JP2005113703A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of preventing purifying of exhaust gas from becoming insufficient due to lowering of temperature of an exhaust emission control device including a catalyst after the engine is restarted, in the case of the engine being temporarily stopped by economic running control or hybrid control. <P>SOLUTION: In this internal combustion engine, when the amount of inactive gas inside a combustion chamber is increased, the generated amount of soot increases and reaches its peak. The exhaust emission control device including the catalyst having an oxidation function is positioned in the engine exhaust passage. Before the engine is temporarily stopped, an operating mode is performed wherein the generated amount of substances, which causes an exothermic reaction in the exhaust emission control device, increases. The substances generating exothermic reaction are unburned HC and CO. In the operating mode, control is performed so that the amount of inert gas inside the combustion chamber is more than the amount of inert gas wherein the generation amount of soot is at its peak. Before the engine is temporarily stopped, the operating mode is performed at least during a set time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、内燃機関に関し、特に、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止された場合に、触媒を含む排気浄化装置の温度が低下し、エンジン再始動後の排気の浄化が不十分になることを防止することができる内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and particularly when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, or the like, the temperature of an exhaust purification device including a catalyst is lowered, and exhaust purification after engine restart is insufficient. It is related with the internal combustion engine which can prevent becoming.

自動車等の車両においては、エンジン排気中に含まれる有害成分であるNOX,HC,COの大気への排出を防止すべくこれらを同時に浄化する三元触媒のような触媒や、排気に含まれるパティキュレートを物理的に捕集するパティキュレートフィルタ(DPFなど)が用いられている。触媒やパティキュレートフィルタのような排気浄化装置は、エンジン排気によって加熱されて或る活性化温度以上に暖機(加熱)された状態でなければ有効に作動しない。 In a vehicle such as an automobile, a catalyst or as a three-way catalyst for purifying NO X is a harmful components contained in engine exhaust, HC, to prevent their release into the atmosphere of CO them simultaneously, in the exhaust A particulate filter (such as DPF) that physically collects particulates is used. Exhaust purification devices such as catalysts and particulate filters do not operate effectively unless they are heated by engine exhaust and warmed (heated) above a certain activation temperature.

特開2002−285878号公報JP 2002-285878 A 特開2000−145512号公報JP 2000-145512 A 特許第3230438号公報Japanese Patent No. 3230438 特開2000−97078号公報JP 2000-97078 A

ところが、近時、車両の運転中、信号待ちや道路渋滞による車両の一時停車時にエンジンを一時停止させるエコラン車や車両の運転状態に応じてエンジンと電気モータの2つの駆動源を適宜使い分けるハイブリッド車が注目されており、これらのエコラン車やハイブリッド車においては、エコラン制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止されると、エンジンから排気浄化装置に高温の排気ガスが流入されず、長い時間熱源の流入が途絶えることになる。そのため、排気浄化装置の温度低下を招くおそれがあり、排気浄化装置の温度活性ウィンドウから外れることとなれば、エンジンが再始動した後の排気エミッションの悪化を招く。   However, recently, while driving the vehicle, an eco-run vehicle that temporarily stops the engine when the vehicle is temporarily stopped due to traffic lights or traffic congestion, or a hybrid vehicle that properly uses the two driving sources of the engine and electric motor according to the driving state of the vehicle In these eco-run vehicles and hybrid vehicles, when the engine is temporarily stopped by eco-run control or hybrid control, high-temperature exhaust gas does not flow from the engine to the exhaust purification device, and the heat source flows for a long time. Will be lost. Therefore, there is a possibility that the temperature of the exhaust purification device may be lowered, and if the temperature is not within the temperature activation window of the exhaust purification device, exhaust emission after the engine is restarted is deteriorated.

なお、上記特許文献1(特開2002−285878号公報)には、エコラン車やハイブリッド車において、エンジンが一時停止され、エンジン排気浄化触媒の温度がその浄化機能維持のために必要な所定の下限しきい値まで低下したときには、所定の車両運転条件(エンジン一時停止条件)が成立していても、エンジンを再始動させる方法が開示されている。しかしながら、この方法によれば、モータのみで車両を駆動している時であっても、触媒温度を上昇させるためにエンジンを再始動させているので、燃費が悪化する。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-285878), in an eco-run vehicle or a hybrid vehicle, the engine is temporarily stopped, and the temperature of the engine exhaust purification catalyst is a predetermined lower limit required for maintaining the purification function. There is disclosed a method for restarting the engine when a predetermined vehicle operation condition (engine temporary stop condition) is satisfied when the threshold value is lowered to the threshold value. However, according to this method, even when the vehicle is driven only by the motor, the engine is restarted in order to increase the catalyst temperature.

本発明の目的は、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止された場合に、触媒を含む排気浄化装置の温度が低下し、エンジン再始動後の排気の浄化が不十分になることを防止することができる内燃機関を提供することである。
本発明の他の目的は、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止された場合に、触媒を含む排気浄化装置の温度が低下し、エンジン再始動後の排気の浄化が不十分になることを防止するとともに、内燃機関の停止時の振動を抑制することのできる内燃機関を提供することである。
The object of the present invention is to prevent the exhaust gas purification device including the catalyst from dropping in temperature when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, etc., and exhaust gas purification after engine restart is insufficient. It is to provide an internal combustion engine that can.
Another object of the present invention is that when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, etc., the temperature of the exhaust purification device including the catalyst is lowered, and exhaust purification after the engine restart becomes insufficient. And an internal combustion engine capable of suppressing vibration when the internal combustion engine is stopped.

本発明の内燃機関は、機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を含む排気浄化装置が配置された内燃機関であって、機関が一時停止される前に、前記排気浄化装置で発熱反応を
起こす物質の発生量が増大する運転モードが実行されることを特徴としている。
The internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which an exhaust purification device including a catalyst having an oxidizing function is disposed in an engine exhaust passage, and causes an exothermic reaction in the exhaust purification device before the engine is temporarily stopped. It is characterized in that an operation mode in which the amount of substances generated increases is executed.

本発明の内燃機関は、燃焼室内の不活性ガス量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達する内燃機関であって、機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を含む排気浄化装置が配置され、機関が一時停止される前に、前記排気浄化装置で発熱反応を起こす物質の発生量が増大する運転モードが実行され、前記運転モードでは、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多くなるように制御されることを特徴としている。前記運転モードの実行時期は、機関が一時停止される直前であることが望ましい。前記運転モードが実行されるときには、他の運転モードから前記運転モードに切り換えられる。前記排気浄化装置で発熱反応を起こす物質には、未燃HCやCOが含まれる。   The internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which the generation amount of soot gradually increases and reaches a peak as the amount of inert gas in the combustion chamber increases, and includes a catalyst having an oxidation function in the engine exhaust passage Before the engine is temporarily stopped after the exhaust purification device is arranged, an operation mode in which the amount of substances that cause an exothermic reaction increases in the exhaust purification device is executed. In the operation mode, the amount of soot generated reaches a peak. The amount of inert gas in the combustion chamber is controlled to be larger than the amount of inert gas. The execution time of the operation mode is preferably immediately before the engine is temporarily stopped. When the operation mode is executed, the operation mode is switched from another operation mode. Substances that cause an exothermic reaction in the exhaust purification device include unburned HC and CO.

本発明の内燃機関において、前記機関が一時停止される前には少なくとも、設定された時間、前記運転モードが実行されることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the operation mode is executed at least for a set time before the engine is temporarily stopped.

本発明の内燃機関において、前記排気浄化装置の温度に応じて、前記機関が一時停止される前の前記運転モードの実行時間が変更されることを特徴としている。   The internal combustion engine of the present invention is characterized in that the execution time of the operation mode before the engine is temporarily stopped is changed according to the temperature of the exhaust purification device.

本発明の内燃機関において、前記排気浄化装置の温度が設定された温度になるまで、前記機関が一時停止される前の前記運転モードが実行されることを特徴としている。   The internal combustion engine of the present invention is characterized in that the operation mode before the engine is temporarily stopped is executed until the temperature of the exhaust purification device reaches a set temperature.

本発明の内燃機関において、前記機関が一時停止される前の前記運転モードでは、空燃比がリッチにされることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the air-fuel ratio is made rich in the operation mode before the engine is temporarily stopped.

本発明の内燃機関において、前記機関が一時停止される前の前記運転モードでは、更に、排気ガス温が上昇する運転がなされることを特徴としている。   The internal combustion engine of the present invention is characterized in that in the operation mode before the engine is temporarily stopped, an operation in which the exhaust gas temperature is further increased is performed.

本発明によれば、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止された場合に、触媒を含む排気浄化装置の温度が低下し、エンジン再始動後の排気の浄化が不十分になることを防止することができる。   According to the present invention, when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, or the like, the temperature of the exhaust purification device including the catalyst is prevented from being lowered and exhaust purification after the engine is restarted is prevented. can do.

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、本発明を4ストローク圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。図1において、符号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に連結されている。サージタンク12は、吸気ダクト13およびインタークーラ14を介して過給機、例えば排気ターボチャージャ15のコンプレッサ16の出口部に連結されている。コンプレッサ16の入口部は、空気吸込管17を介してエアクリーナ18に連結されている。空気吸込管17内には、ステップモータ19により駆動されるスロットル弁20が配置されている。   FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. In FIG. 1, reference numeral 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, and 9 is Exhaust valves 10 indicate exhaust ports, respectively. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11. The surge tank 12 is connected to an outlet portion of a compressor 16 of a supercharger, for example, an exhaust turbocharger 15 via an intake duct 13 and an intercooler 14. An inlet portion of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17. A throttle valve 20 driven by a step motor 19 is disposed in the air suction pipe 17.

排気ポート10は、排気マニホールド21および排気管22を介して、排気ターボチャージャ15の排気タービン23の入口部に連結されている。排気タービン23の出口部は、排気管24を介して酸化機能を有する触媒25a及びパティキュレートを捕集するパテ
ィキュレートフィルタ25bを内蔵した触媒コンバータ26に連結されている。触媒コンバータ26には、触媒25aの温度を検出するための温度センサ27が取付けられている。ここで、温度センサ27は、触媒25aの温度に代えて、パティキュレートフィルタ25bの温度を検出するセンサであってもよい。
The exhaust port 10 is connected to an inlet portion of an exhaust turbine 23 of the exhaust turbocharger 15 via an exhaust manifold 21 and an exhaust pipe 22. An outlet portion of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 having a built-in catalyst 25a having an oxidizing function and a particulate filter 25b for collecting particulates. The catalytic converter 26 is provided with a temperature sensor 27 for detecting the temperature of the catalyst 25a. Here, the temperature sensor 27 may be a sensor that detects the temperature of the particulate filter 25b instead of the temperature of the catalyst 25a.

触媒コンバータ26の出口部に連結された排気管28とスロットル弁20の下流の空気吸込管17とは、EGR通路29を介して互いに連結されている。EGR通路29内には、ステップモータ30により駆動されるEGR制御弁31が配置されている。また、EGR通路29内には、EGR通路29内を流れるEGRガスを冷却するためのインタークーラ32が配置されている。機関冷却水がインタークーラ32内に導びかれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。   The exhaust pipe 28 connected to the outlet of the catalytic converter 26 and the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an EGR passage 29. An EGR control valve 31 driven by a step motor 30 is disposed in the EGR passage 29. An intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 29 is disposed in the EGR passage 29. The engine cooling water is guided into the intercooler 32, and the EGR gas is cooled by the engine cooling water.

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

クランクシャフト37は、自動変速機38に連結されている。電子制御ユニット40は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス41によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ランダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッサ)44、入力ポート45および出力ポート46を具備している。温度センサ27の出力信号は、対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。燃料圧センサ36の出力信号も対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。サージタンク12内には、サージタンク12内の絶対圧を検出するための圧力センサ39が配置されている。スロットル弁20の上流の空気吸込管17内には、吸入空気の質量流量を検出するための質量流量計49が配置されている。これら圧力センサ39および質量流量計49の出力信号は、対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。   The crankshaft 37 is connected to the automatic transmission 38. The electronic control unit 40 comprises a digital computer and is connected to each other by a bidirectional bus 41. A ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45 and an output port. 46. The output signal of the temperature sensor 27 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. The output signal of the fuel pressure sensor 36 is also input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. In the surge tank 12, a pressure sensor 39 for detecting the absolute pressure in the surge tank 12 is disposed. A mass flow meter 49 for detecting the mass flow rate of the intake air is disposed in the air suction pipe 17 upstream of the throttle valve 20. The output signals of the pressure sensor 39 and the mass flow meter 49 are input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47.

アクセルペダル50には、アクセルペダル50の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ51が接続されている。負荷センサ51の出力電圧は、対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。また、入力ポート45には、クランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ52が接続されている。更に、入力ポート45には、車速センサ53の車速を表す出力パルスが入力される。また、自動変速機38がニュートラル位置にあるか否かを検出するためのニュートラルセンサ54の出力信号が入力ポート45に入力される。出力ポート46は、対応する駆動回路48を介して燃料噴射弁6、スロットル弁制御用ステップモータ19、EGR制御弁制御用ステップモータ30および燃料ポンプ35に接続されている。   Connected to the accelerator pedal 50 is a load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 50. The output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. The input port 45 is connected to a crank angle sensor 52 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 30 °. Further, an output pulse representing the vehicle speed of the vehicle speed sensor 53 is input to the input port 45. Further, the output signal of the neutral sensor 54 for detecting whether or not the automatic transmission 38 is in the neutral position is input to the input port 45. The output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19, the EGR control valve control step motor 30, and the fuel pump 35 via corresponding drive circuits 48.

本実施形態では、エコラン制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止される前には、本出願人が特許第3116876号公報,特開2000−97078号公報,特開2000−145512号公報等にて開示した、いわゆる低温燃焼を行う。ここで、低温燃焼とは、上記公報に記載されている通り、燃焼室内の不活性ガス量が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であって、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を多くすることによって燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制し、それにより燃焼室内において煤が生成されるのを抑制する(煤がほとんど発生しない)燃焼
のことである。
以下に、上記低温燃焼について、詳細に説明する。
In the present embodiment, before the engine is temporarily stopped by eco-run control or hybrid control, the present applicant discloses in Japanese Patent No. 3116876, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-97078, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-145512, and the like. The so-called low temperature combustion is performed. Here, as described in the above publication, low-temperature combustion is an internal combustion engine in which the generation amount of soot gradually increases and reaches a peak as the amount of inert gas in the combustion chamber increases. By controlling the amount of inert gas in the combustion chamber to be larger than the amount of inert gas that produces a peak, the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber is suppressed to a temperature lower than the temperature at which soot is generated. Thus, it is combustion that suppresses the generation of soot in the combustion chamber (almost no soot is generated).
Hereinafter, the low temperature combustion will be described in detail.

図2は、機関低負荷運転時にスロットル弁20の開度およびEGR率を変化させることにより空燃比A/F(図2の横軸)を変化させたときの出力トルクの変化、およびスモーク、HC,CO,NOx の排出量の変化を示す実験例を表している。図2からわかるように、この実験例では、空燃比A/Fが小さくなるほどEGR率が大きくなり、理論空燃比(≒14.6)以下のときにはEGR率は65パーセント以上となっている。 FIG. 2 shows changes in output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 2) is changed by changing the opening degree and EGR rate of the throttle valve 20 during engine low load operation, and smoke, HC , CO, represents an experimental example illustrating changes in emissions of NO x. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the EGR rate increases as the air-fuel ratio A / F decreases, and the EGR rate is 65% or more when the air-fuel ratio is less than or equal to the theoretical air-fuel ratio (≈14.6).

図2に示されるように、EGR率を増大することにより、空燃比A/Fを小さくしていくとEGR率が40パーセント付近となり空燃比A/Fが30程度になったときにスモークの発生量が増大を開始する。次いで、更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくするとスモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次いで更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると今度はスモークが急激に低下し、EGR率を65パーセント以上とし、空燃比A/Fが15.0付近になるとスモークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなくなる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またNOx の発生量がかなり低くなる。一方、このときHC,COの発生量は増大し始める。なお、図2の実験結果は、燃料の噴射時期を固定した状態で行ったものである。 As shown in FIG. 2, when the air-fuel ratio A / F is decreased by increasing the EGR rate, smoke is generated when the EGR rate becomes around 40% and the air-fuel ratio A / F becomes about 30. The amount starts to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is decreased, the amount of smoke generated increases rapidly and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke suddenly decreases, the EGR rate is increased to 65% or more, and when the air-fuel ratio A / F is near 15.0, the smoke becomes almost zero. . That is, almost no wrinkles occur. At this time, the output torque of the engine is slightly reduced and the generation amount of the NO x becomes considerably lower. On the other hand, the generation amount of HC and CO starts to increase at this time. In addition, the experimental result of FIG. 2 was performed with the fuel injection timing fixed.

図3−1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いる。図3−2は、空燃比A/Fが18付近で、スモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室5内の燃焼圧の変化を示している。図3−1と図3−2とを比較すればわかるように、スモークの発生量がほぼ零である図3−2に示す場合は、スモークの発生量が多い図3−1に示す場合に比べて、燃焼圧が低いことがわかる。   FIG. 3A shows the combustion pressure change in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is near 21 and the amount of smoke generated is the largest. FIG. 3-2 shows the change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 18 and the amount of smoke generated is almost zero. As can be seen from a comparison between FIGS. 3-1 and 3-2, the case shown in FIG. 3-2 where the amount of smoke generated is almost zero is the case shown in FIG. 3-1, where the amount of smoke generated is large. It can be seen that the combustion pressure is low.

図2および図3−1,図3−2に示される実験結果から次のことが言える。即ち、まず第1に、空燃比A/Fが15.0以下でスモークの発生量がほぼ零のときには、図2に示されるようにNOx の発生量がかなり低下する。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、従って煤がほとんど発生しないときには、燃焼室5内の燃焼温度が低くなっていると言える。同じことが図3からも言える。即ち、煤がほとんど発生していない図3−2に示す状態では、燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室5内の燃焼温度は、低くなっていることになる。 The following can be said from the experimental results shown in FIG. 2, FIG. 3-1, and FIG. 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 NO x generated decreases considerably as shown in FIG. That the generation amount of the NO x is decreased, means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is lowered, when the soot is hardly generated, therefore, the combustion temperature in the combustion chamber 5 becomes lower I can say that. The same can be said from FIG. That is, in the state shown in FIG. 3-2 in which almost no soot is generated, the combustion pressure is low, and thus the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low at this time.

第2に、スモークの発生量、即ち煤の発生量がほぼ零になると、図2に示されるようにHCおよびCOの排出量が増大する。このことは、炭化水素が煤まで成長せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に含まれる図4に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると、熱分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような形態をとるかは明確ではないが、いずれにしても図4に示されるような炭化水素は、煤の前駆体を経て煤まで成長することになる。従って、上述したように、煤の発生量がほぼ零になると、図2に示される如くHCおよびCOの排出量が増大するが、このときのHCは煤の前駆体又はその前の状態の炭化水素である(以下、未燃HCと称する)。   Second, when the amount of smoke generated, that is, the amount of soot is substantially zero, the HC and CO emissions increase as shown in FIG. This means that the hydrocarbons are discharged without growing up to the soot. That is, linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons as shown in FIG. 4 contained in the fuel are thermally decomposed to form soot precursors when the temperature is raised in an oxygen-deficient state. A soot made of a solid in which carbon atoms are gathered is generated. 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. It will grow up to heels through the body. Therefore, as described above, when the generation amount of soot becomes almost zero, the emission amount of HC and CO increases as shown in FIG. 2. At this time, HC is carbonized in the precursor of soot or in the previous state. Hydrogen (hereinafter referred to as unburned HC).

図2および図3−1,図3−2に示される実験結果に基づくこれらの考察をまとめると、燃焼室5内の燃焼温度が低いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室5から排出されることになる。このことについて更に詳細に実験研究を重ねた結果、燃焼室5内における燃料およびその周囲のガス温度が或る温度以下である場合には、煤の成長過程が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼室5内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以上になると煤が生成され
ることが判明したのである。
Summarizing these considerations based on the experimental results shown in FIG. 2, FIG. 3-1, and FIG. 3-2, when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generated becomes almost zero. The precursor or the hydrocarbon in the previous state is discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, if the temperature of the fuel in the combustion chamber 5 and the gas surrounding it are below a certain temperature, the soot growth process stops midway, that is, the soot It has been found that soot is not generated at all, and soot is generated when the temperature of the fuel in the combustion chamber 5 and the surrounding temperature rise above a certain temperature.

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

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

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

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

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

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

図5は、不活性ガスとしてEGRガスを用い、EGRガスの冷却度合を変えたときのEGR率とスモークとの関係を示している。即ち、図5において、曲線Aは、EGRガスを強力に冷却してEGRガス温をほぼ90℃に維持した場合を示している。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いる。曲線Cは、EGRガスを強制的に
冷却していない場合を示している。
FIG. 5 shows the relationship between the EGR rate and smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, curve A shows a case where the EGR gas is strongly cooled and the EGR gas temperature is maintained at approximately 90 ° C. A curve B shows a case where the EGR gas is cooled by a small cooling device. A curve C shows a case where the EGR gas is not forcibly cooled.

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

また、図5の曲線Cで示されるように、EGRガスを強制的に冷却していない場合には、EGR率が55パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この場合には、EGR率をほぼ70パーセント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。なお、図5は、機関負荷が比較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負荷が小さくなると、煤の発生量がピークとなるEGR率は若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるEGR率の下限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなくなるEGR率の下限は、EGRガスの冷却度合や機関負荷に応じて変化する。   Further, as shown by the curve C in FIG. 5, when the EGR gas is not forcibly cooled, the amount of soot generated peaks when the EGR rate is around 55%. In this case, the EGR rate If almost 70% is set, almost no wrinkle is generated. FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. When the engine load is reduced, the EGR rate at which the amount of soot reaches a peak slightly decreases and soot hardly occurs. The lower limit of the EGR rate also decreases slightly. Thus, the lower limit of the EGR rate at which soot hardly occurs varies depending on the degree of cooling of the EGR gas and the engine load.

図6は、不活性ガスとしてEGRガスを用いた場合において、燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要なEGRガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のEGRガスの割合を示している。なお、図6において縦軸は、燃焼室5内に吸入される全吸入ガス量を示している。また、鎖線Yは、過給が行われないときに燃焼室5内に吸入しうる全吸入ガス量を示している。また、横軸は、要求負荷を示している。   FIG. 6 shows a mixed gas of EGR gas and air necessary for making the temperature of the fuel and the surrounding gas lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. And the ratio of air in the gas mixture and the ratio of EGR gas in the gas mixture. In FIG. 6, the vertical axis indicates the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5. A chain line Y indicates the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. The horizontal axis indicates the required load.

図6を参照すると、空気の割合、即ち混合ガス中の空気量は、噴射された燃料を完全に燃焼せしめるのに必要な空気量を示している。即ち、図6に示される場合では、空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となっている。一方、図6において、EGRガスの割合、即ち混合ガス中のEGRガス量は、噴射燃料が燃焼せしめられたときに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温度よりも低い温度にするのに必要最低限のEGRガス量を示している。このEGRガス量は、EGR率で表すとほぼ55パーセント以上であり、図6に示す実施形態では、70パーセント以上である。即ち、燃焼室5内に吸入された全吸入ガス量を図6において実線Xとし、この全吸入ガス量Xのうちの空気量とEGRガス量との割合を図6に示すような割合にすると、燃料およびその周囲のガス温度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くして煤が全く発生しなくなる。また、このときのNOx 発生量は、10p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってNOx の発生量は極めて少量となる。 Referring to FIG. 6, the ratio of air, that is, the amount of air in the mixed gas indicates the amount of air necessary for completely burning the injected fuel. That is, in the case shown in FIG. 6, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of EGR gas, that is, the amount of EGR gas in the mixed gas, makes the temperature of the fuel and the surrounding gas lower than the temperature at which soot is formed when the injected fuel is burned. This shows the minimum amount of EGR gas required for this. This EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed in terms of EGR rate, and in the embodiment shown in FIG. 6, it is 70% or more. That is, if the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount and the EGR gas amount in the total intake gas amount X is a ratio as shown in FIG. The temperature of the fuel and the surrounding gas is lower than the temperature at which soot is produced, and so no soot is generated. Further, NO x generation amount at this time, before and after 10 ppm, or at less, thus the generation amount of the NO x becomes extremely small.

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

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、従って、図6において要求負荷がL0 よりも大きい領域では、要求負荷が大きくなるにつれてEGRガス割合を低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持することができない。云い換えると、過給が行われていない場合に、要求負荷がL0 よりも大きい領域において、空燃比を理論空燃比に維持しようとした場合には、要求負荷が高くなるにつれてEGR率が低下し、斯くして要求負荷がL0 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 supercharging is not performed, the upper limit of the total intake gas amount X sucked into the combustion chamber 5 is Y. Therefore, in the region where the required load is larger than L 0 in FIG. The air-fuel ratio cannot be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio unless the EGR gas ratio is decreased as the load increases. In other words, when supercharging is not performed and the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio in a region where the required load is greater than L 0 , the EGR rate decreases as the required load increases. Thus, in a region where the required load is larger than L 0 , the temperature of the fuel and the surrounding gas cannot be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is generated.

ところが図1に示されるように、EGR通路29を介して過給機の入口側即ち排気ターボチャージャ15の空気吸込管17内にEGRガスを再循環させると、要求負荷がL0 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。即ち、空気吸込管17内におけるEGR率が例えば70パーセントになるようにEGRガスを再循環させれば、排気ターボチャージャ15のコンプレッサ16により昇圧された吸入ガスのEGR率も70パーセントとなり、斯くしてコンプレッサ16により昇圧しうる限度まで燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも低い温度に維持することができる。従って、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。 However, as shown in FIG. 1, the recirculated into the air intake pipe 17 on the inlet side i.e. the exhaust turbocharger 15 of turbocharger via the EGR passage 29 EGR gas, the required load is larger than L 0 region The EGR rate can be maintained at 55 percent or higher, for example 70 percent, so that the fuel and surrounding gas temperatures can be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is produced. That is, if the EGR gas is recirculated so that the EGR rate in the air suction pipe 17 becomes, for example, 70%, the EGR rate of the intake gas boosted by the compressor 16 of the exhaust turbocharger 15 also becomes 70%. Thus, the temperature of the fuel and the surrounding gas can be maintained at a temperature lower than the temperature at which the soot is generated up to a limit that can be increased by the compressor 16. Therefore, the operating range of the engine that can cause low temperature combustion can be expanded.

なお、この場合、要求負荷がL0 よりも大きい領域でEGR率を55パーセント以上にする際には、EGR制御弁31が全開せしめられ、スロットル弁20が若干閉弁せしめられる。前述したように、図6は、燃料を理論空燃比のもとで燃焼させる場合を示しているが、空気量を図6に示される空気量よりも少くしても、即ち空燃比をリッチにしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.p.m 前後又はそれ以下にすることができ、また空気量を図6に示される空気量よりも多くしても、即ち空燃比の平均値を17から18のリーンにしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。 In this case, when the EGR rate is set to 55% or more in a region where the required load is larger than L 0 , the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20 is slightly closed. As described above, FIG. 6 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air amount is made smaller than that shown in FIG. 6, that is, the air-fuel ratio is made rich. However, the generation amount of NO x can be reduced to around 10 p.pm or less while preventing the generation of soot, and even if the air amount is made larger than the air amount shown in FIG. Even if the average value is 17 to 18, the generation amount of NO x can be reduced to around 10 p.pm or less while preventing the generation of soot.

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

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、即ち空燃比がリッチであろうと理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリーンであろうと煤が発生されず、NOx の発生量が極めて少量となる。従って、燃料消費率の向上を考えると、このとき平均空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。ところで、燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を、炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制しうるのは、燃焼による発熱量が比較的少ない機関中低負荷運転時に限られる。従って、本実施形態では、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、即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、即ち従来より普通に行われている燃焼を行うようにしている。
なお、ここで第1の燃焼、即ち低温燃焼とは、これまでの説明から明らかであり上述したように、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いい、第2の燃焼、即ち従来より普通に行われている燃焼とは煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少い燃焼のことをいう。
Thus, when low-temperature combustion is performed, soot is not 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, NO is generated. The amount of x generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time. By the way, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the gas temperature around it can be suppressed to a temperature below the temperature at which hydrocarbon growth stops halfway, only during low load operation in the engine where the amount of heat generated by combustion is relatively small. It is done. Therefore, in the present embodiment, at the time of engine low load operation, the temperature of the fuel during combustion and the surrounding gas is suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops midway, and the first combustion, that is, low temperature combustion is performed. Thus, during the engine high load operation, the second combustion, that is, the combustion normally performed conventionally is performed.
Here, the first combustion, that is, low-temperature combustion, is clear from the description so far, and as described above, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generation peaks. This refers to combustion in which almost no soot is generated, and the second combustion, that is, combustion that is normally performed in the past, is the amount of inert gas in the combustion chamber rather than the amount of inert gas in which the amount of soot peaks. Refers to low combustion.

図7は、第1の燃焼、即ち低温燃焼が行われる第1の運転領域Iと、第2の燃焼、即ち従来の燃焼方法による燃焼が行われる第2の燃焼領域IIとを示している。
なお、図7において、縦軸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7において、X(N)は、第1の運転領域Iと第2の運転領域IIとの第1の境界を示しており、Y(N)は、第1の運転領域Iと第2の運転領域IIとの第2の境界を示している。第1の運転領域Iから第2の運転領域IIへの運転領域の変化判断は、第
1の境界X(N)に基づいて行われ、第2の運転領域IIから第1の運転領域Iへの運転領域の変化判断は、第2の境界Y(N)に基づいて行われる。
FIG. 7 shows a first operation region I in which the first combustion, that is, low-temperature combustion is performed, and a second combustion region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method is performed.
In FIG. 7, the vertical axis TQ indicates the required torque, and the horizontal axis N indicates the engine speed. In FIG. 7, X (N) indicates the first boundary between the first operation region I and the second operation region II, and Y (N) indicates the first operation region I and the first operation region I. The 2nd boundary with the driving | operation area | region II of 2 is shown. The change determination of the operation region from the first operation region I to the second operation region II is performed based on the first boundary X (N), and from the second operation region II to the first operation region I. The operation region change determination is performed based on the second boundary Y (N).

即ち、機関の運転状態が第1の運転領域Iにあって低温燃焼が行われているときに要求トルクTQ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, if the required torque TQ exceeds the first boundary X (N), which is a function of the engine speed N, when the engine operating state is in the first operating region I and low temperature combustion is being performed, It is determined that the region has moved to the second operation region II, and combustion by the conventional combustion method is performed. Next, when the required torque TQ becomes lower than the second boundary Y (N) that is a function of the engine speed N, it is determined that the operating region has shifted to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.

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、ただちに低温燃焼を行えないからである。即ち、要求トルクTQがかなり低くなったとき、即ち第2の境界Y(N)よりも低くなったときでなければ、ただちに低温燃焼が開始されないからである。第2の理由は、第1の運転領域Iと第2の運転領域II間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設けるためである。   The two reasons for providing the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower torque side than the first boundary X (N) are as follows. by. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high torque side of the second operation region II, and even if the required torque TQ becomes lower than the first boundary X (N) at this time, the low temperature combustion can be performed immediately. Because there is no. That is, the low-temperature combustion is not started immediately unless the required torque TQ is considerably low, that is, when the required torque TQ is not lower than the second boundary Y (N). The second reason is to provide hysteresis with respect to a change in the operation region between the first operation region I and the second operation region II.

ところで、機関の運転状態が第1の運転領域Iにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとんど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はその前の状態の形でもって燃焼室5から排出される。このとき触媒25aやパティキュレートフィルタ25bが活性化していれば、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25aやパティキュレートフィルタ25bにより良好に酸化せしめられる。本実施形態は、この作用を積極的に利用して、エコラン制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止されたときの触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度低下を抑制し、エンジン再始動直後の排気エミッションの悪化を低減する。即ち、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bが温度活性ウインドウ(触媒活性化温度以上)に入っている状態において、エコラン制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止されるときには、一時停止前に低温燃焼を実施し、低温燃焼により発生した炭化水素や一酸化炭素を触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給することで、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内で発熱反応を起こさせた後に、エンジンの一時停止を行う。これにより、エンジン停止時における触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bの温度低下を抑制する。   By the way, when the engine operating state is in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in the form of soot precursor or the state before that. Thus, it is discharged from the combustion chamber 5. At this time, if the catalyst 25a and the particulate filter 25b are activated, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 are satisfactorily oxidized by the catalyst 25a and the particulate filter 25b having an oxidizing function. In the present embodiment, this action is actively used to suppress the temperature drop of the catalyst 25a and the particulate filter 25b when the engine is temporarily stopped by the eco-run control or the hybrid control, and the exhaust emission immediately after the engine is restarted. To reduce the deterioration. That is, when the engine is temporarily stopped by eco-run control or hybrid control in a state where the catalyst 25a and the particulate filter 25b are in the temperature activation window (above the catalyst activation temperature), low-temperature combustion is performed before the suspension. Then, hydrocarbons and carbon monoxide generated by low temperature combustion are supplied to the catalyst 25a and the particulate filter 25b to cause an exothermic reaction in the catalyst 25a and the particulate filter 25b, and then temporarily stop the engine. . Thereby, the temperature drop of the catalyst 25a and the particulate filter 25b when the engine is stopped is suppressed.

触媒25aとしては酸化触媒、三元触媒、又はNOx 吸収剤を用いることができる。NOx 吸収剤は燃焼室5内における平均空燃比がリーンのときにNOx を吸収し、燃焼室5内における平均空燃比がリッチになるとNOx を放出する機能を有する。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。 As the catalyst 25a can be used an oxidation catalyst, a three way catalyst or the NO x absorbent. The NO x absorbent has a function of absorbing NO x when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean, and releasing NO x when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich. This NO x absorbent is, for example, alumina as a carrier, and on this carrier, for example, alkaline metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, alkaline earth such as barium Ba, calcium Ca, lanthanum La, yttrium. At least one selected from rare earths such as Y and a noble metal such as platinum Pt are supported.

酸化触媒はもとより、三元触媒およびNOx 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く三元触媒およびNOx 吸収剤を触媒25aとして用いることができる。 In addition to the oxidation catalyst, the three-way catalyst and the NO x absorbent also have an oxidizing function, and therefore the three-way catalyst and the NO x absorbent can be used as the catalyst 25a as described above.

パティキュレートフィルタ25bについて、図12−1及び図12−2を参照しつつ説明する。なお、図12−1は、パティキュレートフィルタ25bの正面図を示しており、図12−2は、パティキュレートフィルタ25bの側面断面図を示している。   The particulate filter 25b will be described with reference to FIGS. 12-1 and 12-2. Fig. 12-1 is a front view of the particulate filter 25b, and Fig. 12-2 is a side sectional view of the particulate filter 25b.

図12−1及び図12−2に示されるように、パティキュレートフィルタ25bは、ハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路60,61を具
備している。これらの排気流通路は、下流端が栓62により閉塞された排気ガス流入通路60と、上流端が栓63により閉塞された排気ガス流出通路61とにより構成される。なお、図12−1において、ハッチングを付した部分は栓63を示している。排気ガス流入通路60および排気ガス流出通路61は、薄肉の隔壁64を介して交互に配置されている。云い換えると、排気ガス流入通路60および排気ガス流出通路61は、各排気ガス流入通路60が4つの排気ガス流出通路61によって包囲され、各排気ガス流出通路61が4つの排気ガス流入通路60によって包囲されるように配置される。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the particulate filter 25b has a honeycomb structure and includes a plurality of exhaust flow passages 60 and 61 extending in parallel with each other. These exhaust flow passages are constituted by an exhaust gas inflow passage 60 whose downstream end is closed by a plug 62 and an exhaust gas outflow passage 61 whose upstream end is closed by a plug 63. In addition, in FIG. 12A, the hatched part shows the stopper 63. The exhaust gas inflow passages 60 and the exhaust gas outflow passages 61 are alternately arranged via thin partition walls 64. In other words, in the exhaust gas inflow passage 60 and the exhaust gas outflow passage 61, each exhaust gas inflow passage 60 is surrounded by four exhaust gas outflow passages 61, and each exhaust gas outflow passage 61 is constituted by four exhaust gas inflow passages 60. Arranged to be surrounded.

パティキュレートフィルタ25bは、例えばコージライトのような多孔質材料から形成されている。従って、排気ガス流入通路60内に流入した排気ガスは、図12−2において矢印で示されるように、周囲の隔壁64内を通って隣接する排気ガス流出通路61内に流出する。なお、本実施形態では、各排気ガス流入通路60および各排気ガス流出通路61の周壁面、即ち各隔壁64の両側表面上および隔壁64内の細孔内壁面上には、例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に白金Pt等の貴金属触媒が担持されている。   The particulate filter 25b is made of a porous material such as cordierite, for example. Therefore, the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas inflow passage 60 flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 61 through the surrounding partition wall 64 as indicated by an arrow in FIG. In the present embodiment, a carrier made of alumina, for example, is provided on the peripheral wall surfaces of the exhaust gas inflow passages 60 and the exhaust gas outflow passages 61, that is, on both side surfaces of the partition walls 64 and on the pore inner wall surfaces in the partition walls 64. A noble metal catalyst such as platinum Pt is supported on this support.

燃焼室5内では、主にカーボンCからなる微粒子(パティキュレート)が生成され、従って排気ガス中には、これらの微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれるこれらの微粒子は、排気ガスがパティキュレートフィルタ25bの排気ガス流入通路60内を流れているときに、或いは排気ガス流入通路60から排気ガス流出通路61に向かうときに、パティキュレートフィルタ25b上に捕集される。   In the combustion chamber 5, fine particles (particulates) mainly made of carbon C are generated, and therefore, these fine particles are contained in the exhaust gas. These fine particles contained in the exhaust gas become particulate when the exhaust gas flows in the exhaust gas inflow passage 60 of the particulate filter 25b or when going from the exhaust gas inflow passage 60 to the exhaust gas outflow passage 61. It is collected on the curate filter 25b.

パティキュレートフィルタ25bの温度が高く、かつ排気ガス中の微粒子量がそれほど多くないときには、パティキュレートフィルタ25b上に捕集された微粒子は、数分から数10分程度でもって輝炎を発することなく酸化除去せしめられる。   When the temperature of the particulate filter 25b is high and the amount of particulates in the exhaust gas is not so large, the particulates collected on the particulate filter 25b are oxidized without emitting a luminous flame in about several minutes to several tens of minutes. It can be removed.

次に、図8を参照しつつ、第1の運転領域Iおよび第2の運転領域IIにおける運転制御について、概略的に説明する。図8は、要求トルクTQに対するスロットル弁20の開度、EGR制御弁31の開度、EGR率、空燃比、噴射時期および噴射量を示している。図8に示されるように、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20の開度は、要求負荷Lが高くなるにつれて、全閉近くから2/3開度程度まで徐々に増大せしめられ、EGR制御弁31の開度は、要求負荷Lが高くなるにつれて、全閉近くから全開まで徐々に増大せしめられる。また、図8に示される例では、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, operation control in the first operation region I and the second operation region II will be schematically described with reference to FIG. FIG. 8 shows the opening degree of the throttle valve 20, the opening degree of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing, and the injection amount with respect to the required torque TQ. As shown in FIG. 8, in the first operation region I where the required torque TQ is low, the opening of the throttle valve 20 gradually increases from near full close to about 2/3 as the required load L increases. As the required load L increases, the opening degree of the EGR control valve 31 is gradually increased from near full close to full open. In the example shown in FIG. 8, in the first operating region I, the EGR rate is approximately 70%, and the air-fuel ratio is a slightly lean air-fuel ratio.

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20の開度およびEGR制御弁31の開度が制御される。なお、第1の運転領域Iでは、圧縮上死点TDC前に燃料噴射が行われる。この場合、噴射開始時期θSは、要求負荷Lが高くなるにつれて遅くなる。また、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, the opening degree of the throttle valve 20 and the opening degree of the EGR control valve 31 are controlled so that the EGR rate becomes approximately 70% and the air / fuel ratio becomes a slightly lean air / fuel ratio. Is done. 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 becomes later as the required load L becomes higher. Further, the injection completion timing θE is delayed as the injection start timing θS is delayed.

なお、アイドリング運転時には、スロットル弁20は全閉近くまで閉弁され、このとき、EGR制御弁31も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁20を全閉近くまで閉弁すると、圧縮始めの燃焼室5内の圧力が低くなるために、圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が小さくなると、ピストン4による圧縮仕事が小さくなるために、機関本体1の振動が小さくなる。即ち、アイドリング運転時には、機関本体1の振動を抑制するために、スロットル弁20が全閉近くまで閉弁せしめられる。   During the idling operation, the throttle valve 20 is closed to near full close, and at this time, the EGR control valve 31 is also closed to close to full close. When the throttle valve 20 is closed close to being fully closed, the pressure in the combustion chamber 5 at the start of compression becomes low, so the compression pressure becomes small. When the compression pressure is reduced, the compression work by the piston 4 is reduced, so that the vibration of the engine body 1 is reduced. That is, at the time of idling operation, the throttle valve 20 is closed to almost fully closed in order to suppress vibration of the engine body 1.

一方、機関の運転領域が第1の運転領域Iから第2の運転領域IIに変わると、スロット
ル弁20の開度が、2/3開度程度から全開方向へステップ状に増大せしめられる。このとき図8に示す例では、EGR率がほぼ70パーセントから40パーセント以下までステップ状に減少せしめられ、空燃比がステップ状に大きくされる。即ち、EGR率が多量のスモークを発生するEGR率範囲(図5)を飛び越えるので、機関の運転領域が第1の運転領域Iから第2の運転領域IIに変わるときに、多量のスモークが発生することがない。
On the other hand, when the engine operating range is changed from the first operating range I to the second operating range II, the opening degree of the throttle valve 20 is increased stepwise from about 2/3 opening degree to the full opening direction. At this time, in the example shown in FIG. 8, the EGR rate is decreased in a step-like manner from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased in a step-like manner. That is, since the EGR rate exceeds the EGR rate range (FIG. 5) that generates a large amount of smoke, a large amount of smoke is generated when the engine operating region changes from the first operating region I to the second operating region II. There is nothing to do.

第2の運転領域IIでは、第2の燃焼、即ち従来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では、煤およびNOx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効率は高く、従って機関の運転領域が第1の運転領域Iから第2の運転領域IIに変わると、図8に示されるように噴射量がステップ状に低減せしめられる。この第2の運転領域IIでは、スロットル弁20は一部を除いて全開状態に保持され、EGR制御弁31の開度は、要求トルクTQ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TQ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 operation region II, the second combustion, that is, the conventional combustion is performed. In this combustion method, soot and NO x are generated slightly, but the thermal efficiency is higher than that of the low temperature combustion. Therefore, when the engine operating region is changed from the first operating region I to the second operating region II, it is shown in FIG. As a result, the injection amount is reduced stepwise. In the second operation region II, the throttle valve 20 is held in a fully open state except for a part thereof, and the opening degree of the EGR control valve 31 is gradually decreased as the required torque TQ increases. In this operation region II, the EGR rate decreases as the required torque TQ increases, and the air-fuel ratio decreases as the required torque TQ increases. However, the air-fuel ratio is made a lean air-fuel ratio even when the required torque TQ increases. Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

図9は、要求トルクTQと、アクセルペダル50の踏込み量Lと、機関回転数Nとの関係を示している。なお、図9において、各曲線は等トルク曲線を表しており、TQ=0で示される曲線はトルクが零であることを示しており、残りの曲線はTQ=a,TQ=b,TQ=c,TQ=dの順に次第に要求トルクが高くなる。図9に示される要求トルクTQは、アクセルペダル50の踏込み量Lと機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶されている。本実施形態では、アクセルペダル50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。   FIG. 9 shows the relationship among the required torque TQ, the depression amount L of the accelerator pedal 50, and the engine speed N. In FIG. 9, each curve represents an equal torque curve, the curve indicated by TQ = 0 indicates that the torque is zero, and the remaining curves are TQ = a, TQ = b, TQ = The required torque gradually increases in the order of c and TQ = d. The required torque TQ shown in FIG. 9 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N. In the present embodiment, the required torque TQ corresponding to the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N is first calculated, and the fuel injection amount and the like are calculated based on the required torque TQ.

図10は、第1の運転領域Iにおける空燃比A/Fを示している。図10において、A/F=15.5,A/F=16,A/F=17,A/F=18で示される各曲線は、夫々空燃比が15.5,16,17,18であるときを示しており、各曲線間の空燃比は、比例配分により定められる。図10に示されるように、第1の運転領域Iでは、空燃比がリーンとなっており、更に第1の運転領域Iでは、要求トルクTQが低くなるほど、空燃比A/Fがリーンとされる。   FIG. 10 shows the air-fuel ratio A / F in the first operating region I. In FIG. 10, the curves indicated by A / F = 15.5, A / F = 16, A / F = 17, and A / F = 18 have air-fuel ratios of 15.5, 16, 17, and 18, respectively. A certain time is shown, and the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 10, in the first operating region I, the air-fuel ratio is lean, and in the first operating region I, the air-fuel ratio A / F is made lean as the required torque TQ decreases. The

即ち、要求トルクTQが低くなるほど、燃焼による発熱量が少くなる。従って要求トルクTQが低くなるほど、EGR率を低下させても低温燃焼を行うことができる。EGR率を低下させると、空燃比は大きくなり、従って図10に示されるように、要求トルクTQが低くなるにつれて、空燃比A/Fが大きくされる。空燃比A/Fが大きくなるほど、燃料消費率は向上し、従ってできる限り空燃比をリーンにするために、本実施形態では、要求トルクTQが低くなるにつれて、空燃比A/Fが大きくされる。   That is, the lower the required torque TQ, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, the lower the required torque TQ, the lower the temperature combustion can be performed even if the EGR rate is lowered. When the EGR rate is lowered, the air-fuel ratio increases, so as shown in FIG. 10, the air-fuel ratio A / F increases as the required torque TQ decreases. As the air-fuel ratio A / F increases, the fuel consumption rate improves. Therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in this embodiment, the air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ is decreased. .

第1の運転領域Iにおける噴射量Qは、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ROM42内に記憶されている。第1の運転領域Iにおける噴射開始時期θSも、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ROM42内に記憶されている。   The injection amount Q in the first operation region I is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. The injection start timing θS in the first operating region I is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

また、空燃比を図10に示す目標空燃比とするのに必要なスロットル弁20の目標開度STが、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ROM42内に記憶されている。空燃比を図10に示す目標空燃比とするのに必要なEGR制御弁31の目標開度SEが、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ROM42内に記憶されている。   Further, the target opening ST of the throttle valve 20 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. 10 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. ing. The target opening degree SE of the EGR control valve 31 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. 10 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. .

更に本実施形態では、第1の運転領域Iにおける燃料噴射圧、即ちコモンレール34内の目標燃料圧Pが、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ROM42内に記憶されている。図11は、第2の燃焼、即ち従来の燃焼方法による普通の燃焼が行われるときの目標空燃比を示している。なお、図11において、A/F=24,A/F=35,A/F=45,A/F=60で示される各曲線は、夫々目標空燃比24,35,45,60を示している。   Further, in the present embodiment, the fuel injection pressure in the first operation region I, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. Yes. FIG. 11 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, normal combustion by the conventional combustion method is performed. In FIG. 11, the curves indicated by A / F = 24, A / F = 35, A / F = 45, and A / F = 60 indicate the target air-fuel ratios 24, 35, 45, and 60, respectively. Yes.

第2の運転領域IIにおける噴射量Qは、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ROM42内に記憶されている。第2の運転領域IIにおける噴射開始時期θSも、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ROM42内に記憶されている。   The injection amount Q in the second operation region II is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. The injection start timing θS in the second operation region II is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

また、空燃比を図11に示す目標空燃比とするのに必要なスロットル弁20の目標開度STが、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ROM42内に記憶されている。空燃比を図11に示す目標空燃比とするのに必要なEGR制御弁31の目標開度SEが、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ROM42内に記憶されている。   Further, the target opening ST of the throttle valve 20 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. 11 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. ing. The target opening degree SE of the EGR control valve 31 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. 11 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. Yes.

更に本実施形態では、第2の運転領域IIにおける燃料噴射圧、即ちコモンレール34内の目標燃料圧Pが、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ROM42内に記憶されている。   Further, in the present embodiment, the fuel injection pressure in the second operation region II, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. Yes.

ところで、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bは触媒等の種類に応じた活性化温度、例えば250℃よりも高くならないと良好な酸化・浄化機能を発揮せず、従って、排気ガス中に含まれる未燃炭化水素等を良好に酸化・浄化せしめるには、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度を活性化温度以上、例えば350℃以上に保持する必要がある。   By the way, the catalyst 25a and the particulate filter 25b do not exhibit a good oxidation / purification function unless the activation temperature corresponding to the type of the catalyst or the like, for example, 250 ° C. is raised, and therefore, the unburned gas contained in the exhaust gas. In order to oxidize and purify hydrocarbons and the like satisfactorily, it is necessary to keep the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b at an activation temperature or higher, for example, 350 ° C. or higher.

ところが、エコラン車やハイブリッド車において、エコラン制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止されると、エンジンから触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに高温の排気ガスが流入されず、長い時間熱源の流入が途絶えることになる。そのため、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度低下を招くおそれがあり、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度活性ウィンドウから外れることとなれば、エンジンが再始動した後の排気エミッションの悪化の原因となる。   However, in an eco-run vehicle or a hybrid vehicle, when the engine is temporarily stopped by eco-run control or hybrid control, high-temperature exhaust gas does not flow from the engine to the catalyst 25a or the particulate filter 25b, and the inflow of the heat source is interrupted for a long time. become. Therefore, there is a possibility that the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b may be lowered. If the temperature falls outside the temperature activation window of the catalyst 25a and the particulate filter 25b, the exhaust emission after the engine is restarted may be deteriorated. Become.

そこで、本実施形態では、通常燃焼(第2の運転領域IIでの第2の運転)の直後に、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止される場合には、そのまま直ちにエンジンの一時停止を行うのではなく、一旦、低温燃焼(第1の運転領域Iでの第1の運転)を実施した後に、エンジンの一時停止を行う。
低温燃焼によって発生させた未燃HCやCOにより触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内で発熱反応を起こさせ、エンジン停止時における触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度低下を抑制し、エンジン再始動直後の排気エミッションの悪化を低減させるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, immediately after normal combustion (second operation in the second operation region II), when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, or the like, the engine is immediately stopped as it is. The engine is temporarily stopped after the low temperature combustion (first operation in the first operation region I) is performed.
Immediately after the engine is restarted, an unheated HC or CO generated by low temperature combustion causes an exothermic reaction in the catalyst 25a or the particulate filter 25b to suppress the temperature drop of the catalyst 25a or the particulate filter 25b when the engine is stopped. To reduce the deterioration of exhaust emissions.

次に、図13を参照して、本実施形態の動作について説明する。以下に説明するフローチャートに示される制御は、本実施形態に係るエコラン車やハイブリッド車の電子制御ユニット40のROM42に作動プログラムの一部として組み込まれ、車両運転が開始されると同時に開始される。   Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. The control shown in the flowchart described below is incorporated as a part of the operation program in the ROM 42 of the electronic control unit 40 of the eco-run vehicle or the hybrid vehicle according to this embodiment, and is started at the same time as the vehicle operation is started.

図13に示すように、まず初めに低温燃焼を実施中か否かが判定される(ステップ90
)。ここでの低温燃焼は、上記において既に説明した低温燃焼であり、図7に示すように、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)よりも低いために開始された低温燃焼であって、その後も、要求トルクTQが機関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を超えていないために継続的に実行されている低温燃焼が含まれる。さらに、ステップ90の低温燃焼には、図7に示した上記条件に当てはまらない場合であっても、減速時に行われる低温燃焼も含まれる。この減速時の低温燃焼とは、減速時において要求トルクが増加しないような範囲の場合にも行われる。
As shown in FIG. 13, first, it is determined whether or not low-temperature combustion is being performed (step 90).
). The low-temperature combustion here is the low-temperature combustion already described above, and starts because the required torque TQ is lower than the second boundary Y (N) that is a function of the engine speed N as shown in FIG. The low-temperature combustion that has been performed continuously since the required torque TQ does not exceed the first boundary X (N) that is a function of the engine speed N is included. Further, the low-temperature combustion in step 90 includes low-temperature combustion performed at the time of deceleration even when the above conditions shown in FIG. 7 are not satisfied. This low-temperature combustion at the time of deceleration is also performed in a range where the required torque does not increase at the time of deceleration.

ステップ90の結果、低温燃焼を実施中と判定されれば、低温燃焼の実施時間を計時するカウンタをインクリメントする(ステップ91)。一方、低温燃焼を実施中では無いと判定されれば、上記カウンタをリセットする(ステップ92)。ステップ91または92の後に、ステップ100に進む。   If it is determined as a result of step 90 that the low-temperature combustion is being performed, a counter for counting the execution time of the low-temperature combustion is incremented (step 91). On the other hand, if it is determined that the low temperature combustion is not being performed, the counter is reset (step 92). After step 91 or 92, proceed to step 100.

ステップ100では、エンジンの一時停止指令が出力されているか否かが判定される。ここで、エンジンの一時停止指令とは、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止されるための指令である。本実施形態はハイブリッド車両であり、エンジンにかかる負荷を比較的自由に選択できるトランスミッションを備えているため、燃費や触媒25a等の温度を考慮して、エンジンが一時停止される時期が選択されたり、車速等に応じてハイギヤードにされて高負荷で運転されたりすることが行われる。例えば、本実施形態に係るディーゼルエンジンでは、低負荷でエンジンを回転させると、排気ガス温が低く触媒25a等が冷えてしまうため、触媒25aの温度維持のために、低負荷ではエンジンが一時停止されることが行われる。   In step 100, it is determined whether or not an engine pause command is output. Here, the engine temporary stop command is a command for temporarily stopping the engine by eco-run control, hybrid control, or the like. Since the present embodiment is a hybrid vehicle and includes a transmission that can relatively freely select a load applied to the engine, the timing at which the engine is temporarily stopped is selected in consideration of the fuel consumption and the temperature of the catalyst 25a and the like. Depending on the vehicle speed, etc., the vehicle may be driven at a high load with being high geared. For example, in the diesel engine according to the present embodiment, when the engine is rotated at a low load, the exhaust gas temperature is low and the catalyst 25a and the like are cooled. Therefore, the engine is temporarily stopped at a low load to maintain the temperature of the catalyst 25a. Is done.

エンジンの一時停止指令が出力されているとき(S100−YES)には、ステップ101に進む。エンジンの一時停止指令が出力されていないとき(S100−NO)には、以下のステップ101〜230までの処理を行わずに、図13の先頭のステップ90に戻る(リターン)。   When the engine temporary stop command is output (S100-YES), the routine proceeds to step 101. When the engine temporary stop command is not output (S100-NO), the process returns to the first step 90 in FIG. 13 without performing the following steps 101 to 230 (return).

ステップ101では、エンジンが駆動系から切り離されているか否かが判定される。ここでは、エンジンの一時停止指令が出力されているため(S100−YES)、エンジン出力を駆動系に伝達する必要が無いためである。ここでは、未だ、エンジンが駆動系から切り離されていないため(S101−NO)、ステップ102に進む。ステップ102では、エンジンを駆動系より切り離す操作が行われる。ステップ102の次は、ステップ105に進む。一方、ステップ101の結果、エンジンが駆動系から切り離されていれば(S101−YES)、ステップ102は実行されずにステップ105に進む。   In step 101, it is determined whether or not the engine is disconnected from the drive system. Here, because the engine temporary stop command is output (S100-YES), it is not necessary to transmit the engine output to the drive system. Here, since the engine is not yet disconnected from the drive system (S101-NO), the process proceeds to step 102. In step 102, an operation of disconnecting the engine from the drive system is performed. After step 102, the process proceeds to step 105. On the other hand, if the engine is disconnected from the drive system as a result of step 101 (S101-YES), step 102 is not executed and the routine proceeds to step 105.

ステップ105では、低温燃焼を実施中であるか否かが判別される。このステップ105の低温燃焼には、ステップ90と同様に、図7の上記条件に従って行われる低温燃焼と上記減速時に行われる低温燃焼の両方が含まれる。ステップ105の結果、低温燃焼を実施中では無いと判定されれば、ステップ200に進む。   In step 105, it is determined whether or not low-temperature combustion is being performed. The low-temperature combustion in step 105 includes both low-temperature combustion performed in accordance with the above-described conditions in FIG. If it is determined as a result of step 105 that low temperature combustion is not being performed, the routine proceeds to step 200.

ステップ200では、低温燃焼が行われる。その低温燃焼を行うべく、機関回転数N,スロットル弁20の開度ST,空燃比A/F,燃料噴射量Q,EGR制御弁31の開度SE等の各パラメータが低温燃焼用の所定値に制御される。この場合の制御の一例として、低温燃焼のもとでアイドリング運転が行われるように各パラメータを制御することができる。但し、ステップ200で行う低温燃焼としては、アイドリング運転に限定されるわけではなく、低温燃焼によって発生させるべき未燃HCやCOの量を考慮して、様々な運転状態が考えられる。以下に、ステップ200の一例として、低温燃焼のもとでアイドリング運転を行うための制御について説明する。   In step 200, low temperature combustion is performed. In order to perform the low-temperature combustion, parameters such as the engine speed N, the opening ST of the throttle valve 20, the air-fuel ratio A / F, the fuel injection amount Q, the opening SE of the EGR control valve 31, and the like are predetermined values for low-temperature combustion. Controlled. As an example of control in this case, each parameter can be controlled so that the idling operation is performed under low temperature combustion. However, the low temperature combustion performed in step 200 is not limited to the idling operation, and various operation states can be considered in consideration of the amount of unburned HC and CO to be generated by the low temperature combustion. Hereinafter, as an example of step 200, control for performing an idling operation under low temperature combustion will be described.

アイドリング運転時には、前述したようにスロットル弁20およびEGR制御弁31は、全閉近くまで閉弁せしめられる。アイドリング運転時には、機関のアイドリング回転数Nが目標アイドリング回転数tNとなるように制御されており、このアイドリング回転数の制御は、スロットル弁20の開度を制御することによって、即ち吸入空気量を制御することによって行われる。   During the idling operation, as described above, the throttle valve 20 and the EGR control valve 31 are closed to near full close. During the idling operation, the engine idling speed N is controlled so as to become the target idling speed tN. The idling speed is controlled by controlling the opening degree of the throttle valve 20, that is, the intake air amount. Done by controlling.

一方、燃焼室5内に吸入される実際の吸入空気の質量流量Ga(以下、単に吸入空気量Gaという)が質量流量計49により検出されている。アイドリング運転時には、実際の吸入空気量Gaとアイドリング時の目標空燃比A/Fから、空燃比を目標空燃比A/Fとするのに必要な燃料噴射量Qが算出される。従って、アイドリング運転時には、機関回転数を上昇すべく吸入空気量が増大せしめられると燃料噴射量Qが増大せしめられ、機関回転数を低下すべく吸入空気量が減少せしめられると燃料噴射量Qが減少せしめられる。   On the other hand, an actual intake air mass flow rate Ga (hereinafter simply referred to as intake air amount Ga) sucked into the combustion chamber 5 is detected by a mass flow meter 49. During the idling operation, the fuel injection amount Q required to make the air-fuel ratio the target air-fuel ratio A / F is calculated from the actual intake air amount Ga and the target air-fuel ratio A / F during idling. Therefore, during idling operation, if the intake air amount is increased to increase the engine speed, the fuel injection amount Q is increased, and if the intake air amount is decreased to decrease the engine speed, the fuel injection amount Q is It can be reduced.

また、アイドリング運転時には、EGR率がスロットル弁20の下流の吸気通路内の圧力PMに基づいて、アイドリング運転時の目標EGR率となるように制御される。即ち、吸入空気量GaとEGRガス量が定まると、スロットル弁20の下流の吸気通路内の圧力PMが定まる。アイドリング運転時には、吸入空気量Gaはほぼ一定であり、従ってこのときEGRガス量が目標量になっていたとすると、即ちEGR率が目標EGR率になっていたとすると、スロットル弁20の下流の吸気通路内の圧力PMは、或る一定の圧力となる。従って逆に言うと、スロットル弁20の下流の吸気通路内の圧力PMが、この或る一定圧力となるようにEGR量を制御すれば、EGR率が目標EGR率になることになる。   Further, during the idling operation, the EGR rate is controlled based on the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 so as to become the target EGR rate during the idling operation. That is, when the intake air amount Ga and the EGR gas amount are determined, the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 is determined. During the idling operation, the intake air amount Ga is substantially constant. Therefore, if the EGR gas amount is the target amount at this time, that is, if the EGR rate is the target EGR rate, the intake passage downstream of the throttle valve 20 The internal pressure PM becomes a certain constant pressure. Therefore, conversely, if the EGR amount is controlled so that the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 becomes this certain constant pressure, the EGR rate becomes the target EGR rate.

そこで、この吸気通路内の或る一定圧力を目標圧力PM0として予め記憶しておき、スロットル弁20の下流の吸気通路内の圧力PMがこの目標圧力PM0となるようにEGR制御弁31の開度を制御することによって、EGR率が目標EGR率となるようにする。これにより、低温燃焼のもとでのアイドリング運転が実施される。ステップ200の次には、ステップ210に進む。   Therefore, a certain constant pressure in the intake passage is stored in advance as the target pressure PM0, and the opening degree of the EGR control valve 31 is set so that the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 becomes the target pressure PM0. Is controlled so that the EGR rate becomes the target EGR rate. As a result, idling operation is performed under low temperature combustion. After step 200, the process proceeds to step 210.

なお、上記ステップ105において、低温燃焼を実施中であると判定された場合には、上記ステップ200は実行されずにステップ210に進む。現在、低温燃焼を実施中であれば、ステップ200で改めて低温燃焼を行うための制御は必要ないためである。   If it is determined in step 105 that the low-temperature combustion is being performed, the process proceeds to step 210 without executing step 200. This is because if low temperature combustion is currently being performed, control for performing low temperature combustion again in step 200 is not necessary.

なお、図示はしないが、上記ステップ105において、低温燃焼を実施中であると判定された場合(S105−YES)に、ステップ210に進む前に、ステップ200と同様な低温燃焼の運転状態(上記例ではアイドリング運転)となるように上記各パラメータを所定値に制御し、その後にステップ210に進むことができる。   Although not shown, if it is determined in step 105 that the low-temperature combustion is being performed (S105-YES), the operation state of the low-temperature combustion similar to that in step 200 (above described) is determined before proceeding to step 210. In the example, each of the above parameters can be controlled to a predetermined value so that the idling operation is performed, and then the process can proceed to step 210.

ステップ210では、上記カウンタのカウント値が所定のしきい値以上であるか否かが判定される。上記カウンタのカウント値は、上記ステップ91及び92で示したように、低温燃焼を継続的に実行している時間を示している。上記しきい値は、低温燃焼によって発生する未燃HCやCO、即ち、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給される未燃HCやCO、が所望の量だけ得られるために必要な時間に設定される。即ち、未燃HCやCOの発生量が、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内での発熱量・発熱時間に対応し、それに応じて、エンジン停止時における触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度低下の抑制効果が変わることから、その抑制効果が所望なレベルまで得られるように、上記しきい値を設定する。   In step 210, it is determined whether or not the count value of the counter is equal to or greater than a predetermined threshold value. The count value of the counter indicates the time during which low-temperature combustion is continuously performed as shown in steps 91 and 92 above. The threshold value is set to a time necessary for obtaining a desired amount of unburned HC and CO generated by low-temperature combustion, that is, unburned HC and CO supplied to the catalyst 25a and the particulate filter 25b. Is done. In other words, the amount of unburned HC and CO generated corresponds to the amount of heat and the heat generation time in the catalyst 25a and the particulate filter 25b, and accordingly the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b decreases when the engine is stopped. The threshold value is set so that the suppression effect can be obtained to a desired level.

ステップ210の結果、上記カウンタのカウント値が上記しきい値以上である場合(S210−YES)には、エンジンの一時停止の許可が出力される(ステップ220)。これにより、ステップ100のエンジン一時停止指令に基づく、エンジンの一時停止が実行
される。その後、ステップ230に進み、ステップ102にて行ったエンジンの駆動系からの切り離しが解除される。その後、図13の先頭のステップ90に戻って、上述のフローが繰り返し実行される(リターン)。
If the result of step 210 is that the count value of the counter is greater than or equal to the threshold value (S210-YES), permission to pause the engine is output (step 220). As a result, the engine is temporarily stopped based on the engine temporary stop command in step 100. Thereafter, the process proceeds to step 230, and the disconnection from the engine drive system performed in step 102 is released. Thereafter, the process returns to the top step 90 in FIG. 13 and the above-described flow is repeatedly executed (return).

一方、ステップ210の結果、上記カウンタのカウント値が上記しきい値以上ではない場合(S210−NO)には、ステップ220及び230は実行されずに、図13の先頭のステップ90に戻って、上述のフローが繰り返し実行される(リターン)。   On the other hand, if the result of step 210 is that the count value of the counter is not equal to or greater than the threshold value (S210-NO), steps 220 and 230 are not executed, and the process returns to the top step 90 in FIG. The above flow is repeatedly executed (return).

即ち、ステップ210の結果、上記カウント値が上記しきい値以上ではない場合には、低温燃焼を継続して行う時間が不足であり、未燃HCやCOの発生量が不足であると判断されて、エンジンの一時停止が許可されず、かつエンジンの駆動系からの切り離しが解除されずに、再度ステップ90に戻る。この戻った場合、ステップ90では、低温燃焼を実施中と判断されるので、上記カウンタのカウント値がインクリメントされる(S90−YES,S91)。その次のステップ100では、先のエンジン一時停止指令が実行されずに出力されたままであるので(前のステップ210はNOなのでステップ220は実行されていない)、エンジン一時停止指令が出力中であると判定され(S100−YES)、ステップ101に進む。   That is, if the count value is not greater than or equal to the threshold value as a result of step 210, it is determined that the time for continuously performing low-temperature combustion is insufficient and the amount of unburned HC and CO generated is insufficient. Thus, the temporary stop of the engine is not permitted and the disconnection from the engine drive system is not released, and the process returns to step 90 again. In this case, in step 90, since it is determined that low temperature combustion is being performed, the count value of the counter is incremented (S90-YES, S91). In the next step 100, the previous engine pause command is output without being executed (the previous step 210 is NO, so step 220 is not executed), so the engine pause command is being output. (S100-YES), the process proceeds to step 101.

そのステップ101では、先にエンジンが駆動系から切り離された状態が継続しているので(S101−YES)、ステップ102を実行せずにステップ105に進む。そのステップ105では、低温燃焼を実施中であると判定されるので(S105−YES)、ステップ200を実行することなく、ステップ210に進む。ステップ210では、再度、上記カウンタ値が上記しきい値以上であるか否かが判定される。   In step 101, since the state where the engine was previously disconnected from the drive system continues (S101-YES), the process proceeds to step 105 without executing step 102. In step 105, since it is determined that low temperature combustion is being performed (S105-YES), the process proceeds to step 210 without executing step 200. In step 210, it is determined again whether or not the counter value is equal to or greater than the threshold value.

そのステップ210の結果、上記しきい値以上ではないと判定された場合には(S210−NO)、エンジンの一時停止許可が出力されること無く、かつエンジンの駆動系からの切り離しが解除されずに、再び、ステップ90に戻る。それ以降は、ステップ210で上記カウンタ値が上記しきい値以上になるまで上記のフローが繰り返され、ステップ210で上記カウンタ値が上記しきい値以上になった時点でエンジンの一時停止許可が出力され(S220)、エンジンが駆動系から切り離されていた状態が解除される(S230)。   If it is determined in step 210 that the threshold is not equal to or greater than the above threshold (S210-NO), the engine temporary stop permission is not output and the disconnection from the engine drive system is not released. Then, the process returns to step 90 again. Thereafter, the above flow is repeated until the counter value becomes equal to or greater than the threshold value in step 210, and when the counter value becomes equal to or greater than the threshold value in step 210, permission to pause the engine is output. (S220), the state where the engine is disconnected from the drive system is released (S230).

次に、図14を参照して、本実施形態の効果について説明する。
従来は、図14の破線に示すように、符号aの時点でエンジン一時停止指令が出力されてから直ちにエンジン一時停止の許可が出されてエンジンが停止していたため、そのエンジンが停止されたaの時点から触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度が下降し始め、エンジンが再始動するdの時点では、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度が活性化の最低温度Tccoよりも低下していた。そのため、エンジンが再始動後の排気エミッションが悪化していた。即ち、エンジンが再始動した後に、エンジンから排出される排ガス等により触媒25aやパティキュレートフィルタ25bが加熱されて、活性化最低温度Tccoを超えるまでの間の排気の浄化が不十分であった。
Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG.
Conventionally, as shown by the broken line in FIG. 14, since the engine temporary stop permission is issued immediately after the engine temporary stop command is output at the time of symbol a and the engine is stopped, the engine is stopped. From the point of time, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b began to drop, and at the point of time d when the engine was restarted, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b was lower than the lowest activation temperature Tcco. Therefore, the exhaust emission after the engine was restarted was getting worse. That is, after the engine is restarted, the exhaust gas discharged from the engine is heated by the catalyst 25a and the particulate filter 25b and the exhaust gas is not sufficiently purified until the activation minimum temperature Tcco is exceeded.

これに対し、本実施形態では、図14の実線で示すように、エンジン一時停止指令が出力されてからエンジン一時停止の許可が出されるまでに、必ず所定時間の低温燃焼が行われる。符号aの時点で低温燃焼が行われると、比較的多量の未燃HCやCOなどの触媒で反応する物質が発生し、その比較的多量の未燃HCやCOが触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給されることにより、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内で比較的発熱量の大きな発熱反応が起きる。そのため、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度が上昇する。触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度は、aの時点にて低温燃焼が開始された直後から上昇し始め、符号bで示す所定の低
温燃焼の時間(ステップ210)が経過し、cの時点にてエンジンの一時停止が許可されて、エンジンが停止された後も暫くは、符号bの期間内に触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給された未燃HCやCOの酸化反応熱によって、上昇し続ける。エンジン停止後に、上昇しきったところから徐々に温度は下降するが、通常の殆ど全てのケースにおいて、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの活性化の最低温度Tccoよりも下降する前の、dの時点にてエンジンが再始動するので、再始動後の排気エミッションの悪化が低減される。
On the other hand, in the present embodiment, as indicated by the solid line in FIG. 14, low-temperature combustion for a predetermined time is always performed from when the engine temporary stop command is output until the engine temporary stop permission is issued. When low-temperature combustion is performed at the point of symbol a, a relatively large amount of a substance that reacts with a catalyst such as unburned HC or CO is generated, and the relatively large amount of unburned HC or CO is converted into a catalyst 25a or a particulate filter 25b. As a result, an exothermic reaction with a relatively large calorific value occurs in the catalyst 25a and the particulate filter 25b. Therefore, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b rises. The temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b starts to rise immediately after the low temperature combustion is started at the time point a, and a predetermined low temperature combustion time (step 210) indicated by the symbol b elapses. For a while after the engine is stopped and the engine is stopped, the temperature rises due to the oxidation reaction heat of unburned HC and CO supplied to the catalyst 25a and the particulate filter 25b within the period of symbol b. to continue. After the engine has stopped, the temperature gradually decreases from where it has risen, but in almost all normal cases, at a time point d before falling below the minimum activation temperature Tcco of the catalyst 25a and the particulate filter 25b. Since the engine is restarted, deterioration of exhaust emission after restart is reduced.

なお、低温燃焼を行う代わりに触媒の温度を上昇させる手段としては、噴射時期を遅らせる等により排ガス温度を上昇させる方法があるが、本実施形態のように、エンジンが停止された後にも長時間触媒の温度が高温に保持されるための方法としては必ずしも適当ではない。高い温度の排ガス温度を排出する方法は、エンジンが停止されるまでの間(排ガスが排出される間)しか有効ではないためである。これに対し、低温燃焼では、エンジン停止前に排出された排ガスに含まれる未燃HCやCOが触媒に供給されることによって、エンジン停止後においても触媒内での発熱が行われるため、エンジン停止後にも触媒の温度は上昇しつづけ、高い温度に保持された時間が長くなる。   As a means for raising the temperature of the catalyst instead of performing low temperature combustion, there is a method of raising the exhaust gas temperature by delaying the injection timing or the like. However, as in this embodiment, a long time after the engine is stopped. It is not necessarily suitable as a method for maintaining the temperature of the catalyst at a high temperature. This is because the method of discharging the exhaust gas temperature at a high temperature is effective only until the engine is stopped (while exhaust gas is discharged). On the other hand, in low-temperature combustion, unburned HC and CO contained in the exhaust gas discharged before the engine is stopped are supplied to the catalyst, and heat is generated in the catalyst even after the engine is stopped. Later, the temperature of the catalyst continues to rise, and the time during which the temperature is kept high becomes longer.

また、本実施形態では、エンジン停止の直前に低温燃焼制御が行われることにより以下の効果を奏することもできる。低温燃焼時は、スロットル弁20の弁開度が低減することによりインテークマニホールド内の負圧が低減するため、燃焼音が低減し、エンジン自体の停止時振動を抑制することができる。アイドリング運転状態での低温燃焼が行われるときには、スロットル弁20の弁開度が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。   Further, in the present embodiment, the following effects can be obtained by performing the low temperature combustion control immediately before the engine is stopped. During low-temperature combustion, since the negative pressure in the intake manifold is reduced by reducing the valve opening of the throttle valve 20, combustion noise is reduced, and vibration during stop of the engine itself can be suppressed. When low-temperature combustion is performed in the idling operation state, when the valve opening of the throttle valve 20 is closed to close to the fully closed state, the pressure in the combustion chamber 5 at the start of compression decreases, so the compression pressure decreases. When the compression pressure is reduced, the compression work by the piston 4 is reduced, so that the vibration of the engine body 1 is reduced.

なお、低温燃焼を行うと、燃料およびその周囲のガス温は低くなるが排気ガス温は上昇する。これにより、エンジン停止前の触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度の上昇に貢献する。低温燃焼時の排気ガス温度の上昇について図15−1,図15−2を参照しつつ説明する。   When low-temperature combustion is performed, the temperature of the fuel and the surrounding gas decreases, but the exhaust gas temperature increases. This contributes to an increase in the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b before the engine is stopped. An increase in exhaust gas temperature during low-temperature combustion will be described with reference to FIGS. 15-1 and 15-2.

図15−1の実線は、低温燃焼が行われたときの燃焼室5内の平均ガス温Tgとクランク角との関係を示している。図15−1の破線は、通常燃焼が行われたときの燃焼室5内の平均ガス温Tgとクランク角との関係を示している。また、図15−2の実線は、低温燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガス温Tfとクランク角との関係を示している。図15−2の破線は、通常燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガス温Tfとクランク角との関係を示している。   The solid line in FIG. 15A shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber 5 and the crank angle when low-temperature combustion is performed. The broken line in FIG. 15A shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber 5 and the crank angle when normal combustion is performed. The solid line in FIG. 15-2 shows the relationship between the crank angle and the fuel and its surrounding gas temperature Tf when low temperature combustion is performed. The broken line in FIG. 15-2 shows the relationship between the fuel and the surrounding gas temperature Tf and the crank angle when normal combustion is performed.

低温燃焼が行われているときには、通常燃焼が行われているときに比べてEGRガス量が多く、従って、図15−1に示されるように、圧縮上死点前は、即ち圧縮工程中は、実線で示す低温燃焼時における平均ガス温Tgのほうが破線で示す通常燃焼時における平均ガス温Tgよりも高くなっている。なお、このとき図15−2に示されるように、燃料およびその周囲のガス温Tfは、平均ガス温Tgとほぼ同じ温度になっている。   When low-temperature combustion is performed, the amount of EGR gas is larger than when normal combustion is performed. Therefore, as shown in FIG. 15-1, before compression top dead center, that is, during the compression process. The average gas temperature Tg during low-temperature combustion indicated by the solid line is higher than the average gas temperature Tg during normal combustion indicated by the broken line. At this time, as shown in FIG. 15B, the fuel and the surrounding gas temperature Tf are substantially equal to the average gas temperature Tg.

次いで、圧縮上死点付近において燃焼が開始されるが、この場合、低温燃焼が行われているときには、図15−2の実線で示されるように、EGRガスの吸熱作用により燃料およびその周囲のガス温Tfは、さほど高くならない。これに対して、通常燃焼が行われている場合には、燃料周りに多量の酸素が存在するために、図15−2の破線で示されるように、燃料およびその周囲のガス温Tfは、極めて高くなる。このように、通常燃焼が行われた場合には、燃料およびその周囲のガス温Tfは、低温燃焼が行われている場合に比べてかなり高くなるが、大部分を占めるそれ以外のガスの温度は、低温燃焼が行われてい
る場合に比べて、通常燃焼が行われている場合の方が低くなっており、従って、図15−1に示されるように、圧縮上死点付近における燃焼室5内の平均ガス温Tgは、低温燃焼が行われている場合の方が通常燃焼が行われている場合に比べて高くなる。その結果、図15−1に示されるように、燃焼が完了した後の燃焼室5内の既燃ガス温は、低温燃焼が行われた場合の方が通常燃焼が行われた場合に比べて高くなり、斯くして低温燃焼を行うと排気ガス温が高くなる。
Next, combustion is started near the compression top dead center. In this case, when low-temperature combustion is being performed, as shown by the solid line in FIG. The gas temperature Tf is not so high. On the other hand, when normal combustion is performed, since a large amount of oxygen exists around the fuel, as shown by the broken line in FIG. Extremely high. Thus, when normal combustion is performed, the temperature of the fuel and the surrounding gas temperature Tf are considerably higher than when low-temperature combustion is performed, but the temperatures of the other gases that occupy most of the fuel. Is lower in the case where the normal combustion is performed than in the case where the low temperature combustion is performed. Therefore, as shown in FIG. The average gas temperature Tg in 5 is higher when low-temperature combustion is performed than when normal combustion is performed. As a result, as shown in FIG. 15A, the burnt gas temperature in the combustion chamber 5 after the combustion is completed is higher when the low temperature combustion is performed than when the normal combustion is performed. Therefore, when the low temperature combustion is performed, the exhaust gas temperature becomes high.

次に、図16を参照して、第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、上記第1実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, only part of the operation flow is different from that in the first embodiment, and the rest is common. Common points will be denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and differences will be mainly described.

図16に示すように、まず初めに低温燃焼を実施中か否かが判定される(ステップ90)。低温燃焼を実施中であれば、低温燃焼の実施時間を計時するカウンタをインクリメントする(ステップ91)。一方、低温燃焼を実施中で無ければ、上記カウンタをリセットする(ステップ92)。ステップ91または92の後に、ステップ100に進む。ステップ100では、エンジンの一時停止指令が出力されているか否かが判定される。エンジンの一時停止指令が出力されているとき(S100−YES)には、ステップ101に進む。エンジンの一時停止指令が出力されていないとき(S100−NO)には、以下のステップ101〜230までの処理を行わずに、図16の先頭のステップ90に戻る(リターン)。   As shown in FIG. 16, first, it is determined whether or not low-temperature combustion is being performed (step 90). If the low temperature combustion is being performed, a counter for counting the execution time of the low temperature combustion is incremented (step 91). On the other hand, if the low temperature combustion is not being performed, the counter is reset (step 92). After step 91 or 92, proceed to step 100. In step 100, it is determined whether or not an engine pause command is output. When the engine temporary stop command is output (S100-YES), the routine proceeds to step 101. When the engine temporary stop command is not output (S100-NO), the process returns to the first step 90 in FIG. 16 without performing the following steps 101 to 230 (return).

ステップ101では、エンジンが駆動系から切り離されているか否かが判定される。ここでは、未だ、エンジンが駆動系から切り離されていないため(S101−NO)、ステップ102に進む。ステップ102では、エンジンを駆動系より切り離す操作が行われる。ステップ102の次には、ステップ301に進む。一方、ステップ101の結果、エンジンが駆動系から切り離されていれば(S101−YES)、ステップ102は実行されずにステップ301に進む。   In step 101, it is determined whether or not the engine is disconnected from the drive system. Here, since the engine is not yet disconnected from the drive system (S101-NO), the process proceeds to step 102. In step 102, an operation of disconnecting the engine from the drive system is performed. After step 102, the process proceeds to step 301. On the other hand, if the engine is disconnected from the drive system as a result of step 101 (S101-YES), step 102 is not executed and the routine proceeds to step 301.

ステップ301では、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが予め設定された温度Tset1よりも低いか否かが判定される。ここで、温度Tset1は、活性化最低温度Tccoよりも高い温度である。ステップ301の結果、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが予め設定された温度Tset1よりも低い場合には、フラグ1がセットされた後に(ステップ302)、ステップ105に進む。ステップ301の結果、温度Tcが温度Tset1よりも低くない場合には、そのままステップ105に進む。   In step 301, it is determined whether or not the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is lower than a preset temperature Tset1. Here, the temperature Tset1 is a temperature higher than the lowest activation temperature Tcco. As a result of step 301, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is lower than the preset temperature Tset1, the flag 1 is set (step 302), and then the process proceeds to step 105. As a result of step 301, when the temperature Tc is not lower than the temperature Tset1, the process proceeds to step 105 as it is.

ステップ105では、低温燃焼を実施中であるか否かが判別される。ステップ105の結果、低温燃焼を実施中で無ければ、ステップ200に進む。   In step 105, it is determined whether or not low-temperature combustion is being performed. If the result of step 105 is that low temperature combustion is not being performed, the routine proceeds to step 200.

ステップ200では、低温燃焼が行われる。その低温燃焼を行うべく、機関回転数N,スロットル弁20の開度ST,空燃比A/F,燃料噴射量Q,EGR制御弁31の開度SE等の各パラメータが低温燃焼用の所定値に制御される。ステップ200の次には、ステップ303に進む。なお、ステップ105の結果、低温燃焼を実施中であれば、ステップ200を実行することなくステップ303に進む。   In step 200, low temperature combustion is performed. In order to perform the low-temperature combustion, parameters such as the engine speed N, the opening ST of the throttle valve 20, the air-fuel ratio A / F, the fuel injection amount Q, the opening SE of the EGR control valve 31, and the like are predetermined values for low-temperature combustion. To be controlled. After step 200, the process proceeds to step 303. If it is determined in step 105 that low temperature combustion is being performed, the process proceeds to step 303 without executing step 200.

なお、図示はしないが、上記ステップ105において、低温燃焼を実施中であると判定された場合(S105−YES)に、ステップ303に進む前に、ステップ200と同様な低温燃焼の運転状態となるように上記各パラメータを所定値に制御し、その後にステッ
プ303に進むことができる。
Although not shown, if it is determined in step 105 that the low-temperature combustion is being performed (S105-YES), the operation state of the low-temperature combustion is the same as that in step 200 before proceeding to step 303. As described above, the above parameters can be controlled to predetermined values, and thereafter, the process can proceed to step 303.

ステップ303では、フラグ1がセットされているか否かが判定される。フラグ1がセットされている場合には、ステップ304に進み、そうでない場合には、ステップ305に進む。   In step 303, it is determined whether or not flag 1 is set. If flag 1 is set, the process proceeds to step 304; otherwise, the process proceeds to step 305.

ステップ304では、上記カウンタのカウント値が第1の設定値以上であるか否かが判定される。ステップ305では、上記カウンタのカウント値が第2の設定値以上であるか否かが判定される。ここで、第1の設定値は、第2の設定値よりも大きな値である。ステップ304の結果、上記カウンタ値が第1の設定値以上と判定されると、エンジンの一時停止の許可が出力される(ステップ220)。同様に、ステップ305の結果、上記カウンタ値が第2の設定値以上と判定されると、エンジンの一時停止の許可が出力される(ステップ220)。ステップ220の後、ステップ230に進み、ステップ102にて行ったエンジンの駆動系からの切り離しが解除される。ステップ230の次には、ステップ306に進み、フラグ1がリセットされる。その後、図16の先頭のステップ90に戻って、上述のフローが繰り返し実行される(リターン)。   In step 304, it is determined whether or not the count value of the counter is equal to or greater than a first set value. In step 305, it is determined whether or not the count value of the counter is greater than or equal to a second set value. Here, the first set value is larger than the second set value. As a result of step 304, if it is determined that the counter value is equal to or greater than the first set value, permission to pause the engine is output (step 220). Similarly, if it is determined in step 305 that the counter value is greater than or equal to the second set value, permission to temporarily stop the engine is output (step 220). After step 220, the process proceeds to step 230, and the disconnection from the engine drive system performed in step 102 is released. After step 230, the process proceeds to step 306, where the flag 1 is reset. Thereafter, the process returns to the top step 90 in FIG. 16, and the above-described flow is repeatedly executed (return).

第2実施形態では、ステップ301にて触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなかった場合には、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合に比べて、より長い時間(第1の設定値)、低温燃焼が継続的に実施されなければ、エンジンの一時停止が許可されないように構成されている。これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、比較的長い時間低温燃焼が行われ、その分、比較的多くの未燃HCやCOが触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給されることにより、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内での発熱量・発熱時間を比較的多くすることができ、触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bの温度上昇を比較的大きく確保することができる。よって、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても十分に備えることができる。   In the second embodiment, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 in step 301, the time is longer than when the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1. (First setting value) If the low-temperature combustion is not continuously performed, the engine is not allowed to be temporarily stopped. As a result, when the engine temporary stop command is issued, the catalyst 25a and the particulate filter 25b having a relatively low temperature are subjected to low temperature combustion for a relatively long period of time, and a relatively large amount of unburned HC. When CO and CO are supplied to the catalyst 25a and the particulate filter 25b, the heat generation amount and the heat generation time in the catalyst 25a and the particulate filter 25b can be relatively increased, and the catalyst 25a and the particulate filter 25b A relatively large temperature rise can be secured. Therefore, it is possible to sufficiently prepare for the temperature drop of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第3実施形態について説明する。
第3実施形態では、上記第1実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, only a part of the operation flow is different from that in the first embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第3実施形態では、図13に示す第1実施形態のステップ210において、上記カウンタ値が所定値以上であると判定されたときに、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが予め設定された温度Tset2以上であるか否かが判定される。その判定の結果、温度Tcが予め設定された温度Tset2以上になるまで、図13のステップ220に進まず、低温燃焼が継続される。上記判定の結果、温度Tcが予め設定された温度Tset2以上になると、エンジンの一時停止許可が出力される(S220)。   In the third embodiment, when it is determined in step 210 of the first embodiment shown in FIG. 13 that the counter value is equal to or greater than a predetermined value, the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is preset. It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than Tset2. As a result of the determination, the low temperature combustion is continued without proceeding to step 220 in FIG. 13 until the temperature Tc becomes equal to or higher than the preset temperature Tset2. As a result of the determination, when the temperature Tc becomes equal to or higher than the preset temperature Tset2, a permission to stop the engine is output (S220).

第1実施形態では、ステップ210において、上記カウンタ値が所定値以上であると判定されたときに、直ちにエンジンの一時停止許可が出力されていたのに対し(S220)、第3実施形態では、ステップ210において、上記カウンタ値が所定値以上であっても、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが予め設定された温度Tset2以上にまで上昇していなければ、低温燃焼を停止しない(エンジン一時停止を許可しない)というものである。これにより、更に、エンジン一時停止後に再始動したときの排気エミッションの悪化が確実に低減される。   In the first embodiment, when it is determined in step 210 that the counter value is equal to or greater than the predetermined value, the engine temporary stop permission is output immediately (S220). In the third embodiment, In step 210, even if the counter value is equal to or greater than a predetermined value, the low-temperature combustion is not stopped unless the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b has risen to a preset temperature Tset2 or higher (engine temporary combustion). Do not allow suspension). This further reliably reduces the deterioration of exhaust emission when the engine is restarted after being temporarily stopped.

次に、第4実施形態について説明する。
第4実施形態では、上記第1実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a fourth embodiment will be described.
The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for a part of the operation flow and the rest. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第4実施形態では、第1実施形態のステップ200において、更に、低温燃焼が行われる際の空燃比をリッチにする。エンジンの一時停止の許可が出力される前の低温燃焼の際に、空燃比をリッチにすることにより、エンジンから更に多量の未燃HC、COを排出させることができ、その酸化反応熱により触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度を上昇させることができる。以下、詳しく説明する。   In the fourth embodiment, in step 200 of the first embodiment, the air-fuel ratio when the low temperature combustion is performed is further made rich. During low temperature combustion before the permission to pause the engine is output, by making the air-fuel ratio rich, a larger amount of unburned HC and CO can be discharged from the engine, and the oxidation reaction heat causes a catalyst. The temperature of 25a or the particulate filter 25b can be raised. This will be described in detail below.

図7の条件に従って行われる第1の運転領域I、即ち、図7に示すように、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)よりも低いために開始された低温燃焼であって、その後も、要求トルクTQが機関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を超えていないために継続的に実行されている低温燃焼では、通常リーン空燃比のもとで、低温燃焼が行われている。従って、その排気ガス中には、過剰の酸素が含まれており、この過剰酸素は、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25b内に吸着される(O2ストレージ効果)。また、上記第1の運転領域Iではなく、図7の条件に従って第2の運転領域II(通常燃焼)が行われていた場合にも、通常、通常燃焼はリーンな空燃比で行われているため、その排気ガス中には、過剰の酸素が含まれており、その過剰酸素は、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25b内に吸着される(O2ストレージ効果)。従って、低温燃焼と通常燃焼のいずれの燃焼が行われていた場合であっても、O2ストレージ効果が十分に奏された状態となっており、その状態で、仮に燃焼室5から多量の未燃HC,COが排出されると、これら未燃HC,COは、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bに吸着されている多量の酸素によって酸化せしめられ、このときの酸化反応熱によって、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度が上昇せしめられることになる。 First operation region I performed according to the conditions of FIG. 7, that is, as shown in FIG. 7, is started because the required torque TQ is lower than the second boundary Y (N) that is a function of the engine speed N. In the low-temperature combustion that is continuously performed because the required torque TQ does not exceed the first boundary X (N) that is a function of the engine speed N, the lean air Low temperature combustion is performed under the fuel ratio. Accordingly, excess oxygen is contained in the exhaust gas, and this excess oxygen is adsorbed in the catalyst 25a or the particulate filter 25b (O 2 storage effect). Even when the second operation region II (normal combustion) is performed according to the conditions of FIG. 7 instead of the first operation region I, the normal combustion is normally performed at a lean air-fuel ratio. Therefore, the exhaust gas contains excess oxygen, and the excess oxygen is adsorbed in the catalyst 25a or the particulate filter 25b (O 2 storage effect). Therefore, even when either low-temperature combustion or normal combustion is performed, the O 2 storage effect is sufficiently achieved. When the fuel HC and CO are discharged, the unburned HC and CO are oxidized by a large amount of oxygen adsorbed on the catalyst 25a or the particulate filter 25b, and the catalyst 25a or the particulates are generated by the oxidation reaction heat at this time. The temperature of the curate filter 25b is raised.

そこで、第4実施形態では、ステップ200aに示すように、、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、空燃比をリッチにするようにしている。空燃比をリッチにすると、機関からは多量の未燃HC,COが排出され、斯くして酸化反応熱により触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが上昇する。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。また、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、空燃比をリッチにすることで、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼の実行時間が短くても、触媒25a等の温度を上昇させることができる。   Therefore, in the fourth embodiment, as shown in step 200a, the air-fuel ratio is made rich in the low-temperature combustion performed immediately before the temporary stop of the engine. When the air-fuel ratio is made rich, a large amount of unburned HC and CO is discharged from the engine, and thus the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b rises due to the heat of oxidation reaction. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine. Further, in the low temperature combustion performed immediately before the engine is temporarily stopped, the temperature of the catalyst 25a and the like can be increased by making the air-fuel ratio rich even if the execution time of the low temperature combustion performed immediately before the engine is temporarily stopped is short. Can do.

次に、第5実施形態について説明する。
第5実施形態では、上記第2実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a fifth embodiment will be described.
In the fifth embodiment, only part of the operation flow is different from that of the second embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

上記第2実施形態と異なり、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなくフラグ1がセットされている場合(S303−YES)には、低温燃焼の際の空燃比をリッチにし、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合(S303−NO)には、低温燃焼の際の空燃比をリッチにしない(通常はリーンとされる)。   Unlike the second embodiment, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 and the flag 1 is set (S303-YES), the air-fuel ratio at the time of low-temperature combustion is rich. If the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1 (S303-NO), the air-fuel ratio at the time of low-temperature combustion is not made rich (usually made lean).

これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、空燃比をリッチにすることで、機関から多量の未燃HC,COを排出させ、その
分の酸化反応熱により触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcを効果的に上昇させる。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。
As a result, when the engine pause command is issued, the catalyst 25a and the particulate filter 25b having a relatively low temperature are made rich in the air-fuel ratio in the low temperature combustion performed immediately before the engine pause. Then, a large amount of unburned HC and CO are discharged from the engine, and the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is effectively raised by the heat of the oxidation reaction. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第6の実施形態について説明する。
第6実施形態では、上記第5実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a sixth embodiment will be described.
In the sixth embodiment, only a part of the operation flow is different from that of the fifth embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第6実施形態では、次に述べる点のみが上記第5実施形態と異なっている。即ち、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなくフラグ1がセットされている場合(S303−YES)には、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合(S303−NO)と異なり、図17に示すように、低温燃焼の際の噴射開始時期θSが予め定められた値ΔθSだけ遅くされる。その結果、噴射開始時期を遅らせた分、熱エネルギーをトルクとして変換できない部分が残り、その部分が熱をもったまま排気されるので、排気ガス温が上昇せしめられ、斯くして触媒25の温度Tcが上昇せしめられる。   The sixth embodiment is different from the fifth embodiment only in the following points. That is, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 but the flag 1 is set (S303-YES), the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1 (S303-NO). Unlike FIG. 17, as shown in FIG. 17, the injection start timing θS during low-temperature combustion is delayed by a predetermined value ΔθS. As a result, a portion where heat energy cannot be converted as torque remains as the injection start timing is delayed, and the portion is exhausted with heat, so that the exhaust gas temperature is raised, and thus the temperature of the catalyst 25 is increased. Tc is raised.

これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、噴射開始時期θSが予め定められた値ΔθSだけ遅くされることで、排気ガス温を上昇させて、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcを効果的に上昇させる。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。   Thus, at the time when the engine temporary stop command is issued, the injection start timing θS is determined in advance for the catalyst 25a and the particulate filter 25b having a relatively low temperature in the low temperature combustion performed immediately before the engine is temporarily stopped. As a result, the exhaust gas temperature is raised and the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is effectively raised. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第7の実施形態について説明する。
第7実施形態では、上記第5実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a seventh embodiment will be described.
In the seventh embodiment, only part of the operation flow is different from that in the fifth embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第7実施形態では、次に述べる点のみが上記第5実施形態と異なっている。即ち、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなくフラグ1がセットされている場合(S303−YES)には、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合(S303−NO)と異なり、図18に示すように、主噴射Qm に先立って圧縮上死点前にパイロット噴射Qp が行われる。このパイロット噴射Qp の噴射量は、少量でかつ一定量である。一方、主噴射Qm は、圧縮上死点後に行われ、噴射量Qが増大したときには主噴射Qm の噴射量が増大せしめられる。 The seventh embodiment is different from the fifth embodiment only in the following points. That is, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 but the flag 1 is set (S303-YES), the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1 (S303-NO). ) and different, as shown in FIG. 18, the pilot injection Q p is performed in the compression top dead center prior to the main injection Q m. The injection amount of the pilot injection Q p is small and constant. On the other hand, the main injection Q m is performed after compression top dead center, and when the injection amount Q increases, the injection amount of the main injection Q m is increased.

この場合、主噴射Qm の噴射時期が遅いので、機関の出力が低下し、斯くして機関回転数Nが低下する。機関回転数Nが低下すると、機関回転数Nを目標回転数N0(例えば、目標アイドリング回転数)まで上昇すべく吸入空気量が増量され、それに伴なって、燃料噴射量Qが増量される。燃料噴射量Qが増大せしめられると、排気ガス温が上昇し、斯くして触媒25の温度Tcが上昇する。 In this case, since the main injection Q injection timing of m is slow, it decreases the output of the engine, thus to the engine speed N is lowered. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased to increase the engine speed N to the target speed N 0 (for example, the target idling speed), and the fuel injection amount Q is increased accordingly. . When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises, and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises.

これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、パイロット噴射を行うと共に主噴射の噴射時期を圧縮上死点以後とすることで、排気ガス温を上昇させて、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcを効果的に上昇させる。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。   As a result, at the time when the engine temporary stop command is issued, the relatively low temperature catalyst 25a and the particulate filter 25b are subjected to pilot injection and main injection in the low temperature combustion performed immediately before the temporary engine stop. By setting the injection timing after the compression top dead center, the exhaust gas temperature is raised, and the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is effectively raised. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第8の実施形態について説明する。
第8実施形態では、上記第5実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, an eighth embodiment will be described.
In the eighth embodiment, only part of the operation flow is different from that in the fifth embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第8実施形態では、次に述べる点のみが上記第5実施形態と異なっている。即ち、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなくフラグ1がセットされている場合(S303−YES)には、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合(S303−NO)と異なり、燃料噴射圧を低下させる。   The eighth embodiment is different from the fifth embodiment only in the following points. That is, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 but the flag 1 is set (S303-YES), the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1 (S303-NO). Unlike), the fuel injection pressure is reduced.

具体的には、コモンレール34内の目標燃料圧Pが予め定められた値ΔPだけ低下せしめられる。コモンール34内の目標燃料圧が低下せしめられると、燃料の噴射期間が長くなる。燃料の噴射期間が長くなると機関の出力が低下し、斯くして機関回転数Nが低下する。機関回転数Nが低下すると、機関回転数Nを目標回転数N0 (例えば、目標アイドリング回転数)まで上昇すべく吸入空気量が増量され、それに伴なって燃料噴射量Qが増量される。燃料噴射量Qが増大せしめられると、排気ガス温が上昇し、斯くして触媒25の温度Tcが上昇する。 Specifically, the target fuel pressure P in the common rail 34 is lowered by a predetermined value ΔP. When the target fuel pressure in the common sole 34 is lowered, the fuel injection period becomes longer. When the fuel injection period becomes longer, the output of the engine decreases, and thus the engine speed N decreases. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased to increase the engine speed N to the target speed N 0 (for example, the target idling speed), and the fuel injection amount Q is increased accordingly. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises, and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises.

これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、燃料噴射圧を低下させることで、排気ガス温を上昇させて、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcを効果的に上昇させる。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。   As a result, when the engine pause command is issued, the catalyst 25a and the particulate filter 25b having a relatively low temperature are allowed to reduce the fuel injection pressure in the low-temperature combustion performed immediately before the engine is temporarily stopped. Then, the exhaust gas temperature is raised, and the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is effectively raised. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第9の実施形態について説明する。
第9実施形態では、上記第5実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a ninth embodiment will be described.
The ninth embodiment is the same as the fifth embodiment except for a part of the operation flow, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第9実施形態では、次に述べる点のみが上記第5実施形態と異なっている。即ち、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcが設定温度Tset1以上ではなくフラグ1がセットされている場合(S303−YES)には、温度Tcが設定温度Tset1以上であった場合(S303−NO)と異なり、機関の目標回転数(例えば、目標アイドリング回転数)を上昇させる。   The ninth embodiment is different from the fifth embodiment only in the following points. That is, when the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is not equal to or higher than the set temperature Tset1 but the flag 1 is set (S303-YES), the temperature Tc is equal to or higher than the set temperature Tset1 (S303-NO). ), The target engine speed (for example, target idling speed) of the engine is increased.

上記においては、目標回転数(例えば、目標アイドリング回転数)tNが上昇せしめられる。目標回転数tNが上昇せしめられれば、吸入空気量が増大され、それに伴なって燃料噴射量Qが増量される。燃料噴射量Qが増大せしめられると、排気ガス温が上昇し、斯くして触媒25の温度Tcが上昇する。   In the above, the target rotational speed (for example, the target idling rotational speed) tN is increased. If the target rotational speed tN is increased, the intake air amount is increased, and the fuel injection amount Q is increased accordingly. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises, and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises.

これにより、エンジンの一時停止指令が出された時点で、比較的温度の低い触媒25a及びパティキュレートフィルタ25bには、エンジンの一時停止の直前に行う低温燃焼において、機関の目標回転数(例えば、目標アイドリング回転数)を上昇させることで、排気ガス温を上昇させて、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tcを効果的に上昇させる。その結果、その後のエンジンの一時停止後の触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度の下降に対しても有効に備えることができる。   Thus, at the time when the engine temporary stop command is issued, the catalyst 25a and the particulate filter 25b having relatively low temperatures are subjected to the target engine speed (for example, low temperature combustion performed immediately before the engine temporary stop) (for example, By raising the target idling speed), the exhaust gas temperature is raised, and the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is effectively raised. As a result, it is possible to effectively prepare for a decrease in the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b after the subsequent temporary stop of the engine.

次に、第10の実施形態について説明する。
第10実施形態では、上記第1実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a tenth embodiment will be described.
In the tenth embodiment, only a part of the operation flow is different from that in the first embodiment, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

上記第1実施形態では、エンジン一時停止の直前に、低温燃焼を実施したが、第10実施形態では、低温燃焼に代えて、いわゆるビゴム(VIGOM)噴射が行われる。以下、ビゴム噴射について説明する。   In the first embodiment, low-temperature combustion is performed immediately before the engine is temporarily stopped. In the tenth embodiment, so-called bigum (VIGOM) injection is performed instead of low-temperature combustion. Hereinafter, the rubber injection will be described.

図19に示されるように、吸気行程の初期に第1回目の燃料噴射Qi が行われ、圧縮行程末期に第2回目の燃料噴射、即ち主噴射Qm が行われる(ビゴム噴射)。図17に示す実施形態では、第1回目の燃料噴射Qi の噴射量は、少量でかつ一定量とされ、燃料噴射量Qが増大すると、主噴射Qm の噴射量が増大せしめられる。 As shown in FIG. 19, the first fuel injection Q i is performed at the beginning of the intake stroke, and the second fuel injection, that is, the main injection Q m is performed at the end of the compression stroke (bi-rubber injection). In the embodiment shown in FIG. 17, the injection amount of the first fuel injection Q i is small and constant, and when the fuel injection amount Q increases, the injection amount of the main injection Q m is increased.

これに対し、第10実施形態では、図19に示されるように、第1回目の燃料噴射Qi を吸気行程中に行うと、この燃料は燃焼室5内全体に広がる予混合気を形成する。このように予混合気が形成されると、主噴射Qm が行われたときの着火遅れが短かくなるが、一部の予混合気は燃焼せしめられることなく機関から排出される。即ち、このようなビゴム噴射を行うと、機関からは多量の未燃HC,COが排出される。その結果、酸化反応熱により触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度Tc が上昇せしめられる。 On the other hand, in the tenth embodiment, as shown in FIG. 19, when the first fuel injection Q i is performed during the intake stroke, this fuel forms a premixed gas spread throughout the combustion chamber 5. . This premixed gas is formed as, although the main injection Q ignition delay when m is performed is short, a part of the premixed gas is discharged from the engine without being burned. That is, when such big rubber injection is performed, a large amount of unburned HC and CO are discharged from the engine. As a result, the temperature Tc of the catalyst 25a or the particulate filter 25b due to the oxidation reaction heat. Is raised.

ビゴム噴射が行われると、比較的多量の未燃HCやCOが発生し、その比較的多量の未燃HCやCOが触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給されることにより、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内で比較的発熱量の大きな発熱反応が起きる。そのため、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度が上昇する。その温度の推移は、図14と同様となる。即ち、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度は、ビゴム噴射が開始された直後から上昇し始め、所定のビゴム噴射の時間が経過した時点で、エンジンの一時停止が許可されて、エンジンが停止された後も暫くは上昇し続ける。上昇しきったところから徐々に温度は下降するが、通常の殆ど全てのケースにおいて、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの活性化の最低温度Tccoよりも下降する前の時点にてエンジンが再始動するので、再始動後の排気エミッションの悪化が低減される。   When the big rubber injection is performed, a relatively large amount of unburned HC and CO is generated, and the relatively large amount of unburned HC and CO is supplied to the catalyst 25a and the particulate filter 25b, thereby causing the catalyst 25a and the particulate filter 25b to enter. An exothermic reaction with a relatively large calorific value occurs in the curate filter 25b. Therefore, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b rises. The transition of the temperature is the same as in FIG. That is, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b starts to rise immediately after the big rubber injection is started, and when the predetermined big rubber injection time has elapsed, the engine is allowed to pause and the engine is stopped. After that, it continues to rise for a while. Although the temperature gradually decreases from where it has risen, in almost all normal cases, the engine restarts at a point before it falls below the minimum temperature Tcco for activation of the catalyst 25a and the particulate filter 25b. Deterioration of exhaust emission after restart is reduced.

次に、第11の実施形態について説明する。
第11実施形態では、上記第10実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, an eleventh embodiment will be described.
The eleventh embodiment is the same as the tenth embodiment except for a part of the operation flow, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第11実施形態では、次に述べる点のみが上記第10実施形態と異なっている。低温燃焼を実施中でない場合には、瞬時に空燃比をリッチにし、その後、予め定められた期間は空燃比をリーンにする。例えば一回の燃料噴射時だけ空燃比が大巾にリッチとされる。即ち、この実施形態では、多量の未燃HC,COを一気に触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bに送り込み、このときの酸化反応熱でもって触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度を急激に上昇させるようにしている。   The eleventh embodiment is different from the tenth embodiment only in the following points. When low-temperature combustion is not being performed, the air-fuel ratio is instantly made rich, and then the air-fuel ratio is made lean for a predetermined period. For example, the air-fuel ratio is greatly rich only during one fuel injection. That is, in this embodiment, a large amount of unburned HC and CO are sent to the catalyst 25a or the particulate filter 25b all at once, and the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is rapidly increased by the oxidation reaction heat at this time. ing.

ステップ400aでは、比較的多量の未燃HCやCOが発生し、その比較的多量の未燃HCやCOが触媒25aやパティキュレートフィルタ25bに供給されることにより、触媒25a内やパティキュレートフィルタ25b内で比較的発熱量の大きな発熱反応が起きる。そのため、触媒25aやパティキュレートフィルタ25bの温度が上昇する。その温度の推移は、図14と同様となる。   In Step 400a, a relatively large amount of unburned HC or CO is generated, and the relatively large amount of unburned HC or CO is supplied to the catalyst 25a or the particulate filter 25b, whereby the inside of the catalyst 25a or the particulate filter 25b. An exothermic reaction with a relatively large calorific value occurs. Therefore, the temperature of the catalyst 25a and the particulate filter 25b rises. The transition of the temperature is the same as in FIG.

次に、第12の実施形態について説明する。
第12実施形態では、上記第10実施形態と動作フローの一部が異なるのみで、それ以外は共通である。共通点については、その詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Next, a twelfth embodiment will be described.
The twelfth embodiment is the same as the tenth embodiment except for a part of the operation flow, and the rest is common. For common points, detailed description thereof is omitted, and differences will be mainly described.

第12実施形態では、次に述べる点のみが上記第10実施形態と異なっている。低温燃焼を実施中でない場合には、膨張行程又は排気工程中に追加の燃料を追加する。例えば一回の燃料噴射時だけ、追加の燃料Qadd が、膨張行程後半又は排気行程中に噴射される。この追加の燃料Qadd は、燃焼することなく機関から排出される。従って、この実施形態でも、多量の未燃HC,COを一気に触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bに送り込み、このときの酸化反応熱でもって触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度を急激に上昇させるようにしている。その温度の推移は、図14と同様となる。 The twelfth embodiment is different from the tenth embodiment only in the following points. If low temperature combustion is not being performed, additional fuel is added during the expansion stroke or exhaust process. For example, the additional fuel Q add is injected during the second half of the expansion stroke or during the exhaust stroke only during one fuel injection. This additional fuel Q add is discharged from the engine without burning. Therefore, also in this embodiment, a large amount of unburned HC and CO are sent to the catalyst 25a or the particulate filter 25b all at once, and the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is rapidly increased by the oxidation reaction heat at this time. ing. The transition of the temperature is the same as in FIG.

上記各実施の形態では、排気浄化装置の一例として、触媒25a,パティキュレートフィルタ25bを説明したが、公知の酸化触媒、ディーゼルパティキュレートフィルタ、吸蔵還元型NOx触媒、吸蔵還元型NOx触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタ、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタなどであってもよい。   In each of the above embodiments, the catalyst 25a and the particulate filter 25b have been described as an example of the exhaust purification device. However, a known oxidation catalyst, diesel particulate filter, storage reduction type NOx catalyst, and storage reduction type NOx catalyst are supported. It may be a diesel particulate filter, a diesel particulate filter carrying an oxidation catalyst, or the like.

上記第6〜第9の各実施形態では、エンジンの一時停止指令が出された時点で、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度が比較的低い場合に限って上記第6〜第9の各実施形態に特有の動作を実施している。これらに代えて、エンジンの一時停止指令が出された時点での、触媒25a又はパティキュレートフィルタ25bの温度に関わらず常に、上記第6〜第9の各実施形態に特有の動作を実施する構成にすることができる。   In the sixth to ninth embodiments, the sixth to ninth embodiments are performed only when the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b is relatively low at the time when the engine temporary stop command is issued. An operation specific to the form is performed. Instead of these, a configuration that always carries out the operations specific to the sixth to ninth embodiments regardless of the temperature of the catalyst 25a or the particulate filter 25b at the time when the engine temporary stop command is issued. Can be.

上記第10〜第12の各実施形態では、エンジンが一時停止される直前に低温燃焼が行われること無く、上記第10〜第12の各実施形態に特有の動作が実施されるが、エンジンが一時停止される直前に低温燃焼が行われ、かつその低温燃焼を実施するに際して上記第10〜第12の各実施形態に特有の動作の運転をすることができる。   In the tenth to twelfth embodiments, the low temperature combustion is not performed immediately before the engine is temporarily stopped, and the operations specific to the tenth to twelfth embodiments are performed. The low-temperature combustion is performed immediately before the temporary stop, and when performing the low-temperature combustion, the operation specific to each of the tenth to twelfth embodiments can be performed.

以上のように、特に、エコラン制御やハイブリッド制御等によりエンジンが一時停止された場合に、触媒を含む排気浄化装置の温度が低下し、エンジン再始動後の排気の浄化が不十分になることを防止することができる内燃機関に適用可能である。   As described above, especially when the engine is temporarily stopped by eco-run control, hybrid control, etc., the temperature of the exhaust purification device including the catalyst is lowered, and the exhaust purification after the engine restart becomes insufficient. It is applicable to an internal combustion engine that can be prevented.

圧縮着火式内燃機関の全体図である。1 is an overall view of a compression ignition type internal combustion engine. スモークおよびNOxの発生量等を示す図である。It is a figure which shows the generation amount etc. of smoke and NOx. 空燃比が21付近でスモークの発生量が最も多いときの燃焼室内の燃焼圧変化を示す図である。It is a figure which shows the combustion pressure change in a combustion chamber when the air fuel ratio is 21 vicinity and the amount of smoke generation is the largest. 空燃比が18付近でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室内の燃焼圧変化を示す図である。It is a figure which shows the combustion pressure change in a combustion chamber when the air fuel ratio is 18 vicinity and the generation amount of smoke is substantially zero. 燃料分子を示す図である。It is a figure which shows a fuel molecule | numerator. スモークの発生量とEGR率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the generation amount of smoke and an EGR rate. 噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amount of injected fuel, and the amount of mixed gas. 第1の運転領域Iと第2の運転領域IIを示す図である。It is a figure which shows the 1st operation area | region I and the 2nd operation area | region II. スロットル弁の開度等を示す図である。It is a figure which shows the opening degree etc. of a throttle valve. 要求トルクとアクセルペダルの踏み量と機関回転数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a request torque, the depression amount of an accelerator pedal, and an engine speed. 第1の運転領域Iにおける空燃比を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an air-fuel ratio in a first operation region I. 第2の運転領域IIにおける空燃比を示す図である。It is a figure which shows the air fuel ratio in the 2nd operation area | region II. パティキュレートフィルタの正面図である。It is a front view of a particulate filter. パティキュレートフィルタの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a particulate filter. 第1実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 1st Embodiment. 第1実施形態における触媒温度と時間的推移を示す図である。It is a figure which shows the catalyst temperature and time transition in 1st Embodiment. 低温燃焼および通常燃焼のそれぞれが行われたときの燃焼室内の平均ガス温とクランク角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average gas temperature in a combustion chamber, and a crank angle when each of low temperature combustion and normal combustion is performed. 低温燃焼および通常燃焼のそれぞれが行われたときの燃料およびその周囲のガス温とクランク角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of fuel and its surrounding gas, and crank angle when each of low temperature combustion and normal combustion is performed. 第2実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 2nd Embodiment. 第6実施形態での噴射時期を示す図である。It is a figure which shows the injection timing in 6th Embodiment. 第7実施形態での噴射時期を示す図である。It is a figure which shows the injection timing in 7th Embodiment. 第10実施形態での噴射時期を示す図である。It is a figure which shows the injection timing in 10th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

5 燃焼室
6 電気制御式燃料噴射弁
7 吸気弁
8 吸気ポート
9 排気弁
10 排気ポート
11 吸気枝管
12 サージタンク
17 空気吸込管
19 スロットル弁制御用ステップモータ
20 スロットル弁
21 排気マニホルド
22 排気管
24 排気管
25a 触媒
25b パティキュレートフィルタ
26 触媒コンバータ
27 温度センサ
28 排気管
29 EGR通路
30 EGR制御弁制御用ステップモータ
33 燃料供給管
34 コモンレール
35 燃料ポンプ
36 燃料圧センサ
39 圧力センサ
40 電子制御ユニット
42 ROM
43 RAM
44 CPU
45 入力ポート
46 出力ポート
49 質量流量計
50 アクセルペダル
51 負荷センサ
52 クランク角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Combustion chamber 6 Electric control type fuel injection valve 7 Intake valve 8 Intake port 9 Exhaust valve 10 Exhaust port 11 Intake branch pipe 12 Surge tank 17 Air suction pipe 19 Step motor for throttle valve control 20 Throttle valve 21 Exhaust manifold 22 Exhaust pipe 24 Exhaust pipe 25a catalyst 25b particulate filter 26 catalytic converter 27 temperature sensor 28 exhaust pipe 29 EGR passage 30 step motor for EGR control valve control 33 fuel supply pipe 34 common rail 35 fuel pump 36 fuel pressure sensor 39 pressure sensor 40 electronic control unit 42 ROM
43 RAM
44 CPU
45 Input port 46 Output port 49 Mass flow meter 50 Accelerator pedal 51 Load sensor 52 Crank angle sensor

Claims (7)

機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を含む排気浄化装置が配置された内燃機関であって、
機関が一時停止される前に、前記排気浄化装置で発熱反応を起こす物質の発生量が増大する運転モードが実行される
ことを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine in which an exhaust purification device including a catalyst having an oxidation function is disposed in an engine exhaust passage,
An internal combustion engine in which an operation mode in which an amount of a substance that causes an exothermic reaction is increased in the exhaust purification device is executed before the engine is temporarily stopped.
燃焼室内の不活性ガス量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達する内燃機関であって、
機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を含む排気浄化装置が配置され、
機関が一時停止される前に、前記排気浄化装置で発熱反応を起こす物質の発生量が増大する運転モードが実行され、
前記運転モードでは、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多くなるように制御される
ことを特徴とする内燃機関。
As the amount of inert gas in the combustion chamber increases, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak,
An exhaust purification device including a catalyst having an oxidation function is disposed in the engine exhaust passage,
Before the engine is temporarily stopped, an operation mode is executed in which the amount of substances that cause an exothermic reaction is increased in the exhaust purification device,
In the operation mode, the internal combustion engine is controlled such that the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generation reaches a peak.
請求項1または2に記載の内燃機関において、
前記機関が一時停止される前には少なくとも、設定された時間、前記運転モードが実行される
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine is characterized in that the operation mode is executed at least for a set time before the engine is temporarily stopped.
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関において、
前記排気浄化装置の温度に応じて、前記機関が一時停止される前の前記運転モードの実行時間が変更される
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The internal combustion engine, wherein an execution time of the operation mode before the engine is temporarily stopped is changed according to a temperature of the exhaust gas purification device.
請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関において、
前記排気浄化装置の温度が設定された温度になるまで、前記機関が一時停止される前の前記運転モードが実行される
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The internal combustion engine, wherein the operation mode before the engine is temporarily stopped is executed until the temperature of the exhaust purification device reaches a set temperature.
請求項1から5のいずれか1項に記載の内燃機関において、
前記機関が一時停止される前の前記運転モードでは、空燃比がリッチにされる
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
An internal combustion engine characterized in that the air-fuel ratio is made rich in the operation mode before the engine is temporarily stopped.
請求項1から5のいずれか1項に記載の内燃機関において、
前記機関が一時停止される前の前記運転モードでは、更に、排気ガス温が上昇する運転がなされる
ことを特徴とする内燃機関。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
In the operation mode before the engine is temporarily stopped, an operation in which the exhaust gas temperature further increases is performed.
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