JP3331981B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP3331981B2
JP3331981B2 JP26327198A JP26327198A JP3331981B2 JP 3331981 B2 JP3331981 B2 JP 3331981B2 JP 26327198 A JP26327198 A JP 26327198A JP 26327198 A JP26327198 A JP 26327198A JP 3331981 B2 JP3331981 B2 JP 3331981B2
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丈和 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。[0001] The present invention relates to an internal combustion engine.

【0002】[0002]

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

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

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

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

【0006】ところがディーゼル機関の燃焼の研究の過
程においてEGR率を最大許容限界よりも大きくすれば
上述の如くスモークが急激に増大するがこのスモークの
発生量にはピークが存在し、このピークを越えてEGR
率を更に大きくすると今度はスモークが急激に減少しは
じめ、アイドリング運転時においてEGR率を70パー
セント以上にすると、またEGRガスを強力に冷却した
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にするとス
モークがほとんど零になる。即ち煤がほとんど発生しな
いことが見い出されたのである。また、このときにはN
x の発生量が極めて少量となることも判明している。
この後この知見に基づいて煤が発生しない理由について
検討が進められ、その結果これまでにない煤およびNO
x の同時低減が可能な新たな燃焼システムが構築される
に至ったのである。この新たな燃焼システムについては
後に詳細に説明するが簡単に言うと炭化水素が煤に成長
するまでの途中の段階において炭化水素の成長を停止さ
せることを基本としている。
However, if the EGR rate is made larger than the maximum allowable limit in the course of research on the combustion of a diesel engine, the smoke rapidly increases as described above. However, the amount of generated smoke has a peak, and the peak exceeds this peak. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease rapidly, and when the EGR rate is increased to 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is cooled strongly, the smoke is reduced to about 55% or more. It becomes almost zero. That is, it was found that soot was hardly generated. In this case, N
Generation amount of O x is also found that a very small amount.
After that, the reason why no soot was generated was examined based on this finding, and as a result, unprecedented soot and NO
This has led to the construction of a new combustion system capable of simultaneously reducing x . This new combustion system will be described in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle stage until the hydrocarbons grow into soot.

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

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

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの新たな燃
焼システムでは前述したように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或る温度以下に抑制
する必要があり、そのためにはEGR率や空燃比等を予
め定められた範囲内に維持しなければならない。しかし
ながら実際には気象の変化や、制御装置の経年度化等よ
りEGRガス量や吸入空気量等の機関の運転パラメータ
の値が予め定められた値からずれ、その結果煤が発生し
たり、或いはNOx の発生量が増大するという問題を生
ずる。
However, in this new combustion system, as described above, it is necessary to suppress the temperature of fuel during combustion in the combustion chamber and the surrounding gas temperature to a certain temperature or less. And the air-fuel ratio must be maintained within a predetermined range. However, in practice, the values of the operating parameters of the engine, such as the amount of EGR gas and the amount of intake air, deviate from predetermined values due to changes in weather, aging of the control device, and the like, and as a result, soot is generated, or causing a problem that the generation amount of the NO x increases.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに1番目の発明では、燃焼室内に供給される不活性ガ
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において、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に供給される不活性ガス
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、燃焼時の燃料およびその周囲のガ
ス温度に応じて変化する排気ガス成分の量又は濃度を検
出する検出手段と、燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度に変化を与える機関の運転パラメータの値を制御す
る制御手段とを具備し、排気ガス成分の量又は濃度に基
づいて運転パラメータの値を制御することにより燃焼時
の燃料およびその周囲のガス温度を制御するようにして
いる。
In order to solve the above problems, in the first invention, as the amount of inert gas supplied into the combustion chamber increases, the amount of soot generated gradually increases and peaks. In an internal combustion engine that reaches, the amount of inert gas supplied into the combustion chamber is made larger than the amount of inert gas at which the amount of generated soot becomes a peak, so that the fuel and the surrounding gas temperature during combustion in the combustion chamber can be reduced. Detecting means for controlling the temperature to be lower than the generated temperature and detecting the amount or concentration of the exhaust gas component that changes according to the temperature of the fuel during combustion and the surrounding gas; and the fuel during combustion and the surrounding gas. Control means for controlling the value of the operating parameter of the engine that changes the temperature, and by controlling the value of the operating parameter based on the amount or concentration of the exhaust gas component, the fuel during combustion and its fuel So as to control the gas temperature of circumference.

【0011】2番目の発明では1番目の発明において、
排気ガス成分が排気ガス中のNOxであり、運転パラメ
ータが燃料噴射時期であり、制御手段はNOx の量又は
濃度が予め定められた上限値を越えたときには燃料噴射
時期を遅らせるようにしている。3番目の発明では2番
目の発明において、制御手段はNOx の量又は濃度が予
め定められた下限値よりも低いときには燃料噴射時期を
早めるようにしている。
In the second invention, in the first invention,
Exhaust gas component is NO x in the exhaust gas, a timing operating parameters fuel injection control means so as to delay the fuel injection timing when it exceeds the upper limit amount or concentration of a predetermined of the NO x I have. In the second invention in the third invention, the control means so that advancing the fuel injection timing when less than the lower limit the amount or concentration of a predetermined of NO x.

【0012】4番目の発明では1番目の発明において、
排気ガス成分が排気ガス中のNOxであり、運転パラメ
ータが機関排気通路から機関吸気通路内に再循環せしめ
られる再循環排気ガス量であり、制御手段はNOx の量
又は濃度が予め定められた上限値を越えたときには再循
環排気ガス量を増大させるようにしている。5番目の発
明では4番目の発明において、制御手段はNOx の量又
は濃度が予め定められた下限値よりも低いときには再循
環排気ガス量を減少させるようにしている。
In a fourth aspect, in the first aspect,
An exhaust gas component is NO x in the exhaust gas, an exhaust gas recirculation amount operating parameters is made to recycle the engine intake passage from an engine exhaust passage, control means the amount or concentration of NO x is predetermined When the upper limit is exceeded, the amount of recirculated exhaust gas is increased. In the fifth aspect in the fourth invention, the control means when lower than the lower limit amount or concentration of a predetermined of the NO x is to reduce the exhaust gas recirculation amount.

【0013】6番目の発明では1番目の発明において、
排気ガス成分が排気ガス中のNOxであり、運転パラメ
ータが吸入空気量であり、制御手段はNOx の量又は濃
度が予め定められた上限値を越えたときには吸入空気量
を減少させるようにしている。7番目の発明では6番目
の発明において、制御手段はNOx の量又は濃度が予め
定められた下限値よりも低いときには吸入空気量を増大
させるようにしている。
In the sixth invention, in the first invention,
A NO x in the exhaust gas component exhaust gases, operating parameters are the intake air amount, the control means is to reduce the amount of intake air when exceeding the upper limit amount or concentration of a predetermined of the NO x ing. In the sixth invention in the seventh invention, the control means when lower than the lower limit amount or concentration of a predetermined of the NO x is to increase the amount of intake air.

【0014】8番目の発明では1番目の発明において、
排気ガス成分が排気ガス中の煤であり、運転パラメータ
が燃料噴射時期であり、制御手段は煤の量又は濃度が予
め定められた上限値を越えたときには燃料噴射時期を遅
らせるようにしている。9番目の発明では8番目の発明
において、制御手段は煤の量又は濃度が予め定められた
下限値よりも低いときには燃料噴射時期を早めるように
している。
In the eighth invention, in the first invention,
The exhaust gas component is soot in the exhaust gas, the operation parameter is fuel injection timing, and the control means delays the fuel injection timing when the amount or concentration of soot exceeds a predetermined upper limit. In a ninth aspect based on the eighth aspect, the control means advances the fuel injection timing when the amount or concentration of soot is lower than a predetermined lower limit.

【0015】10番目の発明では1番目の発明におい
て、排気ガス成分が排気ガス中のNO x であり、運転パ
ラメータが機関排気通路から機関吸気通路内に再循環せ
しめられる再循環排気ガス量であり、制御手段は煤の量
又は濃度が予め定められた上限値を越えたときには再循
環排気ガス量を増大させるようにしている。11番目の
発明では10番目の発明において、制御手段は煤の量又
は濃度が予め定められた下限値よりも低いときには再循
環排気ガス量を減少させるようにしている。
In the tenth invention, the first invention
The exhaust gas component is NO in the exhaust gas. xAnd the driving
Parameters are recirculated from the engine exhaust passage into the engine intake passage.
The amount of recirculated exhaust gas to be measured, the control means is the amount of soot
Or, if the concentration exceeds a predetermined upper limit,
The ring exhaust gas amount is increased. Eleventh
In the tenth aspect of the present invention, the control means controls the amount of soot or
Is recirculated when the concentration is below a predetermined lower limit.
The amount of ring exhaust gas is reduced.

【0016】12番目の発明では1番目の発明におい
て、排気ガス成分が排気ガス中のNO x であり、運転パ
ラメータが吸入空気量であり、制御手段は煤の量又は濃
度が予め定められた上限値を越えたときには吸入空気量
を減少させるようにしている。13番目の発明では12
番目の発明において、制御手段は煤の量又は濃度が予め
定められた下限値よりも低いときには吸入空気量を増大
させるようにしている。
In the twelfth invention, the first invention
The exhaust gas component is NO in the exhaust gas. xAnd the driving
The parameter is the amount of intake air and the control means is the amount or concentration of soot.
When the degree exceeds a predetermined upper limit, the amount of intake air
Is to be reduced. In the thirteenth invention, 12
In the second invention, the control means sets the soot amount or concentration in advance.
Increase the intake air volume when it is lower than the specified lower limit
I try to make it.

【0017】14番目の発明では1番目の発明におい
て、機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置して
いる。15番目の発明では14番目の発明において、触
媒が酸化触媒、三元触媒又はNOx 吸収剤の少くとも一
つからなる。16番目の発明では1番目の発明におい
て、燃焼室から排出された排気ガスを機関吸気通路内に
再循環させる再循環装置を具備し、不活性ガスが再循環
排気ガスからなる。
According to a fourteenth aspect, in the first aspect, a catalyst having an oxidation function is disposed in the engine exhaust passage. In 14 th invention is a 15 th invention, the catalyst consists of one at least of the oxidation catalyst, three-way catalyst or the NO x absorbent. In a sixteenth aspect based on the first aspect, there is provided a recirculation device for recirculating the exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage, wherein the inert gas comprises the recirculated exhaust gas.

【0018】17番目の発明では16番目の発明におい
て、排気ガス再循環率がほぼ55パーセント以上であ
る。18番目の発明では1番目の発明において、煤の発
生量がピークとなる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第1の燃焼と、
煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内
の不活性ガス量が少ない第2の燃焼とを選択的に切換え
る切換手段を具備している。
According to a seventeenth aspect, in the sixteenth aspect, the exhaust gas recirculation rate is approximately 55% or more. In an eighteenth aspect based on the first aspect, the first combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of generated soot becomes a peak and soot is hardly generated,
There is provided switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas in which the generation amount of soot becomes a peak.

【0019】19番目の発明では18番目の発明におい
て、運転パラメータの値が許容限界に達しても排気ガス
成分の量又は濃度が予め定められた上限値よりも低くな
らないときには第1の燃焼から第2の燃焼に切換えるよ
うにしている。20番目の発明では18番目の発明にお
いて、機関の運転領域を低負荷側の第1の運転領域と高
負荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運転領域では
第1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2の燃焼を行
うようにしている。
According to a nineteenth aspect, in the eighteenth aspect, when the amount or concentration of the exhaust gas component does not become lower than a predetermined upper limit even if the value of the operating parameter reaches the permissible limit, the first combustion is started. 2 is switched to combustion. In a twentieth aspect based on the eighteenth aspect, the operating range of the engine is divided into a first operating range on the low load side and a second operating range on the high load side, and the first combustion is performed in the first operating range. In the second operation region, the second combustion is performed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明を4ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図1を参
照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3は
シリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気
制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は
排気弁、10は排気ポートを夫々示す。吸気ポート8は
対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結
され、サージタンク12は吸気ダクト13およびインタ
ークーラ14を介して過給機、例えば排気ターボチャー
ジャ15のコンプレッサ16の出口部に連結される。コ
ンプレッサ16の入口部は空気吸込管17を介してエア
クリーナ18に連結され、空気吸込管17内にはステッ
プモータ19により駆動されるスロットル弁20が配置
される。
FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 Denotes an exhaust valve, and 10 denotes an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a supercharger, for example, an outlet of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15 via an intake duct 13 and an intercooler 14. Be linked. An inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17, and a throttle valve 20 driven by a step motor 19 is arranged in the air suction pipe 17.

【0021】一方、排気ポート10は排気マニホルド2
1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、排気タービン
23の出口部は排気管24を介して酸化機能を有する触
媒25を内蔵した触媒コンバータ26に連結される。排
気マニホルド21内には燃焼室5内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度に応じて変化する排気ガス
成分の量又は濃度を検出するための排気ガスセンサ27
が配置される。本発明による実施例ではこの排気ガスセ
ンサ27は排気ガス中の、NOx の濃度を検出するため
のNOx センサ、又は排気ガス中の煤の濃度、即ちスモ
ークの濃度を検出するためのスモークセンサからなる。
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2.
1 and the exhaust turbocharger 15 via the exhaust pipe 22
The exhaust gas turbine 23 is connected to a catalytic converter 26 having a built-in catalyst 25 having an oxidizing function via an exhaust pipe 24. An exhaust gas sensor 27 for detecting the amount or concentration of an exhaust gas component that changes according to the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber 5 and the surrounding gas is provided in the exhaust manifold 21.
Is arranged. The exhaust gas sensor 27 in the embodiment according to the present invention in the exhaust gas, NO x sensors for detecting the concentration of NO x, or the concentration of soot in the exhaust gas, that is, from the smoke sensor for detecting a concentration of smoke Become.

【0022】触媒コンバータ26の出口部に連結された
排気管28とスロットル弁20下流の空気吸込管17と
はEGR通路29を介して互いに連結され、EGR通路
29内にはステップモータ30により駆動されるEGR
制御弁31が配置される。また、EGR通路29内には
EGR通路29内を流れるEGRガスを冷却するための
インタークーラ32が配置される。図1に示される実施
例では機関冷却水がインタークーラ32内に導びかれ、
機関冷却水によってEGRガスが冷却される。
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, and are driven in the EGR passage 29 by a step motor 30. EGR
A control valve 31 is arranged. In the EGR passage 29, an intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is guided into the intercooler 32,
The EGR gas is cooled by the engine cooling water.

【0023】一方、燃料噴射弁6は燃料供給管33を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール34に連結さ
れる。このコモンレール34内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ35から燃料が供給され、コモンレー
ル34内に供給された燃料は各燃料供給管33を介して
燃料噴射弁6に供給される。コモンレール34にはコモ
ンレール34内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
36が取付けられ、燃料圧センサ36の出力信号に基づ
いてコモンレール34内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ35の吐出量が制御される。
On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 34, via a fuel supply pipe 33. Fuel is supplied into the common rail 34 from an electric control type variable discharge fuel pump 35, and the fuel supplied into the common rail 34 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 33. A fuel pressure sensor 36 for detecting the fuel pressure in the common rail 34 is attached to the common rail 34, and the fuel pump 35 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 34 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 36. Is controlled.

【0024】電子制御ユニット40はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス41によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッ
サ)44、入力ポート45および出力ポート46を具備
する。排気ガスセンサ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、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。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、負荷センサ51の
出力電圧は対応するAD変換器47を介して入力ポート
45に入力される。また、入力ポート45にはクランク
シャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生
するクランク角センサ52が接続される。一方、出力ポ
ート46は対応する駆動回路48を介して燃料噴射弁
6、スロットル弁制御用ステップモータ19、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
接続される。
The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45, An output port 46 is provided. The output signal of the exhaust gas sensor 27 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and the output signal of the fuel pressure sensor 36 is also input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the amount of depression L of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. . The input port 45 is connected to a crank angle sensor 52 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, by 30 °. On the other hand, the output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19, the EGR control valve control step motor 30, and the fuel pump 35 via a corresponding drive circuit 48.

【0025】図2は機関低負荷運転時にスロットル弁2
0の開度およびEGR率を変化させることにより空燃比
A/F(図2の横軸)を変化させたときの出力トルクの
変化、およびスモーク、HC,CO,NOx の排出量の
変化を示す実験例を表している。図2からわかるように
この実験例では空燃比A/Fが小さくなるほどEGR率
が大きくなり、理論空燃比(≒14.6)以下のときに
はEGR率は65パーセント以上となっている。
FIG. 2 shows the throttle valve 2 when the engine is under low load operation.
Change in the output torque when changing the air-fuel ratio A / F (abscissa in FIG. 2) by changing the opening and the EGR rate of 0, and smoke, HC, CO, a change in emission of the NO x It shows the experimental example shown. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the smaller the air-fuel ratio A / F, the higher the EGR rate. When the air-fuel ratio A / F is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (≒ 14.6), the EGR rate is 65% or more.

【0026】図2に示されるようにEGR率を増大する
ことにより空燃比A/Fを小さくしていくとEGR率が
40パーセント付近となり空燃比A/Fが30程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、EGR率を65パーセ
ント以上とし、空燃比A/Fが15.0付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またN
x の発生量がかなり低くなる。一方、このときHC,
COの発生量は増大し始める。
As shown in FIG. 2, when the air-fuel ratio A / F is reduced by increasing the EGR rate, the smoke is reduced when the EGR rate becomes about 40% and the air-fuel ratio A / F becomes about 30. The generation starts to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke is sharply reduced. When the EGR rate is increased to 65% or more and the air-fuel ratio A / F is around 15.0, the smoke becomes almost zero. . That is, almost no soot is generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The generation amount of O x is considerably reduced. On the other hand, at this time, HC,
The amount of generated CO starts to increase.

【0027】図3(A)は空燃比A/Fが21付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室5内の燃焼圧変
化を示しており、図3(B)は空燃比A/Fが18付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室5内の燃焼
圧の変化を示している。図3(A)と図3(B)とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図3(B)に示す場合はスモークの発生量が多い図3
(A)に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。
FIG. 3 (A) shows the change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 21 and the amount of generated smoke is the largest, and FIG. 3 (B) shows the air-fuel ratio A / F. The graph shows the change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the smoke generation amount is substantially zero when F is around 18. As can be seen by comparing FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case of FIG. 3 (B) where the amount of smoke generation is almost zero, FIG.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in (A).

【0028】図2および図3に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第1に空燃比A/Fが1
5.0以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図2
に示されるようにNOx の発生量がかなり低下する。N
x の発生量が低下したということは燃焼室5内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室5内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図3からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図3(B)に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室5
内の燃焼温度は低くなっていることになる。
The following can be said from the experimental results shown in FIGS. That is, first, the air-fuel ratio A / F is 1
FIG. 2 when the smoke generation amount is almost zero at 5.0 or less.
As shown in (1) , the generation amount of NOx is considerably reduced. N
That the generation amount of O x produced falls means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is reduced, thus the combustion temperature in the combustion chamber 5 becomes low when the soot is hardly generated I can say. The same can be said from FIG. That is, in the state shown in FIG. 3B where almost no soot is generated, the combustion pressure is low.
The combustion temperature inside is low.

【0029】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。
Second, when the amount of generated smoke, that is, the amount of generated soot becomes almost zero, as shown in FIG.
Emissions increase. This means that hydrocarbons are emitted without growing to soot. That is, the linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 are thermally decomposed when the temperature is increased in a state of lack of oxygen, soot precursors are formed, and then mainly, Soot consisting of a solid aggregate of carbon atoms is produced. In this case, the actual soot production process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor takes, but in any case, the hydrocarbon as shown in FIG. It will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of generated soot becomes substantially zero, the emission amounts of HC and CO increase as shown in FIG. 2, but HC at this time is a precursor of soot or a hydrocarbon in a state before it. .

【0030】図2および図3に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室5内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室5から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室5内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室5内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。
The above considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3 are summarized as follows. When the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generation becomes almost zero. Is discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental study on this, if the temperature of the fuel and the surrounding gas in the combustion chamber 5 is lower than a certain temperature, the growth process of the soot is stopped halfway, that is, the soot is It was found that no soot was generated, and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 exceeded a certain temperature.

【0031】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止するときの燃料およびその周囲の温度、即
ち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種
々の要因によって変化するので何度であるかということ
は言えないがこの或る温度はNOx の発生量と深い関係
を有しており、従ってこの或る温度はNOx の発生量か
ら或る程度規定することができる。即ち、EGR率が増
大するほど燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低
下し、NOx の発生量が低下する。このときNOx の発
生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったときに煤が
ほとんど発生しなくなる。従って上述の或る温度はNO
x の発生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったとき
の温度にほぼ一致する。
By the way, the temperature of the fuel and its surrounding when the process of producing hydrocarbons is stopped in the state of the soot precursor, that is, the above-mentioned certain temperature depends on various factors such as the type of fuel, the air-fuel ratio and the compression ratio. Although the change can not be said 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 defined to a certain degree from the generation amount of the nO x be able to. That is, the fuel and the gas temperature surrounding it at the time of combustion and the greater the EGR rate, decreases, the amount of the NO x is reduced. Generation amount at this time NO x is soot is hardly generated when it is around or less 10 ppm. Therefore, the above certain temperature is NO
It almost coincides with the temperature when the amount of generated x is about 10 p.pm or less.

【0032】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化機能
を有する触媒を用いた後処理でもって浄化することはで
きない。これに対して煤の前駆体又はその前の状態の炭
化水素は酸化機能を有する触媒を用いた後処理でもって
容易に浄化することができる。このように酸化機能を有
する触媒による後処理を考えると炭化水素を煤の前駆体
又はその前の状態で燃焼室5から排出させるか、或いは
煤の形で燃焼室5から排出させるかについては極めて大
きな差がある。本発明において採用されている新たな燃
焼システムは燃焼室5内において煤を生成させることな
く炭化水素を煤の前駆体又はその前の状態の形でもって
燃焼室5から排出させ、この炭化水素を酸化機能を有す
る触媒により酸化せしめることを核としている。
Once soot is produced, it cannot be purified by post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in a state before the soot can be easily purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidation function. Considering the post-treatment with a catalyst having an oxidation function as described above, it is extremely difficult to discharge hydrocarbons from the combustion chamber 5 in the state of a precursor of soot or in the state before the soot or in the form of soot from the combustion chamber 5. There is a big difference. The new combustion system employed in the present invention discharges hydrocarbons from the combustion chamber 5 in the form of a soot precursor or previous state without producing soot in the combustion chamber 5 and removes the hydrocarbons. The core is to oxidize with a catalyst having an oxidation function.

【0033】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室5内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料およ
びその周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際
の燃料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響するこ
とが判明している。
Now, in order to stop the growth of hydrocarbons before the soot is generated, the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber 5 are set to a temperature lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that the endothermic effect of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect on suppressing the temperature of the fuel and the gas around the fuel.

【0034】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 separated from the fuel does not rise so much, and only the temperature around the fuel becomes extremely high locally. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the heat of combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature becomes extremely high locally, the unburned hydrocarbons that have received the heat of combustion will generate soot.

【0035】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。
On the other hand, the situation is slightly different when fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air.
In this case, the fuel vapor diffuses to the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion temperature is not increased so much because the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas. That is, the combustion temperature can be kept low. That is, the presence of the inert gas plays an important role in suppressing the combustion temperature, and the combustion temperature can be kept low by the endothermic effect of the inert gas.

【0036】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
が強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、CO2 やEGRガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてEGRガスを用
いることは好ましいと言える。
In this case, in order to suppress the temperature of the fuel and the surrounding gas to a temperature lower than the temperature at which the soot is formed, an amount of the inert gas that can absorb a sufficient amount of heat to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas increases accordingly. In this case, as the specific heat of the inert gas increases, the endothermic effect becomes stronger. Therefore, the inert gas preferably has a higher specific heat. In this regard, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heats.

【0037】図5は不活性ガスとしてEGRガスを用
い、EGRガスの冷却度合を変えたときのEGR率とス
モークとの関係を示している。即ち、図5において曲線
AはEGRガスを強力に冷却してEGRガス温をほぼ9
0℃に維持した場合を示しており、曲線Bは小型の冷却
装置でEGRガスを冷却した場合を示しており、曲線C
はEGRガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。
FIG. 5 shows the relationship between the EGR rate and the smoke when EGR gas is used as the inert gas and the degree of cooling of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, a curve A indicates that the EGR gas temperature is substantially 9
Curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and curve C shows the case where the temperature is maintained at 0 ° C.
Indicates a case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0038】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 cooled strongly, the soot generation peaks at a point where the EGR rate is slightly lower than 50%. Above a percentage, little soot is generated. On the other hand, as shown by the curve B in FIG. 5, when the EGR gas is slightly cooled, the soot generation amount reaches a peak at a point where the EGR rate is slightly higher than 50%. In this case, the EGR rate is increased to about 65% or more. If so, almost no soot is generated.

【0039】また、図5の曲線Cで示されるようにEG
Rガスを強制的に冷却していない場合にはEGR率が5
5パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ70パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図5は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるEGR率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるEGR率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるEGR率の下限はEGRガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。
As shown by a curve C in FIG.
When the R gas is not forcibly cooled, the EGR rate becomes 5
The soot generation amount peaks near 5%, and in this case, if the EGR rate is set to approximately 70% or more, soot is hardly generated. FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. When the engine load decreases, the EGR rate at which the amount of soot peaks slightly decreases, and the EGR rate at which soot is hardly generated is reduced. Also lowers slightly. As described above, the lower limit of the EGR rate at which almost no soot is generated varies depending on the degree of cooling of the EGR gas and the engine load.

【0040】図6は不活性ガスとしてEGRガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なEGRガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のEGRガス
の割合を示している。なお、図6において縦軸は燃焼室
5内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Yは
過給が行われないときに燃焼室5内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してい
る。
FIG. 6 shows the mixing of EGR gas and air necessary to make the temperature of fuel during combustion and its surrounding gas lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. It shows the gas amount, the ratio of air in the mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in the mixed gas. In FIG. 6, the vertical axis indicates the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5, and the dashed line Y indicates the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. ing. The horizontal axis indicates the required load.

【0041】図6を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図6に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図6においてEGRガスの割合、即ち混合
ガス中のEGRガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のEGRガス量
を示している。このEGRガス量はEGR率で表すとほ
ぼ55パーセント以上であり、図6に示す実施例では7
0パーセント以上である。即ち、燃焼室5内に吸入され
た全吸入ガス量を図6において実線Xとし、この全吸入
ガス量Xのうちの空気量とEGRガス量との割合を図6
に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温
度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くし
て煤が全く発生しなくなる。また、このときのNOx
生量は10p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってN
x の発生量は極めて少量となる。
Referring to FIG. 6, the proportion of air, that is, the amount of air in the mixed gas, indicates the amount of air necessary to completely burn the injected fuel. That is, in the case shown in FIG. 6, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of the EGR gas, that is, the amount of the EGR gas in the mixed gas, is set so that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and the surrounding gas is lower than the temperature at which soot is formed. The required minimum EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more in terms of the EGR rate. In the embodiment shown in FIG.
0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is indicated by a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount to the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in the following, the temperature of the fuel and the surrounding gas is lower than the temperature at which soot is generated, and thus no soot is generated. Further, the NO x generation amount at this time is around 10 p.pm or less.
The amount of O x generated is extremely small.

【0042】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はEGRガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図6に示されるようにEGRガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、EGRガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。
When the fuel injection amount increases, the calorific value when the fuel burns increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the surrounding gas at a temperature lower than the temperature at which the soot is generated, the heat generated by the EGR gas is required. Must be increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount increases.
That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.

【0043】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Lo よりも大きい領
域では要求負荷が大きくなるにつれてEGRガス割合を
低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持することが
できない。云い換えると過給が行われていない場合に要
求負荷がLo よりも大きい領域において空燃比を理論空
燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高くなるに
つれてEGR率が低下し、斯くして要求負荷がLo より
も大きい領域では燃料およびその周囲のガス温度を煤が
生成される温度よりも低い温度に維持しえなくなる。
When the supercharging is not performed, the upper limit of the total intake gas amount X sucked into the combustion chamber 5 is Y. Therefore, in FIG. 6, in the region where the required load is larger than Lo, the required load is reduced. As the ratio increases, the air-fuel ratio cannot be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio unless the EGR gas ratio is reduced. In other words, when the supercharging is not performed and the required air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio in an area where the required load is larger than Lo, the EGR rate decreases as the required load increases, and In the region where the required load is larger than Lo, the temperature of the fuel and the surrounding gas cannot be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is generated.

【0044】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Lo よりも大きい領域においてEGR率を5
5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, when the EGR gas is recirculated through the EGR passage 29 to the inlet side of the supercharger, that is, to the air suction pipe 17 of the exhaust turbocharger 15, the required load is larger than Lo. In EGR rate 5
It can be maintained at 5% or more, for example 70%, so that the temperature of the fuel and its surrounding gas can be kept below 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 suction gas boosted by the compressor 16 of the exhaust turbocharger 15 also becomes 70%. The temperature of the fuel and the surrounding gas can be maintained at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, to the extent that the pressure can be increased by the compressor 16. Therefore, the operating range of the engine that can generate low-temperature combustion can be expanded.

【0045】なお、この場合、要求負荷がLo よりも大
きい領域でEGR率を55パーセント以上にする際には
EGR制御弁31が全開せしめられ、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 the region where the required load is larger than Lo, the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20
Is slightly closed. 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 smaller than the air amount shown in FIG. 10p.pm the generation amount of the NO x while preventing the occurrence of longitudinal or can below, also be more than the amount of air shown the amount of air in FIG. 6, that is, the average of the air-fuel ratio Even when leaning from 17 to 18, the amount of generated NO x can be reduced to around 10 ppm or less while preventing the generation of soot.

【0046】即ち、空燃比がリッチにされると燃料が過
剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制されているために
過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤が生成される
ことがない。また、このときNOx も極めて少量しか発
生しない。一方、平均空燃比がリーンのとき、或いは空
燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量
の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので煤は全く生成されない。更に、NOx
も極めて少量しか発生しない。
That is, when the air-fuel ratio is made rich, the fuel becomes excessive, but since the combustion temperature is suppressed to a low temperature, the excess fuel does not grow into soot, and soot is generated. There is no. Further, at this time NO x even only an extremely small amount of 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 increases, but in the present invention, the soot is suppressed to a low temperature, so that the soot is reduced. Not generated at all. Furthermore, NO x
Only very small amounts are generated.

【0047】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。従って本発明による実施例
では機関中低負荷運転時には燃焼時の燃料およびその周
囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以
下に抑制して第1の燃焼、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
明らかなように煤の発生量がピークとなる不活性ガス量
よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生
しない燃焼のことを言い、第2の燃焼、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
ことを言う。
As described above, when low-temperature combustion is performed, soot is generated regardless of the air-fuel ratio, that is, whether the air-fuel ratio is rich, the stoichiometric air-fuel ratio, or the average air-fuel ratio is lean. Sarezu, the amount of the NO x becomes extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time.
By the way, the fuel and the surrounding gas temperature at the time of combustion in the combustion chamber can be suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, only during the low load operation in the engine, which generates a relatively small amount of heat by combustion. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the first combustion, that is, the low-temperature combustion is performed by suppressing the temperature of the fuel during combustion and the gas temperature around the same at or below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway during the low load operation in the engine. In addition, the second combustion, that is, the combustion that is usually performed conventionally, is performed during the high load operation of the engine. Here, the first combustion, that is, the low-temperature combustion, has a larger amount of the inert gas in the combustion chamber than the amount of the inert gas at which the soot generation amount is at a peak, as is clear from the description so far. The second combustion, that is, the combustion that has been performed normally in the past, is a combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas at which the amount of soot is peaked. Say that.

【0048】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の運転領域IIとを示してい
る。なお、図7において縦軸Lはアクセルペダル50の
踏込み量、即ち要求負荷を示しており、横軸Nは機関回
転数を示している。また、図7においてX(N)は第1
の運転領域Iと第2の運転領域IIとの第1の境界を示し
ており、Y(N)は第1の運転領域Iと第2の運転領域
IIとの第2の境界を示している。第1の運転領域Iから
第2の運転領域IIへの運転領域の変化判断は第1の境界
X(N)に基づいて行われ、第2の運転領域IIから第1
の運転領域Iへの運転領域の変化判断は第2の境界Y
(N)に基づいて行われる。
FIG. 7 shows a first operation region I in which the first combustion, that is, low-temperature combustion is performed, and a second operation region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method, is performed. I have. In FIG. 7, the vertical axis L indicates the amount of depression of the accelerator pedal 50, that is, the required load, and the horizontal axis N indicates the engine speed. In FIG. 7, X (N) is the first
Shows the first boundary between the operating region I and the second operating region II, and Y (N) represents the first operating region I and the second operating region.
2 shows a second boundary with II. The determination of the change of the operation range from the first operation range I to the second operation range II is made based on the first boundary X (N), and the change from the second operation range II to the first operation range II is performed.
The determination of the change of the operation region to the operation region I of the second boundary Y
(N).

【0049】即ち、機関の運転状態が第1の運転領域I
にあって低温燃焼が行われているときに要求負荷Lが機
関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を越えると
運転領域が第2の運転領域IIに移ったと判断され、従来
の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求負荷Lが
機関回転数Nの関数である第2の境界Y(N)よりも低
くなると運転領域が第1の運転領域Iに移ったと判断さ
れ、再び低温燃焼が行われる。
That is, when the operating state of the engine is in the first operating region I
When the required load L exceeds a first boundary X (N), which is a function of the engine speed N, during low-temperature combustion, it is determined that the operation region has shifted to the second operation region II, Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, when the required load L becomes lower than a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N, it is determined that the operation region has shifted to the first operation region I, and low-temperature combustion is performed again.

【0050】このように第1の境界X(N)と第1の境
界X(N)よりも低負荷側の第2の境界Y(N)との二
つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第1の理
由は、第2の運転領域IIの高負荷側では比較的燃焼温度
が高く、このとき要求負荷Lが第1の境界X(N)より
低くなったとしてもただちに低温燃焼を行えないからで
ある。即ち、要求負荷Lがかなり低くなったとき、即ち
第2の境界Y(N)よりも低くなったときでなければた
だちに低温燃焼が開始されないからである。第2の理由
は第1の運転領域Iと第2の運転領域II間の運転領域の
変化に対してヒステリシスを設けるためである。
The two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower load side than the first boundary X (N) are provided as follows. For three reasons. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high load side of the second operation region II, and even if the required load L becomes lower than the first boundary X (N), low-temperature combustion cannot be performed immediately. Because. That is, the low-temperature combustion does not immediately start unless the required load L becomes considerably low, that is, when the required load L becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is that hysteresis is provided for a change in the operation range between the first operation range I and the second operation range II.

【0051】ところで機関の運転領域が第1の運転領域
Iにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室5から排出される。この
とき燃焼室5から排出された未燃炭化水素は酸化機能を
有する触媒25により良好に酸化せしめられる。触媒2
5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。
By the way, when the operating region of the engine is in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated, and the unburned hydrocarbon is replaced by the precursor of soot or the state before it. It is discharged from the combustion chamber 5 in the form. At this time, the unburned hydrocarbon discharged from the combustion chamber 5 is oxidized well by the catalyst 25 having an oxidizing function. Catalyst 2
As 5, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, or a NO x absorbent can be used. The NO x absorbent absorbs NO x when the mean air-fuel ratio in the combustion chamber 5 of the lean, the combustion chamber 5
The average air-fuel ratio in the internal has a function of releasing NO x becomes rich.

【0052】このNOx 吸収剤は例えばアルミナを担体
とし、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムN
a、リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金
属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土
類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から
選ばれた少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが
担持されている。
The NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier and, for example, potassium K, sodium N
a, lithium Li, at least one selected from alkali metals such as cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and noble metals such as platinum Pt. Is carried.

【0053】酸化触媒はもとより、三元触媒およびNO
x 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く
三元触媒およびNOx 吸収剤を触媒25として用いるこ
とができる。次に図8を参照しつつ第1の運転領域Iお
よび第2の運転領域IIにおける運転制御について概略的
に説明する。
In addition to the oxidation catalyst, the three-way catalyst and the NO
The x absorbent also has an oxidizing function, so that a three-way catalyst and a NO x absorbent can be used as the catalyst 25 as described above. Next, the operation control in the first operation region I and the second operation region II will be schematically described with reference to FIG.

【0054】図8は要求負荷Lに対するスロットル弁2
0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
るように要求負荷L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、E
GR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。
FIG. 8 shows the throttle valve 2 with respect to the required load L.
0 indicates the opening degree, the opening degree of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing, and the injection amount. As shown in FIG. 8, in the first operating region I where the required load L is low, the opening of the throttle valve 20 is gradually increased from almost fully closed to about 2/3 as the required load L increases. E
The degree of opening of the GR control valve 31 is gradually increased from almost fully closed to fully open as the required load L increases. Also,
In the example shown in FIG. 8, in the first operation region I, the EGR rate is set to approximately 70%, and the air-fuel ratio is set to a slightly lean air-fuel ratio.

【0055】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。ま
た、第1の運転領域Iでは圧縮上死点TDC前に燃料噴
射が行われる。この場合、噴射開始時期θSは要求負荷
Lが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期θEも噴
射開始時期θSが遅くなるにつれて遅くなる。
In other words, in the first operation region I, the EGR
The opening of the throttle valve 20 and the opening of the EGR control valve 31 are controlled such that the rate becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a slightly lean air-fuel ratio. In the first operation region I, fuel injection is performed before the compression top dead center TDC. In this case, the injection start timing θS is delayed as the required load L is increased, and the injection completion timing θE is delayed as the injection start timing θS is delayed.

【0056】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2
0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 until the valve is almost fully closed. At this time, the EGR control valve 31 is also closed almost completely. Throttle valve 2
If the valve is closed close to 0, the pressure in the combustion chamber 5 at the start of compression decreases, so that the compression pressure decreases. When the compression pressure decreases, the compression work by the piston 4 decreases, so that the vibration of the engine body 1 decreases. That is, at the time of idling operation, the throttle valve 20 is closed to almost fully closed in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0057】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, the operating range of the engine is the first operating range I.
From the second operating region II to the second operating region II, the opening of the throttle valve 20 is increased stepwise from about 2/3 opening toward the full opening direction. At this time, in the example shown in FIG. 8, the EGR rate is reduced stepwise from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased stepwise. That is, the EGR rate at which the EGR rate generates a large amount of smoke
The engine operating range is the first because it jumps over the rate range (Fig. 5).
A large amount of smoke does not occur when changing from the operating region I to the second operating region II.

【0058】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の開度は要求負荷Lが高く
なると次第に小さくされる。また、この運転領域IIでは
EGR率は要求負荷Lが高くなるほど低くなり、空燃比
は要求負荷Lが高くなるほど小さくなる。ただし、空燃
比は要求負荷Lが高くなってもリーン空燃比とされる。
また、第2の運転領域IIでは噴射開始時期θSは圧縮上
死点TDC付近とされる。
In the second operation region II, the second combustion, that is, the conventional combustion is performed. In this combustion method generates little soot and NO x, but the heat efficiency is higher than the low temperature combustion, thus as the operating region of the engine is shown in FIG. 8 from the first operation area I changes to the second operating region II Thus, the injection amount is reduced stepwise. In the second operating region II, the throttle valve 20 is held in a fully open state except for a part, and the opening of the EGR control valve 31 is gradually reduced as the required load L increases. In this operating region II, the EGR rate decreases as the required load L increases, and the air-fuel ratio decreases as the required load L increases. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even when the required load L increases.
In the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【0059】図9は第1の運転領域Iにおける空燃比A
/Fを示している。図9において、A/F=15.5,
A/F=16,A/F=17,A/F=18で示される
各曲線は夫々空燃比が15.5,16,17,18であ
るときを示しており、各曲線間の空燃比は比例配分によ
り定められる。図9に示されるように第1の運転領域I
では空燃比がリーンとなっており、更に第1の運転領域
Iでは要求負荷Lが低くなるほど空燃比A/Fがリーン
とされる。
FIG. 9 shows the air-fuel ratio A in the first operating region I.
/ F. In FIG. 9, A / F = 15.5,
Curves indicated by A / F = 16, A / F = 17, and A / F = 18 indicate when the air-fuel ratio is 15.5, 16, 17, and 18, respectively, and the air-fuel ratio between the curves is shown. Is determined by proportional distribution. As shown in FIG.
In the first operating region I, the air-fuel ratio A / F becomes leaner as the required load L decreases.

【0060】即ち、要求負荷Lが低くなるほど燃焼によ
る発熱量が少くなる。従って要求負荷Lが低くなるほど
EGR率を低下させても低温燃焼を行うことができる。
EGR率を低下させると空燃比は大きくなり、従って図
9に示されるように要求負荷Lが低くなるにつれて空燃
比A/Fが大きくされる。空燃比A/Fが大きくなるほ
ど燃料消費率は向上し、従ってできる限り空燃比をリー
ンにするために本発明による実施例では要求負荷Lが低
くなるにつれて空燃比A/Fが大きくされる。
That is, the lower the required load L, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, low-temperature combustion can be performed even if the EGR rate is reduced as the required load L decreases.
When the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio increases. Therefore, as shown in FIG. 9, as the required load L decreases, the air-fuel ratio A / F increases. As the air-fuel ratio A / F increases, the fuel consumption rate increases. Accordingly, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment according to the present invention, the air-fuel ratio A / F increases as the required load L decreases.

【0061】図10(A)は第1の運転領域Iにおける
噴射量Qを示しており、図10(B)は第1の運転領域
Iにおける噴射開始時期θSを示している。図10
(A)に示されるように第1の運転領域Iにおける噴射
量Qは要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数としてマッ
プの形で予めROM42内に記憶されており、図10
(B)に示されるように第1の運転領域Iにおける噴射
開始時期θSも要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数と
してマップの形で予めROM42内に記憶されている。
FIG. 10A shows the injection amount Q in the first operation region I, and FIG. 10B shows the injection start timing θS in the first operation region I. FIG.
As shown in FIG. 10A, the injection amount Q in the first operating region I is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.
As shown in (B), the injection start timing θS in the first operation region I is also stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.

【0062】また、空燃比を図9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が図11
(A)に示されるように要求負荷Lおよび機関回転数N
の関数としてマップの形で予めROM42内に記憶され
ており、空燃比を図9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が図11(B)に示
されるように要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数とし
てマップの形で予めROM42内に記憶されている。
The target opening degree ST of the throttle valve 20 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in (A), the required load L and the engine speed N
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. 9 is shown in FIG. 11 (B). As described above, a map is stored in advance in the ROM 42 as a function of the required load L and the engine speed N.

【0063】図12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12においてA/F=24,A/F=3
5,A/F=45,A/F=60で示される各曲線は夫
々目標空燃比24,35,45,60を示している。図
13(A)は第2の運転領域IIにおける噴射量Qを示し
ており、図13(B)は第2の運転領域IIにおける噴射
開始時期θSを示している。図13(A)に示されるよ
うに第2の運転領域IIにおける噴射量Qは要求負荷Lお
よび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
42内に記憶されており、図13(B)に示されるよう
に第2の運転領域IIにおける噴射開始時期θSも要求負
荷Lおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予め
ROM42内に記憶されている。
FIG. 12 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed. In FIG. 12, A / F = 24 and A / F = 3.
Curves indicated by 5, A / F = 45 and A / F = 60 indicate target air-fuel ratios 24, 35, 45, and 60, respectively. FIG. 13A shows the injection amount Q in the second operation region II, and FIG. 13B shows the injection start timing θS in the second operation region II. As shown in FIG. 13A, the injection amount Q in the second operating region II is determined in advance in the form of a map in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.
The injection start timing θS in the second operation region II is also stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. Have been.

【0064】また、空燃比を図12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が図1
4(A)に示されるように要求負荷Lおよび機関回転数
Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶さ
れており、空燃比を図12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が図14(B)
に示されるように要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数
としてマップの形で予めROM42内に記憶されてい
る。
The target opening degree ST of the throttle valve 20 required for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, the EGR is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N, and is necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening SE of the control valve 31 is as shown in FIG.
As shown in (1), a map is previously stored in the ROM 42 as a function of the required load L and the engine speed N.

【0065】次に図15を参照しつつ排気ガスセンサ2
7としてNOx センサを用いた場合の第1の燃焼時にお
ける運転制御について説明する。第1の燃焼が行われて
いるときに噴射開始時期θSを図10(B)に示すマッ
プ上の値とし、スロットル弁20の開度STを図11
(A)に示すマップ上の値とし、EGR制御弁31の開
度SEを図11(B)に示すマップ上の値とすると排気
ガス中のNOx 濃度は通常10p.p.m.以下となる。とこ
ろが気象の変化等により燃焼室5内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度が高くなると良好な低温燃
焼が行われなくなり、その結果排気ガス中のNOx 濃度
が上昇する。
Next, the exhaust gas sensor 2 will be described with reference to FIG.
Operation control will be described in the first time of combustion in the case of using the NO x sensor as 7. When the first combustion is being performed, the injection start timing θS is set to a value on the map shown in FIG. 10B, and the opening ST of the throttle valve 20 is set to the value shown in FIG.
When the opening degree SE of the EGR control valve 31 is set to a value on the map shown in FIG. 11A and the opening degree SE of the EGR control valve 31 is set to a value on the map shown in FIG. 11B, the NOx concentration in the exhaust gas is usually 10 p . However, when the gas temperature of the fuel and its surroundings at the time of combustion due to changes in the weather in the combustion chamber 5 becomes higher no longer performed good low temperature combustion, NO x concentration in the resulting exhaust gas is increased.

【0066】そこで気象等の変化があっても良好な低温
燃焼を行うために図15に示される如く排気ガス中のN
x 濃度NOが上限値NOmax 、例えば30p.p.m.を越
えたときには第1の実施例では噴射開始時期θSの進角
量を小さくし、即ち噴射開始時期θSを遅らせ、第2の
実施例ではEGR制御弁31の開度SEを増大させ、第
3の実施例ではスロットル弁20の開度STを減少させ
るようにしている。
Therefore, in order to perform good low-temperature combustion even if there is a change in weather or the like, as shown in FIG.
O x concentration NO upper limit NO max, for example, when exceeded 30p.pm will reduce the advance amount of the injection start timing .theta.S in the first embodiment, i.e. delaying the injection start timing .theta.S, in the second embodiment The opening SE of the EGR control valve 31 is increased, and in the third embodiment, the opening ST of the throttle valve 20 is reduced.

【0067】即ち、第1実施例におけるように噴射開始
時期θSを遅らせると燃焼温度が低下するために良好な
低温燃焼が行われ、斯くして排気ガス中のNOx 濃度N
Oが低下する。また、第2実施例におけるようにEGR
制御弁31の開度SEを増大させるとEGR率が高くな
るために燃焼温度が低下し、良好な低温燃焼が行われ
る。斯くして排気ガス中のNOx 濃度NOが低下する。
また、第3実施例におけるようにスロットル弁20の開
度STを減少させると吸入空気量が減少するために燃焼
温度が低下し、良好な低温燃焼が行われる。斯くして排
気ガス中のNOx濃度NOが低下する。
[0067] That is, good low temperature combustion to the combustion temperature delaying the injection start timing θS as in the first embodiment is lowered is carried out, in the exhaust gas and thus concentration of NO x N
O decreases. Also, as in the second embodiment, the EGR
When the opening degree SE of the control valve 31 is increased, the EGR rate is increased, so that the combustion temperature is reduced, and favorable low-temperature combustion is performed. Thus was concentration of NO x NO in the exhaust gas is lowered.
Further, when the opening ST of the throttle valve 20 is decreased as in the third embodiment, the intake air amount is reduced, so that the combustion temperature is reduced and good low-temperature combustion is performed. Thus was concentration of NO x NO in the exhaust gas is lowered.

【0068】一方、図15に示されるように排気ガス中
のNOx 濃度NOが下限値NOmin、例えば3p.p.m.よ
りも低下したときには第1の実施例では噴射開始時期θ
Sの進角量を大きくし、即ち噴射開始時期θSを早く
し、第2の実施例ではEGR制御弁31の開度SEを減
少させ、第3の実施例ではスロットル弁20の開度ST
を増大させるようにしている。
Meanwhile, NO x concentration NO lower limit NO min in the exhaust gas as shown in FIG. 15, for example, when lower than 3p.pm the time start of injection θ in the first embodiment
In the second embodiment, the opening SE of the EGR control valve 31 is decreased, and in the third embodiment, the opening ST of the throttle valve 20 is increased.
Is to be increased.

【0069】このように排気ガス中のNOx 濃度NOに
基づき燃料噴射時期θS、EGR制御弁31の開度SE
又はスロットル弁20の開度STのいずれか一つを制御
することによって良好な低温燃焼を行わせることができ
る。次に図16および図17を参照しつつ第1実施例を
実行するための運転制御ルーチンについて説明する。
[0069] Thus, based on the concentration of NO x NO in the exhaust gas fuel injection timing .theta.S, degree of opening SE of the EGR control valve 31
Alternatively, good low-temperature combustion can be performed by controlling any one of the opening degrees ST of the throttle valve 20. Next, an operation control routine for executing the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0070】図16を参照すると、まず初めにステップ
100において機関の運転状態が第1の運転領域Iであ
ることを示すフラグIがセットされているか否かが判別
される。フラグIがセットされているとき、即ち機関の
運転状態が第1の運転領域Iであるときにはステップ1
01に進んで要求負荷Lが第1の境界X1(N)よりも
大きくなったか否かが判別される。L≦X1(N)のと
きにはステップ104に進んで低温燃焼を禁止すべきで
あることを示す禁止フラグがセットされているか否かが
判別される。禁止フラグがセットされていないときには
ステップ105に進んで低温燃焼が行われる。
Referring to FIG. 16, first, in step 100, it is determined whether or not a flag I indicating that the operating state of the engine is in the first operating region I is set. When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, step 1
In step 01, it is determined whether the required load L has become larger than the first boundary X1 (N). When L ≦ X1 (N), the routine proceeds to step 104, where it is determined whether or not a prohibition flag indicating that low-temperature combustion should be prohibited is set. If the prohibition flag has not been set, the routine proceeds to step 105, where low-temperature combustion is performed.

【0071】即ち、ステップ105では図11(A)に
示すマップからスロットル弁20の目標開度STが算出
され、次いでステップ106では図11(B)に示すマ
ップからEGR制御弁31の目標開度SEが算出され
る。次いでステップ107では図10(A)に示すマッ
プから噴射量Qが算出される。次いでステップ108で
は図10(B)に示すマップから噴射開始時期θSが算
出される。次いでステップ109では燃焼制御が行われ
る。この燃焼制御が図17に示されている。
That is, at step 105, the target opening ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. 11A, and then at step 106, the target opening ST of the EGR control valve 31 is obtained from the map shown in FIG. SE is calculated. Next, at step 107, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 108, the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 109, combustion control is performed. This combustion control is shown in FIG.

【0072】図17を参照するとまず初めにステップ2
00においてNOx 濃度NOが上限値NOmax を越えた
か否かが判別される。NO>NOmax のときにはステッ
プ203に進んで噴射開始時期に対する補正値ΔθSか
ら一定値a1が減算される。次いでステップ204では
噴射開始時期θSに補正値ΔθSを加算することによっ
て最終的な噴射開始時期θSが算出される。即ち、NO
>NOmax のときには噴射開始時期θSが徐々に遅らさ
れることになる。
Referring to FIG. 17, first, in step 2
Concentration of NO x NO whether exceeds the upper limit value NO max is determined at 00. When NO> NO max, the routine proceeds to step 203, where the constant value a1 is subtracted from the correction value ΔθS for the injection start timing. Next, at step 204, the final injection start timing θS is calculated by adding the correction value ΔθS to the injection start timing θS. That is, NO
When> NO max , the injection start timing θS is gradually delayed.

【0073】一方、ステップ200においてNO≦NO
max であると判別されたときにはステップ201に進ん
でNOx 濃度NOが下限値NOmin よりも小さいか否か
が判別される。NO≦NOmin のときにはステップ20
2に進んで補正値ΔθSに一定値a2(<a1)が加算
される。次いでステップ204に進む。従ってこのとき
には噴射開始時期θSが徐々に早められる。
On the other hand, in step 200, NO ≦ NO
When it is determined that max whether concentration of NO x NO proceeds to step 201 is smaller than the lower limit NO min is determined. Step NO 20 when NO ≦ NO min
Proceeding to 2, the fixed value a2 (<a1) is added to the correction value ΔθS. Next, the routine proceeds to step 204. Therefore, at this time, the injection start timing θS is gradually advanced.

【0074】ステップ201においてNO>NOmin
あると判別されたとき、即ちNOma x ≧NO>NOmin
のときにはステップ204にジャンプする。このときに
は補正値ΔθSの更新作用は行われない。ステップ20
5では噴射開始時期θSが機関運転状態に応じて予め定
められている許容最大遅角時期θSd よりも遅くなった
か否かが判別され、θS<θSdになるとステップ20
6に進んで禁止フラグがセットされる。即ち、NO>N
max となって噴射開始時期θSが遅くされ、θS=θ
d となってもNO>NO max であるときには禁止フラ
グがセットされる。禁止フラグがセットされると低温燃
焼から第2の燃焼に切換えられる。
In step 201, NO> NOminso
When it is determined that there is, that is, NOma x≧ NO> NOmin
In the case of, the process jumps to step 204. At this time
Does not update the correction value ΔθS. Step 20
In 5, the injection start timing θS is predetermined according to the engine operating state.
Maximum allowable retard timing θSdSlower than
Is determined, θS <θSdThen step 20
Proceeding to 6, the prohibition flag is set. That is, NO> N
O maxAnd the injection start timing θS is delayed, and θS = θ
SdNO> NO maxBanned when
Is set. Low temperature fuel when prohibition flag is set
The mode is switched from baking to the second combustion.

【0075】一方、ステップ101においてL>X
(N)になったと判別されたときにはステップ102に
進んでフラグIがリセットされ、次いでステップ103
に進んで禁止フラグがリセットされる。次いでステップ
112に進んで第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ
112では図14(A)に示すマップからスロットル弁
20の目標開度STが算出され、次いでステップ113
では図14(B)に示すマップからEGR制御弁31の
目標開度SEが算出される。次いでステップ114では
図13(A)に示すマップから噴射量Qが算出される。
次いでステップ115では図13(B)に示すマップか
ら噴射開始時期θSが算出される。
On the other hand, in step 101, L> X
When it is determined that (N) has been reached, the routine proceeds to step 102, where the flag I is reset.
And the prohibition flag is reset. Next, the routine proceeds to step 112, where the second combustion is performed. That is, in step 112, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG.
Then, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 114, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG.
Next, at step 115, the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG.

【0076】フラグIがリセットされると次の処理サイ
クルではステップ100からステップ110に進んで要
求負荷Lが第2の境界Y(N)よりも低くなったか否か
が判別される。L≧Y(N)のときにはステップ112
に進み、第2の燃焼が行われる。一方、ステップ110
においてL<Y(N)になったと判別されたときにはス
テップ111に進んでフラグIがセットされ、次いでス
テップ104に進む。このとき禁止フラグはリセットさ
れているのでステップ105に進み、低温燃焼が行われ
る。低温燃焼が行われているときに禁止フラグがセット
されるとステップ104からステップ112に進み、第
2の燃焼が行われる。
When the flag I is reset, in the next processing cycle, the process proceeds from step 100 to step 110 to determine whether the required load L has become lower than the second boundary Y (N). Step L 112 when L ≧ Y (N)
And the second combustion is performed. On the other hand, step 110
When it is determined that L <Y (N), the routine proceeds to step 111, where the flag I is set, and then the routine proceeds to step 104. At this time, since the prohibition flag has been reset, the routine proceeds to step 105, where low-temperature combustion is performed. If the prohibition flag is set during low-temperature combustion, the process proceeds from step 104 to step 112, where the second combustion is performed.

【0077】図18は図16のステップ109において
行われる燃焼制御の第2実施例を示している。図18を
参照するとまず初めにステップ300においてNOx
度NOが上限値NOmax を越えたか否かが判別される。
NO>NOmax のときにはステップ303に進んでEG
R制御弁31の開度に対する補正値ΔSEに一定値b1
が加算される。次いでステップ304ではEGR制御弁
31の目標開度SEに補正値ΔSEを加算することによ
って最終的なEGR制御弁31の開度SEが算出され
る。即ち、NO>NOmax のときにはEGR制御弁31
の開度SEが徐々に増大せしめられることになる。
FIG. 18 shows a second embodiment of the combustion control performed in step 109 of FIG. Concentration of NO x NO first, at step 300 and referring to FIG. 18, whether or exceeds the upper limit value NO max is determined.
When NO> NO max , the routine proceeds to step 303, where EG
The correction value ΔSE for the opening of the R control valve 31 is a constant value b1
Is added. Next, at step 304, the final opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated by adding the correction value ΔSE to the target opening degree SE of the EGR control valve 31. That is, when NO> NO max , the EGR control valve 31
Is gradually increased.

【0078】一方、ステップ300においてNO≦NO
max であると判別されたときにはステップ301に進ん
でNOx 濃度NOが下限値NOmin よりも小さいか否か
が判別される。NO≦NOmin のときにはステップ30
2に進んで補正値ΔSEから一定値b2(<b1)が減
算される。次いでステップ304に進む。従ってこのと
きにはEGR制御弁31の開度SEが徐々に減少せしめ
られる。
On the other hand, in step 300, NO ≦ NO
When it is determined that max whether concentration of NO x NO proceeds to step 301 is smaller than the lower limit NO min is determined. If NO ≦ NO min , step 30
Proceeding to 2, the constant value b2 (<b1) is subtracted from the correction value ΔSE. Next, the routine proceeds to step 304. Therefore, at this time, the opening degree SE of the EGR control valve 31 is gradually reduced.

【0079】ステップ301においてNO>NOmin
あると判別されたとき、即ちNOma x ≧NO>NOmin
のときにはステップ304にジャンプする。このときに
は補正値ΔSEの更新作用は行われない。ステップ30
5ではEGR制御弁31の開度SEが許容最大開度SE
max よりも大きくなったか否か、例えばEGR制御弁3
1が全開したか否かが判別され、SE≧SEmax になる
とステップ306に進んで禁止フラグがセットされる。
即ち、NO>NOmax となってEGR制御弁31の開度
SEが増大せしめられ、SE=SEmax となってもNO
>NOmax であるときには禁止フラグがセットされる。
禁止フラグがセットされると低温燃焼から第2の燃焼に
切換えられる。
[0079] When it is determined that in step 301 NO> NO min, i.e. NO ma x ≧ NO> NO min
In the case of, the process jumps to step 304. At this time, the updating operation of the correction value ΔSE is not performed. Step 30
5, the opening degree SE of the EGR control valve 31 is set to the allowable maximum opening degree SE.
Whether it is larger than max , for example, EGR control valve 3
It is determined whether or not 1 has been fully opened. If SE ≧ SE max , the routine proceeds to step 306, where a prohibition flag is set.
That is, NO> NO max , the opening degree SE of the EGR control valve 31 is increased, and even if SE = SE max , NO
If> NO max , the prohibition flag is set.
When the prohibition flag is set, low-temperature combustion is switched to second combustion.

【0080】図19は図16のステップ109において
行われる燃焼制御の第3実施例を示している。図19を
参照するとまず初めにステップ400においてNOx
度NOが上限値NOmax を越えたか否かが判別される。
NO>NOmax のときにはステップ403に進んでスロ
ットル弁20の開度に対する補正値ΔSTから一定値c
1が減算される。次いでステップ404ではスロットル
弁20の目標開度STに補正値ΔSTを加算することに
よって最終的なスロットル弁20の開度STが算出され
る。即ち、NO>NOmax のときにはスロットル弁20
の開度STが徐々に減少せしめられることになる。
FIG. 19 shows a third embodiment of the combustion control performed in step 109 of FIG. Concentration of NO x NO first, at step 400 and referring to FIG. 19, whether or not exceeds the upper limit value NO max is determined.
If NO> NO max, the routine proceeds to step 403, where the correction value ΔST for the opening degree of the throttle valve 20 is set to a fixed value c.
1 is subtracted. Next, at step 404, the final opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening degree ST of the throttle valve 20. That is, when NO> NO max , the throttle valve 20
Is gradually reduced.

【0081】一方、ステップ400においてNO≦NO
max であると判別されたときにはステップ401に進ん
でNOx 濃度NOが下限値NOmin よりも小さいか否か
が判別される。NO≦NOmin のときにはステップ40
2に進んで補正値ΔSTに一定値c2(<c1)が加算
される。次いでステップ404に進む。従ってこのとき
にはスロットル弁20の開度STが徐々に増大せしめら
れる。
On the other hand, in step 400, NO ≦ NO
When it is determined that max whether concentration of NO x NO proceeds to step 401 is smaller than the lower limit NO min is determined. If NO ≦ NO min , step 40
The routine proceeds to step 2, where a fixed value c2 (<c1) is added to the correction value ΔST. Next, the routine proceeds to step 404. Therefore, at this time, the opening degree ST of the throttle valve 20 is gradually increased.

【0082】ステップ401においてNO>NOmin
あると判別されたとき、即ちNOma x ≧NO>NOmin
のときにはステップ404にジャンプする。このときに
は補正値ΔSTの更新作用は行われない。ステップ40
5ではスロットル弁20の開度STが機関運転状態に応
じて予め定められている許容最小開度STmin よりも小
さくなったか否かが判別され、ST<STmin になると
ステップ406に進んで禁止フラグがセットされる。即
ち、NO>NOmax となってスロットル弁20の開度S
Tが減少せしめられ、ST=STmin となってもNO>
NOmax であるときには禁止フラグがセットされる。禁
止フラグがセットされると低温燃焼から第2の燃焼に切
換えられる。
[0082] When it is determined that in step 401 NO> NO min, i.e. NO ma x ≧ NO> NO min
In the case of, the process jumps to step 404. At this time, the updating operation of the correction value ΔST is not performed. Step 40
Degree of opening ST of 5, the throttle valve 20 is whether it is smaller than the allowable minimum opening ST min which is determined in advance according to the engine operating condition is determined, prohibited the routine proceeds to step 406 becomes a ST <ST min The flag is set. That is, NO> NO max, and the opening degree S of the throttle valve 20 is set.
T is decreased, and even if ST = ST min , NO>
If NO max , the prohibition flag is set. When the prohibition flag is set, low-temperature combustion is switched to second combustion.

【0083】次に図20を参照しつつ排気ガスセンサ2
7としてスモークセンサを用いた場合の第1の燃焼時に
おける運転制御について説明する。第1の燃焼が行われ
ているときに噴射開始時期θSを図10(B)に示すマ
ップ上の値とし、スロットル弁20の開度STを図11
(A)に示すマップ上の値とし、EGR制御弁31の開
度SEを図11(B)に示すマップ上の値とすると排気
ガス中のスモーク濃度は通常ほとんど零となる。ところ
が気象の変化等により燃焼室5内における燃焼時の燃料
およびその周囲のガス温度が高くなると良好な低温燃焼
が行われなくなり、その結果排気ガス中のスモーク濃度
が上昇する。
Next, the exhaust gas sensor 2 will be described with reference to FIG.
The operation control at the time of the first combustion when the smoke sensor is used as 7 will be described. When the first combustion is being performed, the injection start timing θS is set to a value on the map shown in FIG. 10B, and the opening ST of the throttle valve 20 is set to the value shown in FIG.
When the opening degree SE of the EGR control valve 31 is set to a value on the map shown in FIG. 11A and a value on the map shown in FIG. 11B, the smoke concentration in the exhaust gas is generally almost zero. However, if the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber 5 increases due to a change in weather or the like, favorable low-temperature combustion is not performed, and as a result, the smoke concentration in the exhaust gas increases.

【0084】そこで気象等の変化があっても良好な低温
燃焼を行うために図20に示される如く排気ガス中のス
モーク濃度SMが上限値SMmax を越えたときには第4
の実施例では噴射開始時期θSの進角量を小さくし、即
ち噴射開始時期θSを遅らせ、第5の実施例ではEGR
制御弁31の開度SEを増大させ、第6の実施例ではス
ロットル弁20の開度STを減少させるようにしてい
る。
Therefore, in order to perform good low-temperature combustion even when there is a change in weather or the like, when the smoke concentration SM in the exhaust gas exceeds the upper limit value SMmax as shown in FIG.
In the fifth embodiment, the advance amount of the injection start timing θS is reduced, that is, the injection start timing θS is delayed, and in the fifth embodiment, EGR is performed.
The opening SE of the control valve 31 is increased, and the opening ST of the throttle valve 20 is reduced in the sixth embodiment.

【0085】即ち、第4実施例におけるように噴射開始
時期θSを遅らせると燃焼温度が低下するために良好な
低温燃焼が行われ、斯くして排気ガス中のスモーク濃度
SMが低下する。また、第5実施例におけるようにEG
R制御弁31の開度SEを増大させるとEGR率が高く
なるために燃焼温度が低下し、良好な低温燃焼が行われ
る。斯くして排気ガス中のスモーク濃度SMが低下す
る。また、第6実施例におけるようにスロットル弁20
の開度STを減少させると吸入空気量が減少するために
燃焼温度が低下し、良好な低温燃焼が行われる。斯くし
て排気ガス中のスモーク濃度SMが低下する。
That is, if the injection start timing θS is delayed as in the fourth embodiment, the combustion temperature is reduced, and good low-temperature combustion is performed, and the smoke concentration SM in the exhaust gas is reduced. Further, as in the fifth embodiment, EG
When the opening degree SE of the R control valve 31 is increased, the EGR rate is increased, so that the combustion temperature is reduced and good low-temperature combustion is performed. Thus, the smoke concentration SM in the exhaust gas decreases. Also, as in the sixth embodiment, the throttle valve 20
When the opening degree ST is reduced, the intake air amount is reduced, so that the combustion temperature is reduced, and favorable low-temperature combustion is performed. Thus, the smoke concentration SM in the exhaust gas decreases.

【0086】一方、図20に示されるように排気ガス中
のスモーク濃度SMが下限値SMmi n 、例えば零になっ
たときには第4の実施例では噴射開始時期θSの進角量
を大きくし、即ち噴射開始時期θSを早くし、第5の実
施例ではEGR制御弁31の開度SEを減少させ、第6
の実施例ではスロットル弁20の開度STを増大させる
ようにしている。
[0086] On the other hand, to increase the advance amount of the injection start timing θS in the fourth embodiment when it is smoke concentration SM lower limit SM mi n, for example, zero in the exhaust gas as shown in FIG. 20, That is, the injection start timing θS is advanced, and in the fifth embodiment, the opening degree SE of the EGR control valve 31 is reduced.
In the embodiment, the opening ST of the throttle valve 20 is increased.

【0087】このように排気ガス中のスモーク濃度SM
に基づき燃料噴射時期θS、EGR制御弁31の開度S
E又はスロットル弁20の開度STのいずれか一つを制
御することによって良好な低温燃焼を行わせることがで
きる。図21は図16のステップ109において行われ
る燃焼制御の第4実施例を示している。
As described above, the smoke concentration SM in the exhaust gas
Injection timing θS, the opening degree S of the EGR control valve 31 based on
By controlling either E or the opening ST of the throttle valve 20, good low-temperature combustion can be performed. FIG. 21 shows a fourth embodiment of the combustion control performed in step 109 of FIG.

【0088】図21を参照するとまず初めにステップ5
00においてスモーク濃度SMが上限値SMmax を越え
たか否かが判別される。SM>SMmax のときにはステ
ップ503に進んで噴射開始時期に対する補正値ΔθS
から一定値a1が減算される。次いでステップ504で
は噴射開始時期θSに補正値ΔθSを加算することによ
って最終的な噴射開始時期θSが算出される。即ち、S
M>SMmax のときには噴射開始時期θSが徐々に遅ら
されることになる。
Referring to FIG. 21, first, in step 5
00 whether smoke concentration SM exceeds the upper limit value SM max is determined in. When SM> SM max, the routine proceeds to step 503, where the correction value ΔθS for the injection start timing
Is subtracted from the constant value a1. Next, at step 504, the final injection start timing θS is calculated by adding the correction value ΔθS to the injection start timing θS. That is, S
When M> SM max , the injection start timing θS is gradually delayed.

【0089】一方、ステップ500においてSM≦SM
max であると判別されたときにはステップ501に進ん
でスモーク濃度SMが下限値SMmin よりも小さいか否
かが判別される。SM≦SMmin のときにはステップ5
02に進んで補正値ΔθSに一定値a2(<a1)が加
算される。次いでステップ504に進む。従ってこのと
きには噴射開始時期θSが徐々に早められる。
On the other hand, in step 500, SM ≦ SM
If it is determined to be max , the routine proceeds to step 501, where it is determined whether or not the smoke density SM is smaller than the lower limit value SM min . Step 5 when SM ≦ SM min
In step 02, a fixed value a2 (<a1) is added to the correction value ΔθS. Next, the routine proceeds to step 504. Therefore, at this time, the injection start timing θS is gradually advanced.

【0090】ステップ501においてSM>SMmin
あると判別されたとき、即ちSMma x ≧SM>SMmin
のときにはステップ504にジャンプする。このときに
は補正値ΔθSの更新作用は行われない。ステップ50
5では噴射開始時期θSが機関運転状態に応じて予め定
められている許容最大遅角時期θSd よりも遅くなった
か否かが判別され、θS<θSdになるとステップ50
6に進んで禁止フラグがセットされる。即ち、NO>N
max となって噴射開始時期θSが遅くされ、θS=θ
d となってもNO>NO max であるときには禁止フラ
グがセットされる。禁止フラグがセットされると低温燃
焼から第2の燃焼に切換えられる。
In step 501, SM> SMminso
When it is determined that there is, ie, SMma x≧ SM> SMmin
In the case of, the process jumps to step 504. At this time
Does not update the correction value ΔθS. Step 50
In 5, the injection start timing θS is predetermined according to the engine operating state.
Maximum allowable retard timing θSdSlower than
Is determined, θS <θSdAnd then step 50
Proceeding to 6, the prohibition flag is set. That is, NO> N
O maxAnd the injection start timing θS is delayed, and θS = θ
SdNO> NO maxBanned when
Is set. Low temperature fuel when prohibition flag is set
The mode is switched from baking to the second combustion.

【0091】図22は図16のステップ109において
行われる燃焼制御の第5実施例を示している。図22を
参照するとまず初めにステップ600においてスモーク
濃度SMが上限値SMmax を越えたか否かが判別され
る。SM>SMmax のときにはステップ603に進んで
EGR制御弁31の開度に対する補正値ΔSEに一定値
b1が加算される。次いでステップ604ではEGR制
御弁31の目標開度SEに補正値ΔSEを加算すること
によって最終的なEGR制御弁31の開度SEが算出さ
れる。即ち、SM>SMmax のときにはEGR制御弁3
1の開度SEが徐々に増大せしめられることになる。
FIG. 22 shows a fifth embodiment of the combustion control performed in step 109 of FIG. Smoke concentration SM, first, at step 600 and referring to FIG. 22, whether or exceeds the upper limit value SM max is determined. When SM> SM max, the routine proceeds to step 603, where a fixed value b1 is added to the correction value ΔSE for the opening of the EGR control valve 31. Next, at step 604, the final opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated by adding the correction value ΔSE to the target opening degree SE of the EGR control valve 31. That is, when SM> SM max , the EGR control valve 3
The opening degree SE of 1 is gradually increased.

【0092】一方、ステップ600においてSM≦SM
max であると判別されたときにはステップ601に進ん
でスモーク濃度SMが下限値SMmin よりも小さいか否
かが判別される。SM≦SMmin のときにはステップ6
02に進んで補正値ΔSEから一定値b2(<b1)が
減算される。次いでステップ604に進む。従ってこの
ときにはEGR制御弁31の開度SEが徐々に減少せし
められる。
On the other hand, in step 600, SM ≦ SM
If it is determined to be max , the routine proceeds to step 601, where it is determined whether or not the smoke density SM is smaller than the lower limit value SM min . Step 6 when SM ≦ SM min
Proceeding to 02, a constant value b2 (<b1) is subtracted from the correction value ΔSE. Next, the routine proceeds to step 604. Therefore, at this time, the opening degree SE of the EGR control valve 31 is gradually reduced.

【0093】ステップ601においてSM>SMmin
あると判別されたとき、即ちSMma x ≧SM>SMmin
のときにはステップ604にジャンプする。このときに
は補正値ΔSEの更新作用は行われない。ステップ60
5ではEGR制御弁31の開度SEが許容最大開度SE
max よりも大きくなったか否か、例えばEGR制御弁3
1が全開したか否かが判別され、SE≧SMmax になる
とステップ606に進んで禁止フラグがセットされる。
即ち、SM>SMmax となってEGR制御弁31の開度
SEが増大せしめられ、SE=SEmax となってもSM
>SMmax であるときには禁止フラグがセットされる。
禁止フラグがセットされると低温燃焼から第2の燃焼に
切換えられる。
[0093] When it is judged that SM> SM min in step 601, i.e. SM ma x ≧ SM> SM min
In the case of, the process jumps to step 604. At this time, the updating operation of the correction value ΔSE is not performed. Step 60
5, the opening degree SE of the EGR control valve 31 is set to the allowable maximum opening degree SE.
Whether it is larger than max , for example, EGR control valve 3
It is determined whether or not 1 has been fully opened. If SE ≧ SM max , the routine proceeds to step 606, where a prohibition flag is set.
That is, SM> SM max , the opening degree SE of the EGR control valve 31 is increased, and even if SE = SE max , SM
When> SM max , the prohibition flag is set.
When the prohibition flag is set, low-temperature combustion is switched to second combustion.

【0094】図23は図16のステップ109において
行われる燃焼制御の第6実施例を示している。図23を
参照するとまず初めにステップ700においてスモーク
濃度SMが上限値SMmax を越えたか否かが判別され
る。SM>SMmax のときにはステップ703に進んで
スロットル弁20の開度に対する補正値ΔSTから一定
値c1が減算される。次いでステップ704ではスロッ
トル弁20の目標開度STに補正値ΔSTを加算するこ
とによって最終的なスロットル弁20の開度STが算出
される。即ち、SM>SMmax のときにはスロットル弁
20の開度STが徐々に減少せしめられることになる。
FIG. 23 shows a sixth embodiment of the combustion control performed in step 109 of FIG. Smoke concentration SM, first, at step 700 and referring to FIG. 23, whether or exceeds the upper limit value SM max is determined. When SM> SM max, the routine proceeds to step 703, where the fixed value c1 is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20. Next, at step 704, the final opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening degree ST of the throttle valve 20. That is, when SM> SM max , the opening ST of the throttle valve 20 is gradually reduced.

【0095】一方、ステップ700においてSM≦SM
max であると判別されたときにはステップ701に進ん
でスモーク濃度SMが下限値SMmin よりも小さいか否
かが判別される。SM≦SMmin のときにはステップ7
02に進んで補正値ΔSTに一定値c2(<c1)が加
算される。次いでステップ704に進む。従ってこのと
きにはスロットル弁20の開度STが徐々に増大せしめ
られる。
On the other hand, at step 700, SM ≦ SM
If it is determined to be max , the routine proceeds to step 701, where it is determined whether or not the smoke density SM is smaller than the lower limit value SM min . Step 7 when SM ≦ SM min
In step 02, a fixed value c2 (<c1) is added to the correction value ΔST. Next, the routine proceeds to step 704. Therefore, at this time, the opening degree ST of the throttle valve 20 is gradually increased.

【0096】ステップ701においてSM>SMmin
あると判別されたとき、即ちSMma x ≧SM>SMmin
のときにはステップ704にジャンプする。このときに
は補正値ΔSTの更新作用は行われない。ステップ70
5ではスロットル弁20の開度STが機関運転状態に応
じて予め定められている許容最小開度STmin よりも小
さくなったか否かが判別され、ST<STmin になると
ステップ706に進んで禁止フラグがセットされる。即
ち、SM>SMmax となってスロットル弁20の開度S
Tが減少せしめられ、ST=STmin となってもSM>
SMmax であるときには禁止フラグがセットされる。禁
止フラグがセットされると低温燃焼から第2の燃焼に切
換えられる。
[0096] When it is determined that in step 701 SM> SM min, i.e. SM ma x ≧ SM> SM min
In the case of, the process jumps to step 704. At this time, the updating operation of the correction value ΔST is not performed. Step 70
Degree of opening ST of 5, the throttle valve 20 is whether it is smaller than the allowable minimum opening ST min which is determined in advance according to the engine operating condition is determined, prohibited the routine proceeds to step 706 becomes a ST <ST min The flag is set. That is, SM> SM max and the opening degree S of the throttle valve 20
T is decreased, and even when ST = ST min , SM>
When SM max , the prohibition flag is set. When the prohibition flag is set, low-temperature combustion is switched to second combustion.

【0097】[0097]

【発明の効果】何らかの原因によって燃焼時の燃料およ
びその周囲のガス温度が変化しても良好な低温燃焼を行
うことができる。
As described above, good low-temperature combustion can be performed even if the temperature of the fuel and its surrounding gas during combustion change for some reason.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【図10】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

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

【図12】第2の燃焼における空燃比を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an air-fuel ratio in a second combustion.

【図13】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

【図14】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 14 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.

【図15】排気ガス中のNOx 濃度NOと、噴射開始時
期θS、EGR制御弁の開度SE、スロットル弁の開度
STの変化を示すタイムチャートである。
15 is a time chart showing changes in the concentration of NO x NO in the exhaust gas, the injection start timing .theta.S, degree of opening SE of the EGR control valve, the throttle valve opening ST.

【図16】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 16 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図17】燃焼制御を実行するための第1実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing a first embodiment for executing combustion control.

【図18】燃焼制御を実行するための第2実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart showing a second embodiment for executing the combustion control.

【図19】燃焼制御を実行するための第3実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing a third embodiment for executing the combustion control.

【図20】排気ガス中のスモーク濃度SMと、噴射開始
時期θS、EGR制御弁の開度SE、スロットル弁の開
度STの変化を示すタイムチャートである。
FIG. 20 is a time chart showing changes in smoke concentration SM in exhaust gas, injection start timing θS, EGR control valve opening SE, and throttle valve opening ST.

【図21】燃焼制御を実行するための第4実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart showing a fourth embodiment for executing the combustion control.

【図22】燃焼制御を実行するための第5実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 22 is a flowchart showing a fifth embodiment for executing the combustion control.

【図23】燃焼制御を実行するための第6実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 23 is a flowchart showing a sixth embodiment for executing the combustion control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…燃料噴射弁 20…スロットル弁 31…EGR制御弁 6. Fuel injection valve 20 Throttle valve 31 EGR control valve

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/08 F02D 21/08 301D 41/02 351 F02D 21/08 301 43/00 301J 301K 41/02 351 301N 43/00 301 F02M 25/07 570D 570J B01D 53/34 129Z F02M 25/07 570 135Z 53/36 B (72)発明者 村田 宏樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 村上 哲 (56)参考文献 特開 平7−4287(JP,A) 特開 平8−86251(JP,A) 特開 平8−177651(JP,A) 特開 平9−287527(JP,A) 特開 平9−287528(JP,A) 特開 平8−254152(JP,A) 特開 平8−296469(JP,A) 特開 平8−303309(JP,A) 特開 平9−96606(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/08 F02D 21/08 301D 41/02 351 F02D 21/08 301 43/00 301J 301K 41/02 351 301N 43/00 301 F02M 25 / 07 570D 570J B01D 53/34 129Z F02M 25/07 570 135Z 53/36 B (72) Inventor Hiroki Murata 1st Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Examiner in Toyota Motor Corporation Tetsu Murakami (56) References JP JP-A-7-4287 (JP, A) JP-A-8-86251 (JP, A) JP-A 8-17761 (JP, A) JP-A 9-287527 (JP, A) JP-A 9-287528 (JP) JP-A-8-254152 (JP, A) JP-A-8-296469 (JP, A) JP-A-8-303309 (JP, A) JP-A-9-96606 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-45/00 F02M 25/07

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼室内に供給される不活性ガス量を増
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
る内燃機関において、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に供給される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、燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度に
応じて変化する排気ガス成分の量又は濃度を検出する検
出手段と、燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度に変
化を与える機関の運転パラメータの値を制御する制御手
段とを具備し、排気ガス成分の量又は濃度に基づいて運
転パラメータの値を制御することにより燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を制御するようにした内燃機
関。
1. An internal combustion engine in which the amount of generated soot gradually increases as the amount of inert gas supplied into the combustion chamber increases and reaches a peak, the amount of generated inert gas becomes smaller than the amount of inert gas when the amount of generated soot reaches a peak. Also, by increasing the amount of inert gas supplied into the combustion chamber, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the surrounding gas temperature are suppressed to a temperature lower than the temperature at which soot is generated, and the fuel and the fuel during combustion are suppressed. Detecting means for detecting the amount or concentration of the exhaust gas component that changes in accordance with the temperature of the surrounding gas, and control means for controlling the value of the operating parameter of the engine that changes the temperature of the fuel during combustion and the surrounding gas. An internal combustion engine comprising: controlling the value of an operation parameter based on the amount or concentration of an exhaust gas component to control the temperature of fuel during combustion and the gas surrounding the fuel.
【請求項2】 上記排気ガス成分が排気ガス中のNOx
であり、上記運転パラメータが燃料噴射時期であり、上
記制御手段は該NOx の量又は濃度が予め定められた上
限値を越えたときには燃料噴射時期を遅らせる請求項1
に記載の内燃機関。
2. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas component is NO x in the exhaust gas.
, And the a said operating parameter is the fuel injection timing, according to claim 1 wherein said control means for delaying the fuel injection timing when it exceeds the upper limit amount or concentration of a predetermined of said NO x
An internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 上記制御手段は該NOx の量又は濃度が
予め定められた下限値よりも低いときには燃料噴射時期
を早める請求項2に記載の内燃機関。
Wherein said control means an internal combustion engine according to claim 2 when lower than the lower limit amount or concentration of a predetermined of said NO x is advancing the fuel injection timing.
【請求項4】 上記排気ガス成分が排気ガス中のNOx
であり、上記運転パラメータが機関排気通路から機関吸
気通路内に再循環せしめられる再循環排気ガス量であ
り、上記制御手段は該NOx の量又は濃度が予め定めら
れた上限値を越えたときには再循環排気ガス量を増大さ
せる請求項1に記載の内燃機関。
4. A NO x of the exhaust gas components in the exhaust gas
, And the a recirculated exhaust gas amount which the operating parameter is made to recycle the engine intake passage from an engine exhaust passage, when the control means exceeding the upper limit amount or concentration of the NO x were previously determined The internal combustion engine according to claim 1, wherein the amount of recirculated exhaust gas is increased.
【請求項5】 上記制御手段は該NOx の量又は濃度が
予め定められた下限値よりも低いときには再循環排気ガ
ス量を減少させる請求項4に記載の内燃機関。
Wherein said control means an internal combustion engine according to claim 4 when lower than the lower limit amount or concentration of the NO x is a predetermined decreasing the exhaust gas recirculation amount.
【請求項6】 上記排気ガス成分が排気ガス中のNOx
であり、上記運転パラメータが吸入空気量であり、上記
制御手段は該NOx の量又は濃度が予め定められた上限
値を越えたときには吸入空気量を減少させる請求項1に
記載の内燃機関。
6. The exhaust gas component comprising NO x in the exhaust gas.
, And the said operating parameter is the intake air quantity, an internal combustion engine according to claim 1 to reduce the intake air amount when said control means exceeding the upper limit amount or concentration of the NO x is predetermined.
【請求項7】 上記制御手段は該NOx の量又は濃度が
予め定められた下限値よりも低いときには吸入空気量を
増大させる請求項6に記載の内燃機関。
7. The internal combustion engine according to claim 6, wherein said control means increases the intake air amount when the amount or concentration of said NO x is lower than a predetermined lower limit.
【請求項8】 上記排気ガス成分が排気ガス中の煤であ
り、上記運転パラメータが燃料噴射時期であり、上記制
御手段は該煤の量又は濃度が予め定められた上限値を越
えたときには燃料噴射時期を遅らせる請求項1に記載の
内燃機関。
8. The exhaust gas component is soot in the exhaust gas, the operating parameter is fuel injection timing, and the control means controls the fuel when the amount or concentration of the soot exceeds a predetermined upper limit. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection timing is delayed.
【請求項9】 上記制御手段は該煤の量又は濃度が予め
定められた下限値よりも低いときには燃料噴射時期を早
める請求項8に記載の内燃機関。
9. The internal combustion engine according to claim 8, wherein the control means advances the fuel injection timing when the amount or concentration of the soot is lower than a predetermined lower limit.
【請求項10】 上記排気ガス成分が排気ガス中のNO
x であり、上記運転パラメータが機関排気通路から機関
吸気通路内に再循環せしめられる再循環排気ガス量であ
り、上記制御手段は該煤の量又は濃度が予め定められた
上限値を越えたときには再循環排気ガス量を増大させる
請求項1に記載の内燃機関。
10. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas component is NO in the exhaust gas.
x , the operating parameter is the amount of recirculated exhaust gas that is recirculated from the engine exhaust passage into the engine intake passage, and the control means performs control when the amount or concentration of the soot exceeds a predetermined upper limit. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the amount of recirculated exhaust gas is increased.
【請求項11】 上記制御手段は該煤の量又は濃度が予
め定められた下限値よりも低いときには再循環排気ガス
量を減少させる請求項10に記載の内燃機関。
11. The internal combustion engine according to claim 10, wherein said control means reduces the amount of recirculated exhaust gas when the amount or concentration of said soot is lower than a predetermined lower limit.
【請求項12】 上記排気ガス成分が排気ガス中のNO
x であり、上記運転パラメータが吸入空気量であり、上
記制御手段は該煤の量又は濃度が予め定められた上限値
を越えたときには吸入空気量を減少させる請求項1に記
載の内燃機関。
12. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas component is NO in the exhaust gas.
The internal combustion engine according to claim 1, wherein x is the operating parameter is an intake air amount, and the control means reduces the intake air amount when the amount or concentration of the soot exceeds a predetermined upper limit.
【請求項13】 上記制御手段は該煤の量又は濃度が予
め定められた下限値よりも低いときには吸入空気量を増
大させる請求項12に記載の内燃機関。
13. The internal combustion engine according to claim 12, wherein the control means increases the intake air amount when the amount or concentration of the soot is lower than a predetermined lower limit.
【請求項14】 機関排気通路内に酸化機能を有する触
媒を配置した請求項1に記載の内燃機関。
14. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having an oxidation function is disposed in the engine exhaust passage.
【請求項15】 該触媒が酸化触媒、三元触媒又はNO
x 吸収剤の少くとも一つからなる請求項14に記載の内
燃機関。
15. The catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or NO.
15. The internal combustion engine of claim 14, comprising at least one of the x absorbents.
【請求項16】 燃焼室から排出された排気ガスを機関
吸気通路内に再循環させる再循環装置を具備し、上記不
活性ガスが再循環排気ガスからなる請求項1に記載の内
燃機関。
16. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage, wherein the inert gas comprises recirculated exhaust gas.
【請求項17】 排気ガス再循環率がほぼ55パーセン
ト以上である請求項16に記載の内燃機関。
17. The internal combustion engine according to claim 16, wherein the exhaust gas recirculation rate is about 55% or more.
【請求項18】 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
生しない第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活
性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない第2の
燃焼とを選択的に切換える切換手段を具備した請求項1
に記載の内燃機関。
18. The first combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the generation amount of soot is at a peak and little soot is generated, and the inert gas at which the generation amount of soot is at a peak. 2. A switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas in the combustion chamber.
An internal combustion engine according to claim 1.
【請求項19】 運転パラメータの値が許容限界に達し
ても排気ガス成分の量又は濃度が予め定められた上限値
よりも低くならないときには第1の燃焼から第2の燃焼
に切換えるようにした請求項18に記載の内燃機関。
19. The method according to claim 1, wherein the first combustion is switched to the second combustion when the amount or concentration of the exhaust gas component does not become lower than a predetermined upper limit even when the value of the operation parameter reaches an allowable limit. Item 19. The internal combustion engine according to Item 18.
【請求項20】 機関の運転領域を低負荷側の第1の運
転領域と高負荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運
転領域では第1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2
の燃焼を行うようにした請求項18に記載の内燃機関。
20. An engine operating region is divided into a first operating region on a low load side and a second operating region on a high load side, and a first combustion is performed in the first operating region. Second in the area
19. The internal combustion engine according to claim 18, wherein combustion of the internal combustion engine is performed.
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