JP2001090563A

JP2001090563A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2001090563A
Application number: JP27067299A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Hayashi; 孝太郎林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料消費量の悪化を抑制しながら機関のＮＯ
_X排出量を低減する。【解決手段】ディーゼル機関１に吸気弁の開閉タイミ
ングを変更可能な可変バルブタイミング装置５０を設け
る。電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、機関排気通路
に配置したＮＯ_Xセンサ７１で排気ＮＯ_X濃度を検出
し、このＮＯ_X濃度が所定の上限値以下になるように、
可変バルブタイミング装置を駆動して吸気弁開閉タイミ
ングをフィードバック制御する。吸気弁開閉タイミング
を変更することにより、吸気絞りの場合のようなポンピ
ングロスを生じることなく筒内に既燃ガスを残留させる
ことができるため、燃料消費量の増大を抑制しながら排
気中のＮＯ_Xを低減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁と排気弁と
のうち少なくとも一方の開閉タイミングを変更可能な可
変バルブタイミング装置を備えた内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気中に含まれるＮＯ_X量を
低減するために、機関排気の一部を吸気系に循環させる
排気再循環（ＥＧＲ）装置を備えた機関が知られてい
る。ＥＧＲ装置を備えた機関では、酸素濃度の低い不活
性ガスとしての排気を吸気に混入することにより機関燃
焼温度を低下させ、燃焼により発生するＮＯ_X量を低減
している。通常、ＥＧＲ装置は、機関排気マニホルドと
吸気通路（例えばサージタンク）とを接続するＥＧＲ通
路を備え、このＥＧＲ通路上に配置したＥＧＲ制御弁開
度を機関運転状態に応じて制御することにより、ＥＧＲ
通路を通って吸気通路に還流する排気ガス（ＥＧＲガ
ス）量を制御している。

【０００３】ＥＧＲは、機関吸気に酸素濃度の低い排気
を還流させるものであるため、機関の運転状態を良好に
維持しつつ排気中のＮＯ_Xを低減するためには、ＥＧＲ
ガス量を適切に制御する必要がある。この種のＥＧＲ装
置を備えた内燃機関の例としては、例えば特開平１０−
２５２５７３号公報に記載されたものがある。

【０００４】同公報の機関は、排気系と吸気系とを接続
するＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路上に配置された排気
還流制御弁（ＥＧＲ制御弁）とを備えている。また、同
公報の機関は、排気中のＮＯ_X濃度を検出する手段を備
え、検出したＮＯ_X濃度に基づいて上記ＥＧＲ制御弁開
度を制御している。すなわち、同公報の機関では、機関
運転状態（回転数、負荷）に応じて目標となる機関ＮＯ
_X排出量が設定されている。また、同公報の機関は、運
転中にＮＯ _X検出手段で検出した排気ＮＯ_X濃度から機
関の実際のＮＯ_X排出量を算出するともに、実際のＮＯ
_X排出量が機関ＮＯ_X排出量の目標値に一致するように
ＥＧＲ制御弁の開度をフィードバック制御している。

【０００５】同公報の機関では、上記のようにＥＧＲ制
御弁を排気中のＮＯ_X濃度に基づいて制御することによ
り、実際の機関ＮＯ_X排出量をばらつきを生じることな
く低減することを可能としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
機関のようにＥＧＲ装置を用いて機関のＮＯ_X排出量を
低減する場合には問題が生じる。例えば、ディーゼル機
関等のように極めて空燃比の高い燃焼を行なう機関では
ＮＯ_Xを低減するためにＥＧＲガスも多量に吸気系に還
流させる必要がある。ところが、ＥＧＲ制御弁を用いて
ＥＧＲ流量を制御する方式では排気圧力と吸気圧力との
間に充分に大きな差圧がない状態では多量のＥＧＲガス
を吸気系に還流させることができない問題がある。特
に、ディーゼル機関では負荷に応じて排気圧力も低下す
るため機関アイドル運転や軽負荷運転時には充分な量の
ＥＧＲガスを還流させることは困難である。

【０００７】このため、上記公報の装置のようにＥＧＲ
制御弁を用いてＥＧＲガス流量を制御する場合には、デ
ィーゼル機関においても吸気通路に絞り弁を設け、アイ
ドル運転時や軽負荷運転時には絞り弁を絞るようにして
いる。すなわち、吸気絞り弁を絞ることにより絞り弁下
流側の吸気系に負圧を生じさせ、排気系と吸気系との圧
力差を増大させるようにして、アイドル運転時等にも充
分な量のＥＧＲガスを還流させるようにしているのであ
る。

【０００８】ところが、上記のようにＥＧＲガス量を確
保するために軽負荷運転時に吸気絞り弁を絞った場合に
は、吸気絞り損失が発生し機関のポンピングロスが増大
することになる。このため、ＥＧＲ制御弁を使用してＥ
ＧＲガス量を制御する場合、機関の出力低下や燃料消費
量の増大が生じる問題がある。また、ＥＧＲ制御弁を用
いて排気を吸気系に還流する場合にはＥＧＲガス量を機
関運転状態の変化に応じて応答性良く制御することがで
きない問題がある。すなわち、吸気系はある程度の容積
を有しているため、ＥＧＲ制御弁開度を変更しても吸気
系内のＥＧＲガス濃度がＥＧＲ制御弁開度に対応した量
になるまでにはある程度の遅れ時間が必要となる。この
ため、ＥＧＲ制御弁開度を変更しても実際に気筒内に流
入するＥＧＲガス量は直ちには変化しない。従って、機
関加速時等のように出力確保のために短時間でＥＧＲガ
ス量を低減する必要がある場合にはＥＧＲガス量変化が
遅いため、充分な機関出力を確保することができなくな
り加速性の悪化等の問題が生じるのである。

【０００９】更に、上記公報の機関では排気ＮＯ_X量が
所定の目標量になるようにＥＧＲガス量を制御してい
る。しかし、実際には他の運転条件が同一であっても排
気ＮＯ _X量を同一にするために必要とされるＥＧＲガス
量は大きくばらつく場合がある。このため、上記公報の
機関では排気中のＮＯ_X量の制御は正確に目標値に制御
できるものの、ＮＯ_X量制御時のＥＧＲガス量は大きく
ばらつくようになる。一般にＥＧＲガス量が増大すると
機関燃焼空燃比は低下し、ＮＯ_Xの発生量は低下する
が、ディーゼル機関の場合には気筒における燃焼空燃比
があるスモーク限界値以下に低下すると排気スモークが
発生する問題がある。このため、上記公報の装置のよう
に、実際のＮＯ_X量を目標値に制御するためには実際の
ＥＧＲガス量が大きくばらついても機関燃焼空燃比がス
モーク限界以下にならないように、ばらつきを考慮して
ＮＯ_X量の目標値を高く設定しておく必要がある。この
ため、ＮＯ_X量のみに基づいてＥＧＲガス量の制御を行
なった場合には、充分に排気中のＮＯ_X量を低減できな
い場合が生じる。

【００１０】本発明は上記問題の１つまたはそれ以上を
解決することが可能な内燃機関を提供することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、排気中のＮＯ_X濃度を検出するＮＯ_X検出手段
と、前記ＮＯ_X検出手段により検出したＮＯ_X濃度に基
づいて、機関のＮＯ_X排出量が予め定めた条件を満たす
ように、気筒吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方の
開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング手段
と、を備えた内燃機関が提供される。

【００１２】すなわち、請求項１の発明によれば、排気
中のＮＯ_X濃度に基づいて気筒吸気弁と排気弁とのうち
少なくとも一方の開閉タイミングが変更される。排気中
のＮＯ_X濃度は気筒吸気弁と排気弁とのうち一方、もし
くは両方の開閉タイミングを変更することにより変化さ
せることができる。気筒吸気弁と排気弁との両方が開弁
するバルブオーバラップ期間には、排気行程時に排気弁
から排出されるべき既燃ガスの一部が吸気弁から吸気ポ
ートに逆流する。この既燃ガスは次に気筒が吸気行程に
なると再度気筒内に吸入され、気筒内に既燃ガスが残留
することになる。このため、例えば、弁の開閉タイミン
グが、吸気弁と排気弁との開弁期間のオーバラップが増
大するように変更されると、気筒内に残留する不活性ガ
スとしての既燃ガスの量が増大しＥＧＲガスを吸気系に
還流した場合と同様に燃焼温度が低下する。このため、
機関のＮＯ_X排出量は残留する既燃ガス量が多いほど低
下するようになる。

【００１３】一方、バルブオーバラップ期間が増大して
も吸気絞りの場合のように機関のポンピングロスが増大
することはない。このため、機関アイドル運転時や軽負
荷時にも弁の開閉タイミングを変更することにより、ポ
ンピングロスの増大による燃料消費量の増大を伴うこと
なく気筒内に多量の既燃ガスを残留させてＮＯ_Xを低減
することが可能となる。また、気筒内に残留する既燃ガ
スの量はバルブオーバラップ期間が変化すると、遅れを
伴わずに直ちに変化する。このため、例えば、機関加速
時等のように急速に気筒内に残留する既燃ガス量を変化
させる必要がある場合にも、バルブオーバラップ期間の
変更に残留既燃ガス量が追従して変化し加速性の低下が
生じない。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、前記可変
バルブタイミング手段は、前記バルブタイミングを変更
することにより気筒内に残留する既燃ガスの量を制御
し、前記ＮＯ_X検出手段により検出したＮＯ_X濃度に基
づいて、機関のＮＯ_X排出量が予め定めた所定値以下に
なる量の既燃ガスが気筒内に残留するように前記吸気弁
と排気弁とのうち少なくとも一方の開閉タイミングをフ
ィードバック制御する、請求項１に記載の内燃機関が提
供される。

【００１５】すなわち、請求項２の発明では請求項１の
発明において、弁開閉タイミングは気筒内の残留既燃ガ
ス量が、機関のＮＯ_X排出量を所定値以下にする値にな
るように、ＮＯ_X検出手段の検出したＮＯ_X濃度に基づ
いてフィードバック制御される。このため、請求項１の
作用に加えて機関ＮＯ_X排出量がばらつきを生じること
なく確実に所定値以下に制御されるようになる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、更に、機
関排気の空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、前記
可変バルブタイミング手段は、前記ＮＯ_X検出手段によ
り検出した排気中のＮＯ_X濃度と、前記空燃比検出手段
により検出した排気空燃比との両方が予め定めた条件を
満たすように前記吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一
方の開閉タイミングを変更する、請求項１に記載の内燃
機関が提供される。

【００１７】すなわち、請求項３の発明では、請求項１
の発明において、弁開閉タイミングは排気中のＮＯ_X濃
度だけでなく、排気空燃比にも基づいて制御される。排
気中のＮＯ_X濃度は弁開閉タイミングを変更して気筒内
の既燃ガス量を増大させることにより低下させることが
できる。しかし、同一の排気ＮＯ_X濃度を得るための気
筒内の残留既燃ガスの量は他の条件が同一でもばらつき
があり一定しない場合がある。このような場合には、例
えばＮＯ_X検出手段により検出した排気ＮＯ_X濃度のみ
に基づいて、排気ＮＯ_X濃度が例えば所定値以下になる
ように弁開閉タイミングを制御していると、ＮＯ_X濃度
を所定値以下にするために必要な既燃ガス量がばらつき
により増大したような場合には気筒の燃焼空燃比が過度
に低下してしまい、ディーゼル機関などでは排気スモー
クが発生する問題がある。本発明では排気中のＮＯ_X濃
度のみでなく、排気空燃比にも応じて弁開閉タイミング
が制御される。このため、例えば排気ＮＯ_X濃度を低下
させるために気筒内の残留既燃ガスを増大するように弁
開閉タイミングを変更したときに、排気空燃比がスモー
クの発生を生じる限界値付近まで低下したような場合に
は、それ以上の弁開閉タイミングの変更を禁止するよう
にして、排気中のＮＯ_Xを低減しながら排気スモークの
発生を防止することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。図１は、本発明を自動車
用ディーゼル機関に適用した場合の実施形態の概略構成
を示す図である。図１において、１は自動車用内燃機関
を示す。本実施形態では機関１は＃１から＃６の６つの
気筒を備えた６気筒ディーゼル機関とされ、各気筒には
気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１１１が設
けられている。燃料は高圧燃料噴射ポンプ（図示せず）
から各燃料噴射弁１１１が接続されたコモンレール（蓄
圧室）（図示せず）に圧送され、コモンレールから各燃
料噴射弁１１１により各気筒内に所定のタイミングで噴
射される。

【００１９】図１において２１は各気筒の吸気ポートを
吸気通路２に接続する吸気マニホルド、３１は各気筒の
排気ポートを排気通路３に接続する排気マニホルドであ
る。本実施形態では、後述するように吸気マニホルド２
１には冷却水ジャケット２１ａが設けられており、図示
しない機関冷却水系統から供給される冷却水により吸気
マニホルド２１の冷却が行なわれる。

【００２０】また、本実施形態では、機関１の過給を行
なう過給機３５が設けられており、排気通路３は過給機
３５の排気出口に、吸気通路２は過給機３５の吸気吐出
口に、それぞれ接続されている。また、吸気通路２には
過給機３５から供給される吸気の冷却を行なうインター
クーラ２５及び吸気絞り弁２７が設けられている。吸気
絞り弁２７は、機関始動時等に機関吸入空気量を絞り機
関運転状態を安定させるために使用される。

【００２１】図１に５０で示すのは、機関のバルブタイ
ミングを変更する可変バルブタイミング装置である。本
実施形態では、可変バルブタイミング装置５０は吸気カ
ムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化
させることにより、無段階に吸気弁の開弁時期と閉弁時
期とを変更可能な形式のものが用いられる。なお、本発
明では、可変バルブタイミング装置５０の種類について
は特に制限はなく、吸気弁と排気弁のうち一方もしくは
両方の開閉タイミングを変更可能なものであれば公知の
いずれの形式のものをも使用することができる。

【００２２】図１に７０で示すのは、排気通路３に配置
されたＮＯ_X吸蔵還元触媒である。本実施形態のＮＯ_X
吸蔵還元触媒７０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Ｎa 、リチウム
Ｌi 、セシウムＣs のようなアルカリ金属、バリウムＢ
a 、カルシウムＣa のようなアルカリ土類、ランタンＬ
a 、セリウムＣｅ、イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つの成分と、白金Ｐｔのような貴
金属とを担持したものである。ＮＯ_X吸蔵還元触媒は流
入する排気ガスの空燃比がリーンのときに、排気中のＮ
Ｏ_X（ＮＯ₂、ＮＯ）を硝酸イオンＮＯ₃ ^-の形で吸収
し、流入排気ガスがリッチになると吸収したＮＯ_Xを放
出するＮＯ_Xの吸放出作用を行う。

【００２３】この吸放出のメカニズムについて、以下に
白金ＰｔおよびバリウムＢａを使用した場合を例にとっ
て説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。流入排
気中の酸素濃度が増大すると（すなわち排気の空燃比が
リーン空燃比になると）、これら酸素は白金Ｐｔ上にＯ
₂ ^-またはＯ^2-の形で付着し、排気中のＮＯ_Xは白金Ｐ
ｔ上のＯ₂ ^-またはＯ^2-と反応し、これによりＮＯ₂が
生成される。また、流入排気中のＮＯ₂及び上記により
生成したＮＯ₂は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤
としての酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオン
ＮＯ₃ ^-の形で吸収剤内に拡散する。このため、リーン
雰囲気下では排気中のＮＯ _XがＮＯ_X吸蔵還元触媒内に
硝酸塩の形で吸収されるようになる。

【００２４】また、流入排気中の酸素濃度が低下すると
（すなわち、排気の空燃比が低下すると）、白金Ｐｔ上
でのＮＯ₂生成量が減少するため、反応が逆方向に進む
ようになり、吸収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-はＮＯ₂の
形でＮＯ_X吸蔵還元触媒から放出されるようになる。こ
の場合、排気中にＨＣ、ＣＯ等の成分が存在すると白金
Ｐｔ上でこれらの成分によりＮＯ₂が還元される。

【００２５】本実施形態では、機関１としてディーゼル
機関が使用されているため機関排気は通常リーン空燃比
であり、ＮＯ_X吸蔵還元触媒７０は排気中のＮＯ_Xを吸
収する。しかし、ＮＯ_X吸蔵還元触媒に吸収されたＮＯ
_X量が増大すると吸収剤（ＢａＯ等）が硝酸イオンで飽
和してしまい、ＮＯ_X吸蔵還元触媒が排気中のＮＯ_Xを
吸収できなくなる。そこで、本実施形態では筒内燃料噴
射弁１１１から各気筒の膨張または排気行程に燃料を噴
射することによりＮＯ_X吸蔵還元触媒に一定のタイミン
グで未燃燃料を多く含むリッチ空燃比の排気を供給する
ようにしている。これによりＮＯ_X吸蔵還元触媒がＮＯ
_Xで飽和する前に吸収したＮＯ_Xを放出させ還元浄化す
ることができるため、ＮＯ_X吸蔵還元触媒のＮＯ_X吸収
能力が低下することが防止される。気筒の膨張または排
気行程に噴射された燃料は気筒内で燃焼せずに気化して
排気とともにＮＯ_X吸蔵還元触媒７０に流入する。これ
により、機関の出力変動を生じることなくリッチ空燃比
の排気をＮＯ_X吸蔵還元触媒に供給することができる。

【００２６】また、本実施形態ではＮＯ_X吸蔵還元触媒
７０の上流側と下流側の排気通路にはＮＯ_Xセンサ７１
と７３とが配置されている。ＮＯ_Xセンサ７１と７３と
は排気中のＮＯ_X濃度に対応した電圧信号を発生するも
のである。図２は、本実施形態の上流側のＮＯ_Xセンサ
７１の構成を模式的に示す図である。下流側のＮＯ_Xセ
ンサ７３も同一の構成とされている。

【００２７】図２において、ＮＯ_Xセンサ７１は、ジル
コニア（ＺｒＯ₂）等の固体電界質３３１からなり、固
体電解質内には、拡散律速部３３５を介して排気通路に
連通する第１反応室３４０、第１反応室３４０と拡散律
速部３３７を介して連通する第２反応室３５０及び、標
準気体としての大気が導入される大気室３６０を備えて
いる。拡散律速部３３５、３３７はそれぞれ第１反応室
３４０、第２反応室３５０への酸素成分の拡散による流
入を抑制し、排気通路内の排気と第１反応室、第１の反
応室と第２反応室との間の酸素濃度差を維持可能とする
ものである。

【００２８】図２に３４１で示すのは第１反応室３４０
内に配置された白金電極（陰極）、３４２で示すのは陰
極３４１と固体電解質３３１を挟んでセンサ７１外部に
設けられた同様な白金電極（陽極）である。また、第２
反応室３５０内には同様な白金電極３５０とＮＯ_X検出
用のロジウム（Ｒｈ）電極３５３が、大気室３６０内に
は参照用の白金電極３６１が、それぞれ配置されてい
る。図に３７０で示すのは固体電解質加熱用の電気ヒー
タである。

【００２９】第１反応室３４０の電極３４１と外部電極
３４２、及び第２反応室の電極３５１と外部電極３４２
とは、それぞれ第１反応室３４０と第２反応室３５０内
の排気中の酸素を外部に排出する酸素ポンプとして機能
する。固体電解質３３１が一定の温度以上のときに電極
３４１と３４２、及び電極３５１と３４２との間に電圧
を印加すると陰極３４１、３５１上では排気中の酸素分
子がイオン化され、イオン化した酸素分子が固体電解質
３３１内を陽極３４２に向かって移動して陽極３４２上
で再び酸素分子になる。このため、第１反応室３４０、
第２反応室３５０内の排気中の酸素が外部に排出され
る。また、酸素イオンの移動に伴って、電極３４２と３
４１及び３５１との間には単位時間に移動した酸素分子
の量に比例する電流が流れる。このため、この電流を制
御することにより各反応室から排出される酸素量を制御
することができる。

【００３０】また、本実施形態では大気室３６０の電極
３６１と各反応室内の電極３４１、３５１との間には酸
素電池が形成される。第１と第２反応室内の排気は酸素
濃度が大気に較べて低いため、大気室３６０内の大気と
各反応室内の排気との間には酸素の濃度差が生じてい
る。大気室３６０と各反応室３４０、３５０とを隔てる
固体電解質の温度がある温度以上になると、外部から電
極間に電圧を印加しない状態では酸素濃度差により大気
室３６０内から固体電解質３３１を通って反応室３４
０、３５０に酸素が移動するようになる。すなわち、大
気室３６０内の大気中の酸素分子は電極３６１上でイオ
ン化し、固体電解質３３１内を移動して酸素濃度の低い
反応室３４０、３５０の電極３４１、３５１上で再び酸
素分子になる。このため、電極３６１と各電極３４１、
３５１との間には大気の酸素濃度と各反応室内の酸素濃
度との差に応じた電圧が発生する。大気の酸素濃度は一
定であるため、電極３６１と各電極３４１、３５１との
電位差Ｖ０、Ｖ１（図２）はそれぞれ第１反応室３４０
と第２反応室３５１内の排気の酸素濃度を表すようにな
る。

【００３１】本実施形態では、前述したように、各反応
室から酸素を外部に排出する酸素ポンプ（電極３４１と
３４２、電極３５１と３４２）が備えられており、それ
ぞれの酸素ポンプの酸素排出速度はそれぞれの電極間の
ポンプ電流Ｉｐ０、Ｉｐ１（図２）を調節することによ
り、各反応室内の排気の酸素濃度（すなわち、電圧Ｖ
０、Ｖ１）が所定の一定値になるように制御される。本
実施形態では第１反応室３４０内の酸素濃度は例えば１
ｐｐｍ程度に、また、第２の反応室３５０内の酸素濃度
は例えば０．０１ｐｐｍ程度になるようにポンプ電流Ｉ
ｐ０、Ｉｐ１が制御されている。このため、第２反応室
３５０内は極めて酸素濃度の低い還元雰囲気に維持され
る。一方、排気中のＮＯ_X（ＮＯ、ＮＯ₂）は酸素ポン
プによっては外部に排出されないため第１、第２反応室
中の排気のＮＯ_X濃度は外部の排気と同一に維持され
る。ところが、第２反応室のＮＯ_X検出電極３５３はロ
ジウム（Ｒｈ）であるため還元触媒として機能し、還元
雰囲気下でＮＯ_X（ＮＯ、ＮＯ ₂）を還元する。また、
大気室３６０の参照電極３６１とＮＯ_X検出用電極３５
３との間には電圧が印加されているため、ＮＯ_X検出用
電極３５３上では、ＮＯ→(1 /2)Ｎ₂＋(1/2) Ｏ₂、ま
たはＮＯ₂→(1 /2)Ｎ₂＋Ｏ₂の反応が生じＮＯ _Xの還
元により酸素が発生するようになる。この酸素は、電極
３５３上でイオン化して大気室３６０の参照電極３６１
に向かって固体電解質３３１中を移動し、参照電極３６
１上で酸素分子を形成する。第２反応室３５０内の酸素
濃度は極めて低いため、参照電極３６１に向かって固体
電解質中を流れる酸素イオンはその全量が排気中のＮＯ
_Xの還元により生じたことになる。すなわち、固体電解
質中を単位時間あたりに流れる酸素イオンの量は、第２
反応室内のＮＯ_X濃度（排気通路内の排気のＮＯ_X濃
度）に応じた量になる。従って、この酸素イオンの移動
に伴って発生する電流値（図２、Ｉｐ２）を計測するこ
とにより排気通路内の排気のＮＯ_X濃度を検出すること
ができる。本実施形態のＮＯ_Xセンサ７１は、上記電流
値Ｉｐ２を電圧信号に変換し、排気中のＮＯ_X濃度に応
じた電圧信号を出力するものである。

【００３２】本実施形態では、ＮＯ_X吸蔵還元触媒７０
下流側のＮＯ_Xセンサ７３出力はＮＯ_X吸蔵還元触媒７
０から吸収したＮＯ_Xを放出させるタイミングを判定す
るために用いられる。すなわち、ＮＯ_X吸蔵還元触媒７
０に吸収されたＮＯ_X量が増大してＮＯ_X吸蔵還元触媒
のＮＯ_X吸蔵能力が低下するとＮＯ_X吸蔵還元触媒７０
下流側の排気のＮＯ_X濃度が増大する。本実施形態で
は、下流側のＮＯ_Xセンサ７３で検出した排気中のＮＯ
_X濃度が予め定めた値まで増大したときに、ＮＯ _X吸蔵
還元触媒に吸収されたＮＯ_X量が増大したと判定して機
関１の各気筒で膨張または排気行程に追加の燃料噴射を
行なってＮＯ_X吸蔵還元触媒から吸収したＮＯ_Xを放出
させている。

【００３３】また、本実施形態ではＮＯ_X吸蔵還元触媒
７０上流側の排気通路には、ＮＯ_Xセンサ７１に加え
て、排気空燃比を検出する空燃比センサ７５が配置され
ている。本実施形態の空燃比センサ７５は排気空燃比に
応じた連続出力信号を発生する、いわゆるリニア空燃比
センサとされている。図１に３０で示すのは機関１の電
子制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ３０は、本実
施形態ではＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵを備えた公知の構成
のマイクロコンピュータとされ、機関１の燃料噴射制御
等の基本制御を行なう他、後述するようにＮＯ_Xセンサ
７１出力に基づいて可変バルブタイミング装置５０を制
御し、機関１の各気筒の吸気弁バルブタイミングを変更
することにより、排気中のＮＯ _Xを低減する操作を行な
う。

【００３４】これらの制御を行なうため、ＥＣＵ３０の
入力ポートには、機関吸気通路に設けられたエアフロー
メータ５１から機関吸入空気量に対応した信号が、また
機関１の冷却水ジャケット（図示せず）に設けた冷却水
温度センサ５３から機関冷却水温度に対応した信号が、
それぞれ図示しないＡＤコンバータを介して入力されて
いる。また、ＥＣＵ３０の入力ポートには、更にＮＯ_X
センサ７１、７３及び空燃比センサ７５の出力が、それ
ぞれ図示しないＡＤコンバータを介して供給されてい
る。

【００３５】更に、ＥＣＵ３０の入力ポートには、機関
クランク軸（図示せず）近傍に配置された回転数センサ
５５から機関クランク軸一定回転角毎にパルス信号が入
力されている他、本実施形態では機関１のアクセルペダ
ル（図示せず）近傍に配置したアクセル開度センサ５７
から運転者のアクセルペダル踏込み量（アクセル開度）
を表す電圧信号が図示しないＡＤコンバータを介して入
力されている。

【００３６】ＥＣＵ３０は、所定間隔毎にエアフローメ
ータ５１出力とアクセル開度センサ５７出力、温度セン
サ５３及び空燃比センサ４１、排気温度センサ４３の出
力をＡＤ変換して吸入空気量Ｇとアクセル開度ＡＣＣ
Ｐ、冷却水温度ＴＷ及び排気空燃比ＡＦ、排気温度Ｔ_EX
としてＥＣＵ３０のＲＡＭの所定領域に格納するととも
に、回転数センサ５５からのパルス信号の間隔から機関
回転数ＮＥを算出し、ＲＡＭの所定の領域に格納してい
る。ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ５７で検出した
アクセル開度ＡＣＣＰと機関回転数ＮＥとに基づいて予
めＲＯＭに格納した関係に基づいて機関基本燃料噴射量
を算出し、この基本燃料噴射量に機関運転状態に応じた
補正を加えて機関の主燃料噴射量Ｑ、を設定する。な
お、本発明では燃料噴射量の設定方法には特に制限はな
く、ディーゼル機関における公知の設定方法のいずれを
も使用することができる。

【００３７】一方、ＥＣＵ３０の出力ポートは、各気筒
への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するために、図
示しない燃料噴射回路を介して各気筒の燃料噴射弁１１
１に接続されている他、図示しない高圧燃料ポンプを制
御して、高圧燃料ポンプからコモンレールへの燃料圧送
量を制御している。また、ＥＣＵ３０の出力ポートは更
に、図示しない駆動回路を介して可変バルブタイミング
装置５０に接続され、吸気弁バルブタイミングを制御し
ている。

【００３８】次に、内燃機関１のＮＯ_X排出量制御の第
１の実施形態について説明する。（１）第１の実施形態本実施形態では吸気弁開弁タイミングを進角することに
より吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップ期間を変更
し、気筒内に残留する既燃ガス量を制御している。

【００３９】図３は、吸気弁開弁タイミングによるバル
ブオーバラップ期間の変化を説明する図である。図３に
おいて、ＥＸ、ＩＮは、それぞれ排気弁と吸気弁のバル
ブリフトカーブを示し、ＥＢＤＣは膨張行程下死点を、
ＩＴＤＣ、ＩＢＤＣはそれぞれ吸気行程の上死点と下死
点、ＣＴＤＣは圧縮行程上死点を示している。

【００４０】また、図３(A) は一般的な機関のバルブタ
イミングを、図３(B) は図３(A) に対して吸気弁開閉タ
イミングを進角させた場合を、それぞれ示している。図
３(A) に示すように、一般的には排気弁（ＥＸ）は膨張
行程下死点（ＥＢＤＣ）前から開弁し、吸気行程上死点
（ＩＴＤＣ）後に閉弁する。また、吸気弁（ＩＮ）は吸
気行程上死点（ＩＴＤＣ）前、すなわち排気弁が完全に
閉弁する直前から開弁し、吸気行程下死点（ＩＢＤＣ）
を少し越えた位置で閉弁する。

【００４１】一方、吸気弁開閉タイミングを進角させた
場合（図３(B) ）には、吸気弁の開弁が早まるため吸気
弁の開弁タイミングは、排気行程中途位置まで早まる。
このため、吸気弁が開弁してから排気弁が閉弁するまで
の間の吸気弁と排気弁との両方が同時に開弁しているバ
ルブオーバラップ期間（図３にＯＡ）で示す期間が図３
(A) の場合に較べて長くなる。このバルブオーバラップ
期間中は燃焼により生成した高圧の既燃ガスの排気弁か
らの排出が終了していないため、吸気弁が開弁すると、
筒内の既燃ガスが吸気弁を通って吸気マニホルド２１に
逆流するようになる。この既燃ガスは排気行程が終了し
て吸気行程が開始されると吸気マニホルド２１内の新気
とともに再び筒内に流入するようになる。このため、気
筒内には不活性ガスとしての既燃ガスが残留するように
なり、ＥＧＲ装置を用いて吸気系に排気を還流させた場
合と同様に、気筒内燃焼温度が低下しＮＯ_Xの生成が抑
制される。筒内に残留する既燃ガスの量はバルブオーバ
ラップ期間が長く（吸気弁開弁タイミングが進角）され
るほど増大し、残留既燃ガス量が増大するほど燃焼によ
り生成するＮＯ_X量は低下する。

【００４２】なお、本実施形態では図３(B) に示すよう
に吸気弁開弁タイミングを進角させることによりバルブ
オーバラップ期間を変化させているが、吸気弁開閉タイ
ミングを変化させる変わりに排気弁閉弁タイミングを遅
角させることによってもバルブオーバラップ期間を増大
させ、筒内残留既燃ガス量を増大させることが可能であ
る。また、吸気弁と排気弁との両方の開閉タイミングを
変化させれば、バルブオーバラップ期間と、バルブオー
バラップが生じるクランク角との両方を変化させること
が可能となる。

【００４３】また、本実施形態のように気筒内に残留す
る既燃ガスを増大させると、高温の既燃ガスにより吸気
行程時の筒内温度が上昇してしまい、吸気体積効率が低
下するため吸入される新気の量が減少する場合がある。
そこで、本実施形態では吸気マニホルド２１に水冷ジャ
ケットを設け、吸気マニホルドに逆流した既燃ガスが再
度気筒内に吸入される前に冷却されるようにしている。

【００４４】本実施形態では、排気通路３に配置された
ＮＯ_Xセンサ７１で検出した排気中のＮＯ_X濃度に基づ
いて可変バルブタイミング装置５０を駆動し、実際に検
出したＮＯ_X濃度が予め定めた所定値になるように、吸
気弁の開閉タイミングをフィードバック制御する。図４
は、本実施形態のＮＯ_X量制御操作を説明するフローチ
ャートである。

【００４５】本操作は、ＥＣＵ３０により一定時間毎に
実行されるルーチンとして行なわれる。図４において操
作が開始されると、ステップ４０１では、機関回転数Ｎ
Ｅ、アクセル開度ＡＣＣＰ、機関吸入空気量Ｇ、排気Ｎ
Ｏ_X濃度ＮＲがそれぞれ回転数センサ５７、アクセル開
度センサ５５、エアフローメータ５１及びＮＯ_Xセンサ
７１の出力に基づいて読み込まれる。そして、ステップ
４０３では、機関運転状態（機関吸入空気量Ｇ、機関回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰ）とに基づいて予め定
めた機関のＮＯ_X排出量上限値ＮＷ（グラム／時間）が
算出される。本実施形態では、機関運転状態に応じて許
容可能なＮＯ_X排出量が予め定められており、吸入空気
量Ｇ、回転数ＮＥ、アクセル開度アクセル開度を用いた
数値テーブルとの形でＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されて
いる。ステップ４０３ではこの数値テーブルに基づい
て、吸入空気量Ｇ、回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ
とから目標ＮＯ_X排出量の上限値ＮＷが設定される。

【００４６】次いで、ステップ４０５では上記により設
定したＮＯ_X排出量ＮＷが排気ＮＯ _X濃度に換算され
る。すなわち、ステップ４０５ではステップ４０３で設
定した上限値ＮＷの量のＮＯ_Xが現在の排気流量（吸入
空気量Ｇ）に存在するとした場合の排気ＮＯ_X濃度ＮＲ
₀が算出される。ＮＲ₀は現在の運転状態における排気
ＮＯ_X濃度の許容上限値となる。

【００４７】次いで、ステップ４０７では上記により算
出したＮＯ_X濃度の許容上限値ＮＲ ₀とステップ４０１
で求めた実際の排気ＮＯ_X濃度ＮＲとが比較される。そ
して、ＮＲ≧ＮＲ₀であった場合、すなわち現在のＮＯ
_X濃度ＮＲが許容値以上であった場合にはステップ４０
９に進み、吸気弁バルブタイミングの設定値ＶＴを一定
量αだけ進角させる。一方、ステップ４０７で現在のＮ
Ｏ_X濃度ＮＲが許容値ＮＲ₀より低い場合（ＮＲ＜ＮＲ
₀）であった場合には、次にステップ４１１で現在のＮ
Ｏ_X濃度ＮＲが、許容値より一定の幅Ｋ₁以内にあるか
否かを判定する。そして、ＮＲがＮＲ₀−Ｋ₁より低下
している場合にはステップ４１３で吸気弁バルブタイミ
ング設定値ＶＴを一定値αだけ遅角させる。ステップ４
１１、４１３で排気ＮＯ_X濃度ＮＲが許容値より一定値
Ｋ₁以上低くならないようにしているのは、必要以上に
バルブオーバラップ期間が長く設定されて気筒内の残留
既燃ガス量が過大になり機関の性能に影響を生じること
を防止するためである。

【００４８】ステップ４１５では、ステップ４０７から
ステップ４１３で設定したバルブタイミング設定値ＶＴ
が、可変バルブタイミング装置５０に出力される。これ
により、機関の吸気弁バルブタイミングは設定値ＶＴに
制御される。上述のように、本実施形態では排気中のＮ
Ｏ_X濃度が目標値ＮＲ₀以下になるように（すなわち機
関のＮＯ_X排出量が所定の許容値以下になるように）吸
気弁バルブタイミングが制御されるため、気筒内には常
に機関のＮＯ_X排出量が所定の許容値以下になるだけの
既燃ガスが残留するようになる。このため、本実施形態
では、機関のＮＯ_X排出量が確実に所定の許容値以下に
保持されるようになる。しかも、本実施形態では筒内の
残留既燃ガス量は、吸気弁バルブタイミングを変更する
ことにより制御されるため、多量の既燃ガスを気筒内に
残留させる場合にも吸気絞り等を行なう必要がなく、吸
気絞りによる機関のポンピングロスが生じない。このた
め、本実施形態ではアイドル運転等の機関軽負荷運転時
にも機関燃料消費量を大幅に増大させることなくＮＯ_X
排出量を低減することが可能となっている。

【００４９】更に、本実施形態では気筒内から吸気ポー
トに逆流した既燃ガスを再度吸入することにより気筒内
に既燃ガスが残留するため、バルブタイミングの変化が
生じれば、それに応じて直ちに残留既燃ガス量も変化す
る。従って、急加速時等のように、直ちに残留既燃ガス
量を低減して機関出力を増大させる必要があるような場
合にも応答性良く残留既燃ガス量を制御することができ
る。このため、本実施形態では、ＥＧＲ制御弁を用いた
ＥＧＲ装置などに見られるような急加速時等のＥＧＲガ
ス量の変化の応答遅れによる加速性の悪化等が生じな
い。（２）第２の実施形態次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

【００５０】上述の第１の実施形態では、排気ＮＯ_X濃
度ＮＲが目標値ＮＲ₀以下になるように吸気弁バルブタ
イミングが制御されている。ところが、吸気弁バルブタ
イミングが進角されて気筒内の残留既燃ガス量が増大す
ると、気筒に吸入される新気の量が低下する。一方、機
関燃料噴射量は前述したようにアクセル開度ＡＣＣＰと
機関回転数ＮＥとにより定まるため、筒内の残留既燃ガ
ス量が増大しても燃料噴射量は変化しない。このため、
気筒内の燃焼における実際の空燃比は残留既燃ガス量が
増大するほど低下することになる。

【００５１】前述のように、燃焼により発生するスモー
ク量はディーゼル機関の常用空燃比領域では空燃比が低
下するほど増大する。一方、実際の機関では、排気ＮＯ
_X濃度は筒内の残留既燃ガス量が増大し、燃焼空燃比が
低下するほど低くなるものの、ＮＯ_X濃度と空燃比との
関係にはばらつきがあり、同じ燃焼空燃比であってもＮ
Ｏ_X濃度が大きく異なる場合がある。

【００５２】図５は、機関の排気スモーク濃度Ｓと排気
中のＮＯ_X濃度ＮＲの燃焼空燃比（排気空燃比）による
変化を示すグラフである。図５において、カーブ(A) は
排気ＮＯ_X濃度ＮＲ、カーブ(B) は排気スモーク濃度Ｓ
を表している。カーブ(B) から判るように、排気スモー
ク濃度Ｓは空燃比が約２３以上の領域では空燃比が低下
するほど増大する。また、一般に排気スモーク濃度は空
燃比と良好な相関を示し、空燃比が同一であれば常に排
気スモーク濃度もほぼ一定になる。

【００５３】ところが、図５、カーブ(A) に示すよう
に、ＮＯ_X濃度ＮＲは全体としては空燃比が低下するほ
ど低くなるものの、空燃比に対して正確には対応せず、
例えばカーブ(A) に示した斜線領域の範囲でばらつきを
示す。このため、第１の実施形態のように排気中のＮＯ
_X濃度のみに基づいて吸気弁バルブタイミングを制御し
ていると、空燃比が過度に低下して排気スモークが増大
してしまう場合がある。

【００５４】例えば、排気中のスモーク濃度の上限値が
Ｓ₀であった場合、図５カーブ(B)に示すように空燃比
はＡＦ₀より高い値に維持する必要がある。一方、空燃
比がＡＦ₀であるとき、排気ＮＯ_X濃度ＮＲは、図５カ
ーブ(A) に示すようにＮＲ₁からＮＲ₂までの間でばら
つきを生じる。いま、ＮＯ_X濃度の許容値ＮＲ₀をＮＲ
₁とＮＲ₂との中間に設定したとする。この場合、排気
ＮＯ_X濃度のみに基づいて排気空燃比を制御したとする
と、ＮＯ_X濃度を許容値ＮＲ₀にする排気空燃比は図５
のＡＦ₁からＡＦ₂までの間でばらつくことになり、仮
にばらつきにより空燃比がＡＦ₁近傍になった場合に
は、空燃比ははスモーク限界空燃比ＡＦ₀より低くなる
ため、排気スモーク濃度は許容限界を越えてしまうこと
になる。

【００５５】このため、排気ＮＯ_X濃度のみに基づいて
吸気弁バルブタイミングを制御する場合には、このばら
つきを考慮して最も空燃比が低下した場合でも排気スモ
ーク限界以上の空燃比になるように、例えば図５のＮＲ
₂のようにＮＲ₀より高いＮＯ_X濃度を許容限界とする
必要がある。ところが、空燃比のばらつき傾向は予測で
きないため、一律に許容値を高い値ＮＲ₂に設定してし
まうと実際にはスモーク限界以上の空燃比でＮＯ_X濃度
をＮＲ₀まで低減できる場合にもＮＯ_X濃度はＮＲ₂付
近に制御されてしまい充分に排気ＮＯ_Xの低減を図るこ
とができない問題がある。

【００５６】本実施形態では、排気中のＮＯ_X濃度とと
ともに、排気空燃比を監視することにより、ＮＯ_X濃度
の許容値をＮＲ₀に維持しながら、空燃比のばらつきに
よる排気スモークの発生を完全に防止可能としている。
本実施形態では、第１の実施形態と同様にＮＯ_Xセンサ
７１で検出した排気ＮＯ_X濃度が許容値ＮＲ₀以下にな
るように吸気弁バルブタイミングを制御する。しかし、
本実施形態では同時に空燃比センサ７５により常時排気
空燃比を監視しており、吸気弁変更により機関排気空燃
比（燃焼空燃比）がスモーク限界（図５、ＡＦ₀）以下
になった場合には直ちに吸気弁バルブタイミングを遅角
させ、排気空燃比を常にスモーク限界以上に維持するよ
うにしている。これにより、ＮＯ _X排出量を制御する際
に排出量許容値を低く設定しながらスモークの発生を防
止することが可能となる。

【００５７】図６は、本実施形態のＮＯ_X量制御操作を
説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ３０
により一定時間毎に実行されるルーチンとして行なわれ
る。図６において操作が開始されると、ステップ６０１
では、図４と同様に機関回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣ
ＣＰ、機関吸入空気量Ｇ、排気ＮＯ_X濃度ＮＲがそれぞ
れ回転数センサ５７、アクセル開度センサ５５、エアフ
ローメータ５１及びＮＯ_Xセンサ７１から読み込まれる
他、空燃比センサ７１から機関排気空燃比ＡＦが読み込
まれる。そして、ステップ６０３と６０７では、機関の
ＮＯ_X排出量上限値ＮＷ（ステップ６０３）と排気ＮＯ
_X濃度上限値ＮＲ₀（ステップ６０５）が算出される。
ステップ６０３と６０５は、図４ステップ４０３、４０
５と同一の操作である。

【００５８】一方、本実施形態では、次にステップ６０
７で空燃比センサ７５で検出した実際の排気空燃比ＡＦ
がスモーク限界空燃比ＡＦ₀より高いか否かが判定され
る。現在の排気空燃比ＡＦがスモーク限界より高い場合
（ＡＦ＞ＡＦ₀）には、次にステップ６０９でＮＯ_Xセ
ンサ７１で検出した排気ＮＯ_X濃度ＮＲが上限値ＮＲ ₀
以上か否かが判定され、ＮＲ≧ＮＲ₀であった場合には
ステップ６１１で吸気弁バルブタイミング設定値が一定
値αだけ進角され、ステップ６１５でバルブタイミング
が設定値に制御される。また、ステップ６０９でＮＲ＜
ＮＲ₀であった場合には、バルブタイミング設定値は変
更せず現在のバルブタイミングを維持する。ステップ６
０９、６１１及び６１５は図４ステップ４０７、４０９
及び４１５と同一の操作である。

【００５９】また、本実施形態では、ステップ６０７で
実際の空燃比ＡＦがスモーク限界ＡＦ₀以下になってい
る場合にはステップ６１３が実行され、バルブタイミン
グ設定値ＶＴは一定値αだけ遅角される。これにより、
空燃比がスモーク限界以下になった場合には直ちに吸気
弁バルブタイミングが遅角され、筒内の残留既燃ガス量
が低減されるため排気スモークが発生することが防止さ
れる。

【００６０】上記のように、本実施形態によれば、排気
ＮＯ_X濃度が低下するように吸気弁バルブタイミングが
進角されるが、排気空燃比がスモーク限界に到達した場
合にはそれ以上のバルブタイミングの進角が禁止される
ようになり、ＮＯ_Xを低減しながら排気スモークの発生
を防止することが可能となる。

【００６１】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、燃料消
費量の増大や加速性の悪化を防止しながら機関のＮＯ_X
排出量低減することが可能となる共通の効果を奏する。
また、請求項３の発明によれば、上記共通の効果に加え
てＮＯ_X排出量の制御により空燃比が過度に低下するこ
とを防止可能とする効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した場
合の概略構成を示す図である。

【図２】ＮＯ_Xセンサの構造概略を説明する図である。

【図３】吸気弁バルブタイミングの変更によるバルブオ
ーバラップ期間の変化を説明する図である。

【図４】本発明のＮＯ_X排出量制御操作の第１の実施形
態を説明するフローチャートである。

【図５】排気ＮＯ_X濃度と排気スモーク濃度との排気空
燃比による変化を説明するグラフである。

【図６】本発明のＮＯ_X排出量制御操作の第２の実施形
態を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関２１…吸気マニホルド３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０…可変バルブタイミング装置７１、７３…ＮＯ_Xセンサ７５…空燃比センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｐ３１０ＮＦ０２Ｍ 25/07 ５１０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０Ｂ５７０５７０ＪＦターム(参考） 3G062 AA01 AA05 AA10 BA06 BA09 FA08 GA01 GA04 GA06 GA08 GA17 3G091 AA10 AA18 AB06 BA14 DA07 DC01 EA01 EA05 EA07 EA33 GB02X GB03X GB04X GB06W GB10X HB05 3G092 AA02 AA11 AA18 BA04 DA01 DA02 DA08 DA12 DC01 EA04 EA09 EA14 EA22 EC01 FA06 FA17 FA18 FA21 FA25 HA01Z HA13X HD04Z HD05Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA02 HA11 HA19 JA02 JA03 JA24 JA25 LA01 LA07 LB11 MA01 ND01 NE12 NE16 NE17 NE19 PA01Z PD01Z PD04Z PE01Z PE08Z PE10A PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気中のＮＯ_X濃度を検出するＮＯ_X検
出手段と、前記ＮＯ_X検出手段により検出したＮＯ_X濃度に基づい
て、機関のＮＯ_X排出量が予め定めた条件を満たすよう
に、気筒吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方の開閉
タイミングを変更する可変バルブタイミング手段と、を備えた内燃機関。
【請求項２】前記可変バルブタイミング手段は、前記
バルブタイミングを変更することにより気筒内に残留す
る既燃ガスの量を制御し、前記ＮＯ_X検出手段により検
出したＮＯ_X濃度に基づいて、機関のＮＯ_X排出量が予
め定めた所定値以下になる量の既燃ガスが気筒内に残留
するように前記吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方
の開閉タイミングをフィードバック制御する、請求項１
に記載の内燃機関。
【請求項３】更に、機関排気の空燃比を検出する空燃
比検出手段を備え、前記可変バルブタイミング手段は、
前記ＮＯ_X検出手段により検出した排気中のＮＯ_X濃度
と、前記空燃比検出手段により検出した排気空燃比との
両方が予め定めた条件を満たすように前記吸気弁と排気
弁とのうち少なくとも一方の開閉タイミングを変更す
る、請求項１に記載の内燃機関。