JP3336974B2 - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの新たな燃
焼は多量のＥＧＲガスの供給下において行われる。従っ
て吸入空気量を制御するためのスロットル弁やＥＧＲガ
ス量を制御するためのＥＧＲ制御弁にデポジットが堆積
しやすくなり、その結果スロットル弁およびＥＧＲ制御
弁の開度と流量との関係が経時的に変化することにな
る。しかしながらこの新たな燃焼のもとでは吸入空気量
およびＥＧＲガス量を微妙に制御することが必要であ
り、従ってスロットル弁およびＥＧＲ制御弁の開度と流
量との関係が変化すると良好な新たな燃焼を確保するこ
とができないという問題がある。
【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、燃焼室内の不活性ガス量を増大
していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、
燃焼室内の不活性ガス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し、
機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、スロットル弁
の開度を機関の運転状態から定まる目標開度に制御する
スロットル開度制御手段と、吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段と、吸入空気量が予め定められた目標吸
入空気量となるようにスロットル弁の目標開度を補正す
るスロットル開度補正手段とを具備している。
【００１１】２番目の発明では１番目の発明において、
予め定められた機関の運転状態において過去に検出され
た吸入空気量が目標吸入空気量とされる。３番目の発明
では１番目の発明において、スロットル弁開度を検出す
る開度検出手段とスロットル弁の前後差圧を検出する差
圧検出手段とを具備し、スロットル開度補正手段は、検
出されたスロットル開度と前後差圧に基づき算出された
吸入空気量が吸入空気量検出手段により検出された吸入
空気量と等しくなるようにスロットル弁の目標開度を補
正するようにしている。
【００１２】４番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路と機関吸気通路とを連結する再循環排気ガ
ス通路内に再循環排気ガス制御弁を配置し、再循環排気
ガス制御弁の開度を機関の運転状態から定まる目標開度
に制御する再循環排気ガス制御弁開度制御手段と、再循
環排気ガス量が予め定められた目標再循環排気ガス量と
なるように再循環排気ガス制御弁の目標開度を補正する
再循環排気ガス制御弁開度補正手段とを具備している。
【００１３】５番目の発明では４番目の発明において、
スロットル弁下流の機関吸気通路内の圧力を検出する圧
力検出手段を具備し、再循環排気ガス制御弁開度補正手
段は、この圧力が予め定められた圧力と等しくなるよう
に再循環排気ガス制御弁の目標開度を補正するようにし
ている。６番目の発明では４番目の発明において、スロ
ットル弁下流の機関吸気通路内の圧力を検出する圧力検
出手段と、再循環排気ガス制御弁開度を検出する開度検
出手段と、再循環排気ガス制御弁の前後差圧を検出する
差圧検出手段とを具備し、再循環排気ガス制御弁開度補
正手段は、検出された再循環排気ガス制御弁開度と前後
差圧と検出された吸入空気量に基づき算出される上述の
圧力が予め定められた圧力と等しくなるように再循環排
気ガス制御弁の目標開度を補正するようにしている。
【００１４】７番目の発明では４番目の発明において、
圧縮行程中における燃焼室内の圧力を検出する圧力検出
手段を具備し、再循環排気ガス制御弁開度補正手段は、
この圧力が予め定められた圧力と等しくなるように再循
環排気ガス制御弁の目標開度を補正するようにしてい
る。８番目の発明では４番目の発明において、圧縮行程
中における燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段と、
再循環排気ガス制御弁開度を検出する開度検出手段と、
再循環排気ガス制御弁の前後差圧を検出する差圧検出手
段とを具備し、再循環排気ガス制御弁開度補正手段は、
検出された再循環排気ガス制御弁開度と前後差圧と検出
された吸入空気量に基づき算出される上述の圧力が予め
定められた圧力と等しくなるように再循環排気ガス制御
弁の目標開度を補正するようにしている。
【００１５】９番目の発明では４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。１
０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。１１番目の
発明では１０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。
【００１６】１２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。１３番目の発明
では１２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。
【００１７】
【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
連結される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２
０の入口部に連結され、排気タービン２０の出口部は排
気管２１を介して酸化機能を有する触媒２２を内蔵した
ケーシング２３に連結される。
【００１８】吸気ダクト１３内にはステップモータ２４
により駆動されるスロットル弁２５が配置される。排気
マニホルド１９とサージタンク１２とはＥＧＲ通路２７
を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２７内にはステッ
プモータ２８により駆動されるＥＧＲ制御弁２９が配置
される。また、ＥＧＲ通路２７周りにはＥＧＲ通路２７
内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置３０が
配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷
却装置３０内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガ
スが冷却される。
【００１９】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管３１を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３２に連結
される。このコモンレール３２内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ３３から燃料が供給され、コモンレ
ール３２内に供給された燃料は各燃料供給管３１を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３２にはコ
モンレール３２内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ３４が取付けられ、燃料圧センサ３４の出力信号に基
づいてコモンレール３２内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ３３の吐出量が制御される。
【００２０】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、ＲＯＭ（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。燃料圧センサ３４の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、サ
ージタンク１２内、スロットル弁２５上流の吸気通路内
およびＥＧＲ制御弁２９上流のＥＧＲ通路２７内には夫
々圧力センサ３５，３６，３７が配置され、これら圧力
センサ３５，３６，３７の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００２１】一方、空気吸込管１７内には吸入空気の質
量流量を検出するための質量流量計３８が配置され、燃
焼室５内には燃焼室５内の圧力を検出するための圧力セ
ンサ３９が配置される。これら質量流量計３８および圧
力センサ３９の出力信号は夫々対応するＡＤ変換器４７
を介して入力ポート４５に入力される。また、スロット
ル弁２５にはスロットル弁２５の開度を検出するための
開度センサ２５ａが取付けられ、ＥＧＲ制御弁２９には
ＥＧＲ制御弁２９の開度を検出するための開度センサ２
９ａが取付けられる。これら開度センサ２５ａ，２９ａ
の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポー
ト４５に入力される。
【００２２】アクセルペダル５０にはアクセルペダル５
０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２４、ＥＧＲ制御弁制御用ステッ
プモータ２８および燃料ポンプ３３に接続される。
【００２３】図２は機関低負荷運転時にスロットル弁２
５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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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 前後又はその以下になったとき
の温度にほぼ一致する。
【００３０】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て後処理であ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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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５０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と発生しなくなる。
【００３７】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。
【００３８】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お
り、Ｚ１は低負荷運転領域を示している。
【００３９】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
合では空気量の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 発
生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮ
Ｏx の発生量は極めて少量となる。
【００４０】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。
【００４１】一方、図６の負荷領域Ｚ２では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘが吸入しうる全吸入
ガス量Ｙを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘを燃焼室５内に供給
するにはＥＧＲガスおよび吸入空気の双方、或いはＥＧ
Ｒガスを過給又は加圧する必要がある。ＥＧＲガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Ｚ２では全吸入ガ
ス量Ｘは吸入しうる全吸入ガス量Ｙに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてＥＧＲガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。
【００４２】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図６に示される低
負荷運転領域Ｚ１において空気量を図６に示される空気
量よりも少くても、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、また図６に示される低負荷領
域Ｚ１において空気量を図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。
【００４３】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。
【００４４】このように、機関低負荷運転領域Ｚ１では
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少い比較的機関負荷
が低いときに限られる。従って本発明による実施例では
機関負荷が比較的低いとき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、機関負荷が比較的高いときには第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。
【００４５】図７は第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われ
る第１の運転領域Ｉと、第２の燃焼、即ち従来の燃焼方
法による燃焼が行われる第２の燃焼領域IIとを示してい
る。なお、図７において縦軸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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】ところで機関の運転状態が第１の運転領域
Ｉにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室５から排出される。この
とき燃焼室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２２により良好に酸化せしめられる。触媒２
２としては酸化触媒、三元触媒、又はＮＯx 吸収剤を用
いることができる。ＮＯx 吸収剤は燃焼室５内における
平均空燃比がリーンのときにＮＯx を吸収し、燃焼室５
内における平均空燃比がリッチになるとＮＯx を放出す
る機能を有する。このＮＯx 吸収剤は例えばアルミナを
担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウム
Ｎａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金
属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土
類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少くとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが
担持されている。
【００４９】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２２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。
【００５０】図８は要求負荷Ｌに対するスロットル弁２
５の開度、ＥＧＲ制御弁２９の開度、ＥＧＲ率、空燃
比、噴射時期および噴射量を示している。図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２５の開度を要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉
近くから１／２開度程度まで徐々に増大せしめられ、Ｅ
ＧＲ制御弁２９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。
【００５１】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２５の
開度およびＥＧＲ制御弁２９の開度が制御される。な
お、第１の運転領域Ｉでは圧縮上死点ＴＤＣ前に燃料噴
射が行われる。この場合、噴射開始時期θＳは要求負荷
Ｌが高くなるにつれて遅くなり、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。
【００５２】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁２５は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧＲ制御弁
２９も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁２
５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２５が全閉近くまで閉弁せしめられる。
【００５３】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２５の開
度が１／２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。
【００５４】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２５は一部を除いて全開状態に
保持され、ＥＧＲ制御弁２９の開度は要求負荷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付近される。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】なお、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２５の目標開度ＳＴが図１０
（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２９の目標開度ＳＥが図１０（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。
【００５８】図１１は第２の燃焼、即ち従来の燃焼方法
による普通の燃焼が行われるときの目標空燃比を示して
いる。なお、図１１においてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝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２
５の目標開度ＳＴが図１２（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、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥ
が図１２（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。
【００５９】次に図１３を参照しつつ運転制御について
説明する。図１３を参照すると、まず初めにステップ１
００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１０
１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１０３に進む。
【００６０】ステップ１０３では吸入空気量が正規の吸
入空気量となるようにスロットル弁２５が制御される。
次いでステップ１０４ではＥＧＲガス量が正規のＥＧＲ
ガス量となるようにＥＧＲ制御弁２９が制御される。こ
れらステップ１０３および１０４に行われる処理につい
ては後で説明する。次いでステップ１０５では図９に示
される空燃比となるように燃料噴射が行われる。このと
き低温燃焼が行われる。
【００６１】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１０８
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ１０８
では図１２（Ａ）に示すマップからスロットル弁２５の
目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁２５の開度がこ
の目標開度ＳＴとされる。次いでステップ１０９では図
１２（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２９の目標開
度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２９の開度がこの目標
開度ＳＥとされる。次いでステップ１１０では図１１に
示されるリーン空燃比となるように燃料噴射が行われ
る。
【００６２】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１０６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１０８
に進み、第２の燃焼が行われる。一方、ステップ１０６
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１０７に進んでフラグＩがセットされ、次いでス
テップ１０３に進んで低温燃焼が行われる。
【００６３】次に図１３のステップ１０３において行わ
れるスロットル弁制御の第１実施例について図１４を参
照しつつ説明する。この実施例ではＥＧＲ制御弁２９が
閉弁している予め定められた機関の運転状態、例えば要
求負荷ＬがＬｏであって機関回転数ＮがＮｏのときの正
規の吸入空気量ＧａＯが予め計測されている。この吸入
空気量ＧａＯは例えばエンジンが組立てられた直後に質
量流量計３８により計測された値とされ、従ってこの吸
入空気量ＧａＯは要求負荷ＬがＬｏで機関回転数ＮがＮ
ｏのときの正規の吸入空気量を表している。
【００６４】本発明による実施例では低温燃焼が行われ
ているときにはスロットル弁２５の開度が図１０（Ａ）
に示す目標開度ＳＴとされる。しかしながらこのときス
ロットル弁２５にデポジットが堆積していると吸入空気
量は正規の吸入空気量にならず、空燃比とＥＧＲ率が目
標値からずれることになる。そこでこの第１実施例では
ＥＧＲ制御弁２９が閉弁している要求負荷ＬがＬｏで機
関回転数ＮがＮｏのときに質量流量計３８により検出さ
れた吸入空気の質量流量（以下単に吸入空気量という）
Ｇａが正規の吸入空気量ＧａＯに一致しなくなった場合
には検出された吸入空気量Ｇａが正規の吸入空気量Ｇａ
Ｏと一致するようにスロットル弁２５の目標開度ＳＴを
補正するようにしている。
【００６５】図１４を参照するとまず初めにステップ２
００において図１０（Ａ）に示すマップからスロットル
弁２５の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ２
０１ではスロットル弁開度の補正条件が成立しているか
否かが判別される。例えば前回補正してから一定期間が
経過すると補正条件が成立したと判断される。次いでス
テップ２０２では要求負荷ＬがＬｏでかつ機関回転数Ｎ
がＮｏであるか否かが判別される。Ｌ＝ＬｏかつＮ＝Ｎ
ｏのときにはステップ２０３に進んで質量流量計３８に
より検出された吸入空気量Ｇａが取込まれる。次いでス
テップ２０４では検出された吸入空気量Ｇａが正規の吸
入空気量ＧａＯよりも大きいか否かが判別される。
【００６６】Ｇａ＞ＧａＯのときにはステップ２０５に
進んでスロットル弁２５の目標開度に対する補正値ΔＳ
Ｔから一定値ａが減算される。これに対し、Ｇａ≦Ｇａ
Ｏのときにはステップ２０６に進んで補正値ΔＳＴに一
定値ａが加算される。次いでステップ２０７に進んでス
ロットル弁２５の目標開度ＳＴに補正値ΔＳＴが加算さ
れる。一方、ステップ２０１において補正条件でないと
判断されたとき、又はステップ２０２においてＬ＝Ｌｏ
でかつＮ＝Ｎｏでないと判断されたときはステップ２０
７にジャンプする。
【００６７】即ち、例えばスロットル弁２５にデポジッ
トが堆積してＧａ＜ＧａＯになるとＧａがＧａＯとほぼ
等しくなるまで補正量ΔＳＴが増大せしめられる。その
結果、図１０（Ａ）に示すマップに基づいてスロットル
弁２５を制御したときに実際の吸入空気量が正規の吸入
空気量に一致することになる。次に図１５および図１６
を参照しつつ図１３のステップ１０３において行われる
スロットル弁制御の第２実施例について説明する。
【００６８】この実施例では図１５に示すような実際の
スロットル弁２５の開度ＳＴａと正規の有効流れ面積Ｓ
との関係が予め求められており、この関係が予めＲＯＭ
４２内に記憶されている。更に、圧力センサ３５，３６
の出力信号からスロットル弁２５の前後差圧ΔＰが算出
される。スロットル弁２５の有効流れ面積が正規の有効
流れ面積Ｓでありかつスロットル弁２５の前後差圧がΔ
Ｐであるとするとこのときの吸入空気量ＧａＯはＳ・
（ΔＰの平方根）となるはずである。
【００６９】従って、実際の吸入空気量ＧａがＧａＯに
一致しない場合には例えばデポジットの堆積によりスロ
ットル弁２５の有効流れ面積が正規の流れ面積Ｓではな
くなっていることになる。そこでこの第２実施例ではＧ
ａ＞ＧａＯのときにはスロットル弁２５の目標開度ＳＴ
を減少させ、Ｇａ≦ＧａＯのときにはスロットル弁２５
の目標開度ＳＴを増大させ、それにより図１０（Ａ）に
示すマップに基づいてスロットル弁２５を制御したとき
に実際の吸入空気量が正規の吸入空気量に一致するよう
にしている。
【００７０】次にこの第２実施例を実行するためのスロ
ットル弁の制御ルーチンについて図１６を参照しつつ説
明する。図１６を参照するとまず初めにステップ３００
において図１０（Ａ）に示すマップからスロットル弁２
５の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ３０１
ではスロットル弁開度の補正条件が成立しているか否か
が判別される。例えば前回補正してから一定期間が経過
すると補正条件が成立したと判断される。次いでステッ
プ３０２では機関の運転状態が予め定められた運転状態
であるか否かが判別される。機関の運転状態が予め定め
られた運転状態のときにはステップ３０３に進んで質量
流量計３８により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ
る。次いでステップ３０４では開度センサ２５ａにより
検出された実際スロットル弁２５の開度ＳＴａが取込ま
れる。
【００７１】次いでステップ３０５では実際のスロット
ル弁２５の開度ＳＴａにスロットル弁２５の目標開度に
対する補正値ΔＳＴが加算される。次いでステップ３０
６では図１５に示す関係からこのＳＴａ（＝ＳＴａ＋Δ
ＳＴ）に対する正規の有効流れ面積Ｓが算出される。次
いでステップ３０７では圧力センサ３５，３６の出力信
号からスロットル弁２５の前後差圧ΔＰが算出される。
次いでステップ３０８ではスロットル弁２５の有効流れ
面積が正規の流れ面積Ｓであると仮定したときの吸入空
気量ＧａＯ（＝Ｓ・（Δｐの平方根））が算出される。
次いでステップ３０９では検出された吸入空気量Ｇａが
吸入空気量ＧａＯよりも大きいか否かが判別される。
【００７２】Ｇａ＞ＧａＯのときにはステップ３１０に
進んでスロットル弁２５の目標開度に対する補正値ΔＳ
Ｔから一定値ｂが減算される。これに対し、Ｇａ≦Ｇａ
Ｏのときにはステップ３１１に進んで補正値ΔＳＴに一
定値ｂが加算される。次いでステップ３１２に進んでス
ロットル弁２５の目標開度ＳＴに補正値ΔＳＴが加算さ
れる。一方、ステップ３０１において補正条件でないと
判断されたとき、又はステップ３０２において機関の運
転状態が予め定められた運転状態でないと判断されたと
きはステップ３１２にジャンプする。
【００７３】次に図１３のステップ１０４において行わ
れるＥＧＲ制御弁制御の第１実施例について説明する。
スロットル弁２５下流の吸気通路内の圧力、例えばサー
ジタンク１２内の圧力は吸入空気量とＥＧＲガス量が定
まると或る値に定まる。本発明による実施例では空燃比
が目標空燃比となり、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるよ
うにスロットル弁２５の目標開度およびＥＧＲ制御弁２
９の目標開度が定められているので吸入空気量が正規の
吸入空気量となりかつＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガス
量となればサージタンク１２内の圧力は或る正規の圧力
ＰＭＯとなる。この実施例では要求負荷Ｌｉ（ｉ＝１，
２…）および機関回転数Ｎｊ（ｊ＝１，２…）に対する
正規の圧力ＰＭＯｉｊが予めＲＯＭ４２内に記憶されて
いる。
【００７４】ところで本発明による実施例では図１３の
ステップ１０３において行われているスロットル弁２５
の制御により吸入空気量は正規の吸入空気量に一致せし
められている。従って要求負荷ＬがＬｉで機関回転数Ｎ
がＮｊのときにサージタンク１２内の実際の圧力ＰＭが
正規の圧力ＰＭＯｉｊに一致しない場合はデポジットの
堆積等によりＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガス量となっ
ていないことになる。この場合、ＰＭ＞ＰＭＯｉｊであ
ればＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガス量よりも多く、Ｐ
Ｍ＜ＰＭＯｉｊであればＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガ
ス量よりも少ない。
【００７５】そこでこの実施例ではＰＭ＞ＰＭＯｉｊで
あればＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥを減少させ、Ｐ
Ｍ≦ＰＭＯｉｊであればＥＧＲ制御弁２９の目標開度Ｓ
Ｅを増大させ、それによってＥＧＲガス量を正規のＥＧ
Ｒガス量に一致させるようにしている。次にこの第１実
施例を実行するためのＥＧＲ制御弁の制御ルーチンにつ
いて図１７を参照しつつ説明する。
【００７６】図１７を参照するとまず初めにステップ４
００において図１０（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御
弁２９の目標開度ＳＥが算出される。次いでステップ４
０１ではＥＧＲ制御弁開度の補正条件が成立しているか
否かが判別される。例えば前回補正してから一定期間が
経過すると補正条件が成立したと判断される。次いでス
テップ４０２では要求負荷ＬがＬｉでかつ機関回転数Ｎ
がＮｊであるか否かが判別される。Ｌ＝ＬｉかつＮ＝Ｎ
ｊのときにはステップ４０３に進んでサージタンク１２
内の正規の圧力ＰＭＯｉｊが算出される。次いでステッ
プ４０４では圧力センサ３５により検出されたサージタ
ンク１２内の圧力ＰＭが正規の圧力ＰＭＯｉｊよりも高
いか否かが判別される。
【００７７】ＰＭ＞ＰＭＯｉｊのときにはステップ４０
５に進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度に対する補正値
ΔＳＥから一定値ｃが減算される。これに対し、ＰＭ≦
ＰＭＯｉｊのときにはステップ４０６に進んで補正値Δ
ＳＥに一定値ｃが加算される。次いでステップ４０７に
進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥに補正値ΔＳＥ
が加算される。一方、ステップ４０１において補正条件
でないと判断されたとき、又はステップ４０２において
Ｌ＝ＬｉでかつＮ＝Ｎｊでないと判断されたときにはス
テップ４０７にジャンプする。
【００７８】次に図１８から図２１を参照しつつ図１３
のステップ１０４において行われるＥＧＲ制御弁制御の
第２実施例について説明する。前述したように吸入空気
量ＧａおよびＥＧＲガス量Ｇｅが定まるとサージタンク
１２内の圧力が或る値に定まる。そこでこの実施例では
吸入空気量がＧａでありかつＥＧＲガス量がＧｅである
ときのサージタンク１２内の圧力ＰＭＯが図１８に示さ
れるように吸入空気量ＧａおよびＥＧＲガスＧｅの関数
としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されてい
る。
【００７９】一方、この実施例では図１８に示すような
実際のＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥａと正規の有効流れ
面積Ｓｅとの関係が予め求められており、この関係が予
めＲＯＭ４２内に記憶されている。更に、圧力センサ３
５，３７の出力信号からＥＧＲ制御弁２９の前後差圧Δ
Ｐｅが算出される。ＥＧＲ制御弁２９の有効流れ面積が
正規の有効流れ面積ＳｅでありかつＥＧＲ制御弁２９の
前後差圧がΔＰｅであるとするとこのとき供給されるＥ
ＧＲガス量ＧｅＯはＳｅ・（ΔＰｅの平方根）となり、
このときのサージタンク１２内の圧力ＰＭはこのＧｅＯ
をＧｅとしたときの図１８に示すマップ上のＰＭＯとな
るはずである。
【００８０】従ってこのときサージタンク１２内の圧力
ＰＭが図１８に示すマップ上のＰＭＯに一致しない場合
には例えばデポジットの堆積によりＥＧＲ制御弁２９の
有効流れ面積が正規の流れ面積Ｓｅではなくなっている
ことになる。そこでこの第２実施例ではＰＭ＞ＰＭＯの
ときにはＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥを減少させ、
ＰＭ≦ＰＭＯのときにはＥＧＲ制御弁２９の目標開度Ｓ
Ｅを増大させ、それにより図１０（Ｂ）に示すマップに
基づいてＥＧＲ制御弁２９を制御したときに実際のＥＧ
Ｒガス量が正規のＥＧＲガス量に一致するようにしてい
る。
【００８１】次にこの第２実施例を実行するためのＥＧ
Ｒ制御弁の制御ルーチンについて図２０および図２１を
参照しつつ説明する。図２０および図２１を参照すると
まず初めにステップ５００において図１０（Ｂ）に示す
マップからＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥが算出され
る。次いでステップ５０１ではＥＧＲ制御弁開度の補正
条件が成立しているか否かが判別される。例えば前回補
正してから一定期間が経過すると補正条件が成立したと
判断される。次いでステップ５０２では機関の運転状態
が予め定められた運転状態であるか否かが判別される。
機関の運転状態が予め定められた運転状態のときにはス
テップ５０３に進んで開度センサ２９ａにより検出され
た実際のＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥａが取込まれる。
【００８２】次いでステップ５０４では実際のＥＧＲ制
御弁２９の開度ＳＥａにＥＧＲ制御弁２９の目標開度に
対する補正値ΔＳＥが加算される。次いでステップ５０
５では図１９に示す関係からこのＳＥａ（＝ＳＥａ＋Δ
ＳＥ）に対する正規の有効流れ面積Ｓｅが算出される。
次いでステップ５０６では圧力センサ３５，３７の出力
信号からＥＧＲ制御弁２９の前後差圧ΔＰｅが算出され
る。次いでステップ５０７ではＥＧＲ制御弁２９の有効
流れ面積が正規の流れ面積Ｓｅであると仮定したときの
ＥＧＲガス量ＧｅＯ（＝Ｓｅ・（ΔＰｅの平方根））が
算出される。次いでステップ５０８では質量流量計３８
により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれる。次いで
ステップ５０９ではＧｅＯをＧｅとして図１８に示すマ
ップからサージタンク１２内の正規の圧力ＰＭＯが算出
される。次いでステップ５１０では圧力センサ３５によ
り検出されたサージタンク１２内の圧力ＰＭが正規の圧
力ＰＭＯよりも大きいか否かが判別される。
【００８３】ＰＭ＞ＰＭＯのときにはステップ５１１に
進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度に対する補正値ΔＳ
Ｅから一定値ｄが減算される。これに対し、ＰＭ≦ＰＭ
Ｏのときにはステップ５１２に進んで補正値ΔＳＥに一
定値ｄが加算される。次いでステップ５１３に進んでＥ
ＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥに補正値ΔＳＥが加算さ
れる。一方、ステップ５０１において補正条件でないと
判断されたとき、又はステップ５０２において機関の運
転状態が予め定められた運転状態でないと判断されたと
きはステップ５１３にジャンプする。
【００８４】次に図１３のステップ１０４において行わ
れるＥＧＲ制御弁制御の第３実施例について説明する。
圧縮行程中の予め定められたクランク角における燃焼室
５内の圧力は吸入空気量とＥＧＲガス量が定まると或る
値に定まる。本発明による実施例では空燃比が目標空燃
比となり、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにスロッ
トル弁２５の目標開度およびＥＧＲ制御弁２９の目標開
度が定められているので吸入空気量が正規の吸入空気量
となりかつＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガス量となれば
圧縮行程中の予め定められたクランク角における燃焼室
５内の圧力は或る正規の圧力ＣＰＯとなる。この実施例
では要求負荷Ｌｉ（ｉ＝１，２…）および機関回転数Ｎ
ｊ（ｊ＝１，２…）に対する正規の圧力ＣＰＯｉｊが予
めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００８５】ところで本発明による実施例では図１３の
ステップ１０３において行われているスロットル弁２５
の制御により吸入空気量は正規の吸入空気量に一致せし
められている。従って要求負荷ＬがＬｉで機関回転数Ｎ
がＮｊのときに圧縮行程中の予め定められたクランク角
における燃焼室５内の実際の圧力ＣＰが正規の圧力ＣＰ
Ｏｉｊに一致しない場合はデポジットの堆積等によりＥ
ＧＲガス量が正規のＥＧＲガス量となっていないことに
なる。この場合、ＣＰ＞ＣＰＯｉｊであればＥＧＲガス
量が正規のＥＧＲガス量よりも多く、ＣＰ＜ＣＰＯｉｊ
であれば、ＥＧＲガス量が正規のＥＧＲガス量よりも少
ない。
【００８６】そこでこの実施例ではＣＰ＞ＣＰＯｉｊで
あればＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥを減少させ、Ｃ
Ｐ≦ＣＰＯｉｊであればＥＧＲ制御弁２９の目標開度Ｓ
Ｅを増大させ、それによってＥＧＲガス量を正規のＥＧ
Ｒガス量に一致させるようにしている。次にこの第３実
施例を実行するためのＥＧＲ制御弁の制御ルーチンにつ
いて図２２を参照しつつ説明する。
【００８７】図２２を参照するとまず初めにステップ６
００において図１０（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御
弁２９の目標開度ＳＥが算出される。次いでステップ６
０１ではＥＧＲ制御弁開度の補正条件が成立しているか
否かが判別される。例えば前回補正してから一定期間が
経過すると補正条件が成立したと判断される。次いでス
テップ６０２では要求負荷ＬがＬｉでかつ機関回転数Ｎ
がＮｊであるか否かが判別される。Ｌ＝ＬｉかつＮ＝Ｎ
ｊのときにはステップ６０３に進んで正規の圧力ＣＰＯ
ｉｊが算出される。次いでステップ６０４では圧力セン
サ３９により検出された圧縮行程中の予め定められたク
ランク角における燃焼室５内の圧力ＣＰが正規の圧力Ｃ
ＰＯｉｊよりも高いか否かが判別される。
【００８８】ＣＰ＞ＣＰＯｉｊのときにはステップ６０
５に進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度に対する補正値
ΔＳＥから一定値ｅが減算される。これに対し、ＣＰ≦
ＣＰＯｉｊのときにはステップ６０６に進んで補正値Δ
ＳＥに一定値ｅが加算される。次いでステップ６０７に
進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥに補正値ΔＳＥ
が加算される。一方、ステップ６０１において補正条件
でないと判断されたとき、又はステップ６０２において
Ｌ＝ＬｉでかつＮ＝Ｎｊでないと判断されたときはステ
ップ６０７にジャンプする。
【００８９】次に図２３から図２５を参照しつつ図１３
のステップ１０４において行われるＥＧＲ制御弁制御の
第４実施例について説明する。前述したように吸入空気
量ＧａおよびＥＧＲガス量Ｇｅが定まると圧縮行程中の
予め定められたクランク角における燃焼室５内の圧力が
或る値に定まる。そこでこの実施例では吸入空気量がＧ
ａでありかつＥＧＲガス量がＧｅであるときの圧縮行程
中の予め定められたクランク角における燃焼室５内の圧
力ＣＰＯが図２３に示されるように吸入空気量Ｇａおよ
びＥＧＲガスＧｅの関数としてマップの形で予めＲＯＭ
４２内に記憶されている。
【００９０】一方、この実施例では図１９に示すような
実際のＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥａと正規の有効流れ
面積Ｓｅとの関係が予め求められており、この関係が予
めＲＯＭ４２内に記憶されている。更に、圧力センサ３
５，３７の出力信号からＥＧＲ制御弁２９の前後差圧Δ
Ｐｅが算出される。ＥＧＲ制御弁２９の有効流れ面積が
正規の有効流れ面積ＳｅでありかつＥＧＲ制御弁２９の
前後差圧がΔＰｅであるとするとこのとき供給されるＥ
ＧＲガス量ＧｅＯはＳｅ・（ΔＰｅの平方根）となり、
このときの圧縮行程中の予め定められたクランク角にお
ける燃焼室５内の圧力ＣＰはこののＧｅＯをＧｅとした
ときの図２３に示すマップ上のＣＰＯとなるはずであ
る。
【００９１】従ってこのとき圧力ＣＰが図２３に示すマ
ップ上のＣＰＯに一致しない場合には例えばデポジット
の堆積によりＥＧＲ制御弁２９の有効流れ面積が正規の
流れ面積Ｓｅではなくなっていることになる。そこでこ
の第４実施例ではＣＰ＞ＣＰＯのときにはＥＧＲ制御弁
２９の目標開度ＳＥを減少させ、ＣＰ≦ＣＰＯのときに
はＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥを増大させ、それに
より図１０（Ｂ）に示すマップに基づいてＥＧＲ制御弁
２９を制御したときに実際のＥＧＲガス量が正規のＥＧ
Ｒガス量に一致するようにしている。
【００９２】次にこの第４実施例を実行するためのＥＧ
Ｒ制御弁の制御ルーチンについて図２４および図２５を
参照しつつ説明する。図２４および図２５を参照すると
まず初めにステップ７００において図１０（Ｂ）に示す
マップからＥＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥが算出され
る。次いでステップ７０１ではＥＧＲ制御弁開度の補正
条件が成立しているか否かが判断される。例えば前回補
正してから一定期間が経過すると補正条件が成立したと
判断される。次いでステップ７０２では機関の運転状態
が予め定められた運転状態であるか否かが判別される。
機関の運転状態が予め定められた運転状態のときにはス
テップ７０３に進んで開度センサ２９ａにより検出され
た実際のＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥａが取込まれる。
【００９３】次いでステップ７０４では実際のＥＧＲ制
御弁２９の開度ＳＥａにＥＧＲ制御弁２９の目標開度に
対する補正値ΔＳＥが加算される。次いでステップ７０
５では図１９に示す関係からこのＳＥａ（＝ＳＥａｔ＋
ΔＳＥ）に対する正規の有効流れ面積Ｓｅが算出され
る。次いでステップ７０６では圧力センサ３５，３７の
出力信号からＥＧＲ制御弁２９の前後差圧ΔＰｅが算出
される。次いでステップ７０７ではＥＧＲ制御弁２９の
有効流れ面積が正規の流れ面積Ｓｅであると仮定したと
きのＥＧＲガス量ＧｅＯ（＝Ｓｅ・（ΔＰｅの平方
根））が算出される。次いでステップ７０８では質量流
量計３８により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ
る。次いでステップ７０９ではＧｅＯをＧｅとして図２
３に示すマップから正規の圧力ＣＰＯが算出される。次
いでステップ７１０では圧力センサ３９により検出され
た圧縮行程中の予め定められたクランク角における燃焼
室５内の圧力ＣＰが正規の圧力ＣＰＯよりも大きいか否
かが判別される。
【００９４】ＣＰ＞ＣＰＯのときにはステップ７１１に
進んでＥＧＲ制御弁２９の目標開度に対する補正値ΔＳ
Ｅから一定値ｆが減算される。これに対し、ＣＰ≦ＣＰ
Ｏのときにはステップ７１２に進んで補正値ΔＳＥに一
定値ｆが加算される。次いでステップ７１３に進んでＥ
ＧＲ制御弁２９の目標開度ＳＥに補正値ΔＳＥが加算さ
れる。一方、ステップ７０１において補正条件でないと
判断されたとき、又はステップ７０２において機関の運
転状態が予め定められた運転状態でないと判断されたと
きはステップ７１３にジャンプする。
【００９５】
【発明の効果】長期間に亘って良好な低温燃焼を確保す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮着火式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。
【図３】燃焼圧を示す図である。
【図４】燃焼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。
【図６】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
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。
【図８】スロットル弁の開度等を示す図である。
【図９】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図であ
る。
【図１０】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
【図１１】第２の燃焼における空燃比を示す図である。
【図１２】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
【図１３】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図１４】スロットル弁を制御するための第１実施例の
フローチャートである。
【図１５】スロットル弁開度と有効流れ面積の関係を示
す図である。
【図１６】スロットル弁を制御するための第２実施例の
フローチャートである。
【図１７】ＥＧＲ制御弁を制御するための第１実施例の
フローチャートである。
【図１８】サージタンク内の正規の圧力のマップを示す
図である。
【図１９】ＥＧＲ制御弁開度と有効流れ面積の関係を示
す図である。
【図２０】ＥＧＲ制御弁を制御するための第２実施例の
フローチャートである。
【図２１】ＥＧＲ制御弁を制御するための第２実施例の
フローチャートである。
【図２２】ＥＧＲ制御弁を制御するための第３実施例の
フローチャートである。
【図２３】圧縮行程中の予め定められたクランク角にお
ける燃焼室内の正規の圧力のマップを示す図である。
【図２４】ＥＧＲ制御弁を制御するための第４実施例の
フローチャートである。
【図２５】ＥＧＲ制御弁を制御するための第４実施例の
フローチャートである。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁 ２５…スロットル弁 ２９…ＥＧＲ制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｄ ３６６ ３６６Ｅ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｄ ５５０Ｈ (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 吉▲崎▼ 康二 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 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 (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) 特開 昭61−89948（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−270508（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−213015（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07 F02D 9/00 - 11/10

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室内の不活性ガス量を増大していく
    と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
    の不活性ガス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し、機関吸気
    通路内にスロットル弁を配置し、スロットル弁の開度を
    機関の運転状態から定まる目標開度に制御するスロット
    ル開度制御手段と、吸入空気量を検出する吸入空気量検
    出手段と、吸入空気量が予め定められた目標吸入空気量
    となるようにスロットル弁の目標開度を補正するスロッ
    トル開度補正手段とを具備した内燃機関。
  2. 【請求項２】 予め定められた機関の運転状態において
    過去に検出された吸入空気量が目標吸入空気量とされる
    請求項１に記載の内燃機関。
  3. 【請求項３】 スロットル弁開度を検出する開度検出手
    段とスロットル弁の前後差圧を検出する差圧検出手段と
    を具備し、該スロットル開度補正手段は、検出されたス
    ロットル開度と前後差圧に基づき算出された吸入空気量
    が吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量と等
    しくなるようにスロットル弁の目標開度を補正する請求
    項１に記載の内燃機関。
  4. 【請求項４】 機関排気通路と機関吸気通路とを連結す
    る再循環排気ガス通路内に再循環排気ガス制御弁を配置
    し、再循環排気ガス制御弁の開度を機関の運転状態から
    定まる目標開度に制御する再循環排気ガス制御弁開度制
    御手段と、再循環排気ガス量が予め定められた目標再循
    環排気ガス量となるように再循環排気ガス制御弁の目標
    開度を補正する再循環排気ガス制御弁開度補正手段とを
    具備した請求項１に記載の内燃機関。
  5. 【請求項５】 スロットル弁下流の機関吸気通路内の圧
    力を検出する圧力検出手段を具備し、上記再循環排気ガ
    ス制御弁開度補正手段は、該圧力が予め定められた圧力
    と等しくなるように再循環排気ガス制御弁の目標開度を
    補正する請求項４に記載の内燃機関。
  6. 【請求項６】 スロットル弁下流の機関吸気通路内の圧
    力を検出する圧力検出手段と、再循環排気ガス制御弁開
    度を検出する開度検出手段と、再循環排気ガス制御弁の
    前後差圧を検出する差圧検出手段とを具備し、上記再循
    環排気ガス制御弁開度補正手段は、検出された再循環排
    気ガス制御弁開度と前後差圧と検出された吸入空気量に
    基づき算出される該圧力が予め定められた圧力と等しく
    なるように再循環排気ガス制御弁の目標開度を補正する
    請求項４に記載の内燃機関。
  7. 【請求項７】 圧縮行程中における燃焼室内の圧力を検
    出する圧力検出手段を具備し、上記再循環排気ガス制御
    弁開度補正手段は、該圧力が予め定められた圧力と等し
    くなるように再循環排気ガス制御弁の目標開度を補正す
    る請求項４に記載の内燃機関。
  8. 【請求項８】 圧縮行程中における燃焼室内の圧力を検
    出する圧力検出手段と、再循環排気ガス制御弁開度を検
    出する開度検出手段と、再循環排気ガス制御弁の前後差
    圧を検出する差圧検出手段とを具備し、上記再循環排気
    ガス制御弁開度補正手段は、検出された再循環排気ガス
    制御弁開度と前後差圧と検出された吸入空気量に基づき
    算出される該圧力が予め定められた圧力と等しくなるよ
    うに再循環排気ガス制御弁の目標開度を補正する請求項
    ４に記載の内燃機関。
  9. 【請求項９】 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４に記載の内燃機関。
  10. 【請求項１０】 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。
  11. 【請求項１１】 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１０に記載の内
    燃機関。
  12. 【請求項１２】 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。
  13. 【請求項１３】 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１２に記載の内燃機関。
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