JP3331987B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多気筒内燃機関に関
する。
する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
Ｏｘおよびスモークが発生してしまうのが現状である。
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
Ｏｘおよびスモークが発生してしまうのが現状である。
【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
Ｏｘ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。
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
Ｏｘ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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな新たな燃焼システムについてはまだ開示されていな
い。そのため、既に開示されている従来の燃焼システム
では、上述した新たな燃焼システムに基づく新たな効果
を奏することができない。
うな新たな燃焼システムについてはまだ開示されていな
い。そのため、既に開示されている従来の燃焼システム
では、上述した新たな燃焼システムに基づく新たな効果
を奏することができない。
【００１０】そこで、本発明は、内燃機関から煤（スモ
ーク）が排出されること及びＮＯｘが排出されることを
同時に阻止しつつ、燃焼圧センサの数の増加に伴うコス
トアップを回避すると共に、すべての気筒の失火を阻止
することができる多気筒内燃機関を提供することを目的
とする。
ーク）が排出されること及びＮＯｘが排出されることを
同時に阻止しつつ、燃焼圧センサの数の増加に伴うコス
トアップを回避すると共に、すべての気筒の失火を阻止
することができる多気筒内燃機関を提供することを目的
とする。
【００１１】更に、本発明は、内燃機関からＮＯｘが排
出されることを阻止しつつ、燃焼圧センサの数の増加に
伴うコストアップを回避すると共に、すべての気筒から
煤が発生するのを阻止することができる多気筒内燃機関
を提供することを目的とする。
出されることを阻止しつつ、燃焼圧センサの数の増加に
伴うコストアップを回避すると共に、すべての気筒から
煤が発生するのを阻止することができる多気筒内燃機関
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を増
大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達
し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更に増
大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその
周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほと
んど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼圧セ
ンサを再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼室のみ
に配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの
量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多
く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるときに、前記
燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の空燃比を
制御するようにした多気筒内燃機関が提供される。
よれば、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を増
大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達
し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更に増
大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその
周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほと
んど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼圧セ
ンサを再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼室のみ
に配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの
量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多
く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるときに、前記
燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の空燃比を
制御するようにした多気筒内燃機関が提供される。
【００１３】請求項２に記載の発明によれば、燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も多い気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発生
量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に
供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発生
しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出力
値に応じてすべての気筒の燃料噴射開始時期を制御する
ようにした多気筒内燃機関が提供される。
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も多い気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発生
量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に
供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発生
しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出力
値に応じてすべての気筒の燃料噴射開始時期を制御する
ようにした多気筒内燃機関が提供される。
【００１４】請求項１及び２に記載の多気筒内燃機関で
は、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの量より
も燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼、つまり、低温の下での燃焼が
実行可能であるため、内燃機関から煤が排出されること
及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止することがで
きる。更に、再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼
室のみに燃焼圧センサが配置され、その出力値に応じて
すべての気筒の空燃比又は燃料噴射開始時期が制御され
る。ところで、前記煤がほとんど発生しない燃焼は空気
が不足気味の下で行われるため、燃焼室内に供給される
再循環排気ガスの量が多くなり過ぎると失火してしま
う。そのため、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量が多くなり過ぎてしまうのを回避する必要がある。一
方、すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設けるとコ
ストが増加してしまう。そこで、上述したように請求項
１及び２に記載の多気筒内燃機関では、再循環排気ガス
の量が最も多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサが配置
され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃
料噴射開始時期が制御される。つまり、最も失火しやす
い気筒の燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多
くなり過ぎてしまうのを阻止することができる。その結
果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避
すると共に、すべての気筒の失火を阻止することができ
る。
は、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの量より
も燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼、つまり、低温の下での燃焼が
実行可能であるため、内燃機関から煤が排出されること
及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止することがで
きる。更に、再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼
室のみに燃焼圧センサが配置され、その出力値に応じて
すべての気筒の空燃比又は燃料噴射開始時期が制御され
る。ところで、前記煤がほとんど発生しない燃焼は空気
が不足気味の下で行われるため、燃焼室内に供給される
再循環排気ガスの量が多くなり過ぎると失火してしま
う。そのため、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量が多くなり過ぎてしまうのを回避する必要がある。一
方、すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設けるとコ
ストが増加してしまう。そこで、上述したように請求項
１及び２に記載の多気筒内燃機関では、再循環排気ガス
の量が最も多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサが配置
され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃
料噴射開始時期が制御される。つまり、最も失火しやす
い気筒の燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多
くなり過ぎてしまうのを阻止することができる。その結
果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避
すると共に、すべての気筒の失火を阻止することができ
る。
【００１５】請求項３に記載の発明によれば、燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発
生量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発
生しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出
力値に応じてすべての気筒の空燃比を制御するようにし
た多気筒内燃機関が提供される。
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発
生量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発
生しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出
力値に応じてすべての気筒の空燃比を制御するようにし
た多気筒内燃機関が提供される。
【００１６】請求項４に記載の発明によれば、燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発
生量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発
生しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出
力値に応じてすべての気筒の燃料噴射開始時期を制御す
るようにした多気筒内燃機関が提供される。
に供給される再循環排気ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給
される再循環排気ガスの量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
多気筒内燃機関であって、燃焼圧センサを再循環排気ガ
スの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置し、煤の発
生量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内
に供給される再循環排気ガスの量が多く煤がほとんど発
生しない燃焼が行われるときに、前記燃焼圧センサの出
力値に応じてすべての気筒の燃料噴射開始時期を制御す
るようにした多気筒内燃機関が提供される。
【００１７】請求項３及び４に記載の多気筒内燃機関で
は、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの量より
も燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼、つまり、低温の下での燃焼が
実行可能であるため、内燃機関からＮＯｘが排出される
ことを阻止することができる。更に、再循環排気ガスの
量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサが配置
され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃
料噴射開始時期が制御される。ところで、前記煤がほと
んど発生しない燃焼は、上述したように煤の発生量がピ
ークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に供給さ
れる再循環排気ガスの量が多い状況下で行われるため、
燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が少なくなり
過ぎると、煤の発生量がピーク側にシフトして増加して
しまう。そのため、燃焼室内に供給される再循環排気ガ
スの量が少なくなり過ぎてしまうのを回避する必要があ
る。一方、すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設け
るとコストが増加してしまう。そこで、上述したように
請求項３及び４に記載の多気筒内燃機関では、再循環排
気ガスの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧セン
サが配置され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃
比又は燃料噴射開始時期が制御される。つまり、最も煤
が発生しやすい気筒の燃焼室内に供給される再循環排気
ガスの量が少なくなり過ぎてしまうのを阻止することが
できる。その結果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコス
トアップを回避すると共に、すべての気筒から煤が発生
するのを阻止することができる。
は、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガスの量より
も燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼、つまり、低温の下での燃焼が
実行可能であるため、内燃機関からＮＯｘが排出される
ことを阻止することができる。更に、再循環排気ガスの
量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサが配置
され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃
料噴射開始時期が制御される。ところで、前記煤がほと
んど発生しない燃焼は、上述したように煤の発生量がピ
ークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に供給さ
れる再循環排気ガスの量が多い状況下で行われるため、
燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が少なくなり
過ぎると、煤の発生量がピーク側にシフトして増加して
しまう。そのため、燃焼室内に供給される再循環排気ガ
スの量が少なくなり過ぎてしまうのを回避する必要があ
る。一方、すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設け
るとコストが増加してしまう。そこで、上述したように
請求項３及び４に記載の多気筒内燃機関では、再循環排
気ガスの量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧セン
サが配置され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃
比又は燃料噴射開始時期が制御される。つまり、最も煤
が発生しやすい気筒の燃焼室内に供給される再循環排気
ガスの量が少なくなり過ぎてしまうのを阻止することが
できる。その結果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコス
トアップを回避すると共に、すべての気筒から煤が発生
するのを阻止することができる。
【００１８】請求項５に記載の発明によれば、燃焼室か
ら排出された未燃炭化水素を酸化するために機関排気通
路内に酸化機能を有する触媒を配置した請求項１〜４の
いずれか一項に記載の多気筒内燃機関が提供される。
ら排出された未燃炭化水素を酸化するために機関排気通
路内に酸化機能を有する触媒を配置した請求項１〜４の
いずれか一項に記載の多気筒内燃機関が提供される。
【００１９】請求項６に記載の発明によれば、前記触媒
が酸化触媒、三元触媒又はＮＯｘ吸収剤の少くとも一つ
からなる請求項５に記載の多気筒内燃機関が提供され
る。
が酸化触媒、三元触媒又はＮＯｘ吸収剤の少くとも一つ
からなる請求項５に記載の多気筒内燃機関が提供され
る。
【００２０】請求項５及び６に記載の多気筒内燃機関で
は、燃焼室から排出される未燃炭化水素が機関排気通路
内にて酸化されるため、未燃炭化水素が内燃機関から排
出されるのを阻止することができる。
は、燃焼室から排出される未燃炭化水素が機関排気通路
内にて酸化されるため、未燃炭化水素が内燃機関から排
出されるのを阻止することができる。
【００２１】請求項７に記載の発明によれば、前記煤が
ほとんど発生しない燃焼である第１の燃焼と、煤の発生
量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に
供給される再循環排気ガスの量が少ない第２の燃焼とを
選択的に切り換える切換手段を具備し、前記第１の燃焼
から前記第２の燃焼に又は前記第２の燃焼から前記第１
の燃焼に切り換えられるときに排気ガス再循環率をステ
ップ状に変化させるようにした請求項１〜４のいずれか
一項に記載の多気筒内燃機関が提供される。
ほとんど発生しない燃焼である第１の燃焼と、煤の発生
量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも燃焼室内に
供給される再循環排気ガスの量が少ない第２の燃焼とを
選択的に切り換える切換手段を具備し、前記第１の燃焼
から前記第２の燃焼に又は前記第２の燃焼から前記第１
の燃焼に切り換えられるときに排気ガス再循環率をステ
ップ状に変化させるようにした請求項１〜４のいずれか
一項に記載の多気筒内燃機関が提供される。
【００２２】請求項７に記載の多気筒内燃機関では、第
１の燃焼から第２の燃焼に又は第２の燃焼から第１の燃
焼に切り換えられるときに排気ガス再循環率をステップ
状に変化させることにより、排気ガス再循環率が、煤の
発生量がピークになる排気ガス再循環率に設定されるの
を回避することができる。
１の燃焼から第２の燃焼に又は第２の燃焼から第１の燃
焼に切り換えられるときに排気ガス再循環率をステップ
状に変化させることにより、排気ガス再循環率が、煤の
発生量がピークになる排気ガス再循環率に設定されるの
を回避することができる。
【００２３】請求項８に記載の発明によれば、前記第１
の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率がほぼ５
５パーセント以上であり、前記第２の燃焼が行われてい
るときの排気ガス再循環率がほぼ５０パーセント以下で
ある請求項７に記載の内燃機関が提供される。
の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率がほぼ５
５パーセント以上であり、前記第２の燃焼が行われてい
るときの排気ガス再循環率がほぼ５０パーセント以下で
ある請求項７に記載の内燃機関が提供される。
【００２４】請求項８に記載の多気筒内燃機関では、第
１の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率をほぼ
５５パーセント以上にすると共に第２の燃焼が行われて
いるときの排気ガス再循環率をほぼ５０パーセント以下
にすることにより、排気ガス再循環率が、煤の発生量が
ピークになる排気ガス再循環率に設定されるのを回避す
ることができる。
１の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率をほぼ
５５パーセント以上にすると共に第２の燃焼が行われて
いるときの排気ガス再循環率をほぼ５０パーセント以下
にすることにより、排気ガス再循環率が、煤の発生量が
ピークになる排気ガス再循環率に設定されるのを回避す
ることができる。
【００２５】請求項９に記載の発明によれば、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
運転領域とに分割し、前記第１の運転領域では前記第１
の燃焼を行い、前記第２の運転領域では前記第２の燃焼
を行うようにした請求項７に記載の内燃機関が提供され
る。
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
運転領域とに分割し、前記第１の運転領域では前記第１
の燃焼を行い、前記第２の運転領域では前記第２の燃焼
を行うようにした請求項７に記載の内燃機関が提供され
る。
【００２６】請求項９に記載の多気筒内燃機関では、第
１の燃焼を実行し得る時、つまり、燃焼室内における燃
焼時の燃料及びその周囲のガス温度を煤の生成温度より
も低く維持し得る時が、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という理由から、低負
荷側の第１の運転領域で第１の燃焼を行うと共に高負荷
側の第２の運転領域で第２の燃焼を行う。それゆえ、運
転領域に応じて適切な燃焼を実行することができる。
１の燃焼を実行し得る時、つまり、燃焼室内における燃
焼時の燃料及びその周囲のガス温度を煤の生成温度より
も低く維持し得る時が、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という理由から、低負
荷側の第１の運転領域で第１の燃焼を行うと共に高負荷
側の第２の運転領域で第２の燃焼を行う。それゆえ、運
転領域に応じて適切な燃焼を実行することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００２８】図１は本発明を４ストローク圧縮着火式多
気筒内燃機関に適用した第一の実施形態を示している。
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１
２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介
してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内
には電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６
が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド
１７および排気管１８を介して酸化機能を有する触媒１
９を内蔵した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニ
ホルド１７内には空燃比センサ２１が配置される。
気筒内燃機関に適用した第一の実施形態を示している。
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１
２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介
してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内
には電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６
が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド
１７および排気管１８を介して酸化機能を有する触媒１
９を内蔵した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニ
ホルド１７内には空燃比センサ２１が配置される。
【００２９】排気マニホルド１７とサージタンク１２と
はＥＧＲ通路２２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路
２２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２３が配置される。
また、ＥＧＲ通路２２周りにはＥＧＲ通路２２内を流れ
るＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２４が配置され
る。図１に示される実施形態では機関冷却水が冷却装置
２４内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷
却される。
はＥＧＲ通路２２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路
２２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２３が配置される。
また、ＥＧＲ通路２２周りにはＥＧＲ通路２２内を流れ
るＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２４が配置され
る。図１に示される実施形態では機関冷却水が冷却装置
２４内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷
却される。
【００３０】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。
【００３１】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。空燃比センサ２１の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力され、燃料圧セン
サ２８の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入
力ポート３５に入力される。機関本体１には機関冷却水
温を検出するための温度センサ２９が取付けられ、この
温度センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を
介して入力ポート３５に入力される。また、少なくとも
一つの吸気枝管１１内には吸入空気とＥＧＲガスとの混
合ガス温を検出するための温度センサ４３が取付けら
れ、この温度センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に、少
なくとも一つの吸気枝管１１内には酸素濃度センサ４４
が配置され、この酸素濃度センサ４４の出力信号は対応
するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され
る。
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。空燃比センサ２１の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力され、燃料圧セン
サ２８の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入
力ポート３５に入力される。機関本体１には機関冷却水
温を検出するための温度センサ２９が取付けられ、この
温度センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を
介して入力ポート３５に入力される。また、少なくとも
一つの吸気枝管１１内には吸入空気とＥＧＲガスとの混
合ガス温を検出するための温度センサ４３が取付けら
れ、この温度センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に、少
なくとも一つの吸気枝管１１内には酸素濃度センサ４４
が配置され、この酸素濃度センサ４４の出力信号は対応
するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され
る。
【００３２】また、触媒１９下流の排気管４５内には触
媒１９を通過した排気ガスの温度を検出するための温度
センサ４６が配置され、この温度センサ４６の出力信号
は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入
力される。燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量が最も多
い気筒の燃焼室５内には燃焼室５内の圧力を検出するた
めの燃焼圧センサ４７が配置される。つまり、燃焼圧セ
ンサ４７は、複数の気筒の燃焼室のうち、供給されるＥ
ＧＲガス量が最も多い気筒の燃焼室５のみに配置され
る。この燃焼圧センサ４７の出力信号はピークホールド
回路４８の入力端子Ｉに接続される。ピークホールド回
路４８の出力端子Ｏは対応するＡＤ変換器３７を介して
入力ポート３５に入力される。また、クランクシャフト
４９には機関の出力トルクを検出するためのトルクセン
サ５０が取付けられ、このトルクセンサ５０の出力信号
は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入
力される。
媒１９を通過した排気ガスの温度を検出するための温度
センサ４６が配置され、この温度センサ４６の出力信号
は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入
力される。燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量が最も多
い気筒の燃焼室５内には燃焼室５内の圧力を検出するた
めの燃焼圧センサ４７が配置される。つまり、燃焼圧セ
ンサ４７は、複数の気筒の燃焼室のうち、供給されるＥ
ＧＲガス量が最も多い気筒の燃焼室５のみに配置され
る。この燃焼圧センサ４７の出力信号はピークホールド
回路４８の入力端子Ｉに接続される。ピークホールド回
路４８の出力端子Ｏは対応するＡＤ変換器３７を介して
入力ポート３５に入力される。また、クランクシャフト
４９には機関の出力トルクを検出するためのトルクセン
サ５０が取付けられ、このトルクセンサ５０の出力信号
は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入
力される。
【００３３】また、アクセルペダル４０にはアクセルペ
ダル４０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４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力
される。更に入力ポート３５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４２が接続される。機関回転数はクランク角セ
ンサ４２の出力値に基づいて算出される。一方、出力ポ
ート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁
６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２３、燃料ポンプ２
７およびピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒ
に接続される。
ダル４０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４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力
される。更に入力ポート３５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４２が接続される。機関回転数はクランク角セ
ンサ４２の出力値に基づいて算出される。一方、出力ポ
ート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁
６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２３、燃料ポンプ２
７およびピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒ
に接続される。
【００３４】図２は機関低負荷運転時においてスロット
ル弁１６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Ｅ
ＧＲ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。
ル弁１６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Ｅ
ＧＲ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。
【００３５】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
Ｏｘ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。
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
Ｏｘ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。
【００３６】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。
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。
【００３７】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
Ｏｘ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。
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
Ｏｘ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。
【００３８】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。
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。
【００３９】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。
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。
【００４０】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
ら或る提示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。
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
ら或る提示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。
【００４１】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。
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。
【００４２】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。
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。
【００４３】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。
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。
【００４４】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。
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。
【００４５】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
は強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、ＣＯ2 やＥＧＲガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
いることは好ましいと言える。
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
は強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、ＣＯ2 やＥＧＲガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
いることは好ましいと言える。
【００４６】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。
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。
【００４７】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。
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。
【００４８】一方、図５の曲線Ｂで示されるようにＥＧ
Ｒガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセン
トよりも少し高いところで煤の発生量がピークとなり、
この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセント以上にすれ
ば煤がほとんど発生しなくなる。
Ｒガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセン
トよりも少し高いところで煤の発生量がピークとなり、
この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセント以上にすれ
ば煤がほとんど発生しなくなる。
【００４９】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。
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。
【００５０】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。
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。
【００５１】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。
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。
【００５２】図６を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図６に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図６においてＥＧＲガスの割合、即ち混合
ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量
を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほ
ぼ５５パーセント以上であり、図６に示す実施形態では
７０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入さ
れた全吸入ガス量を図６において実線Ｘとし、この全吸
入ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図
６に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス
温度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯く
して煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯｘ
発生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従って
ＮＯｘの発生量は極めて少量となる。
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図６に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図６においてＥＧＲガスの割合、即ち混合
ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量
を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほ
ぼ５５パーセント以上であり、図６に示す実施形態では
７０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入さ
れた全吸入ガス量を図６において実線Ｘとし、この全吸
入ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図
６に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス
温度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯く
して煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯｘ
発生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従って
ＮＯｘの発生量は極めて少量となる。
【００５３】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。
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。
【００５４】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。
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。
【００５５】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（図示せず）の入口側即ち排気ター
ボチャージャの空気吸込管内にＥＧＲガスを再循環させ
ると要求負荷がＬo よりも大きい領域においてＥＧＲ率
を５５パーセント以上、例えば７０パーセントに維持す
ることができ、斯くして燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持することが
できる。即ち、空気吸込管内における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のコンプレッサにより昇圧され
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。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２３
が全開せしめられる、スロットル弁１６が若干閉弁せし
められる。
２９を介して過給機（図示せず）の入口側即ち排気ター
ボチャージャの空気吸込管内にＥＧＲガスを再循環させ
ると要求負荷がＬo よりも大きい領域においてＥＧＲ率
を５５パーセント以上、例えば７０パーセントに維持す
ることができ、斯くして燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持することが
できる。即ち、空気吸込管内における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のコンプレッサにより昇圧され
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。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２３
が全開せしめられる、スロットル弁１６が若干閉弁せし
められる。
【００５６】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。
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。
【００５７】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。
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。
【００５８】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。
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。
【００５９】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
による実施形態では機関中低負荷運転時には燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で
停止する温度以下に抑制して第１の燃焼、即ち低温燃焼
を行うようにし、機関高負荷運転時には第２の燃焼、即
ち従来より普通に行われている燃焼を行うようにしてい
る。なお、ここで第１の燃焼、即ち低温燃焼とはこれま
での説明から明らか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。
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
による実施形態では機関中低負荷運転時には燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で
停止する温度以下に抑制して第１の燃焼、即ち低温燃焼
を行うようにし、機関高負荷運転時には第２の燃焼、即
ち従来より普通に行われている燃焼を行うようにしてい
る。なお、ここで第１の燃焼、即ち低温燃焼とはこれま
での説明から明らか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。
【００６０】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４０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。
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４０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。
【００６１】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。
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。
【００６２】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。
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。
【００６３】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１９により良好に酸化せしめられる。
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１９により良好に酸化せしめられる。
【００６４】触媒１９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。
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。
【００６５】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。
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。
【００６６】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１９として用いるこ
とができる。
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１９として用いるこ
とができる。
【００６７】図８（Ａ）は空燃比センサ２１の出力を示
している。図８（Ａ）に示されるように空燃比センサ２
１の出力電流Ｉは空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する。従っ
て空燃比センサ２１の出力電流Ｉから空燃比を知ること
ができる。また、図８（Ｂ）は酸素濃度センサ４４の出
力を示している。図８（Ｂ）に示されるように酸素濃度
センサ４４の出力電流Ｉは酸素濃度〔Ｏ2 〕に応じて変
化する。従って酸素濃度センサ４４の出力電流Ｉから酸
素濃度を知ることができる。
している。図８（Ａ）に示されるように空燃比センサ２
１の出力電流Ｉは空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する。従っ
て空燃比センサ２１の出力電流Ｉから空燃比を知ること
ができる。また、図８（Ｂ）は酸素濃度センサ４４の出
力を示している。図８（Ｂ）に示されるように酸素濃度
センサ４４の出力電流Ｉは酸素濃度〔Ｏ2 〕に応じて変
化する。従って酸素濃度センサ４４の出力電流Ｉから酸
素濃度を知ることができる。
【００６８】次に触媒１９が活性化している場合を例に
とって図９を参照しつつ第１の運転領域Ｉおよび第２の
運転領域IIにおける運転制御について概略的に説明す
る。図９は要求負荷Ｌに対するスロットル弁１６の開
度、ＥＧＲ制御弁２３の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射
時期および噴射量を示している。図９に示されるように
要求負荷Ｌの低い第１の運転領域Ｉではスロットル弁１
６の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから
半開程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁２３
の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから全
開まで徐々に増大せしめられる。また、図９に示される
例では第１の運転領域ＩではＥＧＲ率がほぼ８０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。
とって図９を参照しつつ第１の運転領域Ｉおよび第２の
運転領域IIにおける運転制御について概略的に説明す
る。図９は要求負荷Ｌに対するスロットル弁１６の開
度、ＥＧＲ制御弁２３の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射
時期および噴射量を示している。図９に示されるように
要求負荷Ｌの低い第１の運転領域Ｉではスロットル弁１
６の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから
半開程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁２３
の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから全
開まで徐々に増大せしめられる。また、図９に示される
例では第１の運転領域ＩではＥＧＲ率がほぼ８０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。
【００６９】云い換えると第１の運転領域ＩではＥＧＲ
率がほぼ８０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１６の
開度およびＥＧＲ制御弁２３の開度が制御される。な
お、このとき空燃比は空燃比センサ２１の出力信号に基
づいてスロットル弁１６の開度およびＥＧＲ制御弁２３
の開度を補正することによって目標リーン空燃比に制御
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。
率がほぼ８０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１６の
開度およびＥＧＲ制御弁２３の開度が制御される。な
お、このとき空燃比は空燃比センサ２１の出力信号に基
づいてスロットル弁１６の開度およびＥＧＲ制御弁２３
の開度を補正することによって目標リーン空燃比に制御
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。
【００７０】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁１６は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧＲ制御弁
２３も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁１
６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１６が全閉近くまで閉弁せしめられる。
弁１６は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧＲ制御弁
２３も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁１
６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１６が全閉近くまで閉弁せしめられる。
【００７１】機関の運転状態が第１の運転領域Ｉである
ときには煤およびＮＯｘはほとんど発生せず、排気ガス
中に含まれている煤の前駆体又はその前の状態の炭化水
素は触媒１９により酸化せしめられる。
ときには煤およびＮＯｘはほとんど発生せず、排気ガス
中に含まれている煤の前駆体又はその前の状態の炭化水
素は触媒１９により酸化せしめられる。
【００７２】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１６の開
度が半開状態から前開方向へステップ状に増大しめられ
る。このとき図９に示す例ではＥＧＲ率がほぼ８０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
２）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。
から第２の運転領域IIに変わるとスロットル弁１６の開
度が半開状態から前開方向へステップ状に増大しめられ
る。このとき図９に示す例ではＥＧＲ率がほぼ８０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
２）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。
【００７３】第２の運転領域IIでは従来から行われてい
る燃焼が行われる。この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９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。
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９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。
【００７４】第２の運転領域IIではスロットル弁１６は
一部を除いて全開状態に保持され、ＥＧＲ制御弁２３の
開度は要求負荷Ｌが高くなると次第に小さくされる。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が高くなるほど大きくな
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。
一部を除いて全開状態に保持され、ＥＧＲ制御弁２３の
開度は要求負荷Ｌが高くなると次第に小さくされる。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が高くなるほど大きくな
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。
【００７５】ところで低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉ
の範囲は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温およびシ
リンダ内壁面温度に応じて変化する。即ち、要求負荷が
高くなって燃焼による発熱量が増大すると、燃焼時にお
ける燃料およびその周囲のガス温が高くなり、斯くして
低温燃焼を行うことができなくなる。一方、圧縮始めの
燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなると燃焼が開始される
直前の燃焼室５内のガス温が低くなるので燃焼時におけ
る燃料およびその周囲のガス温が低くなる。従って圧縮
始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなれば燃焼による
発熱量が増大しても、即ち要求負荷が高くなっても燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温は高くならず、
斯くして低温燃焼が行われることになる。云い換えると
圧縮始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなればなるほ
ど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉが高負荷側に拡大す
ることになる。
の範囲は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温およびシ
リンダ内壁面温度に応じて変化する。即ち、要求負荷が
高くなって燃焼による発熱量が増大すると、燃焼時にお
ける燃料およびその周囲のガス温が高くなり、斯くして
低温燃焼を行うことができなくなる。一方、圧縮始めの
燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなると燃焼が開始される
直前の燃焼室５内のガス温が低くなるので燃焼時におけ
る燃料およびその周囲のガス温が低くなる。従って圧縮
始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなれば燃焼による
発熱量が増大しても、即ち要求負荷が高くなっても燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温は高くならず、
斯くして低温燃焼が行われることになる。云い換えると
圧縮始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなればなるほ
ど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉが高負荷側に拡大す
ることになる。
【００７６】また、シリンダ内壁面温度ＴＷと圧縮始め
の燃焼室５内のガス温ＴＧとの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が
小さいほど圧縮行程中にシリンダ内壁面を介して逃げる
熱量が増大する。従ってこの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小
さくなるほど圧縮行程中における燃焼室５内のガスの温
度上昇量が少なくなり、斯くして燃焼時における燃料お
よびその周囲のガス温が低くなる。従って温度差（ＴＷ
−ＴＧ）が小さいほど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉ
が高負荷側に拡大することになる。
の燃焼室５内のガス温ＴＧとの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が
小さいほど圧縮行程中にシリンダ内壁面を介して逃げる
熱量が増大する。従ってこの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小
さくなるほど圧縮行程中における燃焼室５内のガスの温
度上昇量が少なくなり、斯くして燃焼時における燃料お
よびその周囲のガス温が低くなる。従って温度差（ＴＷ
−ＴＧ）が小さいほど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉ
が高負荷側に拡大することになる。
【００７７】本実施形態では圧縮始めにおける燃焼室５
内のガス温ＴＧが低くなると図１０に示されるように第
１の境界がＸo （Ｎ）からＸ（Ｎ）に移動せしめられ、
温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなると図１０に示される
ように第１の境界がＸo （Ｎ）からＸ（Ｎ）に移動せし
められる。なお、ここでＸo （Ｎ）は基準となる第１の
境界を示している。基準となる第１の境界Ｘo （Ｎ）は
機関回転数Ｎの関数であり、Ｘ（Ｎ）はこのＸo （Ｎ）
を用いて次式に基づいて算出される。
内のガス温ＴＧが低くなると図１０に示されるように第
１の境界がＸo （Ｎ）からＸ（Ｎ）に移動せしめられ、
温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなると図１０に示される
ように第１の境界がＸo （Ｎ）からＸ（Ｎ）に移動せし
められる。なお、ここでＸo （Ｎ）は基準となる第１の
境界を示している。基準となる第１の境界Ｘo （Ｎ）は
機関回転数Ｎの関数であり、Ｘ（Ｎ）はこのＸo （Ｎ）
を用いて次式に基づいて算出される。
【００７８】 Ｘ（Ｎ）＝Ｘo （Ｎ）＋Ｋ（Ｔ）・Ｋ（Ｎ） Ｋ（Ｔ）＝Ｋ（Ｔ）1 ＋Ｋ（Ｔ）2 ここでＫ（Ｔ）1 は図１１（Ａ）に示されるように圧縮
始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧの関数であり、こ
のＫ（Ｔ）1 の値は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス
温ＴＧが低くなるほど大きくなる。また、Ｋ（Ｔ）2 は
図１１（Ｂ）に示されるように温度差（ＴＷ−ＴＧ）の
関数であり、このＫ（Ｔ）2 の値は温度差（ＴＷ−Ｔ
Ｇ）が小さくなるほど大きくなる。なお、図１１（Ａ）
および図１１（Ｂ）においてＴ1 は基準温度、Ｔ2 は基
準温度差であり、ＴＧ＝Ｔ1 でかつ（ＴＷ−ＴＧ）＝Ｔ
2 のときに第１の境界が図１０のＸo （Ｎ）となる。
始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧの関数であり、こ
のＫ（Ｔ）1 の値は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス
温ＴＧが低くなるほど大きくなる。また、Ｋ（Ｔ）2 は
図１１（Ｂ）に示されるように温度差（ＴＷ−ＴＧ）の
関数であり、このＫ（Ｔ）2 の値は温度差（ＴＷ−Ｔ
Ｇ）が小さくなるほど大きくなる。なお、図１１（Ａ）
および図１１（Ｂ）においてＴ1 は基準温度、Ｔ2 は基
準温度差であり、ＴＧ＝Ｔ1 でかつ（ＴＷ−ＴＧ）＝Ｔ
2 のときに第１の境界が図１０のＸo （Ｎ）となる。
【００７９】一方、Ｋ（Ｎ）は図１１（Ｃ）に示される
ように機関回転数Ｎの関数であり、Ｋ（Ｎ）の値は機関
回転数Ｎが高くなるほど小さくなる。即ち、圧縮始めに
おける燃焼室５内のガス温ＴＧが基準温度Ｔ1 よりも低
くなると圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧが低
くなるほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸo （Ｎ）に対して高
負荷側に移動し、温度差（ＴＷ−ＴＧ）が基準温度差Ｔ
2 よりも低くなると温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなる
ほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸo （Ｎ）に対して高負荷側
に移動する。また、Ｘo （Ｎ）に対するＸ（Ｎ）の移動
量は機関回転数Ｎが高くなるほど少なくなる。
ように機関回転数Ｎの関数であり、Ｋ（Ｎ）の値は機関
回転数Ｎが高くなるほど小さくなる。即ち、圧縮始めに
おける燃焼室５内のガス温ＴＧが基準温度Ｔ1 よりも低
くなると圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧが低
くなるほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸo （Ｎ）に対して高
負荷側に移動し、温度差（ＴＷ−ＴＧ）が基準温度差Ｔ
2 よりも低くなると温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなる
ほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸo （Ｎ）に対して高負荷側
に移動する。また、Ｘo （Ｎ）に対するＸ（Ｎ）の移動
量は機関回転数Ｎが高くなるほど少なくなる。
【００８０】図１２（Ａ）は第１の境界が基準となる第
１の境界Ｘo （Ｎ）であるときの第１の運転領域Ｉにお
ける空燃比Ａ／Ｆを示している。図１２（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が１５，１６，１７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１２（Ａ）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。
１の境界Ｘo （Ｎ）であるときの第１の運転領域Ｉにお
ける空燃比Ａ／Ｆを示している。図１２（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が１５，１６，１７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１２（Ａ）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。
【００８１】即ち、要求負荷Ｌが低くなるほど燃焼によ
る発熱量が少なくなる。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１２（Ａ）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。
る発熱量が少なくなる。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１２（Ａ）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。
【００８２】図１２（Ｂ）は第１の境界が図１０に示さ
れるＸ（Ｎ）のときの第１の運転領域Ｉにおける空燃比
Ａ／Ｆを示している。図１２（Ａ）および（Ｂ）を比較
するとわかるように第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸo （Ｎ）に
対して高負荷側に移動するとそれに追従して各空燃比を
示すＡ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７の曲線
も高負荷側に移動する。従って第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸ
o （Ｎ）に対して高負荷側に移動すると同一要求負荷Ｌ
および同一機関回転数Ｎにおける空燃比Ａ／Ｆが大きく
なることがわかる。即ち、第１の運転領域Ｉが高負荷側
に拡大せしめられると煤およびＮＯx のほとんど発生し
ない運転領域が拡大されるばかりでなく、燃料消費率が
向上せしめられることになる。
れるＸ（Ｎ）のときの第１の運転領域Ｉにおける空燃比
Ａ／Ｆを示している。図１２（Ａ）および（Ｂ）を比較
するとわかるように第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸo （Ｎ）に
対して高負荷側に移動するとそれに追従して各空燃比を
示すＡ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７の曲線
も高負荷側に移動する。従って第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸ
o （Ｎ）に対して高負荷側に移動すると同一要求負荷Ｌ
および同一機関回転数Ｎにおける空燃比Ａ／Ｆが大きく
なることがわかる。即ち、第１の運転領域Ｉが高負荷側
に拡大せしめられると煤およびＮＯx のほとんど発生し
ない運転領域が拡大されるばかりでなく、燃料消費率が
向上せしめられることになる。
【００８３】本実施形態では第１の境界Ｘ（Ｎ）が種々
に変化したときの第１の運転領域Ｉにおける目標空燃
比、即ち種々のＫ（Ｔ）の値に対する第１の運転領域Ｉ
における目標空燃比が図１３（Ａ）から図１３（Ｄ）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ＲＯＭ３２内に記憶されている。
即ち、図１３（Ａ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ１のときの目
標空燃比ＡＦＫＴ１を示しており、図１３（Ｂ）はＫ
（Ｔ）の値がＫＴ２のときの目標空燃比ＡＦＫＴ２を示
しており、図１３（Ｃ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ３のとき
の目標空燃比ＡＦＫＴ３を示しており、図１３（Ｄ）は
Ｋ（Ｔ）の値がＫＴ４のときの目標空燃比ＡＦＫＴ４を
示している。
に変化したときの第１の運転領域Ｉにおける目標空燃
比、即ち種々のＫ（Ｔ）の値に対する第１の運転領域Ｉ
における目標空燃比が図１３（Ａ）から図１３（Ｄ）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ＲＯＭ３２内に記憶されている。
即ち、図１３（Ａ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ１のときの目
標空燃比ＡＦＫＴ１を示しており、図１３（Ｂ）はＫ
（Ｔ）の値がＫＴ２のときの目標空燃比ＡＦＫＴ２を示
しており、図１３（Ｃ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ３のとき
の目標空燃比ＡＦＫＴ３を示しており、図１３（Ｄ）は
Ｋ（Ｔ）の値がＫＴ４のときの目標空燃比ＡＦＫＴ４を
示している。
【００８４】一方、空燃比を目標空燃比ＡＦＫＴ１，Ａ
ＦＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なス
ロットル弁１６の目標開度が図１４（Ａ）から図１４
（Ｄ）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定めＲＯＭ３２内に記憶
されており、また空燃比を目標空燃比ＡＦＫＴ１，ＡＦ
ＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なＥＧ
Ｒ制御弁２３の目標基本開度が図１５（Ａ）から図１５
（Ｄ）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ＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
ＦＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なス
ロットル弁１６の目標開度が図１４（Ａ）から図１４
（Ｄ）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定めＲＯＭ３２内に記憶
されており、また空燃比を目標空燃比ＡＦＫＴ１，ＡＦ
ＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なＥＧ
Ｒ制御弁２３の目標基本開度が図１５（Ａ）から図１５
（Ｄ）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ＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
【００８５】即ち、図１４（Ａ）は空燃比が１５のとき
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１５を示しており、
図１５（Ａ）は空燃比が１５のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１５を示している。また、図１４
（Ｂ）は空燃比が１６のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１６を示しており、図１５（Ｂ）は空燃比が１
６のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１６を
示している。また、図１４（Ｃ）は空燃比が１７のとき
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１７を示しており、
図１５（Ｃ）は空燃比が１７のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１７を示している。また、図１４
（Ｄ）は空燃比が１８のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１８を示しており、図１５（Ｄ）は空燃比が１
８のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１８を
示している。
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１５を示しており、
図１５（Ａ）は空燃比が１５のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１５を示している。また、図１４
（Ｂ）は空燃比が１６のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１６を示しており、図１５（Ｂ）は空燃比が１
６のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１６を
示している。また、図１４（Ｃ）は空燃比が１７のとき
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１７を示しており、
図１５（Ｃ）は空燃比が１７のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１７を示している。また、図１４
（Ｄ）は空燃比が１８のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１８を示しており、図１５（Ｄ）は空燃比が１
８のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１８を
示している。
【００８６】図１６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１６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。空
燃比をこの目標空燃比とするのに必要なスロットル弁１
６の目標開度ＳＴが図１７（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ＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥ
が図１７（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ＲＯＭ３２内に
記憶されている。
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１６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。空
燃比をこの目標空燃比とするのに必要なスロットル弁１
６の目標開度ＳＴが図１７（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ＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥ
が図１７（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ＲＯＭ３２内に
記憶されている。
【００８７】これまで述べたように機関の運転状態が第
１の運転領域Ｉにありかつ触媒１９が活性化していると
きには第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われる。しかしな
がら機関の運転状態が第１の運転領域Ｉにありかつ触媒
１９が活性化していても何らかの理由により良好な低温
燃焼を行えない場合がある。そこで本実施形態では触媒
１９が活性化しているときに機関の運転状態が第１の運
転領域Ｉとなったときには低温燃焼すべくスロットル弁
１６の開度およびＥＧＲ制御弁２３の開度を夫々図１４
に示す目標開度ＳＴおよび図１５に示す目標基本開度Ｓ
Ｅとし、このとき良好な低温燃焼を行うことができない
場合には、即ち燃焼不良を生じている場合には空燃比を
大きくするようにしている。空燃比を大きくすれば燃料
周りの酸素濃度が高くなり、斯くして良好な低温燃焼が
行われることになる。
１の運転領域Ｉにありかつ触媒１９が活性化していると
きには第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われる。しかしな
がら機関の運転状態が第１の運転領域Ｉにありかつ触媒
１９が活性化していても何らかの理由により良好な低温
燃焼を行えない場合がある。そこで本実施形態では触媒
１９が活性化しているときに機関の運転状態が第１の運
転領域Ｉとなったときには低温燃焼すべくスロットル弁
１６の開度およびＥＧＲ制御弁２３の開度を夫々図１４
に示す目標開度ＳＴおよび図１５に示す目標基本開度Ｓ
Ｅとし、このとき良好な低温燃焼を行うことができない
場合には、即ち燃焼不良を生じている場合には空燃比を
大きくするようにしている。空燃比を大きくすれば燃料
周りの酸素濃度が高くなり、斯くして良好な低温燃焼が
行われることになる。
【００８８】本実施形態では良好な低温燃焼が行われて
いるか否かが燃焼圧センサ４７により検出された燃焼室
５内の圧力に基づいて判断される。即ち、良好な低温燃
焼が行われているときには図１８に示されるように燃焼
圧が緩やかに変化する。具体的に云うと、燃焼圧はＰ0
で示されるように上死点ＴＤＣにおいて一旦ピークとな
り、次いでＰ1 で示されるように上死点ＴＤＣ後におい
て再びピークとなる。ピーク圧Ｐ1 は燃焼圧により生
じ、良好な低温燃焼が行われているときにはピーク圧Ｐ
1 がピーク圧Ｐ0 に比べて若干高くなる。
いるか否かが燃焼圧センサ４７により検出された燃焼室
５内の圧力に基づいて判断される。即ち、良好な低温燃
焼が行われているときには図１８に示されるように燃焼
圧が緩やかに変化する。具体的に云うと、燃焼圧はＰ0
で示されるように上死点ＴＤＣにおいて一旦ピークとな
り、次いでＰ1 で示されるように上死点ＴＤＣ後におい
て再びピークとなる。ピーク圧Ｐ1 は燃焼圧により生
じ、良好な低温燃焼が行われているときにはピーク圧Ｐ
1 がピーク圧Ｐ0 に比べて若干高くなる。
【００８９】これに対して良好な低温燃焼が行われず、
燃焼不良が生じるとピーク圧Ｐ1 がピーク圧Ｐ0 よりも
低くなる。従って本実施形態では差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ
0 ）が負になったときには燃焼不良が生じていると判断
し、空燃比を大きくするようにしている。他の実施形態
では、差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ0 ）が負になったときに燃
焼不良が生じていると判断し、燃料噴射開始時期を進角
せしめることも可能である。
燃焼不良が生じるとピーク圧Ｐ1 がピーク圧Ｐ0 よりも
低くなる。従って本実施形態では差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ
0 ）が負になったときには燃焼不良が生じていると判断
し、空燃比を大きくするようにしている。他の実施形態
では、差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ0 ）が負になったときに燃
焼不良が生じていると判断し、燃料噴射開始時期を進角
せしめることも可能である。
【００９０】次に図１８および図１９を参照しつつ本実
施形態の燃焼不良の検出方法について説明する。図１９
は燃焼不良の検出ルーチンを示しており、このルーチン
はクランク角割込みによって実行される。図１９を参照
すると、まず初めにステップ１００において現在クラン
ク角がＣＡ１（図１８）であるか否かが判別される。ク
ランク角がＣＡ１のときにはステップ１０１に進んでピ
ークホールド回路４８の出力電圧が読込まれる。このと
きピークホールド回路４８の出力電圧は、ＥＧＲガス量
が最も多い気筒の燃焼室内の燃焼ピーク圧Ｐ0 を表して
おり、従ってステップ１０１ではピーク圧Ｐ0 が読込ま
れることになる。次いでステップ１０２ではリセット信
号がピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒに入
力され、それによってピークホールド回路４８がリセッ
トされる。
施形態の燃焼不良の検出方法について説明する。図１９
は燃焼不良の検出ルーチンを示しており、このルーチン
はクランク角割込みによって実行される。図１９を参照
すると、まず初めにステップ１００において現在クラン
ク角がＣＡ１（図１８）であるか否かが判別される。ク
ランク角がＣＡ１のときにはステップ１０１に進んでピ
ークホールド回路４８の出力電圧が読込まれる。このと
きピークホールド回路４８の出力電圧は、ＥＧＲガス量
が最も多い気筒の燃焼室内の燃焼ピーク圧Ｐ0 を表して
おり、従ってステップ１０１ではピーク圧Ｐ0 が読込ま
れることになる。次いでステップ１０２ではリセット信
号がピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒに入
力され、それによってピークホールド回路４８がリセッ
トされる。
【００９１】次いでステップ１０３では現在クランク角
がＣＡ２（図１８）であるか否かが判別される。クラン
ク角がＣＡ２のときにはステップ１０４に進んでピーク
ホールド回路４８の出力電圧が読込まれる。このときピ
ークホールド回路４８の出力電圧は、ＥＧＲガス量が最
も多い気筒の燃焼室内の燃焼ピーク圧Ｐ1 を表してお
り、従ってステップ１０４ではピーク圧Ｐ1 が読込まれ
ることになる。次いでステップ１０５ではリセット信号
がピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒに入力
され、それによってピークホールド回路４８がリセット
される。次いでステップ１０６ではピーク圧Ｐ0 とピー
ク圧Ｐ1 との差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ0 ）が算出される。
がＣＡ２（図１８）であるか否かが判別される。クラン
ク角がＣＡ２のときにはステップ１０４に進んでピーク
ホールド回路４８の出力電圧が読込まれる。このときピ
ークホールド回路４８の出力電圧は、ＥＧＲガス量が最
も多い気筒の燃焼室内の燃焼ピーク圧Ｐ1 を表してお
り、従ってステップ１０４ではピーク圧Ｐ1 が読込まれ
ることになる。次いでステップ１０５ではリセット信号
がピークホールド回路４８のリセット入力端子Ｒに入力
され、それによってピークホールド回路４８がリセット
される。次いでステップ１０６ではピーク圧Ｐ0 とピー
ク圧Ｐ1 との差圧ΔＰ（＝Ｐ1 −Ｐ0 ）が算出される。
【００９２】次いでステップ１０７では差圧ΔＰが負か
否かが判別される。ΔＰ＜０のときには燃焼不良が生じ
ていると判断され、このときにはステップ１０９に進ん
で燃焼不良フラグがセットされる。これに対しΔＰ≧０
のときには燃焼不良が生じていないと判断され、このと
きにはステップ１０８に進んで燃焼不良フラグがリセッ
トされる。
否かが判別される。ΔＰ＜０のときには燃焼不良が生じ
ていると判断され、このときにはステップ１０９に進ん
で燃焼不良フラグがセットされる。これに対しΔＰ≧０
のときには燃焼不良が生じていないと判断され、このと
きにはステップ１０８に進んで燃焼不良フラグがリセッ
トされる。
【００９３】次に図２０を参照しつつ本実施形態の運転
制御について説明する。図２０を参照すると、まず初め
にステップ３００において温度センサ４６の出力信号に
基づいて触媒１９を通過した排気ガスの温度Ｔｃが予め
定められたＴｏよりも高いか否か、即ち触媒１９が活性
化したか否かが判断される。Ｔｃ≦Ｔｏのとき、即ち触
媒１９が活性化していないときにはステップ３０７に進
んで第２の燃焼、即ち従来の燃焼方法による燃焼が行わ
れる。
制御について説明する。図２０を参照すると、まず初め
にステップ３００において温度センサ４６の出力信号に
基づいて触媒１９を通過した排気ガスの温度Ｔｃが予め
定められたＴｏよりも高いか否か、即ち触媒１９が活性
化したか否かが判断される。Ｔｃ≦Ｔｏのとき、即ち触
媒１９が活性化していないときにはステップ３０７に進
んで第２の燃焼、即ち従来の燃焼方法による燃焼が行わ
れる。
【００９４】即ち、ステップ３０７では図１７（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、次いでステップ３０８ではＥＧＲ制御弁２３の目
標開度ＳＥが算出される。次いでステップ３０９では噴
射量Ｑが算出され、次いでステップ３１０では噴射開始
時期θＳが算出される。
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、次いでステップ３０８ではＥＧＲ制御弁２３の目
標開度ＳＥが算出される。次いでステップ３０９では噴
射量Ｑが算出され、次いでステップ３１０では噴射開始
時期θＳが算出される。
【００９５】ステップ３００においてＴｃ＞Ｔｏである
と判断されたとき、即ち触媒１９が活性化しているとき
にはステップ３０１に進んで機関の運転領域が第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、即ち機関の運転領域が第１の運転領域Ｉであるとき
にはステップ３０２に進んで要求負荷Ｌが第１の境界Ｘ
（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別される。Ｌ≦Ｘ
（Ｎ）のときにはステップ３０３に進んで低温燃焼が行
われる。
と判断されたとき、即ち触媒１９が活性化しているとき
にはステップ３０１に進んで機関の運転領域が第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、即ち機関の運転領域が第１の運転領域Ｉであるとき
にはステップ３０２に進んで要求負荷Ｌが第１の境界Ｘ
（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別される。Ｌ≦Ｘ
（Ｎ）のときにはステップ３０３に進んで低温燃焼が行
われる。
【００９６】即ち、ステップ３０３では図１３（Ａ）か
ら（Ｄ）に示されるマップのうちでＫ（Ｔ）に応じた二
つのマップを用いて比例配分により目標空燃比ＡＦが算
出される。次いでステップ３０４では噴射量Ｑが算出さ
れ、次いでステップ３０５では噴射開始時期θＳが算出
される。この噴射開始時期θＳは要求負荷Ｌおよび機関
回転数Ｌの関数として図２１に示すマップの形で予めＲ
ＯＭ３２内に記憶されている。
ら（Ｄ）に示されるマップのうちでＫ（Ｔ）に応じた二
つのマップを用いて比例配分により目標空燃比ＡＦが算
出される。次いでステップ３０４では噴射量Ｑが算出さ
れ、次いでステップ３０５では噴射開始時期θＳが算出
される。この噴射開始時期θＳは要求負荷Ｌおよび機関
回転数Ｌの関数として図２１に示すマップの形で予めＲ
ＯＭ３２内に記憶されている。
【００９７】次いでステップ４００では噴射制御が行わ
れる。この噴射制御が図２２に示されている。次いでス
テップ５００では燃焼不良制御が行われる。この燃焼不
良制御が図２３に示されている。次いでステップ６００
ではＥＧＲ制御が行われる。このＥＧＲ制御が図２４に
示されている。
れる。この噴射制御が図２２に示されている。次いでス
テップ５００では燃焼不良制御が行われる。この燃焼不
良制御が図２３に示されている。次いでステップ６００
ではＥＧＲ制御が行われる。このＥＧＲ制御が図２４に
示されている。
【００９８】一方、ステップ３０２においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ３０６に進んで
フラグＩがリセットされる。次いでステップ３０７に進
み、第２の燃焼、即ち従来より行われている通常の燃焼
が行われる。一方、ステップ３０１においてフラグＩが
リセットされていると判断されたとき、即ち機関の運転
領域が第２の運転領域IIであるときにはステップ３１１
に進んで要求負荷Ｌが第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さく
なったか否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはス
テップ３０７に進む。これに対してＬ＜Ｙ（Ｎ）になる
とステップ３１２に進んでフラグＩがセットされる。次
いでステップ３０３に進み、低温燃焼が行われる。
（Ｎ）になったと判断されるとステップ３０６に進んで
フラグＩがリセットされる。次いでステップ３０７に進
み、第２の燃焼、即ち従来より行われている通常の燃焼
が行われる。一方、ステップ３０１においてフラグＩが
リセットされていると判断されたとき、即ち機関の運転
領域が第２の運転領域IIであるときにはステップ３１１
に進んで要求負荷Ｌが第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さく
なったか否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはス
テップ３０７に進む。これに対してＬ＜Ｙ（Ｎ）になる
とステップ３１２に進んでフラグＩがセットされる。次
いでステップ３０３に進み、低温燃焼が行われる。
【００９９】次に図２２を参照しつつ本実施形態の噴射
制御ルーチンについて説明する。図２２を参照すると、
まず初めにステップ４０１においてアイドリング運転時
であるか否かが判別される。アイドリング運転時でない
ときにはただちに燃焼不良制御ルーチンに進む。これに
対してアイドリング運転時にはステップ４０２に進む。
制御ルーチンについて説明する。図２２を参照すると、
まず初めにステップ４０１においてアイドリング運転時
であるか否かが判別される。アイドリング運転時でない
ときにはただちに燃焼不良制御ルーチンに進む。これに
対してアイドリング運転時にはステップ４０２に進む。
【０１００】ステップ４０２では機関回転数Ｎが目標ア
イドリング回転数Ｎｏ、例えば６００r.p.m.から一定値
ａ、例えば１０r.p.m.を減算した値（Ｎｏ−ａ）よりも
低くなったか否かが判別される。Ｎ＜Ｎｏ−ａのときに
はステップ４０４に進んで噴射量の補正値ΔＱに一定値
ｂが加算される。次いでステップ４０６に進んで噴射量
Ｑが補正値ΔＱだけ増大せしめられる。一方、ステップ
４０２においてＮ≧Ｎｏ−ａであると判断されるとステ
ップ４０３に進んで機関回転数Ｎが目標アイドリング回
転数Ｎｏに一定値ａを加算した値（Ｎｏ＋ａ）よりも高
くなったか否かが判別される。Ｎ＞Ｎｏ＋ａのときには
ステップ４０５に進んで補正値ΔＱから一定値ｂが減算
され、次いでステップ４０６に進む。即ち、機関アイド
リング運転時には機関回転数ＮがＮｏ−ａ＜Ｎ＜Ｎｏ＋
ａとなるように噴射量Ｑが制御される。
イドリング回転数Ｎｏ、例えば６００r.p.m.から一定値
ａ、例えば１０r.p.m.を減算した値（Ｎｏ−ａ）よりも
低くなったか否かが判別される。Ｎ＜Ｎｏ−ａのときに
はステップ４０４に進んで噴射量の補正値ΔＱに一定値
ｂが加算される。次いでステップ４０６に進んで噴射量
Ｑが補正値ΔＱだけ増大せしめられる。一方、ステップ
４０２においてＮ≧Ｎｏ−ａであると判断されるとステ
ップ４０３に進んで機関回転数Ｎが目標アイドリング回
転数Ｎｏに一定値ａを加算した値（Ｎｏ＋ａ）よりも高
くなったか否かが判別される。Ｎ＞Ｎｏ＋ａのときには
ステップ４０５に進んで補正値ΔＱから一定値ｂが減算
され、次いでステップ４０６に進む。即ち、機関アイド
リング運転時には機関回転数ＮがＮｏ−ａ＜Ｎ＜Ｎｏ＋
ａとなるように噴射量Ｑが制御される。
【０１０１】次に図２３を参照しつつ燃焼不良制御につ
いて説明する。図２３を参照すると、まず初めにステッ
プ５０１において燃焼不良フラグがセットされているか
否かが判別される。燃焼不良フラグがリセットされてい
るとき、即ち燃焼不良が生じていないときにはステップ
５０２に進んで空燃比センサ２１により検出された実際
の空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比ＡＦに一定値ｄを加算した
値（ＡＦ＋ｄ）よりも大きいか否かが判別される。Ａ／
Ｆ＞ＡＦ＋ｄのときにはステップ５０４に進んで空燃比
の補正値ΔＡＦから一定値ｅが減算される。次いでステ
ップ５０６では目標空燃比ＡＦに補正値ΔＡＦを加算す
ることにより空燃比の学習値ＡＦＯ（＝ＡＦ＋ΔＡＦ）
が算出される。
いて説明する。図２３を参照すると、まず初めにステッ
プ５０１において燃焼不良フラグがセットされているか
否かが判別される。燃焼不良フラグがリセットされてい
るとき、即ち燃焼不良が生じていないときにはステップ
５０２に進んで空燃比センサ２１により検出された実際
の空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比ＡＦに一定値ｄを加算した
値（ＡＦ＋ｄ）よりも大きいか否かが判別される。Ａ／
Ｆ＞ＡＦ＋ｄのときにはステップ５０４に進んで空燃比
の補正値ΔＡＦから一定値ｅが減算される。次いでステ
ップ５０６では目標空燃比ＡＦに補正値ΔＡＦを加算す
ることにより空燃比の学習値ＡＦＯ（＝ＡＦ＋ΔＡＦ）
が算出される。
【０１０２】一方、ステップ５０２においてＡ／Ｆ≦Ａ
Ｆ＋ｄであると判別されたときにはステップ５０３に進
んで空燃比センサ２１により検出された実際の空燃比Ａ
／Ｆが目標空燃比ＡＦから一定値ｄを減算した値（ＡＦ
−ｄ）よりも小さいか否かが判別される。Ａ／Ｆ＜ＡＦ
−ｄのときにはステップ５０５に進んで補正値ΔＡＦに
一定値ｅが加算され、次いでステップ５０６に進む。即
ち、燃焼不良が生じていないときには実際の空燃比Ａ／
Ｆがほぼ目標空燃比ＡＦとなるように空燃比の学習値Ａ
ＦＯが算出される。
Ｆ＋ｄであると判別されたときにはステップ５０３に進
んで空燃比センサ２１により検出された実際の空燃比Ａ
／Ｆが目標空燃比ＡＦから一定値ｄを減算した値（ＡＦ
−ｄ）よりも小さいか否かが判別される。Ａ／Ｆ＜ＡＦ
−ｄのときにはステップ５０５に進んで補正値ΔＡＦに
一定値ｅが加算され、次いでステップ５０６に進む。即
ち、燃焼不良が生じていないときには実際の空燃比Ａ／
Ｆがほぼ目標空燃比ＡＦとなるように空燃比の学習値Ａ
ＦＯが算出される。
【０１０３】次いでステップ５０７では図１４（Ａ）か
ら（Ｄ）に示されるマップのうちで空燃比の学習値ＡＦ
Ｏに応じた二つのマップを用いて比例配分によりスロッ
トル弁１６の目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１
６の開度がこの目標開度ＳＴに制御される。次いでステ
ップ５０８では図１５（Ａ）から（Ｄ）に示されるマッ
プのうちで空燃比の学習値ＡＦＯに応じた二つのマップ
用いて比例配分によりＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度
ＳＥが算出される。
ら（Ｄ）に示されるマップのうちで空燃比の学習値ＡＦ
Ｏに応じた二つのマップを用いて比例配分によりスロッ
トル弁１６の目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１
６の開度がこの目標開度ＳＴに制御される。次いでステ
ップ５０８では図１５（Ａ）から（Ｄ）に示されるマッ
プのうちで空燃比の学習値ＡＦＯに応じた二つのマップ
用いて比例配分によりＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度
ＳＥが算出される。
【０１０４】一方、ステップ５０１において燃焼不良フ
ラグがセットされていると判断されたとき、即ち燃焼不
良が生じているときにはステップ５０９に進んで補正値
ΔＡＦに一定値が加算され、次いでステップ５０６に進
む。従って、燃焼不良が生じているときには空燃比の学
習値ＡＦＯが次第に増大し、それにより実際の空燃比が
次第に大きくなる。このとき実際には吸入空気量が増大
するようにスロットル弁１６の開度が次第に大きくな
り、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにＥＧＲ制御弁
２３の開度も次第に増大する。
ラグがセットされていると判断されたとき、即ち燃焼不
良が生じているときにはステップ５０９に進んで補正値
ΔＡＦに一定値が加算され、次いでステップ５０６に進
む。従って、燃焼不良が生じているときには空燃比の学
習値ＡＦＯが次第に増大し、それにより実際の空燃比が
次第に大きくなる。このとき実際には吸入空気量が増大
するようにスロットル弁１６の開度が次第に大きくな
り、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにＥＧＲ制御弁
２３の開度も次第に増大する。
【０１０５】次いで燃焼不良が生じなくなるとステップ
５０１からステップ５０２に進み、実際の空燃比Ａ／Ｆ
が目標空燃比ＡＦとなるようにスロットル弁１６の開度
およびＥＧＲ制御弁２３の開度が徐々に小さくなる。
５０１からステップ５０２に進み、実際の空燃比Ａ／Ｆ
が目標空燃比ＡＦとなるようにスロットル弁１６の開度
およびＥＧＲ制御弁２３の開度が徐々に小さくなる。
【０１０６】次に図２４を参照しつつＥＧＲ制御につい
て説明する。このＥＧＲ制御はＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率
に正確に一致せしめるための制御である。図２４を参照
すると、まず初めにステップ６０１において酸素濃度セ
ンサ４４の出力信号に基づき実際のＥＧＲ率が算出され
る。即ち、吸入空気量をＱａ，ＥＧＲガス量をＱｇ、酸
素濃度センサ４４により検出された酸素濃度を〔Ｏ2 〕
％とすると吸入空気中の酸素濃度はほぼ２１％であり、
ＥＧＲガス中の酸素濃度はほぼ５％であるので次式が成
立する。 （０．２１・Ｑａ＋０．０５・Ｑｇ）／（Ｑａ＋Ｑｇ）
＝〔Ｏ2 〕 ここでＥＧＲ率はＱｇ／（Ｑａ＋Ｑｇ）であるので上式
は次式のように表される。 ０．２１−０．１６・ＥＧＲ率＝〔Ｏ2 〕 従って酸素濃度センサ４４により酸素濃度〔Ｏ2 〕を検
出すれば実際のＥＧＲ率が算出できることになる。
て説明する。このＥＧＲ制御はＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率
に正確に一致せしめるための制御である。図２４を参照
すると、まず初めにステップ６０１において酸素濃度セ
ンサ４４の出力信号に基づき実際のＥＧＲ率が算出され
る。即ち、吸入空気量をＱａ，ＥＧＲガス量をＱｇ、酸
素濃度センサ４４により検出された酸素濃度を〔Ｏ2 〕
％とすると吸入空気中の酸素濃度はほぼ２１％であり、
ＥＧＲガス中の酸素濃度はほぼ５％であるので次式が成
立する。 （０．２１・Ｑａ＋０．０５・Ｑｇ）／（Ｑａ＋Ｑｇ）
＝〔Ｏ2 〕 ここでＥＧＲ率はＱｇ／（Ｑａ＋Ｑｇ）であるので上式
は次式のように表される。 ０．２１−０．１６・ＥＧＲ率＝〔Ｏ2 〕 従って酸素濃度センサ４４により酸素濃度〔Ｏ2 〕を検
出すれば実際のＥＧＲ率が算出できることになる。
【０１０７】次いでステップ６０２では目標ＥＧＲ率Ｇ
Ｒが算出される。次いでステップ６０３では実際のＥＧ
Ｒ率が目標ＥＧＲ率から一定値ｆを減算した値よりも小
さいか否かが判別される。実際のＥＧＲ率＜ＧＲ−ｆの
ときにはステップ６０５に進んでＥＧＲ制御弁２３の開
度の補正値ΔＳＥに一定値が加算される。次いでステッ
プ６０７においてＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ
に補正値ΔＳＥを加算することにより目標開度ＳＥが算
出される。このときＥＧＲ制御弁２３の開度が増大せし
められる。
Ｒが算出される。次いでステップ６０３では実際のＥＧ
Ｒ率が目標ＥＧＲ率から一定値ｆを減算した値よりも小
さいか否かが判別される。実際のＥＧＲ率＜ＧＲ−ｆの
ときにはステップ６０５に進んでＥＧＲ制御弁２３の開
度の補正値ΔＳＥに一定値が加算される。次いでステッ
プ６０７においてＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ
に補正値ΔＳＥを加算することにより目標開度ＳＥが算
出される。このときＥＧＲ制御弁２３の開度が増大せし
められる。
【０１０８】一方、ステップ６０３において実際のＥＧ
Ｒ率≧ＧＲ−ｆであると判断されたときにはステップ６
０４に進んで実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率ＧＲに一定
値ｆを加算した値（ＧＲ＋ｆ）よりも大きいか否かが判
別される。実際にＥＧＲ率＞ＧＲ＋ｆのときにはステッ
プ６０６に進んで補正値ΔＳＥから一定値ｇが減算さ
れ、次いでステップ６０７に進む。このときにはＥＧＲ
制御弁２３の開度が減少せしめられる。
Ｒ率≧ＧＲ−ｆであると判断されたときにはステップ６
０４に進んで実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率ＧＲに一定
値ｆを加算した値（ＧＲ＋ｆ）よりも大きいか否かが判
別される。実際にＥＧＲ率＞ＧＲ＋ｆのときにはステッ
プ６０６に進んで補正値ΔＳＥから一定値ｇが減算さ
れ、次いでステップ６０７に進む。このときにはＥＧＲ
制御弁２３の開度が減少せしめられる。
【０１０９】上述した実施形態によれば、煤の発生量が
ピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室５内に供給され
るＥＧＲガス量が多く煤がほとんど発生しない低温燃焼
が実行可能であるため、内燃機関から煤が排出されるこ
と及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止することが
できる。更に、内燃機関の構造上、ＥＧＲガス量が最も
多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ４７が配置され、
その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃料噴射
開始時期が制御される。ところで、低温燃焼は空気が不
足気味の下で行われるため、燃焼室５内に供給されるＥ
ＧＲガス量が多くなり過ぎると失火してしまう。そのた
め、燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多くなり過
ぎてしまうのを回避する必要がある。一方、すべての気
筒の燃焼室５に燃焼圧センサを設けるとコストが増加し
てしまう。そこで、上述した実施形態では、ＥＧＲガス
量が最も多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ４７が配
置され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は
燃料噴射開始時期が制御される。つまり、最も失火しや
すい気筒の燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多く
なり過ぎてしまうのを阻止することができる。その結
果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避
すると共に、すべての気筒の失火を阻止することができ
る。
ピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室５内に供給され
るＥＧＲガス量が多く煤がほとんど発生しない低温燃焼
が実行可能であるため、内燃機関から煤が排出されるこ
と及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止することが
できる。更に、内燃機関の構造上、ＥＧＲガス量が最も
多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ４７が配置され、
その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は燃料噴射
開始時期が制御される。ところで、低温燃焼は空気が不
足気味の下で行われるため、燃焼室５内に供給されるＥ
ＧＲガス量が多くなり過ぎると失火してしまう。そのた
め、燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多くなり過
ぎてしまうのを回避する必要がある。一方、すべての気
筒の燃焼室５に燃焼圧センサを設けるとコストが増加し
てしまう。そこで、上述した実施形態では、ＥＧＲガス
量が最も多い気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ４７が配
置され、その出力値に応じてすべての気筒の空燃比又は
燃料噴射開始時期が制御される。つまり、最も失火しや
すい気筒の燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多く
なり過ぎてしまうのを阻止することができる。その結
果、燃焼圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避
すると共に、すべての気筒の失火を阻止することができ
る。
【０１１０】以下、本発明の多気筒内燃機関の第二の実
施形態について説明する。本実施形態の構成は、燃焼室
内の圧力を検出するための燃焼圧センサが、ＥＧＲガス
量が最も多い気筒の燃焼室のみに配置されるのではな
く、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置
される点を除いて、第一の実施形態の構成とほぼ同様で
ある。また、本実施形態の燃焼不良検出ルーチンは、ス
テップ１０１及びステップ１０４で読み込まれるピーク
圧が、ＥＧＲガス量が最も多い気筒の燃焼室内のピーク
圧ではなく、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室内
のピーク圧である点を除いて、図１９に示した第一の実
施形態の燃焼不良検出ルーチンとほぼ同様である。
施形態について説明する。本実施形態の構成は、燃焼室
内の圧力を検出するための燃焼圧センサが、ＥＧＲガス
量が最も多い気筒の燃焼室のみに配置されるのではな
く、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに配置
される点を除いて、第一の実施形態の構成とほぼ同様で
ある。また、本実施形態の燃焼不良検出ルーチンは、ス
テップ１０１及びステップ１０４で読み込まれるピーク
圧が、ＥＧＲガス量が最も多い気筒の燃焼室内のピーク
圧ではなく、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室内
のピーク圧である点を除いて、図１９に示した第一の実
施形態の燃焼不良検出ルーチンとほぼ同様である。
【０１１１】本実施形態では、第一の実施形態と同様
に、煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼
室内に供給されるＥＧＲガス量が多く煤がほとんど発生
しない低温燃焼が実行可能であるため、内燃機関からＮ
Ｏｘが排出されることを阻止することができる。
に、煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼
室内に供給されるＥＧＲガス量が多く煤がほとんど発生
しない低温燃焼が実行可能であるため、内燃機関からＮ
Ｏｘが排出されることを阻止することができる。
【０１１２】更に本実施形態では、上述したようにＥＧ
Ｒガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ
が配置されると共に、その出力値に応じて第一の実施形
態の場合と同様にすべての気筒の空燃比又は燃料噴射開
始時期が制御される。ところで、低温燃焼は、煤の発生
量がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室内に供給さ
れるＥＧＲガスの量が多い状況下で行われるため、燃焼
室内に供給されるＥＧＲガスの量が少なくなり過ぎる
と、煤の発生量がピーク側にシフトして増加してしま
う。そのため、燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量が少
なくなり過ぎてしまうのを回避する必要がある。一方、
すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設けるとコスト
が増加してしまう。そこで、上述したように本実施形態
では、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃
焼圧センサが配置され、その出力値に応じてすべての気
筒の空燃比又は燃料噴射開始時期が制御される。つま
り、最も煤が発生しやすい気筒の燃焼室内に供給される
ＥＧＲガス量が少なくなり過ぎてしまうのを阻止するこ
とができる。その結果、燃焼圧センサの数の増加に伴う
コストアップを回避すると共に、すべての気筒から煤が
発生するのを阻止することができる。
Ｒガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃焼圧センサ
が配置されると共に、その出力値に応じて第一の実施形
態の場合と同様にすべての気筒の空燃比又は燃料噴射開
始時期が制御される。ところで、低温燃焼は、煤の発生
量がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室内に供給さ
れるＥＧＲガスの量が多い状況下で行われるため、燃焼
室内に供給されるＥＧＲガスの量が少なくなり過ぎる
と、煤の発生量がピーク側にシフトして増加してしま
う。そのため、燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量が少
なくなり過ぎてしまうのを回避する必要がある。一方、
すべての気筒の燃焼室に燃焼圧センサを設けるとコスト
が増加してしまう。そこで、上述したように本実施形態
では、ＥＧＲガス量が最も少ない気筒の燃焼室のみに燃
焼圧センサが配置され、その出力値に応じてすべての気
筒の空燃比又は燃料噴射開始時期が制御される。つま
り、最も煤が発生しやすい気筒の燃焼室内に供給される
ＥＧＲガス量が少なくなり過ぎてしまうのを阻止するこ
とができる。その結果、燃焼圧センサの数の増加に伴う
コストアップを回避すると共に、すべての気筒から煤が
発生するのを阻止することができる。
【０１１３】
【発明の効果】請求項１及び２に記載の発明によれば、
内燃機関から煤（スモーク）が排出されること及びＮＯ
ｘが排出されることを同時に阻止しつつ、燃焼圧センサ
の数の増加に伴うコストアップを回避すると共に、すべ
ての気筒の失火を阻止する。
内燃機関から煤（スモーク）が排出されること及びＮＯ
ｘが排出されることを同時に阻止しつつ、燃焼圧センサ
の数の増加に伴うコストアップを回避すると共に、すべ
ての気筒の失火を阻止する。
【０１１４】請求項３及び４に記載の発明によれば、内
燃機関からＮＯｘが排出されることを阻止しつつ、燃焼
圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避すると共
に、すべての気筒から煤が発生するのを阻止する。
燃機関からＮＯｘが排出されることを阻止しつつ、燃焼
圧センサの数の増加に伴うコストアップを回避すると共
に、すべての気筒から煤が発生するのを阻止する。
【０１１５】請求項５及び６に記載の発明によれば、未
燃炭化水素が内燃機関から排出されるのを阻止すること
ができる。
燃炭化水素が内燃機関から排出されるのを阻止すること
ができる。
【０１１６】請求項７及び８に記載の発明によれば、排
気ガス再循環率が、煤の発生量がピークになる排気ガス
再循環率に設定されるのを回避することができる。
気ガス再循環率が、煤の発生量がピークになる排気ガス
再循環率に設定されるのを回避することができる。
【０１１７】請求項９に記載の発明によれば、運転領域
に応じて適切な燃焼を実行することができる。
に応じて適切な燃焼を実行することができる。
【図１】圧縮着火式多気筒内燃機関の全体図である。
【図２】スモークおよびＮＯx の発生量等を示す図であ
る。
る。
【図３】燃焼圧を示す図である。
【図４】燃料分子を示す図である。
【図５】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。
である。
【図６】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。
る。
【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。
す図である。
【図８】空燃比センサ等の出力を示す図である。
【図９】スロットル弁の開度等を示す図である。
【図１０】第１の境界Ｘ（Ｎ）の制御方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図１１】Ｋ（Ｔ）1 ，Ｋ（Ｔ）2 およびＫ（Ｎ）を示
す図である。
す図である。
【図１２】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図で
ある。
ある。
【図１３】目標空燃比のマップを示す図である。
【図１４】スロットル弁の目標開度のマップを示す図で
ある。
ある。
【図１５】ＥＧＲ制御弁の目標基本開度を示す図であ
る。
る。
【図１６】第２の燃焼における空燃比等を示す図であ
る。
る。
【図１７】スロットル弁の目標開度等を示す図である。
【図１８】燃焼圧等を示す図である。
【図１９】燃焼不良検出ルーチンを示す図である。
【図２０】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
である。
【図２１】目標噴射開始時期等のマップを示す図であ
る。
る。
【図２２】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図２３】燃焼不良を制御するためのフローチャートで
ある。
ある。
【図２４】ＥＧＲ制御のためのフローチャートである。
５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 １６…スロットル弁 １９…触媒 ２１…空燃比センサ ２３…ＥＧＲ制御弁 ４６…燃焼圧センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｓ 7/00 7/00 Ａ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ ３８５ ３８５Ｊ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｍ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｊ ３０１Ｎ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｃ ３０１Ｆ ３６８ ３６８Ｓ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｄ ５７０Ｊ (72)発明者 伊藤 丈和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 安部 司 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１−219339（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−145640（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F01N 3/08 F01N 3/24 F02M 25/07
Claims (9)
- 【請求項１】 燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピーク
に達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更
に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料および
その周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤が
ほとんど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼
圧センサを再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼室
のみに配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガ
スの量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量
が多く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるときに、
前記燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の空燃
比を制御するようにした多気筒内燃機関。 - 【請求項２】 燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピーク
に達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更
に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料および
その周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤が
ほとんど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼
圧センサを再循環排気ガスの量が最も多い気筒の燃焼室
のみに配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガ
スの量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量
が多く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるときに、
前記燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の燃料
噴射開始時期を制御するようにした多気筒内燃機関。 - 【請求項３】 燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピーク
に達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更
に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料および
その周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤が
ほとんど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼
圧センサを再循環排気ガスの量が最も少ない気筒の燃焼
室のみに配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気
ガスの量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量が多く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるとき
に、前記燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の
空燃比を制御するようにした多気筒内燃機関。 - 【請求項４】 燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピーク
に達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量を更
に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料および
その周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤が
ほとんど発生しなくなる多気筒内燃機関であって、燃焼
圧センサを再循環排気ガスの量が最も少ない気筒の燃焼
室のみに配置し、煤の発生量がピークとなる再循環排気
ガスの量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの
量が多く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるとき
に、前記燃焼圧センサの出力値に応じてすべての気筒の
燃料噴射開始時期を制御するようにした多気筒内燃機
関。 - 【請求項５】 燃焼室から排出された未燃炭化水素を酸
化するために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１〜４のいずれか一項に記載の多気筒内
燃機関。 - 【請求項６】 前記触媒が酸化触媒、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５に記載の多気
筒内燃機関。 - 【請求項７】 前記煤がほとんど発生しない燃焼である
第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる再循環排気ガ
スの量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量
が少ない第２の燃焼とを選択的に切り換える切換手段を
具備し、前記第１の燃焼から前記第２の燃焼に又は前記
第２の燃焼から前記第１の燃焼に切り換えられるときに
排気ガス再循環率をステップ状に変化させるようにした
請求項１〜４のいずれか一項に記載の多気筒内燃機関。 - 【請求項８】 前記第１の燃焼が行われているときの排
気ガス再循環率がほぼ５５パーセント以上であり、前記
第２の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率がほ
ぼ５０パーセント以下である請求項７に記載の内燃機
関。 - 【請求項９】 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の運転領域とに分割し、前記第１
の運転領域では前記第１の燃焼を行い、前記第２の運転
領域では前記第２の燃焼を行うようにした請求項７に記
載の内燃機関。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP29861498A JP3331987B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 内燃機関 |
| US09/348,282 US6209515B1 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-07 | Internal combustion engine, controller and method |
| EP99113774A EP0972925B1 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29861498A JP3331987B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130224A JP2000130224A (ja) | 2000-05-09 |
| JP3331987B2 true JP3331987B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=17862016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29861498A Expired - Fee Related JP3331987B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-10-20 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3331987B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7395148B2 (en) * | 2006-08-29 | 2008-07-01 | Denso Corporation | Fuel injection controller for internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4412275B2 (ja) | 2005-11-29 | 2010-02-10 | 株式会社デンソー | 圧縮着火式の多気筒内燃機関の制御装置 |
-
1998
- 1998-10-20 JP JP29861498A patent/JP3331987B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7395148B2 (en) * | 2006-08-29 | 2008-07-01 | Denso Corporation | Fuel injection controller for internal combustion engine |
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