JP2002070620A - Operation controller for internal combustion engine - Google Patents

Operation controller for internal combustion engine

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JP2002070620A
JP2002070620A JP2000264507A JP2000264507A JP2002070620A JP 2002070620 A JP2002070620 A JP 2002070620A JP 2000264507 A JP2000264507 A JP 2000264507A JP 2000264507 A JP2000264507 A JP 2000264507A JP 2002070620 A JP2002070620 A JP 2002070620A
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fuel
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control an air-fuel ratio to a target air-fuel ratio. SOLUTION: An operation controller is provided with a switching means performing a switch between first combustion, in which soot is hardly generated because a recirculation emission gas amount fed into a combustion chamber 5 is higher than a recirculation emission gas amount generating peak amount of soot, and second combustion, in which the recirculation emission gas amount fed to the combustion chamber is lower than that generating a peak amount of soot, an air-fuel ratio sensor 27a arranged in an engine exhaust passage for detecting an air-fuel ratio, and a controlling means performing feedback control of the air-fuel ratio on the basis of an output value of the air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio becomes a target ratio. When a rich air-fuel ratio is attained during the first combustion, output value correcting processing is carried out for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor.

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】本発明は内燃機関の運転制御
装置に関する。
The present invention relates to an operation control device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関、特にディーゼル機関において
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通路により連結し、この排気ガ
ス再循環通路を介して排気ガスを機関吸気通路内に再循
環させる技術が公知である。排気ガスは比較的比熱が高
く、したがって多量の熱を吸収することができるので機
関吸気通路内に再循環させる排気ガス量(以下、再循環
排気ガス量)を増大するほど燃焼室内における燃焼温度
が低下し、したがってNOx の発生量が低下する。この
ように再循環排気ガス量を増大すればNOx の発生量を
低下させることはできるが再循環排気ガス量が或る限度
を越えると煤の発生量が急激に増大し始める。このため
従来では煤の発生量を一定限度以下に抑えるために再循
環排気ガス量を煤の発生量が急激に増大し始める前の量
に制限しなければならないと考えられていた。
Internal combustion engines, in particular the engine exhaust passage and the engine intake passage in order to suppress the generation of the NO x connected by an exhaust gas recirculation passage in a diesel engine, the exhaust gas through the exhaust gas recirculation passage There is a known technique for recirculating oil into an engine intake passage. Since the exhaust gas has a relatively high specific heat and can absorb a large amount of heat, the combustion temperature in the combustion chamber increases as the amount of exhaust gas recirculated into the engine intake passage (hereinafter referred to as "recirculated exhaust gas amount") increases. reduced, thus the generation amount of the NO x is reduced. Thus generation of the but recirculated exhaust gas amount may be to reduce the generation amount of the NO x when increasing the recirculated exhaust gas amount exceeds the certain limit soot begins to increase rapidly. For this reason, it has conventionally been considered that the amount of recirculated exhaust gas must be limited to an amount before the amount of soot generation starts to increase sharply in order to keep the amount of soot generation below a certain limit.

【0003】しかしながら最近の研究によりさらに再循
環排気ガス量を増大させると煤の発生量は或るピークを
境に徐々に減少することが判明した。そこで再循環排気
ガス量を煤の発生量がピークとなる再循環排気ガス量よ
りも大きくして内燃機関を運転させる第一の運転と、再
循環排気ガス量を煤の発生量がピークとなる再循環排気
ガス量よりも小さくして内燃機関を運転させる第二の運
転とを選択的に切り換えるようにした内燃機関が提案さ
れている(特開平11−36923号公報)。
However, recent studies have shown that when the amount of recirculated exhaust gas is further increased, the soot generation gradually decreases after a certain peak. Therefore, the first operation in which the internal combustion engine is operated by increasing the recirculated exhaust gas amount to be larger than the recirculated exhaust gas amount at which the generation amount of soot becomes a peak, and the generation amount of soot becomes the peak at the recirculated exhaust gas amount There has been proposed an internal combustion engine that selectively switches between a second operation in which the internal combustion engine is operated with a smaller recirculation exhaust gas amount (Japanese Patent Laid-Open No. 11-36923).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで第一の運転が
行われているときには再循環排気ガス量が多く、したが
って吸入空気量が少ないので空燃比は比較的小さく、理
論空燃比に近くなる。ここで空燃比を理論空燃比に制御
するためには機関排気通路に空燃比センサを配置し、当
該空燃比センサにより排気ガスの空燃比を検出し、当該
検出された排気ガスの空燃比に基づいて燃料噴射量を制
御するようにすることが好ましい。ところが第一の運転
が行われている間に空燃比がリッチとなったとき(以
下、第一燃焼・リッチ運転時)には一部の燃料が完全に
は燃焼せずにメタンとなり、したがって排気ガス中に残
存する酸素量が多くなる。すなわち空燃比が同じであっ
ても第一燃焼・リッチ運転時の排気ガス中の酸素濃度は
第一燃焼・リッチ運転時以外における排気ガス中の酸素
濃度に比べて大きくなる傾向がある。ここで空燃比セン
サが排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力するタ
イプのセンサである場合、空燃比センサは実際の空燃比
よりもリーンな空燃比に対応する出力値を出力すること
となる。すなわち空燃比センサにより検出される空燃比
がリーン側にずれることとなる。ここで空燃比センサの
出力値に基づいて燃料噴射量を制御しても空燃比を理論
空燃比に制御することはできない。
When the first operation is performed, the amount of recirculated exhaust gas is large and the amount of intake air is small, so that the air-fuel ratio is relatively small and close to the stoichiometric air-fuel ratio. Here, in order to control the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, an air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage, the air-fuel ratio of the exhaust gas is detected by the air-fuel ratio sensor, and based on the detected air-fuel ratio of the exhaust gas. It is preferable to control the fuel injection amount. However, when the air-fuel ratio becomes rich while the first operation is being performed (hereinafter, during the first combustion / rich operation), part of the fuel is not completely burned but becomes methane, and thus the exhaust gas is exhausted. The amount of oxygen remaining in the gas increases. That is, even if the air-fuel ratio is the same, the oxygen concentration in the exhaust gas during the first combustion / rich operation tends to be higher than the oxygen concentration in the exhaust gas other than during the first combustion / rich operation. Here, when the air-fuel ratio sensor is a sensor that outputs an output value corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas, the air-fuel ratio sensor outputs an output value corresponding to an air-fuel ratio leaner than the actual air-fuel ratio. Becomes That is, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor shifts to the lean side. Here, even if the fuel injection amount is controlled based on the output value of the air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio cannot be controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0005】こうした問題は空燃比を理論空燃比に維持
する場合のみならず空燃比を或る特定の目標空燃比に維
持するために空燃比センサの出力値を利用する場合にも
同様に生じる問題である。そこで本発明の目的は煤の発
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
ない第一の燃焼が行われている間に空燃比がリッチとな
ったときにおいても空燃比を正確に目標空燃比に制御す
ることができるようにすることにある。
Such a problem occurs not only when the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio but also when the output value of the air-fuel ratio sensor is used to maintain the air-fuel ratio at a specific target air-fuel ratio. It is. Therefore, an object of the present invention is to perform 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 generation amount of soot becomes a peak and soot is hardly generated. An object of the present invention is to enable the air-fuel ratio to be accurately controlled to the target air-fuel ratio even when the air-fuel ratio becomes rich.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】一番目の発明では上記目
的を達成するために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
クに達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガス量をさ
らに増大していく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煤の生成温度よりも低くなって
煤がほとんど発生しなくな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が多く煤がほとんど発生し
ない第一の燃焼と、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
が少ない第二の燃焼とを選択的に切り換える切換手段
と、空燃比を検出するために機関排気通路に配置された
空燃比センサと、第一の燃焼が行われているときに空燃
比が目標空燃比となるように空燃比センサの出力値に基
づいて空燃比をフィードバック制御するための制御手段
とを具備し、第一の燃焼が行われている間に空燃比がリ
ッチとなったときに空燃比センサの出力値を補正する出
力値補正処理を実行する。すなわち第一の燃焼が行われ
ている間に空燃比がリッチとなったときには空燃比セン
サの出力値を補正し、当該補正された出力値に基づいて
空燃比がフィードバック制御される。
In the first aspect of the present invention, when the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is increased to achieve the above object, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak. When the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is further increased, the temperature of fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber becomes lower than the temperature at which soot is generated, and soot is hardly generated. In the first combustion, in which the amount of recirculated exhaust gas supplied into the combustion chamber is larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot generation peaks, soot is hardly generated, and the first combustion at which the amount of soot generation peaks, Switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied into the combustion chamber is smaller than the amount of circulated exhaust gas, and an air-fuel ratio sensor disposed in the engine exhaust passage for detecting an air-fuel ratio And the second Control means for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output value of the air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio when the combustion is performed. When the air-fuel ratio becomes rich during the operation, an output value correction process for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor is executed. That is, when the air-fuel ratio becomes rich during the first combustion, the output value of the air-fuel ratio sensor is corrected, and the air-fuel ratio is feedback-controlled based on the corrected output value.

【0007】二番目の発明では一番目の発明において上
記出力値補正処理において空燃比がリッチであるほど上
記空燃比センサの出力値が小さくなるように空燃比セン
サの出力値を補正する。三番目の発明では一番目の発明
において上記出力値補正処理において空燃比センサの出
力可能範囲全体に亘って出力値が小さくなるように空燃
比センサの出力値を補正する。
In the second invention, in the first invention, the output value of the air-fuel ratio sensor is corrected so that the richer the air-fuel ratio, the smaller the output value of the air-fuel ratio sensor. According to a third aspect, in the first aspect, the output value of the air-fuel ratio sensor is corrected in the output value correction process so that the output value is reduced over the entire output range of the air-fuel ratio sensor.

【0008】四番目の発明では一番目の発明において上
記空燃比センサの下流側に排気浄化触媒を配置し、該排
気浄化触媒の下流側に上記空燃比センサとは別個に空燃
比センサを配置し、第一の燃焼が行われているときに該
排気浄化触媒の上流側の空燃比センサの出力値に対応す
る再循環排気ガス量になるように上記再循環排気ガス量
を制御するとともに該排気浄化触媒の下流側の空燃比セ
ンサの出力値に対する補正量に基づいて上記再循環排気
ガス量を補正する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, an exhaust purification catalyst is disposed downstream of the air-fuel ratio sensor, and an air-fuel ratio sensor is disposed separately from the air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification catalyst. Controlling the amount of recirculated exhaust gas so that the amount of recirculated exhaust gas corresponds to the output value of the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the exhaust purification catalyst when the first combustion is being performed; The recirculated exhaust gas amount is corrected based on a correction amount for the output value of the air-fuel ratio sensor downstream of the purification catalyst.

【0009】五番目の発明では四番目の発明において上
記再循環排気ガス量に対する補正量が予め定められた量
よりも多くなったときには上記排気浄化触媒が劣化して
いると診断する。
In a fifth aspect, in the fourth aspect, when the correction amount for the recirculated exhaust gas amount becomes larger than a predetermined amount, it is diagnosed that the exhaust purification catalyst has deteriorated.

【0010】[0010]

【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およびインタ
ークーラ14を介して過給機、例えば排気ターボチャー
ジャ15のコンプレッサ16の出口部に連結される。コ
ンプレッサ16の入口部は空気吸込管17を介してエア
クリーナ18に連結され、空気吸込管17内にはステッ
プモータ19により駆動されるスロットル弁20が配置
される。またスロットル弁20上流の空気吸込管17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21が配置される。
FIG. 1 shows a 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, 9 Denotes an exhaust valve, and 10 denotes an exhaust port. 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 a supercharger, for example, an outlet of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15 via an intake duct 13 and an intercooler 14. Be linked. An inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17, and a throttle valve 20 driven by a step motor 19 is arranged in the air suction pipe 17. A mass flow detector 21 for detecting the mass flow of the intake air is disposed in the air suction pipe 17 upstream of the throttle valve 20.

【0011】一方、排気ポート10は排気マニホルド2
2を介して排気ターボチャージャ15の排気タービン2
3の入口部に連結され、排気タービン23の出口部は排
気管24を介して酸化機能を有する触媒25を内蔵した
触媒コンバータ26に連結される。触媒コンバータ26
の上流側において排気マニホルド22内には空燃比セン
サ(以下、上流側空燃比センサ)27aが配置され、触
媒コンバータ26の下流側には空燃比センサ(以下、下
流側空燃比センサ)27bが配置される。
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2.
The exhaust turbine 2 of the exhaust turbocharger 15 via the
3 and an outlet of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 having a built-in catalyst 25 having an oxidizing function. Catalytic converter 26
An air-fuel ratio sensor (hereinafter, “upstream air-fuel ratio sensor”) 27a is disposed in the exhaust manifold 22 on the upstream side, and an air-fuel ratio sensor (hereinafter, downstream air-fuel ratio sensor) 27b is disposed downstream of the catalytic converter 26. Is done.

【0012】触媒コンバータ26の出口部に連結された
排気管28とスロットル弁20下流の空気吸込管17と
は排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路29を介
して互いに連結され、EGR通路29内にはステップモ
ータ30により駆動されるEGR制御弁31が配置され
る。またEGR通路29内にはEGR通路29内を流れ
るEGRガスを冷却するためのインタークーラ32が配
置される。図1に示した実施例では機関冷却水がインタ
ークーラ32内に導びかれ、機関冷却水によってEGR
ガスが冷却される。
An exhaust pipe 28 connected to the outlet of the catalytic converter 26 and an air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage 29, and are connected to an EGR passage. An EGR control valve 31 driven by a step motor 30 is arranged in the inside 29. In the EGR passage 29, an intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the intercooler 32, and the engine cooling water
The gas is cooled.

【0013】一方、燃料噴射弁6は燃料供給管33を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール34に連結さ
れる。このコモンレール34内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ35から燃料が供給され、コモンレー
ル34内に供給された燃料は各燃料供給管33を介して
燃料噴射弁6に供給される。コモンレール34にはコモ
ンレール34内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
36が取付けられ、燃料圧センサ36の出力信号に基づ
いてコモンレール34内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ35の吐出量が制御される。
On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected via a fuel supply pipe 33 to a fuel reservoir, a so-called common rail 34. Fuel is supplied into the common rail 34 from an electric control type variable discharge fuel pump 35, and the fuel supplied into the common rail 34 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 33. A fuel pressure sensor 36 for detecting the fuel pressure in the common rail 34 is attached to the common rail 34, and the fuel pump 35 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 34 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 36. Is controlled.

【0014】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。質量流量検出器21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、上流側空
燃比センサ27a、下流側空燃比センサ27bおよび燃
料圧センサ36の出力信号も夫々対応するAD変換器4
7を介して入力ポート45に入力される。アクセルペダ
ル50にはアクセルペダル50の踏込量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19、EG
R制御弁制御用ステップモータ30および燃料ポンプ3
5に接続される。
The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45, An output port 46 is provided. The output signal of the mass flow detector 21 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and the output signals of the upstream air-fuel ratio sensor 27a, the downstream air-fuel ratio sensor 27b, and the fuel pressure sensor 36 also correspond. AD converter 4
7 is input to the input port 45. A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. . The input port 45 is connected to a crank angle sensor 52 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, by 30 °. on the other hand,
The output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19, the EG via a corresponding drive circuit 48.
Step motor 30 for controlling R control valve and fuel pump 3
5 is connected.

【0015】図2は機関低負荷運転時にスロットル弁2
0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
変化を示した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 2 when the engine is under low load operation.
Change in the output torque when changing the air-fuel ratio A / F (abscissa in FIG. 2) by changing the opening and the EGR rate of 0, and smoke, HC, CO, a change in emission of the NO x It shows the experimental example shown. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, as the air-fuel ratio A / F decreases, the EGR increases.
When the rate increases and is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio (≒ 14.6), the EGR rate is equal to or higher than 65%.

【0016】図2に示したように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4
0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。次いでさ
らに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
さらに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。すなわ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 4
When the air-fuel ratio A / F becomes about 30% and the air-fuel ratio A / F becomes about 30, the amount of generated smoke starts to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the amount of generated smoke rapidly increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke is sharply reduced. When the EGR rate is increased to 65% or more, and the air-fuel ratio A / F becomes about 15.0, the smoke becomes almost zero. . That is, almost no soot is generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The generation amount of O x is considerably reduced. On the other hand, at this time, HC,
The amount of generated CO starts to increase.

【0017】図3(A)は空燃比A/Fが21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18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)に示した場合はスモークの発生量が多い図3
(A)に示した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 the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 21 and the amount of generated smoke is the largest. FIG. 3 (B) shows the air-fuel ratio A / F. The graph shows the change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the smoke generation amount is substantially zero when F is around 18. As can be seen by comparing FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case of FIG. 3 (B) where the amount of generated smoke is almost zero, the amount of generated smoke is large.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in FIG.

【0018】図2および図3に示した実験結果から次の
ことが言える。すなわちまず第一に空燃比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
に示したようにNOx の発生量がかなり低下する。NO
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、したがって煤が
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。
すなわち煤がほとんど発生していない図3(B)に示し
た状態では燃焼圧が低くなっており、したがってこのと
き燃焼室5内の燃焼温度は低くなっていることになる。
The following can be said from the experimental results shown in FIGS. That is, first of all, the air-fuel ratio A / F is 1
FIG. 2 when the smoke generation amount is almost zero at 5.0 or less.
Generation amount of the NO x is considerably reduced, as shown in. NO
The decrease in the generation amount of x means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 has decreased. Therefore, it can be said that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low when little soot is generated. . The same can be said from FIG.
That is, in the state shown in FIG. 3B where almost no soot is generated, the combustion pressure is low, and thus the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low at this time.

【0019】第二にスモークの発生量、すなわち煤の発
生量がほぼ零になると図2に示したようにHCおよびC
O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。すなわち燃料
中に含まれる図4に示した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
示した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。したがって上述したように煤の発生量が
ほぼ零になると図2に示した如くHCおよびCOの排出
量が増大するがこのときのHCは煤の前駆体またはその
前の状態の炭化水素である。
Second, when the amount of generated smoke, that is, the amount of generated soot becomes almost zero, as shown in FIG.
O emission increases. This means that hydrocarbons are emitted without growing to soot. That is, the linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 are thermally decomposed when the temperature is increased in a state of lack of oxygen, so that a precursor of soot is formed. A soot consisting of a solid aggregate of atoms is produced. In this case, the actual soot generation process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor takes, but in any case, the hydrocarbon as shown in FIG. It will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of soot generation becomes substantially 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 a state before the soot.

【0020】図2および図3に示した実験結果に基づく
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
体また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。このことについてさらに詳細に実験研
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、すなわち煤が全く発生せ
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。
Summarizing these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generation becomes almost zero. Is discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, when the temperature of the fuel and the surrounding gas in the combustion chamber 5 is lower than a certain temperature, the growth process of the soot is stopped halfway, that is, the soot is It was found that no soot was generated, and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 exceeded a certain temperature.

【0021】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、す
なわち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比の圧縮比等
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、したがってこの或る温度はNOx
発生量から或る程度規定することができる。すなわちE
GR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 前後またはそれ以下になっ
たときに煤がほとんど発生しなくなる。したがって上述
の或る温度はNOx の発生量が10p.p.m 前後またはそ
れ以下になったときの温度にほぼ一致する。
The temperature of the fuel and its surroundings when the process of producing hydrocarbons 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 and the compression ratio of the air-fuel ratio. Although the change can not be said that how many times since to define a certain degree from the amount of generated this certain temperature has a generation amount and the deep relationship between nO x, therefore this certain temperature is nO x be able to. That is, E
Fuel and gas temperature surrounding it at the time of combustion and higher GR rate increases is reduced, the amount of the NO x is reduced. Generation amount at this time NO x is soot is hardly generated when it is around or below 10 ppm. Therefore, the above certain temperature substantially matches the temperature when the amount of the NO x becomes around or below 10 ppm.

【0022】いったん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またはその前の状態
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
駆体また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また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 has been produced, it cannot be purified by post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in the state before the soot can be easily purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidation function. Considering the post-treatment with the catalyst having the oxidation function as described above, the hydrocarbon is discharged from the combustion chamber 5 in the state of the precursor of soot or in the state before it,
Alternatively, there is an extremely large difference as to whether to discharge from the combustion chamber 5 in the form of soot. The new combustion system employed in the present invention discharges hydrocarbons from the combustion chamber 5 in the form of a soot precursor or previous state without producing soot in the combustion chamber 5 and removes the hydrocarbons. The core is to oxidize with a catalyst having an oxidation function.

【0023】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。
In order to stop the growth of hydrocarbons before the soot is generated, the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber 5 are 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 the endothermic effect of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect on suppressing the temperature of the fuel and the gas around the fuel.

【0024】すなわち燃料周りに空気しか存在しないと
蒸発した燃料は直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。すなわ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 there is only air 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 becomes extremely high locally. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the heat of combustion of the fuel. In this case, since the combustion temperature locally becomes extremely high, the unburned hydrocarbons that have received the heat of combustion will generate soot.

【0025】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。すなわち燃焼温度を低く
抑えることができることになる。すなわち燃焼温度を抑
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, when fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air, the situation is slightly different.
In this case, the fuel vapor diffuses to the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion temperature is not increased so much because the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas. 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 kept low by the endothermic effect of the inert gas.

【0026】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。したが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、したが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 surrounding gas to a temperature lower than the temperature at which the soot is formed, an amount of the inert gas that can absorb a sufficient amount of heat to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas increases accordingly.
In this case, the larger the specific heat of the inert gas, the stronger the endothermic effect, and therefore, the inert gas is preferably a gas having a large specific heat. In this regard, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heats.

【0027】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。すなわち図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
90℃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 the smoke when the EGR gas is used as the inert gas and the degree of cooling of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, the curve A shows the case where the EGR gas is cooled strongly and the EGR gas temperature is maintained at approximately 90 ° C., and the curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device. Curve C shows the case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0028】図5の曲線Aで示したように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で示した
ようにEGRガスを少し冷却した場合にはEGR率が5
0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 amount of soot generation peaks when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate becomes approximately 55%. Above a percentage, little soot is generated. On the other hand, when the EGR gas is slightly cooled as shown by the curve B in FIG.
The soot generation amount peaks at a level slightly higher than 0%, and in this case, soot is hardly generated when the EGR rate is set to approximately 65% or more.

【0029】また図5の曲線Cで示したようにEGRガ
スを強制的に冷却していない場合にはEGR率が55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E
GR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, when the EGR gas is not forcibly cooled, the amount of soot generation peaks near the EGR rate of 55%. If it is more than 70%, soot is hardly generated. FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. When the engine load is reduced, the EGR rate at which the amount of soot is peaked slightly decreases, and the EGR rate at which soot is hardly generated is reduced. The lower limit also decreases slightly. Thus, soot is hardly generated.
The lower limit of the GR rate changes according to the degree of cooling of the EGR gas and the engine load.

【0030】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いる。
FIG. 6 shows a mixture of EGR gas and air necessary to make the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. It shows the gas amount, the ratio of air in the mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in the mixed gas. In FIG. 6, the vertical axis represents the combustion chamber 5
The dashed line Y indicates the total amount of intake gas that can be drawn into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. The horizontal axis shows the required load.

【0031】図6を参照すると空気の割合、すなわち混
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。すなわち図6に示し
た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、すな
わち混合ガス中の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EG
R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に示した実
施例では70パーセント以上である。すなわち燃焼室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に示した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 発生量は10p.p.m 前後、またはそれ以下
であり、したがってNOx の発生量は極めて少量とな
る。
Referring to FIG. 6, the proportion of air, that is, the amount of air in the mixed gas, indicates the amount of air necessary 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 stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of the EGR gas, that is, the amount of the EGR gas in the mixed gas, is set so that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and the surrounding gas is made lower than the temperature at which soot is formed. Necessary minimum EG
The R gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more in terms of the EGR rate, and is 70% or more in the embodiment shown in FIG. That is, the combustion chamber 5
In FIG. 6, the total amount of intake gas sucked into the fuel tank is indicated by a solid line X. When the ratio of the amount of air to the amount of EGR gas in the total amount of intake gas X is as shown in FIG. Gas temperature is lower than the temperature at which soot is generated, so that no soot is generated. In this case, the amount of generated NO x is about 10 p.pm or less, and therefore, the amount of generated NO x is extremely small.

【0032】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。したがって図6に示したように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。すなわち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。
If the fuel injection amount increases, the amount of heat generated when the fuel burns increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the surrounding gas at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, the heat generated by the EGR gas is required. Must be increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount increases. That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.

【0033】ところで過給が行われていない場合には燃
焼室5内に吸入される全吸入ガス量Xの上限はYであ
り、したがって図6において要求負荷がLo よりも大き
い領域では要求負荷が大きくなるにつれてEGRガス割
合を低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持するこ
とができない。云い換えると過給が行われていない場合
に要求負荷がLo よりも大きい領域において空燃比を理
論空燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高くな
るにつれてEGR率が低下し、斯くして要求負荷がLo
よりも大きい領域では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しえなくな
る。
When the supercharging is not performed, the upper limit of the total intake gas amount X sucked into the combustion chamber 5 is Y. Therefore, in FIG. 6, in the region where the required load is larger than Lo, the required load is reduced. As the ratio increases, the air-fuel ratio cannot be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio unless the EGR gas ratio is reduced. In other words, when the supercharging is not performed and the required air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio in an area where the required load is larger than Lo, the EGR rate decreases as the required load increases, and Required load is Lo
In the larger region, the temperature of the fuel and the surrounding gas cannot be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is generated.

【0034】ところが図1に示したようにEGR通路2
9を介して過給機の入口側、すなわち排気ターボチャー
ジャ15の空気吸込管17内にEGRガスを再循環させ
ると要求負荷がLo よりも大きい領域においてEGR率
を55パーセント以上、例えば70パーセントに維持す
ることができ、斯くして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ことが
できる。すなわち空気吸込管17内におけるEGR率が
例えば70パーセントになるようにEGRガスを再循環
させれば排気ターボチャージャ15のコンプレッサ16
により昇圧された吸入ガスのEGR率も70パーセント
となり、斯くしてコンプレッサ16により昇圧しうる限
度ま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ことができる。したがっ
て低温燃焼を生じさせることのできる機関の運転領域を
拡大することができることになる。要求負荷がLo より
も大きい領域でEGR率を55パーセント以上にする際
にはEGR制御弁31が全開せしめられる、スロットル
弁20が若干閉弁せしめられる。
However, as shown in FIG.
When the EGR gas is recirculated to the inlet side of the supercharger, that is, into the air suction pipe 17 of the exhaust turbocharger 15 through the line 9, the EGR rate is increased to 55% or more, for example, 70% in a region where the required load is larger than Lo. The temperature of the fuel and the surrounding gas can be maintained at a temperature lower than the temperature at which the soot is produced. That is, if the EGR gas is recirculated so that the EGR rate in the air suction pipe 17 becomes, for example, 70%, the compressor 16 of the exhaust turbocharger 15
The EGR rate of the intake gas pressurized by the above also becomes 70%, so that the temperature of the fuel and the gas around it can be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is generated to the extent that the compressor 16 can pressurize the gas. Therefore, the operating range of the engine capable of causing low-temperature combustion can be expanded. When the EGR rate is set to 55% or more in a region where the required load is larger than Lo, the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20 is slightly closed.

【0035】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空気量を図6に示
した空気量よりも少くしても、すなわち空燃比をリッチ
にしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.
p.m 前後またはそれ以下にすることができ、また空気量
を図6に示した空気量よりも多くしても、すなわち空燃
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10p.p.m 前後またはそれ
以下にすることができる。
As described above, FIG. 6 shows the case where fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air amount is smaller than that shown in FIG. 6, that is, the air-fuel ratio is made rich. Even so, while suppressing the generation of soot, the amount of generated NOx was reduced to 10 p .
pm or less, and even if the air amount is 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 generation of soot is prevented. while the generation amount of the NO x can be before, after, or less 10 ppm.

【0036】すなわ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。さらに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 excess fuel does not grow to soot, and thus the soot is generated. Absent. The only occurs very little even at this time NO x. 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 increases, but in the present invention, the soot is suppressed to a low temperature, so that the soot is reduced. Not generated at all. Further NO x
Only very small amounts are generated.

【0037】このように低温燃焼が行われているときに
は空燃比にかかわらずに、すなわち空燃比がリッチであ
ろうと、或いは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、且つNOx の発
生量が極めて少量となる。したが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。
As described above, when low-temperature combustion is performed, 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. Sarezu, and the generation amount of the NO x becomes 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.

【0038】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比較
的少ない機関中低負荷運転時に限られる。したがって本
発明による実施例では機関中低負荷運転時には燃焼時の
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一の燃焼、すなわち低
温燃焼を行うようにし、機関高負荷運転時には第二の燃
焼、すなわ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。なおここで第一の燃焼、すなわち低温燃
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言い、第
二の燃焼、すなわ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い燃焼のことを言う。
By the way, the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber can be suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, only when the engine is under low load operation where the calorific value due to combustion is relatively small. Can be Therefore, in the embodiment according to the present invention, during the low load operation in the engine, the first combustion, that is, the low-temperature combustion is performed by suppressing the temperature of the fuel during combustion and the gas around it to a temperature lower than the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway. In addition, at the time of engine high load operation, the second combustion, that is, the combustion that is conventionally performed normally is performed. Here, the first combustion, that is, the low temperature combustion, as is clear from the description so far, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the generation amount of soot is a peak, and almost no soot is generated. Combustion refers to combustion, which means that the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas at which the amount of soot generation peaks, which is the type of combustion that has been performed conventionally. Say

【0039】図7は第一の燃焼、すなわち低温燃焼が行
われる第一の運転領域Iと、第二の燃焼、すなわち従来
の燃焼方法による燃焼が行われる第二の運転領域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の踏込量、すなわ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)
は第一の運転領域Iと第二の運転領域IIとを分ける第一
の境界を示しており、Y(N)は第一の運転領域Iと第
二の運転領域IIとを分ける第二の境界を示している。第
一の運転領域Iから第二の運転領域IIへの運転領域の変
化判断は第一の境界X(N)に基づいて行われ、第二の
運転領域IIから第一の運転領域Iへの運転領域の変化判
断は第二の境界Y(N)に基づいて行われる。
FIG. 7 shows a first operation region I in which the first combustion, that is, low-temperature combustion is performed, and a second operation region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method, is performed. I have. In FIG. 7, the vertical axis L represents the amount of depression of the accelerator pedal 50, that is, the required load, and the horizontal axis N
Indicates the engine speed. In FIG. 7, X (N)
Indicates a first boundary separating the first operating region I and the second operating region II, and Y (N) indicates a second boundary separating the first operating region I and the second operating region II. The border is shown. The determination of the change of the operation region from the first operation region I to the second operation region II is performed based on the first boundary X (N), and the change from the second operation region II to the first operation region I is performed. The determination of the change in the operating region is performed based on the second boundary Y (N).

【0040】すなわち機関の運転状態が第一の運転領域
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の関数である第一の境界X(N)を越える
と運転領域が第二の運転領域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の関数である第二の境界Y(N)よりも
低くなると運転領域が第一の運転領域Iに移ったと判断
され、再び低温燃焼が行われる。
That is, if the required load L exceeds a first boundary X (N) which is a function of the engine speed N when the operating state of the engine is in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed. It is determined that the operation region has shifted to the second operation region II, and combustion by the conventional combustion method is performed. Next, the required load L
Is lower than a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N, it is determined that the operating region has shifted to the first operating region I, and low-temperature combustion is performed again.

【0041】このように第一の境界X(N)と第一の境
界X(N)よりも低負荷側の第二の境界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。第一の理
由は、第二の運転領域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が第一の境界X(N)より
低くなったとしても直ちに低温燃焼を行えないからであ
る。すなわち要求負荷Lがかなり低くなったとき、すな
わち第二の境界Y(N)よりも低くなったときでなけれ
ば直ちに低温燃焼が開始されないからである。第二の理
由は第一の運転領域Iと第二の運転領域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。
The two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower load side than the first boundary X (N) are provided as follows. For three reasons. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high load side of the second operation region II, and even if the required load L becomes lower than the first boundary X (N), low temperature combustion cannot be performed immediately. Because. That is, unless the required load L becomes considerably low, that is, when the required load L becomes lower than the second boundary Y (N), the low-temperature combustion is not immediately started. The second reason is to provide a hysteresis for a change in the operation region between the first operation region I and the second operation region II.

【0042】ところで機関の運転領域が第一の運転領域
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駆体または
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25により良好に酸化せしめられる。後述
するように二つの空燃比センサを用いて空燃比をフィー
ドバック制御する場合には触媒25として三元触媒を使
用することが好ましい。
By the way, when the operation region of the engine is in the first operation region I and low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated, and instead, the unburned hydrocarbon is converted into the precursor of soot or the state before it. It is discharged from the combustion chamber 5 in the form. At this time, the unburned hydrocarbon discharged from the combustion chamber 5 is oxidized well by the catalyst 25 having an oxidizing function. When the air-fuel ratio is feedback-controlled using two air-fuel ratio sensors as described later, it is preferable to use a three-way catalyst as the catalyst 25.

【0043】しかしながら触媒25として酸化触媒、ま
たはNOx 吸収剤を用いることもできる。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NO
x 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。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Na、リチウムLi、セシウムC
sのようなアルカリ金属、バリウムBa、カルシウムC
a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P
tのような貴金属とが担持されている。酸化触媒はもと
より、NOx 吸収剤も酸化機能を有する。
[0043] However it is also possible to use an oxidation catalyst or the NO x absorbent, as a catalyst 25. NO when the average air-fuel ratio is lean in the NO x absorbent is the combustion chamber 5
It has a function of absorbing x and releasing NOx when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich. This NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium C
alkali metals such as s, barium Ba, calcium C
at least one selected from the group consisting of alkaline earths such as a, lanthanum La, and rare earths such as yttrium Y;
A noble metal such as t is carried. The oxidation catalyst as well, also having an oxidation function the NO x absorbent.

【0044】図8は空燃比センサ27a、27bの出力
を示している。図8に示したように空燃比センサの出力
電流Iは空燃比A/Fに応じて変化する。したがって空
燃比センサの出力電流Iから空燃比を知ることができ
る。次に図9を参照しつつ第一の運転領域Iおよび第二
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。図9は要求負荷Lに対するスロットル弁20の開
度、EGR制御弁31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9に示したように要
求負荷Lの低い第一の運転領域Iではスロットル弁20
の開度は要求負荷Lが高くなるにつれて全閉近くから2
/3開度程度まで徐々に増大せしめられ、EGR制御弁
31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9に示した
例では第一の運転領域IではEGR率がほぼ70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 outputs of the air-fuel ratio sensors 27a and 27b. As shown in FIG. 8, the output current I of the air-fuel ratio sensor changes according to the air-fuel ratio A / F. Therefore, the air-fuel ratio can be known from the output current I of the air-fuel ratio sensor. Next, the operation control in the first operation region I and the second operation region II will be schematically described with reference to FIG. FIG. 9 shows the opening degree of the throttle valve 20, the opening degree of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing, and the injection amount with respect to the required load L. As shown in FIG. 9, in the first operation region I where the required load L is low, the throttle valve 20
The opening degree of the valve increases from almost fully closed to 2 as the required load L increases.
The opening degree of the EGR control valve 31 is gradually increased from near fully closed to fully open as the required load L increases. In the example shown in FIG. 9, in the first operation region I, the EGR rate is approximately 70%, and the air-fuel ratio is a slightly lean air-fuel ratio.

【0045】言い換えると第一の運転領域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20の
開度およびEGR制御弁31の開度が制御される。また
第一の運転領域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 operation region I, the EGR
The opening of the throttle valve 20 and the opening of the EGR control valve 31 are controlled such that the rate becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a slightly lean air-fuel ratio. 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 is delayed as the required load L is increased, and the injection completion timing θE is delayed as the injection start timing θS is delayed.

【0046】なおアイドリング運転時にはスロットル弁
20は全閉近くまで閉弁され、このときEGR制御弁3
1も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁20
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。すなわちアイドリン
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20が全閉近くまで閉弁せしめられる。
During the idling operation, the throttle valve 20 is closed to almost fully closed.
The valve 1 is also closed until it is almost fully closed. Throttle valve 20
When the valve is closed close to the fully closed state, the pressure in the combustion chamber 5 at the start of compression decreases, so that the compression pressure decreases. When the compression pressure decreases, the compression work by the piston 4 decreases, so that the vibration of the engine body 1 decreases. That is, at the time of idling operation, the throttle valve 20 is closed to almost fully closed in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0047】一方、機関の運転状態が第一の運転領域I
から第二の運転領域IIに変わるとスロットル弁20の開
度が2/3開度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9に示した例では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。すなわちEGR率が多量のスモークを発生するEG
R率範囲(図5参照)を飛び越えるので機関の運転状態
が第一の運転領域Iから第二の運転領域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, when the operating state of the engine is in the first operating region I
From the second operation region II to the second operation region II, the opening of the throttle valve 20 is increased stepwise from about 2/3 opening toward the full opening direction. At this time, in the example shown in FIG. 9, the EGR rate is reduced stepwise from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased stepwise. That is, an EG that generates a large amount of smoke with an EGR rate
Since the engine jumps over the R rate range (see FIG. 5), a large amount of smoke does not occur when the operating state of the engine changes from the first operating area I to the second operating area II.

【0048】第二の運転領域IIでは従来から行われてい
る燃焼が行われる。この第二の運転領域IIではスロット
ル弁20は一部を除いて全開状態に保持され、EGR制
御弁31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。また第二の運転領域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 conventional combustion is performed. In the second operating region II, the throttle valve 20 is held in a fully open state except for a part, and the opening of the EGR control valve 31 is gradually reduced as the required load L increases. In this operating region II, the EGR rate is equal to the required load L
Is higher, the air-fuel ratio is lower as the required load L is higher. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even when the required load L increases. In the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【0049】図10(A)は第一の運転領域Iにおける
目標空燃比A/Fを示している。図10(A)におい
て、A/F=15.5,A/F=16,A/F=17,
A/F=18で示した各曲線は夫々目標空燃比が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10(A)
に示したように第一の運転領域Iでは空燃比がリーンと
なっており、さらに第一の運転領域Iでは要求負荷Lが
低くなるほど目標空燃比A/Fがリーンとされる。
FIG. 10A shows the target air-fuel ratio A / F in the first operation region I. In FIG. 10A, A / F = 15.5, A / F = 16, A / F = 17,
Each curve indicated by A / F = 18 has a target air-fuel ratio of 15.
5, 16, 17, and 18, and the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. FIG. 10 (A)
As shown in (1), the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and in the first operating region I, the target air-fuel ratio A / F becomes leaner as the required load L decreases.

【0050】すなわち要求負荷Lが低くなるほど燃焼に
よる発熱量が少くなる。したがって要求負荷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、し
たがって図10(A)に示したように要求負荷Lが低く
なるにつれて目標空燃比A/Fが大きくされる。目標空
燃比A/Fが大きくなるほど燃料消費率は向上し、した
が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目標空燃
比A/Fが大きくされる。なお図10(A)に示した目
標空燃比A/Fは図10(B)に示したように要求負荷
Lおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めR
OM42内に記憶されている。また空燃比を図10
(A)に示した目標空燃比A/Fとするのに必要なスロ
ットル弁20の目標開度STが図11(A)に示したよ
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、空燃比を図
10(A)に示した目標空燃比A/Fとするのに必要な
EGR制御弁31の目標開度SEが図11(B)に示し
たように要求負荷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。
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 reduced. When the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio increases. Therefore, as shown in FIG. 10A, as the required load L decreases, the target air-fuel ratio A / F increases. As the target air-fuel ratio A / F increases, the fuel consumption rate increases. Therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment according to the present invention, the target air-fuel ratio A / F increases as the required load L decreases. . It should be noted that the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 10A is calculated in advance 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 OM42. The air-fuel ratio is shown in FIG.
The target opening ST of the throttle valve 20 required to obtain the target air-fuel ratio A / F shown in (A) is a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. The target opening SE of the EGR control valve 31 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 10A is stored in the ROM 42 in advance in FIG. As shown, it is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.

【0051】図12(A)は第二の燃焼、すなわち従来
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A/Fを示している。なお図12(A)においてA/
F=24,A/F=35,A/F=45,A/F=60
で示した各曲線は夫々目標空燃比24,35,45,6
0を示している。図12(A)に示した目標空燃比A/
Fは図12(B)に示したように要求負荷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。また空燃比を図12(A)に示した目
標空燃比A/Fとするのに必要なスロットル弁20の目
標開度STが図13(A)に示したように要求負荷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12(A)に示し
た目標空燃比A/Fとするのに必要なEGR制御弁31
の目標開度SEが図13(B)に示したように要求負荷
Lおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めR
OM42内に記憶されている。
FIG. 12A shows the target air-fuel ratio A / F when the second combustion, that is, the normal combustion according to the conventional combustion method is performed. Note that in FIG.
F = 24, A / F = 35, A / F = 45, A / F = 60
The curves indicated by are the target air-fuel ratios 24, 35, 45, and 6, respectively.
0 is shown. The target air-fuel ratio A / shown in FIG.
F is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. Further, the target opening ST of the throttle valve 20 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 12A is equal to the required load L and the engine speed as shown in FIG. ROM in advance in the form of a map as a function of N
The EGR control valve 31 which is stored in 42 and is necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG.
As shown in FIG. 13 (B), the target opening degree SE is determined in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.
It is stored in the OM42.

【0052】また第二の燃焼が行われているときには燃
料噴射量Qは要求負荷Lおよび機関回転数Nに基づいて
算出される。この燃料噴射量Qは図14に示したように
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。次に図15を参
照して本実施例の内燃機関の基本的な運転制御について
説明する。図15を参照すると初めにステップ100に
おいて内燃機関の運転状態が第一の運転領域Iにあるこ
とを示したフラグがセットされているか否かが判別され
る。ステップ100においてフラグがセットされている
と判別されたとき、すなわち内燃機関の運転状態が第一
の運転状態Iにあるときにはステップ101に進んで機
関要求負荷Lが第一の境界X(N)よりも大きくなった
(L>X(N))か否かが判別される。
When the second combustion is being performed, the fuel injection amount Q is calculated based on the required load L and the engine speed N. The fuel injection amount Q is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. Next, basic operation control of the internal combustion engine of this embodiment will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 15, first, at step 100, it is determined whether or not a flag indicating that the operation state of the internal combustion engine is in the first operation region I is set. When it is determined in step 100 that the flag has been set, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the first operating state I, the routine proceeds to step 101, where the engine required load L exceeds the first boundary X (N). Is also larger (L> X (N)).

【0053】ステップ101においてL≦X(N)であ
ると判別されたときにはステップ103に進んで運転制
御I(すなわち第一の燃焼)が実行される。すなわちス
テップ103では図11(A)に示したマップからスロ
ットル弁20の目標開度STが算出され、スロットル弁
20の開度がこの目標開度STとされ、図11(B)に
示したマップからEGR制御弁31の目標開度SEが算
出され、EGR制御弁31の開度がこの目標開度SEと
され、図10(B)に示したマップから目標空燃比A/
Fが算出され、空燃比が目標空燃比A/Fとなるように
質量流量検出器21により検出された吸入空気量Gaに
基づいて後述する燃料噴射量算出方法に従って目標燃料
噴射量Qが算出され、燃料噴射弁6からこの目標燃料噴
射量Qの燃料が噴射される。
When it is determined in step 101 that L.ltoreq.X (N), the routine proceeds to step 103, where operation control I (ie, first combustion) is executed. That is, in step 103, the target opening ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. 11A, and the opening of the throttle valve 20 is set to the target opening ST, and the map shown in FIG. , The target opening SE of the EGR control valve 31 is calculated, and the opening of the EGR control valve 31 is set as the target opening SE. From the map shown in FIG.
F is calculated, and the target fuel injection amount Q is calculated based on the intake air amount Ga detected by the mass flow detector 21 so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / F according to a fuel injection amount calculation method described later. The fuel of the target fuel injection amount Q is injected from the fuel injection valve 6.

【0054】ステップ101においてL>X(N)であ
ると判別されたときにはステップ102に進んでフラグ
がリセットされ、次いでステップ106に進んで運転制
御II(すなわち第二の燃焼)が実行される。すなわちス
テップ106では図13(A)に示したマップからスロ
ットル弁20の目標開度STが算出され、スロットル弁
20の開度がこの目標開度STとされ、図13(B)に
示したマップからEGR制御弁31の目標開度SEが算
出され、EGR制御弁31の開度がこの目標開度SEと
され、図14に示したマップから目標燃料噴射量Qが算
出され、燃料噴射弁6からこの目標燃料噴射量Qの燃料
が噴射される。
When it is determined in step 101 that L> X (N), the routine proceeds to step 102, where the flag is reset. Then, the routine proceeds to step 106, where the operation control II (ie, the second combustion) is executed. That is, in step 106, the target opening ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. 13A, and the opening of the throttle valve 20 is set to the target opening ST, and the map shown in FIG. , The target opening SE of the EGR control valve 31 is calculated, the opening of the EGR control valve 31 is set as the target opening SE, the target fuel injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. , The fuel of the target fuel injection amount Q is injected.

【0055】次に第一の燃焼が行われているときにおけ
る燃料噴射量算出方法について説明する。なお以下の説
明において排気空燃比とは排気ガスの空燃比を意味し、
排気ガスの空燃比とは燃焼室5に吸入された空気(機関
排気通路に空気を供給することができるようにしたシス
テムでは機関排気通路に供給された空気を含む。)の量
に対する燃焼室5に供給された燃料(機関排気通路に燃
料を供給することができるようにしたシステムでは機関
排気通路に供給された燃料を含む。)の比を意味する。
Next, a method for calculating the fuel injection amount during the first combustion is described. In the following description, the exhaust air-fuel ratio means the air-fuel ratio of the exhaust gas,
The air-fuel ratio of the exhaust gas refers to the amount of air sucked into the combustion chamber 5 (including air supplied to the engine exhaust passage in a system capable of supplying air to the engine exhaust passage). (In a system in which fuel can be supplied to the engine exhaust passage, includes the fuel supplied to the engine exhaust passage).

【0056】上流側空燃比センサ27aにおいて排気空
燃比が目標空燃比よりもリーンであることが検出された
ときには空燃比が目標空燃比よりもリーンであるので燃
料噴射量を徐々に増大し、空燃比が目標空燃比に近づく
ようにする。一方、上流側空燃比センサ27aにおいて
排気空燃比が目標空燃比よりもリッチであることが検出
されたときには空燃比が目標空燃比よりもリッチである
ので燃料噴射量を徐々に減少し、空燃比が目標空燃比に
近づくようにする。
When the upstream air-fuel ratio sensor 27a detects that the exhaust air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, and the fuel injection amount is gradually increased. The fuel ratio approaches the target air-fuel ratio. On the other hand, when the upstream air-fuel ratio sensor 27a detects that the exhaust air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, so that the fuel injection amount is gradually reduced, and the air-fuel ratio is reduced. To approach the target air-fuel ratio.

【0057】さらに空燃比を全体として目標空燃比に維
持するためには空燃比が目標空燃比からずれたことが検
出されたときにそのずれている空燃比をできるだけ迅速
に目標空燃比に近づけることが好ましい。そこで本実施
例では上流側空燃比センサ27aにおいて空燃比が目標
空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検出さ
れたときに減少すべき燃料噴射量と、空燃比が目標空燃
比よりもリッチからリーンに変わったことが検出された
ときに増大すべき燃料噴射量とを下流側空燃比センサ2
7bの出力値に基づいて補正する。
Further, in order to maintain the air-fuel ratio as a whole at the target air-fuel ratio, when it is detected that the air-fuel ratio has deviated from the target air-fuel ratio, the deviated air-fuel ratio should be made to approach the target air-fuel ratio as quickly as possible. Is preferred. Therefore, in this embodiment, the fuel injection amount to be reduced when the upstream air-fuel ratio sensor 27a detects that the air-fuel ratio has changed from lean to richer than the target air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio. And the fuel injection amount to be increased when the change from lean to lean is detected.
Correction is made based on the output value of 7b.

【0058】すなわち下流側空燃比センサ27bにおい
て理論空燃比よりもリーンが出力されている期間(以
下、リーン出力期間)が長いほど上流側空燃比センサ2
7aにおいて空燃比が目標空燃比よりもリッチからリー
ンに変わったことが検出されたときに増大すべき燃料噴
射量を大きくする。なぜならばリーン出力期間が長いほ
ど空燃比は目標空燃比から大きくリーン側にずれている
からである。すなわち三元触媒から流出する排気ガスの
空燃比は三元触媒の酸素吸放出能力により理論的には理
論空燃比となるはずである。それでもなおリーン出力期
間が長く出力される場合とは三元触媒が吸収することが
できないほどの酸素が三元触媒に供給されている場合、
すなわち空燃比が目標空燃比よりもリーン側に大きくず
れている場合である。
That is, the longer the period during which the downstream air-fuel ratio sensor 27b outputs lean than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter, the lean output period), the longer the upstream air-fuel ratio sensor 2b.
At 7a, when it is detected that the air-fuel ratio has changed from rich to lean than the target air-fuel ratio, the fuel injection amount to be increased is increased. This is because the longer the lean output period, the more the air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio toward the lean side. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the three-way catalyst should theoretically be the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen absorption / release capability of the three-way catalyst. Still, when the lean output period is output for a long time, and when oxygen is supplied to the three-way catalyst that cannot be absorbed by the three-way catalyst,
That is, this is a case where the air-fuel ratio is largely shifted to the lean side from the target air-fuel ratio.

【0059】一方、下流側空燃比センサ27bにおいて
リッチが出力されている期間(以下、リッチ出力期間)
が長いほど上流側空燃比センサ27aにおいて空燃比が
目標空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検
出されたときに減少すべき燃料噴射量を大きくする。な
ぜならばリッチ出力期間が長いほど空燃比は目標空燃比
から大きくリッチ側にずれているからである。すなわち
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比は三元触媒の酸
素吸放出能力により理論的には理論空燃比となるはずで
ある。それでもなおリッチ出力期間が長く出力される場
合とは三元触媒に吸収されている酸素が全て放出される
ほど三元触媒に供給される酸素が少ない場合、すなわち
空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に大きくずれている
場合である。
On the other hand, a period during which the downstream air-fuel ratio sensor 27b outputs rich (hereinafter, a rich output period).
The fuel injection amount to be decreased when the upstream air-fuel ratio sensor 27a detects that the air-fuel ratio has changed from lean to richer than the target air-fuel ratio is increased as the air-fuel ratio becomes longer. This is because the longer the rich output period, the more the air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio to the rich side. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the three-way catalyst should theoretically be the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen absorption / release capability of the three-way catalyst. Nevertheless, the case where the rich output period is still output for a long time means that the amount of oxygen supplied to the three-way catalyst is so small that all the oxygen absorbed by the three-way catalyst is released, that is, the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio. This is a case where it is greatly shifted to the side.

【0060】本発明によればこのように空燃比を制御す
ることにより空燃比を全体として目標空燃比に維持する
ことができる。次に上述した本発明の燃料噴射量算出方
法を用いた燃料噴射制御の一例を図16〜図18を参照
して説明する。なおこれら図16〜図18のフローチャ
ートは空燃比を理論空燃比に制御する場合を示してい
る。
According to the present invention, by controlling the air-fuel ratio in this way, the air-fuel ratio can be maintained at the target air-fuel ratio as a whole. Next, an example of fuel injection control using the above-described fuel injection amount calculation method of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the flowcharts in FIGS. 16 to 18 show the case where the air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0061】図16は目標燃料噴射量の燃料噴射するた
めに必要な燃料噴射弁の開弁時間TAUを算出するため
のフローチャートである。図16では初めにステップ2
00において単位機関回転数当たりの吸入空気量Ga/
Nが算出され、次いでステップ201において基本燃料
噴射時間TAUPが式TAUP=α×Ga/Nにしたが
って算出される。ここで基本燃料噴射時間TAUPは燃
焼室5内に供給される燃料と空気との混合気を目標空燃
比とするのに必要な燃料噴射時間であり、αは定数であ
る。
FIG. 16 is a flowchart for calculating the valve opening time TAU of the fuel injection valve necessary for injecting the target fuel injection amount. In FIG. 16, first, step 2
At 00, the intake air amount Ga / unit engine speed
N is calculated, and then in step 201, the basic fuel injection time TAUP is calculated according to the formula TAUP = α × Ga / N. Here, the basic fuel injection time TAUP is a fuel injection time required for setting a mixture of fuel and air supplied into the combustion chamber 5 to a target air-fuel ratio, and α is a constant.

【0062】次いでステップ202において実際の燃料
噴射時間TAUが式TAU=TAUP×FAF×β×γ
に従って算出される。ここでFAFは後述するフローチ
ャートに従って算出される空燃比補正係数であり、β,
γはそれぞれ機関運転状態に応じて決まる定数である。
次いでステップ203において燃料噴射時間TAUがセ
ットされ、この燃料噴射時間TAUだけ燃料噴射弁6が
開弁せしめられ、燃料噴射時間TAUに応じた量の燃料
が燃料噴射弁6から噴射される。
Next, at step 202, the actual fuel injection time TAU is calculated by the formula TAU = TAUP × FAF × β × γ
Is calculated according to Here, FAF is an air-fuel ratio correction coefficient calculated according to a flowchart described later, and β,
γ is a constant determined according to the engine operating state.
Next, at step 203, the fuel injection time TAU is set, the fuel injection valve 6 is opened for the fuel injection time TAU, and the amount of fuel corresponding to the fuel injection time TAU is injected from the fuel injection valve 6.

【0063】図17には図16において使用される空燃
比補正係数FAFを算出するためのフローチャートを示
した。図17を参照すると初めにステップ300におい
て空燃比フィードバック制御が実行されている(F/B
中)であるか否か、すなわち空燃比フィードバック制御
を実行することができる条件(以下、フィードバック実
行条件)が成立しているか否かが判別される。ここでフ
ィードバック実行条件とは例えば空燃比センサが活性化
していること、内燃機関の暖機が完了していること、一
時的に燃料の噴射を停止する燃料カット処理を解除して
から所定時間が経過していることなどである。ステップ
300においてF/B中であると判別されたときにはス
テップ301に進んで上流側空燃比センサ27aの出力
電流IOMが理論空燃比に相当する基準出力値IR1以下
である(IOM≦IR1)か否かが判別される。すなわち
触媒25に流入する排気ガスの空燃比(以下、流入排気
空燃比)が理論空燃比よりもリーンであるか否かが判別
される。
FIG. 17 is a flowchart for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF used in FIG. Referring to FIG. 17, first, at step 300, the air-fuel ratio feedback control is executed (F / B).
Is determined, that is, whether or not a condition that can execute the air-fuel ratio feedback control (hereinafter, a feedback execution condition) is satisfied. Here, the feedback execution conditions include, for example, that the air-fuel ratio sensor is activated, that the internal combustion engine has been completely warmed up, and that a predetermined time has elapsed since the fuel cut process for temporarily stopping fuel injection was canceled. And that it has passed. When it is determined in step 300 that F / B is being performed, the routine proceeds to step 301, where the output current IOM of the upstream air-fuel ratio sensor 27a is equal to or less than the reference output value I R1 corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (IOM ≦ I R1 ). Is determined. That is, it is determined whether the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 25 (hereinafter, the inflow exhaust air-fuel ratio) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0064】ステップ301においてIOM≦IR1であ
ると判別されたときにはステップ302に進んで流入排
気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンに反転し
たところか否かが判別される。ステップ302において
流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンに
反転したところであると判別されたときにはステップ3
03に進んで空燃比補正係数FAFをスキップ増大量R
SRだけ比較的大きくスキップ的に増大する。一方、ス
テップ302において流入排気空燃比が理論空燃比より
もリッチからリーンに反転したところではない、すなわ
ち流入排気空燃比が既にリーンであったと判別されたと
きにはステップ305に進んで空燃比補正係数FAFを
定数KIRだけ比較的小さく増大する。これによれば流
入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンとな
った直後にスキップ的に流入排気空燃比のリーン度合が
小さくなるように空燃比補正係数FAFが増大せしめら
れ、その後は流入排気空燃比のリーン度合が小さくなる
ように空燃比補正係数FAFが増大せしめられる。
When it is determined in step 301 that IOM ≦ I R1 , the routine proceeds to step 302, where it is determined whether or not the inflow exhaust air-fuel ratio has been reversed from rich to lean than the stoichiometric air-fuel ratio. When it is determined in step 302 that the inflow exhaust air-fuel ratio has just reversed from rich to lean than the stoichiometric air-fuel ratio, step 3
03, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased by a skip increase amount R.
It is relatively large by SR and increases like a skip. On the other hand, if it is determined in step 302 that the inflow exhaust air-fuel ratio has not reversed from rich to lean than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, if it is determined that the inflow exhaust air-fuel ratio has already been lean, the routine proceeds to step 305, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF Is increased relatively small by a constant KIR. According to this, immediately after the inflow exhaust air-fuel ratio changes from rich to lean than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased so that the lean degree of the inflow exhaust air-fuel ratio decreases in a skipping manner. The air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased so that the lean degree of the exhaust air-fuel ratio decreases.

【0065】ステップ301においてIOM≧IR1であ
ると判別されたときにはステップ306に進んで流入排
気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチに反転し
たところか否かが判別される。ステップ306において
流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチに
反転したところであると判別されたときにはステップ3
07に進んで空燃比補正係数FAFをスキップ減少量R
SLだけ比較的大きくスキップ的に減少する。一方、ス
テップ306において流入排気空燃比が理論空燃比より
もリーンからリッチに反転したところではない、すなわ
ち流入排気空燃比が既にリーンであったと判別されたと
きにはステップ308に進んで空燃比補正係数FAFを
定数KILだけ比較的小さく減少する。これによれば流
入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチとな
った直後にスキップ的に流入排気空燃比のリッチ度合が
小さくなるように空燃比補正係数FAFが減少せしめら
れ、その後は流入排気空燃比のリッチ度合が小さくなる
ように空燃比補正係数FAFが減少せしめられる。
When it is determined in step 301 that IOM ≧ I R1 , the routine proceeds to step 306, where it is determined whether or not the inflow exhaust air-fuel ratio has been inverted from lean to richer than the stoichiometric air-fuel ratio. When it is determined in step 306 that the inflow exhaust air-fuel ratio has just reversed from lean to richer than the stoichiometric air-fuel ratio, step 3
07, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to the skip reduction amount R.
It is relatively large by SL and decreases like a skip. On the other hand, if it is determined in step 306 that the inflow exhaust air-fuel ratio has not been reversed from lean to rich than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, if it is determined that the inflow exhaust air-fuel ratio has already been lean, the routine proceeds to step 308, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF Is reduced relatively small by the constant KIL. According to this, immediately after the inflow exhaust air-fuel ratio becomes leaner to richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is decreased so that the degree of enrichment of the inflow exhaust air-fuel ratio decreases in a skipping manner, and thereafter the inflow exhaust air-fuel ratio is reduced. The air-fuel ratio correction coefficient FAF is reduced so that the degree of richness of the exhaust air-fuel ratio is reduced.

【0066】なおステップ304では空燃比補正係数F
AFがその許容最小値と許容最大値との間となるように
空燃比補正係数FAFをガード処理する。図18には図
17のフローチャートにて使用されるスキップ増大量R
SRとスキップ減少量RSLとを算出するためのフロー
チャートを示した。図18を参照すると初めにステップ
400においてF/B中であるか否かが判別される。こ
こでのフィードバック実行条件は図17での条件に加え
て内燃機関がアイドル運転中でないことが条件とされ
る。ステップ400においてF/B中であると判別され
たときにはステップ401に進んで下流側空燃比センサ
27bの出力電流IOSが理論空燃比に相当する出力値
R2以下である(IOS≦IR2)か否かが判別される。
すなわち触媒25から流出する排気ガスの空燃比(以
下、流出排気空燃比)が理論空燃比よりもリーンである
か否かが判別される。ステップ401においてIOS≦
R2であると判別されたときにはステップ402に進ん
でスキップ増大量RSRが所定量ΔRSだけ増大せしめ
られる。一方、ステップ401においてIOS>IR2
あると判別されたときにはステップ405に進んでスキ
ップ増大量RSRが所定量ΔRSだけ減少せしめられ
る。
In step 304, the air-fuel ratio correction coefficient F
Guard processing of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is performed so that AF is between the allowable minimum value and the allowable maximum value. FIG. 18 shows the skip increase amount R used in the flowchart of FIG.
A flowchart for calculating the SR and the skip reduction amount RSL has been shown. Referring to FIG. 18, first, at step 400, it is determined whether or not F / B is being performed. The feedback execution condition here is a condition that the internal combustion engine is not in idle operation in addition to the condition in FIG. When it is determined in step 400 that the F / B is being performed, the process proceeds to step 401, where the output current IOS of the downstream air-fuel ratio sensor 27b is equal to or less than the output value I R2 corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (IOS ≦ I R2 ). It is determined whether or not it is.
That is, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the catalyst 25 (hereinafter, the outflow exhaust air-fuel ratio) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. In step 401, IOS ≦
If it is determined that it is I R2 , the routine proceeds to step 402, where the skip increase amount RSR is increased by a predetermined amount ΔRS. On the other hand, the skip increase amount RSR is made to decrease by a predetermined amount ΔRS proceeds to step 405 when it is judged in step 401 IOS> is I R2.

【0067】ステップ403ではスキップ増大量RSR
がその許容最小値と許容最大値との間になるようにスキ
ップ増大量RSRがガードせしめられ、ステップ404
に進んで0.1からスキップ増大量RSRを引いてスキ
ップ減少量RSLが算出される。なお目標空燃比を理論
空燃比よりもリーンな空燃比とした場合には上述したフ
ローチャートのIR1をIR1+kとし、目標空燃比を理論
空燃比よりもリッチとした場合にはIR1をIR1−kとし
て上記フローチャートを実行すれば空燃比を理論空燃比
とは異なる空燃比に制御することができる。ここでkは
理論空燃比に対する目標空燃比のリーン度合、或いはリ
ッチ度合に応じて定まる正の値である。
In step 403, the skip increment RSR
Is increased between the allowable minimum value and the allowable maximum value, and the skip increment RSR is guarded.
Then, the skip increase amount RSL is calculated by subtracting the skip increase amount RSR from 0.1. When the target air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, I R1 in the above-described flowchart is set to I R1 + k, and when the target air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, I R1 is set to I If the above flowchart is executed with R1 -k, the air-fuel ratio can be controlled to an air-fuel ratio different from the stoichiometric air-fuel ratio. Here, k is a positive value determined according to the lean degree or the rich degree of the target air-fuel ratio with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0068】ところで最近の研究により上述した第一の
燃焼が行われているときに空燃比が理論空燃比よりもリ
ッチとなると一部の燃料が完全には燃焼せずにメタンと
して残ることが判明した。このように燃料が完全には燃
焼しないと燃焼に使用される酸素量が減り、排気ガス中
の酸素濃度(以下、排気酸素濃度)は燃料が完全に燃焼
したときの排気酸素濃度に比べて大きくなる。このため
第一の燃焼が行われている間に空燃比が理論空燃比より
もリッチとなったとき(以下、第一燃焼・リッチ運転
時)に空燃比センサから出力される出力電流値は第一燃
焼・リッチ運転時以外において空燃比センサから出力さ
れる出力電流値よりも大きくなる。すなわち空燃比セン
サの出力電流値Iに相当する空燃比は図19の鎖線で示
したように真の空燃比よりもリーン側にずれている。こ
のように図8の実線(図19の実線)で示した関係に従
った真の空燃比に相当する出力電流値Iよりもリーン側
にずれた空燃比センサの出力電流値Iに基づいて空燃比
をフィードバック制御しても当然のことながら空燃比を
目標空燃比に制御することはできない。
By the way, recent research has revealed that if the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio during the above-described first combustion, some fuel does not completely burn and remains as methane. did. As described above, if the fuel is not completely burned, the amount of oxygen used for combustion decreases, and the oxygen concentration in the exhaust gas (hereinafter referred to as exhaust oxygen concentration) is higher than the exhaust oxygen concentration when the fuel is completely burned. Become. Therefore, when the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio during the first combustion (hereinafter, during the first combustion / rich operation), the output current value output from the air-fuel ratio sensor becomes the second current. It becomes larger than the output current value output from the air-fuel ratio sensor except during one combustion / rich operation. That is, the air-fuel ratio corresponding to the output current value I of the air-fuel ratio sensor is shifted to the lean side from the true air-fuel ratio as shown by the chain line in FIG. As described above, based on the output current value I of the air-fuel ratio sensor deviated to the lean side from the output current value I corresponding to the true air-fuel ratio according to the relationship shown by the solid line in FIG. 8 (the solid line in FIG. 19). Naturally, even if the fuel ratio is feedback controlled, the air-fuel ratio cannot be controlled to the target air-fuel ratio.

【0069】そこで本発明では第一燃焼・リッチ運転時
には空燃比センサの出力電流値Iをそれに対応した予め
定められた量だけ小さくなるように補正し、当該補正後
の出力電流値に基づいて図8に示した関係に従って空燃
比を把握し、斯くして把握された空燃比に基づいて上述
した空燃比フィードバック制御を実行するようにする。
これによれば第一燃焼・リッチ運転時においても空燃比
センサにより提供される空燃比が実際の空燃比を表すこ
とになるので空燃比を正確に目標空燃比に制御すること
ができる。
Therefore, in the present invention, during the first combustion / rich operation, the output current value I of the air-fuel ratio sensor is corrected so as to be reduced by a predetermined amount corresponding thereto, and based on the corrected output current value. The air-fuel ratio is determined according to the relationship shown in FIG. 8, and the above-described air-fuel ratio feedback control is executed based on the determined air-fuel ratio.
According to this, even during the first combustion / rich operation, the air-fuel ratio provided by the air-fuel ratio sensor represents the actual air-fuel ratio, so that the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.

【0070】また本発明の別の考え方では第一燃焼・リ
ッチ運転時には空燃比センサの出力電流値Iに基づいて
図19に鎖線で示した関係に従って空燃比を把握し、斯
くして把握された空燃比に基づいて上述した空燃比フィ
ードバック制御を実行するようにする。すなわち図19
の鎖線で示した関係によれば空燃比センサが出力可能な
電流値範囲全体に亘ってその出力電流値Iに対応する空
燃比が図8の実線(図19の実線)で示した関係に従っ
て算出される空燃比よりも小さく算出されるように、す
なわちリッチ側にずれて算出されるように補正される。
これによれば第一燃焼・リッチ運転時であっても空燃比
センサにより提供される空燃比が実際の空燃比を表すこ
とになるので空燃比を正確に目標空燃比に制御すること
ができる。
According to another concept of the present invention, during the first combustion / rich operation, the air-fuel ratio is determined based on the output current value I of the air-fuel ratio sensor in accordance with the relationship shown by the chain line in FIG. The above-described air-fuel ratio feedback control is executed based on the air-fuel ratio. That is, FIG.
According to the relationship indicated by the chain line, the air-fuel ratio corresponding to the output current value I is calculated according to the relationship indicated by the solid line in FIG. 8 (solid line in FIG. 19) over the entire current value range that can be output by the air-fuel ratio sensor. The air-fuel ratio is corrected so as to be smaller than the calculated air-fuel ratio, that is, calculated so as to be shifted to the rich side.
According to this, even during the first combustion / rich operation, the air-fuel ratio provided by the air-fuel ratio sensor represents the actual air-fuel ratio, so that the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.

【0071】さらにこのように空燃比センサの出力電流
値を利用して空燃比を算出することにより空燃比センサ
の検出可能な空燃比範囲がリッチ側に広くなる。すなわ
ち空燃比センサはよりリッチ度合の大きな空燃比をも検
出することができる。このため目標空燃比がリッチ度合
の大きな空燃比であっても空燃比をその目標空燃比に正
確に制御することができる。このことは排気ガス中の硫
黄成分Sによる触媒25の被毒を回復させる硫黄被毒回
復処理を行う場面や触媒25がNOx 吸収剤を具備する
場合にはNOx をNOx 吸収剤から放出させて還元する
NOx 放出還元処理を行う場面のように排気空燃比をリ
ッチにする場面で利点がある。なぜならばこうした場面
では以下の二つの点を考慮して上記処理を行わなければ
ならず、このことは空燃比センサがよりリッチ度合の大
きな空燃比を検出することができることで達成されるか
らである。
Further, by calculating the air-fuel ratio using the output current value of the air-fuel ratio sensor as described above, the air-fuel ratio range that can be detected by the air-fuel ratio sensor is widened to the rich side. That is, the air-fuel ratio sensor can also detect an air-fuel ratio having a greater richness. Therefore, even when the target air-fuel ratio is an air-fuel ratio having a large rich degree, the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio. This can release the NO x when a scene or a catalyst 25 for sulfur poisoning recovery process for recovering the poisoning of the catalyst 25 due to sulfur component S in the exhaust gas comprises a the NO x absorbent from the NO x absorbent there is an advantage to exhaust air-fuel ratio as a scene for performing the NO x releasing reduction treatment to reduce by at the scene to be rich. This is because, in such a case, the above-described processing must be performed in consideration of the following two points, and this is achieved because the air-fuel ratio sensor can detect an air-fuel ratio having a larger richness. .

【0072】すなわち一つ目の考慮点は上記二つの処理
は機関運転を良好ならしめるのに直接必要不可欠な処理
ではなく触媒25の浄化作用維持のために行われる処理
であるので機関運転を良好ならしめるという観点では上
記二つの処理を実行する期間、すなわち排気空燃比をリ
ッチとする期間は短いほどよいという点であり、二つ目
の考慮点は硫黄被毒回復やNOx 放出還元のために最小
限必要な量以上の燃料を触媒25に供給しても一部の燃
料は触媒25にて消費されずに無駄となることから高い
燃費を維持するという観点では上記二つの処理において
最小限必要な量の燃料のみを供給することが好ましいと
いう点である。そしてこれら二つの考慮点を同時に満足
するためには必要最小限の燃料をできるだけ短時間にて
触媒25に供給する必要がある。このためには排気空燃
比をより大きくリッチとするとともに排気空燃比を正確
に目標とするリッチ空燃比に制御しなければならない。
このことは空燃比センサの検出可能範囲をよりリッチ側
に広くした本発明により達成することができる。斯くし
て本発明によれば硫黄被毒回復処理やNOx 放出還元処
理を実行するときに機関運転を良好なものに維持しつつ
且つ高い燃費を確保することができる。
That is, the first point to be considered is that the above two processes are not processes that are directly indispensable for improving the engine operation but are performed to maintain the purifying action of the catalyst 25, so that the engine operation is improved. period in terms of occupied shall executing the above two processes, i.e., the period that the exhaust air-fuel ratio rich is in that better short, second consideration is for the sulfur poisoning recovery and the NO x releasing reduction Even if fuel more than the minimum required amount is supplied to the catalyst 25, some of the fuel is wasted without being consumed by the catalyst 25. It is preferable to supply only a necessary amount of fuel. In order to satisfy these two considerations at the same time, it is necessary to supply the minimum necessary fuel to the catalyst 25 in the shortest possible time. To this end, the exhaust air-fuel ratio must be made richer and the exhaust air-fuel ratio must be accurately controlled to the target rich air-fuel ratio.
This can be achieved by the present invention in which the detectable range of the air-fuel ratio sensor is widened to a richer side. Thus to be able to secure and high fuel economy while maintaining the engine operation on favorable when executing a sulfur poisoning recovery process and the NO x releasing reduction treatment according to the present invention.

【0073】また本発明では上述したように第一燃焼・
リッチ運転時に空燃比センサにより表示される空燃比が
実際の空燃比よりもリーン側にずれる現象を利用して触
媒25の硫黄被毒の回復完了時期を以下のようにして判
定する。すなわち図20(A)に示したように触媒25
の硫黄被毒を回復する前段階(時刻t1 より前)、すな
わち第一燃焼・リッチ運転時以外において、或いは第二
の燃焼が行われているときにおいては上流側空燃比セン
サ27aの出力電流値は真の空燃比に対応しており、ま
た下流側空燃比センサ27bの出力電流値も真の空燃比
に対応しており、したがって真の空燃比に相当する出力
電流値に対するこれら空燃比センサの出力電流値のリー
ン側へのずれ量(以下、リーン側ずれ電流量)ΔIは共
に略等しく零である。
In the present invention, as described above, the first combustion
Using the phenomenon that the air-fuel ratio displayed by the air-fuel ratio sensor shifts to the lean side from the actual air-fuel ratio during the rich operation, the recovery completion timing of sulfur poisoning of the catalyst 25 is determined as follows. That is, as shown in FIG.
Sulfur (before time t 1) before the step of recovering the poisoning, that is, in addition during the first combustion and the rich operation, or the output current of the second upstream-side air-fuel ratio sensor 27a in when combustion is being performed The value corresponds to the true air-fuel ratio, and the output current value of the downstream air-fuel ratio sensor 27b also corresponds to the true air-fuel ratio. Therefore, these air-fuel ratio sensors correspond to the output current value corresponding to the true air-fuel ratio. Of the output current value on the lean side (hereinafter referred to as lean-side deviation current amount) ΔI are substantially equal to zero.

【0074】ここで触媒25の硫黄被毒を回復させるべ
く第一燃焼・リッチ運転が行われると上流側空燃比セン
サ27aのリーン側ずれ電流量ΔIは図20(A)の実
線で示したように大きくなる。しかしながら下流側空燃
比センサ27bのリーン側ずれ電流量ΔIは図20
(A)の一点鎖線で示したように殆ど変わらず略零であ
る。なぜならば触媒25に流入する排気酸素濃度は大き
くなっているが排気ガス中の酸素およびメタンが触媒2
5の硫黄被毒回復反応のために消費され、したがって触
媒25から流出する排気酸素濃度は第一燃焼・リッチ運
転が行われていないときの排気酸素濃度と変わらないか
らである。そして触媒25の硫黄被毒回復反応が継続し
ている限り下流側空燃比センサ27bのリーン側ずれ電
流量ΔIは略零であり、触媒25の硫黄被毒回復反応が
終了すると排気ガス中の酸素やメタンが消費されなくな
るので下流側空燃比センサ27bのリーン側ずれ電流量
ΔIも増大して上流側空燃比センサ27aのリーン側ず
れ電流量ΔIと略等しくなる(時刻t2 )。そこで下流
側空燃比センサ27bのリーン側ずれ電流量ΔIが予め
定められた値を越えたとき(例えば上流側空燃比センサ
27aのリーン側ずれ電流量ΔIの70パーセントの
値)に触媒25の硫黄被毒の回復が完了したと判断し、
リッチ運転を終了する。
Here, when the first combustion / rich operation is performed to recover the sulfur poisoning of the catalyst 25, the lean side deviation current ΔI of the upstream side air-fuel ratio sensor 27a becomes as shown by the solid line in FIG. Become larger. However, the lean side deviation current amount ΔI of the downstream side air-fuel ratio sensor 27b is
As shown by the dashed line in FIG. This is because the concentration of exhaust oxygen flowing into the catalyst 25 is high, but oxygen and methane in the exhaust gas
This is because the exhaust oxygen concentration consumed for the sulfur poisoning recovery reaction of No. 5 and thus flowing out of the catalyst 25 is not different from the exhaust oxygen concentration when the first combustion / rich operation is not performed. As long as the sulfur poisoning recovery reaction of the catalyst 25 continues, the lean-side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b is substantially zero, and when the sulfur poisoning recovery reaction of the catalyst 25 ends, the oxygen in the exhaust gas is reduced. And the methane is no longer consumed, the lean side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b also increases and becomes substantially equal to the lean side deviation current amount ΔI of the upstream side air-fuel ratio sensor 27a (time t 2 ). Therefore, when the lean side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b exceeds a predetermined value (for example, 70% of the lean side deviation current amount ΔI of the upstream side air-fuel ratio sensor 27a), the sulfur of the catalyst 25 is reduced. Judging that poisoning has been completed,
End rich operation.

【0075】また本発明では上述したように第一燃焼・
リッチ運転時に空燃比センサにより表示される空燃比が
実際の空燃比よりもリーン側にずれる現象を利用して触
媒25の劣化を以下のようにして診断する。すなわち図
20(B)に示したように触媒25が劣化していると硫
黄被毒が回復すべく空燃比をリッチとしたとき(時刻t
1 )においても触媒25において少量の酸素しか硫黄被
毒を回復するためには消費されず、したがって下流側空
燃比センサ27bのリーン側ずれ電流量ΔIが零のまま
に維持されず、図20(B)の一点鎖線で示したように
例えば上流側空燃比センサ27aのリーン側ずれ電流量
ΔIの50パーセント程度にまで上昇する。そこで触媒
25の硫黄被毒を回復すべく空燃比をリッチとしたとき
に下流側空燃比センサ27bのリーン側ずれ電流量ΔI
が或る程度まで上昇したときには触媒25が劣化してい
ると診断する。
In the present invention, as described above, the first combustion
Using the phenomenon that the air-fuel ratio displayed by the air-fuel ratio sensor shifts to the lean side from the actual air-fuel ratio during the rich operation, the deterioration of the catalyst 25 is diagnosed as follows. That is, as shown in FIG. 20B, when the catalyst 25 is deteriorated and the air-fuel ratio is made rich to recover the sulfur poisoning (at time t)
Also in 1 ), only a small amount of oxygen is consumed in the catalyst 25 to recover sulfur poisoning, and therefore, the lean side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b is not maintained at zero, and FIG. B) As shown by the one-dot chain line, the current increases to, for example, about 50% of the lean side deviation current amount ΔI of the upstream air-fuel ratio sensor 27a. Therefore, when the air-fuel ratio is made rich to recover sulfur poisoning of the catalyst 25, the lean-side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b
Is increased to a certain degree, it is diagnosed that the catalyst 25 has deteriorated.

【0076】また上述したように本発明では第一の燃焼
が行われているときには図11(B)に示したマップか
らEGR制御弁31の目標開度SEを算出するようにし
ているが、これに代えて以下のようにしてEGR制御弁
31の目標開度SEを算出するようにしてもよい。すな
わち上流側空燃比センサ27aの出力に基づいてEGR
制御弁31の目標開度SEを算出し、下流側空燃比セン
サ27bの出力に基づいて上記目標開度SEを補正する
ようにする。このとき下流側空燃比センサ27bのリー
ン側ずれ電流量ΔIが所定量、或いは所定量以上に維持
されるように目標開度SEを補正する。ここでリーン側
ずれ電流量ΔIが所定量以上であるということは十分な
量のEGRガスが燃焼室5内に再循環せしめられ、NO
x 発生量および煤の発生量共に少ないことを意味する。
すなわち本実施例のように下流側空燃比センサ27bの
リーン側ずれ電流量ΔIが所定量以上に維持されるよう
にEGR制御弁31の目標開度SEを補正すればNOx
発生量および煤の発生量を極めて少なく抑えることがで
きる。
As described above, in the present invention, when the first combustion is being performed, the target opening SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 11B. Alternatively, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 may be calculated as follows. That is, EGR is performed based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 27a.
The target opening SE of the control valve 31 is calculated, and the target opening SE is corrected based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 27b. At this time, the target opening degree SE is corrected so that the lean side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b is maintained at a predetermined amount or a predetermined amount or more. Here, the fact that the lean side shift current amount ΔI is equal to or larger than the predetermined amount means that a sufficient amount of EGR gas is recirculated into the combustion chamber 5 and NO
It means that both x generation amount and soot generation amount are small.
That is, if the target opening SE of the EGR control valve 31 is corrected so that the lean side deviation current amount ΔI of the downstream air-fuel ratio sensor 27b is maintained at a predetermined amount or more as in the present embodiment, NO x
The amount of generation and the amount of soot generation can be extremely reduced.

【0077】また本発明ではこのように下流側空燃比セ
ンサ27bのリーン側ずれ電流量ΔIが所定量以上にな
るようにEGR制御弁31の目標開度SEを補正する場
合においてその補正量が所定量よりも大きくなったとき
には触媒25が劣化していると診断する。ここで補正量
が所定量よりも大きくなることは触媒25の酸素吸収能
力が低下し、すなわち触媒25が劣化し、したがって触
媒25にて消費される酸素量が低下し、このため多量の
酸素が触媒25から流出していることを意味する。した
がって補正量が所定量よりも大きくなったことから触媒
25が劣化していると診断することができる。
In the present invention, when the target opening SE of the EGR control valve 31 is corrected so that the lean side deviation current amount ΔI of the downstream side air-fuel ratio sensor 27b becomes equal to or more than a predetermined amount, the correction amount is not limited. When it is larger than the fixed amount, it is diagnosed that the catalyst 25 is deteriorated. Here, when the correction amount is larger than the predetermined amount, the oxygen absorbing ability of the catalyst 25 is reduced, that is, the catalyst 25 is deteriorated, and thus the amount of oxygen consumed by the catalyst 25 is reduced. It means flowing out of the catalyst 25. Therefore, it can be diagnosed that the catalyst 25 has deteriorated because the correction amount has become larger than the predetermined amount.

【0078】なお本発明において空燃比が理論空燃比よ
りもリッチとなったことは例えば目標空燃比が理論空燃
比よりもリッチとされたこと、或いは空燃比センサの出
力電流値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に相当する
値となったことなどから判断する。また第一燃焼・リッ
チ運転時において空燃比センサの出力電流値Iに基づい
て図19の鎖線を平行移動させた図19の一点鎖線で示
した関係に従って空燃比を把握し、斯くして把握された
空燃比に基づいて上述した空燃比フィードバック制御を
実行するようにする。すなわち図19の一点鎖線で示し
た関係によれば空燃比センサが出力可能な電流値範囲全
体に亘ってその出力電流値Iに対応する空燃比が図8の
実線(図19の実線)で示した関係に従って算出される
空燃比よりも大きく算出されるように、すなわちリーン
側にずれて算出されるように補正される。これによれば
第一燃焼・リッチ運転時であっても空燃比センサにより
提供される空燃比が実際の空燃比を表すことになるので
空燃比を正確に目標空燃比に制御することができる。
In the present invention, the fact that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio means that, for example, the target air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio, or the output current value of the air-fuel ratio sensor becomes higher than the stoichiometric air-fuel ratio. Is determined from a value corresponding to a rich air-fuel ratio. In addition, during the first combustion / rich operation, the air-fuel ratio is grasped in accordance with the relationship shown by the dashed line in FIG. 19 obtained by translating the chain line in FIG. 19 based on the output current value I of the air-fuel ratio sensor. The above-described air-fuel ratio feedback control is executed based on the air-fuel ratio thus obtained. That is, according to the relationship shown by the dashed line in FIG. 19, the air-fuel ratio corresponding to the output current value I over the entire current value range that can be output by the air-fuel ratio sensor is shown by the solid line in FIG. 8 (solid line in FIG. 19). The correction is performed so that the air-fuel ratio is calculated to be larger than the air-fuel ratio calculated according to the relationship, that is, the air-fuel ratio is calculated to be shifted to the lean side. According to this, even during the first combustion / rich operation, the air-fuel ratio provided by the air-fuel ratio sensor represents the actual air-fuel ratio, so that the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.

【0079】さらにこのように空燃比センサの出力電流
値を利用して空燃比を算出することにより空燃比センサ
の検出可能な空燃比範囲がリーン側に広くなる。すなわ
ち空燃比センサはよりリーン度合の大きな空燃比をも検
出することができる。このため目標空燃比がリーン度合
の大きな空燃比であっても空燃比をその目標空燃比に正
確に制御することができる。このことは例えば第二の燃
焼が行われているときに空燃比をリーン度合の大きな空
燃比とすべき場面において正確に空燃比を目標空燃比と
することができるという利点がある。
Further, by calculating the air-fuel ratio using the output current value of the air-fuel ratio sensor as described above, the air-fuel ratio range that can be detected by the air-fuel ratio sensor increases toward the lean side. That is, the air-fuel ratio sensor can also detect an air-fuel ratio having a greater lean degree. Therefore, even if the target air-fuel ratio is an air-fuel ratio having a large lean degree, the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio. This has the advantage that the air-fuel ratio can be accurately set to the target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is to be set to a large lean degree during the second combustion.

【0080】[0080]

【発明の効果】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一の燃焼が行われていると
きに空燃比がリッチとなったときには空燃比センサの出
力値を補正する出力値補正処理を実行する。したがって
第一の燃焼が行われている間に空燃比がリッチとなった
ときには空燃比センサの出力値を補正し、当該補正され
た出力値に基づいて空燃比をフィードバック制御する。
第一の燃焼が行われているときに空燃比がリッチとなる
と空燃比センサが出力する出力値は実際の空燃比に対応
しなくなり、空燃比が目標空燃比に制御されないが本発
明に従って空燃比センサの出力値を補正し、当該補正さ
れた出力値に基づいて空燃比をフィードバック制御すれ
ば空燃比を正確に目標空燃比に制御することができる。
The amount of recirculated exhaust gas supplied into the combustion chamber is larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the generation amount of soot is at a peak, and the first combustion in which soot is hardly generated is evacuated. When the fuel ratio becomes rich, an output value correction process for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor is executed. Therefore, when the air-fuel ratio becomes rich during the first combustion, the output value of the air-fuel ratio sensor is corrected, and the air-fuel ratio is feedback-controlled based on the corrected output value.
If the air-fuel ratio becomes rich during the first combustion, the output value output by the air-fuel ratio sensor does not correspond to the actual air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is not controlled to the target air-fuel ratio. If the output value of the sensor is corrected and the air-fuel ratio is feedback-controlled based on the corrected output value, the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the 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 fuel molecules.

【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 generation amount of smoke 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】第一の運転領域Iおよび第二の運転領域IIを示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a first operation region I and a second operation region II.

【図8】空燃比センサの出力を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.

【図9】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an opening degree of a throttle valve and the like.

【図10】第一の運転領域Iにおける空燃比等を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing an air-fuel ratio and the like in a first operation region I.

【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 and the like.

【図12】第二の燃焼における空燃比等を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing an air-fuel ratio and the like in a second combustion.

【図13】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 13 is a view showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.

【図14】燃料噴射量のマップを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a map of a fuel injection amount.

【図15】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 15 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図16】燃料噴射弁の開弁時間を算出するためのフロ
ーチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for calculating a valve opening time of a fuel injection valve.

【図17】空燃比補正係数を算出するためのフローチャ
ートである。
FIG. 17 is a flowchart for calculating an air-fuel ratio correction coefficient.

【図18】スキップ増大量およびスキップ減少量を算出
するためのフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart for calculating a skip increase amount and a skip decrease amount.

【図19】空燃比センサの出力を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.

【図20】排気浄化触媒の硫黄被毒回復処理実行時にお
ける空燃比センサの出力変化を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a change in the output of the air-fuel ratio sensor during the execution of the sulfur poisoning recovery process of the exhaust purification catalyst.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…燃料噴射弁 15…排気ターボチャージャ 20…スロットル弁 27a…上流側空燃比センサ 27b…下流側空燃比センサ 29…EGR通路 31…EGR制御弁 6 Fuel injection valve 15 Exhaust turbocharger 20 Throttle valve 27a Upstream air-fuel ratio sensor 27b Downstream air-fuel ratio sensor 29 EGR passage 31 EGR control valve

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 301 F02D 43/00 301H 301N 45/00 314 45/00 314Z F02M 25/07 550 F02M 25/07 550F 550R 570 570J Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA02 BA04 ED08 FA08 FA13 FA18 GA04 GA05 GA06 GA15 GA17 GA21 3G084 AA01 BA13 BA20 DA10 DA12 DA27 EA08 EB11 EB13 FA07 FA13 FA30 FA33 FA38 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 BA27 BA33 CA18 DB04 DC03 EA01 EA05 EA07 EA21 FB07 FB12 FC02 HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G092 AA02 AA17 AA18 AB03 BB02 DB03 DC09 DE03Y EA05 EA07 EB02 EC01 FA44 GA14 HA01Z HD06Z HE03Z HF08Z 3G301 HA02 HA11 HA13 JA08 JA13 JA24 JA25 JA28 LB11 LC01 MA12 NA03 NC02 ND05 NE01 NE06 NE13 NE15 PA01Z PD09Z PD15Z PE01Z PE03Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301H 301N 45/00 314 45/00 314Z F02M 25/07 550 F02M 25 / 07 550F 550R 570 570J F-term (reference) 3G062 AA01 AA05 BA02 BA04 ED08 FA08 FA13 FA18 GA04 GA05 GA06 GA15 GA17 GA21 3G084 AA01 BA13 BA20 DA10 DA12 DA27 EA08 EB11 EB13 FA07 FA13 FA30 BA33 A03 DCA EA01 EA05 EA07 EA21 FB07 FB12 FC02 HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G092 AA02 AA17 AA18 AB03 BB02 DB03 DC09 DE03Y EA05 EA07 EB02 EC01 FA44 GA14 HA01Z HD06Z HE03Z HF08Z 3G301 HA02 NE11 JA12 JA13 JA02 JA13 PA01Z PD09Z PD15Z PE01Z PE03Z PF03Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガス量をさらに
増大していく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煤の生成温度よりも低くなって煤が
ほとんど発生しなくな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が多く煤がほとんど発生しない
第一の燃焼と、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少
ない第二の燃焼とを選択的に切り換える切換手段と、空
燃比を検出するために機関排気通路に配置された空燃比
センサと、第一の燃焼が行われているときに空燃比が目
標空燃比となるように空燃比センサの出力値に基づいて
空燃比をフィードバック制御するための制御手段とを具
備し、第一の燃焼が行われている間に空燃比がリッチと
なったときに空燃比センサの出力値を補正する出力値補
正処理を実行するようにしたことを特徴とする内燃機関
の運転制御装置。
As the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber increases, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, and the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber further increases. As the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber becomes lower than the soot generation temperature and soot is hardly generated, the amount of soot generation peaks, The first combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is large and little soot is generated, and the recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber more than the amount of recirculated exhaust gas in which the amount of generated soot is peaked Switching means for selectively switching between a small amount of second combustion, an air-fuel ratio sensor disposed in an engine exhaust passage for detecting an air-fuel ratio, and an air-fuel ratio when the first combustion is performed. To achieve the target air-fuel ratio Control means for feedback-controlling the air-fuel ratio based on the output value of the air-fuel ratio sensor, and the output of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio becomes rich during the first combustion is performed. An operation control device for an internal combustion engine, wherein an output value correction process for correcting a value is executed.
【請求項2】 上記出力値補正処理において空燃比がリ
ッチであるほど上記空燃比センサの出力値が小さくなる
ように空燃比センサの出力値を補正するようにしたこと
を特徴とする請求項1に記載の内燃機関の運転制御装
置。
2. The output value correction process according to claim 1, wherein the output value of the air-fuel ratio sensor is corrected such that the richer the air-fuel ratio, the smaller the output value of the air-fuel ratio sensor. An operation control device for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 上記出力値補正処理において空燃比セン
サの出力可能範囲全体に亘って出力値が小さくなるよう
に空燃比センサの出力値を補正するようにしたことを特
徴とする請求項2に記載の内燃機関の運転制御装置。
3. The output value of the air-fuel ratio sensor is corrected in the output value correction process so that the output value is reduced over the entire output range of the air-fuel ratio sensor. An operation control device for an internal combustion engine according to the above.
【請求項4】 上記空燃比センサの下流側に排気浄化触
媒を配置し、該排気浄化触媒の下流側に上記空燃比セン
サとは別個に空燃比センサを配置し、第一の燃焼が行わ
れているときに該排気浄化触媒の上流側の空燃比センサ
の出力値に対応する再循環排気ガス量になるように上記
再循環排気ガス量を制御するとともに該排気浄化触媒の
下流側の空燃比センサの出力値に対する補正量に基づい
て上記再循環排気ガス量を補正するようにしたことを特
徴とする請求項1に記載の内燃機関の運転制御装置。
4. An exhaust purification catalyst is arranged downstream of the air-fuel ratio sensor, and an air-fuel ratio sensor is arranged separately from the air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification catalyst to perform first combustion. And controlling the amount of the recirculated exhaust gas so that the amount of the recirculated exhaust gas corresponds to the output value of the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the exhaust purification catalyst, and the air-fuel ratio on the downstream side of the exhaust purification catalyst. 2. The operation control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the recirculation exhaust gas amount is corrected based on a correction amount for an output value of the sensor.
【請求項5】 上記再循環排気ガス量に対する補正量が
予め定められた量よりも多くなったときには上記排気浄
化触媒が劣化していると診断することを特徴とする請求
項4に記載の内燃機関の運転制御装置。
5. The internal combustion engine according to claim 4, wherein when the correction amount for the recirculated exhaust gas amount becomes larger than a predetermined amount, it is diagnosed that the exhaust purification catalyst has deteriorated. Engine operation control device.
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