量も大きくな
いため触媒温度がそれほど高温にならないので、燃料噴
射を分割して実行する必要性は小さい。また、領域Ｂ
は、エンジン１の高回転領域に対応していて、吸気行程
の時間が極めて短いため燃料噴射を分割して実行するこ
とが実質的に困難な領域である。さらに、領域Ｃは、領
域Ｄに含まれる領域であるが、エンジン回転数が特に低
い（例えば１５００ｒｐｍ以下）ためエンジン１の排気
熱量が大きくないと考えられるので、この領域では燃料
噴射の分割を行わないようにしてもよい。

【００７２】そして、上記ステップＳＢ１４で特定運転
領域と判定されなかった場合には上述のステップＳＢ１
１に進む一方、特定運転領域と判定された場合には、ス
テップＳＢ１５に進んで触媒温度が所定温度以上（例え
ば２００°Ｃ以上）であるか否かの判定を行う。すなわ
ち、例えば触媒コンバータ２３の内部又はその直前の排
気通路２０内にガス温度センサを設け、このガス温度セ
ンサの検出温度から触媒温度を推定して判定を行う。

【００７３】そして、触媒温度が所定温度以上と判定さ
れなければ上述のステップＳＢ１１に進む一方、所定温
度以上と判定されればステップＳＢ１６に進んで、アク
セル操作量及びエンジン負荷に基づき、電子的に格納さ
れたマップを参照して、吸気行程燃料噴射の噴射パルス
幅Ｔａi を演算するとともに、圧縮行程燃料噴射の噴射
パルス幅Ｔａc の値を０とする。

【００７４】続くステップＳＢ１７では、上記ステップ
ＳＢ１６で演算した噴射パルス幅Ｔａi に基づいて、１
回目及び２回目のそれぞれの噴射パルス幅Ｔａi1及びＴ
ａi2を演算する。すなわち、Ｔａi1 ＝ａ×Ｔａi ，Ｔａi2 ＝（１−ａ）×
Ｔａｉここで、ａは１回目と２回目の燃料噴射量の比を変更す
るための係数で、種々試験結果に基づいて設定されるも
のであるが、前後２回の燃料噴射時間をそれぞれ十分に
確保するために、０．４≦ａ＜０．６であることが
好ましい。

【００７５】上記ステップＳＢ１７に続くステップＳＢ
１８では、上記２回の燃料噴射が、吸気行程における上
死点後４０度以降から下死点前４０度以前のクランク角
範囲内で実行されるように、それぞれの噴射タイミング
を演算し、その後、上述のステップＳＢ５〜ステップＳ
Ｂ９において１回目と２回目の燃料噴射を実行してリタ
ーンする。つまり、エンジン１の加速運転状態におい
て、特定運転領域にあってかつ触媒温度が所定温度以上
になっているとき、燃料噴射を分割して実行する。

【００７６】このように吸気行程での燃料噴射を分割し
て実行することで、１回目に噴射された燃料が燃焼室内
で拡散した後に２回目の燃料噴射が行われるので、１回
だけの燃料噴射と比べて、燃料及び空気の混合状態の均
一化が促進される。そして、燃焼時間が短縮されて排気
ガス温度が低下することで、触媒温度の上昇が抑制され
る。

【００７７】一方、上記ステップＳＢ１３においてエン
ジン１が加速運転状態にないと判定された場合、即ち定
常運転状態に対応する場合には、ステップＳＢ１９に進
み、吸気行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔａｉを０にす
るとともに、圧縮行程燃料噴射の噴射パルス幅Ｔａc 及
びその噴射タイミングを演算する。すなわち、定常運転
状態では圧縮行程における点火直前で燃料噴射を行う
（図８参照）。その際、噴射パルス幅Ｔａc 及び噴射タ
イミングは、アクセル操作量及びエンジン負荷に基づい
て、電子的に格納されたマップを参照して演算され、噴
射パルス幅Ｔａc は空燃比がリーンになるように設定さ
れる。

【００７８】上記ステップＳＢ１９に続くステップＳＢ
２０では、ステップＳＢ１９で演算された噴射タイミン
グになったことの判定を行い、噴射タイミングになれば
ステップＳＢ２１に進んで点火時期の直前での圧縮行程
燃料噴射を実行する。これにより、エンジン１は、空燃
比リーンで成層燃焼状態とされる。

【００７９】上記フローチャート図において、ステップ
ＳＢ１４及びステップＳＢ１５が、エンジン１の所定の
加速運転状態を判定する加速状態判定手段３０ｃに対応
している。また、ステップＳＢ１７及びステップＳＢ１
８が、燃焼室６における燃料及び吸気の混合状態の均一
化を促進する均一化促進手段３０ｄに対応している。

【００８０】したがって、この実施形態２の作用効果を
図１０に基づいて説明すると、例えば、ドライバがアク
セルペダルを踏み込んで車速を増加させているエンジン
１の加速運転状態において（同図の（ａ）及び（ｂ）を
参照）、エンジン回転数、エンジン負荷及び触媒温度に
基づいてエンジン１の所定の加速運転状態が判定された
とき（図７のステップＳＢ１４，ＳＢ１５）、即ち定常
運転状態に移行したときの触媒の所定以上の温度上昇が
予測されるとき、吸気行程における燃料噴射を前後２回
に分割して行うようにしたので（ステップＳＢ１７，Ｓ
Ｂ１８）、燃料及び空気の混合状態の均一化を促進して
燃焼時間の短縮により排気ガス温度の上昇を抑制するこ
とができ（図１０の（ｄ）参照）、これにより、触媒温
度の上昇を抑制することができる。

【００８１】このことで、エンジンの加速運転状態から
定常運転状態への移行直後に空燃比をリーンに制御する
ようにしても（ステップＳＢ１９）（同図の（ｃ）参
照）、触媒のＮＯx 浄化率の低下を抑制することができ
（同図の（ｅ）参照）、ＮＯx排出量を従来までと比べ
て十分に小さくすることができる。よって、定常運転状
態への移行直後のエンジンからのＮＯx 排出量の急増を
防止しつつ、燃費の低減を図ることができる。

【００８２】また、吸気行程での前後２回の燃料噴射
を、上死点後４０度以降から下死点前４０度以前まで
の、ピストンスピードの速いクランク角範囲内で実行す
るようにしているので、噴射された燃料と吸気とを速や
かに混合することができ、混合状態を均一化させること
ができる。しかも、上記２回の燃料噴射量を略同等に設
定しているので、それぞれの燃料噴射時間を十分に確保
することができ、燃料噴射弁の開弁初期に噴射される粒
の荒い燃料による気化霧化の悪化を防止することができ
る。

【００８３】さらに、この実施形態では、特定運転領
域、即ちエンジン回転数が所定回転数以下の中低回転領
域であって、かつエンジン負荷が所定負荷よりも大きい
中高負荷領域にあるときに、燃料噴射を分割して実行す
るようにしている。すなわち、上記中低回転領域では、
高回転領域に比べてエンジン１の吸気行程の時間が長く
なるので、燃料噴射を前後２回に分割することによる燃
料及び空気の混合状態の均一化が極めて有効なものにな
る。また、上記中高負荷領域においては、エンジン１の
発生する熱量が大きいため触媒温度の上昇を抑制する必
要性が高いので、燃料噴射の分割によって排気ガス温度
の上昇を抑制することが好ましい。

【００８４】（実施形態３）図１１は、本発明の実施形
態３に係るエンジンの制御装置Ｅを示す（尚、図１、図
３及び図７と同様の部分については、同一符号を付して
その説明は省略する）。この実施形態は、基本的な構成
が実施形態１及び２と同様で、それら実施形態１及び２
の制御を併せて実行するようにしたものである。すなわ
ち、エンジン１が所定の加速運転状態にあるときに、吸
気行程で燃料噴射を分割して実行することで触媒温度の
上昇を抑制するとともに、定常運転状態に移行して暫く
の間、空燃比をリッチに制御することで、この間のＮＯ
x 排出量の急増を防止するようにしている。

【００８５】上記図１１のステップＳＣ１〜ＳＣ１３は
それぞれ実施形態２のステップＳＢ１〜ＳＢ１３と同じ
であり、ステップＳＣ１３でエンジン１が加速運転状態
にあると判定された場合には、ステップＳＣ１４に進ん
で、エンジン１の加速運転状態を示すフラグFlagAcc の
値を１にして、ステップＳＣ１５に進む。このステップ
ＳＣ１５からステップＳＣ１９までは上記実施形態２の
ステップＳＢ１４〜ＳＢ１８と同じであり、エンジン１
の所定の加速運転状態が判定されたときに、吸気行程で
の燃料噴射の分割が実行される。

【００８６】一方、上記ステップＳＣ１３でエンジン１
が加速運転状態にない、即ち定常運転状態になっている
と判定された場合には、ステップＳＣ２０に進む。この
ステップＳＣ２０からステップＳＣ２６までの処理は、
実施形態１のステップＳＡ１０〜ＳＡ１６と同様であ
り、エンジン１が加速運転状態から定常運転状態に移行
してから所定の遅延時間Δｔ（図６参照）が経過するま
で（ステップＳＣ１３，ＳＣ２１〜ＳＣ２３）、空燃比
をリッチに制御する一方（ステップＳＣ１１，ＳＣ１
２）、上記遅延時間Δｔの経過後（ステップＳＣ２３）
は、空燃比をリーンに制御する（ステップＳＣ２４〜Ｓ
Ｃ２６）。

【００８７】したがって、上記実施形態３の場合、実施
形態２と同様、エンジン１が所定の加速運転状態あると
きに排気ガス温度を低くすることで、定常運転状態に移
行したときの触媒温度が従来よりも低くされる。その
上、実施形態１と同様、定常運転状態に移行してから遅
延時間Δｔが経過するまでの間は、空燃比をリッチに制
御してＮＯx 排出量の急増を防止することができる。そ
の際、上述の如く触媒温度が従来よりも低くなっている
ので、上記遅延時間Δｔを短縮してその分早く空燃比リ
ーン状態とすることができ、よって、燃費の一層の低減
が図られる。

【００８８】また、エンジン１が所定の加速運転状態に
ない場合、すなわち、例えば実質的に燃料噴射の分割が
困難な高回転領域にある場合等でも、上記実施形態１と
同様、定常運転状態へ移行したときのＮＯx 排出量の急
増を防止することができる。

【００８９】（他の実施形態）なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態１及び
３では、エンジン１が加速運転状態から定常運転状態に
移行してから所定時間、空燃比を加速運転状態のまま、
リッチに制御するようにしているが、これに限らず、例
えば瞬間的にリーンに制御するようにしてもよく、ま
た、例えば徐々にリーン側に変更するようにしてもよ
い。このように徐々にリーン側に制御すれば、エンジン
１の運転状態を穏やかに変更させることができる。

【００９０】また、上記実施形態２及び３では、エンジ
ン１の所定の加速運転状態において、燃料噴射弁９によ
る吸気行程での燃料噴射を分割して実行するようにして
いるが、これに限らず、例えば、上記燃料噴射弁９の他
に吸気通路１０に燃料を噴射する通路内燃料噴射弁を設
け、上記燃料噴射弁９による燃料噴射に加えて、または
その燃料噴射に代えて、上記通路内燃料噴射弁による燃
料噴射を実行するようにしてもよい。このようにすれ
ば、上記通路内燃料噴射弁から噴射された燃料は、吸気
通路１０内で十分に吸気と混合されて燃焼室６に吹き込
まれるので、吸気と燃料との混合状態が均一化される。
このような通路内燃料噴射弁による燃料噴射は、特に、
エンジン１の高回転領域や低負荷領域等の、燃料噴射弁
９による燃料噴射の分割が実質的に困難である場合に有
効である。

【００９１】また、上記実施形態２及び３では、燃料噴
射弁９による前後２回の燃料噴射を、吸気行程の上死点
後４０度以降から下死点前４０度以前のクランク角範囲
内で実行するようにしているが、これに限らず、より広
いクランク角範囲内で実行するようにしてもよい。さら
に、上記実施形態２及び３では、前後２回の燃料噴射量
を略同等（４：６〜６：４）に設定しているが、これに
限らず、例えば１回目の燃料噴射量を２回目の燃料噴射
量の２倍以上に設定することも可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるエンジンの制御装置によれば、移行判定手段
によりエンジンの加速運転状態から定常運転状態への移
行が判定されてから所定の保持時間が経過するまでの
間、移行時制御手段によって空燃比を基本的に１５以下
に制御するようにしたので、この間、触媒温度が高温に
なっていてもＮＯx 浄化率の低下を防止することができ
る。このことで、定常運転状態へ移行したときのエンジ
ンからのＮＯx 排出量の急増を防止することができる。

【００９３】請求項３記載の発明では、エンジンの定常
運転状態への移行時点から保持時間が経過するまでの
間、空燃比を徐々にリーン側に変更させるようにしたの
で、エンジンの運転状態を円滑に変更することができ
る。

【００９４】請求項４記載の発明によれば、定常運転状
態に移行後の保持時間を触媒の温度状態に基づいて設定
することで、触媒温度の低下に合わせて速やかに空燃比
をリーンに制御することができ、燃費の低減を図ること
ができる。

【００９５】請求項５記載の発明によれば、定常運転状
態に移行後の保持時間を加速運転状態におけるエンジン
回転数に対応して設定し、また、請求項６記載の発明に
よれば、上記保持時間を加速運転状態におけるエンジン
の負荷状態に対応して設定することで、センサ等によっ
て触媒温度を検出することなく、請求項４記載の発明と
同様の効果が容易に得られる。

【００９６】請求項７記載の発明によれば、エンジンが
所定の加速運転状態にあるときに、燃料及び空気の混合
状態を均一化して排気ガス温度を低下させるようにした
ので、定常運転状態へ移行したときの触媒温度を従来よ
りも低下させることができる。このことで、定常運転状
態への移行直後に空燃比をリーンに制御して燃費の低減
を図りつつ、ＮＯx 排出量の急増を防止することができ
る。

【００９７】請求項８記載の発明によれば、筒内燃料噴
射弁による吸気行程における燃料噴射を前後２回に分割
することで、燃料及び空気の混合状態を均一化させるこ
とができる。

【００９８】請求項９記載の発明によれば、筒内燃料噴
射弁による燃料噴射に加えて、吸気通路に設けた通路内
燃料噴射弁から燃料を噴射することで、燃料及び空気の
混合状態を均一化させることができる。

【００９９】請求項１０記載の発明によれば、筒内燃料
噴射弁による燃料噴射に代えて、吸気通路に設けた通路
内燃料噴射弁から燃料を噴射することで、燃料及び空気
の混合状態を均一化させることができる。

【０１００】請求項１１記載の発明によれば、吸気行程
での前後２回の燃料噴射を、ピストンスピードが速くて
燃焼室内の吸気流動が大きいクランク角範囲内で実行す
るようにしたので、燃料と空気とを速やかに混合させる
ことができる。

【０１０１】請求項１２記載の発明によれば、吸気行程
での前後２回の燃料噴射量を略同等にすることで、開弁
時間をそれぞれ十分に確保して燃料の気化霧化の悪化を
防止することができる。

【０１０２】請求項１３記載の発明によれば、触媒温度
が所定以上であるときに燃料及び空気の混合状態を均一
化させるようにしたので、触媒温度の上昇を確実に抑制
することができる。

【０１０３】請求項１４記載の発明によれば、高回転領
域に比べてエンジンの吸気行程の時間が長くなる中低回
転領域において、燃料噴射を分割するようにしたので、
請求項８記載の発明の効果が極めて有効なものになる。

【０１０４】請求項１５記載の発明によれば、低負荷領
域に比べてエンジンの発生する熱量が大きい中高負荷領
域において、燃料噴射を分割するようにしたので、請求
項８記載の発明の効果が極めて有効なものになる。

【０１０５】請求項１６記載の発明によれば、吸気行程
の時間が極めて短くなって筒内燃料噴射弁による燃料噴
射を実質的に分割できない高回転領域において、通路内
燃料噴射弁による燃料噴射を行うようにしたので、請求
項９又は１０記載の発明の効果が極めて有効なものにな
る。

【０１０６】請求項１７記載の発明によれば、燃料噴射
量が極めて少なくなって燃料噴射を実質的に分割できな
い低負荷領域において、通路内燃料噴射弁による燃料噴
射を行うようにしたので、請求項１０記載の発明の効果
が極めて有効なものになる。

【０１０７】請求項１８記載の発明によれば、請求項１
記載の発明による効果と、請求項７、１１〜１５のいず
れかに記載の発明による効果とを併せて得ることがで
き、しかも、燃費の一層の低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す全体構成図である。

【図２】触媒コンバータの構成を示す断面図である。

【図３】実施形態１の燃料噴射制御の手順を示すフロー
チャート図である。

【図４】燃料噴射タイミングを示す説明図である。

【図５】アクセル開度に応じたストットル開度特性を示
す特性図である。

【図６】エンジンの加速運転状態から定常運転状態への
移行時の、車速、アクセル開度、空燃比、排気ガス温度
及びＮＯx 浄化率を関連付けて示した説明図である。

【図７】実施形態２に係る図３相当図である。

【図８】実施形態２に係る図４相当図である。

【図９】エンジン回転数及びエンジン負荷に対応して設
定される特定運転領域を示す説明図である。

【図１０】実施形態２に係る図６相当図である。

【図１１】実施形態３に係る図３相当図である。

【図１２】ＮＯx 吸蔵型触媒のＮＯx 浄化率の、触媒温
度への依存性を示す特性図である。

【符号の説明】

１エンジン６燃焼室９燃料噴射弁（筒内燃料噴射弁）２０排気通路２３触媒コンバータ３０ａ移行判定手段３０ｂ移行時制御手段３０ｃ加速状態判定手段３０ｄ均一化促進手段Ａ低負荷領域Ｂ高回転領域Ｄ特定運転領域（中低回転領域及び中
高負荷領域） Δｔ遅延時間（保持時間）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/10 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/10 ３０５３３５３３５Ｚ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｌ 41/34 41/34 ＣＥＨＦ０２Ｍ 63/00 Ｆ０２Ｍ 63/00 Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気通路に、空燃比がＡ／Ｆ
＝１５よりも大のリーン状態でも排気ガス中の窒素酸化
物を浄化可能なリーンＮＯx 触媒を備え、エンジンの加
速運転状態では空燃比をＡ／Ｆ＝１５以下に制御する一
方、上記エンジンの定常運転状態では空燃比をＡ／Ｆ＝
１５よりも大のリーン側に制御するようにしたエンジン
の制御装置において、上記エンジンが加速運転状態から定常運転状態へ移行し
たことを判定する移行判定手段と、上記移行判定手段によりエンジンの加速運転状態から定
常運転状態への移行が判定されたとき、その移行時点か
ら所定の保持時間が経過するまでの間、その間の空燃比
を基本的にＡ／Ｆ＝１５以下になるように制御する移行
時制御手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御
装置。
【請求項２】請求項１において、移行時制御手段は、エンジンの加速運転状態から定常運
転状態への移行時点から保持時間が経過するまでの間、
空燃比を、移行時点での値に維持させるものであること
を特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】請求項１において、移行時制御手段は、エンジンの加速運転状態から定常運
転状態への移行時点から保持時間が経過するまでの間、
空燃比を徐々にリーン側に変更させるものであることを
特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】請求項１において、移行時制御手段は、触媒の温度状態が高くなるほど保持
時間が長くなるように設定されていることを特徴とする
エンジンの制御装置。
【請求項５】請求項１において、移行時制御手段は、加速運転状態におけるエンジン回転
数が高くなるほど保持時間が長くなるように設定されて
いることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】請求項１又は５において、移行時制御手段は、加速運転状態におけるエンジンの負
荷状態が高くなるほど保持時間が長くなるように設定さ
れていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項７】エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接噴
射する筒内燃料噴射弁と、エンジンの排気通路に設けら
れ、空燃比がＡ／Ｆ＝１５よりも大のリーン状態でも排
気ガス中の窒素酸化物を浄化可能なリーンＮＯx 触媒と
を備えていて、エンジンの加速運転状態では、均一燃焼
状態となるように上記筒内燃料噴射弁により気筒の吸気
行程で燃料を噴射させ、かつ、その燃料噴射量を空燃比
がＡ／Ｆ＝１５以下になるように制御する一方、エンジ
ンの定常運転状態では、成層燃焼状態となるように上記
筒内燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃料を噴射さ
せ、かつ、その燃料噴射量を空燃比がＡ／Ｆ＝１５より
も大のリーン側に制御するようにしたエンジンの制御装
置において、エンジンの加速運転状態を判定する加速状態判定手段
と、上記加速状態判定手段によってエンジンの加速運転状態
が判定されたとき、上記燃焼室全体における燃料及び空
気の混合状態を均一化させる均一化促進手段とを設けた
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項８】請求項７において、均一化促進手段は、筒内燃料噴射弁による吸気行程にお
ける燃料噴射を前後２回に分割して行わせるものである
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項９】請求項７において、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する通路内燃料噴射弁
を設け、均一化促進手段は、筒内燃料噴射弁による燃料噴射に加
えて、上記通路内燃料噴射弁による燃料噴射を行わせる
ものであることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１０】請求項７において、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する通路内燃料噴射弁
を設け、均一化促進手段は、筒内燃料噴射弁による燃料噴射に代
えて、上記通路内燃料噴射弁による燃料噴射を行わせる
ものであることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１１】請求項８において、均一化促進手段は、吸気行程での前後２回の燃料噴射
を、上死点後４０度以降から下死点前４０度以前までの
クランク角範囲内で実行させるように構成されているこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１２】請求項１１において、吸気行程での１回目の燃料噴射量は、前後２回の合計の
燃料噴射量の４０％〜６０％の範囲に設定されているこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１３】請求項７〜１０のうちのいずれかにお
いて、均一化促進手段は、エンジンの加速運転状態でかつ触媒
温度が所定温度以上に高いとき、燃料及び空気の混合状
態を均一化させるように構成されていることを特徴とす
るエンジンの制御装置。
【請求項１４】請求項８において、均一化促進手段は、エンジンの加速運転状態でかつエン
ジン回転数が所定回転数以下の中低回転領域にあると
き、燃料及び空気の混合状態を均一化させるように構成
されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１５】請求項８において、均一化促進手段は、エンジンの加速運転状態でかつエン
ジン負荷が所定負荷よりも大きい中高負荷領域にあると
き、燃料及び空気の混合状態を均一化させるように構成
されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１６】請求項９又は１０において、均一化促進手段は、エンジンの加速運転状態でかつエン
ジン回転数が所定回転数よりも高い高回転領域にあると
き、燃料及び空気の混合状態を均一化させるように構成
されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１７】請求項１０において、移行時制御手段は、エンジンの加速運転状態でかつエン
ジンの負荷状態が所定負荷以下の低負荷領域にあると
き、燃料及び空気の混合状態を均一化させるように構成
されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１８】請求項７、１１〜１５のいずれかにお
いて、エンジンが加速運転状態から定常運転状態へ移行したこ
とを判定する移行判定手段と、上記移行判定手段によりエンジンの加速運転状態から定
常運転状態への移行が判定されたとき、その移行時点か
ら所定の保持時間が経過するまでの間、その間の空燃比
を基本的にＡ／Ｆ＝１５以下になるように制御する移行
時制御手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御
装置。