(57)【要約】【課題】点火時期の大幅な遅角によって、触媒の早期活性化と後燃えによるＨＣ低減を実現するとともに、過度の高温による触媒の熱劣化を回避する。【解決手段】触媒コンバータの早期昇温が要求される内燃機関の冷間始動時に、点火時期を圧縮上死点後に設定するとともに、点火時期前でかつ圧縮上死点後に燃料を噴射する超リタード燃焼を行う。点火時期直前の高圧燃料噴射により筒内の乱れが向上し、火炎伝播が促進されるので、安定した燃焼を実現できる。この超リタード燃焼では、排気温度が非常に高温となり、触媒の完全活性温度まで継続すると、熱劣化の問題があるので、完全活性前の所定の段階で上死点噴射運転モードを解除する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、点火プラグを備えてなる筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置において、排気系の触媒コンバータの早期昇温が要求される内燃機関の冷間始動時に、点火時期を圧縮上死点後に設定するとともに、この点火時期前でかつ圧縮上死点後に燃料を噴射する超リタード燃焼を行う一方、触媒が完全活性する前に触媒コンバータの温度状態の判定に基づいて上記超リタード燃焼を解除することを特徴とする筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項２】
触媒コンバータの入口温度と該入口温度の変化速度とから触媒コンバータの温度状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記入口温度の変化速度が大きいほど入口温度が低い段階で上記超リタード燃焼を解除することを特徴とする請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項４】
触媒コンバータの入口温度と内部温度とから触媒コンバータの温度状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記入口温度が高いほど内部温度が低い段階で上記超リタード燃焼を解除することを特徴とする請求項４に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記入口温度を、内燃機関の吸入空気量に基づいて推定することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記内部温度を、触媒温度に相関する触媒コンバータの酸素ストレージ能力から推定することを特徴とする請求項４または５に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項８】
触媒コンバータの上流側に設けられた上流側空燃比検出手段と下流側に設けられた下流側空燃比検出手段とを備え、上記上流側空燃比検出手段の検出信号の変化と下流側空燃比検出手段の検出信号の変化との関係から上記酸素ストレージ能力を推定することを特徴とする請求項７に記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項９】
超リタード燃焼における点火時期は、圧縮上死点後１５°〜３０°ＣＡであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
超リタード燃焼においては、圧縮上死点後の燃料噴射に先だって、吸気行程中もしくは圧縮行程中に、さらに燃料噴射を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
超リタード燃焼における空燃比は、理論空燃比もしくは若干リーンであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、筒内に燃料を直接に噴射する筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、排気系の触媒コンバータの早期昇温（早期活性化）が要求される冷間始動時における噴射時期および点火時期の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、筒内直接噴射式火花点火内燃機関の触媒暖機方法として、排気浄化用の触媒コンバータが活性温度よりも低い未暖機状態のときに、吸気行程から点火時期にかけての期間内で、部分的な空燃比の濃淡を有する混合気を燃焼室内に形成する後期噴射と、この後期噴射より前に燃料を噴射して、後期噴射の燃料と後期噴射の燃焼とで延焼可能な、理論空燃比よりもリーンな空燃比の混合気を燃焼室内に生成する早期噴射と、の少なくとも２回の分割噴射を行い、かつ点火時期をＭＢＴ点より所定量リタードさせるとともに、機関の無負荷領域では点火時期を圧縮上死点よりも前に設定し、無負荷領域を除く低速低負荷領域では点火時期を圧縮上死点以降までリタードさせる技術が記載されている。上記後期噴射は、圧縮行程の中期以降、例えば１２０°ＢＴＤＣ〜４５°ＢＴＤＣに行われる。
【特許文献１】特許第３３２５２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
内燃機関の冷機時における触媒の早期活性化および後燃えによるＨＣ低減のためには、点火時期の遅角が有効であり、より大きな効果を得るためには、圧縮上死点以降の点火（ＡＴＤＣ点火）が望ましい。ＡＴＤＣ点火で安定した燃焼を行わせるためには、燃焼期間を短縮する必要があり、そのために、筒内の乱れを強化して、燃焼速度（火炎伝播速度）を上昇させることが必要である。
【０００４】
このような乱れの強化のために、筒内に高圧で噴射される燃料噴霧のエネルギにより筒内に乱れを生成することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、主に、１回目の燃料噴射（早期噴射）を吸気行程中に行い、２回目の燃料噴射（後期噴射）を圧縮行程中の１２０°ＢＴＤＣ〜４５°ＢＴＤＣに行っている。このように最後の燃料噴射が圧縮上死点よりも前では、その噴霧により筒内に乱れを生成しても、圧縮上死点以降はその乱れが減衰してしまい、ＡＴＤＣ点火での火炎伝播速度上昇には寄与しない。
【０００６】
例えば、図１２は、吸気ポート内に設けたガス流動制御弁（例えばタンブル制御弁）を作動させた場合とこのようなガス流動制御弁を具備しない場合とについて、筒内の乱れの大きさを示したものであるが、ガス流動制御弁を作動させることで吸気行程中に生成した乱れ（符号Ａの部分）は、圧縮行程の進行とともに減衰し、圧縮行程後期のタンブル流の崩壊に伴い一時的に乱れが大きくなる（符号Ｂの部分）ものの、圧縮上死点以降は符号Ｃで示すように急速に減衰してしまい、その乱れを用いた燃焼改善（火炎伝播向上）はあまり期待できない。燃料噴霧による乱れについても同様であり、圧縮上死点より前の燃料噴射により乱れが生成されたとしても、圧縮上死点以降の点火燃焼には寄与しない。
【０００７】
このため、ＡＴＤＣ点火の方が排温上昇やＨＣ低減に有利であるが、燃焼安定性が成立しないため、特許文献１では、無負荷領域では点火時期を圧縮上死点前（ＢＴＤＣ点火）としている。
【０００８】
本発明は、このような実状を踏まえて、触媒の早期活性化およびＨＣ低減のためのＡＴＤＣ点火での燃焼安定性を改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、点火プラグを備えてなる筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置において、排気系の触媒コンバータの早期昇温が要求される内燃機関の冷間始動時に、点火時期を圧縮上死点後に設定するとともに、この点火時期前でかつ圧縮上死点後に燃料を噴射する超リタード燃焼を行うことを特徴としている。そして、特に、上記の超リタード燃焼を、触媒が完全活性するまで継続するのではなく、触媒が完全活性する前に、触媒コンバータの温度状態の判定に基づいて解除するようにしている。
【００１０】
すなわち、圧縮上死点以降では、吸気行程や圧縮行程で生成された乱れは減衰してしまうが、圧縮上死点以降の膨張行程中になされる燃料噴射によって、筒内の乱れを生成・強化することができ、ＡＴＤＣ点火での火炎伝播が促進される。従って、点火時期を圧縮上死点後とした超リタード燃焼が安定的に成立する。
【００１１】
ここで、上記のように点火時期を大幅に遅角させた超リタード燃焼においては、例えばアイドル時にＢＴＤＣ点火とする特許文献１などの従来の技術に比べて、排気温度が非常に高くなるため、触媒コンバータが温度上昇する過程で、触媒コンバータ内部の温度勾配が非常に急なものとなり易い。つまり、モノリス型セラミックス触媒担体などの上流側部分のみが急激に高温となり、熱歪が大きくなる懸念が生じる。また、排気温度が非常に高くなることから、触媒温度が活性温度に達したと判定して超リタード燃焼を停止しても、触媒コンバータ上流側の排気系部品の熱容量や触媒自体の反応熱等によって触媒コンバータの内部温度は上昇し続け、触媒コンバータの内部温度が触媒劣化温度にまでオーバシュートしてしまう虞がある。
【００１２】
そこで、本発明では、超リタード燃焼を、触媒が完全活性するまで継続せずに、触媒が完全活性する前に、触媒コンバータの温度状態の判定に基づいて解除するようにしている。
【００１３】
本発明の一つの態様では、触媒コンバータの入口温度と該入口温度の変化速度とから触媒コンバータの温度状態を判定する。例えば、上記入口温度の変化速度が大きいほど入口温度が低い段階で上記超リタード燃焼を解除する。
【００１４】
また、本発明の一つの態様では、触媒コンバータの入口温度と内部温度とから触媒コンバータの温度状態を判定する。例えば、上記入口温度が高いほど内部温度が低い段階で上記超リタード燃焼を解除する。
【００１５】
このように、触媒コンバータの入口温度とその変化速度、あるいは、入口温度と内部温度、などから超リタード燃焼の解除のタイミングを判断することにより、内部温度の過度のオーバシュートや過大な熱勾配の発生を回避できる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、点火時期を圧縮上死点後に設定した超リタード燃焼の燃焼安定性を十分に確保することができ、冷間始動の際に、触媒の早期活性化および後燃えによるＨＣ低減を達成することができる。そして、触媒コンバータが完全活性する前の適切なタイミングで超リタード燃焼が解除されるので、触媒温度の過度のオーバシュートによる熱的劣化や極端な温度勾配による触媒担体の破損等を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、この発明が適用される筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシステム構成を示す構成説明図である。
【００１９】
この内燃機関１のピストン２により形成される燃焼室３には、吸気弁（図示せず）を介して吸気通路４が接続され、かつ排気弁（図示せず）を介して排気通路５が接続されている。上記吸気通路４には、吸入空気量を検出するエアフロメータ６が配設されているとともに、制御信号によりアクチュエータ８を介して開度制御される電子制御スロットル弁７が配設されている。排気通路５には、排気浄化用の触媒コンバータ１０が配設されているとともに、その上流側および下流側にそれぞれ空燃比センサ１１，１２が設けられている。さらに、本実施例では、触媒コンバータ１０の温度状態を判定するために、上流側の空燃比センサ１１と並んで触媒コンバータ１０の入口部に配置された触媒入口温度センサ１３を備えている。
【００２０】
燃焼室３の中央頂上部には、点火プラグ１４が配置されている。また、燃焼室３の吸気通路４側の側部に、該燃焼室３内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１５が配置されている。この燃料噴射弁１５には、高圧燃料ポンプ１６およびプレッシャレギュレータ１７によって所定圧力に調圧された燃料が、高圧燃料通路１８を介して供給されている。従って、各気筒の燃料噴射弁１５が制御パルスにより開弁することで、その開弁期間に応じた量の燃料が噴射される。なお、１９は、燃圧を検出する燃圧センサ、２０は、上記高圧燃料ポンプ１６へ燃料を送る低圧燃料ポンプである。
【００２１】
また内燃機関１には、機関冷却水温を検出する水温センサ２１が設けられているとともに、クランク角を検出するクランク角センサ２２が設けられている。さらに、運転者によるアクセルペダル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２３が設けられている。
【００２２】
上記内燃機関１の燃料噴射量や噴射時期、点火時期、等は、コントロールユニット２５によって制御される。このコントロールユニット２５には、上述した各種のセンサ類の検出信号が入力されている。コントロールユニット２５は、これらの入力信号により検出される機関運転条件に応じて、燃焼方式つまり均質燃焼とするか成層燃焼とするかを決定するとともに、これに合わせて、電子制御スロットル弁７の開度、燃料噴射弁１５の燃料噴射時期および燃料噴射量、点火プラグ１４の点火時期、等を制御する。なお、暖機完了後においては、低速低負荷側の所定の領域では、通常の成層燃焼運転として、圧縮行程の適宜な時期に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前の時期に点火が行われる。燃料噴霧は点火プラグ１４近傍に層状に集められ、これにより、空燃比を３０〜４０程度とした極リーンの成層燃焼が実現される。また、高速高負荷側の所定の領域では、通常の均質燃焼運転として、吸気行程中に燃料噴射が行われ、かつ圧縮上死点前のＭＢＴ点近傍において点火が行われる。この場合は、燃料は筒内で均質な混合気となる。この均質燃焼運転としては、運転条件に応じて、空燃比を理論空燃比とした均質ストイキ燃焼と、空燃比を２０〜３０程度のリーンとした均質リーン燃焼と、がある。
【００２３】
本発明は、触媒コンバータ１０の早期昇温が要求される内燃機関１の冷間始動時において、排気温度を高温とするように、超リタード燃焼を行うものであり、以下、この超リタード燃焼の燃料噴射時期および点火時期を図２に基づいて説明する。
【００２４】
図２は、超リタード燃焼の３つの実施例を示しており、実施例１では、点火時期を１５°〜３０°ＡＴＤＣ（例えば２０°ＡＴＤＣ）とし、燃料噴射時期（詳しくは燃料噴射開始時期）を、圧縮上死点以降でかつ点火時期前に設定する。なお、このとき、空燃比は、理論空燃比ないしはこれよりも若干リーン（１６〜１７程度）に設定される。
【００２５】
すなわち、触媒暖機促進ならびにＨＣ低減のためには、点火時期遅角が有効であり、上死点以降の点火（ＡＴＤＣ点火）が望ましいが、ＡＴＤＣ点火で安定した燃焼を行わせるためには、燃焼期間を短縮する必要があり、そのためには、乱れによる火炎伝播を促進しなければならない。前述したように、圧縮上死点以降では、吸気行程や圧縮行程で生成された乱れは減衰してしまうが、本発明では、圧縮上死点以降の膨張行程中になされる高圧の燃料噴射によって、ガス流動が生じ、これにより筒内の乱れを生成・強化することができる。従って、ＡＴＤＣ点火での火炎伝播が促進され、安定した燃焼が可能となる。
【００２６】
図２の実施例２は、燃料噴射を２回に分割した例であり、１回目の燃料噴射を吸気行程中に行い、２回目の燃料噴射を圧縮上死点以降に行う。なお、点火時期および空燃比（２回の噴射を合わせた空燃比）は実施例１と同様である。
【００２７】
このように、圧縮上死点後の燃料噴射（膨張行程噴射）に先立ち、吸気行程中に燃料噴射（吸気行程噴射）を行うと、吸気行程噴射の燃料噴霧による乱れは圧縮行程後半で減衰してしまい、圧縮上死点後におけるガス流動強化には殆ど影響を与えないが、噴射燃料が燃焼室全体に拡散していて、ＡＴＤＣ点火によるＨＣの後燃えの促進に寄与するので、ＨＣ低減および排温上昇には有効である。
【００２８】
また、図２の実施例３は、燃料噴射を２回に分割し、１回目の燃料噴射を圧縮行程にて行い、２回目の燃料噴射を圧縮上死点以降に行う。このように、圧縮上死点後の燃料噴射（膨張行程噴射）に先立ち、圧縮行程中に燃料噴射（圧縮行程噴射）を行うと、実施例２の吸気行程噴射に比べれば、圧縮行程噴射の方が、その燃料噴霧による乱れの減衰が遅くなるため、この１回目の燃料噴射による乱れが残り、圧縮上死点以降に２回目の燃料噴射を行うことで、１回目の燃料噴射で生成した乱れを助長するように乱れを強化でき、圧縮上死点付近における更なるガス流動強化が図れる。
【００２９】
この実施例３の場合に、１回目の圧縮行程噴射は、圧縮行程前半でもよいが、圧縮行程後半（９０°ＢＴＤＣ以降）に設定すると、上死点付近での乱れをより高めることができる。特に、この１回目の圧縮行程噴射を、４５°ＢＴＤＣ以降、より望ましくは２０°ＢＴＤＣ以降とすると、圧縮上死点以降のガス流動をより強化することができる。
【００３０】
このように、実施例１〜３の超リタード燃焼によれば、点火の直前に燃料噴霧により筒内の乱れを生成・強化することができ、火炎伝播を促進して、安定した燃焼を行わせることができる。特に、点火時期を１５°〜３０°ＡＴＤＣまで遅角させることにより、触媒の早期活性化およびＨＣ低減のための十分な後燃え効果を得ることができる。換言すれば、このように点火時期を大きく遅らせても、その直前まで燃料噴射を遅らせて、乱れの生成時期も遅らせることで、火炎伝播向上による燃焼改善を達成できるのである。
【００３１】
ここで、上記の超リタード燃焼においては、排気ガス温度が非常に高く得られることから、触媒コンバータ１０が上流側から急速に加熱され、触媒コンバータ１０の熱歪や過度の温度上昇の懸念がある。そのため、本実施例では、図３のような処理により、触媒コンバータ１０の温度状態を監視しつつ燃焼モードの切換が行われる。
【００３２】
先ず、ステップ１では、触媒入口温度センサ１３により検出される触媒コンバータ１０の入口温度Ｔを読み込むとともに、その変化速度つまり単位時間当たりの変化量ｄＴを求める。次に、ステップ２で触媒が活性しているか否かを、例えば、機関始動時の冷却水温や始動時の触媒入口温度Ｔなどから判定する。暖機再始動のように既に触媒が活性状態にあれば、ステップ５へ進み、前述した通常の成層燃焼運転あるいは均質燃焼運転となる。
【００３３】
冷間始動のように触媒が未活性状態であれば、ステップ３へ進み、前述した超リタード燃焼を実行する。これにより、排気温度は急激に上昇する。
【００３４】
その後、ステップ４において、触媒入口温度Ｔとその変化速度ｄＴとに基づいて、触媒コンバータ１０の温度状態が触媒完全活性前の所定の段階に達したか否か判定する。具体的には、触媒入口温度Ｔと変化速度ｄＴとから、図４に示すような特性の許可条件および禁止条件のいずれの領域にあるかを繰り返し判定し、許可条件にある間は、超リタード燃焼を継続する。そして、禁止条件の領域に入ったときに、ステップ４からステップ５へ進み、超リタード燃焼を解除して通常制御へ移行する。上記の禁止条件の領域は、超リタード燃焼の解除後も遅れて上昇する触媒温度が完全活性温度を越えて過度にオーバシュートすることがないように設定されており、特に、変化速度ｄＴが大であるほど、触媒入口温度Ｔがより低い段階で超リタード燃焼が解除される。従って、触媒温度の過度のオーバシュートや極端な温度勾配による熱歪みが防止される。
【００３５】
以下、触媒コンバータ１０の温度変化について説明する。図５は、一例として、冷間始動後の触媒コンバータの入口温度（排気温度にほぼ等しい）および内部温度の変化を示し、破線は、始動後に通常の燃焼運転を継続した場合の特性を、実線は、始動後に超リタード燃焼を継続した場合の特性を示す。図示するように、超リタード燃焼では、排気温度（入口温度）が始動後に急激に上昇し、内部温度が触媒活性温度（完全活性温度）Ｔ１に達するまでの所要時間は大幅に短縮される。しかし、入口温度と内部温度との温度差（換言すれば触媒担体の温度勾配）に着目すると、内部温度が触媒活性温度Ｔ１に達したときの温度差ΔＴとしては、実線で示す超リタード燃焼による急激な加熱の方が、破線で示す緩やかな加熱の場合よりも、大きくなる。つまり、超リタード燃焼により急激に昇温すると、一般に熱歪みが大となる傾向にある。
【００３６】
また、図６は、内部温度が触媒活性温度Ｔ１に達した時点で超リタード燃焼を解除した場合の比較例を示している。この場合、超リタード燃焼を解除した後も、触媒コンバータ上流側の排気系部品の熱容量や触媒自体の反応熱等によって触媒コンバータの内部温度は上昇し続け、条件によっては、触媒コンバータの内部温度が触媒劣化温度にまでオーバシュートしてしまう虞がある。
【００３７】
これに対し、図７は、本発明の場合の触媒コンバータの温度変化を示しており、内部温度が触媒活性温度Ｔ１に達する前に、超リタード燃焼が解除される。このとき、内部温度は触媒活性温度Ｔ１よりも低い例えば温度Ｔ２であり、超リタード燃焼の解除後、この温度Ｔ２からさらに温度上昇するものの、触媒劣化温度に達することはない。また、超リタード燃焼の解除に伴って入口温度は速やかに低下するため、内部温度が触媒活性温度Ｔ１に達した段階での内部温度と入口温度との温度差ΔＴは、図５や図６の場合よりも小さくなる。
【００３８】
なお、上記実施例では、触媒コンバータ１０の入口温度Ｔを触媒入口温度センサ１３により直接に検出するようにしているが、入口温度Ｔは内燃機関の吸入空気量に相関するので、この吸入空気量に基づいて入口温度Ｔを推定することも可能である。
【００３９】
次に、図８〜図１０は、この発明の第２の実施例を示しており、この実施例では、触媒コンバータ１０の温度状態を判定するために、図８に示すように、該触媒コンバータ１０の入口部に配置された触媒入口温度センサ１３に加えて、モノリス型セラミックス触媒担体の長手方向中央部に配置された触媒温度センサ３０を備えている。従って、触媒入口温度Ｔとともに、触媒コンバータ１０の内部温度ＴＣが検出される。
【００４０】
本実施例では、図９のような処理により、触媒コンバータ１０の温度状態を監視しつつ燃焼モードの切換が行われる。
【００４１】
先ず、ステップ１では、触媒入口温度センサ１３により検出される触媒コンバータ１０の入口温度Ｔと、触媒温度センサ３０により検出される触媒コンバータ１０の内部温度ＴＣを読み込む。次に、ステップ２で触媒が活性しているか否かを、例えば、機関始動時の内部温度ＴＣや冷却水温などから判定する。暖機再始動のように既に触媒が活性状態にあれば、ステップ５へ進み、前述した通常の成層燃焼運転あるいは均質燃焼運転となる。
【００４２】
冷間始動のように触媒が未活性状態であれば、ステップ３へ進み、前述した超リタード燃焼を実行する。これにより、排気温度は急激に上昇する。
【００４３】
その後、ステップ４において、触媒入口温度Ｔと内部温度ＴＣとに基づいて、触媒コンバータ１０の温度状態が触媒完全活性前の所定の段階に達したか否か判定する。具体的には、触媒入口温度Ｔと内部温度ＴＣとから、図１０に示すような特性の許可条件および禁止条件のいずれの領域にあるかを繰り返し判定し、許可条件にある間は、超リタード燃焼を継続する。そして、禁止条件の領域に入ったときに、ステップ４からステップ５へ進み、超リタード燃焼を解除して通常制御へ移行する。上記の禁止条件の領域は、超リタード燃焼の解除後も遅れて上昇する触媒温度が完全活性温度を越えて過度にオーバシュートすることがないように設定されており、特に、排気温度を示す入口温度Ｔが高いほど、内部温度ＴＣがより低い段階で超リタード燃焼が解除される。従って、触媒温度の過度のオーバシュートや極端な温度勾配による熱歪みが防止される。
【００４４】
なお、上記実施例では、触媒コンバータ１０の入口温度Ｔを触媒入口温度センサ１３により直接に検出するようにしているが、入口温度Ｔは内燃機関の吸入空気量に相関するので、この吸入空気量に基づいて入口温度Ｔを推定することも可能である。
【００４５】
また、上記実施例では、触媒コンバータ１０の内部温度ＴＣを触媒温度センサ３０により直接に検出するようにしているが、他のパラメータ、例えば触媒温度に相関する触媒コンバータ１０の酸素ストレージ能力から内部温度ＴＣを推定することも可能である。
【００４６】
具体的には、図１や図８に示したように、触媒コンバータ１０の上流側および下流側にそれぞれ空燃比センサ１１，１２が設けられている場合において、図１１の上段に示すように、内燃機関の空燃比（排気空燃比）が適当な周期・振幅で振動するように空燃比制御が行われる。これは、一般的な空燃比フィードバック制御の技術を利用することができる。この空燃比変化に対し、上流側空燃比センサ１１の検出空燃比は、機関の空燃比変化をそのまま反映したものとなる。一方、下流側空燃比センサ１２の検出空燃比は、図１１の下段に示すように、触媒コンバータ１０が未活性の段階では、酸素ストレージ能力が低いため、上流側空燃比センサ１１の信号と同様に変化するが、触媒コンバータ１０の温度が上昇すると、酸素ストレージ能力が高くなり、図示するように、周期が長くかつ振幅が小さなものとなる。従って、両者の関係から、触媒が完全活性前の活性開始温度に達したことを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る内燃機関全体のシステム構成を示す構成説明図。
【図２】本発明の超リタード燃焼の燃料噴射時期および点火時期を示す特性図。
【図３】始動時の燃焼モード切換の処理を示すフローチャート。
【図４】超リタード燃焼の許可・禁止領域を示す特性図。
【図５】超リタード燃焼を継続した場合の触媒入口温度と内部温度の変化を、通常の燃焼運転を継続した場合と対比して示す特性図。
【図６】内部温度が触媒活性温度に達したときに超リタード燃焼を解除した場合の温度変化を示す特性図。
【図７】本発明による触媒入口温度と内部温度の変化を示す特性図。
【図８】第２実施例を示す構成説明図。
【図９】この第２実施例の処理を示すフローチャート。
【図１０】この第２実施例の場合の許可・禁止領域を示す特性図。
【図１１】上流側空燃比センサの検出空燃比と下流側空燃比センサの検出空燃比とを示す特性図。
【図１２】従来技術における筒内の乱れの変化を示す説明図。
【符号の説明】
【００４８】
３…燃焼室
１０…触媒コンバータ
１３…触媒入口温度センサ
１４…点火プラグ
１５…燃料噴射弁
２５…コントロールユニット
３０…触媒温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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