JP2000064884A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2000064884A
JP2000064884A JP10233134A JP23313498A JP2000064884A JP 2000064884 A JP2000064884 A JP 2000064884A JP 10233134 A JP10233134 A JP 10233134A JP 23313498 A JP23313498 A JP 23313498A JP 2000064884 A JP2000064884 A JP 2000064884A
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Japan
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temperature
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fuel
combustion
exhaust gas
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Takekazu Ito
丈和 伊藤
Shizuo Sasaki
静夫 佐々木
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform stable combustion without causing smoke and a misfire. SOLUTION: First combustion generating little soot with an EGR gas amount in a combustion chamber 5 larger than an EGR gas amount having a peak generation amount of soot and second combustion with an EGR gas amount in the combustion chamber 5 smaller than an EGR gas amount having a peak generation amount of soot are selectively performed. A cooling device 23 is arranged in an EGR passage 21, and a cooling capacity necessary for maintaining a temperature of EGR gas flowing out of the cooling device 23 to a predetermine set temperature is provided to the cooling device 23. Injection timing becoming optimum when the temperature of EGR gas flowing out of the cooling device 23 is this preset temperature is previously stored, to determine the injection timing based on the stored injection timing.

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】本発明は内燃機関に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より内燃機関、例えばディーゼル機
関においてはNOx の発生を抑制するために機関排気通
路と機関吸気通路とを排気ガス再循環(以下、EGRと
称す)通路により連結し、このEGR通路を介して排気
ガス、即ちEGRガスを機関吸気通路内に再循環させる
ようにしている。この場合、EGRガスは比較的比熱が
高く、従って多量の熱を吸収することができるので、E
GRガス量を増大するほど、即ちEGR率(EGRガス
量/(EGRガス量+吸入空気量))を増大するほど燃
焼室内における燃焼温度が低下する。燃焼温度が低下す
るとNOx の発生量が低下し、従ってEGR率を増大す
ればするほどNOx の発生量は低下することになる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, for example, a diesel engine, an engine exhaust passage and an engine intake passage are connected by an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage in order to suppress the generation of NO x. Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated into the engine intake passage via the EGR passage. In this case, the EGR gas has a relatively high specific heat and therefore can absorb a large amount of heat.
The combustion temperature in the combustion chamber decreases as the GR gas amount increases, that is, as the EGR rate (EGR gas amount / (EGR gas amount + intake air amount)) increases. When the combustion temperature decreases, the amount of NO x generated decreases. Therefore, the higher the EGR rate, the lower the amount of NO x generated.

【0003】このように従来よりEGR率を増大すれば
NOx の発生量を低下しうることはわかっている。しか
しながらEGR率を増大させていくとEGR率が或る限
度を越えたときに煤の発生量、即ちスモークが急激に増
大し始める。この点に関し従来より、それ以上EGR率
を増大すればスモークが限りなく増大していくものと考
えられており、従ってスモークが急激に増大し始めるE
GR率がEGR率の最大許容限界であると考えられてい
る。
As described above, it has been known that the amount of NO x generated can be reduced by increasing the EGR rate. However, when the EGR rate is increased, when the EGR rate exceeds a certain limit, the amount of soot generated, that is, the smoke starts to increase rapidly. In this regard, it has been conventionally thought that if the EGR rate is further increased, the smoke will increase infinitely, and therefore the smoke will start to increase rapidly.
The GR rate is considered to be the maximum allowable limit for the EGR rate.

【0004】従って従来よりEGR率はこの最大許容限
界を越えない範囲内に定められている。このEGR率の
最大許容限界は機関の形式や燃料によってかなり異なる
がおおよそ30パーセントから50パーセントである。
従って従来のディーゼル機関ではEGR率は最大でも3
0パーセントから50パーセント程度に抑えられてい
る。
Therefore, conventionally, the EGR rate is set within a range that does not exceed the maximum allowable limit. The maximum allowable limit of this EGR rate is approximately 30 to 50 percent, though it varies considerably depending on the engine type and fuel.
Therefore, in the conventional diesel engine, the maximum EGR rate is 3
It is suppressed from 0% to 50%.

【0005】このように従来ではEGR率に対して最大
許容限界が存在すると考えられていたので従来よりEG
R率はこの最大許容限界を越えない範囲内においてNO
x およびスモークの発生量ができるだけ少なくなるよう
に定められていた。しかしながらこのようにしてEGR
率をNOx およびスモークの発生量ができるだけ少なく
なるように定めてもNOx およびスモークの発生量の低
下には限度があり、実際には依然としてかなりの量のN
x およびスモークが発生してしまうのが現状である。
As described above, in the past, it was considered that the maximum allowable limit exists for the EGR rate.
The R rate is NO within the range that does not exceed this maximum allowable limit.
It was stipulated that the amount of x and smoke generated should be as small as possible. However, in this way EGR
Even if the rate is set so that the amount of NO x and smoke produced is as small as possible, there is a limit to the reduction in the amount of NO x and smoke produced, and in reality, a considerable amount of N 2 is still left.
The O x, and smoke is generated at present.

【0006】ところがディーゼル機関の燃焼の研究の過
程においてEGR率を最大許容限界よりも大きくすれば
上述の如くスモークが急激に増大するがこのスモークの
発生量にはピークが存在し、このピークを越えてEGR
率を更に大きくすると今度はスモークが急激に減少しは
じめ、アイドリング運転時においてEGR率を70パー
セント以上にすると、またEGRガスを強力に冷却した
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にするとス
モークがほとんど零になる、即ち煤がほとんど発生しな
いことが見い出されたのである。また、このときにはN
x の発生量が極めて少量となることも判明している。
この後この知見に基づいて煤が発生しない理由について
検討が進められ、その結果これまでにない煤およびNO
x の同時低減が可能な新たな燃焼システムが構築される
に至ったのである。この新たな燃焼システムについては
後に詳細に説明するが簡単に言うと炭化水素が煤に成長
するまでの途中の段階において炭化水素の成長を停止さ
せることを基本としている。
However, if the EGR rate is made larger than the maximum permissible limit in the process of studying the combustion of a diesel engine, the smoke increases sharply as described above, but there is a peak in the amount of smoke produced, and the peak is exceeded. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease sharply this time. When the EGR rate is 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is strongly cooled, the EGR rate is almost 55% or more. It was found that it was almost zero, that is, soot was hardly generated. At this time, N
It has also been found that the amount of O x generated is extremely small.
After that, the reason why soot was not generated was examined based on this finding, and as a result, soot and NO
This led to the construction of a new combustion system capable of simultaneously reducing x . This new combustion system will be explained in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle of the process until the hydrocarbons grow into soot.

【0007】即ち、実験研究を重ねた結果判明したこと
は燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以下のときには炭化水素の成長が煤に至
る前の途中の段階で停止し、燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以上になると炭化水素は一気に煤まで成
長してしまうということである。この場合、燃料および
その周囲のガス温度は燃料が燃焼した際の燃料周りのガ
スの吸熱作用が大きく影響しており、燃料燃焼時の発熱
量に応じて燃料周りのガスの吸熱量を調整することによ
って燃料およびその周囲のガス温度を制御することがで
きる。
[0007] That is, as a result of repeated experimental research, it was found that when the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber were below a certain temperature, the growth of hydrocarbons stopped in the middle of the process before reaching soot. However, if the temperature of the fuel and the gas around it rises above a certain temperature, the hydrocarbons will suddenly grow to soot. In this case, the temperature of the fuel and its surrounding gas is greatly affected by the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns, and the endothermic amount of the gas around the fuel is adjusted according to the amount of heat generated during fuel combustion. Thus, the temperature of the fuel and the gas around it can be controlled.

【0008】従って、燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制すれば煤が発生しなくなり、燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を炭
化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制すること
は燃料周りのガスの吸熱量を調整することによって可能
となる。一方、煤に至る前に成長が途中で停止した炭化
水素は酸化触媒等を用いた後処理によって容易に浄化す
ることができる。これが新たな燃焼システムの基本的な
考え方である。この新たな燃焼システムを採用した内燃
機関については本出願人により既に出願されている(特
願平9−305850号)。
Therefore, if the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, soot will not be generated and the fuel and the surroundings during combustion in the combustion chamber will be eliminated. It is possible to control the gas temperature in the range below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway by adjusting the heat absorption amount of the gas around the fuel. On the other hand, hydrocarbons whose growth has stopped before reaching soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. This is the basic idea of the new combustion system. The applicant has already applied for an internal combustion engine that employs this new combustion system (Japanese Patent Application No. 9-305850).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの新たな燃
焼では安定した燃焼の得られる燃料噴射時期が比較的狭
いクランク角範囲内に限られている。即ち、燃料噴射時
期を早くすると噴射燃料は長時間に亘って圧縮高温ガス
により加熱されるために燃焼時に燃料およびその周囲の
ガス温は高くなり、その結果炭化水素が煤まで成長して
しまうのでスモークが発生することになる。これに対し
て燃料噴射時期を遅くすると噴射燃料の温度があまり上
昇しないために大部分の燃料は燃焼せず、斯くして失火
を生ずることになる。
By the way, in this new combustion, the fuel injection timing at which stable combustion is obtained is limited to a relatively narrow crank angle range. That is, if the fuel injection timing is advanced, the injected fuel is heated by the compressed high temperature gas for a long time, so the temperature of the fuel and the gas around it becomes high during combustion, and as a result, hydrocarbons grow to soot. Smoke will occur. On the other hand, when the fuel injection timing is delayed, most of the fuel does not burn because the temperature of the injected fuel does not rise so much, which results in misfire.

【0010】即ち、この新たな燃焼では燃料噴射時期に
対してスモークが発生せずかつ失火を生じない安定した
燃焼の得られる最適なクランク角範囲が存在し、従って
この新たな燃焼を行う場合にはこの最適なクランク角範
囲において燃料噴射を行う必要がある。しかしながらこ
の安定した燃焼の得られる最適なクランク角範囲は、燃
焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
に影響を与える機関の運転パラメータの値、例えば空燃
比や、EGR率や、吸入空気温や、EGRガス温や、機
関の冷却水温や、吸入空気中の湿度等により変化する。
That is, in this new combustion, there is an optimum crank angle range in which smoke is not generated with respect to the fuel injection timing and stable combustion can be obtained without causing misfire. Therefore, when performing this new combustion, Needs to perform fuel injection in this optimum crank angle range. However, the optimum crank angle range in which this stable combustion is obtained is the value of the operating parameter of the engine that affects the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber, such as the air-fuel ratio, the EGR rate, and the intake air It changes depending on the temperature, the EGR gas temperature, the cooling water temperature of the engine, the humidity in the intake air, and the like.

【0011】例えば、吸入空気温が高くなればなるほど
燃焼室内のガス温は高くなり、その結果噴射燃料の温度
も高くなる。この場合、スモークが発生しないようにす
るためには吸入空気温が高くなるほど燃焼室内のガスに
よる噴射燃料の加熱時間を短かくする必要があり、その
ためには吸入空気温が高くなるほど燃料噴射時期を遅く
する必要がある。
For example, the higher the intake air temperature, the higher the gas temperature in the combustion chamber, and the higher the temperature of the injected fuel. In this case, in order to prevent the smoke from being generated, it is necessary to shorten the heating time of the injected fuel by the gas in the combustion chamber as the intake air temperature becomes higher, and therefore, the fuel injection timing becomes higher as the intake air temperature becomes higher. I need to be late.

【0012】これに対して、吸入空気温が低くなればな
るほど燃焼室内のガス温は低くなり、その結果噴射燃料
の温度も低くなる。この場合、失火が生じないようにす
るためには吸入空気温が低くなるほど燃焼室内のガスに
よる噴射燃料の加熱時間を長くする必要があり、そのた
めには吸入空気温が低くなるほど燃料噴射時期を早くす
る必要がある。
On the other hand, the lower the intake air temperature, the lower the gas temperature in the combustion chamber, and the lower the temperature of the injected fuel. In this case, in order to prevent misfire, it is necessary to lengthen the heating time of the injected fuel by the gas in the combustion chamber as the intake air temperature becomes lower, and therefore the fuel injection timing becomes earlier as the intake air temperature becomes lower. There is a need to.

【0013】このように燃料噴射に対し最適なクランク
角範囲は、燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周
囲のガス温度に影響を与える機関の運転パラメータの値
によって変化する。この場合、機関の運転パラメータの
値の変化が激しいと燃焼室内における燃焼時の燃料およ
びその周囲のガス温度が変化しても検出遅れ等によって
その変化に追従させて噴射時期を変化させることができ
ず、斯くして噴射時期が最適なクランク角範囲からずれ
てしまうためにスモークが発生するが、或いは失火が発
生することになる。
As described above, the optimum crank angle range for fuel injection varies depending on the values of the operating parameters of the engine that affect the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the gas temperature around it. In this case, if the value of the operating parameter of the engine changes drastically, even if the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the temperature of the gas around it change, the injection timing can be changed by following the change due to detection delay and the like. Therefore, smoke is generated because the injection timing deviates from the optimum crank angle range, or misfire occurs.

【0014】ところで燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度に影響を与える機関の運転パメ
ラータのうちで吸入空気温や、機関の冷却水温や、吸入
空気の湿度は急変することがなく、従ってこれらのパラ
メータが変化してもその変化に追従させて噴射時期を最
適なクランク角範囲内に制御することができる。また、
新たな燃焼が行われているときには運転状態が変化して
も空燃比やEGR率はさほど変化せず、従ってこれらの
パラメータが変化してもその変化に追従させて噴射時期
を最適なクランク角範囲内に制御することができる。
By the way, the intake air temperature, the cooling water temperature of the engine, and the humidity of the intake air among the engine operating parameters that affect the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber do not change suddenly, Therefore, even if these parameters change, the injection timing can be controlled within the optimum crank angle range by following the changes. Also,
When new combustion is being performed, the air-fuel ratio and EGR rate do not change much even if the operating conditions change. Therefore, even if these parameters change, the injection timing is adjusted to the optimum crank angle range by following the changes. Can be controlled within.

【0015】ところが燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度に影響を与える機関の運転パラ
メータのうちでEGRガス温は機関の運転状態が変化す
ると激しく変化する。従ってEGRガス温が変化したと
きにEGRガス温の変化に応じて噴射時期を制御しても
EGRガス温の変化に追従させて噴射時期を変化させる
ことができず、斯くして噴射時期が最適なクランク角範
囲からずれてしまうためにスモークが発生するか、或い
は失火が発生するという問題を生ずる。
However, among the operating parameters of the engine that affect the temperature of fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber, the EGR gas temperature changes drastically when the operating state of the engine changes. Therefore, even if the injection timing is controlled according to the change in the EGR gas temperature when the EGR gas temperature changes, the injection timing cannot be changed by following the change in the EGR gas temperature. There is a problem that smoke is generated or misfire occurs due to deviation from the crank angle range.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに1番目の発明では、機関から排出された排気ガスを
機関吸気通路内に再循環させるための排気ガス再循環装
置を具備し、燃焼室内に供給される再循環排気ガス量を
増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達
する内燃機関において、煤の発生量がピークとなる再循
環排気ガス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガ
ス量を多くし、機関排気通路と機関吸気通路とを連結す
る排気ガス再循環通路内に冷却装置を配置すると共にこ
の冷却装置に対し、冷却装置から流出した再循環排気ガ
スの温度をほぼ予め定められた設定温度に維持するのに
必要な冷却能力を持たせ、冷却装置から流出した再循環
排気ガスの温度が設定温度のときに最適となる噴射時期
が予め記憶されており、記憶されている噴射時期に基づ
いて噴射時期を定めるようにしている。
In order to solve the above problems, the first invention comprises an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from the engine into the engine intake passage, When the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber increases, the amount of soot gradually increases and reaches a peak.In an internal combustion engine, the amount of soot generated reaches a peak. The amount of recirculated exhaust gas supplied to the engine is increased, and a cooling device is installed in the exhaust gas recirculation passage that connects the engine exhaust passage and the engine intake passage. The optimum injection timing is stored in advance when the temperature of exhaust gas that has flowed out of the cooling device has the set temperature and the cooling capacity required to maintain the temperature of the exhaust gas at the preset temperature is maintained. Been Ri, so that determine the injection timing based on the injection timing stored.

【0017】即ち、排気ガスが激しく変動しても燃焼室
内に再循環せしめられる再循環排気ガス温は設定温度に
維持され、再循環排気ガスの温度が設定温度のときに最
適となる噴射時期が予め記憶されており、この記憶され
ている噴射時期に基づいて噴射時期が定められる。従っ
て排気ガス温が激しく変動しても噴射時期は常時最適な
噴射時期となる。
That is, even if the exhaust gas fluctuates drastically, the temperature of the recirculated exhaust gas recirculated in the combustion chamber is maintained at the set temperature, and the optimum injection timing when the temperature of the recirculated exhaust gas is the set temperature. The injection timing is stored in advance, and the injection timing is determined based on the stored injection timing. Therefore, the injection timing is always the optimum injection timing even if the exhaust gas temperature fluctuates drastically.

【0018】2番目の発明では1番目の発明において、
機関冷却水が冷却装置に導びかれ、機関冷却水により再
循環排気ガスが冷却される。3番目の発明では2番目の
発明において、機関本体内の冷却水温がほぼ一定に維持
されており、設定温度がほぼ一定に維持されている機関
本体内の冷却水温とほぼ等しい。
In the second invention, in the first invention,
The engine cooling water is guided to the cooling device, and the recirculated exhaust gas is cooled by the engine cooling water. In the third invention, in the second invention, the cooling water temperature in the engine body is maintained substantially constant, and is substantially equal to the cooling water temperature in the engine body in which the set temperature is maintained substantially constant.

【0019】4番目の発明では1番目の発明において、
燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温
度に影響を与える機関の運転パラメータの値を検出する
検出手段を具備し、噴射時期を運転パラメータの値に基
づいてスモークの発生する噴射時期と失火が生ずる噴射
時期との間に制御するようにしている。5番目の発明で
は4番目の発明において、運転パラメータが空燃比であ
り、空燃比が大きくなるほど噴射時期を遅らすようにし
ている。
In the fourth invention, in the first invention,
Equipped with a detection means for detecting the value of the operating parameter of the engine that affects the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber, the injection timing is based on the value of the operating parameter, the injection timing at which smoke is generated, and misfire. Is controlled during the injection timing. In the fifth invention, in the fourth invention, the operating parameter is the air-fuel ratio, and the injection timing is delayed as the air-fuel ratio increases.

【0020】6番目の発明では4番目の発明において、
運転パラメータが排気ガス再循環率であり、排気ガス再
循環率が高くなるほど噴射時期を早くするようにしてい
る。7番目の発明では4番目の発明において、運転パラ
メータが吸入空気温であり、吸入空気温が高くなるほど
噴射時期を遅らすようにしている。8番目の発明では4
番目の発明において、運転パラメータが機関の冷却水温
であり、機関の冷却水温が高くなるほど噴射時期を遅ら
すようにしている。
In the sixth invention, in the fourth invention,
The operating parameter is the exhaust gas recirculation rate, and the higher the exhaust gas recirculation rate, the earlier the injection timing. In the seventh invention, in the fourth invention, the operating parameter is the intake air temperature, and the injection timing is delayed as the intake air temperature increases. 4th in the 8th invention
In the second invention, the operating parameter is the engine cooling water temperature, and the injection timing is delayed as the engine cooling water temperature increases.

【0021】9番目の発明では4番目の発明において、
運転パラメータが吸入空気の湿度であり、吸入空気の湿
度が高くなるほど噴射開始時期を早くするようにしてい
る。10番目の発明では1番目の発明において、冷却装
置内における再循環排気ガスの流れ方向を逆方向に切換
えるための切換手段を具備し、予め定められた期間が経
過する毎に冷却装置内における再循環排気ガスの流れ方
向をそれまでとは逆方向に切換えるようにしている。
In the ninth invention, in the fourth invention,
The operating parameter is the humidity of the intake air, and the injection start timing is advanced as the humidity of the intake air increases. According to a tenth invention, in the first invention, a switching means for switching the flow direction of the recirculated exhaust gas in the cooling device to the opposite direction is provided, and the recirculation in the cooling device is performed every time a predetermined period elapses. The flow direction of the circulating exhaust gas is switched to the opposite direction.

【0022】11番目の発明では1番目の発明におい
て、排気ガス再循環率がほぼ55パーセント以上であ
る。12番目の発明では1番目の発明において、機関排
気通路内に酸化機能を有する触媒を配置している。13
番目の発明では12番目の発明において、触媒が酸化触
媒、三元触媒又はNOx 吸収剤の少くとも一つからな
る。
According to the eleventh invention, in the first invention, the exhaust gas recirculation rate is about 55% or more. In the twelfth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage. Thirteen
According to the twelfth invention, in the twelfth invention, the catalyst comprises at least one of an oxidation catalyst, a three-way catalyst and a NO x absorbent.

【0023】14番目の発明では1番目の発明におい
て、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガス量よりも
燃焼室内に供給される再循環排気ガス量が多く煤がほと
んど発生しない第1の燃焼と、煤の発生量がピークとな
る再循環ガス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気
ガス量が少ない第2の燃焼とを選択的に切換える切換手
段を具備している。
According to a fourteenth invention, in the first invention, the recirculation exhaust gas amount supplied to the combustion chamber is larger than the recirculation exhaust gas amount at which the soot generation amount reaches a peak, and soot is hardly generated. A switching means is provided for selectively switching between combustion and second combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied into the combustion chamber is smaller than the amount of recirculated gas at which the amount of soot generated peaks.

【0024】15番目の発明では14番目の発明におい
て、機関の運転領域を低負荷側の第1の運転領域と高負
荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運転領域では第
1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2の燃焼を行う
ようにしている。
According to a fifteenth invention, in the fourteenth invention, the operating range of the engine is divided into a first operating range on the low load side and a second operating range on the high load side, and the first operating range is divided into the first operating range. Is performed, and the second combustion is performed in the second operation region.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は本発明を4ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図1を参
照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3は
シリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気
制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は
排気弁、10は排気ポートを夫々示す。吸気ポート8は
対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結
され、サージタンク12は吸気ダクト13を介してエア
クリーナ14に連結される。吸気ダクト13内にはステ
ップモータ15により駆動されるスロットル弁16が配
置される。一方、排気ポート10は排気マニホルド17
および排気管18を介して酸化機能を有する触媒19を
内蔵した触媒コンバータ20に連結される。
FIG. 1 shows the case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, and 9 is an intake port. Indicates an exhaust valve, and 10 indicates an exhaust port, respectively. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to an air cleaner 14 via an intake duct 13. A throttle valve 16 driven by a step motor 15 is arranged in the intake duct 13. On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 17
Also, it is connected via an exhaust pipe 18 to a catalytic converter 20 containing a catalyst 19 having an oxidizing function.

【0026】排気マニホルド17とサージタンク12と
はEGR通路21を介して互いに連結され、EGR通路
21内には電気制御式EGR制御弁22が配置される。
また、EGR通路21内にはEGRガスを冷却するため
の冷却装置23が配置される。図1に示される実施例で
は機関冷却水が冷却水導入口24から冷却装置23内に
導入され、この冷却水によってEGRガスが冷却され
る。EGRガスを冷却した冷却水は冷却水排出口25か
ら排出されて機関本体1に返戻される。
The exhaust manifold 17 and the surge tank 12 are connected to each other via an EGR passage 21, and an electric control type EGR control valve 22 is arranged in the EGR passage 21.
A cooling device 23 for cooling the EGR gas is arranged in the EGR passage 21. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is introduced into the cooling device 23 from the cooling water inlet 24, and the EGR gas is cooled by this cooling water. The cooling water that has cooled the EGR gas is discharged from the cooling water discharge port 25 and returned to the engine body 1.

【0027】一方、燃料噴射弁6は燃料供給管26を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレーン27に連結さ
れる。このコモンレーン27内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ28から燃料が供給され、コモンレー
ン28内に供給された燃料は各燃料供給管26を介して
燃料噴射弁6に供給される。コモンレーン27にはコモ
ンレーン27内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
29が取付けられ、燃料圧センサ29の出力信号に基づ
いてコモンレーン27内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ28の吐出量が制御される。
On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common lane 27, through a fuel supply pipe 26. Fuel is supplied to the common lane 27 from an electrically controlled variable fuel discharge fuel pump 28, and the fuel supplied to the common lane 28 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 26. . A fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the common lane 27 is attached to the common lane 27 so that the fuel pressure in the common lane 27 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 29. The discharge amount of the fuel pump 28 is controlled.

【0028】電子制御ユニット40はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス41によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッ
サ)44、入力ポート45および出力ポート46を具備
する。図1に示されるように燃料圧センサ29の出力信
号は対応するAD変換器47を介して入力ポート45に
入力される。機関本体1には機関冷却水温を検出するた
めの水温センサ30が配置され、この水温センサ30の
出力信号は対応するAD変換器47を介して入力ポート
45に入力される。スロットル弁16上流の吸気ダクト
13内には吸入空気の質量流量を検出するための質量流
量検出器31と、吸入空気温を検出するための温度セン
サ32と、吸入空気の湿度を検出するための湿度センサ
33とが配置され、これら質量流量検出器31、温度セ
ンサ32および湿度センサ33の出力信号は夫々対応す
るAD変換器47を介して入力ポート45に入力され
る。
The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and has a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45, and an input port 45 which are connected to each other by a bidirectional bus 41. The output port 46 is provided. As shown in FIG. 1, the output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A water temperature sensor 30 for detecting the engine cooling water temperature is arranged in the engine body 1, and the output signal of the water temperature sensor 30 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A mass flow rate detector 31 for detecting the mass flow rate of the intake air, a temperature sensor 32 for detecting the intake air temperature, and a humidity of the intake air are provided in the intake duct 13 upstream of the throttle valve 16. A humidity sensor 33 is arranged, and the output signals of the mass flow rate detector 31, the temperature sensor 32, and the humidity sensor 33 are input to the input port 45 via the corresponding AD converters 47, respectively.

【0029】アクセルペダル50にはアクセルペダル5
0の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷セン
サ51が接続され、負荷センサ51の出力電圧は対応す
るAD変換器47を介して入力ポート45に入力され
る。また、入力ポート45にはクランクシャフトが例え
ば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角
センサ52が接続される。一方、出力ポート46は対応
する駆動回路48を介して燃料噴射弁6、スロットル弁
制御用ステップモータ15、EGR制御弁22および燃
料ポンプ28に接続される。
The accelerator pedal 50 includes an accelerator pedal 5
A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the stepping amount L of 0 is connected, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 ° is connected to the input port 45. On the other hand, the output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 15, the EGR control valve 22 and the fuel pump 28 via the corresponding drive circuit 48.

【0030】図2は機関低負荷運転時にスロットル弁1
6の開度およびEGR率を変化させることにより空燃比
A/F(図2の横軸)を変化させたときの出力トルクの
変化、およびスモーク、HC,CO,NOx の排出量の
変化を示す実験例を表している。図2からわかるように
この実験例では空燃比A/Fが小さくなるほどEGR率
が大きくなり、理論空燃比(≒14.6)以下のときに
はEGR率は65パーセント以上となっている。
FIG. 2 shows the throttle valve 1 during engine low load operation.
6 changes in the output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 2) is changed by changing the opening degree and EGR rate, and changes in the amount of smoke, HC, CO, and NO x emissions. It represents the experimental example shown. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the EGR rate becomes larger as the air-fuel ratio A / F becomes smaller, and when the air-fuel ratio is equal to or less than the theoretical air-fuel ratio (≈14.6), the EGR rate becomes 65% or more.

【0031】図2に示されるようにEGR率を増大する
ことにより空燃比A/Fを小さくしていくとEGR率が
40パーセント付近となり空燃比A/Fが30程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、EGR率を65パーセ
ント以上とし、空燃比A/Fが15.0付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またN
x の発生量がかなり低くなる。一方、このときHC,
COの発生量は増大し始める。
As shown in FIG. 2, when the air-fuel ratio A / F is reduced by increasing the EGR rate, the EGR rate becomes around 40%, and when the air-fuel ratio A / F becomes about 30, smoke is generated. The amount of generation begins to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is made smaller, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke sharply decreases this time, the EGR rate is increased to 65% or more, and the smoke becomes almost zero when the air-fuel ratio A / F is around 15.0. . That is, soot is hardly generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The amount of O x generated is considerably low. On the other hand, at this time, HC,
The amount of CO generated starts to increase.

【0032】図3(A)は空燃比A/Fが18付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室5内の燃焼圧変
化を示しており、図3(B)は空燃比A/Fが13付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室5内の燃焼
圧の変化を示している。図3(A)と図3(B)とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図3(B)に示す場合はスモークの発生量が多い図3
(A)に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。
FIG. 3 (A) shows the change in combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 18 and the amount of smoke generated is the largest, and FIG. 3 (B) shows the air-fuel ratio A / F. It shows a change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when F is around 13 and the amount of smoke generated is almost zero. As can be seen by comparing FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case shown in FIG. 3 (B) where the amount of smoke generated is almost zero, the amount of smoke generated is large.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in (A).

【0033】図2および図3に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第1に空燃比A/Fが1
5.0以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図2
に示されるようにNOx の発生量がかなり低下する。N
x の発生量が低下したということは燃焼室5内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室5内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図3からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図3(B)に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室5
内の燃焼温度は低くなっていることになる。
From the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, the following can be said. That is, first of all, the air-fuel ratio A / F is 1
When the amount of smoke generated is 5.0 or less and the amount of smoke is almost zero,
As shown in (3), the amount of NO x generated is considerably reduced. N
The decrease in the amount of generated O x means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased, and therefore, when the soot is hardly generated, the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased. I can say. The same can be said from FIG. That is, the combustion pressure is low in the state shown in FIG. 3 (B) where almost no soot is generated.
The combustion temperature inside is low.

【0034】第2にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図2に示されるようにHCおよびCO
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図4に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図4に示
されるような炭化水素は煤の前駆体を経て煤まで成長す
ることになる。従って、上述したように煤の発生量がほ
ぼ零になると図2に示される如くHCおよびCOの排出
量が増大するがこのときのHCは煤の前駆体又はその前
の状態の炭化水素である。
Secondly, when the amount of smoke produced, that is, the amount of soot produced, becomes almost zero, as shown in FIG.
Emissions will increase. This means that hydrocarbons are discharged without growing to soot. That is, linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 are thermally decomposed to form soot precursors when the temperature is raised in a state of oxygen deficiency, and then mainly soot is formed. Soot consisting of a solid with carbon atoms gathered is produced. In this case, the actual soot production process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor takes, but in any case, the hydrocarbon as shown in FIG. After that, it will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of soot generated becomes almost zero, the emission amounts of HC and CO increase as shown in FIG. 2. At this time, HC is a soot precursor or a hydrocarbon in the state before it. .

【0035】図2および図3に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室5内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室5から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室5内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室5内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。
When these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3 are summarized, the soot generation amount becomes almost zero when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, and at this time, the soot precursor or the soot precursor. The hydrocarbons in this state are discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, when the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 is below a certain temperature, the soot growth process stops halfway, that is, the soot is generated. It was found that soot was not generated at all and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 reached a certain temperature or higher.

【0036】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止するときの燃料およびその周囲の温度、即
ち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種
々の要因によって変化するので何度であるかということ
は言えないがこの或る温度はNOx の発生量と深い関係
を有しており、従ってこの或る温度はNOx の発生量か
ら或る程度規定することができる。即ち、EGR率が増
大するほど燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低
下し、NOx の発生量が低下する。このときNOx の発
生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったときに煤が
ほとんど発生しなくなる。従って上述の或る温度はNO
x の発生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったとき
の温度にほぼ一致する。
By the way, the temperature of the fuel and its surroundings when the hydrocarbon production process is stopped in the state of the soot precursor, that is, the above-mentioned certain temperature depends on various factors such as the type of fuel, the air-fuel ratio and the compression ratio. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the amount of NO x produced, and therefore this certain temperature is defined to some extent from the amount of NO x produced. be able to. That is, as the EGR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas around it decreases, and the amount of NO x generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the amount of NO x generated is about 10 p.pm or less. Therefore, the above certain temperature is NO
It is almost the same as the temperature when the amount of x generation is around 10 p.pm or less.

【0037】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化機能
を有する触媒を用いた後処理でもって浄化することはで
きない。これに対して煤の前駆体又はその前の状態の炭
化水素は酸化機能を有する触媒を用いた後処理でもって
容易に浄化することができる。このように酸化機能を有
する触媒による後処理を考えると炭化水素を煤の前駆体
又はその前の状態で燃焼室5から排出させるか、或いは
煤の形で燃焼室5から排出させるかについては極めて大
きな差がある。本発明において採用されている新たな燃
焼システムは燃焼室5内において煤を生成させることな
く炭化水素を煤の前駆体又はその前の状態の形でもって
燃焼室5から排出させ、この炭化水素を酸化機能を有す
る触媒により酸化せしめることを核としている。
Once soot is produced, this soot cannot be purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in the state before it can be easily purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. Considering the post-treatment with a catalyst having an oxidizing function as described above, it is extremely difficult to determine whether the hydrocarbon is discharged from the combustion chamber 5 in the state of the soot precursor or in the state before it, or is discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot. There is a big difference. The new combustion system employed in the present invention allows hydrocarbons to be discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot precursors or pre-presence conditions without producing soot in the combustion chamber 5 The core is to oxidize with a catalyst having an oxidizing function.

【0038】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室5内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料およ
びその周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際
の燃料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響するこ
とが判明している。
Now, in order to stop the growth of hydrocarbons before the soot is generated, the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 during combustion is set to a temperature lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it, the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect.

【0039】即ち、燃料周りに空気しか存在しないと蒸
発した燃料はただちに空気中の酸素と反応して燃焼す
る。この場合、燃料から離れている空気の温度はさほど
上昇せず、燃料周りの温度のみが局所的に極めて高くな
る。即ち、このときには燃料から離れている空気は燃料
の燃焼熱の吸熱作用をほとんど行わない。この場合には
燃焼温度が局所的に極めて高くなるために、この燃焼熱
を受けた未燃炭化水素は煤を生成することになる。
That is, if only air exists around the fuel, the evaporated fuel immediately reacts with oxygen in the air and burns. In this case, the temperature of the air separated from the fuel does not rise so much, and only the temperature around the fuel locally becomes extremely high. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature locally becomes extremely high, the unburned hydrocarbons that have received this heat of combustion generate soot.

【0040】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。
On the other hand, the situation is slightly different when the fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air.
In this case, the evaporated fuel diffuses into the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas, so that the combustion temperature does not rise so much. That is, the combustion temperature can be kept low. That is, the presence of the inert gas plays an important role in suppressing the combustion temperature, and the combustion temperature can be suppressed low by the endothermic action of the inert gas.

【0041】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
が強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、CO2 やEGRガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてEGRガスを用
いることは好ましいと言える。
In this case, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it to a temperature lower than the temperature at which soot is produced, an amount of inert gas sufficient to absorb the amount of heat required to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas also increases accordingly. In this case, the larger the specific heat of the inert gas, the stronger the endothermic action, and therefore the inert gas is preferably a gas having a large specific heat. In this respect, since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heat, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas.

【0042】図5は不活性ガスとしてEGRガスを用
い、EGRガスの冷却度合を変えたときのEGR率とス
モークとの関係を示している。即ち、図5において曲線
AはEGRガスを強力に冷却してEGRガス温をほぼ9
0℃に維持した場合を示しており、曲線Bは小型の冷却
装置でEGRガスを冷却した場合を示しており、曲線C
はEGRガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。
FIG. 5 shows the relationship between the EGR rate and smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, the curve A strongly cools the EGR gas to bring the EGR gas temperature to about 9
The curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and the curve C shows the case where the temperature is maintained at 0 ° C.
Indicates the case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0043】図5の曲線Aで示されるようにEGRガス
を強力に冷却した場合にはEGR率が50パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図5の曲線Bで示さ
れるようにEGRガスを少し冷却した場合にはEGR率
が50パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはEGR率をほぼ65パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。
As shown by the curve A in FIG. 5, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation amount reaches a peak when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate is almost 55. Almost no soot is generated if the percentage is exceeded. On the other hand, as shown by the curve B in FIG. 5, when the EGR gas is slightly cooled, the soot generation amount reaches a peak when the EGR rate is slightly higher than 50%. In this case, the EGR rate is approximately 65% or more. If so, soot is hardly generated.

【0044】また、図5の曲線Cで示されるようにEG
Rガスを強制的に冷却していない場合にはEGR率が5
5パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ70パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図5は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるEGR率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるEGR率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるEGR率の下限はEGRガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。
As shown by the curve C in FIG. 5, EG
When the R gas is not forcibly cooled, the EGR rate is 5
The soot generation amount peaks near 5%, and in this case, if the EGR rate is set to approximately 70% or more, soot is hardly generated. Note that FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high, and the EGR rate at which the amount of soot generated peaks when the engine load decreases and the EGR rate at which soot almost does not occur decreases. The lower limit of is also slightly lowered. Thus, the lower limit of the EGR rate at which soot is hardly generated changes depending on the cooling degree of EGR gas and the engine load.

【0045】図6は不活性ガスとしてEGRガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なEGRガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のEGRガス
の割合を示している。なお、図6において縦軸は燃焼室
5内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Yは
過給が行われないときに燃焼室5内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してお
り、Z1は低負荷運転領域を示している。
FIG. 6 shows a mixture of EGR gas and air required to bring the temperature of the fuel and the gas around it to a temperature lower than the temperature at which soot is produced when EGR gas is used as the inert gas. The amount of gas, the ratio of air in this mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in this mixed gas are shown. Note that, in FIG. 6, the vertical axis represents the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5, and the chain line Y represents the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. ing. In addition, the horizontal axis represents the required load, and Z1 represents the low load operation region.

【0046】図6を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図6に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図6においてEGRガスの割合、即ち混合
ガス中のEGRガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のEGRガス量
を示している。このEGRガス量はEGR率で表すとほ
ぼ55パーセント以上であり、図6に示す実施例では7
0パーセント以上である。即ち、燃焼室5内に吸入され
た全吸入ガス量を図6において実線Xとし、この全吸入
ガス量Xのうちの空気量とEGRガス量との割合を図6
に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温
度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くし
て煤が全く発生しなくなる。また、このときのNOx
生量は10p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってN
x の発生量は極めて少量となる。
Referring to FIG. 6, the ratio of air, that is, the amount of air in the mixed gas, indicates the amount of air required to completely burn the injected fuel. That is, in the case shown in FIG. 6, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the theoretical air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of EGR gas, that is, the amount of EGR gas in the mixed gas is set so that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and its surrounding gas is lower than the temperature at which soot is formed. The minimum required EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed by the EGR rate, and is 7 in the embodiment shown in FIG.
It is 0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is shown by a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount and the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in (1), the temperature of the fuel and the gas around it becomes lower than the temperature at which soot is generated, and thus soot is not generated at all. Further, the amount of NO x generated at this time is around 10 p.pm or less, so N
The amount of O x generated is extremely small.

【0047】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はEGRガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図6に示されるようにEGRガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、EGRガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。
When the fuel injection amount increases, the amount of heat generated when the fuel burns also increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, heat generated by the EGR gas is used. The amount of absorption must be increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount is increased.
That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.

【0048】一方、図6の負荷領域Z2では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Xが吸入しうる全吸入
ガス量Yを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Xを燃焼室5内に供給
するにはEGRガスおよび吸入空気の双方、或いはEG
Rガスを過給又は加圧する必要がある。EGRガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Z2では全吸入ガ
ス量Xは吸入しうる全吸入ガス量Yに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてEGRガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。
On the other hand, in the load region Z2 of FIG. 6, the total intake gas amount X required to prevent the generation of soot exceeds the total intake gas amount Y that can be inhaled. Therefore, in this case, in order to supply the total intake gas amount X required to prevent the generation of soot into the combustion chamber 5, both the EGR gas and the intake air, or EG
It is necessary to supercharge or pressurize the R gas. When the EGR gas or the like is not supercharged or pressurized, the total intake gas amount X matches the total intakeable gas amount Y in the load region Z2. Therefore, in this case, in order to prevent the generation of soot, the air amount is slightly decreased to increase the EGR gas amount and the fuel is burned under the rich air-fuel ratio.

【0049】前述したように図6は燃料を理論空燃比の
もとで燃焼させる場合を示しているが図6に示される低
負荷運転領域Z1において空気量を図6に示される空気
量よりも少なくても、即ち空燃比をリッチにしても煤の
発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.p.m 前後又は
それ以下にすることができ、また図6に示される低負荷
領域Z1において空気量を図6に示される空気量よりも
多くしても、即ち空燃比の平均値を17から18のリー
ンにしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生量を10
p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。
As described above, FIG. 6 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, in the low load operation region Z1 shown in FIG. 6, the air amount is smaller than the air amount shown in FIG. At least, that is, even if the air-fuel ratio is made rich, the generation amount of NO x can be reduced to around 10 p.pm or less while preventing the generation of soot, and the air can be reduced in the low load region Z1 shown in FIG. Even if the amount is made larger than the air amount shown in FIG. 6, that is, even if the average value of the air-fuel ratio is lean from 17 to 18, the amount of NO x generated is 10 while the generation of soot is prevented.
It can be around or below ppm.

【0050】即ち、空燃比がリッチにされると燃料が過
剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制されているために
過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤が生成される
ことがない。また、このときNOx も極めて少量しか発
生しない。一方、平均空燃比がリーンのとき、或いは空
燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量
の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので煤は全く生成されない。更に、NOx
も極めて少量しか発生しない。
That is, when the air-fuel ratio is made rich, the fuel becomes excessive, but since the combustion temperature is suppressed to a low temperature, the excessive fuel does not grow to soot, and soot is generated. There is no. Further, at this time, a very small amount of NO x is generated. On the other hand, when the average air-fuel ratio is lean, or even when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature becomes high, but in the present invention the combustion temperature is suppressed to a low temperature, soot Not generated at all. Furthermore, NO x
Also produces only a very small amount.

【0051】このように、機関低負荷運転領域Z1では
空燃比にかかわらずに、即ち空燃比がリッチであろう
と、理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリーン
であろうと煤が発生されず、NOx の発生量が極めて少
量となる。従って燃料消費率の向上を考えるとこのとき
平均空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。と
ころで燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲の
ガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に
抑制しうるのは燃焼による発熱量が少ない比較的機関負
荷が低いときに限られる。従って本発明では機関負荷が
比較的低いときには燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制
して第1の燃焼、即ち低温燃焼を行うようにし、機関負
荷が比較的高いときには第2の燃焼、即ち従来より普通
に行われている燃焼を行うようにしている。なお、ここ
で第1の燃焼、即ち低温燃焼とはこれまでの説明から明
らかなように煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よ
りも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生し
ない燃焼のことを云い、第2の燃焼、即ち従来より普通
に行われている燃焼とは煤の発生量がピークとなる不活
性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない燃焼の
ことを云う。
As described above, in the engine low load operation region Z1, soot is generated regardless of the air-fuel ratio, that is, whether the air-fuel ratio is rich, the stoichiometric air-fuel ratio, or the average air-fuel ratio is lean. Therefore, the amount of NO x generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time. By the way, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber can be suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway only when the amount of heat generated by combustion is small and the engine load is relatively low. Therefore, in the present invention, when the engine load is relatively low, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, low temperature combustion, is performed, When the engine load is relatively high, the second combustion, that is, the combustion that is more commonly performed than before is performed. It should be noted that here, the first combustion, that is, low temperature combustion, as is clear from the above description, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generated peaks, and soot is almost generated. The second combustion, that is, the combustion that is usually performed conventionally, is the combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas in which the soot generation peaks. Say.

【0052】図7は第1の燃焼、即ち低温燃焼が行われ
る第1の運転領域Iと、第2の燃焼、即ち従来の燃焼方
法による燃焼が行われる第2の燃焼領域IIとを示してい
る。なお、図7において縦軸Lはアクセルペダル50の
踏込み量、即ち要求負荷を示しており、横軸Nは機関回
転数を示している。また、図7においてX(N)は第1
の運転領域Iと第2の運転領域IIとの第1の境界を示し
ており、Y(N)は第1の運転領域Iと第2の運転領域
IIとの第2の境界を示している。第1の運転領域Iから
第2の運転領域IIへの運転領域の変化判断は第1の境界
X(N)に基づいて行われ、第2の運転領域IIから第1
の運転領域Iへの運転領域の変化判断は第2の境界Y
(N)に基づいて行われる。即ち、機関の運転状態が第
1の運転領域Iにあって低温燃焼が行われているときに
要求負荷Lが機関回転数Nの関数である第1の境界X
(N)を越えると運転領域が第2の運転領域IIに移った
と判断され、従来の燃焼方法による燃焼が行われる。次
いで要求負荷Lが機関回転数Nの関数である第2の境界
Y(N)よりも低くなると運転領域が第1の運転領域I
に移ったと判断され、再び低温燃焼が行われる。
FIG. 7 shows a first operating region I in which the first combustion, that is, low temperature combustion is performed, and a second combustion region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 7, the vertical axis L represents the depression amount of the accelerator pedal 50, that is, the required load, and the horizontal axis N represents the engine speed. Further, in FIG. 7, X (N) is the first
Shows the first boundary between the operating region I and the second operating region II, where Y (N) is the first operating region I and the second operating region.
The second boundary with II is shown. The determination of the change of the operating region from the first operating region I to the second operating region II is made based on the first boundary X (N), and the change from the second operating region II to the first operating region II is performed.
The determination of the change of the operating range to the operating range I of the second boundary Y
It is performed based on (N). That is, the required load L is a function of the engine speed N when the engine is operating in the first operating region I and low temperature combustion is being performed.
When (N) is exceeded, it is determined that the operating region has moved to the second operating region II, and combustion is performed by the conventional combustion method. Next, when the required load L becomes lower than the second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N, the operating region becomes the first operating region I.
It is judged that the process has been moved to No. 3, and low temperature combustion is performed again.

【0053】このように第1の境界X(N)と第1の境
界X(N)よりも低負荷側の第2の境界Y(N)との二
つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第1の理
由は、第2の運転領域IIの高負荷側では比較的燃焼温度
が高く、このとき要求負荷Lが第1の境界X(N)より
低くなったとしてもただちに低温燃焼を行えないからで
ある。即ち、要求負荷Lがかなり低くなったとき、即ち
第2の境界Y(N)よりも低くなったときでなければた
だちに低温燃焼が開始されないからである。第2の理由
は第1の運転領域Iと第2の運転領域II間の運転領域の
変化に対してヒステリシスを設けるためである。
In this way, the two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower load side of the first boundary X (N) are provided as follows. For one reason. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high load side of the second operating region II, and at this time, even if the required load L becomes lower than the first boundary X (N), low temperature combustion cannot be immediately performed. Because. That is, the low temperature combustion does not start immediately unless the required load L becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is that hysteresis is provided for changes in the operating region between the first operating region I and the second operating region II.

【0054】ところで機関の運転状態が第1の運転領域
Iにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前記体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室5から排出される。この
とき燃焼室5から排出された未燃炭化水素は酸化機能を
有する触媒19により良好に酸化せしめられる。触媒1
9としては酸化触媒、三元還元、又はNOx 吸収剤を用
いることができる。NOx 吸収剤は燃焼室5内における
平均空燃比がリーンのときにNOx を吸収し、燃焼室5
内における平均空燃比がリッチになるとNOx を放出す
る機能を有する。
By the way, when the engine is operating in the first operating region I and low-temperature combustion is being carried out, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in a state of the above-mentioned body of soot or the state before it. It is discharged from the combustion chamber 5 in shape. At this time, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 are favorably oxidized by the catalyst 19 having an oxidizing function. Catalyst 1
As 9, an oxidation catalyst, a three-way reduction, or a NO x absorbent can be used. The NO x absorbent absorbs NO x when the mean air-fuel ratio in the combustion chamber 5 of the lean, the combustion chamber 5
It has a function of releasing NO x when the average air-fuel ratio in the inside becomes rich.

【0055】このNOx 吸収剤は例えばアルミナを担体
とし、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムN
a、リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金
属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土
類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から
選ばれた少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが
担持されている。
This NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium N, etc. are supported on this carrier.
a, at least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. Is carried.

【0056】酸化触媒はもとより、三元触媒およびNO
x 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く
三元触媒およびNOx 吸収剤を触媒19として用いるこ
とができる。次に図8を参照しつつ第1の運転領域Iお
よび第2の運転領域IIにおける運転制御について概略的
に説明する。
Not only oxidation catalysts, but also three-way catalysts and NO
The x- absorbent also has an oxidizing function, so that a three-way catalyst and a NO x absorbent can be used as the catalyst 19 as described above. Next, the operation control in the first operation region I and the second operation region II will be schematically described with reference to FIG.

【0057】図8は要求負荷Lに対するスロットル弁1
6の開度、EGR制御弁22の開度、EGR率、空燃
比、噴射時期および噴射量を示している。図8に示され
るように要求負荷Lの低い第1の運転領域Iではスロッ
トル弁16の開度は要求負荷Lが高くなるにつれて全閉
近くから半開程度まで徐々に増大せしめられ、EGR制
御弁22の開度は要求負荷Lが高くなるにつれて全閉近
くから全開まで徐々に増大せしめられる。また、図8に
示される例では第1の運転領域IではEGR率がほぼ7
0パーセントとされており、空燃比はわずかばかりリー
ンなリーン空燃比とされている。
FIG. 8 shows the throttle valve 1 for the required load L.
6, the opening of the EGR control valve 22, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount are shown. As shown in FIG. 8, in the first operating region I where the required load L is low, the opening degree of the throttle valve 16 is gradually increased from near full close to about half open as the required load L increases, and the EGR control valve 22 The opening degree of is gradually increased from near full close to full open as the required load L increases. Further, in the example shown in FIG. 8, the EGR rate is approximately 7 in the first operating region I.
The air-fuel ratio is set to 0% and the air-fuel ratio is slightly lean.

【0058】言い換えると第1の運転領域IではEGR
率がほぼ70パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁16の
開度およびEGR制御弁22の開度が制御される。ま
た、第1の運転領域Iでは圧縮上死点TDC前に燃料噴
射が行われる。この場合、噴射開始時期θSは要求負荷
Lが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期θEも噴
射開始時期θSが遅くなるにつれて遅くなる。
In other words, in the first operating region I, EGR
The opening of the throttle valve 16 and the opening of the EGR control valve 22 are controlled so that the ratio becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio. Further, in the first operation region I, fuel injection is performed before the compression top dead center TDC. In this case, the injection start timing θS becomes late as the required load L becomes high, and the injection completion timing θE also becomes late as the injection start timing θS becomes late.

【0059】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁16は全閉近くまで閉弁され、このときEGR制御弁
22も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁1
6を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室5内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン4による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体1の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体1の振動を抑制するためにスロッ
トル弁16が全閉近くまで閉弁せしめられる。
During the idling operation, the throttle valve 16 is closed to near full closure, and the EGR control valve 22 is also closed to near full closure at this time. Throttle valve 1
When the valve 6 is closed to close to the fully closed state, the pressure in the combustion chamber 5 at the beginning of compression becomes low, so that the compression pressure becomes small. When the compression pressure becomes small, the compression work by the piston 4 becomes small, so that the vibration of the engine body 1 becomes small. That is, in idling operation, the throttle valve 16 is closed to close to the fully closed state in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0060】一方、機関の運転領域が第1の運転領域I
から第2の運転領域IIに変わるとスロットル弁16の開
度が半開程度から全開方向へステップ状に増大せしめら
れる。このとき図8に示す例ではEGR率がほぼ70パ
ーセントから40パーセント以下までステップ状に減少
せしめられ、空燃比がステップ状に大きくされる。即
ち、EGR率が多量のスモークを発生するEGR率範囲
(図5)を飛び越えるので機関の運転領域が第1の運転
領域Iから第2の運転領域IIに変わるときに多量のスモ
ークが発生することがない。
On the other hand, the operating region of the engine is the first operating region I.
When the operation range is changed from the second operation range II to the second operation range II, the opening degree of the throttle valve 16 is increased stepwise from about half open to the full open direction. At this time, in the example shown in FIG. 8, the EGR rate is reduced stepwise from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased stepwise. That is, since the EGR rate jumps over the EGR rate range (FIG. 5) in which a large amount of smoke is generated, a large amount of smoke is generated when the engine operating region changes from the first operating region I to the second operating region II. There is no.

【0061】第2の運転領域IIでは第2の燃焼、即ち従
来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では
煤およびNOx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効
率は高く、従って機関の運転領域が第1の運転領域Iか
ら第2の運転領域IIに変わると図8に示されるように噴
射量がステップ状に低減せしめられる。この第2の運転
領域IIではスロットル弁16は一部を除いて全開状態に
保持され、EGR制御弁22の開度は要求負荷Lが高く
なると次第に小さくされる。また、この運転領域IIでは
EGR率は要求負荷Lが高くなるほど低くなり、空燃比
は要求負荷Lが高くなるほど小さくなる。ただし、空燃
比は要求負荷Lが高くなってもリーン空燃比とされる。
また、第2の運転領域IIでは噴射開始時期θSは圧縮上
死点TDC付近とされる。
In the second operation region II, the second combustion, that is, the combustion which is conventionally performed, is performed. Although some soot and NO x are generated in this combustion method, the thermal efficiency is higher than that in low temperature combustion, so that when the operating region of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II, as shown in FIG. In addition, the injection amount is reduced stepwise. In the second operation region II, the throttle valve 16 is kept fully open except for a part, and the opening degree of the EGR control valve 22 is gradually reduced as the required load L increases. Further, in this operating region II, the EGR rate becomes lower as the required load L becomes higher, and the air-fuel ratio becomes smaller as the required load L becomes higher. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even if the required load L becomes high.
Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【0062】図9は第1の運転領域Iにおける空燃比A
/Fを示している。図9において、A/F=15.5,
A/F=16,A/F=17,A/F=18で示される
各曲線は夫々空燃比が15.5,16,17,18であ
るときを示しており、各曲線間の空燃比は比例配分によ
り定められる。図9に示されるように第1の運転領域I
では空燃比がリーンとなっており、更に第1の運転領域
Iでは要求負荷Lが低くなるほど空燃比A/Fがリーン
とされる。
FIG. 9 shows the air-fuel ratio A in the first operating region I.
/ F is shown. In FIG. 9, A / F = 15.5
Each curve shown by A / F = 16, A / F = 17, A / F = 18 shows the case where the air-fuel ratio is 15.5, 16, 17, and 18, respectively, and the air-fuel ratio between each curve is shown. Is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 9, the first operating region I
The air-fuel ratio is lean, and the air-fuel ratio A / F is leaner as the required load L is lower in the first operating region I.

【0063】即ち、要求負荷Lが低くなるほど燃焼によ
る発熱量が少くなる。従って要求負荷Lが低くなるほど
EGR率を低下させても低温燃焼を行うことができる。
EGR率を低下させると空燃比は大きくなり、従って図
9に示されるように要求負荷Lが低くなるにつれて空燃
比A/Fが大きくされる。空燃比A/Fが大きくなるほ
ど燃料消費率は向上し、従ってできる限り空燃比をリー
ンにするために本発明による実施例では要求負荷Lが低
くなるにつれて空燃比A/Fが大きくされる。
That is, the lower the required load L, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, as the required load L decreases, low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is decreased.
If the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio becomes large, and as shown in FIG. 9, the air-fuel ratio A / F is made larger as the required load L becomes lower. The fuel consumption rate increases as the air-fuel ratio A / F increases. Therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, the air-fuel ratio A / F is increased as the required load L decreases in the embodiment of the present invention.

【0064】一方、第1の運転領域IではEGR率が機
関の運転領域に応じた最適のEGR率とされる。このE
GR率EGは図10に示されるように要求負荷Lおよび
機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42
内に記憶されている。なお、空燃比を図9に示される目
標空燃比A/Fとし、EGR率を図10に示される目標
EGR率EGとするのに必要なスロットル弁16の目標
開度STが図11(A)に示されるように要求負荷Lお
よび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
42内に記憶されており、空燃比を図9に示す目標空燃
比A/Fとし、EGR率を図10に示される目標EGR
率EGとするのに必要なEGR制御弁22の目標開度S
Eが図11(B)に示されるように要求負荷Lおよび機
関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内
に記憶されている。
On the other hand, in the first operating region I, the EGR rate is set to the optimum EGR rate according to the operating region of the engine. This E
The GR rate EG is previously stored in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG.
It is stored in. The target opening degree ST of the throttle valve 16 required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 9 and the EGR rate to the target EGR rate EG shown in FIG. 10 is shown in FIG. ROM as a function of required load L and engine speed N as shown in FIG.
42, the air-fuel ratio is the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 9, and the EGR rate is the target EGR shown in FIG.
Target opening degree S of the EGR control valve 22 required to obtain the rate EG
E is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG.

【0065】また、第1の運転領域Iにおける噴射量Q
は図8に示されるように要求負荷Lが高くなるにつれて
増大する。この噴射量Qは機関回転数の関数でもあり、
この噴射量Qは図12に示されるように要求負荷Lおよ
び機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM4
2内に記憶されている。一方、第1の燃焼が行われてい
るときには冒頭で述べたように燃料噴射時期に対してス
モークが発生せずかつ失火を生じない安定した燃焼の得
られる最適なクランク角範囲が存在し、従って第1の燃
焼を行う場合にはこの最適なクランク角範囲において燃
料噴射を行う必要がある。しかしながらこの安定した燃
焼の得られる最適なクランク角範囲は、燃焼室5内にお
ける燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度に影響を与
える機関の運転パラメータの値、例えば空燃比や、EG
R率や、吸入空気温や、EGRガス温や、機関の冷却水
温や、吸入空気中の湿度等により変化する。
Further, the injection amount Q in the first operating region I
Increases as the required load L increases as shown in FIG. This injection amount Q is also a function of the engine speed,
This injection quantity Q is a function of the required load L and the engine speed N, as shown in FIG.
It is stored in 2. On the other hand, when the first combustion is performed, as described at the beginning, there is an optimum crank angle range in which stable combustion can be obtained in which smoke does not occur and misfire does not occur with respect to the fuel injection timing. When performing the first combustion, it is necessary to perform fuel injection within this optimum crank angle range. However, the optimum crank angle range in which stable combustion is obtained is the value of the operating parameter of the engine that influences the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber 5 and the gas temperature around it, such as the air-fuel ratio and EG.
It changes depending on the R ratio, the intake air temperature, the EGR gas temperature, the engine cooling water temperature, the humidity in the intake air, and the like.

【0066】この場合、機関の運転パラメータの値の変
化が激しいと燃焼室5内における燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度が変化しても検出遅れ等によってその
変化に追従させて噴射時期を変化させることができず、
斯くして噴射時期が最適なクランク角範囲からずれてし
まうためにスモークが発生するか、或いは失火が発生す
ることになる。
In this case, when the value of the operating parameter of the engine changes drastically, even if the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber 5 and the temperature of the gas around it change, the injection timing is made to follow that change due to detection delay and the like. Cannot be changed,
As a result, the injection timing deviates from the optimum crank angle range, resulting in smoke or misfire.

【0067】ところで燃焼室5内における燃焼時の燃料
およびその周囲のガス温度に影響を与える機関の運転パ
ラメータのうちで吸入空気温や、機関の冷却水温や、吸
入空気の湿度は急変することがなく、従ってこれらのパ
ラメータが変化してもその変化に追従させて噴射時期を
最適なクランク角範囲内に制御することができる。ま
た、第1の燃焼が行われているときには図9からわかる
ように運転状態が変化しても空燃比A/Fはさほど変化
せず、同様に第1の燃焼が行われているときには運転状
態が変化してもEGR率はさほど変化しない。従ってこ
れらのパラメータが変化してもその変化に追従させて噴
射時期を最適なクランク角範囲内に制御することができ
る。
By the way, among the operating parameters of the engine that affect the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber 5, the intake air temperature, the engine cooling water temperature, and the intake air humidity may suddenly change. Therefore, even if these parameters change, the injection timing can be controlled within the optimum crank angle range by following the changes. Further, as can be seen from FIG. 9, when the first combustion is being performed, the air-fuel ratio A / F does not change so much even when the operating state is changed, and similarly, when the first combustion is being performed, the operating state is changed. Changes, the EGR rate does not change so much. Therefore, even if these parameters change, the injection timing can be controlled within the optimum crank angle range by following the changes.

【0068】ところが燃焼室5内における燃焼時の燃料
およびその周囲のガス温度に影響を与える機関の運転パ
ラメータのうちでEGRガス温は機関の運転状態が変化
すると激しく変化する。従ってEGRガス温が変化した
ときにEGRガス温の変化に応じて噴射時期を制御して
もEGRガス温の変化に追従させて噴射時期を変化させ
ることができず、斯くして噴射時期が最適なクランク角
範囲からずれてしまうためにスモークが発生するか、或
いは失火が発生するという問題を生ずることになる。
However, among the operating parameters of the engine that affect the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber 5, the EGR gas temperature changes drastically when the operating state of the engine changes. Therefore, even if the injection timing is controlled according to the change in the EGR gas temperature when the EGR gas temperature changes, the injection timing cannot be changed by following the change in the EGR gas temperature. Therefore, there is a problem that smoke is generated or misfire occurs due to deviation from the crank angle range.

【0069】そこで本発明ではEGR通路21内に配置
された冷却装置23に対し、冷却装置23から流出した
EGRガスの温度をほぼ予め定められた設定温度に維持
するのに必要な冷却能力を持たせるようにしている。云
い換えると冷却装置23に大量の機関冷却水を供給し、
それによって冷却装置23の出口におけるEGRガス温
を予め定められた設定温度に維持するようにしている。
Therefore, in the present invention, the cooling device 23 arranged in the EGR passage 21 has a cooling capacity necessary for maintaining the temperature of the EGR gas flowing out from the cooling device 23 at a substantially predetermined set temperature. I am trying to make it. In other words, supplying a large amount of engine cooling water to the cooling device 23,
Thereby, the EGR gas temperature at the outlet of the cooling device 23 is maintained at a preset temperature.

【0070】図13は図1に示す冷却装置23内におけ
るEGRガス温Tの変化を示している。図13に示され
るように図1に示す冷却装置23を用いると冷却装置2
3の入口におけるEGRガス温Tが150℃であっても
300℃であっても500℃であっても、即ち機関から
排出された排気ガス温が激しく変動しても冷却装置23
の出口におけるEGRガス温Tは一定温度に維持するこ
とができる。
FIG. 13 shows changes in the EGR gas temperature T in the cooling device 23 shown in FIG. When the cooling device 23 shown in FIG. 1 is used as shown in FIG.
The EGR gas temperature T at the inlet of 3 is 150 ° C., 300 ° C. or 500 ° C., that is, even if the exhaust gas temperature discharged from the engine fluctuates drastically.
The EGR gas temperature T at the outlet of can be maintained at a constant temperature.

【0071】なお、図1に示される冷却装置13では冷
却装置13の出口における機関の冷却水温とほぼ等しく
なる。機関の冷却水温はサーモスタット等により一定温
度に維持されており、図1に示す内燃機関では機関の冷
却水温がほぼ120℃に維持されている。従って図1に
示される冷却装置13の出口におけるEGRガス温Tは
ほぼ120℃に維持されている。機関の冷却水温は12
0℃よりも低い温度、例えば80℃に維持することもで
き、このときには冷却装置13の出口におけるEGRガ
ス温Tは80℃となる。
In the cooling device 13 shown in FIG. 1, the temperature of the cooling water of the engine at the outlet of the cooling device 13 is almost equal. The cooling water temperature of the engine is maintained at a constant temperature by a thermostat or the like, and in the internal combustion engine shown in FIG. 1, the cooling water temperature of the engine is maintained at approximately 120 ° C. Therefore, the EGR gas temperature T at the outlet of the cooling device 13 shown in FIG. 1 is maintained at about 120 ° C. Cooling water temperature of engine is 12
It is also possible to maintain the temperature lower than 0 ° C., for example, 80 ° C., and at this time, the EGR gas temperature T at the outlet of the cooling device 13 becomes 80 ° C.

【0072】いずれにしても大量の冷却水を冷却装置2
3に供給すれば特別な温度を行わなくても冷却装置23
の出口におけるEGRガス温Tを一定に維持することが
できる。図8に示されるように第1の燃焼が行われてい
るときの噴射開始時期θS1、即ち第1の運転領域Iに
おける噴射開始時期θS1は要求負荷Lが高くなるにつ
れて遅くされる。即ち、噴射開始時期θS1を進角量で
表わすと噴射開始時期の進角量θS1は図14(A)に
示されるように要求負荷Lが高くなるにつれて小さくな
る。また、噴射開始時期の進角量θS1は図14(B)
に示されるように機関回転数Nが高くなるにつれて大き
くなる。本発明では冷却装置13から流出したEGRガ
ス温が一定温度、例えば120℃のときに最適となる噴
射開始時期の進角量θS1が実験により求められ、この
進角量θS1に基づいて噴射開始時期が定められる。
In any case, a large amount of cooling water is supplied to the cooling device 2.
If it is supplied to 3, the cooling device 23 can be used without special temperature.
The EGR gas temperature T at the outlet of can be maintained constant. As shown in FIG. 8, the injection start timing θS1 when the first combustion is performed, that is, the injection start timing θS1 in the first operation region I is delayed as the required load L increases. That is, when the injection start timing θS1 is represented by an advance amount, the advance amount θS1 of the injection start timing becomes smaller as the required load L becomes higher as shown in FIG. 14 (A). Further, the advance amount θS1 of the injection start timing is shown in FIG.
As shown in (3), it increases as the engine speed N increases. In the present invention, when the EGR gas temperature flowing out from the cooling device 13 is a constant temperature, for example, 120 ° C., the optimum advance angle amount θS1 of the injection start timing is experimentally obtained, and the injection start timing is determined based on this advance angle amount θS1. Is determined.

【0073】具体的に云うと本発明による実施例では、
冷却装置13の出口におけるEGRガス温を予め定めら
れた設定温度、例えば120℃に維持した状態で、空燃
比A/Fが基準空燃比(A/F0 )であり、EGR率E
Gが基準EGR率EG0 であり、吸入空気温GTが基準
温度GT0 であり、機関冷却水温TWが基準温度TW 0
であり、吸入空気の湿度DFが基準湿度DF0 であると
きの噴射開始時期の基準進角量θS1が実験により求め
られ、この基準進角量θS1が図14(C)に示される
ように要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数としてマッ
プの形で予めROM42内に記憶されている。
Specifically, in the embodiment according to the present invention,
The EGR gas temperature at the outlet of the cooling device 13 is set in advance.
Air-fueled at a set temperature, for example 120 ° C
The ratio A / F is the standard air-fuel ratio (A / F0), And the EGR rate E
G is the reference EGR rate EG0And the intake air temperature GT is the standard
Temperature GT0And the engine cooling water temperature TW is the reference temperature TW. 0
And the humidity DF of the intake air is the reference humidity DF0Is
The standard advance amount θS1 of the injection start timing of
The reference advance amount θS1 is shown in FIG. 14 (C).
As a function of the required load L and the engine speed N
It is stored in advance in the ROM 42 in the form of a block.

【0074】図15は第2の燃焼、即ち従来の燃焼方法
による普通の燃焼が行われるときの目標空燃比を示して
いる。なお、図15においてA/F=24,A/F=3
5,A/F=45,A/F=60で示される各曲線は夫
々目標空燃比24,35,45,60を示している。空
燃比をこの目標空燃比とするのに必要なスロットル弁1
6の目標開度STが図16(A)に示されるように要求
負荷Lおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予
めROM42内に記憶されており、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なEGR制御弁22の目標開度SE
が図16(B)に示されるように要求負荷Lおよび機関
回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に
記憶されている。
FIG. 15 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed. Note that in FIG. 15, A / F = 24, A / F = 3
5, each curve shown by A / F = 45 and A / F = 60 shows the target air-fuel ratios 24, 35, 45, 60, respectively. Throttle valve 1 required to set the air-fuel ratio to this target air-fuel ratio
The target opening ST of 6 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 16 (A), and the air-fuel ratio is set to this target air-fuel ratio. Target opening degree SE of the EGR control valve 22 required for
Is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 16 (B).

【0075】また、第2の燃焼が行われるときの噴射量
Qは図17に示されるように要求負荷Lおよび機関回転
数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶
されており、第2の燃焼が行われるときの噴射開始時期
θS2は図18に示されるように要求負荷Lおよび機関
回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に
記憶されている。
Further, the injection quantity Q when the second combustion is performed is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. The injection start timing θS2 when the second combustion is performed is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N, as shown in FIG.

【0076】ところで第1の燃焼が行われているときに
空燃比A/Fが基準空燃比(A/F 0 )であり、EGR
率EGが基準EGR率EG0 であり、吸入空気温GTが
基準温度GT0 であり、機関冷却水温TWが基準温度T
0 であり、吸入空気の湿度DFが基準湿度DF0 であ
るときには噴射開始時期の進角量を図14(C)のマッ
プで示される基準進角量θS1とすればスモークが発生
せず、失火することのない安定した燃焼を得ることがで
きる。
By the way, when the first combustion is performed
The air-fuel ratio A / F is the reference air-fuel ratio (A / F 0) And EGR
The rate EG is the reference EGR rate EG0And the intake air temperature GT is
Reference temperature GT0And the engine cooling water temperature TW is the reference temperature T
W0And the humidity DF of the intake air is the reference humidity DF0And
14C, the advance amount of the injection start timing
Smoke occurs if the reference advance amount θS1
It is possible to obtain stable combustion without misfire.
Wear.

【0077】しかしながら例えば燃焼室5内への吸入空
気温GTが基準温度GT0 よりも大巾に高くなったとき
に噴射開始時期の進角量を基準進角量Sθ1にしておく
と燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が過度に高くな
り、その結果スモークが発生することになる。従ってこ
の場合には噴射開始時期の進角量を基準進角量Sθ1よ
りも小さくするように、即ち噴射開始時期を遅らせるよ
うに補正する必要がある。
However, for example, when the intake air temperature GT into the combustion chamber 5 becomes much higher than the reference temperature GT 0 , if the advance amount of the injection start timing is set to the reference advance amount Sθ1, The temperature of the fuel and the gas around it will be too high, resulting in smoke. Therefore, in this case, it is necessary to correct the advance amount of the injection start timing to be smaller than the reference advance amount Sθ1, that is, to delay the injection start timing.

【0078】これに対し、例えば燃焼室5内への吸入空
気温GTが基準温度GT0 よりも大巾に低くなったとき
に噴射開始時期の進角量を基準進角量Sθ1にしておく
と燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が低くなり、そ
の結果失火を生ずることになる。従ってこの場合には噴
射開始時期の進角量を基準進角量Sθ1よりも大きくす
るように、即ち噴射開始時期を早めるように補正する必
要がある。
On the other hand, when the intake air temperature GT into the combustion chamber 5 becomes much lower than the reference temperature GT 0 , the advance amount of the injection start timing is set to the reference advance amount Sθ1. The temperature of the fuel and the gas around it during combustion will be low, resulting in misfire. Therefore, in this case, it is necessary to correct the advance amount of the injection start timing to be larger than the reference advance amount Sθ1, that is, to advance the injection start timing.

【0079】次に図19を参照しつつ噴射開始時期の進
角量Sθ1の補正量について説明する。図19(A)は
空燃比A/Fと噴射開始時期の進角量Sθ1に対する補
正量Δθ1との関係を示している。空燃比A/Fが大き
くなると燃焼室5内における燃焼が活発となるために燃
焼時の燃料およびその周囲のガス温度が高くなり、空燃
比A/Fが小さくなると燃焼が次第に活発でなくなるた
めに燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低くな
る。従って空燃比A/Fが基準値(A/F)0 よりも大
きくなると補正量Δθ1は次第に大きな負の値となり、
空燃比A/Fが基準値(A/F)0 よりも小さくなると
補正量Δθ1は次第に大きな正の値となる。
Next, the correction amount of the advance amount Sθ1 of the injection start timing will be described with reference to FIG. FIG. 19A shows the relationship between the air-fuel ratio A / F and the correction amount Δθ1 with respect to the advance amount Sθ1 of the injection start timing. When the air-fuel ratio A / F becomes large, the combustion in the combustion chamber 5 becomes active, so that the temperature of the fuel and the gas around it become high, and when the air-fuel ratio A / F becomes small, the combustion gradually becomes less active. The temperature of the fuel and the gas around it during combustion is low. Therefore, when the air-fuel ratio A / F becomes larger than the reference value (A / F) 0 , the correction amount Δθ1 becomes a gradually larger negative value,
When the air-fuel ratio A / F becomes smaller than the reference value (A / F) 0 , the correction amount Δθ1 gradually becomes a positive value.

【0080】図19(B)はEGR率EGと噴射開始時
期の進角量Sθ1に対する補正量Δθ2との関係を示し
ている。EGR率EGが大きくなると燃焼室5内におけ
る燃焼が次第に活発でなくなるために燃焼時の燃料およ
びその周囲のガス温度が低くなり、EGR率EGが小さ
くなると燃焼が活発になるために燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度は高くなる。従ってEGR率EGが基
準値EG0 よりも大きくなると補正量Δθ2は次第に大
きな正の値となり、EGR率EGが基準値EG 0 よりも
小さくなると補正量Δθ2は次第に大きな負の値とな
る。
FIG. 19B shows the EGR rate EG and the injection start time.
The relationship between the correction amount Δθ2 and the advance amount Sθ1
ing. If the EGR rate EG becomes large, the
Combustion gradually becomes less active.
And the gas temperature around it are low, and the EGR rate EG is small.
Combustion becomes more active when
The temperature of the gas around is high. Therefore, the EGR rate EG is
Quasi value EG0Correction amount Δθ2 becomes larger
It becomes a positive value and the EGR rate EG becomes the reference value EG. 0than
When it becomes smaller, the correction amount Δθ2 becomes a gradually larger negative value.
It

【0081】図19(C)は燃焼室5内に流入する吸入
空気温GTと噴射開始時期の進角量Sθ1に対する補正
量Δθ3との関係を示している。吸入空気温GTが高く
なると燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度が高くな
り、吸入ガス温GTが低くなると燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度は低くなる。従って吸入空気温GTが
基準値GT0 よりも高くなると補正量Δθ3は次第に大
きな負の値となり、吸入ガス温GTが基準値GT0 より
も低くなると補正量Δθ3は次第に大きな正の値とな
る。
FIG. 19C shows the relationship between the intake air temperature GT flowing into the combustion chamber 5 and the correction amount Δθ3 with respect to the advance amount Sθ1 of the injection start timing. When the intake air temperature GT is high, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion are high, and when the intake gas temperature GT is low, the temperature of the fuel and the gas around it are low during combustion. Therefore, when the intake air temperature GT becomes higher than the reference value GT 0 , the correction amount Δθ3 gradually becomes a negative value, and when the intake gas temperature GT becomes lower than the reference value GT 0 , the correction amount Δθ3 becomes gradually larger positive value.

【0082】図19(D)は機関冷却水温WTと噴射開
始時期の進角量Sθ1に対する補正量Δθ4との関係を
示している。機関冷却水温WTが高くなると燃焼室5内
のガス温が高くなるために燃焼時の燃料およびその周囲
のガス温度が高くなり、機関冷却水温WTが低くなると
燃焼室5内のガス温が低くなるために燃焼時の燃料およ
びその周囲のガス温度は低くなる。従って機関冷却水温
WTが基準値WT0 よりも高くなると補正量Δθ4は次
第に大きな負の値となり、機関冷却水温WTが基準値W
0 よりも低くなると補正量Δθ4は次第に大きな正の
値となる。
FIG. 19D shows the relationship between the engine cooling water temperature WT and the correction amount Δθ4 with respect to the advance amount Sθ1 of the injection start timing. When the engine cooling water temperature WT rises, the gas temperature in the combustion chamber 5 rises, so the temperature of the fuel during combustion and its surrounding gas rises, and when the engine cooling water temperature WT drops, the gas temperature in the combustion chamber 5 falls. Therefore, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion becomes low. Therefore, when the engine cooling water temperature WT becomes higher than the reference value WT 0 , the correction amount Δθ4 gradually becomes a negative value, and the engine cooling water temperature WT becomes the reference value W.
When it becomes lower than T 0 , the correction amount Δθ4 gradually becomes a positive value.

【0083】図19(E)は吸入空気の湿度DFと噴射
開始時期の進角量Sθ1に対する補正量Δθ5との関係
を示している。吸入空気の湿度DFが高くなると吸入空
気に含まれる水分の吸熱作用によって燃焼時の燃料およ
びその周囲のガス温度が低くなり、吸入空気の湿度DF
が低くなると吸入空気に含まれる水分による吸熱作用が
低下するために燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
は高くなる。従って吸入空気の湿度DFが基準値DF0
よりも大きくなると補正量Δθ5は次第に大きな正の値
となり、吸入空気の湿度DFが基準値DF0 よりも小さ
くなると補正量Δθ5は次第に大きな負の値となる。
FIG. 19E shows the relationship between the humidity DF of the intake air and the correction amount Δθ5 with respect to the advance amount Sθ1 of the injection start timing. When the humidity DF of the intake air becomes high, the temperature of the fuel and the gas around it become low due to the endothermic action of the moisture contained in the intake air, and the humidity DF of the intake air becomes low.
The lower the temperature, the lower the endothermic action of water contained in the intake air, and the higher the temperature of the fuel and the gas around it during combustion. Therefore, the humidity DF of the intake air is the reference value DF 0
The correction amount Δθ5 becomes a positive value that gradually increases, and the correction amount Δθ5 becomes a negative value that gradually increases when the humidity DF of the intake air becomes smaller than the reference value DF 0 .

【0084】なお、図19(A)から(E)に示される
各関係は予めROM42内に記憶されている。次に図2
0および図21を参照しつつ運転制御について説明す
る。図20および図21を参照すると、まず初めにステ
ップ100において機関の運転状態が第1の運転領域I
であることを示すフラグIがセットされているか否かが
判別される。フラグIがセットされているとき、即ち機
関の運転状態が第1の運転領域Iであるときにはステッ
プ101に進んで要求負荷Lが第1の境界X1(N)よ
りも大きくなったか否かが判別される。L≦X1(N)
のときにはステップ103に進んで低温燃焼が行われ
る。
The relationships shown in FIGS. 19A to 19E are stored in the ROM 42 in advance. Next in FIG.
The operation control will be described with reference to FIGS. Referring to FIGS. 20 and 21, first, at step 100, the operating state of the engine is the first operating region I.
It is determined whether or not the flag I indicating that is is set. When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, the routine proceeds to step 101, where it is judged if the required load L has become larger than the first boundary X1 (N). To be done. L ≦ X1 (N)
In case of, the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【0085】即ち、ステップ103では図11(A)に
示すマップからスロットル弁16の目標開度STが算出
され、スロットル弁16の開度がこの目標開度STとさ
れる。次いでステップ104では図11(B)に示すマ
ップからEGR制御弁22の目標開度SEが算出され、
EGR制御弁22の開度がこの目標開度SEとされる。
次いでステップ105では図12に示すマップから噴射
量Qが算出される。次いでステップ106では図14
(C)に示すマップから噴射開始時期の基本進角量θS
1が算出される。
That is, at step 103, the target opening ST of the throttle valve 16 is calculated from the map shown in FIG. 11A, and the opening of the throttle valve 16 is made this target opening ST. Next, at step 104, the target opening degree SE of the EGR control valve 22 is calculated from the map shown in FIG.
The opening degree of the EGR control valve 22 is set to this target opening degree SE.
Next, at step 105, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. Then, in step 106, FIG.
From the map shown in (C), the basic advance amount θS of the injection start timing
1 is calculated.

【0086】次いでステップ107では質量流量検出器
31により検出された吸入空気の質量流量Gaが取込ま
れる。次いでステップ108では燃料噴射量Qと吸入空
気の質量流量Gaから空燃比A/Fが算出される。次い
でステップ109ではこの空燃比A/Fに基づいて図1
9(A)に示す関係から補正量Δθ1が算出される。次
いでステップ110では図10に示されるマップから算
出されたEGR率EGに基づいて図19(B)に示す関
係から補正値Δθ2が算出される。次いでステップ11
1では温度センサ32により検出された吸入空気温GT
に基づいて図19(C)に示す関係から補正量Δθ3が
算出される。次いでステップ112では水温センサ30
により検出された機関冷却水温WTに基づいて図19
(D)に示す関係から補正値Δθ4が算出される。次い
でステップ113では湿度センサ33により検出された
吸入空気の湿度に基づいて図19(E)に示す関係から
補正値Δθ5が算出される。
Next, at step 107, the mass flow rate Ga of the intake air detected by the mass flow rate detector 31 is fetched. Next, at step 108, the air-fuel ratio A / F is calculated from the fuel injection amount Q and the intake air mass flow rate Ga. Next, at step 109, based on this air-fuel ratio A / F, as shown in FIG.
The correction amount Δθ1 is calculated from the relationship shown in 9 (A). Next, at step 110, the correction value Δθ2 is calculated from the relationship shown in FIG. 19B based on the EGR rate EG calculated from the map shown in FIG. Then step 11
In 1, the intake air temperature GT detected by the temperature sensor 32
The correction amount Δθ3 is calculated from the relationship shown in FIG. Next, at step 112, the water temperature sensor 30
19 based on the engine cooling water temperature WT detected by FIG.
The correction value Δθ4 is calculated from the relationship shown in (D). Next, at step 113, the correction value Δθ5 is calculated from the relationship shown in FIG. 19 (E) based on the humidity of the intake air detected by the humidity sensor 33.

【0087】次いでステップ114では基本進角量θS
1に各補正値Δθ1からΔθ5を加算することによって
最終的な噴射開始時期の進角量θS1(=θS1+Δθ
1+Δθ2+Δθ3+Δθ4+Δθ5)が算出される。
次いでステップ115ではこの最終的な進角量θS1、
噴射量Qおよび燃料圧センサ29により検出されたコモ
ンレール27内の燃料圧に基づいて噴射完了時期θE1
が算出される。
Next, at step 114, the basic advance angle amount θS
By adding each correction value Δθ1 to Δθ5 to 1, the final advance amount θS1 (= θS1 + Δθ of the injection start timing)
1 + Δθ2 + Δθ3 + Δθ4 + Δθ5) is calculated.
Next, at step 115, this final advance angle θS1,
The injection completion timing θE1 based on the injection amount Q and the fuel pressure in the common rail 27 detected by the fuel pressure sensor 29.
Is calculated.

【0088】一方、ステップ101においてL>X
(N)になったと判別されたときにはステップ102に
進んでフラグIがリセットされ、次いでステップ118
に進んで第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ118
では図16(A)に示すマップからスロットル弁16の
目標開度STが算出され、スロットル弁16の開度がこ
の目標開度STとされる。次いでステップ119では図
16(B)に示すマップからEGR制御弁22の目標開
度SEが算出され、EGR制御弁22の開度がこの目標
開度SEとされる。次いでステップ120では図17に
示すマップから噴射量Qが算出され、次いでステップ1
21では図18に示すマップから噴射開始時期θS2が
算出される。次いでステップ122では噴射開始時期θ
S2、噴射量Qおよびコモンレール27内の燃料圧から
噴射完了時期θE2が算出される。
On the other hand, in step 101, L> X
If it is determined that (N) is reached, the routine proceeds to step 102, where the flag I is reset, and then step 118
Then, the second combustion is performed. That is, step 118
Then, the target opening degree ST of the throttle valve 16 is calculated from the map shown in FIG. 16 (A), and the opening degree of the throttle valve 16 is made this target opening degree ST. Next, at step 119, the target opening degree SE of the EGR control valve 22 is calculated from the map shown in FIG. 16 (B), and the opening degree of the EGR control valve 22 is made this target opening degree SE. Next, at step 120, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. 17, and then step 1
In 21, the injection start timing θS2 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 122, the injection start timing θ
The injection completion timing θE2 is calculated from S2, the injection amount Q, and the fuel pressure in the common rail 27.

【0089】フラグIがリセットされると次の処理サイ
クルではステップ100からステップ116に進んで要
求負荷Lが第2の境界Y(N)よりも低くなったか否か
が判別される。L≧Y(N)のときにはステップ118
に進み、リーン空燃比のもとで第2の燃焼が行われる。
一方、ステップ116においてL<Y(N)になったと
判別されたときにはステップ117に進んでフラグIが
セットされ、次いでステップ103に進んで低温燃焼が
行われる。
When the flag I is reset, in the next processing cycle, the routine proceeds from step 100 to step 116, where it is judged if the required load L has become lower than the second boundary Y (N). When L ≧ Y (N), step 118
And the second combustion is performed under a lean air-fuel ratio.
On the other hand, when it is determined at step 116 that L <Y (N), the routine proceeds to step 117, where the flag I is set, then the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【0090】図22に別の実施例を示す。この実施例で
は冷却装置23内におけるEGRガスの流れ方向を逆方
向に切換えるための切換装置60が設けられている。即
ち、排気マニホルド17に連結されているEGR通路部
分21aは二又に分岐されて一方では冷却装置23の一
端Aに連結され、他方では冷却装置23の他端Bに連結
される。EGR通路部分21aの分岐部にはアクチュエ
ータ61により作動せしめられる切換弁62が配置さ
れ、この切換弁62によってEGR通路部分21aは冷
却装置23の一端A又は他端Bに選択的に連結される。
FIG. 22 shows another embodiment. In this embodiment, a switching device 60 for switching the flow direction of the EGR gas in the cooling device 23 to the reverse direction is provided. That is, the EGR passage portion 21a connected to the exhaust manifold 17 is bifurcated and is connected to one end A of the cooling device 23 on the one hand and to the other end B of the cooling device 23 on the other hand. A switching valve 62 which is operated by an actuator 61 is arranged at a branch portion of the EGR passage portion 21a, and the EGR passage portion 21a is selectively connected to one end A or the other end B of the cooling device 23 by the switching valve 62.

【0091】一方、サージタンク13に連結されている
EGR通路部分21bも二又に分岐されて一方では冷却
装置23の一端Aに連結され、他方では冷却装置23の
他端Bに連結される。EGR通路部分21bの分岐部に
はアクチュエータ61により作動せしめられる切換弁6
3が配置され、この切換弁63によってEGR通路部分
21bは冷却装置23の一端A又は他端Bに選択的に連
結される。
On the other hand, the EGR passage portion 21b connected to the surge tank 13 is also bifurcated and is connected to one end A of the cooling device 23 on the one hand and to the other end B of the cooling device 23 on the other hand. At the branch portion of the EGR passage portion 21b, a switching valve 6 operated by an actuator 61.
3, the EGR passage portion 21b is selectively connected to the one end A or the other end B of the cooling device 23 by the switching valve 63.

【0092】図23は各切換弁62,63の切換制御ル
ーチンを示している。図23を参照するとステップ20
0では機関回転数NがΣNに加算される。従ってこのΣ
Nは機関回転数Nの累積値を表している。次いでステッ
プ201では機関回転数の累積値ΣNが予め定められた
設定値N0 を越えたか否かが判別される。ΣN≦N0
ときには処理サイクルを完了する。
FIG. 23 shows a switching control routine for the switching valves 62 and 63. Referring to FIG. 23, step 20
At 0, the engine speed N is added to ΣN. Therefore, this Σ
N represents the cumulative value of the engine speed N. Next, at step 201, it is judged if the cumulative value ΣN of the engine speed exceeds a preset value N 0 . When ΣN ≦ N 0 , the processing cycle is completed.

【0093】このとき各切換弁62,63が図22の実
線で示す位置にあったとすると各切換弁62,63は図
22の実線で示す位置に保持される。このときEGRガ
スは実線の矢印で示す如く流れ、EGRガスは冷却装置
23内に一端Aから流入し、他端Bから排出される。一
方、図23のステップ201においてΣN>N0 になっ
たと判断されたときにはステップ202に進んで各切換
弁62,63が図22の破線で示す位置に切換えられ
る。次いでステップ203に進んでΣNが零とされる。
このときにはEGRガスは破線の矢印で示す如く流れ、
EGRガスは冷却装置23内に他端Bから流入し、一端
Aから排出される。
At this time, if the switching valves 62, 63 are in the positions shown by the solid lines in FIG. 22, the switching valves 62, 63 are held at the positions shown by the solid lines in FIG. At this time, the EGR gas flows as shown by the solid arrow, and the EGR gas flows into the cooling device 23 from one end A and is discharged from the other end B. On the other hand, when it is determined at step 201 in FIG. 23 that ΣN> N 0 , the routine proceeds to step 202, where the switching valves 62 and 63 are switched to the positions shown by the broken lines in FIG. Next, the routine proceeds to step 203, where ΣN is made zero.
At this time, the EGR gas flows as shown by the dashed arrow,
The EGR gas flows into the cooling device 23 from the other end B and is discharged from one end A.

【0094】その後、再びステップ201においてΣN
>N0 になったと判断されたときにはステップ202に
進んで各切換弁62,63が図22の実線で示す位置に
切換えられる。従ってEGRガスは冷却装置23内を予
め定められた期間を経過する毎にそれまでとは逆方向に
流通せしめられることになる。即ち、第1の燃焼が行わ
れているときには機関から多量の未燃炭化水素が排出さ
れ、従ってEGRガス中には多量の未燃炭化水素が含ま
れている。このEGRガスは冷却装置23により冷却さ
れ、冷却装置23の流出口付近ではかなりの低温とな
る。EGRガス温が低下するとEGRガス中に含まれる
未燃炭化水素がデポジットとして堆積しやすくなり、斯
くして冷却装置23の流出口付近にはデポジットが堆積
することになる。
Thereafter, in step 201 again, ΣN
When it is determined that> N 0 , the routine proceeds to step 202, where the switching valves 62 and 63 are switched to the positions shown by the solid line in FIG. Therefore, the EGR gas is allowed to flow in the cooling device 23 in the opposite direction every time a predetermined period of time elapses. That is, when the first combustion is being performed, a large amount of unburned hydrocarbons is discharged from the engine, and thus the EGR gas contains a large amount of unburned hydrocarbons. The EGR gas is cooled by the cooling device 23, and has a considerably low temperature near the outlet of the cooling device 23. When the EGR gas temperature decreases, unburned hydrocarbons contained in the EGR gas are likely to be deposited as a deposit, and thus the deposit is deposited near the outlet of the cooling device 23.

【0095】そこでこの実施例では予め定められた期間
が経過したときに冷却装置13内においてEGRガスを
それまでとは逆方向に流し、高温のEGRガスによって
堆積しているデポジットを燃焼させ、除去するようにし
ている。
Therefore, in this embodiment, when a predetermined period of time has passed, the EGR gas is made to flow in the cooling device 13 in the opposite direction to that in the past, and the deposit accumulated by the high temperature EGR gas is burned and removed. I am trying to do it.

【0096】[0096]

【発明の効果】スモークが発生せず、失火を生じない安
定した燃焼を得ることができる。
EFFECT OF THE INVENTION Smoke does not occur, and stable combustion without misfire can be obtained.

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

【図1】圧縮着火式内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.

【図2】スモークおよびNOx の発生量等を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing amounts of smoke and NO x generated, and the like.

【図3】燃焼圧を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a combustion pressure.

【図4】燃料分子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fuel molecule.

【図5】スモークの発生量とEGR率との関係を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a smoke generation amount and an EGR rate.

【図6】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an injected fuel amount and a mixed gas amount.

【図7】第1の運転領域Iおよび第2の運転領域IIを示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a first operating region I and a second operating region II.

【図8】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an opening of a throttle valve and the like.

【図9】第1の運転領域Iにおける空燃比を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an air-fuel ratio in a first operating region I.

【図10】第1の運転領域IにおけるEGR率のマップ
を示す図である。
10 is a diagram showing a map of an EGR rate in a first operating region I. FIG.

【図11】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve or the like.

【図12】噴射量のマップを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a map of an injection amount.

【図13】冷却装置内におけるEGRガス温を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing an EGR gas temperature in the cooling device.

【図14】噴射開始時期を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an injection start timing.

【図15】第2の燃焼における空燃比を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an air-fuel ratio in the second combustion.

【図16】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 16 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve or the like.

【図17】噴射量のマップを示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a map of an injection amount.

【図18】噴射開始時期のマップを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a map of injection start timing.

【図19】各補正量を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing each correction amount.

【図20】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 20 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図21】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 21 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図22】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram showing another embodiment of the compression ignition type internal combustion engine.

【図23】切換弁を制御するためのフローチャートであ
る。
FIG. 23 is a flowchart for controlling a switching valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…燃料噴射弁 21…EGR通路 22…EGR制御弁 23…冷却装置 6 ... Fuel injection valve 21 ... EGR passage 22 ... EGR control valve 23 ... Cooling device

───────────────────────────────────────────────────── 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) F01P 7/16 504 F01P 7/16 504Z F02D 21/08 301 F02D 21/08 301D 41/14 330 41/14 330B 41/40 41/40 E 43/00 301 43/00 301J 301N 45/00 301 45/00 301F 368 368F F02M 25/07 550 F02M 25/07 550F 570 570D 580 580E Fターム(参考) 3G062 AA01 AA06 BA02 BA04 BA05 BA06 CA03 CA07 CA08 EA10 ED08 FA05 FA06 GA00 GA01 GA04 GA06 GA08 GA10 GA12 GA17 3G084 AA01 AA04 BA05 BA09 BA13 BA14 BA15 BA20 CA03 CA04 DA10 DA28 EA11 EB08 EC03 FA00 FA02 FA07 FA10 FA18 FA20 FA27 FA28 FA33 FA37 3G091 AB02 AB03 AB09 BA13 BA16 CB02 CB03 CB07 DB10 EA00 EA03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA20 FA12 FA13 FA14 FB10 FB12 GB02Y GB03Y GB04Y GB06Y GB10Y HB05 3G092 AA02 AA09 BA01 BA06 BA07 BB01 BB06 BB08 DC03 DC09 DE06S DG08 EA05 EA07 EA09 EA17 EA25 EC09 FA15 FA18 GA04 GA05 GA06 HA00Z HA01Z HA04Z HA06X HA11Z HB03X HD01Z HD04X HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA02 HA13 HA15 JA23 JA24 KA07 KA08 KA09 LA00 LA03 LB13 MA01 MA11 MA18 MA20 NA08 NC01 NC02 NE12 NE13 NE15 NE23 PA00Z PA01Z PA10Z PA11A PA17Z PB08A PD01A PD11Z PD15A PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01P 7/16 504 F01P 7/16 504Z F02D 21/08 301 F02D 21/08 301D 41/14 330 41/14 330B 41/40 41/40 E 43/00 301 43/00 301J 301N 45/00 301 45/00 301F 368 368F F02M 25/07 550 F02M 25/07 550F 570 570D 580 580E F Term (reference) 3G062 AA01 AA06 BA02 BA04 BA05 BA06 CA03 CA07 CA08 EA10 ED08 FA05 FA06 GA00 GA01 GA04 GA06 GA08 GA10 GA12 GA17 3G084 AA01 AA04 BA05 BA09 BA13 BA14 BA15 BA20 CA03 CA04 DA10 DA28 EA11 EB08 EC03 FA00 FA02 FA07 FA09 FA13 FA37 FA03 FA13 FA37 FA02 FA33 FA02 FA33 FA02 FA02 FA33 FA02 FA02 FA33 FA02 FA33 FA02 FA33 FA03 FA02 FA33 FA03 FA02 CB02 CB03 CB07 DB10 EA00 EA03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA20 FA12 FA13 FA14 FB10 FB12 GB02Y GB03Y GB04Y GB06Y GB10Y HB05 3G092 AA02 AA09 BA01 BA06 BA07 BB01 BB06 BB08 DC03 DC09 DE06S DG08 EA05 EA07 EA09 EA17 HA07 HA07 HD07Z07HA01 HAZZA01 HAZZA01 HAZZA01 HA01ZAHAZZ HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01Z HA01ZAHAHAZ JA23 JA24 KA07 KA08 KA09 LA00 LA03 LB13 MA01 MA11 MA18 MA20 NA08 NC01 NC02 NE12 NE13 NE15 NE23 PA00Z PA01Z PA10Z PA11A PA17Z PB08A PD01A PD11Z PD15A PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関から排出された排気ガスを機関吸気
通路内に再循環させるための排気ガス再循環装置を具備
し、燃焼室内に供給される再循環排気ガス量を増大して
いくと煤の発生量が次第に増大してピークに達する内燃
機関において、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガ
ス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガス量を多
くし、機関排気通路と機関吸気通路とを連結する排気ガ
ス再循環通路内に冷却装置を配置すると共に該冷却装置
に対し、冷却装置から流出した再循環排気ガスの温度を
ほぼ予め定められた設定温度に維持するのに必要な冷却
能力を持たせ、冷却装置から流出した再循環排気ガスの
温度が該設定温度のときに最適となる噴射時期が予め記
憶されており、記憶されている噴射時期に基づいて噴射
時期を定めるようにした内燃機関。
1. A soot is provided with an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from an engine into an engine intake passage, and soot increases as the amount of recirculated exhaust gas supplied to a combustion chamber increases. In an internal combustion engine in which the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is made larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot generated peaks. A cooling device is arranged in the exhaust gas recirculation passage that connects to the intake passage, and is required to maintain the temperature of the recirculated exhaust gas flowing out of the cooling device at a substantially preset temperature with respect to the cooling device. The optimum injection timing when the temperature of the recirculated exhaust gas flowing out from the cooling device is at the set temperature, and the injection timing is determined based on the stored injection timing. like Internal combustion engine.
【請求項2】 機関冷却水が上記冷却装置に導びかれ、
機関冷却水により再循環排気ガスが冷却される請求項1
に記載の内燃機関。
2. Engine cooling water is guided to the cooling device,
The recirculated exhaust gas is cooled by the engine cooling water.
Internal combustion engine according to.
【請求項3】 機関本体内の冷却水温がほぼ一定に維持
されており、上記設定温度がほぼ一定に維持されている
機関本体内の冷却水温とほぼ等しい請求項2に記載の内
燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the cooling water temperature in the engine body is maintained substantially constant, and is substantially equal to the cooling water temperature in the engine body in which the set temperature is maintained substantially constant.
【請求項4】 燃焼室内における燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度に影響を与える機関の運転パラメータ
の値を検出する検出手段を具備し、上記噴射時期を該運
転パラメータの値に基づいてスモークの発生する噴射時
期と失火が生ずる噴射時期との間に制御するようにした
請求項1に記載の内燃機関。
4. A detection means for detecting a value of an operating parameter of an engine which influences a temperature of a fuel and a gas around the fuel during combustion in a combustion chamber, the smoke is provided for the injection timing based on the value of the operating parameter. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed between an injection timing at which the fuel injection occurs and an injection timing at which a misfire occurs.
【請求項5】 上記運転パラメータが空燃比であり、空
燃比が大きくなるほど噴射時期を遅らすようにした請求
項4に記載の内燃機関。
5. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the operating parameter is an air-fuel ratio, and the injection timing is delayed as the air-fuel ratio increases.
【請求項6】 上記運転パラメータが排気ガス再循環率
であり、排気ガス再循環率が高くなるほど噴射時期を早
くするようにした請求項4に記載の内燃機関。
6. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the operating parameter is an exhaust gas recirculation rate, and the injection timing is advanced as the exhaust gas recirculation rate increases.
【請求項7】 上記運転パラメータが吸入空気温であ
り、該吸入空気温が高くなるほど噴射時期を遅らすよう
にした請求項4に記載の内燃機関。
7. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the operating parameter is the intake air temperature, and the injection timing is delayed as the intake air temperature increases.
【請求項8】 上記運転パラメータが機関の冷却水温で
あり、機関の冷却水温が高くなるほど噴射時期を遅らす
ようにした請求項4に記載の内燃機関。
8. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the operating parameter is a cooling water temperature of the engine, and the injection timing is delayed as the cooling water temperature of the engine increases.
【請求項9】 上記運転パラメータが吸入空気の湿度で
あり、吸入空気の湿度が高くなるほど噴射時期を早くす
るようにした請求項4に記載の内燃機関。
9. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the operating parameter is the humidity of the intake air, and the injection timing is advanced as the humidity of the intake air increases.
【請求項10】 冷却装置内における再循環排気ガスの
流れ方向を逆方向に切換えるための切換手段を具備し、
予め定められた期間が経過する毎に冷却装置内における
再循環排気ガスの流れ方向をそれまでとは逆方向に切換
えるようにした請求項1に記載の内燃機関。
10. A switching means for switching the flow direction of the recirculated exhaust gas in the cooling device to the opposite direction,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the flow direction of the recirculated exhaust gas in the cooling device is switched to the opposite direction every time a predetermined period has elapsed.
【請求項11】 排気ガス再循環率がほぼ55パーセン
ト以上である請求項1に記載の内燃機関。
11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation rate is approximately 55% or more.
【請求項12】 機関排気通路内に酸化機能を有する触
媒を配置した請求項1に記載の内燃機関。
12. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage.
【請求項13】 該触媒が酸化触媒、三元触媒又はNO
x 吸収剤の少くとも一つからなる請求項12に記載の内
燃機関。
13. The catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or NO.
An internal combustion engine according to claim 12, wherein the x absorbent comprises at least one.
【請求項14】 煤の発生量がピークとなる再循環排気
ガス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガス量が
多く煤がほとんど発生しない第1の燃焼と、煤の発生量
がピークとなる再循環ガス量よりも燃焼室内に供給され
る再循環排気ガス量が少ない第2の燃焼とを選択的に切
換える切換手段を具備した請求項1に記載の内燃機関。
14. The first combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the soot generation peaks and the soot is hardly generated, and the soot generation peaks. 2. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of recirculated gas that becomes
【請求項15】 機関の運転領域を低負荷側の第1の運
転領域と高負荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運
転領域では第1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2
の燃焼を行うようにした請求項14に記載の内燃機関。
15. The engine operating region is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and the first combustion is performed in the first operating region to perform the second operating region. Second in the area
15. The internal combustion engine according to claim 14, wherein the combustion is performed.
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