JP2003074393A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

Control device of internal combustion engine

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JP2003074393A
JP2003074393A JP2001267402A JP2001267402A JP2003074393A JP 2003074393 A JP2003074393 A JP 2003074393A JP 2001267402 A JP2001267402 A JP 2001267402A JP 2001267402 A JP2001267402 A JP 2001267402A JP 2003074393 A JP2003074393 A JP 2003074393A
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Japan
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combustion
amount
engine
fuel
torque
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Kohei Igarashi
幸平 五十嵐
Shizuo Sasaki
静夫 佐々木
Hiroki Murata
宏樹 村田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation amount of soot in an internal combustion engine. SOLUTION: Fuel supply amount supplied in a combustion chamber corresponding to intake amount supplied to the combustion chamber 5 is controlled. The more the intake amount is, the more the fuel supply amount is increased. First combustion of which the intake amount is less than the predetermined intake amount and the fuel supply amount is less than the predetermined fuel supply amount according to engine demand torque in order to output the engine demand torque, and second combustion of which the intake amount is more than the predetermined intake amount and the fuel supply amount is more than the predetermined fuel supply amount are switched. There is discontinuity between the fuel supply amount immediately before engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion and the fuel supply amount immediately before the engine combustion is switched from the second combustion to the first combustion. When the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel supply amount is set less than the required amount for outputting the engine demand torque.

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制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃焼室内に供給される排気ガスの量を増
大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達す
る内燃機関において、煤の発生量がピークとなる排気ガ
スの量よりも燃焼室内に供給される排気ガスの量が多く
される第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなる排気ガ
スの量よりも燃焼室内に供給される排気ガスの量が少な
くされる第2の燃焼とを切り換えるようにした内燃機関
が特開平11−107861号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, the amount of soot generated gradually increases and peaks as the amount of exhaust gas supplied to the combustion chamber increases. The first combustion in which the amount of exhaust gas supplied to the combustion chamber is increased, and the amount of exhaust gas supplied to the combustion chamber is less than the amount of exhaust gas in which the amount of soot generation peaks. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-107861 discloses an internal combustion engine in which the combustion of No. 2 is switched.

【0003】当該公報に記載の内燃機関では機関要求ト
ルクが出力されるように燃焼室内に供給される燃料の量
(以下、燃料供給量と称す)が制御される。すなわち機
関要求トルクが大きくなると燃料供給量が多くされ、機
関要求トルクが小さくなると燃料供給量が少なくされ
る。
In the internal combustion engine described in this publication, the amount of fuel supplied to the combustion chamber (hereinafter referred to as the fuel supply amount) is controlled so that the engine required torque is output. That is, the fuel supply amount increases as the engine required torque increases, and the fuel supply amount decreases as the engine required torque decreases.

【0004】ところで上記公報に記載の内燃機関におい
て第1の燃焼が行われているときには燃焼室内に供給さ
れる排気ガスの量が多く、したがって燃焼室内に供給さ
れる空気の量が少ないので燃料供給量を増やすのにも限
界がある。このため第1の燃焼は機関要求トルクが小さ
いときに行われる。一方、第2の燃焼が行われていると
きには燃焼室内に供給される排気ガスの量が少なく、し
たがって燃焼室内に供給される空気の量が多いので燃料
供給量を比較的大きく増やすことができる。このため第
2の燃焼は機関要求トルクが大きいときに行われる。
By the way, when the first combustion is performed in the internal combustion engine described in the above publication, the amount of exhaust gas supplied to the combustion chamber is large, and therefore the amount of air supplied to the combustion chamber is small. There is a limit to increasing the amount. Therefore, the first combustion is performed when the engine required torque is small. On the other hand, when the second combustion is performed, the amount of exhaust gas supplied to the combustion chamber is small, and therefore the amount of air supplied to the combustion chamber is large, so that the fuel supply amount can be relatively increased. Therefore, the second combustion is performed when the engine required torque is large.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで機関燃焼が第
1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられたときには燃焼
室内に供給される排気ガスの量が少なくされ且つ吸気量
が多くされると共に燃料供給量が増大せしめられる。こ
のとき燃焼室内に供給される排気ガスの量がステップ的
に減少するように関連の装置が制御される。したがって
吸気量がステップ的に増大するように関連の装置が制御
される。そしてステップ的に増大する吸気量に合わせて
燃料供給料もステップ的に増大するように関連の装置が
制御される。ところが燃料供給量は比較的素早く所定の
量にまで増大するが、吸気量が所定の量まで増大するの
には比較的時間がかかる。このため機関燃焼が第1の燃
焼から第2の燃焼に切り換えられた直後においては吸気
量に対して燃料供給量が過剰となり、このため燃焼室内
で発生する煤の量が多くなってしまう。
By the way, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the amount of exhaust gas supplied into the combustion chamber is reduced, the intake amount is increased, and the fuel is supplied. The quantity is increased. At this time, related devices are controlled so that the amount of exhaust gas supplied into the combustion chamber is reduced stepwise. Therefore, the related device is controlled so that the intake air amount increases stepwise. Then, the related devices are controlled so that the fuel supply amount also increases stepwise in accordance with the intake air amount increasing stepwise. However, although the fuel supply amount increases to a predetermined amount relatively quickly, it takes a relatively long time for the intake amount to increase to a predetermined amount. Therefore, immediately after the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel supply amount becomes excessive with respect to the intake air amount, so that the amount of soot generated in the combustion chamber increases.

【0006】これは機関燃焼が或る燃料から別の燃焼に
切り換えられたときに吸気量が多くされるときに燃料供
給量がステップ的に増大せしめられる内燃機関において
同様に生じる問題である。
This is a problem similarly occurring in an internal combustion engine in which the fuel supply amount is increased stepwise when the intake air amount is increased when the engine combustion is switched from one fuel to another.

【0007】こうした問題に鑑み、本発明の目的は内燃
機関における煤の発生量を少なく抑えることにある。
In view of these problems, an object of the present invention is to reduce the amount of soot generated in an internal combustion engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明では、燃焼室内に供給される吸気量に対
応して燃焼室内に供給される燃料供給量が制御され、吸
気量が多いと燃料供給量が多くされる内燃機関におい
て、機関要求トルクを出力するために機関要求トルクに
応じて、吸気量が予め定められた吸気量よりも少なく且
つ燃料供給量が予め定められた燃料供給量よりも少ない
第1の燃焼と、吸気量が上記予め定められた吸気量より
も多く且つ燃料供給量が上記予め定められた燃料供給量
よりも多い第2の燃焼とを切り換えるための切換手段を
具備し、機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換
えられる直前の燃料供給量と、機関燃焼が第2の燃焼か
ら第1の燃焼に切り換えられる直前の燃料供給量との間
に非連続性がある内燃機関の制御装置において、第2の
燃焼により出力されるトルクが第1の燃焼により出力さ
れるトルクよりも大きく、機関燃焼が第1の燃焼から第
2の燃焼に切り換えられたときには燃料供給量が機関要
求トルクを出力するために必要な量よりも少なくされ
る。
In order to solve the above problems, in the first invention, the fuel supply amount supplied to the combustion chamber is controlled corresponding to the intake amount supplied to the combustion chamber, and the intake amount is In an internal combustion engine in which the fuel supply amount is large when the amount is large, in order to output the engine required torque, the intake amount is smaller than the predetermined intake amount and the fuel supply amount is the predetermined fuel amount according to the engine required torque. Switching for switching between first combustion that is less than the supply amount and second combustion that has an intake amount that is greater than the predetermined intake amount and that has a fuel supply amount that is greater than the predetermined fuel supply amount And a fuel supply amount immediately before the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, and a fuel supply amount immediately before the engine combustion is switched from the second combustion to the first combustion. Has discontinuity in In the engine control device, the torque output by the second combustion is larger than the torque output by the first combustion, and the fuel supply amount is changed when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion. It is made smaller than the amount required to output the engine required torque.

【0009】上記課題を解決するために2番目の発明で
は、燃焼室内に供給される不活性ガスの量を増大してい
くと煤の発生量が次第に増大してピークに達する内燃機
関において、煤の発生量がピークとなる不活性ガスの量
よりも燃焼室内に供給される不活性ガスの量が多くされ
る第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活性ガス
の量よりも燃焼室内に供給される不活性ガスの量が少な
くされる第2の燃焼とを切り換えるための切換手段と、
機関要求トルクが出力されるように燃焼室内に供給され
る燃料の燃料供給量を制御するための燃料供給量制御手
段とを具備する内燃機関の制御装置において、第2の燃
焼により出力されるトルクが第1の燃焼により出力され
るトルクよりも大きく、機関燃焼が第1の燃焼から第2
の燃焼に切り換えられたときには燃料供給量が機関要求
トルクを出力するために必要な量よりも少なくされる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the second invention, in the internal combustion engine, the soot generation amount gradually increases and reaches the peak when the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is increased. The first combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is greater than the amount of the inert gas at which the amount of generated soot peaks, and the amount of the inert gas at which the amount of soot generated peaks Switching means for switching between the second combustion in which the amount of the inert gas supplied into the combustion chamber is reduced, and
A torque output by second combustion in a control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel supply amount control means for controlling a fuel supply amount of fuel supplied into a combustion chamber so that an engine required torque is output. Is larger than the torque output by the first combustion, and the engine combustion changes from the first combustion to the second combustion.
When the combustion is switched to combustion, the fuel supply amount is made smaller than the amount required to output the engine required torque.

【0010】3番目の発明では1または2番目の発明に
おいて、内燃機関の出力トルクを補助するための補助ト
ルクを生成するための補助トルク生成手段をさらに具備
し、機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換えら
れたときには機関要求トルクが出力されるように上記補
助トルク生成手段が内燃機関の出力トルクを補助するた
めの補助トルクを生成する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, an auxiliary torque generating means for generating an auxiliary torque for assisting the output torque of the internal combustion engine is further provided, and the engine combustion starts from the first combustion. The auxiliary torque generating means generates an auxiliary torque for assisting the output torque of the internal combustion engine so that the engine required torque is output when the second combustion is switched to.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図1および図2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および図2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1
6の出口部に連結される。コンプレッサ16の入口部は
吸気ダクト17およびエアフローメータ18を介してエ
アクリーナ19に連結され、吸気ダクト17内にはステ
ップモータ20により駆動されるスロットル弁21が配
置される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show the case where the present invention is applied to a 4-stroke compression ignition type internal combustion engine. 1 and 2, 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, and 8 is intake air. Ports, 9 are exhaust valves, and 10 are exhaust ports. 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 via a suction duct 13 and an intercooler 14 to a supercharger, for example, the compressor 1 of the exhaust turbocharger 15.
6 is connected to the outlet part. The inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 19 via an intake duct 17 and an air flow meter 18, and a throttle valve 21 driven by a step motor 20 is arranged in the intake duct 17.

【0012】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の出口部はパ
ティキュレートフィルタ24を内蔵したケーシング25
に連結される。ケーシング25の出口部に連結された排
気管26とスロットル弁21下流の吸気ダクト17とは
EGR通路27を介して互いに連結され、EGR通路2
7内にはステップモータ28により駆動されるEGR制
御弁29が配置される。また、EGR通路27内にはE
GR通路27内を流れるEGRガスを冷却するためのイ
ンタークーラ30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30内に導かれ、機関冷
却水によってEGRガスが冷却される。
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2
Exhaust turbine 2 of exhaust turbocharger 15 via 2
3 is connected to the inlet portion of the exhaust turbine 23, and the outlet portion of the exhaust turbine 23 is a casing 25 containing a particulate filter 24.
Connected to. The exhaust pipe 26 connected to the outlet of the casing 25 and the intake duct 17 downstream of the throttle valve 21 are connected to each other via an EGR passage 27.
An EGR control valve 29, which is driven by a step motor 28, is arranged in the unit 7. Further, in the EGR passage 27, E
An intercooler 30 for cooling the EGR gas flowing in the GR passage 27 is arranged. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the intercooler 30, and the engine cooling water cools the EGR gas.

【0013】一方、燃料噴射弁6は燃料供給管31を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール32に連結さ
れる。このコモンレール32内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ33から燃料が供給され、コモンレー
ル32内に供給された燃料は各燃料供給管31を介して
燃料噴射弁6に供給される。コモンレール32にはコモ
ンレール32内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
34が取り付けられ、燃料圧センサ34の出力信号に基
づいてコモンレール32内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ33の吐出量が制御される。
On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 32, via a fuel supply pipe 31. Fuel is supplied into the common rail 32 from an electrically controlled variable fuel discharge pump 33, and the fuel supplied into the common rail 32 is supplied to the fuel injection valve 6 via each fuel supply pipe 31. A fuel pressure sensor 34 for detecting the fuel pressure in the common rail 32 is attached to the common rail 32, and the fuel pump 33 is arranged so that the fuel pressure in the common rail 32 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 34. Is controlled.

【0014】一方、図1に示した実施例では機関の出力
軸に変速機35が連結され、変速機35の出力軸36に
電気モータ37が連結される。この場合、変速機35と
しては、トルクコンバータを具えた通常の自動変速機、
各種の無段変速機、或いはクラッチを具えた手動変速機
におけるクラッチ操作および変速操作を自動的に行うよ
うにした形式の自動変速機等を用いることができる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, the transmission 35 is connected to the output shaft of the engine, and the electric motor 37 is connected to the output shaft 36 of the transmission 35. In this case, as the transmission 35, a normal automatic transmission including a torque converter,
It is possible to use various continuously variable transmissions or automatic transmissions of a type in which a clutch operation and a gear shift operation in a manual transmission having a clutch are automatically performed.

【0015】また、変速機35の出力軸36に連結され
た電気モータ37は機関の駆動力とは別個に駆動力を発
生する駆動力発生装置を構成している。図1に示した実
施例ではこの電気モータ37は変速機35の出力軸36
上に取り付けられ且つ外周面に複数個の永久磁石を取り
付けたロータ38と、回転磁界を形成する励磁コイルを
巻設したステータ39とを具備した交流同期電動機から
なる。ステータ39の励磁コイルはモータ駆動制御回路
40に接続され、このモータ駆動制御回路40は直流高
電圧を発生するバッテリ41に接続される。
Further, the electric motor 37 connected to the output shaft 36 of the transmission 35 constitutes a driving force generator for generating a driving force separately from the driving force of the engine. In the embodiment shown in FIG. 1, this electric motor 37 has an output shaft 36 of the transmission 35.
The AC synchronous motor includes a rotor 38 mounted on the upper surface and having a plurality of permanent magnets mounted on the outer peripheral surface thereof, and a stator 39 having an exciting coil wound to form a rotating magnetic field. The exciting coil of the stator 39 is connected to the motor drive control circuit 40, and the motor drive control circuit 40 is connected to the battery 41 that generates a DC high voltage.

【0016】電子制御ユニット50はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス51によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)52、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)53、CPU(マイクロプロセッ
サ)54、入力ポート55および出力ポート56を具備
する。エアフローメータ18および燃料圧センサ34の
出力信号は夫々対応するAD変換器57を介して入力ポ
ート55に入力される。排気マニホルド22内および排
気管26内には夫々空燃比センサ43a,43bが配置
され、これら空燃比センサ43a,43bの出力信号は
夫々対応するAD変換器57を介して入力ポート55に
入力される。また、入力ポート55には変速機35の変
速比または変速段、および出力軸36の回転数等を表わ
す種々の信号が入力される。
The electronic control unit 50 is composed of a digital computer, and has a ROM (Read Only Memory) 52, a RAM (Random Access Memory) 53, a CPU (Microprocessor) 54, an input port 55, which are connected to each other by a bidirectional bus 51. An output port 56 is provided. The output signals of the air flow meter 18 and the fuel pressure sensor 34 are input to the input port 55 via the corresponding AD converters 57, respectively. Air-fuel ratio sensors 43a and 43b are respectively arranged in the exhaust manifold 22 and the exhaust pipe 26, and the output signals of these air-fuel ratio sensors 43a and 43b are input to the input port 55 via the corresponding AD converters 57, respectively. . In addition, various signals representing the gear ratio or speed of the transmission 35, the rotation speed of the output shaft 36, and the like are input to the input port 55.

【0017】一方、アクセルペダル44にはアクセルペ
ダル44の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負
荷センサ45が接続され、負荷センサ45の出力電圧は
対応するAD変換器57を介して入力ポート55に入力
される。さらに入力ポート55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46が接続される。一方、出力ポート56は
対応する駆動回路58を介して燃料噴射弁6、ステップ
モータ20、EGR制御弁28、燃料ポンプ33、変速
機35、およびモータ駆動制御回路40に接続される。
On the other hand, a load sensor 45 for generating an output voltage proportional to the amount L of depression of the accelerator pedal 44 is connected to the accelerator pedal 44, and the output voltage of the load sensor 45 is input via the corresponding AD converter 57 to the input port. 55 is input. Further, the input port 55 is connected to a crank angle sensor 46 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 °. On the other hand, the output port 56 is connected to the fuel injection valve 6, the step motor 20, the EGR control valve 28, the fuel pump 33, the transmission 35, and the motor drive control circuit 40 via the corresponding drive circuit 58.

【0018】電気モータ37のステータ39の励磁コイ
ルへの電力の供給は通常停止せしめられており、このと
きロータ38は変速機37の出力軸36と共に回転して
いる。一方、電気モータ37を駆動せしめるときにはバ
ッテリ41の直流高電圧がモータ駆動制御回路40にお
いて周波数がfmで電流値がImの三相交流に変換さ
れ、この三相交流がステータ39の励磁コイルに供給さ
れる。この周波数fmは励磁コイルにより発生する回転
磁界をロータ38の回転に同期して回転させるのに必要
な周波数であり、この周波数fmは出力軸36の回転数
に基づいてCPU54で算出される。モータ駆動制御回
路40ではこの周波数fmが三相交流の周波数とされ
る。
Supply of electric power to the exciting coil of the stator 39 of the electric motor 37 is normally stopped, and the rotor 38 is rotating together with the output shaft 36 of the transmission 37 at this time. On the other hand, when driving the electric motor 37, the DC high voltage of the battery 41 is converted in the motor drive control circuit 40 into a three-phase AC having a frequency of fm and a current value of Im, and this three-phase AC is supplied to the exciting coil of the stator 39. To be done. The frequency fm is a frequency required to rotate the rotating magnetic field generated by the exciting coil in synchronization with the rotation of the rotor 38, and the frequency fm is calculated by the CPU 54 based on the rotation speed of the output shaft 36. In the motor drive control circuit 40, this frequency fm is the frequency of the three-phase AC.

【0019】一方、電気モータ37の出力トルクは三相
交流の電流値Imにほぼ比例する。この電流値Imは電
気モータ37の要求出力トルクに基づきCPU54にお
いて算出され、モータ駆動制御回路40ではこの電流値
Imが三相交流の電流値とされる。
On the other hand, the output torque of the electric motor 37 is almost proportional to the current value Im of the three-phase AC. This current value Im is calculated by the CPU 54 based on the required output torque of the electric motor 37, and the motor drive control circuit 40 uses this current value Im as the three-phase AC current value.

【0020】また、外力により電気モータ37を駆動す
る状態にすると電気モータ37は発電機として作動し、
このとき発生した電力がバッテリ41に回生される。外
力により電気モータ37を駆動すべきか否かはCPU5
4において判断され、外力により電気モータ37を駆動
すべきであると判別されたときにはモータ制御回路40
により電気モータ37に発生した電力バッテリ41に回
生されるように制御される。
When the electric motor 37 is driven by an external force, the electric motor 37 operates as a generator,
The electric power generated at this time is regenerated to the battery 41. Whether the electric motor 37 should be driven by an external force is determined by the CPU 5
4 and when it is determined that the electric motor 37 should be driven by an external force, the motor control circuit 40
Is controlled to be regenerated by the electric power battery 41 generated in the electric motor 37.

【0021】図3に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を
示す。この実施例では機関の出力軸47に電気モータ3
7が連結され、電気モータ37の出力軸に変速機35が
連結される。この実施では電気モータ37のロータ38
は機関の出力軸47上に取り付けられており、したがっ
てロータ38は常時機関の出力軸47と共に回転する。
また、この実施例においても変速機35としては、トル
クコンバータを具えた通常の自動変速機、各種の無段変
速機、或いはクラッチを具えた手動変速機におけるクラ
ッチ操作および変速操作を自動的に行うようにした形式
の自動変速機等を用いることができる。
FIG. 3 shows another embodiment of the compression ignition type internal combustion engine. In this embodiment, the electric motor 3 is attached to the output shaft 47 of the engine.
7, the transmission 35 is connected to the output shaft of the electric motor 37. In this implementation, the rotor 38 of the electric motor 37
Are mounted on the output shaft 47 of the engine, so that the rotor 38 always rotates with the output shaft 47 of the engine.
Also in this embodiment, as the transmission 35, an ordinary automatic transmission having a torque converter, various continuously variable transmissions, or a manual transmission having a clutch is automatically operated for clutch operation and speed change operation. It is possible to use an automatic transmission of the above type.

【0022】図4の縦軸TQは機関に対する要求トルク
を示しており、横軸Nは機関回転数を示しており、各実
線はアクセルペダル44の同一踏込み量における要求ト
ルクTQと機関回転数Nとの関係を示している。また図
4において実線Aはアクセルペダル44の踏込み量が零
のとき、実線Bはアクセルペダル44の踏込み量が最大
のときを示しており、実線Aから実線Bに向けてアクセ
ルペダル44の踏込み量が増大していく。本発明の実施
例では図4に示す関係からアクセルペダル44の踏込み
量Lおよび機関回転数Nに応じた要求トルクTQがまず
初めに算出され、この要求トルクTQに基づいて燃料噴
射量等が算出される。
The vertical axis TQ of FIG. 4 shows the required torque for the engine, the horizontal axis N shows the engine speed, and each solid line shows the required torque TQ and the engine speed N at the same depression amount of the accelerator pedal 44. Shows the relationship with. Further, in FIG. 4, the solid line A shows the amount of depression of the accelerator pedal 44 is zero, the solid line B shows the maximum amount of depression of the accelerator pedal 44, and the amount of depression of the accelerator pedal 44 from the solid line A to the solid line B is shown. Is increasing. In the embodiment of the present invention, the required torque TQ corresponding to the depression amount L of the accelerator pedal 44 and the engine speed N is first calculated from the relationship shown in FIG. 4, and the fuel injection amount and the like are calculated based on this required torque TQ. To be done.

【0023】次に加速運転時および減速運転時における
運転制御について説明する。本発明による実施例では排
気ターボチャージャ15が作動しない運転領域の加速運
転時でも良好な加速運転が得られるように加速運転時に
電気モータ37が駆動される。一方、減速運転時には電
気モータ37が発電機として作動せしめられ、発生した
電力が回生される。
Next, operation control during acceleration operation and deceleration operation will be described. In the embodiment according to the present invention, the electric motor 37 is driven during the acceleration operation so that a good acceleration operation can be obtained even during the acceleration operation in the operation region where the exhaust turbocharger 15 does not operate. On the other hand, during deceleration operation, the electric motor 37 is operated as a generator, and the generated electric power is regenerated.

【0024】図5は加減速時の処理ルーチンを示してお
り、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行さ
れる。
FIG. 5 shows a processing routine at the time of acceleration / deceleration, and this routine is executed by interruption at regular time intervals.

【0025】図5を参照するとまず初めにステップ10
0において例えばアクセルペダル44の踏込み量Lの変
化量ΔL(>0)から加速運転時であるか否かが判別さ
れる。加速運転時であるときにはステップ101に進ん
で電気モータ37が発生すべき出力トルクTmが算出さ
れる。この出力トルクTmは図6に示したようにアクセ
ルペダル44の踏込み量Lの変化量ΔLが大きいほど大
きくなる。次いでステップ102では電気モータ37が
出力トルクTmを発生するために電気モータ37に供給
すべき三相交流の電流値Imが算出される。次いでステ
ップ103では機関回転数Nに基づいて電気モータ37
に供給すべき三相交流の周波数fmが算出される。次い
でステップ104では電流値がImで周波数がfmの三
相交流が電気モータ37に供給され、それによって電気
モータ37が駆動せしめられる。このように加速運転時
には機関の出力トルクに電気モータ37の出力トルクが
重畳される。
Referring to FIG. 5, first step 10
At 0, for example, it is judged from the change amount ΔL (> 0) of the depression amount L of the accelerator pedal 44 whether or not the acceleration operation is being performed. If it is during acceleration operation, the routine proceeds to step 101, where the output torque Tm to be generated by the electric motor 37 is calculated. The output torque Tm increases as the amount of change ΔL in the depression amount L of the accelerator pedal 44 increases, as shown in FIG. Next, at step 102, the current value Im of the three-phase alternating current to be supplied to the electric motor 37 in order to generate the output torque Tm is calculated. Next, at step 103, based on the engine speed N, the electric motor 37
The frequency fm of the three-phase alternating current to be supplied to is calculated. Next, at step 104, the three-phase alternating current having a current value of Im and a frequency of fm is supplied to the electric motor 37, and thereby the electric motor 37 is driven. In this way, during acceleration operation, the output torque of the electric motor 37 is superimposed on the output torque of the engine.

【0026】次いでステップ105では例えばアクセル
ペダル44の踏込み量Lと機関回転数Nから減速運転時
であるか否かが判別される。減速運転時であるときには
ステップ106に進んで電気モータ37が発電機として
作動せしめられ、発生した電力がバッテリ41に回生せ
しめられる。
Next, at step 105, for example, it is judged from the depression amount L of the accelerator pedal 44 and the engine speed N whether or not it is during deceleration operation. When the vehicle is in deceleration operation, the routine proceeds to step 106, where the electric motor 37 is made to operate as a generator, and the generated electric power is regenerated to the battery 41.

【0027】ところで本実施例の内燃機関ではEGR制
御弁29の開度とスロットル弁21の開度とを制御する
ことにより燃焼室5内に導入される排気ガス(すなわち
不活性ガス)の量を制御することができる。そして本実
施例の内燃機関では燃焼室5内に導入される排気ガス量
(以下、EGRガス量と称す)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、EGRガス量をさ
らに増大していくと燃焼室5内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温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。
By the way, in the internal combustion engine of this embodiment, by controlling the opening degree of the EGR control valve 29 and the opening degree of the throttle valve 21, the amount of exhaust gas (that is, inert gas) introduced into the combustion chamber 5 is controlled. Can be controlled. Then, in the internal combustion engine of the present embodiment, as the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber 5 (hereinafter referred to as the EGR gas amount) is increased, the soot generation amount gradually increases and reaches a peak, and the EGR gas amount is increased. When the temperature is further increased, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber 5 becomes lower than the soot generation temperature, and soot is hardly generated.

【0028】このようにEGRガス量によって煤の発生
量が異なることから、本実施例では煤の発生量がピーク
となるEGRガス量よりも燃焼室5内のEGRガス量が
多い第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなるEGRガ
ス量よりも燃焼室5内のEGRガス量が少ない第2の燃
焼とを要求トルクに応じて切り換えることにより、煤の
発生量を少なく抑えるようにしている。なお本実施例で
は第1の燃焼は要求トルクが比較的小さいときに行わ
れ、第2の燃焼は要求トルクが比較的大きいときに行わ
れる。
Since the amount of soot generated differs depending on the amount of EGR gas as described above, the first combustion in which the amount of EGR gas in the combustion chamber 5 is larger than the amount of EGR gas at which the amount of soot generated reaches a peak in this embodiment. And the second combustion in which the amount of EGR gas in the combustion chamber 5 is smaller than the amount of EGR gas at which the amount of soot generated reaches a peak is switched according to the required torque, so that the amount of soot generated is suppressed to a small amount. There is. In this embodiment, the first combustion is performed when the required torque is relatively small, and the second combustion is performed when the required torque is relatively large.

【0029】ところで機関燃焼が第1の燃焼から第2の
燃焼に切り換えられたときにはEGRガス量が煤の発生
量がピークとなる量を越えて少なくされる。したがって
このときにはEGRガス量はステップ的に比較的急激に
少なくされる。したがってこのときには燃焼室5内に吸
入される空気の量(以下、吸気量と称す)がステップ的
に比較的急激に増大せしめられる。そして、要求トルク
に応じて燃料噴射量を算出する本実施例の通常の運転制
御によれば吸気量のステップ的な増大に合わせて燃料噴
射量も急激にではないにしろステップ的に増大せしめら
れることとなる。
By the way, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the EGR gas amount is reduced beyond the amount at which the soot generation amount reaches the peak. Therefore, at this time, the EGR gas amount is relatively rapidly reduced stepwise. Therefore, at this time, the amount of air taken into the combustion chamber 5 (hereinafter referred to as the intake amount) is relatively rapidly increased stepwise. Then, according to the normal operation control of the present embodiment that calculates the fuel injection amount according to the required torque, the fuel injection amount can be increased stepwise if not rapidly with the stepwise increase of the intake air amount. It will be.

【0030】すなわち機関燃焼が第1の燃焼から第2の
燃焼に切り換えられる直前の燃料噴射量と、機関燃焼が
第2の燃焼から第1の燃焼に切り換えられる直前の燃料
噴射量との間には比較的大きな差があって連続性がな
い。
That is, between the fuel injection amount immediately before the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion and the fuel injection amount immediately before the engine combustion is switched from the second combustion to the first combustion. Have a relatively large difference and are not continuous.

【0031】このように本実施例によれば機関燃焼が第
1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられたときには吸気
量がステップ的に増大するように関連する装置、本実施
例ではスロットル弁21とEGR制御弁29とが制御さ
れる。ところが実際には燃料噴射量は即座に増大せしめ
られるが吸気量は即座には増大しない。すなわち実際の
吸気量が増大するまでにかかる時間は実際の燃料噴射量
が増大するまでにかかる時間よりも長い。このため機関
燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられたとき
に本実施例の通常の運転制御に従って増大せしめられた
量の燃料を噴射したときには吸気量があまり増大してお
らず、したがって燃焼室5内の空気の量に対して燃料が
過剰となる。このため燃料が燃焼しづらく煤の発生量が
増大してしまう。
As described above, according to the present embodiment, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the device related to increase the intake air stepwise, the throttle valve 21 in this embodiment. And the EGR control valve 29 are controlled. However, in reality, the fuel injection amount is immediately increased, but the intake air amount is not immediately increased. That is, the time taken to increase the actual intake air amount is longer than the time taken to increase the actual fuel injection amount. Therefore, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the intake amount does not increase so much when the increased amount of fuel is injected according to the normal operation control of the present embodiment, Therefore, the fuel becomes excessive with respect to the amount of air in the combustion chamber 5. For this reason, the fuel is difficult to burn and the amount of soot generated increases.

【0032】そこで本実施例では機関燃焼が第1の燃焼
から第2の燃焼に切り換えられたときには要求トルクを
発生するのに必要な量よりも燃料噴射量を少なくし、或
る所定時間が経過して吸気量が十分に増大するまでの
間、燃料噴射量をこの少なくされた量に維持する切換時
運転制御を実行し、或る所定時間が経過して吸気量が十
分に増大した後に通常の運転制御を実行する。
Therefore, in this embodiment, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel injection amount is made smaller than the amount required to generate the required torque, and a certain predetermined time elapses. Then, the switching operation control for maintaining the fuel injection amount at this reduced amount is executed until the intake amount sufficiently increases, and after the predetermined amount of time elapses, the intake amount normally increases and then the normal operation is performed. The operation control of is executed.

【0033】なお本実施例では上記要求トルクを発生す
るのに必要な量よりも少ない燃料噴射量として機関燃焼
が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられる直前の燃
料噴射量よりも少ない量が採用される。したがって本実
施例では機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換
えられたときには機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼
に切り換えられる直前の燃料噴射量よりも燃料噴射量を
少なくし、或る所定時間が経過して吸気量が十分に増大
するまでの間、燃料噴射量をこの少なくされた量に維持
する切換時運転制御を実行し、或る所定時間が経過して
吸気量が十分に増大した後に通常の運転制御を実行す
る。
In this embodiment, the amount of fuel injection that is smaller than the amount required to generate the required torque is smaller than the amount of fuel injection immediately before the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion. Is adopted. Therefore, in this embodiment, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel injection amount is made smaller than the fuel injection amount immediately before the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion. , The switching operation control for maintaining the fuel injection amount at this reduced amount is executed until the intake amount sufficiently increases after a certain predetermined time elapses, and the intake amount after a certain predetermined time elapses. After that, the normal operation control is executed.

【0034】また別の実施例として、或る所定時間が経
過して吸気量が十分に増大するまで燃料噴射量をこの少
なくされた量に維持するのに代えて、或る所定時間が経
過して吸気量が十分に増大するまでの間、通常の燃料噴
射制御により算出される燃料噴射量に向けて燃料噴射量
を徐々に増大するようにしてもよい。
As another embodiment, instead of maintaining the fuel injection amount at this reduced amount until the intake amount sufficiently increases after a certain predetermined time, a certain predetermined time elapses. The fuel injection amount may be gradually increased toward the fuel injection amount calculated by the normal fuel injection control until the intake amount sufficiently increases.

【0035】このように本実施例に従って切換時運転制
御が実行されることにより煤の発生量が増大することが
抑制される。
As described above, the increase in the amount of soot generated is suppressed by executing the switching operation control according to the present embodiment.

【0036】ところで本実施例に従って切換時運転制御
が実行されている間においては燃料噴射量は要求トルク
を出力するのに必要な量よりも少なくされる。したがっ
て出力トルクは要求トルクよりも少ない。このことは要
求されているトルクを確実に出力するという観点からは
好ましくない。
By the way, while the switching operation control is executed according to the present embodiment, the fuel injection amount is made smaller than the amount required to output the required torque. Therefore, the output torque is less than the required torque. This is not preferable from the viewpoint of surely outputting the required torque.

【0037】そこで本実施例では切換時運転制御が実行
されているときには要求トルクに対する実際に出力され
ているトルクの不足分を算出し、このトルクの不足分を
電気モータ37からの補助トルクにより補うようにす
る。すなわち切換時運転制御が実行されているときには
機関本体1が出力するトルクの要求トルクに対する不足
分を補うことができるトルクを補助トルクとして電気モ
ータ37から生成させる。これによれば全体として要求
トルクが出力されることとなる。
Therefore, in this embodiment, when the switching operation control is being executed, the shortage of the actually output torque with respect to the required torque is calculated, and this shortage of torque is supplemented by the auxiliary torque from the electric motor 37. To do so. That is, when the switching operation control is being executed, the electric motor 37 is caused to generate, as the auxiliary torque, a torque capable of compensating for the shortage of the torque output by the engine body 1 with respect to the required torque. According to this, the required torque is output as a whole.

【0038】図7は本実施例の切換時運転制御が実行さ
れたときの吸気量Gaと、燃料噴射量Qと、電気モータ
37からの補助トルクATQとの変化を示すタイムチャ
ートである。図7に示したように本実施例の切換時運転
制御によれば、時刻t1において機関燃焼が第1の燃焼
から第2の燃焼に切り換えられると、EGR制御弁29
の開度が小さくされると共にスロットル弁21の開度が
大きくされ、吸気量Gaが徐々に増大する。しかしなが
ら吸気量Gaは即座には目標吸気量TGaには到達しな
い。
FIG. 7 is a time chart showing changes in the intake air amount Ga, the fuel injection amount Q, and the auxiliary torque ATQ from the electric motor 37 when the switching operation control of this embodiment is executed. According to the switching operation control of the present embodiment as shown in FIG. 7, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion at time t 1 , the EGR control valve 29
And the opening of the throttle valve 21 is increased, and the intake air amount Ga gradually increases. However, the intake air amount Ga does not reach the target intake air amount TGa immediately.

【0039】一方、機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃
焼に切り換えられると燃料噴射量Qは第1の燃焼が行わ
れているときの燃料噴射量Qaよりも少ない量Qbとさ
れ、電気モータ37から補助トルクATQbが発生せし
められる。吸気量Gaが目標吸気量TGaに到達する時
刻t2までの間、燃料噴射量Qはその少ない量Qbに維
持され、電気モータ37からは補助トルクATQbが発
生し続けられる。
On the other hand, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel injection amount Q is set to the amount Qb smaller than the fuel injection amount Qa when the first combustion is performed, and the electric An auxiliary torque ATQb is generated from the motor 37. Until time t 2 when the intake air amount Ga reaches the target intake air amount TGa, the fuel injection amount Q is maintained at the small amount Qb, and the electric motor 37 continues to generate the auxiliary torque ATQb.

【0040】吸気量Gaが目標吸気量TGaに達すると
燃料噴射量Qは第2の燃料が行われているときに通常の
運転制御により算出される燃料噴射量Qcとされ、電気
モータ37からの補助トルクの発生は停止される。
When the intake air amount Ga reaches the target intake air amount TGa, the fuel injection amount Q is set to the fuel injection amount Qc calculated by the normal operation control when the second fuel is being supplied. Generation of auxiliary torque is stopped.

【0041】図8は本実施例の運転制御を実行するため
のフローチャートである。図8を参照すると初めにステ
ップ200において内燃機関の運転状態が第1の運転領
域Iにあることを示す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200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1の運転状態Iにあるときにはステップ201
に進んで要求トルクLが第1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。
FIG. 8 is a flow chart for executing the operation control of this embodiment. Referring to FIG. 8, first, at step 200, it is judged if the flag showing that the operating state of the internal combustion engine is in the first operating region I is set or not. When it is determined in step 200 that the flag is set, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the first operating state I, step 201
Then, it is determined whether the required torque L has become larger than the first boundary X (N) (L> X (N)).

【0042】ステップ201においてL≦X(N)であ
ると判別されたときにはステップ203に進んで第1の
燃焼を行うための運転制御Iが実行される。すなわちス
テップ203ではスロットル弁21の目標開度STが算
出され、スロットル弁21の開度がこの目標開度STと
され、次いでEGR制御弁29の目標開度SEが算出さ
れ、EGR制御弁29の開度がこの目標開度SEとさ
れ、次いで目標空燃比A/Fが算出され、空燃比が目標
空燃比A/Fとなるように目標燃料噴射量Qが算出さ
れ、次いで目標噴射開始時期θSが算出され、最後にこ
の目標噴射開始時期θSにおいて目標燃料噴射量Qの燃
料が燃料噴射弁6から噴射される。
When it is judged at step 201 that L≤X (N), the routine proceeds to step 203, where the operation control I for performing the first combustion is executed. That is, in step 203, the target opening degree ST of the throttle valve 21 is calculated, the opening degree of the throttle valve 21 is set to this target opening degree ST, then the target opening degree SE of the EGR control valve 29 is calculated, and the target opening degree SE of the EGR control valve 29 is calculated. The opening is set to this target opening SE, then the target air-fuel ratio A / F is calculated, the target fuel injection amount Q is calculated so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / F, and then the target injection start timing θS. Is calculated, and finally the fuel of the target fuel injection amount Q is injected from the fuel injection valve 6 at the target injection start timing θS.

【0043】一方、ステップ201においてL>X
(N)であると判別されたときにはステップ202に進
んでフラグがリセットされ、次いでステップ206に進
んで図9に示したフローチャートに従って切換時運転制
御が実行される。これに関しては後述する。
On the other hand, in step 201, L> X
If it is determined to be (N), the routine proceeds to step 202, where the flag is reset, then the routine proceeds to step 206, and the switching operation control is executed according to the flowchart shown in FIG. This will be described later.

【0044】ステップ200においてフラグがリセット
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2の運転状態IIにあるときにはステップ204
に進んで要求トルクLが第2の境界Y(N)よりも小さ
くなった(L<Y(N))か否かが判別される。
When it is determined in step 200 that the flag is reset, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the second operating state II, step 204
Then, it is determined whether the required torque L has become smaller than the second boundary Y (N) (L <Y (N)).

【0045】ステップ204においてL≧Y(N)であ
ると判別されたときにはステップ207に進んで第2の
燃焼を行うための運転制御IIが実行される。すなわちス
テップ203ではスロットル弁21の目標開度STが算
出され、スロットル弁21の開度がこの目標開度STと
され、次いでEGR制御弁29の目標開度SEが算出さ
れ、EGR制御弁29の開度がこの目標開度SEとさ
れ、次いで目標空燃比A/Fが算出され、空燃比が目標
空燃比A/Fとなるように目標燃料噴射量Qが算出さ
れ、次いで目標噴射開始時期θSが算出され、最後にこ
の目標噴射開始時期θSにおいて目標燃料噴射量Qの燃
料が燃料噴射弁6から噴射される。
When it is judged at step 204 that L ≧ Y (N), the routine proceeds to step 207, where the operation control II for performing the second combustion is executed. That is, in step 203, the target opening degree ST of the throttle valve 21 is calculated, the opening degree of the throttle valve 21 is set to this target opening degree ST, then the target opening degree SE of the EGR control valve 29 is calculated, and the target opening degree SE of the EGR control valve 29 is calculated. The opening is set to this target opening SE, then the target air-fuel ratio A / F is calculated, the target fuel injection amount Q is calculated so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / F, and then the target injection start timing θS. Is calculated, and finally the fuel of the target fuel injection amount Q is injected from the fuel injection valve 6 at the target injection start timing θS.

【0046】一方、ステップ204においてL<Y
(N)であると判別されたときにはステップ205に進
んでフラグがセットされ、次いでステップ203に進ん
で運転制御Iが実行される。
On the other hand, in step 204, L <Y
When it is determined to be (N), the routine proceeds to step 205, where the flag is set, then the routine proceeds to step 203, where the operation control I is executed.

【0047】次に図9を参照して切換時運転制御につい
て説明する。図9のフローチャートでは始めにステップ
300において吸気量Gaが読み込まれる。次いでステ
ップ301において吸気量Gaが略目標吸気量TGaと
なっている(Ga≒TGa)か否かが判別される。ステ
ップ301においてGa≒TGaとなっていると判別さ
れたときにはそのまま処理が終了する。この場合には図
8のルーチンはステップ200,204を経由してステ
ップ207に進むので第2の運転制御IIが実行されるこ
ととなる。
Next, the switching operation control will be described with reference to FIG. In the flowchart of FIG. 9, first, at step 300, the intake air amount Ga is read. Next, at step 301, it is judged if the intake air amount Ga is substantially the target intake air amount TGa (Ga≈TGa). When it is determined in step 301 that Ga≈TGa, the processing ends. In this case, the routine of FIG. 8 proceeds to step 207 via steps 200 and 204, so that the second operation control II is executed.

【0048】一方、ステップ301においてGa≒TG
aとなっていないと判別されたときにはステップ302
に進んで第3の運転制御IIIが実行される。すなわちス
ロットル弁21の目標開度ST、およびEGR制御弁2
9の目標開度SEが第2の運転制御IIに従って算出さ
れ、スロットル弁21の開度が目標開度STとされ、E
GR制御弁29の開度が目標開度とされ、さらに目標燃
料噴射開始時期θSが第2の運転制御IIに従って算出さ
れ、目標燃料噴射量Qが機関燃焼が第1の燃焼から第2
の燃焼に切り換えられる直前における燃料噴射量よりも
少ない量Qbに設定され、目標燃料噴射開始時期θSに
おいて上記少ない量Qbの燃料が燃料噴射弁6から噴射
される。
On the other hand, in step 301, Ga≈TG
If it is determined that the value is not a, step 302
And the third operation control III is executed. That is, the target opening degree ST of the throttle valve 21 and the EGR control valve 2
The target opening degree SE of 9 is calculated according to the second operation control II, and the opening degree of the throttle valve 21 is set to the target opening degree ST.
The opening degree of the GR control valve 29 is set to the target opening degree, the target fuel injection start timing θS is calculated according to the second operation control II, and the target fuel injection amount Q is the engine combustion from the first combustion to the second combustion.
Is set to a quantity Qb which is smaller than the fuel injection quantity immediately before the combustion is switched to combustion, and the small quantity Qb of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at the target fuel injection start timing θS.

【0049】次いでステップ303に進んでフラグがセ
ットされる。この場合には図8のルーチンはステップ2
00,201,202を経由してステップ206に進む
ので図9のステップ301においてGa≒TGaと判別
されるまで第3の運転制御IIIが実行されることとな
る。
Next, the routine proceeds to step 303, where the flag is set. In this case, the routine of FIG.
Since the process proceeds to step 206 via 00, 201 and 202, the third operation control III is executed until it is determined that Ga≈TGa in step 301 of FIG.

【0050】最後に第1の燃焼と第2の燃焼について詳
細に説明する。図10は機関低負荷運転時にスロットル
弁21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10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10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。
Finally, the first combustion and the second combustion will be described in detail. FIG. 10 shows changes in output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 10) is changed by changing the opening degree of the throttle valve 21 and the EGR rate during engine low load operation, and smoke, HC, An example of an experiment showing changes in CO and NOx emissions is shown. As can be seen from FIG. 10, in this experimental example, the EGR rate increases as the air-fuel ratio A / F decreases, and when the air-fuel ratio is equal to or less than the theoretical air-fuel ratio (≈14.6), the EGR rate is 65% or more.

【0051】図10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
40パーセント付近となり空燃比A/Fが30程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次いで
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
NOx の発生量がかなり低くなる。一方、このときH
C,COの発生量は増大し始める。
As shown in FIG. 10, when the air-fuel ratio A / F is reduced by increasing the EGR rate, the EGR rate becomes around 40%, and when the air-fuel ratio A / F becomes about 30, smoke is generated. The amount of generation begins to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke sharply decreases this time, the EGR rate is increased to 65% or more, and the smoke becomes almost zero when the air-fuel ratio A / F is around 15.0. . That is, soot is hardly generated. At this time, the output torque of the engine is slightly reduced, and the amount of NOx generated is considerably reduced. On the other hand, at this time H
The amount of C and CO generation starts to increase.

【0052】図11(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11(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11(A)と図11
(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11(B)に示した場合はスモークの発
生量が多い図11(A)に示した場合に比べて燃焼圧が
低いことがわかる。
FIG. 11 (A) shows the change in combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 21 and the amount of smoke generated is the largest, and FIG. 11 (B) shows the air-fuel ratio A / F. F is 18
The graph shows the change in combustion pressure in the combustion chamber 5 when the amount of smoke generated is near zero. FIG. 11A and FIG.
As can be seen by comparing with (B), the combustion pressure in the case shown in FIG. 11 (B) in which the smoke generation amount is almost zero is larger than that in the case in which the smoke generation amount is large in FIG. 11 (A). It turns out that is low.

【0053】図10および図11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1に空燃比A/Fが
15.0以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図
10に示したようにNOx の発生量がかなり低下する。
NOx 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11からも言
える。すなわち煤がほとんど発生していない図11
(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。
From the experimental results shown in FIGS. 10 and 11, the following can be said. That is, first, when the air-fuel ratio A / F is 15.0 or less and the amount of smoke generated is almost zero, the amount of NOx generated is considerably reduced as shown in FIG.
A decrease in the amount of NOx generated 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 almost no soot is generated. . The same can be said from FIG. That is, soot is hardly generated in FIG.
In the state shown in (B), the combustion pressure is low, and therefore the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low at this time.

【0054】第2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10に示したようにHCおよび
COの排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで
成長せずに排出されることを意味している。すなわち燃
料中に含まれる図12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12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10に示したように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 smoke produced, that is, the amount of soot produced, becomes almost zero, the amounts of HC and CO discharged increase as shown in FIG. This means that hydrocarbons are discharged without growing to soot. That is, the linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 12 are thermally decomposed to form soot precursors when the temperature is raised in a state of oxygen deficiency, and then mainly carbon is formed. Soot is produced that is made up of solids of atoms. In this case, the actual soot formation process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor will take, but in any case, the hydrocarbon as shown in FIG. After that, it will grow to soot. Therefore, as described above, when the soot generation amount becomes almost zero, the HC and CO emission amounts increase as shown in FIG. 10, but at this time, the HC is a soot precursor or a hydrocarbon in the state before it. .

【0055】図10および図11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. 10 and 11, the soot generation amount becomes almost zero when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, and at this time, the soot precursor or the soot precursor. The hydrocarbons in this state are discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this fact, when the temperature of the fuel in the combustion chamber 5 and the gas around it is below a certain temperature, the soot growth process stops halfway, that is, soot is generated. It was found that soot was not generated at all and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 reached a certain temperature or higher.

【0056】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の
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。
By the way, the temperature of the fuel and its surroundings when the hydrocarbon production process stops 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. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the amount of NOx produced, so this certain temperature can be defined to some extent from the amount of NOx produced. it can. Ie E
As the GR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas surrounding it decrease, and the amount of NOx generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the NOx generation amount becomes around 10 p.pm or less. Therefore, the above-mentioned certain temperature is almost the same as the temperature when the amount of NOx generated becomes about 10 p.pm or less.

【0057】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 is produced, this soot cannot be purified by post-treatment with 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 post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. Considering the post-treatment with a catalyst having an oxidizing function in this way, hydrocarbons are discharged from the combustion chamber 5 in the state of soot precursor or in the state before it, or
Alternatively, there is an extremely large difference in whether or not the soot is discharged from the combustion chamber 5. The new combustion system employed in the present invention allows hydrocarbons to be discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot precursors or in the pre-existing state without producing soot in the combustion chamber 5. The core is to oxidize with a catalyst having an oxidizing function.

【0058】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室5内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料およ
びその周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際
の燃料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響するこ
とが判明している。
Now, in order to stop the growth of hydrocarbons before the soot is generated, the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 during combustion is set to a temperature lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it, the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect.

【0059】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, when only air exists around the fuel, the evaporated fuel immediately reacts with oxygen in the air and burns. In this case, the temperature of the air separated from the fuel does not rise so much, and only the temperature around the fuel locally becomes extremely high. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature locally becomes extremely high, the unburned hydrocarbons that have received this heat of combustion will generate soot.

【0060】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, the situation is slightly different when the fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air.
In this case, the evaporated fuel diffuses into the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas, so that the combustion temperature does not rise so much. That is, the combustion temperature can be kept low. That is, the presence of the inert gas plays an important role in suppressing the combustion temperature, and the combustion temperature can be suppressed low by the endothermic action of the inert gas.

【0061】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 gas around it to a temperature lower than the temperature at which soot is generated, an amount of inert gas sufficient to absorb the amount of heat required to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas also increases accordingly. In this case, the larger the specific heat of the inert gas, the stronger the endothermic action, and therefore the inert gas is preferably a gas having a large specific heat. In this respect, since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heat, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas.

【0062】図13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13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. 13 shows the relationship between the EGR rate and smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 13, the curve A shows the case where the EGR gas is strongly cooled to maintain the EGR gas temperature at about 90 ° C., and the curve B shows the case where the EGR gas is cooled with a small cooling device. Curve C shows the case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0063】図13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。
As shown by the curve A in FIG. 13, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation amount peaks when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate is almost 55. Almost no soot is generated if the percentage is exceeded.

【0064】一方、図13の曲線Bで示したようにEG
Rガスを少し冷却した場合にはEGR率が50パーセン
トよりも少し高いところで煤の発生量がピークとなり、
この場合にはEGR率をほぼ65パーセント以上にすれ
ば煤がほとんど発生しなくなる。
On the other hand, as shown by the curve B in FIG.
When the R gas is slightly cooled, the soot generation peaks when the EGR rate is slightly higher than 50%,
In this case, if the EGR rate is set to about 65% or more, soot is hardly generated.

【0065】また図13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。
As shown by the curve C in FIG. 13, the EGR
When the gas is not forcibly cooled, the EGR rate is 55
The amount of soot generated reaches a peak in the vicinity of the percentage, and in this case, if the EGR rate is set to approximately 70% or more, the soot hardly occurs.

【0066】なお図13は機関トルクが比較的高いとき
のスモークの発生量を示しており、機関トルクが小さく
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EG
R率の下限はEGRガスの冷却度合や機関トルクに応じ
て変化する。
FIG. 13 shows the amount of smoke generated when the engine torque is relatively high. When the engine torque becomes small, the EGR rate at which the amount of soot generated reaches a peak decreases slightly, and soot hardly occurs. The lower limit of the EGR rate also decreases slightly. In this way, soot is hardly generated EG
The lower limit of the R ratio changes depending on the cooling degree of EGR gas and the engine torque.

【0067】図14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14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。また横軸は要求トルクを示して
いる。
FIG. 14 shows a mixture of EGR gas and air which is necessary to bring the temperature of the fuel and its surrounding gas at the time of combustion to a temperature lower than the temperature at which soot is produced when EGR gas is used as the inert gas. The amount of gas, the ratio of air in this mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in this mixed gas are shown. In FIG. 14, the vertical axis represents the total amount of intake gas drawn into the combustion chamber 5, and 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 represents the required torque.

【0068】図14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14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14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EGRガス量を示している。このEGRガス量はE
GR率で表すとほぼ55パーセント以上であり、図14
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14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E
GRガス量との割合を図14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. 14, the ratio of air, that is, the amount of air in the mixed gas, shows the amount of air required to completely burn the injected fuel. That is, in the case shown in FIG. 14, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 14, the ratio of the EGR gas, that is, the amount of the EGR gas in the mixed gas makes the temperature of the fuel and its surrounding gas lower than the temperature at which soot is formed when the injected fuel is burned. The minimum required EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is E
The GR rate is approximately 55% or more, and the graph of FIG.
In the example shown in FIG. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is indicated by a solid line X in FIG. 14, and the air amount and E
When the ratio with respect to the GR gas amount is set to the ratio shown in FIG. 14, the temperature of the fuel and the gas around it becomes lower than the temperature at which soot is generated, so that soot is not generated at all. The amount of NOx generated at this time is around 10 p.pm,
Or less, and therefore the amount of NOx generated is extremely small.

【0069】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14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ガス量は要求トルクが高くなるにつ
れて増大する必要がある。
When the fuel injection amount increases, the amount of heat generated when the fuel burns increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, heat generated by the EGR gas is used. The amount of absorption must be increased. Therefore, as shown in FIG. 14, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount is increased. That is, the EGR gas amount needs to increase as the required torque increases.

【0070】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14において要求トルクがLo よりも
大きい領域では要求トルク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
い場合に要求トルクが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トル
クが高くなるにつれてEGR率が低下し、斯くして要求
トルクが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。
By the way, 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. 14, the required torque is larger in the region where the required torque is larger than Lo. EGR as it gets bigger
The air-fuel ratio cannot be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio unless the gas ratio is reduced. In other words, if the air-fuel ratio is to be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio in the region where the required torque is larger than Lo when supercharging is not performed, the EGR rate decreases as the required torque increases, thus In the region where the required torque is larger than Lo, the temperature of the fuel and the gas around it cannot be maintained below the temperature at which soot is generated.

【0071】ところが図1に示したようにEGR通路2
7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の吸気ダクト17内にEGRガスを再循環させ
ると要求トルクが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。すなわち吸気ダクト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1
6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。要求トルクが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29が全開せしめられる、スロッ
トル弁21が若干閉弁せしめられる。
However, as shown in FIG. 1, the EGR passage 2
When the EGR gas is recirculated to the inlet side of the supercharger, that is, in the intake duct 17 of the exhaust turbocharger 15 via 7, the EGR is performed in a region where the required torque is larger than Lo.
The rate can be maintained above 55 percent, for example 70 percent, thus maintaining the fuel and surrounding gas temperatures below the temperature at which soot is produced. That is, if the EGR gas is recirculated so that the EGR rate in the intake duct 17 becomes, for example, 70%, the compressor 1 of the exhaust turbocharger 15
The EGR rate of the intake gas boosted by 6 also becomes 70%, and thus, 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 up to the limit at which the compressor 16 can boost the pressure. . Therefore, the operating range of the engine capable of producing the low temperature combustion can be expanded. Required torque is Lo
When the EGR rate is 55% or more in a larger region, the EGR control valve 29 is fully opened and the throttle valve 21 is slightly closed.

【0072】前述したように図14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14
に示した空気量よりも少なくしても、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14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. 14 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio.
The amount of NOx can be reduced to around 10 p.pm or less while preventing the generation of soot even if the amount of air is less than the amount shown in the table, that is, even if the air-fuel ratio is rich. Even if the amount of air is larger than that shown in 14, that is, even if the average value of the air-fuel ratio is lean from 17 to 18, the amount of NOx generated should be around 10 p.pm or less while preventing the generation of soot. You can

【0073】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 excessive fuel does not grow to soot, and soot is generated. Absent. At this time, NOx is also generated in an extremely small amount. On the other hand, when the average air-fuel ratio is lean, or even when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature becomes high, but in the present invention the combustion temperature is suppressed to a low temperature, soot Not generated at all. Further NOx
Also produces only a very small amount.

【0074】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。
When low temperature combustion is performed in this manner, 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. Not generated, and the amount of NOx generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time.

【0075】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1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2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1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
2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 gas around it during combustion in the combustion chamber can be suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway only when the engine is operating at a low load, where the calorific value of combustion is relatively small. To be Therefore, in the embodiment according to the present invention, during low load operation in the engine, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, low temperature combustion is performed. In addition, the second combustion, that is, the combustion normally performed from the conventional one is performed during the engine high load operation. It should be noted that the first combustion, that is, low-temperature combustion, is clear here from the above description that the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot is peaked, and soot is hardly generated. The term "combustion" means the second combustion, that is, combustion that is more commonly performed than before, and that the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas at which the amount of soot generated peaks. Say

【0076】図15は第1の燃焼、すなわち低温燃焼が
行われる第1の運転領域Iと、第2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2の運転領域IIと
を示している。なお図15において縦軸TQは要求トル
クを示しており、横軸Nは機関回転数を示している。ま
た図15においてX(N)は第1の運転領域Iと第2の
運転領域IIとを分ける第1の境界を示しており、Y
(N)は第1の運転領域Iと第2の運転領域IIとを分け
る第2の境界を示している。第1の運転領域Iから第2
の運転領域IIへの運転領域の変化判断は第1の境界X
(N)に基づいて行われ、第2の運転領域IIから第1の
運転領域Iへの運転領域の変化判断は第2の境界Y
(N)に基づいて行われる。
FIG. 15 shows the first operating region I where the first combustion, that is, the low temperature combustion is performed, and the second operating region II where the second combustion, that is, the combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 15, the vertical axis TQ shows the required torque, and the horizontal axis N shows the engine speed. Further, in FIG. 15, X (N) indicates a first boundary dividing the first operating region I and the second operating region II, and Y (N)
(N) indicates a second boundary that divides the first operating region I and the second operating region II. From the first operating region I to the second
The first boundary X is used to judge the change of the operating range to the operating range II of
Based on (N), the change judgment of the operating range from the second operating range II to the first operating range I is performed on the second boundary Y.
It is performed based on (N).

【0077】すなわち機関の運転状態が第1の運転領域
Iにあって低温燃焼が行われているときに要求トルクT
Qが機関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を越
えると運転領域が第2の運転領域IIに移ったと判断さ
れ、従来の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求
トルクTQが機関回転数Nの関数である第2の境界Y
(N)よりも低くなると運転領域が第1の運転領域Iに
移ったと判断され、再び低温燃焼が行われる。
That is, when the engine operating condition is in the first operating region I and low temperature combustion is performed, the required torque T
When Q exceeds the first boundary X (N) which is a function of the engine speed N, it is determined that the operating region has moved to the second operating region II, and combustion is performed by the conventional combustion method. Next, the required torque TQ is the second boundary Y which is a function of the engine speed N.
When it becomes lower than (N), it is determined that the operating region has moved to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.

【0078】このように第1の境界X(N)と第1の境
界X(N)よりも低トルク側の第2の境界Y(N)との
二つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第1の
理由は、第2の運転領域IIの高トルク側では比較的燃焼
温度が高く、このとき要求トルクTQが第1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。すなわち要求トルクTQがかなり低くな
ったとき、すなわち第2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2の理由は第1の運転領域Iと第2の運転領域
IIとの間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設け
るためである。
In this way, the two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the side of lower torque than the first boundary X (N) are provided as follows. For one reason. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high torque side of the second operating region II, and at this time the required torque TQ is the first boundary X.
This is because even if the temperature becomes lower than (N), low temperature combustion cannot be performed immediately. That is, the low temperature combustion is not started immediately unless the required torque TQ becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is the first operating region I and the second operating region.
This is to provide a hysteresis with respect to a change in the operating area between the II and II.

【0079】なお、機関の運転領域が第1の運転領域I
にあって低温燃焼が行われているときには煤はほとんど
発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体またはそ
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
有する触媒により良好に酸化せしめられる。したがって
パティキュレートフィルタ24に酸化触媒、例えばNO
x 吸収剤を担持させ、未燃炭化水素を酸化除去すること
が好ましい。
The engine operating region is the first operating region I.
Therefore, soot is hardly generated when the low temperature combustion is performed, and instead, unburned hydrocarbons are discharged from the combustion chamber 5 in the form of the soot precursor or the state before it. At this time, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 are satisfactorily oxidized by the catalyst having an oxidizing function. Therefore, the particulate filter 24 has an oxidation catalyst such as NO.
x It is preferable to carry an absorbent to oxidize and remove unburned hydrocarbons.

【0080】NOx 吸収剤は燃焼室5内における平均空
燃比がリーンのときにNOx を吸収し、燃焼室5内にお
ける平均空燃比がリッチになるとNOx を放出する機能
を有する。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Csのようなアルカリ金属、バ
リウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ラ
ンタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれ
た少なくとも一つと、白金Ptのような貴金属とが担持
されている。
The NOx absorbent has a function of absorbing NOx when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean, and releasing NOx when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich. This NOx absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium Na,
At least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. ing.

【0081】次に図16を参照しつつ第1の運転領域I
および第2の運転領域IIにおける運転制御について概略
的に説明する。図16は要求トルクTQに対するスロッ
トル弁21の開度、EGR制御弁29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1
6に示したように要求トルクTQの低い第1の運転領域
Iではスロットル弁21の開度は要求トルクTQ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29の開度は要求トルクT
Q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16に示した例では第1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。
Next, referring to FIG. 16, the first operating region I
The operation control in the second operation area II will be briefly described. FIG. 16 shows the opening of the throttle valve 21, the opening of the EGR control valve 29, the EGR with respect to the required torque TQ.
The ratio, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount are shown. Figure 1
As shown in FIG. 6, in the first operating region I where the required torque TQ is low, the opening degree of the throttle valve 21 is gradually increased from near full close to about 2/3 opening degree as the required torque TQ increases, and the EGR The opening degree of the control valve 29 is the required torque T
As Q increases, it is gradually increased from near fully closed to fully open. Further, in the example shown in FIG. 16, the EGR rate is approximately 70% in the first operating region I,
The air-fuel ratio is considered to be slightly lean.

【0082】言い換えると第1の運転領域IではEGR
率がほぼ70パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁21の
開度およびEGR制御弁29の開度が制御される。また
第1の運転領域Iでは圧縮上死点TDC前に燃料噴射が
行われる。この場合、噴射開始時期θSは要求トルクL
が高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期θEも噴射
開始時期θSが遅くなるにつれて遅くなる。
In other words, in the first operating region I, EGR
The opening of the throttle valve 21 and the opening of the EGR control valve 29 are controlled so that the ratio becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio which is slightly lean. In the first operating region I, fuel injection is performed before the compression top dead center TDC. In this case, the injection start timing θS is the required torque L
Becomes higher and the injection completion timing θE becomes later as the injection start timing θS becomes later.

【0083】なおアイドリング運転時にはスロットル弁
21は全閉近くまで閉弁され、このときEGR制御弁2
9も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁21
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21が全閉近くまで閉弁せしめられる。
During idling operation, the throttle valve 21 is closed until it is almost fully closed. At this time, the EGR control valve 2
9 is also closed to near full closure. Throttle valve 21
When the valve is closed to near full closure, the pressure in the combustion chamber 5 at the beginning of compression becomes low, and the compression pressure becomes small. When the compression pressure becomes small, the compression work by the piston 4 becomes small, so that the vibration of the engine body 1 becomes small. That is, in idling operation, the throttle valve 21 is closed to close the throttle valve 21 in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0084】一方、機関の運転状態が第1の運転領域I
から第2の運転領域IIに変わるとスロットル弁21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16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E
GR率範囲(図13参照)を飛び越えるので機関の運転
状態が第1の運転領域Iから第2の運転領域IIに変わる
ときに多量のスモークが発生することがない。
On the other hand, the operating condition of the engine is the first operating region I.
When changing from the second operating range II to the second operating range II, the opening degree of the throttle valve 21 is increased stepwise from about 2/3 opening degree toward the full opening direction. At this time, in the example shown in FIG. 16, the EGR rate is reduced stepwise from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased stepwise. That is, the EGR rate causes a large amount of smoke E
Since the GR rate range is skipped (see FIG. 13), a large amount of smoke does not occur when the operating state of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II.

【0085】第2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2の運転領域IIではスロット
ル弁21は一部を除いて全開状態に保持され、EGR制
御弁29の開度は要求トルク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率は要求トル
クTQが高くなるほど低くなり、空燃比は要求トルクT
Qが高くなるほど小さくなる。ただし空燃比は要求トル
クTQが高くなってもリーン空燃比とされる。また第2
の運転領域IIでは噴射開始時期θSは圧縮上死点TDC
付近とされる。
In the second operating region II, the conventional combustion is performed. In the second operating region II, the throttle valve 21 is kept fully open except for a part, and the opening degree of the EGR control valve 29 is gradually reduced as the required torque L increases. Further, in this operating region II, the EGR rate becomes lower as the required torque TQ becomes higher, and the air-fuel ratio becomes equal to the required torque TQ.
It becomes smaller as Q becomes higher. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even if the required torque TQ becomes high. The second
In the operating region II of, the injection start timing θS is the compression top dead center TDC.
It is said to be in the vicinity.

【0086】図17は第1の運転領域Iにおける目標空
燃比A/Fを示している。図17において、A/F=1
5.5,A/F=16,A/F=17,A/F=18で
示される各曲線は夫々空燃比が15.5,16,17,
18であるときを示しており、各曲線間の空燃比は比例
配分により定められる。図17に示したように第1の運
転領域Iでは空燃比がリーンとなっており、さらに第1
の運転領域Iでは要求トルクTQが低くなるほど目標空
燃比A/Fがリーンとされる。
FIG. 17 shows the target air-fuel ratio A / F in the first operating region I. In FIG. 17, A / F = 1
The respective curves shown by 5.5, A / F = 16, A / F = 17, A / F = 18 have air-fuel ratios of 15.5, 16, 17,
18 is shown, and the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 17, the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and
In the operating region I, the target air-fuel ratio A / F becomes leaner as the required torque TQ becomes lower.

【0087】すなわち要求トルクTQが低くなるほど燃
焼による発熱量が少なくなる。したがって要求トルクT
Q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17に示したように要求トルクT
Q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
に本発明の実施例では要求トルクTQが低くなるにつれ
て目標空燃比A/Fが大きくされる。
That is, the lower the required torque TQ, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, the required torque T
As the Q becomes lower, the low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is lowered. When the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio increases, so that the required torque T as shown in FIG.
The target air-fuel ratio A / F is increased as Q decreases. The fuel consumption rate increases as the target air-fuel ratio A / F increases, and therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment of the present invention, the target air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ decreases. .

【0088】第1の運転領域Iにおける燃料噴射量Qは
図18(A)に示したように要求トルクTQおよび機関
回転数Nの関数としてマップの形で予めROM52内に
記憶されており、第1の運転領域Iにおける噴射開始時
期θSは図18(B)に示したように要求トルクTQお
よび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
52に記憶されている。
The fuel injection amount Q in the first operation region I is stored in advance in the ROM 52 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG. As shown in FIG. 18 (B), the injection start timing θS in the operating region I of No. 1 is a ROM in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
Stored in 52.

【0089】また空燃比を機関の運転状態に応じた図1
7に示した目標空燃比A/Fとし且つEGR率を機関の
運転状態に応じた目標EGR率とするのに必要なスロッ
トル弁21の目標開度STが図19(A)に示したよう
に要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数としてマッ
プの形で予めROM52内に記憶されており、空燃比を
機関の運転状態に応じた図17に示した目標空燃比A/
Fとし且つEGR率を機関の運転状態に応じた目標EG
R率とするのに必要なEGR制御弁29の目標開度SE
が図19(B)に示したように要求トルクTQおよび機
関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM52内
に記憶されている。
FIG. 1 shows the air-fuel ratio according to the operating condition of the engine.
The target opening degree ST of the throttle valve 21 required to set the target air-fuel ratio A / F shown in 7 and the EGR rate to the target EGR rate according to the operating state of the engine is as shown in FIG. 19 (A). The map is pre-stored in the ROM 52 as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and the air-fuel ratio is the target air-fuel ratio A / shown in FIG. 17 according to the operating state of the engine.
F and set the EGR rate to the target EG according to the operating state of the engine.
The target opening degree SE of the EGR control valve 29 required to obtain the R rate
Is stored in advance in the ROM 52 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG.

【0090】図20は第2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20においてA/F=24,A
/F=35,A/F=45,A/F=60で示した各曲
線は夫々空燃比24,35,45,60を示している。
FIG. 20 shows the target air-fuel ratio A / when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed.
F is shown. Note that in FIG. 20, A / F = 24, A
The curves shown by / F = 35, A / F = 45, A / F = 60 show the air-fuel ratios of 24, 35, 45 and 60, respectively.

【0091】第2の燃焼が行われるときの目標燃料噴射
量Qは図21(A)に示されるように要求トルクTQお
よび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
52内に記憶されており、第2の燃焼が行われるときの
目標噴射開始時期θSは図21(B)に示されるように
要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数としてマップ
の形で予めROM52内に記憶されている。
The target fuel injection amount Q when the second combustion is performed is stored in advance in the form of a map in the form of a ROM as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG.
The target injection start timing θS when the second combustion is performed is stored in the ROM 52 and is stored in the ROM 52 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG. It is stored in.

【0092】また空燃比を機関の運転状態に応じた図2
0に示した目標空燃比A/Fとし且つEGR率を機関の
運転状態に応じた目標EGR率とするのに必要なスロッ
トル弁21の目標開度STが図22(A)に示したよう
に要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数としてマッ
プの形で予めROM52内に記憶されており、空燃比を
機関の運転状態に応じた図20に示した目標空燃比A/
Fとし且つEGR率を機関の運転状態に応じた目標EG
R率とするのに必要なEGR制御弁29の目標開度SE
が図22(B)に示したように要求トルクTQおよび機
関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM52内
に記憶されている。
FIG. 2 shows the air-fuel ratio according to the operating state of the engine.
The target opening degree ST of the throttle valve 21 required to set the target air-fuel ratio A / F shown in 0 and the EGR rate to the target EGR rate according to the operating state of the engine is as shown in FIG. 22 (A). The map is pre-stored in the ROM 52 as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and the air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio A / shown in FIG. 20 according to the operating state of the engine.
F and set the EGR rate to the target EG according to the operating state of the engine.
The target opening degree SE of the EGR control valve 29 required to obtain the R rate
Is stored in advance in the ROM 52 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明によれば機関燃焼が第1の燃焼か
ら第2の燃焼に切り換えられたときには燃料供給量が要
求トルクを出力するために必要な量よりも少なくされ
る。機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換えら
れたときには吸気量を増大させるべく内燃機関は制御さ
れるが実際には吸気量が目標の吸気量に達するまでには
時間がかかる。したがって本発明のように機関燃焼が第
1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられたときの燃料供
給量が要求トルクを出力するために必要な量よりも少な
くされれば実際の吸気量に対して燃料が過剰となること
はないので煤の発生量が少なく抑えられる。
According to the present invention, when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the fuel supply amount is made smaller than the amount required to output the required torque. When the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the internal combustion engine is controlled to increase the intake amount, but actually it takes time for the intake amount to reach the target intake amount. Therefore, if the fuel supply amount when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion as in the present invention is made smaller than the amount required to output the required torque, the actual intake amount Therefore, the amount of soot generated can be suppressed to a low level because the fuel is not excessive.

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

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

【図2】機関本体の側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of an engine body.

【図3】要求トルクを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a required torque.

【図4】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体図
である。
FIG. 4 is an overall view showing another embodiment of a compression ignition type internal combustion engine.

【図5】加減速処理を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart for performing acceleration / deceleration processing.

【図6】電気モータが発生すべき出力トルクを示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing output torque to be generated by the electric motor.

【図7】本実施例の切換時運転制御を説明するためのタ
イムチャートである。
FIG. 7 is a time chart for explaining the switching operation control of the present embodiment.

【図8】本実施例の運転制御を実行するためのフローチ
ャートである。
FIG. 8 is a flowchart for executing the operation control of this embodiment.

【図9】本実施例の切換時運転制御を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for executing switching operation control according to the present embodiment.

【図10】スモークおよびNOxの発生量等を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing amounts of smoke and NOx generated, and the like.

【図11】燃焼圧を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a combustion pressure.

【図12】燃料分子を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fuel molecule.

【図13】スモークの発生量とEGR率との関係を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the amount of smoke generated and the EGR rate.

【図14】燃料噴射量と混合ガス量との関係を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a fuel injection amount and a mixed gas amount.

【図15】第1の運転領域Iおよび第2の運転領域IIを
示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a first operating region I and a second operating region II.

【図16】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an opening degree of a throttle valve and the like.

【図17】第1の運転領域Iにおける空燃比を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing an air-fuel ratio in a first operating region I.

【図18】燃料噴射量等のマップを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a map of a fuel injection amount and the like.

【図19】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 19 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve or the like.

【図20】第2の運転領域IIにおける空燃比を示す図で
ある。
FIG. 20 is a diagram showing an air-fuel ratio in a second operating region II.

【図21】燃料噴射量等のマップを示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a map of fuel injection amount and the like.

【図22】スロットル弁等の目標開度を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a target opening of a throttle valve or the like.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…燃料噴射弁 21…スロットル弁 24…パティキュレートフィルタ 29…EGR制御弁 37…電気モータ 6 ... Fuel injection valve 21 ... Throttle valve 24 ... Particulate filter 29 ... EGR control valve 37 ... Electric motor

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570D 570J (72)発明者 村田 宏樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 EA10 FA08 3G093 AA01 AA05 AB01 BA20 DB23 EA02 EA05 EA06 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 KA11 LA01 LB11 MA11 ND01 PA11A PB03A PD15A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570D 570J (72) Inventor Hiroki Murata 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota F-term within Automobile Co., Ltd. (reference) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 EA10 FA08 3G093 AA01 AA05 AB01 BA20 DB23 EA02 EA05 EA06 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 KA11 LA01 LB11 MA11 ND01 PA11A PB03A PD15A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼室内に供給される吸気量に対応して
燃焼室内に供給される燃料供給量が制御され、吸気量が
多いと燃料供給量が多くされる内燃機関において、機関
要求トルクを出力するために機関要求トルクに応じて、
吸気量が予め定められた吸気量よりも少なく且つ燃料供
給量が予め定められた燃料供給量よりも少ない第1の燃
焼と、吸気量が上記予め定められた吸気量よりも多く且
つ燃料供給量が上記予め定められた燃料供給量よりも多
い第2の燃焼とを切り換えるための切換手段を具備し、
機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り換えられる
直前の燃料供給量と、機関燃焼が第2の燃焼から第1の
燃焼に切り換えられる直前の燃料供給量との間に非連続
性がある内燃機関の制御装置において、機関燃焼が第1
の燃焼から第2の燃焼に切り換えられたときには燃料供
給量が機関要求トルクを出力するために必要な量よりも
少なくされることを特徴とする内燃機関の制御装置。
1. An internal combustion engine in which the fuel supply amount supplied to the combustion chamber is controlled corresponding to the intake air amount supplied to the combustion chamber and the fuel supply amount is increased when the intake amount is large, Depending on the engine required torque to output
First combustion in which the intake air amount is less than a predetermined intake air amount and the fuel supply amount is less than the predetermined fuel supply amount, and the intake air amount is more than the predetermined intake air amount and the fuel supply amount Further comprises switching means for switching between the second combustion in which the fuel supply amount is larger than the predetermined fuel supply amount,
There is a discontinuity between the fuel supply amount immediately before the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion and the fuel supply amount immediately before the engine combustion is switched from the second combustion to the first combustion. In a control device for an internal combustion engine, engine combustion is the first
The control device for an internal combustion engine, wherein the fuel supply amount is made smaller than the amount required to output the engine required torque when the combustion is switched to the second combustion.
【請求項2】 燃焼室内に供給される不活性ガスの量を
増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達
する内燃機関において、煤の発生量がピークとなる不活
性ガスの量よりも燃焼室内に供給される不活性ガスの量
が多くされる第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなる
不活性ガスの量よりも燃焼室内に供給される不活性ガス
の量が少なくされる第2の燃焼とを切り換えるための切
換手段と、機関要求トルクが出力されるように燃焼室内
に供給される燃料の量を制御するための燃料噴射量制御
手段とを具備する内燃機関の制御装置において、第2の
燃焼により出力されるトルクが第1の燃焼により出力さ
れるトルクよりも大きく、機関燃焼が第1の燃焼から第
2の燃焼に切り換えられたときには燃料供給量が機関要
求トルクを出力するために必要な量よりも少なくされる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. In an internal combustion engine, the soot generation amount gradually increases and reaches a peak as the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is increased. The amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of the first combustion, and the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of the inert gas at which the amount of soot is peaked. The internal combustion engine is provided with a switching unit for switching between the second combustion in which the fuel consumption is reduced and a fuel injection amount control unit for controlling the amount of fuel supplied to the combustion chamber so that the engine required torque is output. In the engine control device, the torque output by the second combustion is larger than the torque output by the first combustion, and the fuel supply amount is changed when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion. Output engine required torque The control device for an internal combustion engine is characterized in that the amount is made smaller than that necessary for the purpose.
【請求項3】 内燃機関の出力トルクを補助するための
補助トルクを生成するための補助トルク生成手段をさら
に具備し、機関燃焼が第1の燃焼から第2の燃焼に切り
換えられたときには機関要求トルクが出力されるように
上記補助トルク生成手段が内燃機関の出力トルクを補助
するための補助トルクを生成することを特徴とする請求
項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
3. An engine torque request is further provided for generating an auxiliary torque for assisting the output torque of the internal combustion engine, and when the engine combustion is switched from the first combustion to the second combustion, the engine request is generated. 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the auxiliary torque generating means generates an auxiliary torque for assisting the output torque of the internal combustion engine so that the torque is output.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012022A1 (en) 2003-07-31 2005-02-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method and an apparatus for controlling a diesel hybrid vehicle

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