JP2000120471A - Cylinder injection type engine control device - Google Patents

Cylinder injection type engine control device

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JP2000120471A
JP2000120471A JP11225492A JP22549299A JP2000120471A JP 2000120471 A JP2000120471 A JP 2000120471A JP 11225492 A JP11225492 A JP 11225492A JP 22549299 A JP22549299 A JP 22549299A JP 2000120471 A JP2000120471 A JP 2000120471A
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JP
Japan
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fuel
exhaust gas
state
injection
purifying catalyst
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JP11225492A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Nishimura
博文 西村
Keiji Araki
啓二 荒木
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To activate catalyst in its early stage while discharge of unburnt fuel is being restrained by positively warming up exhaust gas purifying catalyst under a non-warming up state. SOLUTION: This device is equipped with exhaust gas purifying catalyst 11 provided for an exhaust gas passage 3, a fuel injection valve 5 directly injecting fuel into each cylinder, and with a fuel injection control means 17. The device is also provided with a temperature condition judging means 16 judging the temperature condition of the exhaust gas purifying catalyst 11. When it is determined by the temperature condition judging means 16 that exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature condition in a non- warming up state, fuel is injected at least at a compression stroke, and when it is determined that exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature condition in a non-warming up state, the quantity of fuel injection made during the period of time from a suction stroke to a compression stroke, is so set up as to allow an air-fuel ratio in exhaust gas to be made leaner than a stoichiometric air-fuel ratio, so that fuel injection is so controlled as to be made in an expansion stroke.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる筒内噴射式エンジンの制御装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a direct injection engine mounted on an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平4−231645号
公報に示されるように、排気ガス中のNOxを吸着する
ことにより排気ガスを浄化するリーンNOx触媒を備え
た筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射時期制御装置にお
いて、燃料の主噴射とは別に副噴射を行い、この副噴射
の噴射時期を、上記触媒床温が400°C以下の低いと
きには、吸気行程から圧縮行程の期間内に設定し、上記
触媒床温が400°Cよりも大きくなり、リーンNOx
触媒が完全に暖機されて活性化したときには、燃焼期間
の後半から排気行程にかけての期間内に設定することに
より、上記触媒のNOx浄化率を高めることが行われて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-231645, for example, a direct injection type internal combustion engine equipped with a lean NOx catalyst for purifying exhaust gas by adsorbing NOx in the exhaust gas. In the fuel injection timing control device, a sub-injection is performed separately from the main injection of the fuel, and the injection timing of the sub-injection is set within a period from the intake stroke to the compression stroke when the catalyst bed temperature is as low as 400 ° C. or less. Then, the catalyst bed temperature becomes higher than 400 ° C. and lean NOx
When the catalyst is completely warmed up and activated, the NOx purification rate of the catalyst is increased by setting it within the period from the latter half of the combustion period to the exhaust stroke.

【0003】すなわち、上記噴射時期制御装置は、リー
ンNOx触媒の未暖機時に、吸気行程から圧縮行程の期
間内に噴射された副噴射の燃料を燃焼室内でリーンに広
がらせて一部に燃え残りを生じさせ、この燃え残りの燃
料を圧縮、燃焼および排気の行程で充分に熱分解および
部分酸化させた状態で、リーンNOx触媒に供給するこ
とにより、そのNOx浄化率を高めるように構成され、
またリーンNOx触媒の暖機後に、燃焼行程の後半から
排気行程の期間内に噴射された副噴射の燃料を、ほとん
ど酸化させることなく、リーンNOx触媒に直接供給す
ることにより、触媒床温が高いにも拘らず、NOx浄化
率が高められるように構成されている。
That is, when the lean NOx catalyst is not warmed up, the injection timing control device causes the fuel of the sub-injection injected during the period from the intake stroke to the compression stroke to spread in the combustion chamber lean and partially burn. A residue is generated, and the unburned fuel is supplied to a lean NOx catalyst in a state where it is sufficiently thermally decomposed and partially oxidized in the compression, combustion and exhaust strokes, thereby increasing the NOx purification rate. ,
Further, after warming up the lean NOx catalyst, the sub-injection fuel injected during the period of the exhaust stroke from the latter half of the combustion stroke is supplied directly to the lean NOx catalyst almost without oxidizing, thereby increasing the catalyst bed temperature. Nevertheless, the configuration is such that the NOx purification rate is increased.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
燃料噴射時期制御装置は、リーンNOx触媒が完全に活
性化した後に、燃焼行程の後半から排気行程の期間内に
噴射された副噴射の燃料を触媒に直接供給するように構
成されており、リーンNOx触媒が未暖機状態にある場
合には、吸気行程から圧縮行程の期間内に燃料を噴射す
るように構成されているため、未暖機状態の触媒を効果
的に活性化することができないという問題があった。す
なわち、リーンNOx触媒の未暖機状態では、上記副噴
射の噴射時期が、点火時期前の吸気行程から圧縮行程の
期間内に設定され、この燃料が圧縮上死点に近い燃焼行
程で燃焼し、膨張行程中期以降で燃焼することがないの
で、上記燃料を排気行程ないし排気行程に近付けて燃焼
させることによる触媒の暖機作用が得られないという問
題があった。
The fuel injection timing control device described in the above publication discloses a fuel injection timing control system for controlling the sub-injection injected during the exhaust stroke from the latter half of the combustion stroke after the lean NOx catalyst is completely activated. Since the fuel is directly supplied to the catalyst, and when the lean NOx catalyst is not warmed up, the fuel is injected during the period from the intake stroke to the compression stroke. There is a problem that the catalyst in the warmed-up state cannot be activated effectively. That is, when the lean NOx catalyst is not warmed up, the injection timing of the sub-injection is set within the period from the intake stroke before the ignition timing to the compression stroke, and this fuel burns in the combustion stroke close to the compression top dead center. Since there is no combustion after the middle stage of the expansion stroke, there is a problem that the catalyst cannot be warmed up by burning the fuel in the exhaust stroke or close to the exhaust stroke.

【0005】なお、特開平9−79069号公報に示さ
れるように、気筒内に直接噴射した燃料を火花点火によ
り燃料させる筒内噴射式エンジンの触媒活性化制御装置
において、排気ガス浄化触媒が非活性状態にある場合
に、その温度の如何に拘らず、上記膨張行程の前期から
中期において2回目の燃料噴射を行い、この燃料を燃焼
室内において膨張行程後半ないし排気行程で燃焼、また
は排気通路中で燃焼させることにより、触媒の活性化を
促進することも考えられているが、このように構成した
場合には、排気ガス浄化触媒の温度が低い場合に、上記
噴射燃料が充分に燃焼することなく未燃焼状態で大気中
に排出されてしまうという問題がある。
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-79069, in an in-cylinder injection type catalyst activation control system in which fuel directly injected into a cylinder is fueled by spark ignition, an exhaust gas purifying catalyst is not used. In the active state, regardless of the temperature, a second fuel injection is performed in the first to middle stages of the expansion stroke, and this fuel is burned in the combustion chamber in the second half of the expansion stroke or the exhaust stroke, or in the exhaust passage. Although it is considered that the catalyst is activated by combusting the fuel, the injection fuel is sufficiently burned when the temperature of the exhaust gas purifying catalyst is low. There is a problem that it is discharged into the atmosphere in an unburned state without any combustion.

【0006】本発明は、このような事情に鑑み、未燃焼
燃料の排出を抑制しつつ、未暖機状態の排気ガス浄化触
媒を積極的に暖機して早期に活性化することができる筒
内噴射式エンジンの制御装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and enables the exhaust gas purifying catalyst in an unwarmed state to be actively warmed up and activated early while suppressing discharge of unburned fuel. A control device for an internal injection engine is provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、上記排気ガス浄化触媒の温
度状態を判別する温度状態判別手段と、この温度状態判
別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合には、少なくとも圧縮
行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態に
おける高温状態にあると判定された場合には、吸気行程
から圧縮行程までの間に噴射される燃料量を排気ガス中
の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように制御する燃料
噴射制御手段とを備えたものである。
The invention according to claim 1 is
In a control device for an in-cylinder injection engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, a temperature state for determining a temperature state of the exhaust gas purifying catalyst. When it is determined by the determining means and the temperature state determining means that the exhaust gas purification catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected at least in the compression stroke, and the exhaust gas purification catalyst is in the unwarmed state. Is determined to be in a high temperature state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the compression stroke is set so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and expansion is performed. Fuel injection control means for controlling fuel injection during the stroke.

【0008】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にあると判定された場合に
は、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度が
上昇することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつ
つ、上記触媒の暖機が促進される。また、排気ガス浄化
触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定された
場合には、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される
燃料量が、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように設定されることにより、余剰酸素が充分
に確保された状態で、膨張行程で噴射された燃料が、そ
の後に燃焼室内ないし排気通路内で燃焼することによ
り、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上記触媒の暖機
がさらに効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, the temperature of the exhaust gas is increased by the fuel injected in the compression stroke, so that the unburned state is maintained. The warm-up of the catalyst is promoted while preventing the discharge of fuel. If it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the compression stroke depends on the air-fuel ratio in the exhaust gas and the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel injected during the expansion stroke is subsequently burned in the combustion chamber or the exhaust passage in a state where the excess oxygen is sufficiently secured by setting to be leaner than the unburned fuel. Thus, the warm-up of the catalyst is further effectively promoted while preventing the discharge of the catalyst.

【0009】請求項2に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、排気ガ
ス中の空燃比を13よりもリーン状態とするように制御
するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to the first aspect, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is not in a warm-up state, an empty space in the exhaust gas is determined. The fuel ratio is controlled so as to be leaner than 13.

【0010】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態にある場合には、排気ガス中の空燃比が13よ
りもリーン状態となるように制御されることにより、充
分な燃焼によって排気ガス温度が高まり、かつ必要以上
の燃料が噴射されることによる燃費の悪化が防止されつ
つ、排気ガス浄化触媒の低温状態で未燃焼燃料が排気通
路に排出されることが効果的に防止されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled to be leaner than 13, so that sufficient combustion can be achieved. Unburned fuel is effectively prevented from being discharged to the exhaust passage in a low temperature state of the exhaust gas purification catalyst, while the exhaust gas temperature is raised and the fuel consumption is prevented from being deteriorated due to the injection of more fuel than necessary. Will be.

【0011】請求項3に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、排気ガス中の空燃比を13〜16の範囲内と
するように制御するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the control device for a direct injection type engine according to the first aspect, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in a non-warm-up state, the exhaust gas purifying catalyst is provided. The air-fuel ratio is controlled so as to be in the range of 13 to 16.

【0012】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が13〜16の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の
気化潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足に
よる燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排
気通路に排出されることが防止される。また、空燃比が
必要以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということ
がなく、かつ排気ガス温度の低下が抑制されることにな
る。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled so as to be in a range of 13 to 16. The air-fuel ratio becomes unnecessarily rich, which prevents the exhaust gas temperature from lowering due to latent heat of vaporization of the fuel, or prevents deterioration of combustion due to lack of oxygen, and prevents deterioration of fuel efficiency and discharge of unburned fuel to the exhaust passage. . Further, the air-fuel ratio does not become unnecessarily lean and the combustibility does not deteriorate, and the decrease in the exhaust gas temperature is suppressed.

【0013】請求項4に係る発明は、上記請求項3記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定され
た場合に、排気ガス中の空燃比を13〜16の範囲内と
するように制御するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to the third aspect, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, the exhaust gas purification catalyst may be used. The air-fuel ratio is controlled so as to be in the range of 13 to 16.

【0014】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が13〜16の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化することが防止され、また空燃比が必要以上にリー
ンとなって排気ガスが冷却されることが防止されること
になる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled so as to be within a range of 13 to 16. This prevents the fuel efficiency from deteriorating due to the air-fuel ratio becoming richer than necessary, and preventing the exhaust gas from cooling due to the air-fuel ratio becoming leaner than necessary.

【0015】請求項5に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス中
の空燃比を検出するO2センサを備えた請求項3記載の
筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記O2セン
サの活性化後に、このO2センサの出力値に基づいて排
気ガス中の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量
をフィードバック制御するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for a direct injection engine according to the first aspect, further comprising an O 2 sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas. the control apparatus of the formula engine, after activation of the O 2 sensor, and feedback control of the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the output value of the O 2 sensor becomes the stoichiometric air-fuel ratio .

【0016】上記構成によれば、未燃焼燃料が排気通路
に排出されることが防止された状態で、O2センサの出
力値に基づいて排気ガス中の空燃比を理論空燃比とする
制御が高精度で適正に実行され、燃焼性等が良好状態に
維持され、排気ガス温度を効果的に高くすることができ
る。
According to the above configuration, the control for setting the air-fuel ratio in the exhaust gas to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output value of the O 2 sensor in a state where the unburned fuel is prevented from being discharged to the exhaust passage. It is executed properly with high accuracy, the flammability and the like are maintained in a good state, and the exhaust gas temperature can be effectively raised.

【0017】請求項6に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、吸気
行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴射するものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to any one of the first to third aspects or the fifth aspect, the exhaust gas purifying catalyst has a low temperature in an unwarmed state. When it is determined that the vehicle is in the state, the fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke and fuel is injected.

【0018】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量の多い
エンジン中負荷または高負荷運転時等に、吸気行程で噴
射された燃料によって筒内に均一な混合気が形成され、
圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃度に
濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回りに比較的リッ
チな空燃比の混合気が形成されて、着火性ないし初期燃
焼性が充分が確保されるとともに、後半燃焼が緩慢とな
って排気ガス温度が効果的に上昇することになる。
According to the above configuration, in the low temperature state of the exhaust gas purifying catalyst in the unwarmed state, the fuel injected in the intake stroke into the cylinder during the middle load or high load operation of the engine with a large fuel injection amount. A uniform mixture is formed,
The concentration of the mixture in the cylinder is varied by the fuel injected in the compression stroke, or a mixture with a relatively rich air-fuel ratio is formed around the spark plug, ensuring sufficient ignitability or initial combustion. At the same time, the second half combustion becomes slow, and the exhaust gas temperature rises effectively.

【0019】請求項7に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、圧縮
行程前期と、圧縮行程後期とに分割して燃料を噴射する
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to any one of the first to third aspects or the fifth aspect, the exhaust gas purifying catalyst has a low temperature in an unwarmed state. When it is determined that the vehicle is in the state, the fuel is injected separately into the first half of the compression stroke and the second half of the compression stroke.

【0020】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量が比較
的少ないエンジンの低負荷運転時等に、点火プラグの回
りで燃料が過度に拡散することが防止され、その周囲に
適度なリーン状態の混合気が形成されて燃焼性が良好状
態に維持されつつ、排気ガス温度が効果的に上昇するこ
とになる。
According to the above configuration, in the low temperature state of the exhaust gas purifying catalyst in the unwarmed state, the fuel is excessively diffused around the ignition plug during a low load operation of an engine having a relatively small fuel injection amount. Thus, an appropriate mixture in the lean state is formed around the surroundings, and the exhaust gas temperature is effectively increased while maintaining good combustion.

【0021】請求項8に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、圧縮
行程で燃料を一括して噴射するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to any one of the first to third aspects or the fifth aspect, the exhaust gas purifying catalyst has a low temperature in an unwarmed state. When it is determined that the fuel cell is in the state, the fuel is collectively injected in the compression stroke.

【0022】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量がかな
り少ないアイドル運転時等に、点火プラグ回りにおける
燃料の過度の拡散が効果的に防止され、燃焼性がさらに
良好状態に維持されることになる。
According to the above configuration, in a low temperature state where the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up, excessive diffusion of the fuel around the spark plug is effectively prevented during an idling operation or the like where the fuel injection amount is considerably small. Thus, the flammability is maintained in a better condition.

【0023】請求項9に係る発明は、上記請求項1また
は請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合に、圧縮行程と、膨張行程とに分
割して燃料を噴射するものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to the first or second aspect, it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state. In addition, fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke to inject fuel.

【0024】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態におけるアイドル運転時等
に、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プラグの回
りにリッチな空燃比の混合気が形成されて着火性が確保
されるとともに、膨張行程で噴射された燃料によって排
気ガス温度が効果的に上昇し、排気ガス浄化触媒の暖機
が促進されることになる。
According to the above configuration, the fuel injected in the compression stroke forms a rich air-fuel mixture around the ignition plug by the fuel injected in the compression stroke, for example, during idling in a low temperature state when the exhaust gas purification catalyst is not warmed up. As a result, the ignitability is ensured, and the temperature of the exhaust gas is effectively increased by the fuel injected in the expansion stroke, so that the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is promoted.

【0025】請求項10に係る発明は、上記請求項1ま
たは請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と、膨張行程とに
分割して燃料を噴射するものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to the first or second aspect, it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state. In addition, fuel is divided into an intake stroke and an expansion stroke to inject fuel.

【0026】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における高温状態におけるエンジン中負荷また
は高負荷運転時等に、吸気行程で噴射された燃料が均一
に拡散した状態で均一燃焼が行われることにより、エン
ジン出力が確保されるとともに、膨張行程で噴射された
燃料によって排気ガス浄化触媒の暖機が促進されること
になる。
According to the above structure, when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up and the engine is in a high temperature state and the engine is under medium load or high load operation, uniform combustion is performed in a state where the fuel injected in the intake stroke is uniformly diffused. By doing so, the engine output is ensured and the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is promoted by the fuel injected during the expansion stroke.

【0027】請求項11に係る発明は、上記請求項1ま
たは請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と、圧縮行程と、
膨張行程とに分割して燃料を噴射するものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection engine according to the first or second aspect, it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state. In addition, the intake stroke, the compression stroke,
The fuel is injected separately into the expansion stroke.

【0028】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における高温状態におけるエンジンの低負荷運
転時等に、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プラ
グの回りにリッチな空燃比の混合気が形成されて着火性
が確保されるとともに、その周囲に、吸気行程で噴射さ
れた燃料によってリーンな混合気が形成されて緩慢燃焼
が行われることにより、排気ガス温度が効果的に上昇
し、かつ膨張行程で噴射された燃料によって排気ガス浄
化触媒の暖機が促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up and the engine is running at a low load in a high temperature state or the like, the fuel injected in the compression stroke mixes a rich air-fuel ratio around the ignition plug. Gas is formed to ensure ignitability, and a fuel-fuel mixture injected in the intake stroke forms a lean mixture around it and performs slow combustion, effectively raising the exhaust gas temperature. The warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is promoted by the fuel injected in the expansion stroke.

【0029】請求項12に係る発明は、上記請求項6〜
請求項8のいずれかに記載の筒内噴射式エンジンの制御
装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触媒
が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加えて、
膨張行程で燃料の追加噴射を行うものである。
The twelfth aspect of the present invention is directed to the sixth aspect.
9. The control device for a direct injection engine according to claim 8, wherein when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, the exhaust gas purifying catalyst is in a non-warmed state. In addition to fuel injection at low temperatures,
The additional injection of fuel is performed in the expansion stroke.

【0030】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変を生じることなく、膨張行程で噴射され
た燃料が充分に排気通路内ないし燃焼室内で燃焼するこ
とにより、上記触媒の暖機が効果的に促進されることに
なる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst shifts from a low temperature state to a high temperature state in an unwarmed state,
Since the fuel injected during the expansion stroke is sufficiently combusted in the exhaust passage or the combustion chamber without causing a sudden change in the operating state, the warm-up of the catalyst is effectively promoted.

【0031】請求項13に係る発明は、上記請求項8記
載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定さ
れた場合に、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低
温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程で燃料の追加噴
射を行うとともに、この追加噴射の燃料量を、点火前に
噴射された燃料と同等かそれ以下とするように制御する
ものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control apparatus for a direct injection type engine according to the eighth aspect, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, the exhaust gas purifying method is performed. In addition to fuel injection in a low temperature state when the purification catalyst is not warmed up, additional injection of fuel is performed in the expansion stroke, and the fuel amount of this additional injection is set to be equal to or less than the fuel injected before ignition. Control so that the

【0032】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変および燃費の悪化を生じることなく、膨
張行程で噴射された燃料が燃焼し易い状態となって排気
通路内等で燃焼することにより、上記触媒の暖機が効果
的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up and transitions from a low temperature state to a high temperature state,
The fuel injected in the expansion stroke is easily combusted and burns in the exhaust passage or the like without causing a sudden change in the operating state and deterioration of fuel efficiency, thereby effectively promoting warm-up of the catalyst. Will be.

【0033】請求項14に係る発明は、上記請求項6ま
たは請求項7記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程
で燃料の追加噴射を行うとともに、この追加噴射の燃料
量を、点火前に噴射された燃料量よりも少なくするよう
に制御するものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the control device for a direct injection engine according to the sixth or seventh aspect, it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state. In addition, in addition to fuel injection in a low temperature state when the exhaust gas purification catalyst is not warmed up, additional injection of fuel is performed in the expansion stroke, and the fuel amount of this additional injection is calculated from the fuel amount injected before ignition. Is also controlled so as to reduce the number of times.

【0034】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変および燃費の悪化が効果的に防止されつ
つ、膨張行程で噴射された燃料が燃焼し易い状態となっ
て排気通路内等で燃焼することにより、上記触媒の暖機
が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up and transitions from a low temperature state to a high temperature state,
While the sudden change of the operating state and the deterioration of the fuel economy are effectively prevented, the fuel injected in the expansion stroke becomes easily combusted and burns in the exhaust passage or the like, thereby effectively warming up the catalyst. Will be promoted.

【0035】請求項15に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、
エンジンの所定負荷以下の運転領域では、吸気行程と圧
縮行程とに燃料を分割して噴射するとともに、上記運転
領域より高負荷側の運転領域では、排気ガス中の空燃比
が理論空燃比よりもリーンとなる条件下で、圧縮行程と
膨張行程とに分割して燃料を噴射するように制御する燃
料噴射制御手段とを備えたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a control device for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Temperature state determining means for determining the temperature state of the gas purification catalyst, and when the temperature state determining means determines that the exhaust gas catalyst is in a non-warmed state,
In an operation region of a predetermined load or less of the engine, fuel is divided and injected into an intake stroke and a compression stroke, and in an operation region on a higher load side than the above operation region, the air-fuel ratio in the exhaust gas is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. And a fuel injection control means for controlling to inject fuel in a divided manner into a compression stroke and an expansion stroke under a lean condition.

【0036】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態におけるエンジンの低中負荷時等に、吸気行程
で噴射された燃料によって筒内に均一な混合気が形成さ
れ、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃
度に濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回りに比較的
リッチな空燃比の混合気が形成されて、着火性ないし初
期燃焼性が充分を確保されるとともに、後半燃焼が緩慢
状態となって排気ガス温度が効果的に上昇することにな
る。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス
浄化触媒の未暖機状態におけるエンジンの高負荷側運転
領域では、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料が噴射
されることにより、高負荷側ゆえの燃焼ガス温度の上昇
と、余剰酸素とによって膨張行程での燃焼性が高めら
れ、かつ未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上記触媒の
暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the engine is not warmed up while the exhaust gas purifying catalyst is in a low-to-medium load state, a uniform mixture is formed in the cylinder by the fuel injected in the intake stroke. The concentration of the air-fuel mixture in the cylinder is varied by the injected fuel, or a mixture having a relatively rich air-fuel ratio is formed around the ignition plug, thereby ensuring sufficient ignitability or initial flammability. Then, the combustion in the latter half becomes slow and the exhaust gas temperature rises effectively. Further, in the high-load operation region of the engine when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up in which the exhaust gas temperature tends to increase, the fuel is divided into the compression stroke and the expansion stroke, and the fuel is injected into the high-load side. Due to the increase in the combustion gas temperature and the excess oxygen, the combustibility in the expansion stroke is enhanced, and the discharge of unburned fuel is prevented, and the warm-up of the catalyst is effectively promoted. .

【0037】請求項16に係る発明は、上記請求項15
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記高
負荷側の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃
比よりもリーンとなるように圧縮行程での燃料噴射量を
設定したものである。
The invention according to claim 16 is the invention according to claim 15.
In the control device for a direct injection engine described in the above, in the high load side operation region, the fuel injection amount in the compression stroke is set such that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. is there.

【0038】上記構成によれば、排気ガス温度が上昇す
る傾向にある排気ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエ
ンジンの高負荷側の運転領域で、余剰酸素により膨張行
程での燃焼を促進させて排気ガス温度をさらに高めるこ
とができる。
According to the above configuration, in the operating region on the high load side of the engine in the unwarmed state of the exhaust gas purifying catalyst in which the exhaust gas temperature tends to increase, the excess oxygen promotes the combustion in the expansion stroke. The exhaust gas temperature can be further increased.

【0039】請求項17に係る発明は、上記請求項15
または請求項16記載の筒内噴射式エンジンの制御装置
において、上記高負荷側の運転領域では、圧縮行程前期
と、圧縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料を噴射
するように制御するものである。
The invention according to claim 17 is the invention according to claim 15.
17. The control device for a direct injection engine according to claim 16, wherein in the high-load operation region, control is performed such that fuel is divided into a first half of a compression stroke, a second half of a compression stroke, and an expansion stroke to inject fuel. Things.

【0040】上記構成によれば、上記ガス温度が上昇す
る傾向にある排気ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエ
ンジンの高負荷側の運転領域では、圧縮行程前期と、圧
縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料が噴射される
ことにより、上記触媒の暖機が、さらに効果的に促進さ
れることになる。
According to the above configuration, in the operating range on the high load side of the engine when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up in which the gas temperature tends to rise, the first half of the compression stroke, the second half of the compression stroke, and the expansion stroke By injecting the fuel separately, warming up of the catalyst is further effectively promoted.

【0041】請求項18に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判定された場合
に、エンジンの低回転領域では、吸気行程と圧縮行程と
に燃料を分割して噴射するとともに、上記エンジンの低
回転領域より高回転側の運転領域では、吸気行程から圧
縮行程までの間と膨張行程とに分割して燃料を噴射し、
かつ吸気行程から圧縮行程までの間での噴射燃料量が排
気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるよう
に噴射制御する燃料噴射制御手段とを備えたものであ
る。
The invention according to claim 18 is directed to a control device for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. A temperature state determining means for determining a temperature state of the gas purifying catalyst; and, when the temperature state determining means determines that the exhaust gas purifying catalyst is not in the warm-up state, the intake stroke and the compression in the low engine speed region of the engine. While dividing and injecting the fuel into the stroke, in the operating region on the higher rotation side than the low rotation region of the engine, the fuel is divided into the expansion stroke and the period from the intake stroke to the compression stroke, and the fuel is injected.
And a fuel injection control means for controlling the injection so that the amount of fuel injected between the intake stroke and the compression stroke becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the exhaust gas.

【0042】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態におけるエンジンの低回転領域では、吸気行程
と圧縮行程とに分割して燃料が噴射されることにより、
吸気行程で噴射された燃料によって筒内に均一な混合気
が形成され、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の
混合気濃度に濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回り
に比較的リッチな空燃比の混合気が形成されて、着火性
ないし初期燃焼性が充分が確保されるとともに、後半燃
焼が緩慢となって排気ガス温度が効果的に上昇すること
になる。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気
ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエンジンの高回転側
運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりも
リーンとなるように、圧縮行程と膨張行程とに分割して
燃料が噴射されることにより、単位時間当りの燃焼回数
が多い高回転側ゆえの燃焼ガス温度上昇と、余剰酸素と
によって膨張行程での燃焼性が高められ、かつ未燃焼燃
料の排出が防止されつつ、上記触媒の暖機が効果的に促
進されることになる。
According to the above configuration, in the low rotation region of the engine when the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up, the fuel is divided into the intake stroke and the compression stroke, and the fuel is injected.
The fuel injected in the intake stroke forms a uniform mixture in the cylinder, the fuel injected in the compression stroke varies the concentration of the mixture in the cylinder, or a relatively rich air space around the spark plug. A mixture of fuel ratios is formed to ensure sufficient ignitability or initial flammability, and the second half combustion is slowed down, thereby effectively increasing the exhaust gas temperature. Also, in the high-speed operation region of the engine in an unwarmed state of the exhaust gas purifying catalyst in which the exhaust gas temperature tends to increase, the compression stroke is performed so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. And the expansion stroke is injected into the fuel, so that the combustion gas temperature rise due to the high rotation speed where the number of combustions per unit time is high and the excess oxygen increase the combustibility in the expansion stroke, and The warm-up of the catalyst is effectively promoted while preventing the emission of unburned fuel.

【0043】請求項19に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にある
と判定された場合に、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射
し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合に、排気ガス中の空燃比が13よ
りもリーンとなる条件下で、吸気行程から圧縮行程まで
の間と、膨張行程とに分割して燃料を噴射するように制
御する燃料噴射制御手段と、上記触媒が未暖機状態にお
ける高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化
触媒を活性化させるための二次エアを供給する二次エア
供給手段とを備えたものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Temperature state determining means for determining the temperature state of the gas purifying catalyst; and when the temperature state determining means determines that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, fuel is injected at least in a compression stroke. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the expansion and contraction between the intake stroke and the compression stroke is performed under the condition that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than 13. Fuel injection control means for controlling to inject fuel by dividing the exhaust gas into a stroke, and activating the exhaust gas purifying catalyst when it is determined that the catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state. It is obtained by a secondary air supply means for supplying secondary air for.

【0044】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にあると判定された場合に、
圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度が上昇
することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上
記触媒の暖機が促進される。また、排気ガス浄化触媒が
未暖機状態における高温状態にある場合には、上記二次
エア供給手段から供給された二次エアにより、膨張行程
で噴射された燃料の排気通路内等における燃焼が、より
促進されることにより、未燃焼燃料の排出が防止されつ
つ、上記触媒の暖機がさらに効果的に促進されることに
なる。
According to the above configuration, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state,
Since the temperature of the exhaust gas is increased by the fuel injected in the compression stroke, the warm-up of the catalyst is promoted while the discharge of the unburned fuel is prevented. Further, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the secondary air supplied from the secondary air supply means causes combustion of fuel injected in an expansion stroke in an exhaust passage or the like. This further promotes warming-up of the catalyst while preventing unburned fuel from being discharged.

【0045】請求項20に係る発明は、上記請求項19
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合には、同低温状態にある場合に比べて点火前
の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高くなるように
制御し、かつ排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低
温状態にあると判定された場合に、点火時期制御手段に
より、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させると
ともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状
態にあると判定された場合に、上記低温状態に比べて点
火時期をMBT側に進角させるように制御するものであ
る。
The invention according to claim 20 is the invention according to claim 19.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in the high temperature state in the unwarmed state, the exhaust gas by the fuel injection before ignition is smaller than in the low temperature state. When the air-fuel ratio in the gas is controlled to be high, and when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing control means sets the ignition timing by a predetermined amount than the MBT. In addition to retarding the ignition timing, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in the high temperature state in the unwarmed state, the ignition timing is controlled to be advanced to the MBT side as compared with the low temperature state.

【0046】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合に、点火時期制御
手段により、点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角さ
れることにより、排気ガス温度が上昇して上記触媒の暖
機が効果的に促進される。また、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で低温状態から高温状態に移行した時点で、低
温状態に比べて点火時期がMBT側に進角されることに
より、燃料の総噴射量の増大が抑制されて燃費の悪化が
防止されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT by the ignition timing control means, so that the exhaust gas purification catalyst is exhausted. The temperature rises and the warm-up of the catalyst is effectively promoted. Further, when the exhaust gas purifying catalyst shifts from a low temperature state to a high temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is advanced to the MBT side as compared with the low temperature state, thereby suppressing an increase in the total fuel injection amount. As a result, deterioration of fuel efficiency is prevented.

【0047】請求項21に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、エンジンが始動状態にあるか否かを判別す
る始動状態判別手段と、上記排気ガス浄化触媒が活性状
態あるか否かを判別する触媒状態判別手段と、上記始動
判別手段によってエンジンが始動状態にあると判定され
た場合に、吸気行程でのみ燃料を噴射する第1の噴射形
態とし、エンジンの始動後に上記触媒判別手段によって
触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、予め設定
された所定期間は、吸気行程から圧縮行程にかけての期
間内で燃料を分割噴射するとともに、その後期噴射時期
を圧縮行程とした第2の噴射形態とし、かつ上記所定時
間の経過後は、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料を
噴射する第3の噴射形態とするように点火時期を制御す
る燃料噴射制御手段とを備えたものである。
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Starting state determining means for determining whether the engine is in a starting state, catalyst state determining means for determining whether the exhaust gas purifying catalyst is in an active state, and determining that the engine is in a starting state by the starting determining means. In this case, the first injection mode in which fuel is injected only during the intake stroke is set, and when the catalyst determination unit determines that the catalyst is not warmed up after the engine is started, a predetermined period of time set in advance is set. Is a second injection mode in which fuel is dividedly injected during a period from an intake stroke to a compression stroke, and a later injection timing is set to a compression stroke. It is obtained by a fuel injection control means for controlling the ignition timing so that the third injection mode for injecting fuel is divided into a stroke and the expansion stroke.

【0048】上記構成によれば、エンジンの始動時に吸
気行程でのみ燃料が噴射されることにより、混合気の均
一化が図られてエンジンの始動性が確保されるととも
に、エンジンの始動直後に、吸気行程から圧縮行程にか
けての期間内で燃料が分割噴射されることにより、排気
ガス温度が上昇して上記触媒の暖機が促進される。ま
た、エンジンの始動後に所定時間が経過した時点で、圧
縮行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴
射形態に移行し、膨張行程で噴射された燃料が排気通路
内で燃焼することにより、未燃焼燃料の排出が防止され
つつ、上記触媒の暖機がさらに効果的に促進されること
になる。
According to the above configuration, the fuel is injected only during the intake stroke when the engine is started, so that the mixture is uniform and the startability of the engine is ensured. By split injection of fuel during the period from the intake stroke to the compression stroke, the exhaust gas temperature rises and the warm-up of the catalyst is promoted. Further, at a point in time when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, a transition is made to a third injection mode in which fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke, and fuel injected in the expansion stroke is burned in the exhaust passage. By doing so, the warm-up of the catalyst is more effectively promoted while preventing the emission of unburned fuel.

【0049】請求項22に係る発明は、上記請求項21
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、点火前
に噴射される第1の噴射形態における燃料の噴射量を第
2の噴射形態よりも多くするとともに、この第2の噴射
形態における燃料の噴射量を第3の噴射形態よりも多く
するように制御するものである。
The invention according to claim 22 is the invention according to claim 21.
In the control device for an in-cylinder injection engine described above, the injection amount of the fuel in the first injection mode to be injected before ignition is made larger than that in the second injection mode, and the fuel injection in the second injection mode is performed. The amount is controlled to be larger than that in the third injection mode.

【0050】上記構成によれば、エンジンの始動時に、
混合気が比較的にリッチな状態とされることにより、エ
ンジンの始動性が確保されるとともに、エンジンの始動
直後に、排気ガス温度を上昇させて上記触媒の暖機を促
進し得る量の燃料が噴射される。また、エンジンの始動
後に所定時間が経過した時点では、混合気が比較的にリ
ーンな状態とされることにより膨張行程で噴射された燃
料が未燃焼状態で排出されることが防止されつつ、上記
触媒の暖機がさらに効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the engine is started,
Since the mixture is made relatively rich, the startability of the engine is ensured, and immediately after the start of the engine, the amount of fuel that can increase the exhaust gas temperature and promote the warm-up of the catalyst is provided. Is injected. Further, at a point in time when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, the fuel mixture injected into the expansion stroke is prevented from being discharged in an unburned state by making the air-fuel mixture relatively lean, The warm-up of the catalyst will be promoted more effectively.

【0051】請求項23に係る発明は、上記請求項21
また請求項22記載の筒内噴射式エンジンの制御装置に
おいて、第2の噴射形態における点火時期を、MBTよ
りも所定量だけ遅角させるとともに、第3の噴射形態に
おける点火時期を、上記第2噴射形態に比べてMBT側
に進角させるように制御する点火時期制御手段を備えた
ものである。
According to the twenty-third aspect of the present invention,
23. The control device for a direct injection type engine according to claim 22, wherein the ignition timing in the second injection mode is retarded by a predetermined amount from the MBT, and the ignition timing in the third injection mode is set to the second injection mode. It is provided with an ignition timing control means for controlling so as to advance to the MBT side as compared with the injection mode.

【0052】上記構成によれば、エンジンの始動直後
に、点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角されること
により、排気ガス温度が上昇して上記触媒の暖機が効果
的に促進されるとともに、エンジンの始動後に所定時間
が経過した時点で、始動直後に比べて点火時期がMBT
側に進角されることにより、空燃比がリーン状態に制御
されることによるトルク低下が抑制されることになる。
According to the above configuration, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT immediately after the start of the engine, so that the exhaust gas temperature rises and the warm-up of the catalyst is effectively promoted. At the same time, when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, the ignition
By advancing to the side, torque reduction due to the air-fuel ratio being controlled to the lean state is suppressed.

【0053】請求項24に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にある
と判別された場合には、吸気行程から点火時期までの間
に燃料噴射を行って排気温度を上昇させる温度上昇制御
を実行し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温
状態にあると判別された場合には、吸気行程から点火時
期までの間に噴射される燃料量を理論空燃比よりもリー
ン状態となるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃
料噴射を行うように制御する燃料噴射制御手段とを備え
たものである。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a direct injection type engine having an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Temperature state determining means for determining the temperature state of the gas purification catalyst; and, when the temperature state determination means determines that the exhaust gas purification catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, the temperature from the intake stroke to the ignition timing is determined. If the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in the unwarmed state when the exhaust gas purification catalyst is subjected to a temperature increase control to increase the exhaust gas temperature during the period between the intake stroke and the ignition timing. Fuel injection control means for setting the amount of fuel to be injected so as to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and controlling fuel injection in an expansion stroke after ignition.

【0054】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態の低温状態にあると判定された場合には、吸気
行程から点火時期までの間に燃料噴射が行われつつ、排
気ガス浄化触媒の温度を上昇させる温度上昇制御が実行
される。また、排気ガス浄化触媒が未暖機状態で高温状
態にあると判定された場合には、吸気行程から点火時期
までの間に噴射される燃料量が、理論空燃比よりもリー
ン状態となるように設定されることにより、余剰酸素が
十分に確保された状態で、点火後の膨張行程で噴射され
た燃料が、燃焼室内ないし排気通路内で燃焼することに
より、未燃焼燃料の排出が抑制されつつ、上記触媒の暖
機がさらに効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in which the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up, the fuel injection is performed from the intake stroke to the ignition timing, and the exhaust gas purifying catalyst is performed. Temperature increase control for increasing the temperature of the catalyst is performed. Further, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Is set to, the fuel injected in the expansion stroke after ignition in a state where the excess oxygen is sufficiently secured burns in the combustion chamber or the exhaust passage, thereby suppressing the emission of unburned fuel. Meanwhile, warming up of the catalyst is further effectively promoted.

【0055】請求項25に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態の高温状態にあると判別された
場合には、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させ
るように制御する点火時期制御手段を備えたものであ
る。
The invention according to claim 25 is the above-mentioned claim 24.
When it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state in which the exhaust gas purification catalyst is not warmed up, the control device controls the ignition timing to be retarded by a predetermined amount from the MBT. It is provided with ignition timing control means.

【0056】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、点火時期制
御手段によって点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角
されることにより、排気ガス温度が上昇して排気ガス浄
化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT by the ignition timing control means. The temperature rises, and the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted.

【0057】請求項26に係る発明は、上記請求項25
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、点火時
期をMBTよりも所定量だけ遅角させる制御の実行時に
は、少なくとも吸気行程で燃料噴射を行うように制御す
るものである。
The invention according to claim 26 is the invention according to claim 25.
In the control device for a direct injection type engine described above, when the control for retarding the ignition timing by a predetermined amount from the MBT is executed, control is performed so that fuel injection is performed at least in the intake stroke.

【0058】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、吸気行程で
噴射される燃料によって筒内に均一な混合気が形成され
るとともに、点火時期制御手段によって点火時期がMB
Tよりも所定量だけ遅角されることにより、燃焼性が良
好状態に維持されつつ、排気ガス温度が上昇して排気ガ
ス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, a uniform mixture is formed in the cylinder by the fuel injected in the intake stroke, and the ignition timing is increased. The ignition timing is set to MB by the control means.
By retarding by a predetermined amount from T, the exhaust gas temperature rises and the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted while maintaining the good combustibility.

【0059】請求項27に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別
された場合には、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可
変制御することにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ
状態とリーン状態とに繰り返し変化させるように構成し
たものである。
According to the twenty-seventh aspect, the twenty-fourth aspect is provided.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state in the unwarmed state, by variably controlling the fuel injection amount injected in the expansion stroke, The air-fuel ratio in the exhaust gas is repeatedly changed between a rich state and a lean state.

【0060】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が可変制御されることにより、排
気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態とに繰り返
し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸素と、リッ
チ状態で供給された余剰燃料とが適正に反応し、未燃焼
燃料の排出が防止されるとともに、排気ガス浄化触媒の
暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is variably controlled by controlling the fuel injection amount injected in the expansion stroke. Repeatedly changes between the rich state and the lean state, and the oxygen stored in the catalyst in the lean state and the excess fuel supplied in the rich state properly react to prevent the discharge of the unburned fuel and the exhaust gas. The warm-up of the gas purification catalyst is effectively promoted.

【0061】請求項28に係る発明は、上記請求項27
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、複数の
気筒を有するエンジンの各気筒間で、膨張行程の燃料噴
射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
うに構成したものである。
The invention according to claim 28 is the invention according to claim 27.
In the control device for an in-cylinder injection engine described above, the air-fuel ratio in the exhaust gas can be varied between the rich state and the lean state by variably controlling the fuel injection amount in the expansion stroke between each cylinder of the engine having a plurality of cylinders. And it is configured to change repeatedly.

【0062】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が各気筒間で可変制御されること
により、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態
とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸
素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適正に反応
し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、排気ガス
浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the amount of fuel injected during the expansion stroke is variably controlled among the cylinders, so that the exhaust gas The medium air-fuel ratio repeatedly changes between the rich state and the lean state, and the oxygen stored in the catalyst in the lean state and the excess fuel supplied in the rich state properly react, thereby preventing the emission of unburned fuel. At the same time, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted.

【0063】請求項29に係る発明は、上記請求項27
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、複数の
気筒を有するエンジンの同一気筒内で、膨張行程の燃料
噴射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
うに構成したものである。
The invention according to claim 29 is the invention according to claim 27.
In the control apparatus for an in-cylinder injection engine described above, the air-fuel ratio in the exhaust gas can be varied between the rich state and the lean state by variably controlling the fuel injection amount during the expansion stroke in the same cylinder of an engine having a plurality of cylinders. And it is configured to change repeatedly.

【0064】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が同一気筒内で可変制御されるこ
とにより、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状
態とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された
酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適正に反
応し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、排気ガ
ス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in a non-warmed state, the amount of fuel injected during the expansion stroke is variably controlled in the same cylinder, so that the exhaust gas The medium air-fuel ratio repeatedly changes between the rich state and the lean state, and the oxygen stored in the catalyst in the lean state and the excess fuel supplied in the rich state properly react, thereby preventing the emission of unburned fuel. At the same time, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted.

【0065】請求項30に係る発明は、上記請求項28
または29記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行することによ
り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
に繰り返し変化させるように構成したものである。
The invention according to claim 30 is the invention according to claim 28.
Or the control device for a direct injection engine according to the item 29, wherein the air-fuel ratio in the exhaust gas is repeatedly changed between a rich state and a lean state by intermittently executing the fuel injection in the expansion stroke. Things.

【0066】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、各気筒間ま
たは同一気筒内で膨張行程の燃料噴射量が間欠的に行わ
れることにより、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリ
ーン状態とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵
された酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適
正に反応し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、
排気ガス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることにな
る。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the fuel injection amount in the expansion stroke is intermittently performed between the cylinders or in the same cylinder. The air-fuel ratio in the exhaust gas repeatedly changes between a rich state and a lean state, and the oxygen stored in the catalyst in the lean state properly reacts with the excess fuel supplied in the rich state, and the unburned fuel is discharged. Be prevented,
The warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted.

【0067】請求項31に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別
された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内とするように制御するものである。
The invention according to claim 31 is the invention according to claim 24.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is set to be in a range of 14 to 17. To control.

【0068】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が14〜17の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化することが防止され、また空燃比が必要以上にリー
ンとなって排気ガスが冷却されることが防止されること
になる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled so as to be within a range of 14 to 17. This prevents the fuel efficiency from deteriorating due to the air-fuel ratio becoming richer than necessary, and preventing the exhaust gas from cooling due to the air-fuel ratio becoming leaner than necessary.

【0069】請求項32に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
角させることにより、排気温度を上昇させる温度上昇制
御を実行するように構成したものである。
The invention according to claim 32 is the invention according to claim 24.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT, so that the exhaust gas is exhausted. It is configured to execute temperature increase control for increasing the temperature.

【0070】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、点火時期が
MBTよりも所定量だけ遅角されることにより、排気ガ
ス温度が早期に上昇して排気ガス浄化触媒の暖機が効果
的に促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT, so that the exhaust gas temperature rises quickly. As a result, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is effectively promoted.

【0071】請求項33に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射する
とともに、燃料噴射時期を、温間成層運転時と同一また
は温間成層運転時よりも進角させるように構成したもの
である。
The invention according to claim 33 is the invention according to claim 24.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected at least in the compression stroke, and the fuel injection timing is set to the temperature. It is configured such that the angle is advanced more than during the stratified operation or during the warm stratified operation.

【0072】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、圧縮行程で
噴射された燃料により点火プラグ周りに比較的リッチな
混合気が形成されるとともに、燃料噴射時期が温間成層
運転時と同一または進角状態に設定されることにより、
上記点火プラグ周りに、必要以上にリッチな混合気が形
成されるのが防止されて燃料の気化および霧化が適度に
促進される。これにより、着火性が維持されるととも
に、排気温度の上昇が促進されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in the unwarmed state, a relatively rich air-fuel mixture is formed around the ignition plug by the fuel injected in the compression stroke. The fuel injection timing is set to the same or advanced angle as during warm stratification operation,
Unnecessarily rich air-fuel mixture is prevented from being formed around the ignition plug, and vaporization and atomization of the fuel are appropriately promoted. Thereby, the ignitability is maintained, and the rise of the exhaust gas temperature is promoted.

【0073】請求項34に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射する
とともに、この圧縮行程噴射を、圧縮行程の3/4が経
過する前に終了させるように構成したものである。
The invention according to claim 34 is the invention according to claim 24.
In the control device of the direct injection engine described, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in the unwarmed state, while injecting fuel at least in the compression stroke, this compression stroke injection, This is configured to end the compression process before 3/4 of the compression stroke has elapsed.

【0074】上記構成によれば、圧縮行程の3/4が経
過する前に燃料噴射が終了することにより、上記点火プ
ラグ周りに、必要以上にリッチな混合気が形成されるの
が防止されて燃料の気化および霧化が適度に促進される
ことになる。
According to the above configuration, since the fuel injection is completed before the elapse of 3/4 of the compression stroke, the formation of an unnecessarily rich air-fuel mixture around the ignition plug is prevented. The vaporization and atomization of the fuel will be moderately promoted.

【0075】請求項35に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、吸気弁
と排気弁とのオーバラップ量を可変にする開弁オーバラ
ップ量可変手段を備え、排気ガス浄化触媒が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合には、上記開
弁オーバラップ量を小さくするように構成したものであ
る。
The invention according to claim 35 is the invention according to claim 24.
The control apparatus for an in-cylinder injection engine according to claim 1, further comprising a valve-opening overlap amount varying means for varying an overlap amount between the intake valve and the exhaust valve, wherein the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state. Is determined, the valve opening overlap amount is reduced.

【0076】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、吸気弁と排
気弁とのオーバラップ量が小さく設定されて内部EGR
量が低減されることにより、排気ガス温度が効果的に高
められ、また排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高
温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラッ
プ量が大きく設定されて内部EGR量が増大されること
により、燃料の気化および霧化が促進されて燃焼効率が
向上し、未燃焼燃料の排出が抑制されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve is set to be small and the internal EGR
By reducing the amount, the exhaust gas temperature is effectively raised, and when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, a large overlap amount between the intake valve and the exhaust valve is set. As a result, the internal EGR amount is increased, so that the vaporization and atomization of the fuel are promoted, the combustion efficiency is improved, and the discharge of the unburned fuel is suppressed.

【0077】請求項36に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内に調整することにより、排気温度を上昇させる温度上
昇制御を実行するように構成したものである。
The invention according to claim 36 is the invention according to claim 24.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is adjusted to be in a range of 14 to 17. Thus, the temperature increase control for increasing the exhaust gas temperature is executed.

【0078】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が14〜17の範囲内となるように調整される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の
気化潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足に
よる燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排
気通路に排出されることが防止される。また、空燃比が
必要以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということ
がなく、かつ排気ガス温度の低下が抑制されつつ、排気
ガス浄化触媒の温度を上昇させる温度上昇制御が適正に
実行されることになる。
According to the above configuration, when the exhaust gas purifying catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is adjusted so as to be within the range of 14 to 17. The air-fuel ratio becomes unnecessarily rich, which prevents the exhaust gas temperature from lowering due to latent heat of vaporization of the fuel, or prevents deterioration of combustion due to lack of oxygen, and prevents deterioration of fuel efficiency and discharge of unburned fuel to the exhaust passage. . In addition, the temperature increase control that raises the temperature of the exhaust gas purification catalyst is appropriately executed without preventing the air-fuel ratio from becoming leaner than necessary and deteriorating the combustibility and suppressing the decrease in the exhaust gas temperature. Will be.

【0079】請求項37に係る発明は、上記請求項31
または36記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、排気ガス中の空燃比を検出するO2センサを備え、
このO2センサの出力値に基づいて燃料噴射量をフィー
ドバック制御することにより、排気ガス中の空燃比を1
4〜17の範囲内とするように構成したものである。
The invention according to claim 37 is the invention according to claim 31.
Or the control device for a direct injection engine according to 36, further comprising an O 2 sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,
By performing feedback control of the fuel injection amount based on the output value of the O 2 sensor, the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes 1
It is configured to be in the range of 4 to 17.

【0080】上記構成によれば、O2センサの出力値に
基づいて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とす
る制御が高精度で適正に実行されることになる。
According to the above configuration, the control for setting the air-fuel ratio in the exhaust gas within the range of 14 to 17 based on the output value of the O 2 sensor can be properly executed with high accuracy.

【0081】請求項38に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、成層リーン運転時に、排気ガス
浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄化触媒が
非活性状態になったと上記温度状態判別手段によって判
別された場合には、吸気行程から点火時期までの間に噴
射される燃料量を気筒内空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴
射を行うように制御する燃料噴射制御手段とを備えたも
のである。
According to a thirty-eighth aspect of the present invention, there is provided a control device for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. A temperature state determining means for determining a temperature state of the gas purification catalyst; and a temperature state determining means for determining that the exhaust gas purification catalyst has become inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purification catalyst during the stratified lean operation. In this case, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing is set so that the in-cylinder air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and fuel is injected during the expansion stroke after ignition. And a fuel injection control means for performing control as described above.

【0082】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、吸気行程から点
火時期までの間に噴射される燃料量が、理論空燃比より
もリーン状態となるように設定されることにより、余剰
酸素が十分に確保された状態で、点火後の膨張行程で噴
射された燃料が、燃焼室内ないし排気通路内で燃焼する
ことにより、未燃焼燃料の排出が抑制されつつ、上記触
媒の再活性化が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, during stratified lean operation,
If the exhaust gas purifying catalyst is deactivated due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying catalyst, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. By setting so that the excess oxygen is sufficiently secured, the fuel injected in the expansion stroke after ignition burns in the combustion chamber or the exhaust passage, thereby discharging the unburned fuel. Is suppressed, and the reactivation of the catalyst is effectively promoted.

【0083】請求項39に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が非活性状態になったと判別された場合に
は、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可変制御するこ
とにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン
状態とに繰り返し変化させるように構成したものであ
る。
The invention according to claim 39 is the invention according to claim 38.
In the in-cylinder injection engine control device described above, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in an inactive state, the fuel injection amount injected in the expansion stroke is variably controlled to thereby control the amount of exhaust gas contained in the exhaust gas. The air-fuel ratio is configured to be repeatedly changed between a rich state and a lean state.

【0084】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、膨張行程で噴射
される燃料噴射量が可変制御されることにより、排気ガ
ス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態とに繰り返し変
化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸素と、リッチ状
態で供給された余剰燃料とが適正に反応し、未燃焼燃料
の排出が防止されるとともに、排気ガス浄化触媒の再活
性化が効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, during stratified lean operation,
When the exhaust gas purifying catalyst becomes inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying catalyst, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled by variably controlling the amount of fuel injected during the expansion stroke. Repeatedly changes between the rich state and the lean state, and the oxygen stored in the catalyst in the lean state and the excess fuel supplied in the rich state properly react to prevent the discharge of the unburned fuel and the exhaust gas. Reactivation of the gas purification catalyst is effectively promoted.

【0085】請求項40に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が非活性状態になったと判別された場合に、
排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とするように
制御するものである。
The invention according to claim 40 is the invention according to claim 38.
In the control device of the in-cylinder injection engine described, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in an inactive state,
The air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled so as to be in the range of 14 to 17.

【0086】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、排気ガス中の空
燃比が14〜17の範囲内となるように調整されること
により、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の気化
潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足による
燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排気通
路に排出されることが防止される。また、空燃比が必要
以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということがな
く、かつ排気ガス温度の低下が抑制されつつ、排気ガス
浄化触媒の温度を上昇させて活性化させる制御が適正に
実行されることになる。
According to the above configuration, during stratified lean operation,
When the exhaust gas purifying catalyst becomes inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying catalyst, the air-fuel ratio in the exhaust gas is adjusted to be in the range of 14 to 17, The air-fuel ratio becomes unnecessarily rich, which prevents the exhaust gas temperature from lowering due to latent heat of vaporization of the fuel, or prevents deterioration of combustion due to lack of oxygen, and prevents deterioration of fuel efficiency and discharge of unburned fuel to the exhaust passage. . In addition, the control for raising the temperature of the exhaust gas purifying catalyst and activating it while preventing the air-fuel ratio from becoming leaner than necessary and deteriorating the combustibility and suppressing the decrease in the exhaust gas temperature is properly performed. Will be executed.

【0087】請求項41に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス中の空燃比を検出するO2センサを備え、このO2セン
サの出力値に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御
することにより、排気ガス中の空燃比が14〜17の範
囲内とするように構成したものである。
The invention according to claim 41 is the invention according to claim 38.
The in-cylinder injection engine control device according to claim 1, further comprising an O 2 sensor that detects an air-fuel ratio in the exhaust gas, and performing a feedback control of a fuel injection amount based on an output value of the O 2 sensor to obtain an exhaust gas. Are set so that the air-fuel ratio is within the range of 14 to 17.

【0088】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、O2センサの出
力値に基づいて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内とする制御が高精度で適正に実行されることになる。
According to the above configuration, during stratified lean operation,
When the exhaust gas purifying catalyst becomes inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying catalyst, the air-fuel ratio in the exhaust gas falls within a range of 14 to 17 based on the output value of the O 2 sensor. The control to be performed is properly executed with high accuracy.

【0089】請求項42に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判別された場合
には、吸気行程から点火時期までの間と、点火後の膨張
行程とに分割して燃料噴射を行うとともに、上記排気ガ
ス浄化触媒の未暖機状態の高温時には、低温時に比べて
膨張行程の燃料噴射量を増大させるように制御する燃料
噴射制御手段とを備えたものである。
The invention according to claim 42 is directed to a control device for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Temperature state determining means for determining the temperature state of the gas purifying catalyst; and, when the temperature state determining means determines that the exhaust gas purifying catalyst is not in the warm-up state, between the intake stroke and the ignition timing, Fuel injection control for performing fuel injection by dividing into an expansion stroke after ignition and increasing the amount of fuel injection during the expansion stroke when the exhaust gas purification catalyst is not warmed up in a high temperature state compared to when the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state. Means.

【0090】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態にあると判定された場合には、吸気行程から点
火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して燃料
噴射行われ、膨張行程で噴射された燃料が燃焼室内ない
し排気通路内で燃焼することにより、排気ガス浄化触媒
の暖機が促進されることになる。そして、排気ガス浄化
触媒の未暖機状態の低温時には、点火後の膨張行程で噴
射される燃料量が少なく設定されることにより、未燃焼
燃料の排出が抑制されるとともに、排気ガス浄化触媒の
未暖機状態の高温時には、点火後の膨張行程で噴射され
る燃料量が多く設定されることにより、燃焼室内ないし
排気通路内で多くの燃料が燃焼することにより、上記触
媒の暖機をさらに効果的に促進されることになる。
According to the above configuration, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is not yet warmed up, the fuel injection is divided into the period from the intake stroke to the ignition timing and the expansion stroke after the ignition. As a result, the fuel injected during the expansion stroke is burned in the combustion chamber or the exhaust passage, so that the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst is promoted. When the temperature of the exhaust gas purifying catalyst is low in the unwarmed state, the amount of fuel injected in the expansion stroke after ignition is set to be small, so that the emission of unburned fuel is suppressed, and the exhaust gas purifying catalyst is discharged. At a high temperature in an unwarmed state, a large amount of fuel is injected during the expansion stroke after ignition, so that a large amount of fuel is burned in the combustion chamber or the exhaust passage, thereby further warming up the catalyst. It will be effectively promoted.

【0091】[0091]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る筒内噴射式
エンジンの制御装置の実施形態を示している。この筒内
噴射式エンジンの制御装置は、自動車に搭載される筒内
噴射型のガソリンエンジンのエンジン本体1に接続され
た吸気通路2および排気通路3と、上記エンジン本体1
の燃焼室の頂部に設けられた点火プラグ4と、燃焼室内
に燃料を直接噴射する燃料噴射弁5とを有している。
FIG. 1 shows an embodiment of a control device for a direct injection engine according to the present invention. The control device of the direct injection engine includes an intake passage 2 and an exhaust passage 3 connected to an engine main body 1 of a direct injection gasoline engine mounted on an automobile;
And a fuel injection valve 5 for directly injecting fuel into the combustion chamber.

【0092】上記吸気通路2には、サージタンク6が設
けられるとともに、その上流側にスロットル弁7が設け
られている。このスロットル弁7は、エンジンコントロ
ールユニット(ECU)8から出力される制御信号に応
じて作動する電気的なアクチュエータ9によって駆動さ
れることにより、吸入空気量を調節するように構成され
ている。
A surge tank 6 is provided in the intake passage 2 and a throttle valve 7 is provided upstream of the surge tank 6. The throttle valve 7 is configured to be driven by an electric actuator 9 that operates in accordance with a control signal output from an engine control unit (ECU) 8 to adjust the amount of intake air.

【0093】また、上記排気通路3には、排気ガスの空
燃比を検出するO2センサ10と、排気ガスを浄化する
排気ガス浄化触媒11とが配設されている。この排気ガ
ス浄化触媒11は、三元触媒により構成してもよいが、
暖機後に空燃比をリーンにして成層運転を行う場合の浄
化性能を高めるため、空燃比が理論空燃比よりもリーン
な条件下にある場合でも、NOxを効果的に浄化するこ
とができる触媒を用いることが望ましい。
The exhaust passage 3 is provided with an O 2 sensor 10 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas and an exhaust gas purifying catalyst 11 for purifying the exhaust gas. The exhaust gas purification catalyst 11 may be constituted by a three-way catalyst,
In order to enhance the purification performance when the air-fuel ratio is lean and the stratified operation is performed after warm-up, a catalyst that can effectively purify NOx even when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is used. It is desirable to use.

【0094】上記エンジンには、上記吸気通路2内を通
気する吸気量を検出するエアフローセンサ12と、エン
ジン回転数を検出するためのクランク角センサ13、ア
クセル開度センサ14およびエンジン水温センサ15等
の各種センサ類が装備され、これらの検出信号がエンジ
ンコントロールユニット8に入力されるようになってい
る。このエンジンコントロールユニット8には、排気ガ
ス浄化触媒11の温度状態を判別する温度状態判別手段
16と、燃料の噴射量および噴射時期を制御する燃料噴
射制御手段17と、点火時期を制御する点火時期制御手
段18とが設けられている。
The engine includes an air flow sensor 12 for detecting an amount of intake air flowing through the intake passage 2, a crank angle sensor 13 for detecting an engine speed, an accelerator opening sensor 14, an engine water temperature sensor 15, and the like. These sensors are provided, and these detection signals are input to the engine control unit 8. The engine control unit 8 includes a temperature state determination unit 16 for determining a temperature state of the exhaust gas purification catalyst 11, a fuel injection control unit 17 for controlling a fuel injection amount and an injection timing, and an ignition timing for controlling an ignition timing. Control means 18 is provided.

【0095】上記温度状態判別手段16は、例えば上記
エンジン水温センサ15の検出信号に応じて排気ガス浄
化触媒11の温度状態を推定することにより、この排気
ガス浄化触媒11が活性化した暖機状態にあるか否かを
判別するとともに、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
にあると判定された場合には、さらに排気ガス浄化触媒
11がエンジンの始動直後の低温状態にあるか、または
エンジンの始動後に所定時間が経過した高温状態にある
かを判別するように構成されている。なお、上記エンジ
ン水温センサ15の検出値と、エンジン始動時からの時
間の経過とに基づいて上記排気ガス浄化触媒11の温度
状態を判別し、あるいは排気ガス浄化触媒11の温度を
直接検出することにより、その温度状態を判別するよう
に構成してもよい。
The temperature state determination means 16 estimates the temperature state of the exhaust gas purification catalyst 11 according to, for example, a detection signal of the engine water temperature sensor 15, and thereby the warm-up state in which the exhaust gas purification catalyst 11 is activated And if it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up, the exhaust gas purification catalyst 11 is further in a low temperature state immediately after the start of the engine, or It is configured to determine whether or not the engine is in a high temperature state where a predetermined time has elapsed after the start of the operation. Note that the temperature state of the exhaust gas purification catalyst 11 is determined based on the detection value of the engine water temperature sensor 15 and the lapse of time from the start of the engine, or the temperature of the exhaust gas purification catalyst 11 is directly detected. Thus, the temperature state may be determined.

【0096】上記燃料噴射制御手段17は、アクセル開
度を検出するアクセル開度センサ14によって検出され
たアクセル開度と、上記クランク角センサ15によって
検出されたエンジン回転数とに基づき、予め設定された
マップからエンジンの目標トルクを読み出すとともに、
この目標トルクと、上記エアフローセンサ7によって検
出された実吸入空気量とに基づき、予め設定されたマッ
プから目標燃料噴射量を読み出し、この目標燃料噴射量
に対応した制御信号を上記燃料噴射弁5に出力するよう
に構成されている。
The fuel injection control means 17 is set in advance on the basis of the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 14 for detecting the accelerator opening and the engine speed detected by the crank angle sensor 15. The target torque of the engine from the map
Based on the target torque and the actual intake air amount detected by the air flow sensor 7, a target fuel injection amount is read from a preset map, and a control signal corresponding to the target fuel injection amount is transmitted to the fuel injection valve 5. Is configured to be output.

【0097】また、上記燃料噴射制御手段17は、エン
ジンの運転状態に応じて燃料の噴射時期を制御するよう
に構成されている。すなわち、エンジンの始動時には、
燃料の気化および霧化を促進させて燃焼性を向上させる
ことにより、エンジンの始動性を確保するため、吸気行
程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせる制御が実行
されるようになっている。
Further, the fuel injection control means 17 is configured to control the fuel injection timing according to the operating state of the engine. That is, when starting the engine,
By promoting the vaporization and atomization of the fuel and improving the combustibility, in order to secure the startability of the engine, control is performed to collectively inject the fuel in the intake stroke to perform uniform combustion. I have.

【0098】また、エンジンの始動後に、上記温度状態
判別手段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態にあると判定された場合には、エンジンの運転領域お
よび排気ガス浄化触媒11の温度状態に応じた制御を実
行するように構成されている。すなわち、図2に示すよ
うに、エンジンが高負荷高回転の運転領域Aにある場合
には、吸気行程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせ
る制御を実行するように構成されている。
When the temperature state determining means 16 determines that the exhaust gas purifying catalyst 11 is not yet warmed up after the engine is started, the engine operating region and the temperature state of the exhaust gas purifying catalyst 11 are determined. Is configured to execute the control according to. That is, as shown in FIG. 2, when the engine is in the high-load, high-speed operation region A, the control is performed such that the fuel is injected collectively in the intake stroke to perform uniform combustion.

【0099】一方、エンジンが低中負荷低回転の運転領
域Bでは、上記温度状態判別手段16によって排気ガス
浄化触媒11が低温状態にあるか否かを判別し、排気ガ
ス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると
判定された場合に、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃
料を噴射する。これによって点火プラグ4の付近に比較
的リッチな混合気が存在するとともに、その周囲に比較
的リーンな混合気が存在した状態で、点火プラグ4の付
近からその周囲に順次燃焼が伝播されることにより、い
わゆる燃料の後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇
し、上記排気ガス浄化触媒11の暖機が促進されること
になる。
On the other hand, in the operating range B in which the engine is at a low rotation speed with a low load, a medium load and a low rotation speed, the temperature state determination means 16 determines whether or not the exhaust gas purification catalyst 11 is in a low temperature state. When it is determined that the engine is in a low temperature state, the fuel is injected separately into an intake stroke and a compression stroke. As a result, combustion is sequentially propagated from the vicinity of the ignition plug 4 to the periphery thereof in a state where a relatively rich air-fuel mixture exists near the ignition plug 4 and a relatively lean air-fuel mixture exists around the ignition plug 4. As a result, the so-called after-burning of fuel is promoted, the exhaust gas temperature rises, and the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11 is promoted.

【0100】また、エンジンが低中負荷低回転の運転領
域Bで、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高
温状態にあると判定された場合には、排気ガス中の空燃
比が理論空燃比よりもリーンとなる条件下で、圧縮行程
で燃料の早期噴射を行った後に、膨張行程で燃料の後期
噴射を行わせる制御を実行し、上記圧縮行程で噴射され
た燃料が成層燃焼して余剰酸素が充分に確保された状態
で、膨張行程で噴射された燃料が排気通路3内等で燃焼
することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上
記触媒11の暖機等が、さらに効果的に促進されること
になる。
If it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in a non-warmed state in the operating range B where the engine is at a low rotation speed with a low load, the engine has a stoichiometric air-fuel ratio in the exhaust gas. Under the condition that the fuel ratio is leaner, after performing early injection of fuel in the compression stroke, control is performed to perform late injection of fuel in the expansion stroke, and the fuel injected in the compression stroke performs stratified combustion. The fuel injected during the expansion stroke is burned in the exhaust passage 3 or the like in a state where the excess oxygen is sufficiently secured, so that the unburned fuel is prevented from being discharged. It will be effectively promoted.

【0101】さらに、上記温度状態判別手段16によっ
て排気ガス浄化触媒11が暖機状態にあると判定された
場合には、エンジンの運転領域に応じた噴射時期制御が
実行され、図3に示すように、エンジンが高負荷高回転
の運転領域Cにある場合には、吸気行程で燃料を一括噴
射して均一燃焼を行わせる制御を実行し、低負荷低回転
の運転領域Dにある場合には、圧縮行程で燃料を一括噴
射して成層燃焼を行わせる制御を実行するように構成さ
れている。
Further, when the temperature state determining means 16 determines that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a warm-up state, injection timing control is executed according to the operating range of the engine, as shown in FIG. Meanwhile, when the engine is in the high-load high-speed operation region C, control is performed so as to perform uniform injection by collectively injecting fuel in the intake stroke, and when the engine is in the low-load low-speed operation region D, The control is executed to perform stratified combustion by collectively injecting fuel in the compression stroke.

【0102】上記点火時期制御手段18は、原則として
エンジンの運転状態に応じ、最大の軸トルクが得られる
必要な最小点火進角(MBT)となるように点火時期を
制御するように構成されている。また、上記排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定
された場合には、上記点火時期制御手段18により、点
火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、
排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合には、上記低温状態に比べて点火
時期をMBT側に進角させる制御、つまり上記遅角量を
小さくし、あるいは0とする制御が行われるようになっ
ている。
The ignition timing control means 18 is configured to control the ignition timing so that the required minimum ignition advance (MBT) at which the maximum shaft torque can be obtained, in principle, according to the operating state of the engine. I have. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in the unwarmed state, the ignition timing control means 18 retards the ignition timing by a predetermined amount from the MBT,
If it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in an unwarmed state, control is performed to advance the ignition timing to the MBT side as compared to the low temperature state, that is, the retard amount is reduced, or The control for setting to 0 is performed.

【0103】上記筒内噴射式エンジンの制御装置の基本
制御動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明
する。上記制御動作がスタートすると、まず上記エアフ
ローセンサ7、アクセル開度センサ14およびクランク
角センサ15の各検出信号を読み込んだ後(ステップS
1)、スタータスイッチ信号またはエンジン回転数等に
基づき、始動判別手段19においてエンジンの始動時で
あるか否かを判別する(ステップS2)。この判別の結
果、エンジンの始動時であることが確認された場合に
は、吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時
期を制御する(ステップS3)。
The basic control operation of the control unit for a direct injection engine will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the control operation is started, first, each detection signal of the air flow sensor 7, the accelerator opening sensor 14, and the crank angle sensor 15 is read (Step S).
1) Based on the starter switch signal or the engine speed, the start determination means 19 determines whether or not the engine is being started (step S2). As a result of this determination, when it is confirmed that the engine is being started, the fuel injection timing is controlled so that the fuel is injected at a time during the intake stroke (step S3).

【0104】上記ステップS2でNOと判定され、エン
ジンが始動後の状態にあると判定された場合には、上記
温度状態判別手段16によって排気ガス浄化触媒11が
未暖機状態にあるか否かを判定し(ステップS4)、Y
ESと判定された場合には、エンジンが低中負荷低回転
領域Bにあるか否かを判定する(ステップS5)。この
ステップS5でNOと判定され、エンジンが高負荷高回
転領域Aにあることが確認された場合には、上記ステッ
プS3に移行して吸気行程で燃料を一括噴射するように
燃料の噴射時期を制御する。
If NO is determined in step S2, and if it is determined that the engine is in the state after starting, the temperature state determination means 16 determines whether the exhaust gas purification catalyst 11 is in a not-warmed state. Is determined (step S4), and Y
If determined to be ES, it is determined whether or not the engine is in the low / medium load / low rotation region B (step S5). If NO is determined in this step S5 and it is confirmed that the engine is in the high-load and high-speed region A, the process proceeds to step S3, and the fuel injection timing is set so that the fuel is injected at one time in the intake stroke. Control.

【0105】また、上記ステップS5でYESと判定さ
れ、エンジンが低中負荷低回転領域Bにあることが確認
された場合には、上記温度状態判別手段16によって排
気ガス浄化触媒11が低温状態にあるか否かを判定し
(ステップS6)、YESと判定されて排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合には、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴
射する(ステップS7)。
If the result of the determination in step S5 is YES, and it is confirmed that the engine is in the low-medium-load low-speed range B, the temperature state determination means 16 sets the exhaust gas purification catalyst 11 to a low temperature state. It is determined whether or not the exhaust gas purification catalyst 11 is in a low temperature state in a non-warm-up state (YES in step S6), and is divided into an intake stroke and a compression stroke. Fuel is injected (step S7).

【0106】一方、上記ステップS6でNOと判定され
て排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合には、圧縮行程と膨張行程とに
分割して燃料を噴射する(ステップS8)。
On the other hand, if NO is determined in step S6 and it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in an unwarmed state, fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke and fuel is injected. (Step S8).

【0107】また、上記ステップS4でNOと判定さ
れ、排気ガス浄化触媒11が暖機状態にあると判定され
た場合には、エンジンが高負荷高回転領域Cにあるか否
かを判定する(ステップS9)。このステップS9でY
ESと判定され、エンジンが高負荷高回転領域Cにある
ことが確認された場合には、上記ステップS3に移行し
て吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時期
を制御する。上記ステップS9でNOと判定され、エン
ジンが低負荷低回転領域Dにあることが確認された場合
には、圧縮行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射
時期を制御する(ステップS10)。
If NO is determined in step S4 and it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a warm-up state, it is determined whether or not the engine is in a high-load high-speed region C (step S4). Step S9). In this step S9, Y
If it is determined as ES and it is confirmed that the engine is in the high-load and high-speed region C, the process proceeds to step S3 to control the fuel injection timing so as to collectively inject fuel during the intake stroke. If NO is determined in step S9 and it is confirmed that the engine is in the low-load low-speed range D, the fuel injection timing is controlled so that the fuel is injected at once in the compression stroke (step S10).

【0108】上記のように温度状態判別手段16によっ
て排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と圧縮行程とに分
割して燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態における高温状態にあると判定された場合に、吸気行
程から膨張行程までの間に噴射される燃料量を排気ガス
中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うようにように構成し
たため、未燃焼燃料の排出を抑制しつつ、未暖機状態の
排気ガス浄化触媒11を積極的に暖機して早期に活性化
することができる。
When the temperature state determination means 16 determines that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state as described above, fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke, and fuel is injected. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in a non-warmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the expansion stroke is adjusted so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. And the fuel injection is performed in the expansion stroke, so that the exhaust gas purification catalyst 11 in the unwarmed state is actively warmed while suppressing the discharge of the unburned fuel. It can be activated early.

【0109】すなわち、排気ガス浄化触媒11が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、吸気
行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射することによ
り、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃
度に濃淡を付けた状態で点火プラグ4の付近に比較的リ
ッチな混合気を形成するとともに、吸気行程で噴射され
た燃料によって点火プラグ4の周囲に比較的リーンな混
合気を形成し、点火プラグ4の付近からその周囲に順次
燃焼を伝播させて後半の燃焼を緩慢にすることにより、
いわゆる燃料の後燃えを促進することができる。
That is, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected in the compression stroke by dividing the fuel into the intake stroke and the compression stroke. A relatively rich mixture is formed in the vicinity of the ignition plug 4 in a state where the concentration of the mixture in the cylinder is varied by the fuel, and a relatively lean mixture is formed around the ignition plug 4 by the fuel injected in the intake stroke. By forming an air-fuel mixture and sequentially propagating the combustion from the vicinity of the spark plug 4 to the periphery thereof, the latter half of the combustion is slowed down.
The so-called afterburning of fuel can be promoted.

【0110】したがって、図5(B)の破線bまたは一
点鎖線cで示すように、始動後の時点T1から所定時間
が経過した時点T2までの間に、吸気行程で燃料を一括
噴射した場合に比べ、図5(B)の実線aで示すよう
に、始動時点T1から排気ガス温度を急上昇させ、上記
排気ガス浄化触媒11の暖機を促進することができる。
Therefore, as shown by the dashed line b or the dashed line c in FIG. 5B, when the fuel is injected all at once during the intake stroke from the time T1 after the start to the time T2 after a predetermined time has elapsed. In comparison, as shown by the solid line a in FIG. 5B, the exhaust gas temperature can be sharply increased from the start time T1, and the warm-up of the exhaust gas purification catalyst 11 can be promoted.

【0111】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判定された場合に、上記のよ
うに圧縮行程噴射により排気ガス中の空燃比が理論空燃
比よりもリーンとなるように設定して余剰酸素を充分に
確保した状態で、膨張行程で燃料を噴射するように構成
したため、排気ガス温度を充分に上昇させることができ
るとともに、この燃料を高温状態の排気ガス浄化触媒1
1の設置部等において燃焼させることにより、この排気
ガス浄化触媒11の暖機をさらに効果的に促進すること
ができる。
When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio by the compression stroke injection as described above. The fuel is injected in the expansion stroke while the excess oxygen is sufficiently secured by setting as described above, so that the temperature of the exhaust gas can be sufficiently increased, and the exhaust gas purifying catalyst in a high temperature state can be used. 1
By burning the exhaust gas purifying catalyst 11 at the installation portion 1 or the like, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11 can be further effectively promoted.

【0112】したがって、図5(B)〜(D)の破線c
で示すように、排気ガス浄化触媒11が高温状態に移行
した時点T2の以降も吸気行程で燃料を一括噴射するよ
うに構成した場合に比べ、図5(B)〜(D)の実線a
で示すように、排気ガス温度を効果的に上昇させて上記
排気ガス浄化触媒11を迅速に活性化させ、そのHC浄
化率を効果的に上昇させることができるとともに、HC
成分の排出量を効果的に低減することができる。
Therefore, the dashed line c in FIGS.
As shown by a solid line a in FIGS. 5B to 5D, as compared with a case in which the fuel is collectively injected in the intake stroke even after the time T2 when the exhaust gas purification catalyst 11 shifts to the high temperature state.
As shown by, the exhaust gas temperature can be effectively increased to quickly activate the exhaust gas purification catalyst 11, and the HC purification rate can be effectively increased.
Emissions of components can be effectively reduced.

【0113】一方、図5(B)〜(D)の一点鎖線bで
示すように、始動後の時点T1から所定時点T2が経過
するまでの間、吸気行程で燃料の一括噴射を行うように
構成されたものにおいて、上記所定時点T2で圧縮行程
と、膨張行程とに分割して燃料を噴射する制御状態に移
行するように構成した場合には、上記排気ガス浄化触媒
11を充分に昇温させることができない状態で、膨張行
程の燃料噴射が行われるため、この燃料を、排気ガス浄
化触媒11の設置部等において効果的に燃焼させること
ができず、多量のHC成分が外部に排出されることにな
る。
On the other hand, as shown by the alternate long and short dash line b in FIGS. 5 (B) to 5 (D), batch injection of fuel is performed in the intake stroke until a predetermined time T2 elapses from the time T1 after the start. In the above configuration, when the control state is shifted to the control state of injecting fuel in the compression stroke and the expansion stroke at the predetermined time T2, the exhaust gas purification catalyst 11 is sufficiently heated. Since the fuel is injected during the expansion stroke in a state in which the fuel cannot be discharged, the fuel cannot be effectively burned at the installation portion of the exhaust gas purification catalyst 11 or the like, and a large amount of the HC component is discharged to the outside. Will be.

【0114】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
にあると判定された場合には、上記低温状態で吸気行程
と圧縮行程とに分割して噴射された燃焼および上記高温
状態で圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射された燃料
により決定される排気ガス中の空燃比を、13よりもリ
ーン状態とするように制御することが望ましく、このよ
うに構成した場合には、必要以上の燃料が噴射されるこ
とによる燃費の悪化を防止できるとともに、排気ガス浄
化触媒11の低温状態で未燃焼燃料が排気通路3に排出
されることよるエミッションの悪化を防止することがで
きる。
If it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is not warmed up, the combustion is divided into the intake stroke and the compression stroke in the low temperature state, and the compression stroke is divided in the high temperature state. It is desirable to control the air-fuel ratio in the exhaust gas determined by the fuel divided and injected into the expansion stroke so that the air-fuel ratio is leaner than 13, and in such a configuration, it is more than necessary. In addition, it is possible to prevent deterioration of fuel efficiency due to the injection of the fuel, and prevent deterioration of emission due to discharge of unburned fuel to the exhaust passage 3 when the exhaust gas purification catalyst 11 is in a low temperature state.

【0115】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判定された場合に、排気ガス
中の空燃比を13〜16の範囲内とするように制御する
ように構成した場合には、空燃比が必要以上にリッチに
なって燃費が悪化するのを防止できるとともに、未燃焼
燃料が排気通路3に排出されるのを抑制してエミッショ
ンの悪化を防止でき、かつ空燃比が必要以上にリーンと
なって燃焼性が悪化するのを防止できるとともに、余剰
な空気(酸素)により排気ガスが冷されることによる排
気ガス温度の低下を防止できるという利点がある。
Further, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled to be within a range of 13 to 16. In this case, it is possible to prevent the fuel efficiency from deteriorating due to the air-fuel ratio becoming richer than necessary, and to prevent the unburned fuel from being discharged into the exhaust passage 3, thereby preventing the deterioration of the emission. However, there is an advantage that it is possible to prevent the combustion property from becoming unnecessarily lean and to deteriorate the combustibility, and to prevent a decrease in the exhaust gas temperature due to the cooling of the exhaust gas by excess air (oxygen).

【0116】さらに、排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態における高温状態にあると判定された場合に、排気ガ
ス中の空燃比を13〜16の範囲内とするように制御す
るように構成した場合には、空燃比が必要以上にリッチ
になって燃費が悪化するのを防止し、かつ空燃比が必要
以上にリーンとなって排気ガスが冷却されるのを防止で
きるという利点がある。
Further, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled to be in the range of 13 to 16. In this case, there is an advantage that it is possible to prevent the air-fuel ratio from becoming richer than necessary and the fuel efficiency from deteriorating, and to prevent the air-fuel ratio from becoming leaner than necessary and cooling the exhaust gas.

【0117】また、排気ガス中の空燃比を検出するO2
センサ10の活性化後に、このO2センサ10の出力値
に基づいて排気ガス中の空燃比が理論空燃比となるよう
に燃料噴射量をフィードバック制御するように構成して
もよい。このように構成した場合には、未燃焼燃料が排
気通路3に排出されるのを防止しつつ、燃焼性を確保す
るように、O2センサ10の出力値に基づいて排気ガス
中の空燃比を理論空燃比とする制御を高精度で適正に実
行し、適正な燃焼状態に維持して排気ガス温度を効果的
に上昇させることができる。
Further, O 2 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas is used.
After the sensor 10 is activated, the fuel injection amount may be feedback-controlled based on the output value of the O 2 sensor 10 so that the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In the case of such a configuration, the air-fuel ratio in the exhaust gas is determined based on the output value of the O 2 sensor 10 so as to prevent the unburned fuel from being discharged into the exhaust passage 3 and secure the combustibility. Is appropriately and accurately executed with high accuracy, and the exhaust gas temperature can be effectively increased while maintaining a proper combustion state.

【0118】なお、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、吸気行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴
射するように構成した場合について説明したが、これに
限られず、上記低温状態で少なくとも圧縮行程で燃料を
噴射するように構成すればよい。
In the above embodiment, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in the unwarmed state, the fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke to inject fuel. Although the above description has been made, the present invention is not limited to this, and the fuel may be injected at least in the compression stroke in the low temperature state.

【0119】例えば、排気ガス浄化触媒11の未暖機状
態における低温状態におけるエンジンの低負荷運転時等
において、圧縮行程前期と、圧縮行程後期とに分割して
燃料を噴射するように構成してもよく、このように構成
した場合には、点火プラグ4の回りに燃料が過度に拡散
するのを防止しつつ、その周囲の混合気を適度なリーン
状態にして、燃料噴射量が比較的少ない上記低負荷運転
時等でも、燃焼性を良好状態に維持して排気ガス温度を
効果的に上昇させることができる。
For example, when the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up and the engine is operating under a low load in a low temperature state, the fuel is divided into the first half of the compression stroke and the second half of the compression stroke to inject fuel. In such a case, the fuel mixture is prevented from excessively diffusing around the spark plug 4 and the surrounding air-fuel mixture is set to an appropriate lean state so that the fuel injection amount is relatively small. Even during the low load operation, the exhaust gas temperature can be effectively increased while maintaining good combustion.

【0120】また、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態
における低温状態におけるアイドル運転時等において、
排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態に
あると判定された場合に、圧縮行程で燃料を一括して噴
射するように構成してもよく、このように構成した場合
には、上記点火プラグ4の回りに燃料が過度に拡散する
ことを効果的に防止しつつ、その周囲の混合気を適度な
リーン状態とし、燃料噴射量がかなり少ないアイドル運
転時等に、燃焼性を向上させることができる。
Further, when the exhaust gas purifying catalyst 11 is idling at a low temperature in an unwarmed state, etc.
When it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel may be collectively injected in the compression stroke. While effectively preventing the fuel from excessively diffusing around the spark plug 4, the surrounding air-fuel mixture is set to an appropriate lean state, and the combustion performance is improved during an idling operation with a considerably small fuel injection amount. be able to.

【0121】また、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における高温状態にあると判定され
た場合に、圧縮行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴
射するように構成したため、エンジンのアイドル運転時
等において、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プ
ラグ4の回りにリッチな空燃比の混合気を形成して着火
性を確保できるとともに、膨張行程で噴射された燃料に
よって排気ガス温度を効果的に上昇させ、排気ガス浄化
触媒11の暖機を促進することができるという利点があ
る。
Further, in the above embodiment, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in a non-warmed state, the fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke to inject fuel. Therefore, when the engine is idling, the fuel injected in the compression stroke forms a rich air-fuel mixture around the ignition plug 4 to ensure ignitability. There is an advantage that the temperature of the exhaust gas can be effectively increased and the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11 can be promoted.

【0122】なお、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にある場合において分割噴射を実行す
る際の早期噴射の時期は、上記圧縮行程に限定されるこ
となく、例えば、エンジンの中負荷または高負荷運転領
域で、吸気行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴射す
るように構成してもよい。このように構成した場合に
は、吸気行程で噴射された燃料を均一に拡散させた状態
で均一燃焼させることにより、エンジン出力を確保でき
るとともに、膨張行程で噴射された燃料によって排気ガ
ス浄化触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
The timing of the early injection when executing the split injection when the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in an unwarmed state is not limited to the above-described compression stroke. In the load or high load operation region, the fuel may be injected separately into the intake stroke and the expansion stroke. In the case of such a configuration, the fuel injected in the intake stroke is uniformly diffused and uniformly burned, so that the engine output can be secured and the exhaust gas purification catalyst 11 can be secured by the fuel injected in the expansion stroke. Can effectively promote warm-up.

【0123】また、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態
における高温状態におけるエンジンの低負荷運転時等
に、吸気行程と、圧縮行程と、膨張行程とに分割して燃
料を噴射するように構成してもよい。このように構成し
た場合には、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プ
ラグ4の回りにリッチな空燃比の混合気を形成して着火
性を確保できるとともに、点火プラグ4の周囲に、吸気
行程で噴射された燃料によってリーンな混合気を形成し
て緩慢燃焼を行わせることにより、排気ガス温度を効果
的に上昇させ、かつ膨張行程で噴射された燃料によって
排気ガス浄化触媒11の暖機を促進することができる。
Further, when the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up and the engine is operating under a low load in a high temperature state, the fuel is divided into an intake stroke, a compression stroke, and an expansion stroke to inject fuel. May be. With this configuration, the fuel injected in the compression stroke forms a rich air-fuel mixture around the ignition plug 4 to ensure ignitability, and the intake stroke is formed around the ignition plug 4. A lean mixture is formed by the fuel injected in the step (1) to perform slow combustion, thereby effectively increasing the exhaust gas temperature, and warming up the exhaust gas purification catalyst 11 by the fuel injected in the expansion stroke. Can be promoted.

【0124】また、上記ように排気ガス浄化触媒11が
未暖機状態における低温状態に、エンジンの運転状態に
応じて燃料の噴射時期を変化させるように構成されたも
のにおいて、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る高温状態になったことが判別された場合に、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に
加えて、膨張行程で燃料の追加噴射を行うように構成し
てもよい。このように構成した場合には、排気ガス浄化
触媒11が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行
した時点で、運転状態の急変が生じるのを効果的に防止
しつつ、膨張行程で噴射された燃料を排気通路3内等で
充分に燃焼させることにより、上記触媒11の暖機を効
果的に促進することができる。
Further, in the above-described structure in which the fuel injection timing is changed according to the operating state of the engine, the exhaust gas purification catalyst 11 is changed to a low temperature state in which the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up. When it is determined that the temperature of the exhaust gas purifying catalyst has reached the high temperature state in the unwarmed state, the exhaust gas purification catalyst performs the additional injection of the fuel in the expansion stroke in addition to the fuel injection in the low temperature state in the unwarmed state. You may comprise. In such a configuration, when the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up and transitions from a low-temperature state to a high-temperature state, it is possible to effectively prevent a sudden change in the operating state from occurring, and to prevent the sudden change in the operating state during the expansion stroke. By sufficiently burning the injected fuel in the exhaust passage 3 or the like, the warm-up of the catalyst 11 can be effectively promoted.

【0125】また、上記のように排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
に、圧縮行程で燃料を一括して噴射するように構成され
たものでは、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、上記排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加
えて、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この
追加燃料の噴射量を、点火前に噴射された燃料と同等か
それ以下とするように制御することが望ましい。
Further, as described above, the exhaust gas purifying catalyst 11
Is configured to inject fuel in the compression stroke in a batch when it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the exhaust gas purification catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state. When it is determined that, in addition to the fuel injection in the low temperature state when the exhaust gas purification catalyst is not warmed up, additional injection of fuel is performed in the expansion stroke, and the injection amount of this additional fuel is changed before ignition. It is desirable to control so as to be equal to or less than the injected fuel.

【0126】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合
に、運転状態の急変および燃費の悪化を生じることな
く、膨張行程で噴射された燃料を燃焼し易い状態として
排気通路3内等で充分に燃焼させることにより、上記触
媒11の暖機を効果的に促進することができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
Is not warmed up, and when the state shifts from the low temperature state to the high temperature state, the fuel injected in the expansion stroke is easily combusted in the exhaust passage 3 or the like without causing a sudden change in the operating state and deterioration in fuel efficiency. By sufficiently burning, the warm-up of the catalyst 11 can be effectively promoted.

【0127】さらに、上記のように排気ガス浄化触媒1
1が未暖機状態における低温状態にあると判定された場
合に、吸気行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴射
し、あるいは圧縮行程前期と、圧縮行程後期とに分割し
て燃料を噴射するように構成されたものでは、排気ガス
浄化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると判
定された場合に、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程で燃料
の追加噴射を行うとともに、この追加噴射の燃料量を、
点火前に噴射された燃料量よりも少なくするように制御
することが望ましい。
Further, as described above, the exhaust gas purifying catalyst 1
If it is determined that the fuel cell 1 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is divided into the intake stroke and the compression stroke to inject fuel, or the fuel is divided into the first half of the compression stroke and the second half of the compression stroke to inject fuel. When the exhaust gas purification catalyst 11 is determined to be in the high temperature state in the unwarmed state, the fuel injection in the low temperature state in the unwarmed state is performed. In addition, while performing additional injection of fuel in the expansion stroke, the fuel amount of this additional injection is
It is desirable to control the fuel amount to be smaller than the amount of fuel injected before ignition.

【0128】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合
に、運転状態の急変および燃費の悪化を効果的に防止し
つつ、膨張行程で噴射された燃料を燃焼させ易い状態と
して、排気通路3内等で充分に燃焼させることにより、
上記触媒11の暖機を効果的に促進することができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
When the engine is not warmed up and transitions from a low-temperature state to a high-temperature state, the exhaust passage is set as a state in which the fuel injected in the expansion stroke is easily combusted while effectively preventing sudden changes in the operating state and deterioration of fuel efficiency. By burning enough in 3 etc.
The warm-up of the catalyst 11 can be effectively promoted.

【0129】また、上記のように未暖機状態にある排気
ガス浄化触媒11の温度状態に応じて燃料の噴射時期を
制御する上記実施形態に代え、エンジンの運転領域に応
じて燃料の噴射時期を制御するように構成してもよい。
すなわち、上記排気ガス触媒11の未暖機状態におい
て、エンジンの所定負荷以下の運転領域にあると判定さ
れた場合には、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分割して
噴射するとともに、上記運転領域よりも高負荷側の運転
領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を行った後、膨張
行程で燃料を噴射するように構成してもよい。
The fuel injection timing is controlled in accordance with the operating range of the engine instead of the above-described embodiment in which the fuel injection timing is controlled in accordance with the temperature state of the exhaust gas purification catalyst 11 which is not warmed up. May be controlled.
That is, when it is determined that the exhaust gas catalyst 11 is in the operating range below the predetermined load of the engine in the unwarmed state, the fuel is divided and injected into the intake stroke and the compression stroke, and In the operation range on the higher load side than the range, the fuel is injected in the compression stroke and then injected in the expansion stroke so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. You may.

【0130】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
の未暖機状態において、燃料噴射量が比較的少ないエン
ジンの低中負荷領域等では、吸気行程と圧縮行程とに分
割して燃料を噴射することにより、吸気行程で噴射され
た燃料によって筒内に均一な混合気を形成し、圧縮行程
で噴射された燃料によって筒内の混合気に濃淡を付けて
点火プラグ4の回りにリッチな空燃費の混合気を形成す
ることにより、着火性ないし初期燃焼性を充分に確保で
きるとともに、排気ガス温度を効果的に上昇させること
ができる。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排
気ガス浄化触媒11の未暖機状態におけるエンジンの高
負荷側の運転領域等では、排気ガス中の空燃比が理論空
燃比よりもリーンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を
行った後、膨張行程で燃料を噴射することにより、高負
荷側ゆえの燃焼ガスの温度上昇と、余剰酸素とによって
膨張行程での燃焼性を高め、かつ未燃焼燃料の排出を防
止しつつ、上記触媒11の暖機を効果的に促進すること
ができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
In a low-medium load region of an engine having a relatively small fuel injection amount in a non-warmed state, the fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke, and fuel is injected. A uniform air-fuel mixture is formed, and the air-fuel mixture in the cylinder is enriched by the fuel injected in the compression stroke to form a rich air-fuel mixture around the ignition plug 4, thereby providing ignitability or initial ignition. In addition to ensuring sufficient combustibility, the exhaust gas temperature can be effectively increased. Further, in an operating region on the high load side of the engine in an unwarmed state of the exhaust gas purifying catalyst 11 in which the exhaust gas temperature tends to increase, the air-fuel ratio in the exhaust gas is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. After the fuel is injected in the compression stroke, the fuel is injected in the expansion stroke to increase the temperature of the combustion gas due to the high load side and the excess oxygen to increase the combustibility in the expansion stroke, and to increase the unburned fuel. It is possible to effectively promote the warm-up of the catalyst 11 while preventing the discharge of the catalyst.

【0131】さらに、燃料噴射量の多いエンジンの高負
荷側の運転領域では、圧縮行程での燃料噴射量を排気ガ
ス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設
定するように構成してもよく、この構成によれば、排気
ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス浄化触媒11の
未暖機状態における上記エンジンの高負荷領域で、上記
圧縮行程で噴射された燃料を余剰酸素によって積極的に
燃焼させることにより、上記触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。特に、上記高負荷側の運転領域
で、圧縮行程前期と、圧縮行程後期で燃料を噴射した後
に、膨張行程で燃料を噴射する制御を実行するように構
成した場合には、上記余剰酸素による膨張行程での燃焼
を促進して排気温度を、より上昇させることができるた
め、上記触媒11の暖機を、さらに効果的に促進するこ
とができる。
Further, in an operation region on the high load side of an engine having a large fuel injection amount, the fuel injection amount in the compression stroke is set so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. According to this configuration, the fuel injected in the compression stroke in the high-load region of the engine in the unwarmed state of the exhaust gas purifying catalyst 11 in which the exhaust gas temperature tends to increase may be supplied with excess oxygen. Thus, the warm-up of the catalyst 11 can be effectively promoted. In particular, in a case where the fuel injection is performed in the first half of the compression stroke and the second half of the compression stroke in the operation region on the high load side, control is performed to inject fuel in the expansion stroke. Since the exhaust temperature can be further raised by promoting the combustion in the process, the warm-up of the catalyst 11 can be further effectively promoted.

【0132】また、上記温度状態判別手段16によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判定された場合
に、エンジンの低回転領域では、吸気行程と圧縮行程と
に燃料を分割して噴射するとともに、エンジンの高回転
側の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よ
りもリーンとなるように、吸気行程から圧縮行程までの
間に燃料噴射を行った後に、膨張行程で燃料を噴射する
ように構成してもよい。
When the temperature state determining means 16 determines that the exhaust gas purifying catalyst is not warmed up, the fuel is divided into the intake stroke and the compression stroke in the low engine speed region of the engine and injected. At the same time, in the operating region on the high rotation side of the engine, the fuel is injected between the intake stroke and the compression stroke so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. You may comprise so that fuel may be injected.

【0133】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
の未暖機状態におけるエンジンの低回転時に、吸気行程
と圧縮行程とに燃料を分割噴射することにより、圧縮行
程で噴射された燃料によって点火プラグ4の回りに比較
的リッチな空燃比の混合気を形成して着火性が確保でき
るとともに、その周囲に、吸気行程で噴射された燃料に
よってリーンな混合気を形成して緩慢燃焼させることに
より、排気ガス温度を効果的に上昇させることができ
る。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス
浄化触媒11の未暖機状態におけるエンジンの高回転側
の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比より
もリーンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を行った後
に、膨張行程で燃料が噴射されることにより、単位時間
当りの燃焼回数が多い高回転ゆえの燃焼ガス温度の上昇
と、余剰酸素とによって膨張行程での燃料の排出を防止
しつつ、膨張行程での燃焼性を高め、かつ未燃焼燃料の
排出を抑制した状態で、上記触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
When the engine is running at a low speed in an unwarmed state, the fuel is dividedly injected into the intake stroke and the compression stroke, so that the fuel injected in the compression stroke has a relatively rich air-fuel mixture around the spark plug 4. Is formed so that the ignitability can be ensured, and the fuel injected in the intake stroke forms a lean air-fuel mixture around the fuel cell and slowly burns the mixture, thereby effectively raising the exhaust gas temperature. Further, in an operating region on the high rotation side of the engine in an unwarmed state of the exhaust gas purification catalyst 11 in which the exhaust gas temperature tends to increase, the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. After the fuel is injected in the compression stroke, the fuel is injected in the expansion stroke, so that the combustion gas temperature rises due to the high number of combustions per unit time due to high rotation, and the excess oxygen causes the fuel to be injected in the expansion stroke. It is possible to effectively promote the warming-up of the catalyst 11 in a state in which the combustibility in the expansion stroke is increased while the discharge of unburned fuel is suppressed while preventing discharge.

【0134】また、排気通路3に二次エアを供給して排
気ガス浄化触媒11を活性化させる二次エア供給手段2
0を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、温度状態判別
手段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態にあると判定された場合に、少なくとも
圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒11が未暖
機状態における高温状態にあると判定された場合に、排
気ガス中の空燃比が13よりもリーンとなるように、吸
気行程から圧縮行程までの間に燃料の早期噴射を行った
後に、膨張行程で燃料を後期噴射を行うように制御する
とともに、上記二次エア供給手段20によって二次エア
を供給するように構成してもよい。
The secondary air supply means 2 for supplying secondary air to the exhaust passage 3 to activate the exhaust gas purifying catalyst 11.
In the in-cylinder injection type engine provided with 0, when the temperature state determination means 16 determines that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected at least in the compression stroke, and the exhaust gas is exhausted. When it is determined that the purification catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, early injection of fuel is performed between the intake stroke and the compression stroke so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than 13. After performing the control, the fuel may be controlled to perform the latter-stage injection in the expansion stroke, and the secondary air may be supplied by the secondary air supply unit 20.

【0135】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
に、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度を
上昇させることにより、未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、上記触媒11の暖機を促進できるとともに、排気ガ
ス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると
判定された場合に、上記膨張行程で噴射された燃料を排
気通路3内等において上記二次エアにより積極的に燃焼
させることができるため、未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、上記触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
Is determined to be in the low temperature state in the unwarmed state, the exhaust gas temperature is increased by the fuel injected in the compression stroke, thereby preventing the discharge of the unburned fuel and warming up the catalyst 11. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in the unwarmed state, the fuel injected in the expansion stroke is positively activated by the secondary air in the exhaust passage 3 and the like. Since the fuel can be burned, the warm-up of the catalyst 11 can be effectively promoted while preventing the emission of unburned fuel.

【0136】また、上記実施形態において、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合には、同低温状態にある場合に比べて点火前
の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高くなるように
制御し、かつ排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判定された場合に、上記点火時期制
御手段18により、点火時期をMBTよりも所定量だけ
遅角させるとともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態に
おける高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にある場合に
比べて点火時期をMBT側に進角させるように制御する
ことが望ましい。
Further, in the above embodiment, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, the exhaust gas by the fuel injection before the ignition is compared with the case where the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state. When the air-fuel ratio is controlled to be high, and it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is controlled by the ignition timing control means 18 to a point higher than the MBT. When the exhaust gas purification catalyst is determined to be in the high temperature state in the unwarmed-up state, the ignition timing is retarded compared to when the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low-temperature state in the unwarmed-up state. It is desirable to control so as to advance to the MBT side.

【0137】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にある場合に、上記点火
時期制御手段18により、点火時期をMBTよりも所定
量だけ遅角することにより、排気ガス温度を上昇させて
上記触媒11の暖機を効果的に促進することができる。
また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態で低温状態か
ら高温状態に移行した時点で、上記低温状態にある場合
に比べて点火時期をMBT側に進角させることにより、
燃料の総噴射量を増大させることなく、エンジントルク
を確保できるため、燃費の悪化を防止することができ
る。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
Is in a low temperature state in a non-warmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT by the ignition timing control means 18 to raise the exhaust gas temperature and to warm up the catalyst 11. Can be effectively promoted.
Further, when the exhaust gas purification catalyst 11 has transitioned from a low temperature state to a high temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is advanced to the MBT side as compared with the case where the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state.
Since the engine torque can be secured without increasing the total fuel injection amount, deterioration of fuel efficiency can be prevented.

【0138】また、エンジン回転数等に基づいてエンジ
ンが始動状態にあるか否かを判別する始動判別手段19
と、上記排気ガス浄化触媒11が活性状態あるか否かを
判別する上記温度状態判別手段16等からなる触媒状態
判別手段と、上記始動判別手段19によってエンジンが
始動状態にあると判定された場合に、吸気行程でのみ燃
料を噴射する第1の噴射形態とし、エンジンの始動後に
上記触媒判別手段によって触媒が未暖機状態にあると判
定された場合に、予め設定された所定期間は、吸気行程
から圧縮行程にかけての期間内で燃料を分割噴射すると
ともに、その後期噴射時期を圧縮行程とした第2の噴射
形態とし、かつ上記所定時間の経過後は、圧縮行程と膨
張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴射形態とす
るように燃料の噴射時期を制御する燃料噴射制御手段1
7とを設けた構造としてもよい。
[0138] Further, a start judging means 19 for judging whether or not the engine is in a starting state based on the engine speed or the like.
A case where the engine state is determined to be in a starting state by the catalyst state determining means including the temperature state determining means 16 and the like for determining whether the exhaust gas purifying catalyst 11 is in an active state and the start determining means 19. In a first injection mode in which fuel is injected only during the intake stroke, when the catalyst is determined to be in a non-warmed state by the catalyst determination unit after the engine is started, the intake period is set to a predetermined time period. During the period from the stroke to the compression stroke, the fuel is dividedly injected, and a second injection mode is used in which the later injection timing is a compression stroke. After the predetermined time has elapsed, the fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke. Injection control means 1 for controlling the fuel injection timing so as to obtain a third injection mode in which the fuel is injected.
7 may be provided.

【0139】上記構成によれば、エンジンの始動時に吸
気行程度のみで燃料を噴射することにより、混合気の均
一化を図ってエンジンの始動性を確保できるとともに、
エンジンの始動直後に、吸気行程から圧縮行程にかけて
の期間内で燃料を分割噴射することにより、排気ガス温
度を上昇させて上記触媒11の暖機を促進することがで
きる。また、エンジンの始動後に所定時間が経過した時
点で、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する
第3の噴射形態に移行して、膨張行程で噴射された燃料
を排気通路3内等で燃焼させることにより、未燃焼燃料
の排出を防止しつつ、上記触媒11の暖機をさらに効果
的に促進することができる。
According to the above configuration, by injecting fuel only in the intake line at the start of the engine, the mixture can be made uniform and the startability of the engine can be ensured.
Immediately after the start of the engine, the fuel is split and injected within a period from the intake stroke to the compression stroke, whereby the temperature of the exhaust gas can be increased and the warm-up of the catalyst 11 can be promoted. Further, at a point in time when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, a transition is made to a third injection mode in which fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke, and fuel injected in the expansion stroke is discharged into the exhaust passage 3. By burning the catalyst 11 and the like, it is possible to more effectively promote the warm-up of the catalyst 11 while preventing the discharge of unburned fuel.

【0140】また、上記実施形態において、点火前に噴
射される第1の噴射形態における燃料の噴射量を第2の
噴射形態よりも多くするとともに、この第2の噴射形態
における燃料の噴射量を第3の噴射形態よりも多くする
ように制御することが望ましい。上記構成によれば、エ
ンジンの始動時に、混合気を比較的にリッチな状態とす
ることにより、エンジンの始動性を確保できるととも
に、エンジンの始動直後に、排気ガス温度を上昇させて
上記触媒11の暖機を促進し得る量の燃料を噴射するこ
とができ。また、エンジンの始動後に所定時間が経過し
た時点では、混合気を比較的にリーンな状態とすること
により、膨張行程で噴射された燃料が未燃焼状態で排出
されることを防止しつつ、上記触媒11の暖機をさらに
効果的に促進することができる。
Further, in the above embodiment, the fuel injection amount in the first injection mode to be injected before ignition is made larger than that in the second injection mode, and the fuel injection amount in the second injection mode is increased. It is desirable to control so as to increase the number of injections more than the third injection mode. According to the above configuration, when the engine is started, the air-fuel mixture is made relatively rich so that the startability of the engine can be ensured. It is possible to inject an amount of fuel that can promote warm-up. Further, when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, the air-fuel mixture is made relatively lean, thereby preventing the fuel injected in the expansion stroke from being discharged in an unburned state, and Warm-up of the catalyst 11 can be further effectively promoted.

【0141】さらに、上記実施形態において、点火時期
制御手段18により、第2の噴射形態における点火時期
を、MBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、第3
の噴射形態における点火時期を、上記第2噴射形態に比
べてMBT側に進角させるように制御するようにしても
よい。この構成によれば、エンジンの始動直後に、点火
時期をMBTよりも所定量だけ遅角させることにより、
排気ガス温度を上昇させて上記触媒11の暖機を効果的
に促進できるとともに、エンジンの始動後に所定時間が
経過した時点で、始動直後に比べて点火時期をMBT側
に進角することにより、空燃比がリーン状態に制御され
ることによるトルク低下を抑制できるという利点があ
る。
Further, in the above embodiment, the ignition timing in the second injection mode is retarded by a predetermined amount from the MBT by the ignition timing
The ignition timing in this injection mode may be controlled to be advanced to the MBT side as compared to the second injection mode. According to this configuration, immediately after the start of the engine, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT,
By raising the temperature of the exhaust gas and effectively promoting the warm-up of the catalyst 11, the ignition timing is advanced to the MBT side when a predetermined time has elapsed after the start of the engine, as compared with immediately after the start of the engine. There is an advantage that a decrease in torque due to the air-fuel ratio being controlled to a lean state can be suppressed.

【0142】また、上記実施形態では、温度状態判別手
段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状態にお
ける低温状態にあると判別された場合に、少なくとも圧
縮行程で燃料を噴射するように構成した例について説明
したが、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低
温状態にあると判別された場合には、上記燃料噴射制御
手段17により、吸気行程から点火時期までの間に燃料
噴射を行って排気温度を上昇させる温度上昇制御を実行
し、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状
態にあると判別された場合には、吸気行程から点火時期
までの間に噴射される燃料量を理論空燃比よりもリーン
状態となるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料
噴射を行うように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, when the temperature state determining means 16 determines that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected at least in the compression stroke. Although the example has been described, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel injection control unit 17 performs the fuel injection from the intake stroke to the ignition timing. When the exhaust gas purifying catalyst 11 is determined to be in a high temperature state in the unwarmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing is determined. May be set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel may be injected during the expansion stroke after ignition.

【0143】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態の低温状態にあると判定された場合には、
吸気行程から点火時期までの間に燃料噴射を行いつつ、
排気ガス浄化触媒11の温度を上昇させる温度上昇制御
を実行することにより、排気ガス浄化触媒11の暖機を
効果的に促進することができる。また、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態で高温状態にあると判定された場合
には、吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料
量を、理論空燃比よりもリーン状態となるように設定す
ることにより、余剰酸素を十分に確保した状態で、点火
後の膨張行程で噴射された燃料を、燃焼室内ないし排気
通路内で燃焼させることにより、未燃焼燃料の排出を抑
制しつつ、上記排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
Is determined to be in the low temperature state of the warm-up state,
While performing fuel injection from the intake stroke to the ignition timing,
By executing the temperature increase control for increasing the temperature of the exhaust gas purification catalyst 11, the warm-up of the exhaust gas purification catalyst 11 can be effectively promoted. Further, when it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is in a high temperature state without being warmed up, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. By setting as above, the fuel injected in the expansion stroke after ignition is burned in the combustion chamber or the exhaust passage in a state where the excess oxygen is sufficiently secured, thereby suppressing the emission of unburned fuel. Thus, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11 can be effectively promoted.

【0144】特に、上記実施形態において、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態の高温状態にあると判別された
場合に、点火時期制御手段18により点火時期をMBT
よりも所定量だけ遅角させるように構成した場合には、
燃焼を緩慢にすることによって排気ガス温度を上昇させ
ることができるため、排気ガス浄化触媒11の暖機を、
より効果的に促進することができる。
In particular, in the above embodiment, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in which the exhaust gas purifying catalyst 11 is not warmed up, the ignition timing control means 18 sets the ignition timing to the MBT.
If it is configured to retard by a predetermined amount than
Since the exhaust gas temperature can be increased by slowing down the combustion, the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11
It can be more effectively promoted.

【0145】さらに、上記点火時期をMBTよりも所定
量だけ遅角させる制御の実行時に、少なくとも吸気行程
で燃料噴射を行うように構成した場合には、吸気行程で
噴射される燃料により筒内に均一な混合気を形成して燃
焼性を向上させることができるため、点火時期の遅角制
御が許容されることになる。したがって、上記点火時期
制御手段18によって点火時期をMBTよりも所定量だ
け遅角させることにより、燃焼性を良好状態に維持しつ
つ、排気ガス温度を上昇させて排気ガス浄化触媒11の
暖機を効果的に促進できるという利点がある。
Further, when the fuel injection is performed at least in the intake stroke at the time of executing the control for retarding the ignition timing by a predetermined amount from the MBT, the fuel injected in the intake stroke enters the cylinder by the fuel. Since a uniform air-fuel mixture can be formed to improve the combustibility, the ignition timing can be retarded. Therefore, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT by the ignition timing control means 18 so that the exhaust gas temperature is raised and the warm-up of the exhaust gas purification catalyst 11 is maintained while maintaining good combustion. There is an advantage that it can be effectively promoted.

【0146】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判別された場合に、膨張行程
で噴射される燃料噴射量を可変制御することにより、排
気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り
返し変化させるように構成してもよい。このように構成
した場合には、上記膨張行程で噴射される燃料噴射量を
可変制御して排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリーン
状態とに繰り返し変化させることにより、リーン状態で
触媒に吸蔵された酸素と、リッチ状態で供給された余剰
燃料とを適正に反応させて未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的に促進するこ
とができる。
When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled by variably controlling the fuel injection amount injected in the expansion stroke. , The state may be repeatedly changed between the rich state and the lean state. With this configuration, the amount of fuel injected during the expansion stroke is variably controlled to repeatedly change the air-fuel ratio in the exhaust gas between the rich state and the lean state, thereby storing the catalyst in the lean state. The warm-up of the exhaust gas purification catalyst 11 can be effectively promoted while preventing the emission of unburned fuel by appropriately reacting the supplied oxygen with the surplus fuel supplied in a rich state.

【0147】例えば、複数の気筒を有するエンジンの各
気筒間で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御し、あるい
は図6に示すように、膨張行程で燃料噴射を行う気筒
と、膨張行程で燃料噴射を行うことなく、圧縮行程等の
みにおいて燃料噴射を行う気筒とを交互に設けて上記膨
張行程の燃料噴射を間欠的に実行することにより、排気
ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返
し変化させるように構成した場合には、未燃焼燃料の排
出を防止しつつ、排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的
に促進することができる。
For example, between the cylinders of an engine having a plurality of cylinders, the fuel injection amount in the expansion stroke is variably controlled, or as shown in FIG. By performing the fuel injection in the expansion stroke intermittently by alternately providing the cylinders for performing the fuel injection only in the compression stroke and the like without performing the injection, the air-fuel ratio in the exhaust gas is set to the rich state and the lean state. When it is configured to change repeatedly, the warm-up of the exhaust gas purification catalyst 11 can be effectively promoted while preventing the discharge of unburned fuel.

【0148】また、複数の気筒を有するエンジンの同一
気筒内で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御し、あるい
は同一気筒内で上記膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行
することにより、排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリ
ーン状態とに繰り返し変化させるように構成した場合に
おいても、同様の効果を奏することができる。
Also, by controlling the amount of fuel injection during the expansion stroke variably in the same cylinder of an engine having a plurality of cylinders, or by intermittently executing the fuel injection during the expansion stroke within the same cylinder, the exhaust gas The same effect can be obtained even when the medium air-fuel ratio is repeatedly changed between the rich state and the lean state.

【0149】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判別された場合に、排気ガス
中の空燃比を14〜17の範囲内とするように制御する
ように構成した場合には、上記空燃比を14以上とする
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化するのを防止でき、また上記空燃比を17以下とす
ることにより、空燃比が必要以上にリーンとなって排気
ガスが冷却されるのを防止できるという利点がある。
When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in the high temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled to be in the range of 14 to 17. In this case, by setting the air-fuel ratio to 14 or more, it is possible to prevent the air-fuel ratio from becoming unnecessarily rich and deteriorating fuel efficiency, and by setting the air-fuel ratio to 17 or less, the air-fuel ratio becomes necessary. As described above, there is an advantage that it is possible to prevent the exhaust gas from becoming lean and being cooled.

【0150】上記排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態にあると判別された場合に、排気温度を
上昇させる温度上昇制御の具体例としては、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合に、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角
させることにより、排気温度を上昇させる温度上昇制御
を実行するものがある。すなわち、排気ガス浄化触媒1
1が未暖機状態における低温状態にある場合に、点火時
期をMBTよりも所定量だけ遅角させて燃焼を緩慢にす
ることにより、排気ガス温度を早期に上昇させて排気ガ
ス浄化触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
When the exhaust gas purification catalyst 11 is determined to be in a low temperature state in the unwarmed state, a specific example of the temperature rise control for increasing the exhaust gas temperature is as follows. In some cases, when it is determined that the engine is in a low temperature state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT, thereby executing a temperature increase control for increasing the exhaust gas temperature. That is, the exhaust gas purification catalyst 1
When the engine 1 is in the low temperature state in the unwarmed state, the ignition timing is retarded by a predetermined amount from the MBT to slow down the combustion, so that the exhaust gas temperature is raised early and the exhaust gas purification catalyst 11 Warm-up can be effectively promoted.

【0151】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合に、少なくと
も圧縮行程で燃料を噴射するとともに、燃料噴射時期
を、温間成層運転時と同一または温間成層運転時よりも
進角させるように構成してもよい。このように構成した
場合には、圧縮行程で噴射された燃料により点火プラグ
周りに比較的リッチな混合気を形成できるとともに、燃
料噴射時期を温間成層運転時と同一または進角状態に設
定することにより、上記点火プラグ周りに、必要以上に
リッチな混合気が形成されるのを防止して燃料の気化お
よび霧化を適度に促進し、これによって着火性を良好状
態に維持することができるとともに、排気温度の上昇を
促進して上記排気ガス浄化触媒11を効果的に暖機する
ことができる。
When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in the unwarmed state, fuel is injected at least in the compression stroke, and the fuel injection timing is the same as that in the warm stratification operation. You may comprise so that it may advance more than at the time of warm stratification operation. With such a configuration, a relatively rich air-fuel mixture can be formed around the ignition plug by the fuel injected in the compression stroke, and the fuel injection timing is set to the same or advanced state as in the warm stratification operation. Thereby, it is possible to prevent the formation of an unnecessarily rich air-fuel mixture around the ignition plug, appropriately promote the vaporization and atomization of the fuel, and thereby maintain the good ignitability. At the same time, it is possible to effectively warm up the exhaust gas purifying catalyst 11 by promoting the rise of the exhaust gas temperature.

【0152】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合には、少なく
とも圧縮行程で燃料を噴射するとともに、この圧縮行程
噴射を、圧縮行程の3/4が経過する前に終了させるよ
うに構成した場合には、上記点火プラグ4の周りに、必
要以上にリッチな混合気が形成されるのを防止して燃料
の気化および霧化を適度に促進することができる。
If it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in the unwarmed state, fuel is injected at least in the compression stroke, and this compression stroke injection is performed at 3/4 of the compression stroke. Is terminated before the lapse of time, the formation of an unnecessarily rich air-fuel mixture around the ignition plug 4 is prevented, and the vaporization and atomization of the fuel are appropriately promoted. be able to.

【0153】上記実施形態において、吸気弁と排気弁と
のオーバラップ量を可変にする開弁オーバラップ量可変
手段を設け、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合に、上記開弁オーバ
ラップ量を小さくするように構成してもよい。この構成
によれば、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における
低温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラ
ップ量が小さく設定されて内部EGR量が低減されるこ
とにより、排気ガス温度を効果的に高めることができ
る。また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における
高温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラ
ップ量が大きく設定されて内部EGR量が増大されるこ
とにより、燃焼効率が向上するため、未燃焼燃料の排出
を、より効果的に抑制することができる。
In the above-described embodiment, a valve-opening overlap amount varying means for varying the overlap amount between the intake valve and the exhaust valve is provided, and it is determined that the exhaust gas purification catalyst 11 is in the low temperature state in the unwarmed state. In such a case, the valve opening overlap amount may be reduced. According to this configuration, when the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature state in an unwarmed state, the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve is set small, and the internal EGR amount is reduced. The exhaust gas temperature can be effectively increased. Further, when the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in an unwarmed state, the amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve is set to be large and the internal EGR amount is increased, so that the combustion efficiency is improved. Therefore, the emission of unburned fuel can be more effectively suppressed.

【0154】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にある場合には、排気ガス中の空燃比
を14〜17の範囲内に調整するように構成することが
望ましい。このように構成した場合には、空燃比が必要
以上にリッチになって燃料の気化潜熱による排気ガス温
度の低下、ないし酸素不足による燃焼悪化を防止し、燃
費悪化や、未燃焼燃料が排気通路に排出されるのを防止
することができる。また、空燃比が必要以上にリーンと
なって燃焼性が悪化するという事態を生じることなく、
かつ排気ガス温度の低下を抑制しつつ、排気ガス浄化触
媒11の温度を上昇させる温度上昇制御を適正に実行す
ることができる。
When the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature state in an unwarmed state, it is desirable that the air-fuel ratio in the exhaust gas is adjusted to be in the range of 14 to 17. With such a configuration, the air-fuel ratio becomes unnecessarily rich to prevent a decrease in exhaust gas temperature due to latent heat of vaporization of the fuel or a deterioration in combustion due to a shortage of oxygen, and a deterioration in fuel efficiency and an increase in unburned fuel in the exhaust passage. Can be prevented from being exhausted. Also, without causing the situation that the air-fuel ratio becomes leaner than necessary and the combustibility deteriorates,
In addition, it is possible to appropriately execute the temperature increase control for increasing the temperature of the exhaust gas purification catalyst 11 while suppressing the decrease in the exhaust gas temperature.

【0155】また、排気ガス中の空燃比を検出するO2
センサ10を設け、このO2センサ10の出力値に基づ
いて燃料噴射量をフィードバック制御することにより、
排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とするように
構成した場合には、上記O2センサ10の出力値に基づ
いて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とする制
御を高精度で適正に実行することができる。
Further, O 2 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas is used.
By providing a sensor 10 and performing feedback control of the fuel injection amount based on the output value of the O 2 sensor 10,
When the air-fuel ratio in the exhaust gas is configured to be in the range of 14 to 17, the control is performed based on the output value of the O 2 sensor 10 so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is in the range of 14 to 17. Can be properly executed with high accuracy.

【0156】また、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11の未暖機時に、この排気ガス浄化触媒11の暖機
を促進する場合について説明したが、エンジンの成層リ
ーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度低下に起因
してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態になったと
上記温度状態判別手段16によって判別された場合に、
吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料量を気
筒内空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように制御
するように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the warm-up of the exhaust gas purifying catalyst 11 is promoted when the exhaust gas purifying catalyst 11 is not warmed up is explained. When the temperature state determining means 16 determines that the exhaust gas purifying catalyst 11 has become inactive due to the temperature decrease of the exhaust gas purifying catalyst 11,
The amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing is set so that the in-cylinder air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel is controlled to be injected during the expansion stroke after ignition. You may comprise.

【0157】上記構成によれば、所定時間に渡り成層リ
ーン運転が継続される等により、排気ガス浄化触媒11
の温度が低下して非活性状態になった場合に、吸気行程
から点火時期までの間に噴射される燃料量を、理論空燃
比よりもリーン状態となるように設定することにより、
余剰酸素を十分に確保した状態で、点火後の膨張行程で
噴射された燃料を、燃焼室内ないし排気通路3内で燃焼
させることにより、未燃焼燃料の排出を抑制しつつ、上
記触媒11を早期に再活性化することができる。
According to the above configuration, the stratified-lean operation is continued for a predetermined time, and the like.
By setting the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the temperature is lowered and becomes inactive,
The fuel injected in the expansion stroke after ignition is burned in the combustion chamber or in the exhaust passage 3 in a state where the excess oxygen is sufficiently secured, thereby suppressing the discharge of the unburned fuel and allowing the catalyst 11 to be quickly discharged. Can be reactivated.

【0158】また、上記排気ガス浄化触媒11が非活性
状態になったと判別された場合に、膨張行程で噴射され
る燃料噴射量を可変制御することにより、排気ガス中の
空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化さ
せるように構成してもよい。この構成によれば、成層リ
ーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度低下に起因
してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態になった場
合に、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可変制御し
て、排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリーン状態とに
繰り返し変化させることにより、リーン状態で触媒11
に吸蔵された酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料
とを適正に反応させることができるため、未燃焼燃料の
排出を防止できるとともに、排気ガス浄化触媒11の再
活性化が効果的に促進できるという利点ある。
When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 has become inactive, the amount of fuel injected during the expansion stroke is variably controlled to reduce the air-fuel ratio in the exhaust gas to the rich state. And a lean state may be repeatedly changed. According to this configuration, when the exhaust gas purification catalyst 11 becomes inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purification catalyst 11 during the stratified operation, the fuel injection amount injected in the expansion stroke can be varied. By controlling and repeatedly changing the air-fuel ratio in the exhaust gas between the rich state and the lean state, the catalyst 11
Can properly react the oxygen stored in the exhaust gas with the excess fuel supplied in a rich state, so that the emission of unburned fuel can be prevented and the reactivation of the exhaust gas purification catalyst 11 is effectively promoted. There is an advantage that you can.

【0159】さらに、上記排気ガス浄化触媒11が非活
性状態になったと判別された場合に、排気ガス中の空燃
比を14〜17の範囲内とするように制御するように構
成した場合には、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触
媒11の温度低下に起因してこの排気ガス浄化触媒11
が非活性状態になった場合に、空燃比が必要以上にリッ
チになって燃料の気化潜熱による排気ガス温度の低下、
ないし酸素不足による燃焼悪化を防止され、燃費悪化
や、未燃焼燃料が排気通路3に排出されるのを防止する
ことができる。また、空燃比が必要以上にリーンとなっ
て燃焼性が悪化するという事態を生じることなく、かつ
排気ガス温度の低下を抑制しつつ、排気ガス浄化触媒1
1の温度を上昇させて再活性化させる制御を適正に実行
することができる。
Further, when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst 11 has become inactive, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled so as to be in the range of 14 to 17. During the stratified lean operation, the exhaust gas purifying catalyst 11
Becomes inactive, the air-fuel ratio becomes unnecessarily rich and the exhaust gas temperature drops due to latent heat of vaporization of the fuel,
In addition, deterioration of combustion due to lack of oxygen is prevented, and deterioration of fuel efficiency and discharge of unburned fuel to the exhaust passage 3 can be prevented. Further, the exhaust gas purifying catalyst 1 does not cause a situation in which the air-fuel ratio becomes leaner than necessary and the combustibility deteriorates, and the exhaust gas purification catalyst 1
The control for raising the temperature and reactivating the temperature can be appropriately performed.

【0160】また、上記実施形態において、排気ガス中
の空燃比を検出するO2センサ10を設け、このO2セン
サ10の出力値に基づいて燃料噴射量をフィードバック
制御することにより、排気ガス中の空燃比が14〜17
の範囲内とするように構成しもよい。この構成によれ
ば、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度
低下に起因してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態
になった場合に、上記O2センサ10の出力値に基づい
て排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とする制御
を高精度で適正に実行することができる。
Further, in the above-described embodiment, the O 2 sensor 10 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas is provided, and the fuel injection amount is feedback-controlled based on the output value of the O 2 sensor 10, whereby the exhaust gas Air-fuel ratio of 14-17
May be configured to be within the range. According to this configuration, when the exhaust gas purifying catalyst 11 becomes inactive due to a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying catalyst 11 during the stratified lean operation, based on the output value of the O 2 sensor 10, The control for setting the air-fuel ratio in the exhaust gas within the range of 14 to 17 can be appropriately performed with high accuracy.

【0161】さらに、排気通路3に設けられた排気ガス
浄化触媒11と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴
射弁5とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、上記排気ガス浄化触媒11の温度状態を判別する温
度状態判別手段16と、この温度状態判別手段16によ
って排気ガス浄化触媒11が未暖機状態にあると判別さ
れた場合には、吸気行程から点火時期までの間と、点火
後の膨張行程とに分割して燃料噴射を行うとともに、上
記排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の高温時には、低
温時に比べて膨張行程の燃料噴射量を増大させるように
制御する燃料噴射制御手段17とを設けた構造としても
よい。
Further, in the control apparatus for a direct injection type engine provided with the exhaust gas purifying catalyst 11 provided in the exhaust passage 3 and the fuel injection valve 5 for directly injecting fuel into the combustion chamber, the exhaust gas purifying catalyst A temperature state determination means 16 for determining the temperature state of the exhaust gas purification catalyst 11; and a determination from the temperature state determination means 16 that the exhaust gas purifying catalyst 11 is not warmed up. The fuel injection is divided into a post-ignition expansion stroke and the fuel injection is performed. When the exhaust gas purification catalyst 11 is not warmed up at a high temperature, the fuel is controlled so as to increase the fuel injection amount in the expansion stroke as compared with a low temperature. The structure provided with the injection control means 17 may be adopted.

【0162】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態にあると判定された場合には、吸気行程か
ら点火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して
燃料噴射を行い、膨張行程で噴射された燃料を燃焼室内
ないし排気通路3内で燃焼させることにより、排気ガス
浄化触媒11の温度を上昇させることができる。そし
て、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の低温時には、
点火後の膨張行程で噴射される燃料量を少なく設定する
ことにより、未燃焼燃料の排出を抑制できるとともに、
排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の高温時には、点火
後の膨張行程で噴射される燃料量を多く設定することに
より、燃焼室内ないし排気通路3内で多くの燃料を燃焼
させることにより、上記触媒11の暖機をさらに効果的
に促進することができる。
According to the above configuration, the exhaust gas purifying catalyst 11
If it is determined that the engine is not yet warmed up, the fuel injection is performed in a divided manner between the intake stroke and the ignition timing and the expansion stroke after ignition, and the fuel injected in the expansion stroke is injected into the combustion chamber. In addition, by burning in the exhaust passage 3, the temperature of the exhaust gas purification catalyst 11 can be increased. When the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a low temperature in an unwarmed state,
By setting the amount of fuel injected during the expansion stroke after ignition small, it is possible to suppress the emission of unburned fuel,
When the exhaust gas purifying catalyst 11 is in a high temperature in an unwarmed state, a large amount of fuel is injected in an expansion stroke after ignition, so that a large amount of fuel is burned in the combustion chamber or in the exhaust passage 3. Warm-up of the catalyst 11 can be further effectively promoted.

【0163】[0163]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、排気ガ
ス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段と、
この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖
機状態における低温状態にあると判定された場合には、
少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒
が未暖機状態における高温状態にあると判定された場合
には、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される燃料
量を排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとな
るように設定し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように
制御する燃料噴射制御手段とを設けたため、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス
温度を上昇させることにより、未燃焼燃料の排出を防止
しつつ、上記触媒の暖機を促進できるとともに、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合に、排気ガス中の空燃比を理論空燃比よりも
リーンとなるように設定するこにより余剰酸素を充分に
確保した状態で、膨張行程で噴射された燃料を排気通路
内等で燃焼させることにより、未燃焼燃料の排出を防止
しつつ、上記触媒の暖機をさらに効果的に促進できると
いう利点がある。
As described above, the present invention provides a temperature state determining means for determining the temperature state of an exhaust gas purifying catalyst,
When the temperature state determination means determines that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state,
Injecting fuel at least in the compression stroke, and when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the compression stroke is reduced in the exhaust gas. Since the air-fuel ratio is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel injection control means for controlling the fuel injection during the expansion stroke is provided, the exhaust gas purifying catalyst may be in a low temperature state in an unwarmed state. When it is determined that there is, by raising the exhaust gas temperature by the fuel injected in the compression stroke, it is possible to promote the warm-up of the catalyst while preventing the discharge of unburned fuel, and the exhaust gas purification catalyst When it is determined that the engine is in a high temperature state in an unwarmed state, in a state where the excess oxygen is sufficiently secured by setting the air-fuel ratio in the exhaust gas to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, By burning the fuel injected in Zhang stroke in the exhaust passage, etc., while preventing the discharge of unburned fuel, there is an advantage that warming-up of the catalyst can be more effectively promoted.

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

【図1】本発明に係る筒内噴射式エンジンの制御装置の
実施形態を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a control device for a direct injection engine according to the present invention.

【図2】冷間時における運転領域を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an operation range in a cold state.

【図3】温間時における運転領域を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an operation range in a warm state.

【図4】上記制御装置による制御動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation by the control device.

【図5】筒内噴射式エンジンの制御状態を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 5 is a time chart showing a control state of the direct injection engine.

【図6】燃料噴射の制御状態を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 6 is a time chart showing a control state of fuel injection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 排気通路 5 燃料噴射弁 10 O2センサ 11 排気ガス浄化触媒 16 温度状態判別手段 17 燃料噴射制御手段 18 点火時期制御手段Reference Signs List 3 exhaust passage 5 fuel injection valve 10 O 2 sensor 11 exhaust gas purification catalyst 16 temperature state determination means 17 fuel injection control means 18 ignition timing control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A 41/04 305 41/04 305Z 41/14 310 41/14 310E 41/34 41/34 F H L 45/00 312 45/00 312R F02P 5/15 F02P 5/15 E ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A 41/04 305 41/04 305Z 41/14 310 41/14 310E 41 / 34 41/34 F H L 45/00 312 45/00 312R F02P 5/15 F02P 5/15 E

Claims (42)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒
と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備え
た筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気ガ
ス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段と、
この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖
機状態における低温状態にあると判定された場合には、
少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒
が未暖機状態における高温状態にある判別された場合に
は、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される燃料量
を排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなる
ように設定し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように制
御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒
内噴射式エンジンの制御装置。
An in-cylinder injection engine control device comprising: an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage; and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. Temperature state determining means for determining
When the temperature state determination means determines that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state,
If the fuel is injected at least in the compression stroke, and it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in the high temperature state in the unwarmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the compression stroke is reduced by the amount of air in the exhaust gas. A fuel injection control means for setting a fuel ratio to be leaner than a stoichiometric air-fuel ratio and controlling fuel injection to be performed during an expansion stroke.
【請求項2】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると
判別された場合に、排気ガス中の空燃比を13よりもリ
ーン状態とするように制御することを特徴とする請求項
1記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
2. An air-fuel ratio in exhaust gas is controlled to be leaner than 13 when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is not yet warmed up. Control device for in-cylinder injection type engine.
【請求項3】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合に、排気ガス中の空燃
比を13〜16の範囲内とするように制御することを特
徴とする請求項1記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置。
3. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a low temperature state in an unwarmed state, control is performed such that the air-fuel ratio in the exhaust gas falls within a range of 13 to 16. The control device for a direct injection engine according to claim 1.
【請求項4】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
高温状態にあると判定された場合に、排気ガス中の空燃
比を13〜16の範囲内とするように制御することを特
徴とする請求項3記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置。
4. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in an unwarmed state, control is performed such that the air-fuel ratio in the exhaust gas falls within a range of 13 to 16. The control device for a direct injection engine according to claim 3.
【請求項5】 排気ガス中の空燃比を検出するO2セン
サを備えた請求項3記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記O2センサの活性化後に、このO2セン
サの出力値に基づいて排気ガス中の空燃比が理論空燃比
となるように燃料噴射量をフィードバック制御すること
を特徴とする請求項1記載の筒内噴射式エンジンの制御
装置。
5. A control apparatus for a cylinder injection engine according to claim 3, further comprising an O 2 sensor for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas, after activation of the O 2 sensor, the output of the O 2 sensor 2. The control device for a direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection amount is feedback-controlled based on the value so that the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes a stoichiometric air-fuel ratio.
【請求項6】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、圧縮
行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請求
項1〜請求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内
噴射式エンジンの制御装置。
6. The fuel injection system according to claim 1, wherein when it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke and fuel is injected. A control device for a direct injection engine according to claim 3.
【請求項7】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合に、圧縮行程前期と、
圧縮行程後期とに分割して燃料を噴射することを特徴と
する請求項1〜請求項3または請求項5のいずれかに記
載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
7. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a low temperature state in an unwarmed state, the first stage of the compression stroke;
The control device for a direct injection engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel is injected separately during a later stage of the compression stroke.
【請求項8】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合に、圧縮行程で燃料を
一括して噴射することを特徴とする請求項1〜請求項3
または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エンジン
の制御装置。
8. The fuel injection system according to claim 1, wherein when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the fuel is collectively injected in a compression stroke.
A control device for a direct injection engine according to claim 5.
【請求項9】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
高温状態にあると判定された場合に、圧縮行程と、膨張
行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請求
項1または請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置。
9. The fuel injection system according to claim 1, wherein when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke and fuel is injected. The control device for a direct injection engine according to claim 2.
【請求項10】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、膨
張行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請
求項1または請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御
装置。
10. The fuel injection system according to claim 1, wherein when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, fuel is divided into an intake stroke and an expansion stroke and fuel is injected. The control device for a direct injection engine according to claim 2.
【請求項11】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、圧
縮行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴射することを
特徴とする請求項1または請求項2記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置。
11. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in an unwarmed state, fuel is divided into an intake stroke, a compression stroke, and an expansion stroke and fuel is injected. The control device for a direct injection engine according to claim 1 or 2.
【請求項12】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うことを特徴とする
請求項6〜請求項8のいずれかに記載の筒内噴射式エン
ジンの制御装置。
12. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the fuel injection is performed in an expansion stroke in addition to fuel injection in a low temperature state in the unwarmed state. The control device for a direct injection engine according to any one of claims 6 to 8, wherein the additional injection is performed.
【請求項13】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この追
加噴射の燃料量を、点火前に噴射された燃料と同等かそ
れ以下とするように制御することを特徴とする請求項8
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
13. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in an unwarmed state, the fuel is injected in an expansion stroke in addition to fuel injection in a low temperature state in the unwarmed state. 9. The fuel injection device according to claim 8, wherein the additional fuel injection is performed and the fuel amount of the additional fuel injection is controlled to be equal to or less than the fuel injected before the ignition.
A control device for an in-cylinder injection engine according to the above description.
【請求項14】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この追
加噴射の燃料量を、点火前に噴射された燃料量よりも少
なくするように制御することを特徴とする請求項6また
は請求項7記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
14. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, in addition to fuel injection in a low temperature state in the unwarmed state, a fuel is added in an expansion stroke. 8. The in-cylinder injection engine according to claim 6, wherein the additional injection is performed, and the fuel amount of the additional injection is controlled to be smaller than the fuel amount injected before ignition. Control device.
【請求項15】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、この温度状態判別手段によって排気ガス触媒が未暖
機状態にあると判定された場合に、エンジンの所定負荷
以下の運転領域では、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分
割して噴射するとともに、上記運転領域よりも高負荷側
の運転領域では、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料
を噴射するように制御する燃料噴射制御手段とを備えた
ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
15. A control apparatus for an in-cylinder injection type engine having an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. When the temperature state determining means determines that the exhaust gas catalyst is in the unwarmed state, in the operating region where the engine load is equal to or less than a predetermined load, the fuel is discharged between the intake stroke and the compression stroke. And a fuel injection control means for controlling to inject fuel in a compression stroke and an expansion stroke in an operation region on a higher load side than the operation region. A control device for a direct injection engine.
【請求項16】 上記高負荷側の運転領域では、排気ガ
ス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように圧
縮行程での燃料噴射量を設定したことを特徴とする請求
項15記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
16. The fuel injection amount in the compression stroke is set such that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the high load operation region. Control device for in-cylinder injection type engine.
【請求項17】 上記高負荷側の運転領域では、圧縮行
程前期と、圧縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料
を噴射するように制御することを特徴とする請求項15
または請求項16記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置。
17. The fuel injection system according to claim 15, wherein in the high-load operation region, fuel is divided into a first half of a compression stroke, a second half of a compression stroke, and an expansion stroke.
A control device for a direct injection engine according to claim 16.
【請求項18】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
未暖機状態にあると判定された場合に、エンジンの低回
転領域では、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分割して噴
射するとともに、上記エンジンの低回転領域より高回転
側の運転領域では、吸気行程から圧縮行程までの間と膨
張行程とに分割して燃料を噴射し、かつ吸気行程から圧
縮行程までの間での噴射燃料量が排気ガス中の空燃比が
理論空燃比よりもリーンとなるように噴射制御する燃料
噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射式エ
ンジンの制御装置。
18. A control system for an in-cylinder injection type engine having an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. When the temperature state determining means determines that the exhaust gas purification catalyst is not warmed up, the fuel is divided into an intake stroke and a compression stroke in a low engine speed region. In the operating region on the higher rotation side than the low rotation region of the engine, the fuel is divided into an injection stroke and a compression stroke, and the fuel is divided into an expansion stroke, and the fuel is injected from the intake stroke to the compression stroke. A fuel injection control means for performing injection control such that an amount of injected fuel between the exhaust gas and the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than a stoichiometric air-fuel ratio.
【請求項19】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
に、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化
触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定された
場合に、排気ガス中の空燃比が13よりもリーンとなる
条件下で、吸気行程から圧縮行程までの間と、膨張行程
とに燃料を分割して噴射するように制御する燃料噴射制
御手段と、上記触媒が未暖機状態における高温状態にあ
ると判定された場合に、排気ガス浄化触媒を活性化させ
るための二次エアを供給する二次エア供給手段とを備え
たことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
19. A temperature control device for an in-cylinder injection engine, comprising: an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage; and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. When the temperature state determining means determines that the exhaust gas purifying catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, the fuel is injected at least in the compression stroke, and the exhaust gas purifying catalyst When it is determined that the engine is in the high temperature state in the unwarmed state, the fuel is divided into a period from the intake stroke to the compression stroke and a period under the condition that the air-fuel ratio in the exhaust gas is leaner than 13. A fuel injection control means for controlling the fuel injection and supplying secondary air for activating the exhaust gas purification catalyst when it is determined that the catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state. A control device for a direct injection type engine, comprising:
【請求項20】 触媒が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合には、同低温状態にある場合に比
べて点火前の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高く
なるように制御し、かつ排気ガス浄化触媒が未暖機状態
における低温状態にあると判定された場合に、点火時期
制御手段により、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
角させるとともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態にお
ける高温状態にあると判定された場合に、上記低温状態
にある時に比べて点火時期をMBT側に進角させるよう
に制御することを特徴とする請求項19記載の筒内噴射
式エンジンの制御装置。
20. When it is determined that the catalyst is in the high temperature state in the unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas by the fuel injection before ignition is higher than in the low temperature state. Control, and when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing control means retards the ignition timing by a predetermined amount from the MBT, and the exhaust gas purifying catalyst 20. The in-cylinder injection according to claim 19, wherein when it is determined that the engine is in the high temperature state in the unwarmed state, the ignition timing is controlled to be advanced to the MBT side as compared with the low temperature state. Control device for the expression engine.
【請求項21】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、エンジン
が始動状態にあるか否かを判別する始動状態判別手段
と、上記排気ガス浄化触媒が活性状態あるか否かを判別
する触媒状態判別手段と、上記始動判別手段によってエ
ンジンが始動状態にあると判定された場合に、吸気行程
でのみ燃料を噴射する第1の噴射形態とし、エンジンの
始動後に上記触媒判別手段によって触媒が未暖機状態に
あると判定された場合に、予め設定された所定期間は、
吸気行程から圧縮行程にかけての期間内で燃料を分割噴
射するとともに、その後期噴射時期を圧縮行程とした第
2の噴射形態とし、かつ上記所定時間の経過後は、圧縮
行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴射
形態とするように燃料の噴射時期を制御する燃料噴射制
御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射式エンジン
の制御装置。
21. A control device for a direct injection type engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, whether or not the engine is in a starting state. Starting state determining means for determining whether the exhaust gas purifying catalyst is in an active state; and a starting state determining means for determining whether the engine is in a starting state. The first injection mode in which fuel is injected only during the stroke, and when the catalyst determination unit determines that the catalyst is not warmed up after the engine is started, the predetermined period set in advance is:
In a second injection mode in which fuel is dividedly injected during a period from an intake stroke to a compression stroke, and a later injection timing is set to a compression stroke, and after the above-described predetermined time has elapsed, the fuel is divided into a compression stroke and an expansion stroke. A fuel injection control means for controlling a fuel injection timing so as to obtain a third injection mode for injecting fuel.
【請求項22】 点火前に噴射される第1の噴射形態に
おける燃料の噴射量を第2の噴射形態よりも多くすると
ともに、この第2の噴射形態における燃料の噴射量を第
3の噴射形態よりも多くするように制御することを特徴
とする請求項21記載の筒内噴射式エンジンの制御装
置。
22. The fuel injection amount in the first injection mode, which is injected before ignition, is made larger than that in the second injection mode, and the fuel injection amount in the second injection mode is increased in the third injection mode. 22. The control device for a direct injection engine according to claim 21, wherein the control is performed so as to increase the number.
【請求項23】 第2の噴射形態における点火時期を、
MBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、第3の噴
射形態における点火時期を、上記第2噴射形態に比べて
MBT側に進角させるように制御する点火時期制御手段
を備えたことを特徴とする請求項21また請求項22記
載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
23. An ignition timing in the second injection mode,
Ignition timing control means for controlling the ignition timing in the third injection mode to be advanced toward the MBT side as compared to the second injection mode, while retarding the ignition timing by a predetermined amount from the MBT. 23. The control device for a direct injection engine according to claim 21, wherein
【請求項24】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
未暖機状態における低温状態にあると判別された場合に
は、吸気行程から点火時期までの間に燃料噴射を行って
排気温度を上昇させる温度上昇制御を実行し、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別さ
れた場合には、吸気行程から点火時期までの間に噴射さ
れる燃料量を理論空燃比よりもリーン状態となるように
設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように
制御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする
筒内噴射式エンジンの制御装置。
24. A control system for an in-cylinder injection type engine having an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber. If the temperature state determining means determines that the exhaust gas purification catalyst is in a low temperature state in the unwarmed state, fuel injection is performed from the intake stroke to the ignition timing. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in the unwarmed state, the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing is determined. Fuel injection control means for setting a leaner state than the stoichiometric air-fuel ratio and controlling fuel injection during an expansion stroke after ignition. Control device.
【請求項25】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判別された場合には、点火時期をM
BTよりも所定量だけ遅角させるように制御する点火時
期制御手段を備えたことを特徴とする請求項24記載の
筒内噴射式エンジンの制御装置。
25. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is set to M
25. The control device for a direct injection engine according to claim 24, further comprising an ignition timing control means for controlling the ignition timing to be retarded by a predetermined amount from the BT.
【請求項26】 点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
角させる制御の実行時には、少なくとも吸気行程で燃料
噴射を行うように制御することを特徴とする請求項25
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
26. The fuel injection system according to claim 25, wherein when performing the control for retarding the ignition timing by a predetermined amount from the MBT, the fuel injection is controlled at least in the intake stroke.
A control device for an in-cylinder injection engine according to the above description.
【請求項27】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判別された場合には、膨張行程で噴
射される燃料噴射量を可変制御することにより、排気ガ
ス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し
変化させるように構成したことを特徴とする請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
27. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature state in an unwarmed state, the air-fuel ratio in the exhaust gas is controlled by variably controlling a fuel injection amount injected in an expansion stroke. 25. The apparatus according to claim 24, wherein the state is repeatedly changed between a rich state and a lean state.
A control device for an in-cylinder injection engine according to the above description.
【請求項28】 複数の気筒を有するエンジンの各気筒
間で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御することによ
り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
に繰り返し変化させるように構成したことを特徴とする
請求項27記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
28. An air-fuel ratio in exhaust gas is repeatedly changed between a rich state and a lean state by variably controlling a fuel injection amount in an expansion stroke between respective cylinders of an engine having a plurality of cylinders. The control device for a direct injection engine according to claim 27, wherein the control device is configured.
【請求項29】 複数の気筒を有するエンジンの同一気
筒内で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御することによ
り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
に繰り返し変化させるように構成したことを特徴とする
請求項27記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
29. An air-fuel ratio in exhaust gas is repeatedly changed between a rich state and a lean state by variably controlling a fuel injection amount in an expansion stroke in the same cylinder of an engine having a plurality of cylinders. The control device for a direct injection engine according to claim 27, wherein the control device is configured.
【請求項30】 膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行す
ることにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリ
ーン状態とに繰り返し変化させるように構成したことを
特徴とする請求項28または29記載の筒内噴射式エン
ジンの制御装置。
30. The fuel injection system according to claim 28, wherein the fuel injection in the expansion stroke is intermittently performed so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is repeatedly changed between a rich state and a lean state. 30. The control device for a direct injection engine according to claim 29.
【請求項31】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判別された場合に、排気ガス中の空
燃比を14〜17の範囲内とするように制御することを
特徴とする請求項24記載の筒内噴射式エンジンの制御
装置。
31. When the exhaust gas purifying catalyst is determined to be in a high temperature state in an unwarmed state, control is performed so that the air-fuel ratio in the exhaust gas falls within a range of 14 to 17. A control device for a direct injection engine according to claim 24.
【請求項32】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合には、点火時期をM
BTよりも所定量だけ遅角させることにより、排気温度
を上昇させる温度上昇制御を実行する点火時期制御手段
を備えたことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式
エンジンの制御装置。
32. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the ignition timing is set to M
25. The control device for a direct injection engine according to claim 24, further comprising an ignition timing control means for executing a temperature increase control for increasing an exhaust gas temperature by retarding the exhaust gas by a predetermined amount from the BT.
【請求項33】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合には、少なくとも圧
縮行程で燃料を噴射するとともに、燃料噴射時期を、温
間成層運転時と同一または温間成層運転時よりも進角さ
せるように構成したことを特徴とする請求項24記載の
筒内噴射式エンジンの制御装置。
33. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in the low temperature state in the unwarmed state, fuel is injected at least in the compression stroke, and the fuel injection timing is the same as that in the warm stratification operation. 25. The control device for a direct injection type engine according to claim 24, wherein the angle is advanced more than during the warm stratification operation.
【請求項34】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合には、少なくとも圧
縮行程で燃料を噴射するとともに、この圧縮行程噴射
を、圧縮行程の3/4が経過する前に終了させるように
構成したことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式
エンジンの制御装置。
34. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, fuel is injected at least in a compression stroke, and the compression stroke injection is performed in 3/4 of the compression stroke. 25. The control apparatus for a direct injection engine according to claim 24, wherein the control is finished before the lapse of time.
【請求項35】 吸気弁と排気弁とのオーバラップ量を
可変にする開弁オーバラップ可変手段を備え、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別さ
れた場合には、上記開弁オーバラップ量を小さくするよ
うに構成したことを特徴とする請求項24記載の筒内噴
射式エンジンの制御装置。
35. An apparatus according to claim 35, further comprising a valve-opening overlap varying means for varying an amount of overlap between the intake valve and the exhaust valve, wherein when it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, 25. The control apparatus for a direct injection engine according to claim 24, wherein the valve opening overlap amount is reduced.
【請求項36】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合に、排気ガス中の空
燃比を14〜17の範囲内に調整することにより、排気
温度を上昇させる温度上昇制御を実行するように構成し
たことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式エンジ
ンの制御装置。
36. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst is in a low temperature state in an unwarmed state, the exhaust gas temperature is raised by adjusting the air-fuel ratio in the exhaust gas within a range of 14 to 17. 25. The control device for a direct injection engine according to claim 24, wherein the control device is configured to execute a temperature rise control.
【請求項37】 排気ガス中の空燃比を検出するO2
ンサを備え、このO2センサの出力値に基づいて燃料噴
射量をフィードバック制御することにより、排気ガス中
の空燃比を14〜17の範囲内とするように構成したこ
とを特徴とする請求項31または36記載の筒内噴射式
エンジンの制御装置。
37. An O 2 sensor for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas, and the air-fuel ratio in the exhaust gas is adjusted to 14 to 17 by feedback-controlling the fuel injection amount based on the output value of the O 2 sensor. 37. The control device for a direct injection type engine according to claim 31, wherein the control device is configured to fall within the range.
【請求項38】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触媒の温度低下
に起因してこの排気ガス浄化触媒が非活性状態になった
と上記温度状態判別手段によって判別された場合には、
吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料量を気
筒内空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように制御
する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒内
噴射式エンジンの制御装置。
38. A control device for a direct injection type engine having an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, wherein a temperature state of the exhaust gas purifying catalyst is provided. When the temperature state determination means determines that the exhaust gas purification catalyst has become inactive due to a decrease in temperature of the exhaust gas purification catalyst during the stratified lean operation,
Fuel injection that sets the amount of fuel injected between the intake stroke and the ignition timing so that the in-cylinder air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and controls fuel injection during the expansion stroke after ignition A control device for a direct injection type engine, comprising: a control unit.
【請求項39】 排気ガス浄化触媒が非活性状態になっ
たと判別された場合には、膨張行程で噴射される燃料噴
射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
うに構成したことを特徴とする請求項38記載の筒内噴
射式エンジンの制御装置。
39. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst has become inactive, the air-fuel ratio in the exhaust gas is changed to the rich state by variably controlling the amount of fuel injected during the expansion stroke. 39. The control device for a direct injection engine according to claim 38, wherein the control device is configured to repeatedly change to a lean state.
【請求項40】 排気ガス浄化触媒が非活性状態になっ
たと判別された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜1
7の範囲内とするように制御することを特徴とする請求
項38記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
40. When it is determined that the exhaust gas purifying catalyst has become inactive, the air-fuel ratio in the exhaust gas is set to 14 to 1
39. The control device for a direct injection engine according to claim 38, wherein the control is performed so as to fall within a range of 7.
【請求項41】 排気ガス中の空燃比を検出するO2
ンサを備え、このO2センサの出力値に基づいて燃料噴
射量をフィードバック制御することにより、排気ガス中
の空燃比が14〜17の範囲内とするように構成したこ
とを特徴とする請求項38記載の筒内噴射式エンジンの
制御装置。
41. An air-fuel ratio in the exhaust gas of 14 to 17 is provided by providing an O 2 sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas and performing feedback control of the fuel injection amount based on an output value of the O 2 sensor. 39. The control device for a direct injection engine according to claim 38, wherein the control device is configured to fall within the range of:
【請求項42】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
未暖機状態にあると判別された場合には、吸気行程から
点火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して燃
料噴射を行うとともに、上記排気ガス浄化触媒の未暖機
状態の高温時には、低温時に比べて膨張行程の燃料噴射
量を増大させるように制御する燃料噴射制御手段とを備
えたことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
42. A control apparatus for an in-cylinder injection engine including an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, wherein a temperature state of the exhaust gas purifying catalyst is provided. If the temperature state determining means determines that the exhaust gas purifying catalyst is not in a warm-up state, the temperature state determining means determines whether the exhaust gas purification catalyst is in an unwarmed state, between the intake stroke and the ignition timing, and the expansion stroke after ignition. And fuel injection control means for controlling the amount of fuel injection during the expansion stroke to be larger when the exhaust gas purifying catalyst is in a high temperature in an unwarmed state than in a low temperature. A control device for a direct injection engine, comprising:
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