JP4058815B2

JP4058815B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP4058815B2
Application number: JP23142798A
Authority: JP
Inventors: 彰田山; 圭司岡田; 博文土田; 和彦兼利
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP2000064889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式の内燃機関に関し、特に、始動直後の排気ガスの排気浄化を図った排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化には、貴金属（白金、ロジウム等）またはその他の金属を担持した触媒が従来から使われている。このような触媒は、排気ガス中の有害成分であるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等を酸化，還元して浄化している。ところで、この触媒作用を得るためには、排気温度が高くなければならず、例えばＨＣの触媒による浄化のためには、一般に、３００℃以上の温度が必要であり、触媒をほぼ完全に活性化させるためには、４００℃前後の温度が必要となる。
【０００３】
しかしながら、内燃機関始動直後では排気ガス温度が低く、触媒が活性する温度（例えば２００℃以上）に達していないため、ＨＣの浄化はほとんど行われない。そのためＨＣの大気への放出量が増大する結果となる。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するため、吸気行程から圧縮行程の間に行われる通常の燃料噴射とは別に、膨張行程から排気行程の間にも追加燃料の噴射を行い、この追加燃料を排気系で燃焼させることにより、始動時等において触媒を速やかに暖機し、活性化させる技術が公知である（例えば特開平８−２９６４８５号公報及び特開平４−１８３９２２号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気通路の温度が低い状態では、追加燃料の燃焼速度が遅くなり、完全燃焼するまでにかなりの時間を必要とする。また、排気通路内を通流する排気ガスの流量（流速）の増加にともなって、追加燃料の実質的な燃焼位置が排気通路の下流側（触媒側）へずれていく形となる。そして、追加燃料が未燃状態のまま温度の低い触媒に到達すると、この触媒で燃焼が止まってしまい、未燃ＨＣの排出量の増加を招聘する虞がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、追加燃料の噴射時に、排気通路又は触媒の温度に応じて、吸入空気量を減量補正し、その排気量を制限することにより、追加燃料の燃焼期間を実質的に延長させ、未燃ＨＣの排出量を効果的に低減するようにした。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の吸気通路の開度を調整して、吸気量を調整する吸気量調整手段と、内燃機関の排気通路に介装され、排気ガスを浄化する触媒と、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段と、上記触媒が所定の活性状態に達していないと判定された場合に、膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から燃焼室内へ追加燃料を噴射制御する追加燃料噴射制御手段と、上記追加燃料の噴射時に、上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度よりも低い場合には、上記追加燃料が上記触媒に到達する前に上記排気通路で燃焼するように上記吸気量調整手段を制御して吸気量を減量補正し、上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度を越えている場合には、上記排気通路下流側の上記触媒内で上記追加燃料の燃焼が進行するように上記吸気量調整手段を制御して吸気量を上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度よりも低い場合に比べて増加させる吸気量制限手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
この発明に係る内燃機関は、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の構造となっており、例えば全開出力時等にシリンダ内に略均質な空燃比の混合気を形成する均質燃焼時には、吸気行程付近で燃料噴射が行われ、かつ、低負荷域等において点火プラグ近傍に比較的濃い混合気を形成して超希薄燃焼を実現する成層燃焼時には、圧縮上死点付近で燃料噴射が行われる。
【０００９】
このような通常の燃料噴射とは別に、本発明では、冷間始動時等に膨張行程から排気行程までの間に追加燃料が噴射制御される。そして、排気通路内で追加燃料を燃焼させることにより、触媒装置を速やかに昇温して活性化させることができる。
【００１０】
ところで、追加燃料が十分に燃焼していない状態で触媒に達した場合、この触媒の温度が低いと燃焼が止まってしまい、未燃ＨＣの排出量が増加してしまう。
【００１１】
そこで本発明では、追加燃料の噴射時に、排気通路又は触媒の温度に応じて、吸気量を減量補正することにより、その排気量を適宜に制限している。これにより、排気ガスの流量（流速）が低減し、追加燃料の実質的な燃焼期間が延長される。従って、追加燃料を排気通路内で確実に燃焼させることができる。
【００１２】
なお、上記の触媒装置としては、一般的な三元触媒の他、ＨＣを吸着する吸着剤を含んだ吸着触媒を用いることもできる（本出願人による特開平６−１７０２３４号公報及び特開平７−１２４４６７号公報等）。
【００１３】
請求項２の発明では、超希薄燃焼を実現する成層燃焼時に、上記追加燃料噴射制御手段による追加燃料の噴射制御が行われる。
【００１４】
すなわち、成層燃焼時には、燃焼室内がリーン状態にあり、燃焼室から排気通路へ排出される排気ガスもリーン化されている。従って、追加燃料を噴射した状態で、排気通路内の排気ガスをストイキもしくはリーン状態とすることができ、上記追加燃料を良好に燃焼させることが可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、吸気量及び触媒温度に応じて、上記追加燃料の噴射時期を可変制御する手段を有することを特徴としている。
【００１６】
上記の構成により、例えば触媒が燃焼可能な温度に達している状態では、追加燃料の噴射時期を遅らせることで、追加燃料を触媒近傍で燃焼させて、触媒を早期に活性化させることができる。一方、触媒が燃焼可能な温度に達していない場合には、仮に追加燃料が未燃状態で触媒に到達すると、この触媒で燃焼が止まってしまう。従って、このような場合には、追加燃料の噴射時期を早めることで、触媒に到達する前に追加燃料を確実に燃焼させる。
【００１７】
好ましくは請求項４の発明のように、少なくとも上記排気通路又は触媒の温度に応じて、減量補正後の目標吸気量を設定する手段を有している。
【００１８】
更に請求項５の発明では、上記目標吸気量が上記吸気通路を全開したときの全開吸気量よりも大きい場合には、上記吸気量制限手段による吸気量の減量補正を禁止している。
【００１９】
また、請求項６の発明では、上記目標吸気量で実現可能な機関出力が、要求される機関出力よりも小さい場合には、要求される機関出力を確保するために、上記吸気量制限手段による吸気量の減量補正を禁止している。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明では、筒内直噴式の内燃機関において、始動直後のように触媒が活性化していない場合、吸気行程もしくは圧縮行程における通常の燃料噴射とは別に、膨張行程もしくは排気行程にも追加燃料を噴射し、この追加燃料を排気通路から触媒装置の間で燃焼させることにより、触媒を速やかに暖機して活性化させることができる。
【００２１】
そして、このような追加燃料の噴射時に、適宜に吸気量を減量補正して、その排気量を制限している。この排気ガスの流量（流速）低下に伴って、排気通路内での追加燃料の燃焼期間が実質的に延長され、追加燃料を排気通路内で十分に燃焼させることが可能となる。
【００２２】
このように本発明によれば、追加燃料の噴射により触媒を速やかに活性化させつつ、この追加燃料の不完全燃焼を効果的に防止することができ、ひいては未燃ＨＣの排出量を効果的に低減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示す構成図である。この内燃機関１は、１サイクル中に吸気，圧縮，膨張，排気の各行程を備える一般的な４サイクル内燃機関であり、かつ、燃焼室２内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えた筒内直接噴射式の構造となっている。
【００２４】
この内燃機関１のシリンダ４には、ウォータジャケット５内の冷却水温を検出する水温センサ６が設けられているとともに、内燃機関１のクランク角（機関回転数Ｎ）を検出するクランク角センサ７が設けられている。一方、シリンダヘッド８には、上記の燃料噴射弁３が吸気弁側に偏心した位置に取り付けられているとともに、点火プラグ９がシリンダ４中央位置に設けられている。
【００２５】
また、排気通路１０には、排気ガスを浄化する触媒装置１１が介装されている。この触媒装置１１は、例えば一般的な三元触媒を用いることができる。触媒装置１１には、その内部温度を検出する触媒内部温度センサ１２が設けられている。この触媒装置１１よりも上流側の排気通路１０には、空燃比センサ１３が設けられている。一方、吸気通路１４には、吸入する吸気量を測定するエアーフローメータ（ＡＦＭ）１５が介装されるとともに、このエアーフローメータ１５よりも下流側の吸気通路１４に、該吸気通路１４の開度を調整して吸気量を調整する電制スロットル１６（吸気量調整手段）が設けられている。
【００２６】
また、アクセルペダル１７には、その踏み込み量を測定するアクセル開度センサ１８が設けられている。
【００２７】
上記水温センサ６，クランク角センサ７，触媒内部温度センサ１２，空燃比センサ１３，エアーフローメータ１５，及びアクセル開度センサ１８等からの検出信号は、ＥＣＵ（内燃機関コントロールユニット）１９に出力される。ＥＣＵ１９は、ＣＰＵ及びメモリを備えた周知のマイクロコンピュータであって、上記の検出信号等に基づいて、燃料噴射弁３，点火プラグ９，及び電制スロットル１６等の動作を制御している。
【００２８】
このＥＣＵ１９の制御により、例えば全開出力時等にシリンダ内に略均質な空燃比の混合気を形成する均質燃焼時には、吸気行程付近で燃料噴射が行われ、かつ、低負荷域等において点火プラグ９近傍に比較的濃い混合気を形成して超希薄燃焼を実現する成層燃焼時には、圧縮上死点付近で燃料噴射が行われる。
【００２９】
このように吸気行程から圧縮行程の間に行われる通常の燃料噴射とは別に、本実施例では、冷間始動時等に膨張行程から排気行程の間に追加燃料が噴射制御される。これは、後述するように、触媒装置１１までの排気通路１０内で追加燃料を燃焼させることにより、触媒装置１１を速やかに暖機して活性化させるためである。
【００３０】
次に、上記排気浄化装置の基本的な作動を説明する。
【００３１】
ＥＣＵ１９において、成層燃焼の条件下で、かつ触媒装置１１が十分に活性していない、すなわち触媒内部温度が所定値（例えば４００℃）以下であると判定された場合、吸気行程から圧縮行程の間で行われる通常の燃料噴射とは別に、膨張行程から排気行程の間に追加燃料が燃料噴射弁３から燃焼室２内へ噴射制御される。
【００３２】
この追加燃料は、その大部分が燃焼室２内で燃焼することなく排気行程において排気ガスとともに排気通路１０へ排出される。そして、この排気通路１０内で上記追加燃料が燃焼することにより、触媒装置１１を速やかに暖機，活性化させることができる。この追加燃料の噴射量は、通常の燃料噴射による噴射量とあわせて、排気ガスがストイキもしくはリーンとなるように制御される。
【００３３】
ここで、冷間始動時のように、触媒装置１１が活性化しておらず、その触媒温度が非常に低い場合、未燃状態の追加燃料が触媒装置１１に達すると、この触媒装置１１で燃焼が停止してしまい、ひいては未燃ＨＣの排出量が増加してしまう。
【００３４】
そこで本実施例では、排気通路１０や触媒装置１１の温度に応じて、電制スロットル１６を絞り制御して吸気量を減量補正している（吸気量制限手段）。これにより、排気通路１０内を通流する排気ガスの流量（流速）が制限され、このような排気量の低下に伴い、排気通路１０内での追加燃料の燃焼期間が実質的に延長される形となり、上記追加燃料の燃焼が促進される。この結果、追加燃料を排気通路１０内でほぼ完全に燃焼させることができ、不完全燃焼による未燃ＨＣの排出量を効果的に低減することができる。
【００３５】
より具体的には、触媒温度が低く、触媒装置１１で追加燃料が燃焼しない場合には、吸気量を適宜に減量補正して、触媒装置１１に達する前に追加燃料を確実に燃焼させる。この場合、先ず排気通路１０内の排気ガスが暖機され、この高温な排気ガスで触媒装置１１が暖機される形となる。一方、触媒温度が相対的に高く、触媒装置１１内で追加燃料の燃焼が可能な場合（触媒成分の一部が活性化している状態）には、吸気量を相対的に増加制御する。この結果、排気量の増加に伴って、排気通路１０下流側の触媒装置１１近傍で燃焼が進行する形となり、触媒装置１１をより速やかに昇温，活性化させることができる。
【００３６】
なお、この実施例では触媒温度を触媒内部温度センサ１２で直接的に検出しているが、例えば冷却水温等から間接的に推定する構成とすることもできる。また、この実施例では、排気通路１０の温度を、触媒内部温度センサ１２で検出される触媒内部温度より間接的に推定しているが、排温センサ等を用いて直接的に検出する構成としても良い。
【００３７】
更に本実施例では、触媒装置１１（又は排気通路１０）の温度に応じて、追加燃料の噴射時期（燃料噴射終わり時期）を可変制御している。例えば、触媒内部温度が所定値（例えば３００℃）以下の場合、すなわち触媒で追加燃料が燃焼しないと判定された場合には、触媒装置１１に到達する前に燃焼が完了するように、追加燃料の噴射時期を早めに設定する。一方、触媒内部温度が所定温度範囲（例えば３００〜４００℃）にある場合、すなわち触媒の一部が活性しており、この触媒で燃焼が可能であると判定された場合には、主に触媒装置１１の近傍で燃焼が進行するように、追加燃料の噴射時期を遅く設定している。
【００３８】
そして、触媒内部温度が所定値（例えば４００℃）以上、すなわち触媒が完全に活性化している場合には、追加燃料の噴射制御を終了し、通常の燃料噴射制御のみを行う。
【００３９】
上記の作動を、図２に示すフローチャートに従って詳細に説明する。このルーチンは、例えば１０ｍｓ毎にＥＣＵ１９により実行される。なお、吸気行程から圧縮行程の間で行われる通常の燃料噴射の制御は、一般的に公知な方法で行えば良いので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
先ずステップＳ（以下、単にＳと記す）１では、成層燃焼の条件を満たしているか、すなわち成層燃焼を行っているか否かが判定される。成層運転中でなければ、追加燃料の噴射を行うことなく本ルーチンを終了する。成層運転中であればＳ２へ進み、アクセル開度センサ１８で検出されるアクセル開度Ｖａに基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐを設定マップから算出する。なお、ＶａとＴｐとの関係を図３に示し、Ｔｐの設定マップの一例を図４に示す。
【００４１】
次にＳ３では、圧縮上死点付近で行われる通常の燃料噴射のパルス幅Ｔｉ１を、次の▲１▼式から算出する。
【００４２】
【数１】
Ｔｉ１＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ＋Ｔｓ …▲１▼
ここで、ＴＦＢＹＡは水温Ｔｗ，機関回転数Ｎ，及び基本燃料噴射量（負荷）Ｔｐ等から定められる目標当量比であり、Ｔｓはバッテリー電圧から定められる無効パルス幅である。
【００４３】
続くＳ４では、触媒内部温度センサ１２により検出される触媒温度Ｔｃが、触媒がほぼ完全に活性化する温度に対応する所定値Ｋ（例えば４００℃）以下か否かが判定される（触媒活性判定手段）。触媒温度Ｔｃが活性温度Ｋに達していると判定された場合、追加燃料の噴射を行わずに本ルーチンを終了する。一方、ＴｃがＫ以下の場合、触媒が十分に活性されていないと判断し、Ｓ５へ進む。
【００４４】
Ｓ５〜１０では、追加燃料が排気通路１０内でほぼ完全に燃焼するために必要な空間（時間）を確保するために、吸入吸気量を適宜に減量補正して、排気量を制限する処理が行われる。
【００４５】
すなわち、Ｓ５では、触媒内部温度センサ１２で検出される触媒温度Ｔｃに応じて、減量補正後の目標吸気量Ｑｇを設定マップから算出する。なお、ＴｃとＱｇとの関係を図５に示し、Ｑｇの設定マップの一例を図６に示す。
【００４６】
より具体的には、冷間始動時のように触媒温度Ｔｃが低い場合には、追加燃料が触媒装置１１に到達する前に排気通路１０内でほぼ完全に燃焼するように、目標吸気量Ｑｇを減量補正する。この結果、排気量が制限され、追加燃料の燃焼期間が実質的に延長される。すなわち、触媒温度Ｔｃの低下に伴って、目標吸気量Ｑｇが小さくなるように制御されている。なお、触媒温度Ｔｃが、触媒内で燃焼が進行する温度（例えば３００℃程度）を越えている場合には、排気通路１０下流側の触媒付近で燃焼が進行するように、目標吸気量Ｑｇが比較的高く設定される。
【００４７】
次にＳ６〜８では、実際に吸気量を減量補正できる運転領域か否かが判定される。すなわちＳ６では、クランク角センサ７で検出される機関回転数Ｎに基づいて、電制スロットル１６を全開にしたときの全開吸気量Ｑｚを設定マップより算出する。なお、ＮとＱｚの関係を図７に、Ｑｚの設定マップの一例を図８に示す。
【００４８】
続くＳ７では、Ｓ６で求めた全開吸気量Ｑｚが目標吸気量Ｑｇ以上か否かを判定する。ＱｚがＱｇより小さい場合、Ｓ１４で電制スロットルを全開にする。すなわち、吸気量の減量補正が禁止される。一方、ＱｚがＱｇ以上の場合は、Ｓ８へ進む。
【００４９】
Ｓ８では、目標吸気量Ｑｇとなるように電制スロットル１６を絞った場合に、要求される機関出力が得られるか否かが判定される。
【００５０】
具体的には、先ず目標吸気量Ｑｇをストイキで燃焼させるのに必要な燃料の目標噴射量Ｔｓｔｏを▲２▼式から求める。
【００５１】
【数２】
Ｔｓｔｏ＝（Ｋｃｏｎｓｔ×Ｑｇ／Ｎ） …▲２▼
但し、Ｋｃｏｎｓｔは定数
このＴｓｔｏが、先に求めた通常の燃料噴射における噴射量Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ（Ｓ３で求めた噴射パルス幅Ｔｉ１から無効パルス幅を引いた値）よりも大きいか否かが判定される。
【００５２】
Ｔｓｔｏが噴射量Ｔｐ×ＴＦＢＹＡよりも小さい場合、言い換えると、要求される機関出力（Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ）が目標吸気量Ｑｇで実現可能な機関出力（Ｔｓｔｏ）よりも大きい場合、吸気量の減量補正並びに追加燃料の噴射を行うことなく、本ルーチンを終了する。すなわち、吸気量の減量補正並びに追加燃料の噴射が禁止される。一方、要求される機関出力（Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ）が目標吸気量Ｑｇで実現可能な機関出力（Ｔｓｔｏ）以下の場合、Ｓ９へ進む。
【００５３】
Ｓ９では、実際の吸入吸気量Ｑが目標吸気量Ｑｇとなるように、機関回転数Ｎ及びエアーフローメータ１５により検出される吸気量Ｑに基づいて、スロットル開度Ｔｖｏを設定マップから算出する。なお、Ｑ，Ｎに対するＴｖｏの関係を図９に示し、Ｔｖｏの設定マップの一例を図１０に示す。
【００５４】
続くＳ１０では、スロットル開度がＳ９で求めたＴｖｏとなるように、電制スロットル１６を作動制御して、吸気量を目標吸気量Ｑｇに減量補正する（吸気量制限手段）。
【００５５】
そして、Ｓ１１では、実際の吸気量Ｑ等に基づいて、通常の燃料噴射に加えて追加燃料を噴射した場合に、その排気ガスがストイキもしくはリーン状態となるように、追加燃料の噴射量すなわち追加燃料の噴射パルス幅Ｔｉ２を算出，設定する。
【００５６】
次にＳ１２では、触媒温度Ｔｃ及び吸気量Ｑに基づいて、追加燃料の噴射時期（燃料噴射終わり時期）ｈ２ｔを設定マップから算出する。なお、Ｑ，Ｔｃ，ｈ２ｔの関係を図１１に、ｈ２ｔの設定マップの一例を図１２に示す。
【００５７】
より具体的には、触媒温度Ｔｃの上昇に伴って、燃焼噴射時期ｈ２ｔが遅くなるようにしている。例えば触媒温度が低い場合、追加燃料が触媒装置１１に到達する前にほぼ完全に燃焼するように、追加燃料の噴射時期ｈ２ｔを相対的に早く設定する。一方、触媒装置１１で追加燃料の燃焼が可能な触媒温度に達している場合には、追加燃料の噴射時期ｈ２ｔを相対的に遅らせている。これにより、触媒付近で燃焼が進行し、触媒をより早期に活性化できる。
【００５８】
そして、このようにして求められた噴射パルス幅Ｔｉ２，噴射時期ｈ２ｔは一旦メモりにストアされ、機関の回転に同期して実行される図示しない燃料噴射制御ルーチン内で使用され、追加燃料が噴射制御される。
【００５９】
このように本実施例では、筒内直噴式の内燃機関において、成層燃焼時で、かつ、触媒装置１１が活性していない場合には、吸気行程もしくは圧縮行程における通常の燃料噴射とは別に、膨張行程もしくは排気行程にも追加燃料を噴射し、この追加燃料を排気通路１０から触媒装置１１の間で燃焼させることにより、触媒を速やかに暖機して活性化させることができる。
【００６０】
そして本実施例では、追加燃料の噴射時に、適宜に吸気量を減量補正することによって、排気量を制限している。これにより、排気ガスの流量（流速）低下に伴って、追加燃料の燃焼期間が実質的に延長され、排気通路内で追加燃料をほぼ完全に燃焼させることが可能となる。
【００６１】
つまり、追加燃料の噴射により冷間始動時等に触媒を速やかに活性化させつつ、この追加燃料の不完全燃焼を効果的に防止することができ、ひいては、未燃ＨＣの排出を効果的に低減することができる。
【００６２】
しかも本実施例では、追加燃料の燃焼位置が最も最適な位置となるように、吸気量及び触媒温度に応じて追加燃料の噴射時期を可変制御しているため、より触媒を速やかに活性化させつつ、未燃ＨＣの排出を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示す構成図。
【図２】本実施例の制御の流れを示すフローチャート。
【図３】アクセル開度Ｖａと基本燃料噴射量Ｔｐとの関係を示す特性図。
【図４】アクセル開度Ｖａに対する基本燃料噴射量Ｔｐの設定マップ。
【図５】触媒温度Ｔｃと目標吸気量Ｑｇとの関係を示す特性図。
【図６】触媒温度Ｔｃに対する目標吸気量Ｑｇの設定マップ。
【図７】機関回転数Ｎとスロットル全開時の吸気量Ｑｚとの関係を示す特性図。
【図８】機関回転数Ｎに対する全開吸気量Ｑｚの設定マップ。
【図９】機関回転数Ｎと吸気量Ｑとスロットル開度Ｔｖｏとの関係を示す特性図。
【図１０】機関回転数Ｎ及び吸気量Ｑに対するスロットル開度Ｔｖｏの設定マップ。
【図１１】触媒温度Ｔｃ及び吸気量Ｑと追加燃料の噴射時期ｈ２ｔとの関係を示す特性図。
【図１２】触媒温度Ｔｃ及び吸気量Ｑに対する追加燃料の噴射時期ｈ２ｔの設定マップ。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…燃焼室
３…燃料噴射弁
１０…排気通路
１１…触媒装置
１２…触媒内部温度センサ
１４…吸気通路
１６…電制スロットル
１９…ＥＣＵ

Claims

内燃機関の吸気通路の開度を調整して、吸気量を調整する吸気量調整手段と、
内燃機関の排気通路に介装され、排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段と、
上記触媒が所定の活性状態に達していないと判定された場合に、膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から燃焼室内へ追加燃料を噴射制御する追加燃料噴射制御手段と、
上記追加燃料の噴射時に、上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度よりも低い場合には、上記追加燃料が上記触媒に到達する前に上記排気通路で燃焼するように上記吸気量調整手段を制御して吸気量を減量補正し、上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度を越えている場合には、上記排気通路下流側の上記触媒内で上記追加燃料の燃焼が進行するように上記吸気量調整手段を制御して吸気量を上記排気通路又は触媒の温度が上記触媒内で燃焼が進行する温度よりも低い場合に比べて増加させる吸気量制限手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
超希薄燃焼を実現する成層燃焼時に、上記追加燃料噴射制御手段による追加燃料の噴射制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
吸気量及び触媒温度に応じて、上記追加燃料の噴射時期を可変制御する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
少なくとも上記排気通路又は触媒の温度に応じて、減量補正後の目標吸気量を設定する手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記目標吸気量が、上記吸気通路を全開したときの全開吸気量よりも大きい場合に、上記吸気量制限手段による吸気量の減量補正を禁止することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記目標吸気量で実現可能な機関出力が、要求される機関出力よりも小さい場合に、上記吸気量制限手段による吸気量の減量補正を禁止することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の排気浄化装置。