JP3424565B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP3424565B2
JP3424565B2 JP26975098A JP26975098A JP3424565B2 JP 3424565 B2 JP3424565 B2 JP 3424565B2 JP 26975098 A JP26975098 A JP 26975098A JP 26975098 A JP26975098 A JP 26975098A JP 3424565 B2 JP3424565 B2 JP 3424565B2
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catalyst
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internal combustion
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丈和 伊藤
静夫 佐々木
康二 吉▲崎▼
雅人 後藤
宏樹 村田
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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。TECHNICAL FIELD 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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, for example, a diesel engine, an engine exhaust passage and an engine intake passage are connected by an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage in order to suppress the generation of NO x. Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated into the engine intake passage via the EGR 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 decreases, the amount of NO x generated decreases. Therefore, the higher the EGR rate, the lower the amount of NO x generated.

【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。
As described above, it has been known that the amount of NO x generated can be reduced by increasing the EGR rate. However, when the EGR rate is increased, when the EGR rate exceeds a certain limit, the amount of soot generated, that is, the smoke starts to increase rapidly. In this regard, it has been conventionally thought that if the EGR rate is further increased, the smoke will increase infinitely, and therefore the smoke will start to increase rapidly.
The GR rate is considered to be the maximum allowable limit for 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 that does not exceed the maximum allowable limit. The maximum allowable limit of this EGR rate is approximately 30 to 50 percent, though it varies considerably depending on the engine type and fuel.
Therefore, in the conventional diesel engine, the maximum EGR rate is 3
It is suppressed from 0% to 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, in the past, it was considered that the maximum allowable limit exists for the EGR rate.
The R rate is NO within the range that does not exceed this maximum allowable limit.
It was stipulated that the amount of x and smoke generated should be as small as possible. However, in this way EGR
Even if the rate is set so that the amount of NO x and smoke produced is as small as possible, there is a limit to the reduction in the amount of NO x and smoke produced, and in reality, a considerable amount of N 2 is still left.
The O x, and smoke is generated at present.

【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 permissible limit in the process of studying the combustion of a diesel engine, the smoke increases sharply as described above, but there is a peak in the amount of smoke produced, and the peak is exceeded. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease sharply this time. When the EGR rate is 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is strongly cooled, the EGR rate is almost 55% or more. It was found that it was almost zero, that is, soot was hardly generated. At this time, N
It has also been found that the amount of O x generated is extremely small.
After that, the reason why soot was not generated was examined based on this finding, and as a result, soot and NO
This led to the construction of a new combustion system capable of simultaneously reducing x . This new combustion system will be explained in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle of the process 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。
[0007] That is, as a result of repeated experimental research, it was found that when the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber were below a certain temperature, the growth of hydrocarbons stopped in the middle of the process before reaching soot. However, if the temperature of the fuel and the gas around it rises above a certain temperature, the hydrocarbons will suddenly grow to soot. In this case, the temperature of the fuel and its surrounding gas is greatly affected by the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns, and the endothermic amount of the gas around the fuel is adjusted according to the amount of heat generated during fuel combustion. Thus, the temperature of the fuel and the gas around it 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)。
Therefore, if the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, soot will not be generated and the fuel and the surroundings during combustion in the combustion chamber will be eliminated. It is possible to control the gas temperature in the range below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway by adjusting the heat absorption amount of the gas around the fuel. On the other hand, hydrocarbons whose growth has stopped before reaching soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. This is the basic idea of the new combustion system. The applicant has already applied for an internal combustion engine that employs this new combustion system (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
焼システムでは上述したように煤に至る前に成長が途中
で停止した炭化水素等を酸化触媒等により浄化すること
を基本としており、従って酸化触媒等が活性化していな
いときにこの新たな燃焼を行わせることはできない。と
ころが機関アイドリング時には排気ガス温が低くなるた
めに機関が長期間に亘ってアイドリング運転状態に放置
されると触媒の温度が次第に低下し、ついには触媒の温
度が炭化水素等を酸化しうる活性化温度よりも低くな
り、その結果多量の炭化水素等が大気に放出されるとい
う問題を生ずる。
By the way, in this new combustion system, as described above, it is basically based on purifying hydrocarbons and the like, which have stopped growing before reaching soot, by an oxidation catalyst or the like. This new combustion cannot be performed when the etc. are not activated. However, when the engine is idling, the exhaust gas temperature becomes low, so if the engine is left in the idling operation state for a long period of time, the temperature of the catalyst gradually decreases, and finally the temperature of the catalyst becomes an activation that can oxidize hydrocarbons etc. The temperature becomes lower than that, and as a result, a problem that a large amount of hydrocarbon and the like is released to the atmosphere occurs.

【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
クに達し、燃焼室内に供給される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、機関排気通路内に酸化機
能を有する触媒を配置し、触媒の温度を検出するための
温度検出手段と、機関アイドリング運転時に触媒の温度
が予め定められた下限温度以下になったときに触媒の温
度を上昇させる温度上昇手段とを具備している。
In order to solve the above problems, in the first invention, as the amount of the inert gas supplied into the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches the peak. and reaches, further increasing the amount of inert gas supplied to the combustion chamber
The fuel used during combustion in the combustion chamber and its
The ambient gas temperature becomes lower than the soot formation temperature,
In command generated not become an internal combustion engine, combustion in the combustion chamber by the inert gas amount supplied to the combustion chamber than the inert gas where the amount of production of soot peaks multi Kusuru
Soot is generated when burning fuel and the gas temperature around it
The temperature is controlled to a temperature lower than the temperature, a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage, temperature detection means for detecting the temperature of the catalyst, and the lower limit temperature of the catalyst when the engine is idling And a temperature raising means for raising the temperature of the catalyst when the temperature becomes below.

【0011】2番目の発明では1番目の発明において、
温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に触媒の温度
が下限温度以下になったときに排気ガス温を上昇させる
ことによって触媒の温度を上昇さ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、温度上昇手段
は、機関アイドリング運転時に触媒の温度が下限温度以
下になったときには燃料噴射時期を遅らせることによっ
て触媒の温度を上昇させるようにしている。
In the second invention, in the first invention,
The temperature raising means raises the temperature of the catalyst by raising the exhaust gas temperature when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation.
In the third invention, in the second invention, the temperature increasing means increases the temperature of the catalyst by delaying the fuel injection timing when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during the engine idling operation.

【0012】4番目の発明では2番目の発明において、
温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に触媒の温度
が下限温度以下になったときにはパイロット噴射を行う
と共に主噴射の噴射時期を圧縮上死点以後とすることに
よって触媒の温度を上昇させるようにしている。5番目
の発明では2番目の発明において、温度上昇手段は、機
関アイドリング運転時に触媒の温度が下限温度以下にな
ったときには燃料噴射圧を低下させることによって触媒
の温度を上昇させるようにしている。
In the fourth invention, in the second invention,
The temperature raising means performs pilot injection when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation, and raises the temperature of the catalyst by setting the injection timing of the main injection to after compression top dead center. . In the fifth invention, in the second invention, the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by lowering the fuel injection pressure when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation.

【0013】6番目の発明では2番目の発明において、
不活性ガス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からなり、温度上昇手段
は、機関アイドリング運転時に触媒の温度が下限温度以
下になったときには再循環排気ガス量を減少させること
によって触媒の温度を上昇させるようにしている。7番
目の発明では2番目の発明において、温度上昇手段は、
機関アイドリング運転時に触媒の温度が下限温度以下に
なったときには機関のアイドリング回転数を上昇させる
ことによって触媒の温度を上昇させるようにしている。
In the sixth invention, in the second invention,
The inert gas consists of recirculated exhaust gas that is recirculated from the engine exhaust passage into the engine intake passage.The temperature raising means controls the amount of recirculated exhaust gas when the temperature of the catalyst falls below the lower limit temperature during engine idling operation. The temperature of the catalyst is increased by decreasing the temperature. In the seventh invention, in the second invention, the temperature raising means is
When the temperature of the catalyst becomes lower than the lower limit temperature during the idling operation of the engine, the idling speed of the engine is increased to raise the temperature of the catalyst.

【0014】8番目の発明では1番目の発明において、
温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に触媒の温度
が下限温度以下になったときに機関排気通路内に排出さ
れる未燃HC,COの量を増大させることによって触媒
の温度を上昇さ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、温度上昇手段は、機関アイドリ
ング運転時に触媒の温度が下限温度以下になったときに
は空燃比をリッチにすることによって触媒の温度を上昇
させるようにしている。
In the eighth invention, in the first invention,
The temperature increasing means increases the temperature of the catalyst by increasing the amount of unburned HC and CO discharged into the engine exhaust passage when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation. There is. In the ninth invention, in the eighth invention, the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by making the air-fuel ratio rich when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation.

【0015】10番目の発明では8番目の発明におい
て、温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に触媒の
温度が下限温度以下になったときには吸気行程中と圧縮
行程末期の二回に分けて燃料を噴射することによって触
媒の温度を上昇させるようにしている。11番目の発明
では8番目の発明において、温度上昇手段は、機関アイ
ドリング運転時に触媒の温度が下限温度以下になったと
きには瞬時的に空燃比をリッチにし、その後予め定めら
れた期間は空燃比をリーンにすることによって触媒の温
度を上昇させるようにしている。
In the tenth aspect of the invention, in the eighth aspect of the invention, the temperature increasing means injects the fuel into two portions during the intake stroke and the end of the compression stroke when the temperature of the catalyst becomes lower than the lower limit temperature during the engine idling operation. By doing so, the temperature of the catalyst is raised. In the eleventh aspect of the invention, in the eighth aspect of the invention, the temperature increasing means instantly increases the air-fuel ratio when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation, and thereafter increases the air-fuel ratio for a predetermined period. By making it lean, the temperature of the catalyst is raised.

【0016】12番目の発明では8番目の発明におい
て、温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に触媒の
温度が下限温度以下になったときには膨張行程後半又は
排気行程中に追加の燃料を燃料を噴射することによって
触媒の温度を上昇させるようにしている。13番目の発
明では1番目の発明において、温度上昇手段は、機関ア
イドリング運転時に触媒の温度が下限温度以下になった
ときに排気ガス温を上昇させかつ機関排気通路内に排出
される未燃HC,COの量を増大させることによって触
媒の温度を上昇させるようにしている。
In the twelfth invention, in the eighth invention, the temperature raising means injects additional fuel into the latter half of the expansion stroke or the exhaust stroke when the temperature of the catalyst becomes lower than the lower limit temperature during the engine idling operation. By doing so, the temperature of the catalyst is raised. In the thirteenth invention, in the first invention, the temperature raising means raises the exhaust gas temperature when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during the engine idling operation, and unburned HC discharged into the engine exhaust passage. , The temperature of the catalyst is raised by increasing the amount of CO.

【0017】14番目の発明では1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。15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
内に再循環させる排気ガス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 invention, in the first invention, the catalyst comprises at least one of an oxidation catalyst, a three-way catalyst and an NO x absorbent. According to a fifteenth invention, in the first invention, an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage is provided, and the inert gas is recirculation exhaust gas.

【0018】16番目の発明では15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。17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に供給
される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
も燃焼室内に供給される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 the sixteenth invention, in the fifteenth invention, the exhaust gas recirculation rate is about 55% or more. In the seventeenth invention, in the first invention, the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of the inert gas at which the amount of generated soot reaches its peak, and soot is hardly generated.
And the second combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas at which the amount of generated soot peaks.

【0019】18番目の発明では17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 the eighteenth invention, in the seventeenth invention, the operating region of the engine is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and the first operating region is divided into the first operating region and the first operating region. Is performed, and the second combustion is performed in the second operation region.

【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 the 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, and 9 is an intake port. Indicates an exhaust valve, and 10 indicates an exhaust port, respectively. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected via an intake duct 13 and an intercooler 14 to a supercharger, for example, an outlet portion of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15. Be connected. The 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は排気マニホニド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。触
媒コンバータ26には触媒25の温度を検出するための
温度センサ27が取付けられる。
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2
1 and the exhaust pipe 22 through the exhaust turbocharger 15
Of the exhaust turbine 23, and the outlet of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 containing a catalyst 25 having an oxidizing function. A temperature sensor 27 for detecting the temperature of the catalyst 25 is attached to the catalytic converter 26.

【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 intake pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an EGR passage 29, and the EGR passage 29 is driven by a step motor 30. EGR
A control valve 31 is arranged. An intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged in the EGR passage 29. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is introduced 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34に連結さ
れる。このコモンレー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
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34にはコモ
ンレー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, fuel injectors 6 are connected through a fuel supply pipe 33 the fuel reservoir, a so-called common rail 34. The common rail is to Le 34 is supplied with fuel from a variable discharge fuel pump 35 of the electrically controlled, common rail
The fuel supplied into the fuel cell 34 is supplied to the fuel injection valve 6 via each fuel supply pipe 33. The common rail 34 is mounted a fuel pressure sensor 36 for detecting the fuel pressure in Como <br/> Nre Le 34, the target fuel fuel pressure common rail 34 based on the output signal of the fuel pressure sensor 36 The discharge amount of the fuel pump 35 is controlled so that the pressure becomes a pressure.

【0024】また、図1に示されるようにクランクシャ
フト37は自動変速機38に連結される。電子制御ユニ
ット40はデジタルコンピュータからなり、双方向性バ
ス41によって互いに接続されたROM(リードオンリ
メモリ)42、RAM(ランダムアクセスメモリ)4
3、CPU(マイクロプロセッサ)44、入力ポート4
5および出力ポート46を具備する。温度センサ27の
出力信号は対応するAD変換器47を介して入力ポート
45に入力され、燃料圧センサ36の出力信号も対応す
るAD変換器47を介して入力ポート45に入力され
る。サージタンク12内にはサージタンク12内の絶対
圧を検出するための圧力センサ39が配置され、スロッ
トル弁20上流の空気吸込管17内には吸入空気の質量
流量を検出するための質量流量計49が配置される。こ
れら圧力センサ39および質量流量計49の出力信号は
対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力
される。
The crankshaft 37 is connected to an automatic transmission 38 as shown in FIG. The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and has a ROM (read only memory) 42 and a RAM (random access memory) 4 connected to each other by a bidirectional bus 41.
3, CPU (microprocessor) 44, input port 4
5 and output port 46. The output signal of the temperature 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 pressure sensor 39 for detecting the absolute pressure in the surge tank 12 is arranged in the surge tank 12, and a mass flow meter for detecting the mass flow rate of intake air is provided in the air suction pipe 17 upstream of the throttle valve 20. 49 are arranged. The output signals of the pressure sensor 39 and the mass flowmeter 49 are input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47.

【0025】一方、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。更に入力ポート45には
車速センサ53の車速を表す出力パルスが入力され、ま
た自動変速機38がニュートラル位置にあるか否かを検
出するためのニュートラルセンサ54の出力信号が入力
ポート45に入力される。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。
On the other hand, a load sensor 51 for generating an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50, and the output voltage of the load sensor 51 is input via an associated AD converter 47. 45 is input. A crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 ° is connected to the input port 45. Further, an output pulse representing the vehicle speed of the vehicle speed sensor 53 is input to the input port 45, and an output signal of the neutral sensor 54 for detecting whether the automatic transmission 38 is in the neutral position is input to the input port 45. It 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 the corresponding drive circuit 48.

【0026】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 during engine low load operation.
The change in output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 2) is changed by changing the opening degree of 0 and the EGR rate, and the change in the amount of smoke, HC, CO, and NO x emissions. It represents the experimental example shown. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the EGR rate becomes larger as the air-fuel ratio A / F becomes smaller, and when the air-fuel ratio is equal to or less than the theoretical air-fuel ratio (≈14.6), the EGR rate becomes 65% or more.

【0027】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 EGR rate becomes around 40%, and when the air-fuel ratio A / F reaches about 30, smoke is generated. The amount of generation begins to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is made smaller, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke sharply decreases this time, the EGR rate is increased to 65% or more, and the smoke becomes almost zero when the air-fuel ratio A / F is around 15.0. . That is, soot is hardly generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The amount of O x generated is considerably low. On the other hand, at this time, HC,
The amount of CO generated starts to increase.

【0028】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 combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 21 and the amount of smoke is largest, and FIG. 3 (B) shows the air-fuel ratio A / F. It shows a change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when F is around 18 and the amount of smoke generated is almost zero. As can be seen by comparing FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case shown in FIG. 3 (B) where the amount of smoke generated is almost zero, the amount of smoke generated is large.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in (A).

【0029】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。
From the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, the following can be said. That is, first of all, the air-fuel ratio A / F is 1
When the amount of smoke generated is 5.0 or less and the amount of smoke is almost zero,
As shown in (3), the amount of NO x generated is considerably reduced. N
The decrease in the amount of generated O x means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased, and therefore, when the soot is hardly generated, the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased. I can say. The same can be said from FIG. That is, the combustion pressure is low in the state shown in FIG. 3 (B) where almost no soot is generated.
The combustion temperature inside is low.

【0030】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。
Secondly, when the amount of smoke produced, that is, the amount of soot produced, becomes almost zero, as shown in FIG.
Emissions will increase. This means that hydrocarbons are discharged without growing to soot. That is, linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 are thermally decomposed to form soot precursors when the temperature is raised in a state of oxygen deficiency, and then mainly soot is formed. Soot consisting of a solid with carbon atoms gathered 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. After that, it will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of soot generated becomes almost zero, the emission amounts of HC and CO increase as shown in FIG. 2. At this time, HC is a soot precursor or a hydrocarbon in the state before it. .

【0031】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。
Summarizing these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the soot generation amount becomes almost zero, and at this time, the soot precursor or the soot precursor The hydrocarbons in this state are discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, when the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 is below a certain temperature, the soot growth process stops halfway, that is, the soot is generated. It was found that soot was not generated at all and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 reached a certain temperature or higher.

【0032】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 surroundings when the hydrocarbon production process 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. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the amount of NO x produced, and therefore this certain temperature is defined to some extent from the amount of NO x produced. be able to. That is, as the EGR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas around it decreases, and the amount of NO x generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the amount of NO x generated is about 10 p.pm or less. Therefore, the above certain temperature is NO
It is almost the same as the temperature when the amount of x generation is around 10 p.pm or less.

【0033】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, this soot cannot be purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in the state before it can be easily purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. Considering the post-treatment with a catalyst having an oxidizing function as described above, it is extremely difficult to determine whether the hydrocarbon is discharged from the combustion chamber 5 in the state of the soot precursor or in the state before it, or is discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot. There is a big difference. The new combustion system employed in the present invention allows hydrocarbons to be discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot precursors or pre-presence conditions without producing soot in the combustion chamber 5 The core is to oxidize with a catalyst having an oxidizing function.

【0034】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 produced, the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 during combustion is set to a temperature lower than the temperature at which the soot is produced. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it, the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect.

【0035】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 only air exists around the fuel, the evaporated fuel immediately reacts with oxygen in the air and burns. In this case, the temperature of the air separated from the fuel does not rise so much, and only the temperature around the fuel locally becomes extremely high. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature locally becomes extremely high, the unburned hydrocarbons that have received this heat of combustion generate soot.

【0036】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 the fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air.
In this case, the evaporated fuel diffuses into the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas, so that the combustion temperature does not rise so much. That is, the combustion temperature can be kept low. That is, the presence of the inert gas plays an important role in suppressing the combustion temperature, and the combustion temperature can be suppressed low by the endothermic action of the inert gas.

【0037】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
は強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、CO2 やEGRガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてEGRガスを用
いることは好ましいと言える。
In this case, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it to a temperature lower than the temperature at which soot is produced, an amount of inert gas sufficient to absorb the amount of heat required to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas also increases accordingly. In this case, the larger the specific heat of the inert gas, the stronger the endothermic action. Therefore, the inert gas is preferably a gas having a large specific heat. In this respect, since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heat, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas.

【0038】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 smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, the curve A strongly cools the EGR gas to bring the EGR gas temperature to about 9
The curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and the curve C shows the case where the temperature is maintained at 0 ° C.
Indicates the case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0039】図5の曲線Aで示されるようにEGRガス
を強力に冷却した場合にはEGR率が50パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図5の曲線Bで示さ
れるようにEGRガスを少し冷却した場合にはEGR率
が50パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはEGR率をほぼ65パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。
As shown by the curve A in FIG. 5, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation amount reaches a peak when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate is almost 55. Almost no soot is generated if the percentage is exceeded. 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 when the EGR rate is slightly higher than 50%. In this case, the EGR rate is approximately 65% or more. If so, soot is hardly generated.

【0040】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。
Further, as shown by the curve C in FIG. 5, EG
When the R gas is not forcibly cooled, the EGR rate is 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. Note that FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high, and the EGR rate at which the amount of soot generated peaks when the engine load decreases and the EGR rate at which soot almost does not occur decreases. The lower limit of is also slightly lowered. Thus, the lower limit of the EGR rate at which soot is hardly generated changes depending on the cooling degree of EGR gas and the engine load.

【0041】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 a mixture of EGR gas and air required to bring the temperature of the fuel and its surrounding gas at the time of combustion to a temperature lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. The amount of gas, the ratio of air in this mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in this mixed gas are shown. Note that, in FIG. 6, the vertical axis represents the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5, and the chain line Y represents the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. ing. The horizontal axis shows the required load.

【0042】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 ratio of air, that is, the amount of air in the mixed gas indicates the amount of air required 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 theoretical air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of EGR gas, that is, the amount of EGR gas in the mixed gas is set so that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and its surrounding gas is lower than the temperature at which soot is formed. The minimum required EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed by the EGR rate, and is 7 in the embodiment shown in FIG.
It is 0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is shown by a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount and the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in (1), the temperature of the fuel and the gas around it becomes lower than the temperature at which soot is generated, and thus soot is not generated at all. Further, the amount of NO x generated at this time is around 10 p.pm or less, so N
The amount of O x generated is extremely small.

【0043】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。
Since the amount of heat generated when the fuel burns increases as the fuel injection amount increases, in order to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, heat generated by the EGR gas is used. The amount of absorption must be increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount is increased.
That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.

【0044】ところで過給が行われていない場合には燃
焼室5内に吸入される全吸入ガス量Xの上限はYであ
り、従って図6において要求負荷がL0 よりも大きい領
域では要求負荷が大きくなるにつれてEGRガス割合を
低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持することが
できない。云い換えると過給が行われていない場合に要
求負荷がL0 よりも大きい領域において空燃比を理論空
燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高くなるに
つれてEGR率が低下し、斯くして要求負荷がL 0 より
も大きい領域では燃料およびその周囲のガス温度を煤が
生成される温度よりも低い温度に維持しえなくなる。
By the way, when supercharging is not performed,
The upper limit of the total intake gas amount X drawn into the baking chamber 5 is Y.
Therefore, the required load is L in FIG.0Greater than
In the region, the EGR gas ratio is increased as the required load increases.
It is possible to maintain the air-fuel ratio at the theoretical air-fuel ratio unless it is decreased.
Can not. In other words, it is necessary when supercharging is not done.
Load demand is L0The theoretical air-fuel ratio in a region larger than
If you try to maintain the fuel ratio, the required load will increase.
As a result, the EGR rate decreases, so the required load is L 0Than
In a large area, the temperature of the fuel and the gas around it is sooted
It cannot be maintained below the temperature at which it is produced.

【0045】ところが図1に示されるようにEGR通路
29を介して過給機の入口側即ち排気ターボチャージャ
15の空気吸込管17内にEGRガスを再循環させると
要求負荷がL0 よりも大きい領域においてEGR率を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 EGR gas is recirculated to the inlet side of the supercharger, that is, in the air suction pipe 17 of the exhaust turbocharger 15 via the EGR passage 29, the required load is larger than L 0. EGR rate is 5 in the region
It can be maintained above 5 percent, for example 70 percent, thus maintaining the fuel and surrounding gas temperatures below the temperature at which soot is produced. That is, if the EGR gas is recirculated so that the EGR rate in the air suction pipe 17 becomes, for example, 70%, the EGR rate of the intake gas boosted by the compressor 16 of the exhaust turbocharger 15 also becomes 70%. The temperature of the fuel and the gas around it can be maintained below the temperature at which soot is produced, up to the limit that can be boosted by the compressor 16. Therefore, the operating range of the engine capable of producing the low temperature combustion can be expanded.

【0046】なお、この場合、要求負荷がL0 よりも大
きい領域でEGR率を55パーセント以上にする際には
EGR制御弁31が全開せしめられ、スロットル弁20
が若干閉弁せしめられる。前述したように図6は燃料を
理論空燃比のもとで燃焼させる場合を示しているが空気
量を図6に示される空気量よりも少くしても、即ち空燃
比をリッチにしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生
量を10p.p.m 前後又はそれ以下にすることができ、ま
た空気量を図6に示される空気量よりも多くしても、即
ち空燃比の平均値を17から18のリーンにしても煤の
発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.p.m 前後又は
それ以下にすることができる。
In this case, when the EGR rate is set to 55% or more in the region where the required load is larger than L 0 , the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20
Is closed a little. As described above, FIG. 6 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air amount is made smaller than the air amount shown in FIG. It is possible to reduce the amount of NO x generated to around 10 p.pm or less while preventing the generation of air, and to make the air amount larger than that shown in FIG. Even if it is lean from 17 to 18, the generation amount of NO x can be reduced to about 10 p.pm or less while preventing the generation of soot.

【0047】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 excessive fuel does not grow to soot, and soot is generated. There is no. Further, at this time, a very small amount of NO x is generated. On the other hand, when the average air-fuel ratio is lean, or even when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature becomes high, but in the present invention the combustion temperature is suppressed to a low temperature, soot Not generated at all. Furthermore, NO x
Also produces only a very small amount.

【0048】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. However, the amount of NO x generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time.
By the way, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber can be suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway only when the engine is operating at low load, where the calorific value of combustion is relatively small. Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the engine is operated at low load, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, low temperature combustion is performed. In addition, the second combustion, that is, the combustion normally performed from the conventional one, is performed during the engine high load operation. It should be noted that here, the first combustion, that is, low temperature combustion, as is clear from the above description, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generated peaks, and soot is almost generated. The second combustion, that is, the combustion that is normally performed in the past, is the combustion that does not have the amount of soot generated and the amount of the inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas that does not reach the peak. Say that.

【0049】図7は第1の燃焼、即ち低温燃焼が行われ
る第1の運転領域Iと、第2の燃焼、即ち従来の燃焼方
法による燃焼が行われる第2の燃焼領域IIとを示してい
る。なお、図7において縦軸TQは要求トルクを示して
おり、横軸Nは機関回転数を示している。また、図7に
おいてX(N)は第1の運転領域Iと第2の運転領域II
との第1の境界を示しており、Y(N)は第1の運転領
域Iと第2の運転領域IIとの第2の境界を示している。
第1の運転領域Iから第2の運転領域IIへの運転領域の
変化判断は第1の境界X(N)に基づいて行われ、第2
の運転領域IIから第1の運転領域Iへの運転領域の変化
判断は第2の境界Y(N)に基づいて行われる。
FIG. 7 shows a first operating region I in which the first combustion, that is, low temperature combustion is performed, and a second combustion region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 7, the vertical axis TQ shows the required torque, and the horizontal axis N shows the engine speed. Further, in FIG. 7, X (N) is the first operating region I and the second operating region II.
, And Y (N) indicates the second boundary between the first operating region I and the second operating region II.
The change determination of the operating region from the first operating region I to the second operating region II is performed based on the first boundary X (N),
The change determination of the operating region from the operating region II to the first operating region I is performed based on the second boundary Y (N).

【0050】即ち、機関の運転状態が第1の運転領域I
にあって低温燃焼が行われているときに要求トルクTQ
が機関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を越え
ると運転領域が第2の運転領域IIに移ったと判断され、
従来の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求トル
クTQが機関回転数Nの関数である第2の境界Y(N)
よりも低くなると運転領域が第1の運転領域Iに移った
と判断され、再び低温燃焼が行われる。
That is, the operating condition of the engine is the first operating region I.
Required torque TQ when low temperature combustion is performed
Is above the first boundary X (N) which is a function of the engine speed N, it is judged that the operating region has moved to the second operating region II,
Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, the required torque TQ is a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N.
When it becomes lower than that, it is determined that the operating region has moved to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.

【0051】このように第1の境界X(N)と第1の境
界X(N)よりも低トルク側の第2の境界Y(N)との
二つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第1の
理由は、第2の運転領域IIの高トルク側では比較的燃焼
温度が高く、このとき要求トルクTQが第1の境界X
(N)より低くなったとしてもただちに低温燃焼を行え
ないからである。即ち、要求トルクTQがかなり低くな
ったとき、即ち第2の境界Y(N)よりも低くなったと
きでなければただちに低温燃焼が開始されないからであ
る。第2の理由は第1の運転領域Iと第2の運転領域II
間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設けるため
である。
In this way, the two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower torque side of the first boundary X (N) are provided as follows. For one reason. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high torque side of the second operating region II, and at this time the required torque TQ is the first boundary X.
This is because even if the temperature becomes lower than (N), low temperature combustion cannot be performed immediately. That is, the low temperature combustion is not started immediately unless the required torque TQ becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is the first operating region I and the second operating region II.
This is because a hysteresis is provided for changes in the operating region between.

【0052】ところで機関の運転状態が第1の運転領域
Iにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室5から排出される。この
とき触媒25が活性化していれば燃焼室5から排出され
た未燃炭化水素は酸化機能を有する触媒25により良好
に酸化せしめられる。
By the way, when the engine is operating in the first operating region I and low-temperature combustion is performed, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in the state of the soot precursor or the state before it. It is discharged from the combustion chamber 5 in shape. At this time, if the catalyst 25 is activated, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 can be favorably oxidized by the catalyst 25 having an oxidizing function.

【0053】触媒25としては酸化触媒、三元触媒、又
はNOx 吸収剤を用いることができる。NOx 吸収剤は
燃焼室5内における平均空燃比がリーンのときにNOx
を吸収し、燃焼室5内における平均空燃比がリッチにな
るとNOx を放出する機能を有する。このNOx 吸収剤
は例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリ
ウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、セシウムCs
のようなアルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCa
のようなアルカリ土類、ランタンLa、イットリウムY
のような希土類から選ばれた少くとも一つと、白金Pt
のような貴金属とが担持されている。
As the catalyst 25, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, or a NO x absorbent can be used. The NO x absorbent is NO x when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean.
And has a function of releasing NO x when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich. This NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs are provided on the carrier.
Alkali metals such as, barium Ba, calcium Ca
Alkaline earth such as, lanthanum La, yttrium Y
At least one selected from rare earths such as
And a precious metal such as

【0054】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。
Not only oxidation catalysts, but also three-way catalysts and NO
The x- absorbent also has an oxidizing function, so that the three-way catalyst and the 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.

【0055】図8は要求トルクTQに対するスロットル
弁20の開度、EGR制御弁31の開度、EGR率、空
燃比、噴射時期および噴射量を示している。図8に示さ
れるように要求トルクTQの低い第1の運転領域Iでは
スロットル弁20の開度は要求負荷Lが高くなるにつれ
て全閉近くから2/3開度程度まで徐々に増大せしめら
れ、EGR制御弁31の開度は要求トルクTQ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 opening of the throttle valve 20, the opening of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount with respect to the required torque TQ. As shown in FIG. 8, in the first operating region I where the required torque TQ is low, the opening degree of the throttle valve 20 is gradually increased from near full closing to about 2/3 opening degree as the required load L increases. The opening degree of the EGR control valve 31 is gradually increased from near full close to full open as the required torque TQ increases. Further, in the example shown in FIG. 8, the EGR rate is set to approximately 70% in the first operating region I, and the air-fuel ratio is a slightly lean lean air-fuel ratio.

【0056】言い換えると第1の運転領域IではEGR
率がほぼ70パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁20の
開度およびEGR制御弁31の開度が制御される。な
お、第1の運転領域Iでは圧縮上死点TDC前に燃料噴
射が行われる。この場合、噴射開始時期θSは要求トル
クTQが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期θE
も噴射開始時期θSが遅くなるにつれて遅くなる。
In other words, in the first operating region I, EGR
The opening of the throttle valve 20 and the opening of the EGR control valve 31 are controlled so that the ratio 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 the required torque.
The injection end timing θE
Also becomes late as the injection start timing θS becomes late.

【0057】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 to the fully closed state, and at this time, the EGR control valve 31 is also closed to the fully closed state. Throttle valve 2
When 0 is closed to near full closure, the pressure in the combustion chamber 5 at the beginning of compression becomes low and the compression pressure becomes small. When the compression pressure becomes small, the compression work by the piston 4 becomes small, so that the vibration of the engine body 1 becomes small. That is, during idling operation, the throttle valve 20 is closed close to the fully closed state in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0058】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 region of the engine is the first operating region I.
When changing from the second operating range II to the second operating range II, the opening degree of the throttle valve 20 is increased stepwise from about 2/3 opening degree 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 that produces a large amount of smoke with an EGR rate
The operating range of the engine is the first because the rate range (Fig. 5) is skipped.
A large amount of smoke does not occur when changing from the operating region I to the second operating region II.

【0059】第2の運転領域IIでは第2の燃焼、即ち従
来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では
煤およびNOx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効
率は高く、従って機関の運転領域が第1の運転領域Iか
ら第2の運転領域IIに変わると図8に示されるように噴
射量がステップ状に低減せしめられる。この第2の運転
領域IIではスロットル弁20は一部を除いて全開状態に
保持され、EGR制御弁31の開度は要求トルクTQが
高くなると次第に小さくされる。また、この運転領域II
ではEGR率は要求トルクTQが高くなるほど低くな
り、空燃比は要求トルクTQが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求トルクTQが高くなってもリ
ーン空燃比とされる。また、第2の運転領域IIでは噴射
開始時期θSは圧縮上死点TDC付近とされる。
In the second operation region II, the second combustion, that is, the combustion which is conventionally performed is performed. Although some soot and NO x are generated in this combustion method, the thermal efficiency is higher than that in low temperature combustion, so that when the operating region of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II, as shown in FIG. In addition, the injection amount is reduced stepwise. In the second operating region II, the throttle valve 20 is kept fully open except for a part, and the opening degree of the EGR control valve 31 is gradually reduced as the required torque TQ increases. Also, this operating area II
Then, the EGR rate becomes lower as the required torque TQ becomes higher, and the air-fuel ratio becomes smaller as the required torque TQ becomes higher. However, the air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio even if the required torque TQ becomes high. Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【0060】図9(A)は要求トルクTQと、アクセル
ペダル50の踏込み量Lと、機関回転数Nとの関係を示
している。なお、図9(A)において各曲線は等トルク
曲線を表しており、TQ=0で示される曲線はトルクが
零であることを示しており、残りの曲線はTQ=a,T
Q=b,TQ=c,TQ=dの順に次第に要求トルクが
高くなる。図9(A)に示される要求トルクTQは図9
(B)に示されるようにアクセルペダル50の踏込み量
Lと機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
42内に記憶されている。本発明では図9(B)に示す
マップからアクセルペダル50の踏込み量Lおよび機関
回転数Nに応じた要求トルクTQがまず初めに算出さ
れ、この要求トルクTQに基づいて燃料噴射量等が算出
される。
FIG. 9A shows the relationship between the required torque TQ, the depression amount L of the accelerator pedal 50, and the engine speed N. In FIG. 9A, each curve represents an equal torque curve, the curve indicated by TQ = 0 indicates that the torque is zero, and the remaining curves indicate TQ = a, T.
The required torque gradually increases in the order of Q = b, TQ = c, and TQ = d. The required torque TQ shown in FIG.
As shown in (B), the ROM is previously stored in the form of a map as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N.
It is stored in 42. In the present invention, the required torque TQ corresponding to the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N is first calculated from the map shown in FIG. 9B, and the fuel injection amount and the like are calculated based on this required torque TQ. To be done.

【0061】図10は第1の運転領域Iにおける空燃比
A/Fを示している。図10において、A/F=15.
5,A/F=16,A/F=17,A/F=18で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が15.5,16,17,18
であるときを示しており、各曲線間の空燃比は比例配分
により定められる。図10に示されるように第1の運転
領域Iでは空燃比がリーンとなっており、更に第1の運
転領域Iでは要求トルクTQが低くなるほど空燃比A/
Fがリーンとされる。
FIG. 10 shows the air-fuel ratio A / F in the first operating region I. In FIG. 10, A / F = 15.
5, each curve indicated by A / F = 16, A / F = 17, A / F = 18 has an air-fuel ratio of 15.5, 16, 17, 18 respectively.
And the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 10, the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and in the first operating region I, the lower the required torque TQ is, the air-fuel ratio A /
F is lean.

【0062】即ち、要求トルクTQが低くなるほど燃焼
による発熱量が少くなる。従って要求トルクTQが低く
なるほどEGR率を低下させても低温燃焼を行うことが
できる。EGR率を低下させると空燃比は大きくなり、
従って図10に示されるように要求トルクTQが低くな
るにつれて空燃比A/Fが大きくされる。空燃比A/F
が大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限
り空燃比をリーンにするために本発明による実施例では
要求トルクTQが低くなるにつれて空燃比A/Fが大き
くされる。
That is, the lower the required torque TQ, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, as the required torque TQ becomes lower, the low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is lowered. If the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio will increase,
Therefore, as shown in FIG. 10, the air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ decreases. Air-fuel ratio A / F
Becomes larger, the fuel consumption rate increases. Therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment of the present invention, the air-fuel ratio A / F is made larger as the required torque TQ becomes lower.

【0063】図11(A)第1の運転領域Iにおける
噴射量Qを示しており、図11(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11
(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は要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として
マップの形で予めROM42内に記憶されており、図1
1(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も要求トルクTQおよび機関回転数Nの
関数としてマップの形で予めROM42内に記憶されて
いる。
[0063] Figure 11 (A) shows the injection amount Q in the first operating region I, FIG. 11 (B) shows the injection start timing θS in the first operating region I. Figure 11
As shown in (A), the injection amount Q in the first operating region I is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
As shown in FIG. 1 (B), the injection start timing θS in the first operation region I is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【0064】また、空燃比を図10に示す目標空燃比と
するのに必要なスロットル弁20の目標開度STが図1
2(A)に示されるように要求トルクTQおよび機関回
転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記
憶されており、空燃比を図10に示す目標空燃比とする
のに必要なEGR制御弁31の目標開度SEが図12
(B)に示されるように要求トルクTQおよび機関回転
数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶
されている。
Further, the target opening degree ST of the throttle valve 20 required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 2 (A), the EGR is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and is required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening degree SE of the control valve 31 is shown in FIG.
As shown in (B), it is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【0065】更に本発明による実施例では第1の運転領
域Iにおける燃料噴射圧、即ちコモンレール34内の目
標燃料圧Pが図12(C)に示されるように要求トルク
TQおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予め
ROM42内に記憶されている。図13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13においてA/F
=24,A/F=35,A/F=45,A/F=60で
示される各曲線は夫々目標空燃比24,35,45,6
0を示している。
Further, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection pressure in the first operating region I, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34, is the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG. 12 (C). It is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function. FIG. 13 shows the second combustion,
That is, it shows the target air-fuel ratio when normal combustion is performed by the conventional combustion method. In FIG. 13, the A / F
= 24, A / F = 35, A / F = 45, and A / F = 60, the respective curves indicated by the target air-fuel ratios of 24, 35, 45, 6 respectively.
0 is shown.

【0066】図14(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14(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14
(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は要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として
マップの形で予めROM42内に記憶されており、図1
4(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も要求トルクTQおよび機関回転数Nの
関数としてマップの形で予めROM42内に記憶されて
いる。
FIG. 14A shows the injection amount Q in the second operating region II, and FIG. 14B shows the second operating region.
The injection start timing θS in II is shown. 14
As shown in (A), the injection amount Q in the second operation region II is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and FIG.
As shown in FIG. 4 (B), the injection start timing θS in the second operation region II is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【0067】また、空燃比を図13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
5(A)に示されるように要求トルクTQおよび機関回
転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記
憶されており、空燃比を図13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15
(B)に示されるように要求トルクTQおよび機関回転
数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶
されている。
Further, the target opening degree ST of the throttle valve 20 required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 5 (A), it is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and the EGR required to make the air-fuel ratio the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening degree SE of the control valve 31 is shown in FIG.
As shown in (B), it is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【0068】更に本発明による実施例では第2の運転領
域IIにおける燃料噴射圧、即ちコモンレール34内の目
標燃料圧Pが図15(C)に示されるように要求トルク
TQおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予め
ROM42内に記憶されている。ところで触媒25は触
媒の種類に応じた活性化温度、例えば350℃よりも高
くならないと良好な酸化機能を発揮せず、従って排気ガ
ス中に含まれる未燃炭化水素等を良好に酸化せしめるに
は触媒25の温度を活性化温度以上、例えば350℃以
上に保持する必要がある。
Further, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection pressure in the second operating region II, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34, is the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG. It is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function. By the way, the catalyst 25 does not exhibit a good oxidation function unless it becomes higher than the activation temperature corresponding to the kind of the catalyst, for example, 350 ° C. Therefore, in order to satisfactorily oxidize unburned hydrocarbons contained in the exhaust gas. It is necessary to keep the temperature of the catalyst 25 at an activation temperature or higher, for example, 350 ° C. or higher.

【0069】ところが機関アイドリング運転時には燃料
噴射量が少なく、従って発熱量が少ないために排気ガス
温が低くなる。従って機関が長期間に亘ってアイドリン
グ運転状態に放置されると触媒25の温度が活性化温度
以下に低下してしまう。そこで本発明では機関アイドリ
ング運転時に触媒25の温度が活性化温度よりも少し高
い下限温度以下になったときには触媒25の温度が活性
化温度以下とならないように触媒25の温度を上昇させ
るようにしている。
However, when the engine is idling, the amount of fuel injection is small and therefore the amount of heat generated is small, so the exhaust gas temperature becomes low. Therefore, if the engine is left in the idling operation state for a long period of time, the temperature of the catalyst 25 will drop below the activation temperature. Therefore, in the present invention, when the temperature of the catalyst 25 falls below the lower limit temperature which is slightly higher than the activation temperature during engine idling operation, the temperature of the catalyst 25 is raised so that the temperature of the catalyst 25 does not fall below the activation temperature. There is.

【0070】次にこのことについて具体的に説明する前
に本発明の実施例において行われているアイドリング運
転制御について先に説明する。本発明による実施例では
低温燃焼のもとでアイドリング運転が行われ、このとき
前述したようにスロットル弁20およびEGR制御弁3
1は全閉近くまで閉弁せしめられている。アイドリング
運転時には機関のアイドリング回転数Nが目標アイドリ
ング回転数tNとなるように制御されており、このアイ
ドリング回転数の制御はスロットル弁20の開度を制御
することによって、即ち吸入空気量を制御することによ
って行われる。
Before specifically describing this, the idling operation control performed in the embodiment of the present invention will be described first. In the embodiment according to the present invention, the idling operation is performed under the low temperature combustion, and at this time, as described above, the throttle valve 20 and the EGR control valve 3 are operated.
1 is closed to near full closure. During idling operation, the idling speed N of the engine is controlled so as to reach the target idling speed tN. The idling speed is controlled by controlling the opening of the throttle valve 20, that is, the intake air amount. Done by.

【0071】一方、燃焼室5内に吸入される実際の吸入
空気の質量流量Ga(以下、単に吸入空気量Gaとい
う)が質量流量計49により検出されており、本発明に
よる実施例においてはアイドリング運転時には実際の吸
入空気量Gaとアイドリンド時の目標空燃比A/Fから
空燃比を目標空燃比A/Fとするのに必要な燃料噴射量
Qが算出される。従ってアイドリング運転時には機関回
転数を上昇すべく吸入空気量が増大せしめられると燃料
噴射量Qが増大せしめられ、機関回転数を低下すべく吸
入空気量が減少せしめられると燃料噴射量Qが減少せし
められる。
On the other hand, the mass flow rate Ga of the actual intake air sucked into the combustion chamber 5 (hereinafter, simply referred to as the intake air amount Ga) is detected by the mass flow meter 49. In the embodiment of the present invention, idling is performed. During operation, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated from the actual intake air amount Ga and the target air-fuel ratio A / F during idling. Therefore, during idling operation, if the intake air amount is increased to increase the engine speed, the fuel injection amount Q is increased, and if the intake air amount is decreased to decrease the engine speed, the fuel injection amount Q is decreased. To be

【0072】また、本発明による実施例においてはアイ
ドリング運転時にはEGR率がスロットル弁20下流の
吸気通路内の圧力PMに基づいてアイドリング運転時の
目標EGR率となるように制御される。即ち、吸入空気
量GaとEGRガス量が定まるとスロットル弁20下流
の吸気通路内の圧力PMが定まる。アイドリング運転時
には吸入空気量Gaはほぼ一定であり、従ってこのとき
EGRガス量が目標量になっていたとすると、即ちEG
R率が目標EGR率になっていたとするとスロットル弁
20下流の吸気通路内の圧力PMは或る一定の圧力とな
る。従って逆に言うと、スロットル弁20下流の吸気通
路内の圧力PMがこの或る一定圧力となるようにEGR
量を制御すればEGR率が目標EGR率になることにな
る。
Further, in the embodiment according to the present invention, the EGR rate during idling operation is controlled so as to become the target EGR rate during idling operation based on the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20. That is, when the intake air amount Ga and the EGR gas amount are determined, the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 is determined. During the idling operation, the intake air amount Ga is almost constant, so if the EGR gas amount was the target amount at this time, that is, EG
If the R rate is equal to the target EGR rate, the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 becomes a certain constant pressure. Therefore, conversely, the EGR is performed so that the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 becomes a certain constant pressure.
If the amount is controlled, the EGR rate becomes the target EGR rate.

【0073】そこで本発明による実施例においてはこの
吸気通路内の或る一定圧力を目標圧力PM0として予め
記憶しておき、スロットル弁20下流の吸気通路内の圧
力PMがこの目標圧力PM0となるようにEGR制御弁
31の開度を制御することによってEGR率が目標EG
R率となるようにしている。次に、アイドリング運転時
に触媒25の温度が活性化温度以下に低下しないように
するための第1実施例について図16を参照しつつ説明
する。
Therefore, in the embodiment of the present invention, a certain constant pressure in the intake passage is stored in advance as the target pressure PM0 so that the pressure PM in the intake passage downstream of the throttle valve 20 becomes the target pressure PM0. By controlling the opening degree of the EGR control valve 31, the EGR rate is adjusted to the target EG.
The R rate is set. Next, a first embodiment for preventing the temperature of the catalyst 25 from falling below the activation temperature during idling operation will be described with reference to FIG.

【0074】アイドリング運転時には通常、圧縮上死点
前において燃料噴射が行われ、この燃料噴射が図16に
おいてQ′で示されている。第1実施においては触媒
25の温度Tc が活性化温度よりも少し高い下限温度T
min よりも低くなったときには図16のQにおいて、即
ち圧縮上死点後に燃料噴射が行われるように噴射時期が
ΔθSだけ遅くされる。
During the idling operation, fuel injection is usually performed before the compression top dead center, and this fuel injection is indicated by Q'in FIG. Temperature T c is slightly higher limit temperature than the activation temperature T of the catalyst 25 in the first embodiment
When it becomes lower than min , the injection timing is delayed by ΔθS at Q in FIG. 16, that is, the fuel injection is performed after the compression top dead center.

【0075】図16のQで示されるように噴射時期が遅
くされると機関の出力が低下し、斯くして機関回転数N
が低下する。機関回転数Nが低下すると機関回転数Nを
目標アイドリング回転数N0 まで上昇すべく吸入空気量
が増量され、それに伴なって燃料噴射量Qが増量され
る。燃料噴射量Qが増量せしめられると排気ガス温が上
昇し、斯くして触媒25の温度Tc が上昇する。斯くし
て触媒25の温度Tc が活性化温度以下に低下するのを
阻止することができることになる。
As shown by Q in FIG. 16, when the injection timing is delayed, the output of the engine is reduced, and thus the engine speed N
Is reduced. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased so as to increase the engine speed N to the target idling speed N 0, and the fuel injection amount Q is accordingly increased. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises. Thus, it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from dropping below the activation temperature.

【0076】次に図17および図18を参照しつつ機関
の運転制御について説明する。図17および図18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、即ち機関の運転領域が第1の運転領
域Iであるときにはステップ101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103に進ん
で低温燃焼が行われる。
Next, the operation control of the engine will be described with reference to FIGS. 17 and 18. Referring to FIGS. 17 and 18, first, at step 100, it is judged if the flag I indicating that the engine operating condition is the first operating region I is set or not. When the flag I is set, that is, when the operating region of the engine is the first operating region I, the routine proceeds to step 101, where the required load L
Is larger than the first boundary X (N). When L ≦ X (N), the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【0077】即ち、ステップ103では図9(B)に示
すマップから要求トルクTQが算出される。次いでステ
ップ104では図12(A)に示すマップからスロット
ル弁20の目標開度STが算出される。次いでステップ
105では図12(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10
6では図11(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107では図12(C)
に示すマップからコモンレール34内の目標燃料圧、即
ち噴射圧Pが算出される。
That is, at step 103, the required torque TQ is calculated from the map shown in FIG. 9 (B). Next, at step 104, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 105, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 12 (B). Then step 10
6, the injection start timing θS from the map shown in FIG.
Is calculated. Next, at step 107, FIG.
The target fuel pressure in the common rail 34, that is, the injection pressure P is calculated from the map shown in FIG.

【0078】次いでステップ108ではアクセルペダル
50の踏込み量が零であるか否かが判別される。アクセ
ルペダル50の踏込み量が零であるときにはステップ1
09に進んで車速センサ53の出力パルスから車速が零
であるか否かが判別される。車速が零のときにはステッ
プ110に進んでニュートラルスイッチ54の出力信号
から自動変速機38がニュートラル位置にあるか否かが
判別される。自動変速機38がニュートラル位置にある
ときにはステップ111に進んで自動変速機38がニュ
ートラル位置となってから一定時間経過したか否かが判
別され、一定時間が経過したときにはアイドリング運転
状態であると判断される。
Next, at step 108, it is judged if the depression amount of the accelerator pedal 50 is zero. When the depression amount of the accelerator pedal 50 is zero, step 1
At 09, it is judged from the output pulse of the vehicle speed sensor 53 whether or not the vehicle speed is zero. When the vehicle speed is zero, the routine proceeds to step 110, where it is judged from the output signal of the neutral switch 54 whether or not the automatic transmission 38 is in the neutral position. When the automatic transmission 38 is in the neutral position, the routine proceeds to step 111, where it is determined whether or not a fixed time has elapsed since the automatic transmission 38 was in the neutral position. To be done.

【0079】アイドリンド運転状態であると判断された
ときにはステップ112に進んで触媒25の温度制御が
行われる。この温度制御ルーチンが図19に示されてい
る。一方、ステップ108からステップ111のいずれ
かのステップにおいて“NO”と判断されたとき、即ち
アイドリング運転状態でないときにはステップ113に
進んで図11(A)に示すマップから噴射量Qが算出さ
れる。
[0079] when it is determined that the Aidorindo operating state temperature control of the catalyst 25 is made the routine proceeds to step 1 12. This temperature control routine is shown in FIG. On the other hand, when "NO" is determined in any of steps 108 to 111, that is, when the engine is not in the idling operation state, the routine proceeds to step 113, where the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. 11 (A).

【0080】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116
に進んで第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ116
では図9(B)に示すマップから要求トルクTQが算出
される。次いでステップ117では図15(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
る。次いでステップ118では図15(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119では図14(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120では図
14(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121では図15(C)に示すマ
ップからコモンレール34内の目標燃料圧、即ち噴射圧
P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 then step 116.
Then, the second combustion is performed. That is, step 116
Then, the required torque TQ is calculated from the map shown in FIG. 9 (B). Next, at step 117, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 118, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 15 (B).
Next, at step 119, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 120, the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG. 14 (B). Next, at step 121, the target fuel pressure in the common rail 34, that is, the injection pressure P is calculated from the map shown in FIG.

【0081】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114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116
に進み、第2の燃焼が行われる。一方、ステップ114
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115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。
When the flag I is reset, in the next processing cycle, the routine proceeds from step 100 to step 114, where it is judged if the required load L has become lower than the second boundary Y (N). When L ≧ Y (N), step 116
Then, the second combustion is performed. On the other hand, step 114
When it is determined that L <Y (N), the routine proceeds to step 115, where the flag I is set, then the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【0082】次に図19を参照しつつ図18のステップ
112において行われる温度制御の第1実施例について
説明する。図19を参照するとまず初めにステップ20
0において機関回転数Nが目標アイドリング回転数tN
よりも高いか否かが判別される。N>tNのときにはス
テップ201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αが減算され、次いでステップ
203に進む。一方、N≦tNのときにはステップ20
2に進んで補正値ΔSTに一定値αが加算される。次い
でステップ203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。
Next, the first embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 19, first, step 20
At 0, the engine speed N is the target idling speed tN
Is higher than the above. When N> tN, the routine proceeds to step 201, where the constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 203. On the other hand, when N ≦ tN, step 20
Proceeding to step 2, the constant value α is added to the correction value ΔST. Next, at step 203, the target opening ST of the throttle valve 20
The final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to.

【0083】次いでステップ204では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ205では質量流量計4
9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206では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。即ち、N>tNにな
るとスロットル弁20の開度STが減少せしめられるた
めに吸入空気量Gaが減少する。吸入空気量Gaが減少
すると燃料噴射量Qが減少せしめられ、斯くして機関回
転数Nが低下する。これに対しN≦tNになるとスロッ
トル弁20の開度STが増大せしめられるために吸入空
気量Gaが増大する。吸入空気量Gaが増大すると燃料
噴射量Qが増大せしめられ、斯くして機関回転数Nが上
昇する。このようにして機関回転数Nが目標アイドリン
グ回転数tNに制御される。
Next, at step 204, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 205, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next, at step 206, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated based on the target air-fuel ratio A / F and the intake air amount Ga. That is, when N> tN, the opening degree ST of the throttle valve 20 is decreased, so that the intake air amount Ga is decreased. When the intake air amount Ga decreases, the fuel injection amount Q is decreased, and thus the engine speed N decreases. On the other hand, when N ≦ tN, the opening ST of the throttle valve 20 is increased and the intake air amount Ga is increased. When the intake air amount Ga increases, the fuel injection amount Q increases, and thus the engine speed N increases. In this way, the engine speed N is controlled to the target idling speed tN.

【0084】次いでステップ207では温度センサ27
により検出された触媒25の温度T c が下限温度Tmin
よりも低いか否かが判別される。Tc ≧Tmin のときに
はステップ209にジャンプする。これに対してTc
min になるとステップ208に進んで図16に示され
るように噴射開始時期θSが予め定められた値ΔθSだ
け遅くされる。その結果、前述したように排気ガス温が
上昇せしめられ、斯くして触媒25の温度Tc が上昇せ
しめられる。
Next, at step 207, the temperature sensor 27
Temperature T of the catalyst 25 detected by cIs the lower limit temperature Tmin
Is lower than that. Tc≧ TminAt
Jumps to step 209. On the other hand, Tc<
TminIf so, proceed to step 208 and shown in FIG.
The injection start timing θS is a predetermined value ΔθS
Be slowed down. As a result, the exhaust gas temperature
The temperature of the catalyst 25 is raised.cRise
It is tightened.

【0085】次いでステップ209では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ210に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ212に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ211に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ212に進む。ステップ2
12ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 209, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 210, where the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, it proceeds to step 212. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 211, where the correction value ΔSE is a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 212. Step two
12, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0086】このようにサージタンク12の圧力PMが
目標圧力PM0となるようにEGR制御弁31の開度S
Eが制御され、それによってEGR率が目標EGR率と
される。次に図18のステップ112において行われる
温度制御の第2実施例について説明する。この実施例で
は図20に示されるように触媒25の温度Tc が下限温
度Tmin よりも低下したときには主噴射Qm に先立って
圧縮上死点前にパイロット噴射Qp が行われる。このパ
イロット噴射Qp の噴射量は少量でかつ一定量である。
一方、主噴射Qm は圧縮上死点後に行われ、噴射量Qが
増大したときには主噴射Qm の噴射量が増大せしめられ
る。
Thus, the opening S of the EGR control valve 31 is adjusted so that the pressure PM of the surge tank 12 becomes the target pressure PM0.
E is controlled so that the EGR rate becomes the target EGR rate. Next, a second embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In this embodiment the pilot injection Q p to the compression top dead center prior to the main injection Q m when the temperature T c becomes lower than the lower limit temperature T min of the catalyst 25 as shown in Figure 20 is performed. The injection amount of this pilot injection Q p is small and constant.
On the other hand, the main injection Q m is performed after the compression top dead center, and when the injection amount Q increases, the injection amount of the main injection Q m is increased.

【0087】この場合も主噴射Qm の噴射時期が遅いの
で機関の出力が低下し、斯くして機関回転数Nが低下す
る。機関回転数Nが低下すると機関回転数Nを目標アイ
ドリング回転数N0 まで上昇すべく吸入空気量が増量さ
れ、それに伴なって燃料噴射量Qが増量される。燃料噴
射量Qが増大せしめられると排気ガス温が上昇し、斯く
して触媒25の温度Tc が上昇する。斯くして触媒25
の温度Tc が活性化温度以下に低下するのを阻止するこ
とができることになる。
Also in this case, since the injection timing of the main injection Q m is late, the output of the engine is reduced and thus the engine speed N is reduced. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased so as to increase the engine speed N to the target idling speed N 0, and the fuel injection amount Q is accordingly increased. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises. Thus the catalyst 25
It will be possible to prevent the temperature T c of C from falling below the activation temperature.

【0088】次に図21を参照しつつ第2実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図21
を参照するとまず初めにステップ300において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ301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αが減算され、次いでステップ303に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ302に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ303
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。
Next, the temperature control routine for executing the second embodiment will be described with reference to FIG. Figure 21
First, at step 300, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 301, where a constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 303. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 302, where a constant value α is added to the correction value ΔST. Then step 303
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0089】次いでステップ304では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ305では質量流量計4
9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306では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ30
7では温度センサ27により検出された触媒25の温度
c が下限温度Tmin よりも低いか否かが判別される。
c ≧Tmin のときにはステップ310にジャンプす
る。これに対してTc <Tmin になるとステップ308
に進んで燃料噴射量Qからパイロット噴射量Qp を減算
することにより主噴射量Qm が算出される。次いでステ
ップ309ではパイロット噴射の噴射開始時期θSp
よび主噴射の噴射開始時期θSm が算出される。
Next, at step 304, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 305, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next
At step 306, the target air-fuel ratio A / F and intake air
To set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F based on the amount Ga
The required fuel injection amount Q is calculated. Then step 30
7, the temperature of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27
T cIs the lower limit temperature TminIs lower than that.
Tc≧ TminIf so, jump to step 310
It On the other hand, Tc<TminThen step 308
To the pilot injection amount Q from the fuel injection amount QpSubtract
The main injection quantity QmIs calculated. Next,
In step 309, the injection start timing θS of pilot injectionpOh
And the injection start timing θS of the main injectionmIs calculated.

【0090】次いでステップ310では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ311に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ313に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ312に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ313に進む。ステップ3
13ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 310, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 311, and the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, it proceeds to step 313. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 312, where the correction value ΔSE is a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 313. Step 3
At 13, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0091】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第3実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低く
なったときにはコモンレール34内の目標燃料圧Pが予
め定められた値ΔPだけ低下せしめられる。コモンール
34内の目標燃料圧が低下せしめられると燃料の噴射期
間が長くなる。燃料の噴射期間が長くなると機関の出力
が低下し、斯くして機関回転数Nが低下する。機関回転
数Nが低下すると機関回転数Nを目標アイドリング回転
数N0 まで上昇すべく吸入空気量が増量され、それに伴
なって燃料噴射量Qが増量される。燃料噴射量Qが増大
せしめられると排気ガス温が上昇し、斯くして触媒25
の温度Tc が上昇する。斯くして触媒25の温度Tc
活性化温度以下に低下するのを阻止することができるこ
とになる。
Next, a third embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In this embodiment, when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min , the target fuel pressure P in the common rail 34 is reduced by a predetermined value ΔP. When the target fuel pressure in the common valve 34 is reduced, the fuel injection period becomes longer. When the fuel injection period becomes long, the output of the engine decreases, and thus the engine speed N decreases. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased so as to increase the engine speed N to the target idling speed N 0, and the fuel injection amount Q is accordingly increased. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises, and thus the catalyst 25
Temperature T c of the temperature rises. Thus, it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from dropping below the activation temperature.

【0092】次に図22を参照しつつ第3実施例を実行
するための温度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400において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ401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αが減算され、次いでステップ403に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ402に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ403
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。
Next, a temperature control routine for executing the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 22
First, at step 400, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 401, where the constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 403. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 402, where a constant value α is added to the correction value ΔST. Then step 403
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0093】次いでステップ404では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ405では質量流量計4
9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406では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ40
7では温度センサ27により検出された触媒25の温度
c が下限温度Tmin よりも低いか否かが判別される。
c ≧Tmin のときにはステップ409にジャンプす
る。これに対してTc <Tmin になるとステップ408
に進み、コモンレール34内の目標燃料圧Pから予め定
められた値ΔPを減算することによって最終的なコモン
レール34内の目標燃料圧Pが算出される。斯くしてコ
モンレール34内の燃料圧が低下せしめられることにな
る。
Next, at step 404, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 405, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next
At step 406, the target air-fuel ratio A / F and intake air
To set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F based on the amount Ga
The required fuel injection amount Q is calculated. Then step 40
7, the temperature of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27
T cIs the lower limit temperature TminIs lower than that.
Tc≧ TminIf, jump to step 409
It On the other hand, Tc<TminThen step 408
To the target fuel pressure P in the common rail 34 in advance.
The final common by subtracting the value ΔP
The target fuel pressure P in the rail 34 is calculated. Thus
The fuel pressure in the Monrail 34 will be reduced.
It

【0094】次いでステップ409では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ410に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ412に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ411に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ412に進む。ステップ4
12ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 409, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 410, where the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, the process proceeds to step 412. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 411, where the correction value ΔSE is a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 412. Step 4
12, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0095】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第4実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低く
なったときにはEGRガスの供給量が減少せしめられ
る。EGRガスの供給量が減少するとサージタンク12
内の圧力が低下し、斯くしてポンピング損失が増大す
る。ポンピング損失が増大すると機関の出力が低下し、
斯くして機関回転数Nが低下する。機関回転数Nが低下
すると機関回転数Nを目標アイドリング回転数N0まで
上昇すべく吸入空気量が増量され、それに伴なって燃料
噴射量Qが増量される。燃料噴射量Qが増大せしめられ
ると排気ガス温が上昇し、斯くして触媒25の温度Tc
が上昇する。斯くして触媒25の温度Tc が活性化温度
以下に低下するのを阻止することができることになる。
Next, a fourth embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. The supply amount of the EGR gas is caused to decrease when the temperature T c of the catalyst 25 is lower than the lower limit temperature T min in this embodiment. When the EGR gas supply decreases, the surge tank 12
The pressure inside will decrease and thus the pumping loss will increase. When pumping loss increases, the output of the engine decreases,
Thus, the engine speed N decreases. When the engine speed N decreases, the intake air amount is increased so as to increase the engine speed N to the target idling speed N 0, and the fuel injection amount Q is accordingly increased. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises, and thus the temperature T c of the catalyst 25 is increased.
Rises. Thus, it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from dropping below the activation temperature.

【0096】なお、この実施例ではサージタンク12内
の目標圧力PM0を一定値ΔPMだけ低下させることに
よってEGRガスの供給量を低下させるようにしてい
る。即ち、サージタンク12内の目標圧力PM0を低下
させるとサージタンク12内の圧力PMが目標圧力PM
0となるまでEGR制御弁31が閉弁せしめられ、斯く
してEGRガスの供給量が低下することになる。
In this embodiment, the target pressure PM0 in the surge tank 12 is reduced by a constant value ΔPM to reduce the supply amount of EGR gas. That is, when the target pressure PM0 in the surge tank 12 is lowered, the pressure PM in the surge tank 12 becomes equal to the target pressure PM.
The EGR control valve 31 is closed until it becomes 0, and thus the supply amount of EGR gas is reduced.

【0097】次に図23を参照しつつ第4実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図23
を参照するとまず初めにステップ500において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ501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αが減算され、次いでステップ503に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ502に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ503
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。
Next, a temperature control routine for executing the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 23
First, in step 500, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 501, where a constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 503. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 502, where a fixed value α is added to the correction value ΔST. Then step 503
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0098】次いでステップ504では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ505では質量流量計4
9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506では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ50
7では温度センサ27により検出された触媒25の温度
c が下限温度Tmin よりも低いか否かが判別される。
c ≧Tmin のときにはステップ509にジャンプす
る。これに対してTc <Tmin になるとステップ508
に進み、サージタンク12内の目標圧力PM0から一定
値ΔPMを減算することによって最終的な目標圧力PM
0が算出される。その結果、前述したようにEGRガス
の供給量が低下せしめられる。
Next, at step 504, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 505, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next
At step 506, the target air-fuel ratio A / F and the intake air are
To set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F based on the amount Ga
The required fuel injection amount Q is calculated. Then step 50
7, the temperature of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27
T cIs the lower limit temperature TminIs lower than that.
Tc≧ TminIf yes, jump to step 509
It On the other hand, Tc<TminThen step 508
To the target pressure PM0 in the surge tank 12
The final target pressure PM by subtracting the value ΔPM
0 is calculated. As a result, as described above, the EGR gas
The supply amount of is reduced.

【0099】次いでステップ509では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ510に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ512に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ511に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ512に進む。ステップ5
12ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 509, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 510, where the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, it proceeds to step 512. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 511, where the correction value ΔSE is set to a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 512. Step 5
12, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0100】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第5実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低下
したときには目標アイドリング回転数tNが上昇せしめ
られる。目標アイドリング回転数tNが上昇せしめられ
れば吸入空気量が増大され、それに伴なって燃料噴射量
Qが増量される。燃料噴射量Qが増大せしめられると排
気ガス温が上昇し、斯くして触媒25の温度Tc が上昇
する。斯くして触媒25の温度Tc が活性化温度以下に
低下するのを阻止することができることになる。
Next, a fifth embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. Target idling speed tN is raised when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min in this embodiment. If the target idling speed tN is increased, the intake air amount is increased, and the fuel injection amount Q is increased accordingly. When the fuel injection amount Q is increased, the exhaust gas temperature rises and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises. Thus, it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from dropping below the activation temperature.

【0101】なお、この実施例では吸入空気量が増量さ
れてもEGR率を目標EGR率に維持するために目標ア
イドリング回転数tNが上昇せしめられたときにはサー
ジタンク12内の目標圧力PM0も上昇せしめられる。
次に図24を参照しつつ第5実施例を実行するための温
度制御ルーチンについて説明する。
In this embodiment, even if the intake air amount is increased, the target pressure PM0 in the surge tank 12 is also increased when the target idling speed tN is increased so as to maintain the EGR ratio at the target EGR ratio. To be
Next, a temperature control routine for executing the fifth embodiment will be described with reference to FIG.

【0102】図24を参照するとまず初めにステップ6
00において温度センサ27により検出された触媒25
の温度Tc が下限温度Tmin よりも低いか否かが判別さ
れる。Tc ≧Tmin のときにはステップ603にジャン
プする。これに対してTc <Tmin になるとステップ6
01に進んで目標アイドリング回転数tNに一定値ΔN
が加算される。即ち、目標アイドリング回転数tNが上
昇せしめられる。次いでステップ602ではEGR率を
目標EGR率に維持すべくサージタンク12内の目標圧
力PM0が予め定められた値δだけ上昇せしめられる。
次いでステップ603に進む。
Referring to FIG. 24, first, step 6
Catalyst detected by temperature sensor 27 at 00
It is determined whether or not the temperature T c of is lower than the lower limit temperature T min . When T c ≧ T min, the process jumps to step 603. On the other hand, when T c <T min , step 6
Go to 01 and set a constant value ΔN for the target idling speed tN.
Is added. That is, the target idling speed tN is increased. Next, at step 602, the target pressure PM0 in the surge tank 12 is raised by a predetermined value δ in order to maintain the EGR rate at the target EGR rate.
Then, the process proceeds to step 603.

【0103】ステップ603では機関回転数Nが目標ア
イドリング回転数tNよりも高いか否かが判別される。
N>tNのときにはステップ604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αが減算
され、次いでステップ606に進む。一方、N≦tNの
ときにはステップ605に進んで補正値ΔSTに一定値
αが加算される。次いでステップ606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。
At step 603, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN.
When N> tN, the routine proceeds to step 604, where the constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening degree of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 606. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 605, where a fixed value α is added to the correction value ΔST. Next, at step 606, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0104】次いでステップ607では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ608では質量流量計4
9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609では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ61
0では圧力センサ39により検出されたサージタンク1
2内の圧力PMが目標圧力PM0よりも高いか否かが判
別される。PM>PM0のときにはステップ611に進
んでEGR制御弁31の開度に対する補正値ΔSEから
一定値βが減算され、次いでステップ613に進む。一
方、PM≦PM0のときにはステップ612に進んで補
正値ΔSEに一定値βが加算され、次いでステップ61
3に進む。ステップ613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。
Next, at step 607, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 608, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next, at step 609, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated based on the target air-fuel ratio A / F and the intake air amount Ga. Then step 61
At 0, the surge tank 1 detected by the pressure sensor 39
It is determined whether or not the pressure PM in 2 is higher than the target pressure PM0. When PM> PM0, the routine proceeds to step 611, where the constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of the EGR control valve 31, and then the routine proceeds to step 613. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 612, where a fixed value β is added to the correction value ΔSE, and then step 61
Go to 3. In step 613, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated by adding the correction value ΔSE to the target opening SE of the EGR control valve 31.

【0105】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第6実施例について説明する。第1の運
転領域Iでは通常リーン空燃比のもとで低温燃焼が行わ
れている。従って排気ガス中には過剰の酸素が含まれて
おり、この過剰酸素は触媒15内に吸着される。従って
燃焼室5から多量の未燃HC,COが排出されるとこれ
ら未燃HC,COは触媒15に吸着されている多量の酸
素によって酸化せしめられ、このときの酸化反応熱によ
って触媒25の温度が上昇せしめられる。
Next, a sixth embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In the first operating region I, low temperature combustion is normally performed under a lean air-fuel ratio. Therefore, the exhaust gas contains excess oxygen, and this excess oxygen is adsorbed in the catalyst 15. Therefore, when a large amount of unburned HC and CO are discharged from the combustion chamber 5, these unburned HC and CO are oxidized by the large amount of oxygen adsorbed on the catalyst 15, and the temperature of the catalyst 25 is increased by the heat of oxidation reaction at this time. Is raised.

【0106】そこでこの第6実施例では触媒25の温度
c が下限温度Tmin よりも低くなったときには空燃比
をリッチにするようにしている。空燃比をリッチにする
と機関からは多量の未燃HC,COが排出され、斯くし
て酸化反応熱により触媒25の温度Tc が上昇する。そ
の結果、触媒25の温度Tc が活性化温度以下に低下す
るのを阻止することができることになる。
Therefore, in the sixth embodiment, the air-fuel ratio is made rich when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min . When the air-fuel ratio is made rich, a large amount of unburned HC and CO are discharged from the engine, and thus the temperature Tc of the catalyst 25 rises due to the heat of oxidation reaction. As a result, it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from falling below the activation temperature.

【0107】次に図25を参照しつつ第6実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図25
を参照するとまず初めにステップ700において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ701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αが減算され、次いでステップ703に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ702に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ703
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。
Next, a temperature control routine for executing the sixth embodiment will be described with reference to FIG. Figure 25
First, at step 700, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 701, where a constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 703. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 702, where a fixed value α is added to the correction value ΔST. Then step 703
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0108】次いでステップ704では温度センサ27
により検出された触媒25の温度T c が下限温度Tmin
よりも低いか否かが判別される。Tc ≧Tmin のときに
はステップ706に進んで目標空燃比A/Fが算出され
る。このとき算出される目標空燃比はリーンとなってい
る。次いでステップ707に進む。これに対してTc
min になるとステップ705に進んで目標空燃比A/
Fが予め定められたリッチ空燃比(A/F)R とされ
る。次いでステップ707では質量流量計49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
708では目標空燃比A/Fおよび吸入空気量Gaに基
づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに必要な燃料
噴射量Qが算出される。
Next, at step 704, the temperature sensor 27
Temperature T of the catalyst 25 detected by cIs the lower limit temperature Tmin
Is lower than that. Tc≧ TminAt
Proceeds to step 706 to calculate the target air-fuel ratio A / F
It The target air-fuel ratio calculated at this time is lean.
It Then, it proceeds to step 707. On the other hand, Tc<
TminIf so, the routine proceeds to step 705, where the target air-fuel ratio A /
F is a predetermined rich air-fuel ratio (A / F)RTo be
It Next, at step 707, the mass flowmeter 49 detects
The taken out intake air amount Ga is taken in. Then step
708 is based on the target air-fuel ratio A / F and the intake air amount Ga.
Fuel required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F
The injection amount Q is calculated.

【0109】次いでステップ709では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ710に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ712に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ711に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ712に進む。ステップ7
12ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 709, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 710, where the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, it proceeds to step 712. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 711, where the correction value ΔSE is a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 712. Step 7
12, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0110】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第7実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低く
なったときには図26に示されるように吸気行程の初期
に第1回目の燃料噴射Qi が行われ、圧縮行程末期に第
2回目の燃料噴射、即ち主噴射Qm が行われる。云い換
えるとこの実施例ではいわゆるビゴム(VIGOM)噴
射が行われる。図16に示す実施例では第1回目の燃料
噴射Qi の噴射量は少量でかつ一定量とされ、燃料噴射
量Qが増大すると主噴射Qm の噴射量が増大せしめられ
る。
Next, a seventh embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In this embodiment, when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min , the first fuel injection Q i is performed at the beginning of the intake stroke and the first fuel injection Q i is made at the end of the compression stroke as shown in FIG. the second fuel injection, that is the main injection Q m is performed. In other words, in this embodiment, so-called VIGOM injection is performed. In the embodiment shown in FIG. 16, the injection amount of the first fuel injection Q i is small and constant, and when the fuel injection amount Q increases, the injection amount of the main injection Q m increases.

【0111】図26に示されるように第1回目の燃料噴
射Qi を吸気行程中に行うとこの燃料は燃焼室5内全体
に広がる予混合気を形成する。このように予混合気が形
成されると主噴射Qm が行われたときの着火遅れが短か
くなるが一部の予混合気は燃焼せしめられることなく機
関から排出される。即ち、このようなビゴム噴射を行う
と機関からは多量の未燃HC,COが排出される。その
結果、酸化反応熱により触媒25の温度Tc が上昇せし
められ、斯くして触媒25の温度Tc が活性化温度以下
に低下するのを阻止することができることになる。
As shown in FIG. 26, when the first fuel injection Q i is performed during the intake stroke, this fuel forms a premixed gas that spreads throughout the combustion chamber 5. When the premixed air is thus formed, the ignition delay when the main injection Q m is performed becomes short, but a part of the premixed air is discharged from the engine without being burned. That is, when such a rubber injection is performed, a large amount of unburned HC and CO are discharged from the engine. As a result, the temperature T c of the catalyst 25 is raised by the heat of oxidation reaction, and thus it is possible to prevent the temperature T c of the catalyst 25 from dropping below the activation temperature.

【0112】次に図27を参照しつつ第7実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図27
を参照するとまず初めにステップ800において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ801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αが減算され、次いでステップ803に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ802に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ803
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。
Next, the temperature control routine for executing the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 27
First, at step 800, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 801, where the constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 803. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 802, where a fixed value α is added to the correction value ΔST. Then Step 803
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0113】次いでステップ804では目標空燃比A/
Fが算出され、次いでステップ805では質量流量計4
9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806では目標空燃比A/Fおよび吸入空気
量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに
必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ80
7では温度センサ27により検出された触媒25の温度
c が下限温度Tmin よりも低いか否かが判別される。
c ≧Tmin のときにはステップ810にジャンプす
る。これに対してTc <Tmin になるとステップ808
に進んで燃料噴射量Qから予め定められた第1回目の燃
料噴射量Qi を減算することによって主噴射量Qm が算
出される。次いでステップ809では第1回目の噴射Q
i の噴射開始時期θSi および主噴射Qm の噴射開始時
期θSm が算出される。
Next, at step 804, the target air-fuel ratio A /
F is calculated, and then in step 805, the mass flowmeter 4
The intake air amount Ga detected by 9 is taken in. Next
At step 806, the target air-fuel ratio A / F and the intake air are
To set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F based on the amount Ga
The required fuel injection amount Q is calculated. Then step 80
7, the temperature of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27
T cIs the lower limit temperature TminIs lower than that.
Tc≧ TminIf yes, jump to step 810
It On the other hand, Tc<TminThen step 808
To the first fuel which is predetermined from the fuel injection amount Q.
Injection amount QiBy subtracting the main injection amount QmIs arithmetic
Will be issued. Next, at step 809, the first injection Q
iInjection start timing θSiAnd main injection QmWhen the injection of
Period θSmIs calculated.

【0114】次いでステップ810では圧力センサ39
により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目標
圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>PM
0のときにはステップ811に進んでEGR制御弁31
の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算され、
次いでステップ813に進む。一方、PM≦PM0のと
きにはステップ812に進んで補正値ΔSEに一定値β
が加算され、次いでステップ813に進む。ステップ8
13ではEGR制御弁31の目標開度SEに補正値ΔS
E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。
Next, at step 810, the pressure sensor 39
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by is higher than the target pressure PM0. PM> PM
When it is 0, the routine proceeds to step 811, and the EGR control valve 31
The constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of
Then, the process proceeds to step 813. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 812, where the correction value ΔSE is set to a constant value β.
Is added, and then the process proceeds to step 813. Step 8
At 13, the correction value ΔS is added to the target opening degree SE of the EGR control valve 31.
By adding E, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated.

【0115】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第8実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低く
なったときには例えば一回の燃料噴射時だけ空燃比が大
巾にリッチとされる。即ち、この実施例では多量の未燃
HC,COを一気に触媒25に送り込み、このときの酸
化反応熱でもって触媒25の温度を急激に上昇させるよ
うにしている。
Next, an eighth embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In this embodiment, when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min, the air-fuel ratio is made extremely rich only during one fuel injection, for example. That is, in this embodiment, a large amount of unburned HC and CO are sent to the catalyst 25 at once, and the temperature of the catalyst 25 is rapidly raised by the heat of the oxidation reaction at this time.

【0116】次に図28を参照しつつ第8実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図28
を参照するとまず初めにステップ900において機関回
転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否か
が判別される。N>tNのときにはステップ901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αが減算され、次いでステップ903に進む。一
方、N≦tNのときにはステップ902に進んで補正値
ΔSTに一定値αが加算される。次いでステップ903
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。
Next, a temperature control routine for executing the eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 28
First, in step 900, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, the routine proceeds to step 901, where the constant value α is subtracted from the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20, and then the routine proceeds to step 903. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 902, where a fixed value α is added to the correction value ΔST. Then step 903
Then, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0117】次いでステップ904では一回の燃料噴射
時だけ空燃比が大巾にリッチにされてから一定時間が経
過したか否かが判別される。一定時間が経過したときに
はステップ905に進んで温度センサ27により検出さ
れた触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低いか
否かが判別される。Tc ≧Tmin のときにはステップ9
07に進んで目標空燃比A/Fが算出される。このとき
算出される目標空燃比はリーンとなっている。次いでス
テップ908に進む。これに対してTc <Tmi n になる
とステップ906に進んで目標空燃比A/Fが予め定め
られた大巾にリッチな空燃比(A/F)R とされる。こ
のとき一回の噴射時だけ空燃比が大巾にリッチにされ
る。その後一定時間を経過するまではステップ904か
らステップ907にジャンプし、空燃比がリーンとされ
る。
Next, at step 904, it is judged if a fixed time has elapsed since the air-fuel ratio was made extremely rich only during one fuel injection. When the fixed time has elapsed, the routine proceeds to step 905, where it is judged if the temperature T c of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27 is lower than the lower limit temperature T min . When T c ≧ T min , step 9
In step 07, the target air-fuel ratio A / F is calculated. The target air-fuel ratio calculated at this time is lean. Then, it proceeds to step 908. In contrast are T c <T mi becomes the n greatly rich air-fuel ratio the target air-fuel ratio A / F is predetermined proceeds to step 906 (A / F) R. At this time, the air-fuel ratio is greatly enriched only during one injection. After that, the routine jumps from step 904 to step 907 until the fixed time elapses, and the air-fuel ratio is made lean.

【0118】次いでステップ908では質量流量計49
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909では目標空燃比A/Fおよび吸入空気量
Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとするのに必
要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステップ910
では圧力センサ39により検出されたサージタンク12
内の圧力PMが目標圧力PM0よりも高いか否かが判別
される。PM>PM0のときにはステップ911に進ん
でEGR制御弁31の開度に対する補正値ΔSEから一
定値βが減算され、次いでステップ913に進む。一
方、PM≦PM0のときにはステップ912に進んで補
正値ΔSEに一定値βが加算され、次いでステップ91
3に進む。ステップ913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。
Next, at step 908, the mass flowmeter 49
The intake air amount Ga detected by is taken in. Next, at step 909, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated based on the target air-fuel ratio A / F and the intake air amount Ga. Then step 910
Then, the surge tank 12 detected by the pressure sensor 39
It is determined whether the internal pressure PM is higher than the target pressure PM0. When PM> PM0, the routine proceeds to step 911, where the constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of the EGR control valve 31, and then the routine proceeds to step 913. On the other hand, when PM ≦ PM0, the routine proceeds to step 912, where a fixed value β is added to the correction value ΔSE, and then step 91
Go to 3. In step 913, the final opening SE of the EGR control valve 31 is calculated by adding the correction value ΔSE to the target opening SE of the EGR control valve 31.

【0119】次に図18のステップ112において行わ
れる温度制御の第9実施例について説明する。この実施
例では触媒25の温度Tc が下限温度Tmin よりも低く
なったときには例えば一回の燃料噴射時だけ追加の燃料
add が膨張行程後半又は排気行程中に噴射される。こ
の追加の燃料Qadd は燃焼することなく機関から排出さ
れる。従ってこの実施例でも多量の未燃HC,COを一
気に触媒25に送り込み、このときの酸化反応熱でもっ
て触媒25の温度を急激に上昇させるようにしている。
Next, a ninth embodiment of the temperature control performed in step 112 of FIG. 18 will be described. In this embodiment, when the temperature T c of the catalyst 25 becomes lower than the lower limit temperature T min, the additional fuel Q add is injected during the latter half of the expansion stroke or during the exhaust stroke, for example, only during one fuel injection. This additional fuel Q add is discharged from the engine without burning. Therefore, also in this embodiment, a large amount of unburned HC and CO are sent all at once to the catalyst 25, and the temperature of the catalyst 25 is rapidly raised by the heat of the oxidation reaction at this time.

【0120】次に図29を参照しつつ第9実施例を実行
するための温度制御ルーチンについて説明する。図29
を参照するとまず初めにステップ1000において機関
回転数Nが目標アイドリング回転数tNよりも高いか否
かが判別される。N>tNのときにはステップ1001
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αが減算され、次いでステップ1003に進
む。一方、N≦tNのときにはステップ1002に進ん
で補正値ΔSTに一定値αが加算される。次いでステッ
プ1003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。
Next, a temperature control routine for executing the ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 29
First, at step 1000, it is judged if the engine speed N is higher than the target idling speed tN. When N> tN, step 1001
To the correction value ΔST for the opening of the throttle valve 20.
A constant value α is subtracted from, and the process proceeds to step 1003. On the other hand, when N ≦ tN, the routine proceeds to step 1002, where the fixed value α is added to the correction value ΔST. Next, at step 1003, the final opening ST of the throttle valve 20 is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20.

【0121】次いでステップ1004では目標空燃比A
/Fが算出され、次いでステップ1005では質量流量
計49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1006では目標空燃比A/Fおよび吸
入空気量Gaに基づいて空燃比を目標空燃比A/Fとす
るのに必要な燃料噴射量Qが算出される。次いでステッ
プ1007では一回の燃料噴射時だけ追加の燃料Qadd
が噴射されてから一定時間が経過したか否かが判別され
る。一定時間が経過したときにはステップ1008に進
んで温度センサ27により検出された触媒25の温度T
cが下限温度Tmin よりも低いか否かが判別される。T
c ≧Tmin のときにはステップ1010にジャンプす
る。これに対してTc <Tmin になるとステップ100
9に進んで追加の燃料量Qadd が算出される。このとき
一回の噴射時だけ追加の燃料Qadd が噴射される。その
後一定時間を経過するまではステップ1007からステ
ップ1010にジャンプし、この間追加の燃料Qadd
噴射されない。
Next, at step 1004, the target air-fuel ratio A
/ F is calculated, and then in step 1005, the intake air amount Ga detected by the mass flowmeter 49 is taken in.
Next, at step 1006, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated based on the target air-fuel ratio A / F and the intake air amount Ga. Next, at step 1007, the additional fuel Q add is added only at the time of one fuel injection.
It is determined whether or not a fixed time has elapsed since the injection of. When a certain period of time has passed, the routine proceeds to step 1008, where the temperature T of the catalyst 25 detected by the temperature sensor 27 is detected.
It is determined whether or not c is lower than the lower limit temperature T min . T
When c ≧ T min, the process jumps to step 1010. On the other hand, if T c <T min , step 100
In step 9, the additional fuel amount Q add is calculated. At this time, the additional fuel Q add is injected only at the time of one injection. After that, the routine jumps from step 1007 to step 1010 until a certain time elapses, during which the additional fuel Q add is not injected.

【0122】次いでステップ1010では圧力センサ3
9により検出されたサージタンク12内の圧力PMが目
標圧力PM0よりも高いか否かが判別される。PM>P
M0のときにはステップ1011に進んでEGR制御弁
31の開度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算さ
れ、次いでステップ1013に進む。一方、PM≦PM
0のときにはステップ1012に進んで補正値ΔSEに
一定値βが加算され、次いでステップ1013に進む。
ステップ1013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。
Next, at step 1010, the pressure sensor 3
It is determined whether the pressure PM in the surge tank 12 detected by 9 is higher than the target pressure PM0. PM> P
When M0, the routine proceeds to step 1011 where the constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the opening degree of the EGR control valve 31, and then the routine proceeds to step 1013. On the other hand, PM ≦ PM
When it is 0, the routine proceeds to step 1012, where the fixed value β is added to the correction value ΔSE, and then the routine proceeds to step 1013.
In step 1013, the target opening degree SE of the EGR control valve 31
By adding the correction value ΔSE to
The opening degree SE of the control valve 31 is calculated.

【0123】[0123]

【発明の効果】低温燃焼のもとでアイドリング運転が行
われているきに触媒が活性化温度以下に低下するのを阻
止することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION It is possible to prevent the catalyst from dropping below the activation temperature when the idling operation is performed under low temperature combustion.

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

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

【図2】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 a fuel molecule.

【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 smoke generation amount 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 operating region I and a second operating 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 diagram showing an opening of a throttle valve and the like.

【図9】要求トルクを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a required torque.

【図10】第1の運転領域Iにおける空燃比を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing an air-fuel ratio in a first operating region I.

【図11】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

【図12】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.

【図13】第2の燃焼における空燃比を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an air-fuel ratio in the second combustion.

【図14】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

【図15】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing a map of a target opening degree etc. of a throttle valve.

【図16】第1実施例における噴射時期を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing an injection timing in the first embodiment.

【図17】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 17 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図18】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 18 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図19】第1実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart for executing temperature control in the first embodiment.

【図20】第2実施例における噴射時期を示す図であ
る。
FIG. 20 is a diagram showing an injection timing in the second embodiment.

【図21】第2実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 21 is a flow chart for executing temperature control in the second embodiment.

【図22】第3実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 22 is a flow chart for executing temperature control in the third embodiment.

【図23】第4実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 23 is a flow chart for executing temperature control in the fourth embodiment.

【図24】第5実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 24 is a flow chart for executing temperature control in the fifth embodiment.

【図25】第6実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 25 is a flow chart for executing temperature control in the sixth embodiment.

【図26】第7実施例における噴射時期を示す図であ
る。
FIG. 26 is a diagram showing an injection timing in the seventh embodiment.

【図27】第7実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 27 is a flow chart for executing temperature control in the seventh embodiment.

【図28】第8実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 28 is a flow chart for executing temperature control in the eighth embodiment.

【図29】第9実施例における温度制御を実行するため
のフローチャートである。
FIG. 29 is a flow chart for executing temperature control in the ninth embodiment.

【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 F02D 41/02 325 F02D 41/02 325E 41/40 41/40 C 43/00 301 43/00 301E 301J 301N F02M 25/07 570 F02M 25/07 570G 570J (72)発明者 後藤 雅人 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8−177654(JP,A) 特開 平8−86251(JP,A) 特開 平9−287527(JP,A) 特開 平9−287528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI F02D 41/02 325 F02D 41/02 325E 41/40 41/40 C 43/00 301 43/00 301E 301J 301N F02M 25/07 570 F02M 25/07 570G 570J (72) Inventor Masato Goto 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hiroki Murata 1-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota-motor Co., Ltd. (56 ) References JP-A-7-4287 (JP, A) JP-A-8-177654 (JP, A) JP-A-8-86251 (JP, A) JP-A-9-287527 (JP, A) JP-A-9-287527 (JP, A) 9-287528 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-41/40

Claims (18)

(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
し、燃焼室内に供給される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、機関排気通路内に酸化機能を有
する触媒を配置し、該触媒の温度を検出するための温度
検出手段と、機関アイドリング運転時に該触媒の温度が
予め定められた下限温度以下になったときに該触媒の温
度を上昇させる温度上昇手段とを具備した内燃機関。
1. When the amount of inert gas supplied to the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak.
However, by further increasing the amount of inert gas supplied to the combustion chamber,
When going, the fuel at the time of combustion in the combustion chamber and the surrounding
When the gas temperature becomes lower than the soot formation temperature, soot is almost emitted.
In an internal combustion engine that does not live , the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is made larger than the amount of the inert gas at which the amount of soot generated reaches a peak .
The temperature of the fuel and the gas around it is the temperature at which soot is produced.
A temperature detecting means for suppressing the temperature to a lower temperature and arranging a catalyst having an oxidizing function in the engine exhaust passage, and detecting the temperature of the catalyst, and the lower limit of the temperature of the catalyst set in advance during engine idling operation. An internal combustion engine comprising a temperature raising means for raising the temperature of the catalyst when the temperature becomes lower than the temperature.
【請求項2】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときに排気
ガス温を上昇させることによって触媒の温度を上昇させ
る請求項1に記載の内燃機関。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by raising the exhaust gas temperature when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation. .
【請求項3】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには燃
料噴射時期を遅らせることによって触媒の温度を上昇さ
せる請求項2に記載の内燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the temperature increasing means increases the temperature of the catalyst by delaying the fuel injection timing when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation.
【請求項4】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときにはパ
イロット噴射を行うと共に主噴射の噴射時期を圧縮上死
点以後とすることによって触媒の温度を上昇させる請求
項2に記載の内燃機関。
4. The temperature increasing means performs pilot injection when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to a lower limit temperature during engine idling operation, and sets the injection timing of the main injection to after compression top dead center to thereby improve the temperature of the catalyst. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the engine is increased.
【請求項5】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには燃
料噴射圧を低下させることによって触媒の温度を上昇さ
せる請求項2に記載の内燃機関。
5. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by lowering the fuel injection pressure when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation.
【請求項6】 上記不活性ガス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からな
り、該温度上昇手段は、機関アイドリング運転時に該触
媒の温度が下限温度以下になったときには再循環排気ガ
ス量を減少させることによって触媒の温度を上昇させる
請求項2に記載の内燃機関。
6. The inert gas is recirculated exhaust gas that is recirculated from the engine exhaust passage into the engine intake passage, and the temperature increasing means keeps the temperature of the catalyst below a lower limit temperature during engine idling operation. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the temperature of the catalyst is raised by reducing the amount of recirculated exhaust gas.
【請求項7】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには機
関のアイドリング回転数を上昇させることによって触媒
の温度を上昇させる請求項2に記載の内燃機関。
7. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by raising the idling speed of the engine when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation. organ.
【請求項8】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときに機関
排気通路内に排出される未燃HC,COの量を増大させ
ることによって触媒の温度を上昇させる請求項1に記載
の内燃機関。
8. The temperature increasing means increases the amount of unburned HC and CO discharged into the engine exhaust passage when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to a lower limit temperature during engine idling operation. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature is raised.
【請求項9】 該温度上昇手段は、機関アイドリング運
転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには空
燃比をリッチにすることによって触媒の温度を上昇させ
る請求項8に記載の内燃機関。
9. The internal combustion engine according to claim 8, wherein the temperature raising means raises the temperature of the catalyst by making the air-fuel ratio rich when the temperature of the catalyst becomes equal to or lower than the lower limit temperature during engine idling operation.
【請求項10】 該温度上昇手段は、機関アイドリング
運転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには
吸気行程中と圧縮行程末期の二回に分けて燃料を噴射す
ることによって触媒の温度を上昇させる請求項8に記載
の内燃機関。
10. The temperature raising means increases the temperature of the catalyst by injecting fuel twice during the intake stroke and at the end of the compression stroke when the temperature of the catalyst becomes lower than the lower limit temperature during engine idling operation. The internal combustion engine according to claim 8, which is raised.
【請求項11】 該温度上昇手段は、機関アイドリング
運転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには
瞬時的に空燃比をリッチにし、その後予め定められた期
間は空燃比をリーンにすることによって触媒の温度を上
昇させる請求項8に記載の内燃機関。
11. The temperature increasing means instantly makes the air-fuel ratio rich when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to a lower limit temperature during engine idling operation, and thereafter makes the air-fuel ratio lean for a predetermined period. The internal combustion engine according to claim 8, wherein the temperature of the catalyst is raised by the method.
【請求項12】 該温度上昇手段は、機関アイドリング
運転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときには
膨張行程後半又は排気行程中に追加の燃料を燃料を噴射
することによって触媒の温度を上昇させる請求項8に記
載の内燃機関。
12. The temperature raising means raises the temperature of the catalyst by injecting additional fuel during the latter half of the expansion stroke or during the exhaust stroke when the temperature of the catalyst becomes lower than the lower limit temperature during engine idling operation. The internal combustion engine according to claim 8, further comprising:
【請求項13】 該温度上昇手段は、機関アイドリング
運転時に該触媒の温度が下限温度以下になったときに排
気ガス温を上昇させかつ機関排気通路内に排出される未
燃HC,COの量を増大させることによって触媒の温度
を上昇させる請求項1に記載の内燃機関。
13. The temperature raising means raises the exhaust gas temperature when the temperature of the catalyst becomes lower than or equal to the lower limit temperature during engine idling operation, and the amount of unburned HC and CO discharged into the engine exhaust passage. The internal combustion engine of claim 1, wherein the temperature of the catalyst is raised by increasing the temperature.
【請求項14】 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1に記載の内燃
機関。
14. The catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or NO.
The internal combustion engine of claim 1, wherein the internal combustion engine comprises at least one x absorbent.
【請求項15】 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排気ガス再循環装置を具備
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。
15. An exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from a combustion chamber into an engine intake passage, wherein the inert gas is recirculated exhaust gas.
Internal combustion engine according to.
【請求項16】 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15に記載の内燃機関。
16. The internal combustion engine of claim 15, wherein the exhaust gas recirculation rate is approximately 55 percent or more.
【請求項17】 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に供給される不活性
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。
17. The first combustion in which the amount of inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of soot generated and the soot is hardly generated, and the soot generation becomes peak. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas.
【請求項18】 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17に記載の内燃機関。
18. The engine operating region is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and first combustion is performed in the first operating region to perform the second operating region. Second in the area
The internal combustion engine according to claim 17, wherein the combustion is performed.
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