JPH08200045A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH08200045A JPH08200045A JP7007363A JP736395A JPH08200045A JP H08200045 A JPH08200045 A JP H08200045A JP 7007363 A JP7007363 A JP 7007363A JP 736395 A JP736395 A JP 736395A JP H08200045 A JPH08200045 A JP H08200045A
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- Japan
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- exhaust gas
- air
- absorbent
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- fuel
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- Y02T10/125—
-
- Y02T10/146—
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出時に失火の発
生を阻止する。 【構成】 排気マニホルド２４の下流にＮＯX 吸収剤２
６を配置し、排気マニホルド２４をＥＧＲガス通路２８
を介してサージタンク１６に連結する。機関低中負荷運
転時にはＥＧＲガスを再循環させ、リーン混合気を燃焼
させてこのとき発生するＮＯX をＮＯX 吸収剤２６に吸
収させる。ＮＯX 吸収剤２６に吸収されたＮＯX を放出
還元すべく追加の燃料が膨張行程に噴射され、このとき
ＥＧＲ弁２９が閉弁せしめられる。
生を阻止する。 【構成】 排気マニホルド２４の下流にＮＯX 吸収剤２
６を配置し、排気マニホルド２４をＥＧＲガス通路２８
を介してサージタンク１６に連結する。機関低中負荷運
転時にはＥＧＲガスを再循環させ、リーン混合気を燃焼
させてこのとき発生するＮＯX をＮＯX 吸収剤２６に吸
収させる。ＮＯX 吸収剤２６に吸収されたＮＯX を放出
還元すべく追加の燃料が膨張行程に噴射され、このとき
ＥＧＲ弁２９が閉弁せしめられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関排気通路と機関吸気通路とを再循環
排気ガス通路を介して互いに連結し、流入する排気ガス
の空燃比がリーンであるときにＮＯX を吸収し、流入す
る排気ガスの空燃比をリッチにすると吸収したＮＯX を
放出するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、通常
は圧縮上死点近傍において燃焼室内に主噴射を行うと共
にＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべきときには主噴射
完了後の膨張工程又は排気行程において燃焼室内に副噴
射を行うことによりＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比をリッチにするようにしたディーゼル機関が本出
願人により既に提案されている（特願平５−２４１４６
３号参照）。なお、ここでＮＯX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比とはＮＯX 吸収剤上流の排気通路又は燃焼
室又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料量の比
をいう。
排気ガス通路を介して互いに連結し、流入する排気ガス
の空燃比がリーンであるときにＮＯX を吸収し、流入す
る排気ガスの空燃比をリッチにすると吸収したＮＯX を
放出するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、通常
は圧縮上死点近傍において燃焼室内に主噴射を行うと共
にＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべきときには主噴射
完了後の膨張工程又は排気行程において燃焼室内に副噴
射を行うことによりＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比をリッチにするようにしたディーゼル機関が本出
願人により既に提案されている（特願平５−２４１４６
３号参照）。なお、ここでＮＯX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比とはＮＯX 吸収剤上流の排気通路又は燃焼
室又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料量の比
をいう。
【０００３】またこのディーゼル機関では機関吸気通路
内にスロットル弁を配置すると共に再循環排気ガス通路
をスロットル弁下流の機関吸気通路内に連結し、ＮＯX
吸収剤からＮＯX を放出すべきときにはスロットル弁を
閉弁して多量の排気ガスを吸気通路内に再循環させるこ
とにより機関シリンダ内に供給される吸入空気量を減少
させ、それによって副噴射量を少なくしてもＮＯX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにしうるように
している。
内にスロットル弁を配置すると共に再循環排気ガス通路
をスロットル弁下流の機関吸気通路内に連結し、ＮＯX
吸収剤からＮＯX を放出すべきときにはスロットル弁を
閉弁して多量の排気ガスを吸気通路内に再循環させるこ
とにより機関シリンダ内に供給される吸入空気量を減少
させ、それによって副噴射量を少なくしてもＮＯX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにしうるように
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのように膨
張行程又は排気行程において副噴射を行うとこの副噴射
燃料は噴射時期等によって燃えたり燃えなかったりす
る。この場合、副噴射燃料が燃えなかったとするとこの
副噴射燃料は未燃燃料として機関排気通路内に排出さ
れ、次いでこの未燃燃料を含んだ排気ガスは再循環排気
ガス通路を介して機関吸気通路内に再循環せしめられ
る。しかしながら多量の未燃燃料が吸気通路内に再循環
せしめられると特に点火栓周りに混合気を集めるように
した成層燃焼内燃機関では点火栓周りに形成される混合
気が過度にリッチになり、その結果失火してしまうとい
う問題を生じる。
張行程又は排気行程において副噴射を行うとこの副噴射
燃料は噴射時期等によって燃えたり燃えなかったりす
る。この場合、副噴射燃料が燃えなかったとするとこの
副噴射燃料は未燃燃料として機関排気通路内に排出さ
れ、次いでこの未燃燃料を含んだ排気ガスは再循環排気
ガス通路を介して機関吸気通路内に再循環せしめられ
る。しかしながら多量の未燃燃料が吸気通路内に再循環
せしめられると特に点火栓周りに混合気を集めるように
した成層燃焼内燃機関では点火栓周りに形成される混合
気が過度にリッチになり、その結果失火してしまうとい
う問題を生じる。
【０００５】一方、副噴射燃料が燃えた場合には機関か
ら排出される排気ガス中の酸素濃度は極めて低くなり、
従って酸素濃度の極めて低い排気ガスが機関吸気通路内
に再循環せしめられる。しかしながらこのように酸素濃
度の極めて低い排気ガスが吸気通路内に再循環せしめら
れると特に多量の排気ガスを再循環するようにした内燃
機関では点火栓周りの酸素濃度が低くなり、その結果失
火してしまうという問題を生じる。このようにＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべく副噴射が行われてＮＯX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた場
合、この排気ガスが多量に機関吸気通路内に再循環され
ると副噴射燃料が燃えても燃えなくても上述した如き問
題が生じることになる。
ら排出される排気ガス中の酸素濃度は極めて低くなり、
従って酸素濃度の極めて低い排気ガスが機関吸気通路内
に再循環せしめられる。しかしながらこのように酸素濃
度の極めて低い排気ガスが吸気通路内に再循環せしめら
れると特に多量の排気ガスを再循環するようにした内燃
機関では点火栓周りの酸素濃度が低くなり、その結果失
火してしまうという問題を生じる。このようにＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべく副噴射が行われてＮＯX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた場
合、この排気ガスが多量に機関吸気通路内に再循環され
ると副噴射燃料が燃えても燃えなくても上述した如き問
題が生じることになる。
【０００６】
【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番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収しているＮ
ＯX を放出するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置
し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときにこの理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガ
スが流通する機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再
循環通路を介して連結されている内燃機関において、Ｎ
ＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされた
ときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再
循環される未燃燃料量を減少させる未燃燃料量減少手段
を具備している。
めに１番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収しているＮ
ＯX を放出するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置
し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときにこの理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガ
スが流通する機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再
循環通路を介して連結されている内燃機関において、Ｎ
ＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされた
ときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再
循環される未燃燃料量を減少させる未燃燃料量減少手段
を具備している。
【０００７】また、２番目の発明によれば上記問題点を
解決するために１番目の発明において、未燃燃料量減少
手段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチ
にされたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通
路内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるよう
にしている。
解決するために１番目の発明において、未燃燃料量減少
手段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチ
にされたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通
路内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるよう
にしている。
【０００８】また、３番目の発明によれば上記問題点を
解決するために２番目の発明において、ＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに再循環
排気ガス量の低下に伴って吸入空気量を低減させる吸入
空気量低減手段を具備している。また、４番目の発明に
よれば上記問題点を解決するために１番目の発明におい
て、未燃燃料量減少手段は未燃燃料を除去するための未
燃燃料除去装置を具備し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放
出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが未燃燃
料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され、ＮＯ
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
は排気ガスが未燃燃料除去装置を経ずに機関吸気通路内
に再循環せしめられる。
解決するために２番目の発明において、ＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに再循環
排気ガス量の低下に伴って吸入空気量を低減させる吸入
空気量低減手段を具備している。また、４番目の発明に
よれば上記問題点を解決するために１番目の発明におい
て、未燃燃料量減少手段は未燃燃料を除去するための未
燃燃料除去装置を具備し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放
出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが未燃燃
料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され、ＮＯ
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
は排気ガスが未燃燃料除去装置を経ずに機関吸気通路内
に再循環せしめられる。
【０００９】また、５番目の発明によれば上記問題点を
解決するために４番目の発明において、排気ガス再循環
通路は未燃燃料除去装置を通った排気ガスが流れる第１
の通路と、未燃燃料除去装置を通っていない排気ガスが
流れる第２の通路とを具備し、第１の通路又は第２の通
路のいずれか一方を機関吸気通路に選択的に接続する切
換手段を具備している。
解決するために４番目の発明において、排気ガス再循環
通路は未燃燃料除去装置を通った排気ガスが流れる第１
の通路と、未燃燃料除去装置を通っていない排気ガスが
流れる第２の通路とを具備し、第１の通路又は第２の通
路のいずれか一方を機関吸気通路に選択的に接続する切
換手段を具備している。
【００１０】また、６番目の発明によれば上記問題点を
解決するために、流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチになると吸収しているＮＯX を放出
するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、ＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排
気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに
この理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する
機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介
して連結されている内燃機関において、ＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備
している。
解決するために、流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチになると吸収しているＮＯX を放出
するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、ＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排
気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに
この理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する
機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介
して連結されている内燃機関において、ＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備
している。
【００１１】また、７番目の発明によれば上記問題点を
解決するために６番目の発明において、酸素濃度増大手
段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路
内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるように
している。
解決するために６番目の発明において、酸素濃度増大手
段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路
内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるように
している。
【００１２】また、８番目の発明によれば上記問題点を
解決するために６番目の発明において、酸素濃度増大手
段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに機関燃焼室内に酸素を供給する酸素供給手
段を具備している。
解決するために６番目の発明において、酸素濃度増大手
段はＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに機関燃焼室内に酸素を供給する酸素供給手
段を具備している。
【００１３】
【作用】１番目の発明では、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を
放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が
リッチにされ、このときこの排気ガス中に未燃燃料が存
在する場合には未燃燃料量減少手段によって機関吸気通
路内に再循環される未燃燃料量が減少せしめられる。
放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が
リッチにされ、このときこの排気ガス中に未燃燃料が存
在する場合には未燃燃料量減少手段によって機関吸気通
路内に再循環される未燃燃料量が減少せしめられる。
【００１４】２番目の発明では、排気ガス再循環通路を
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関吸気通路内に再循環され
る未燃燃料量が減少せしめられる。３番目の発明では、
再循環排気ガス量が低下せしめられるに従って吸入空気
量が低減せしめられる。
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関吸気通路内に再循環され
る未燃燃料量が減少せしめられる。３番目の発明では、
再循環排気ガス量が低下せしめられるに従って吸入空気
量が低減せしめられる。
【００１５】４番目の発明では、ＮＯX 吸収剤からＮＯ
X を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが
未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され
るのでこのとき機関吸気通路内へは未燃燃料を含まない
排気ガスが再循環される。これに対してＮＯX 吸収剤に
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス
がそのまま機関吸気通路内に再循環される。
X を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが
未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され
るのでこのとき機関吸気通路内へは未燃燃料を含まない
排気ガスが再循環される。これに対してＮＯX 吸収剤に
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス
がそのまま機関吸気通路内に再循環される。
【００１６】５番目の発明では、未燃燃料除去装置によ
り未燃燃料が除去された排気ガスと、機関から排出され
たそのままの状態の排気ガスとが切換手段によって機関
吸気通路内に選択的に再循環せしめられる。６番目の発
明では、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされ、この
ときこの排気ガス中の酸素濃度が極度に低くなっている
場合には酸素濃度増大手段によって機関燃焼室内の酸素
濃度が増大せしめられる。
り未燃燃料が除去された排気ガスと、機関から排出され
たそのままの状態の排気ガスとが切換手段によって機関
吸気通路内に選択的に再循環せしめられる。６番目の発
明では、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされ、この
ときこの排気ガス中の酸素濃度が極度に低くなっている
場合には酸素濃度増大手段によって機関燃焼室内の酸素
濃度が増大せしめられる。
【００１７】７番目の発明では、排気ガス再循環通路を
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関燃焼室内の酸素濃度が増
大せしめられる。８番目の発明では、酸素供給手段によ
り機関燃焼室内に酸素を供給することによって機関燃焼
室内の酸素濃度が増大せしめられる。
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関燃焼室内の酸素濃度が増
大せしめられる。８番目の発明では、酸素供給手段によ
り機関燃焼室内に酸素を供給することによって機関燃焼
室内の酸素濃度が増大せしめられる。
【００１８】
【実施例】図１から図１９は本発明を筒内噴射式内燃機
関に適用した場合の第１実施例を示しており、まず初め
に図１から図１０を参照してこの筒内噴射式内燃機関の
基本的な作動について説明する。図１から図５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
ンダブロック２内で往復動するピストン、４はシリンダ
ブロック２上に固締されたシリンダヘッド、５はピスト
ン３とシリンダヘッド４間に形成された燃焼室、６ａは
第１吸気弁、６ｂは第２吸気弁、７ａは第１吸気ポー
ト、７ｂは第２吸気ポート、８は一対の排気弁、９は一
対の排気ポートを夫々示す。図３に示されるように第１
吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートからなり、第２
吸気ポート７ｂはほぼまっすぐに延びるストレートポー
トからなる。更に図３に示されるようにシリンダヘッド
４の内壁面の中央部には点火栓１０が配置され、第１吸
気弁６ａおよび第２吸気弁６ｂ間のシリンダヘッド４内
壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。一方、図
４および図５に示されるようにピストン３の頂面上には
キャビティ３ａが形成される。このキャビティ３ａは燃
料噴射弁１１の下方から点火栓１０の下方まで延びるほ
ぼ円形の輪郭形状を有する浅皿部１２と、浅皿部１２の
中央部に形成された半球形状をなす深皿部１３からな
る。また、点火栓１０下方の浅皿部１２と深皿部１３と
の接続部にほぼ球形状をなす凹部１４が形成される。
関に適用した場合の第１実施例を示しており、まず初め
に図１から図１０を参照してこの筒内噴射式内燃機関の
基本的な作動について説明する。図１から図５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
ンダブロック２内で往復動するピストン、４はシリンダ
ブロック２上に固締されたシリンダヘッド、５はピスト
ン３とシリンダヘッド４間に形成された燃焼室、６ａは
第１吸気弁、６ｂは第２吸気弁、７ａは第１吸気ポー
ト、７ｂは第２吸気ポート、８は一対の排気弁、９は一
対の排気ポートを夫々示す。図３に示されるように第１
吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートからなり、第２
吸気ポート７ｂはほぼまっすぐに延びるストレートポー
トからなる。更に図３に示されるようにシリンダヘッド
４の内壁面の中央部には点火栓１０が配置され、第１吸
気弁６ａおよび第２吸気弁６ｂ間のシリンダヘッド４内
壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。一方、図
４および図５に示されるようにピストン３の頂面上には
キャビティ３ａが形成される。このキャビティ３ａは燃
料噴射弁１１の下方から点火栓１０の下方まで延びるほ
ぼ円形の輪郭形状を有する浅皿部１２と、浅皿部１２の
中央部に形成された半球形状をなす深皿部１３からな
る。また、点火栓１０下方の浅皿部１２と深皿部１３と
の接続部にほぼ球形状をなす凹部１４が形成される。
【００１９】図１から図３に示されるように各気筒の第
１吸気ポート７ａおよび第２吸気ポート７ｂは夫々各吸
気枝管１５内に形成された第１吸気通路１５ａおよび第
２吸気通路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結さ
れ、各第２吸気通路１５ｂ内には夫々吸気制御弁１７が
配置される。これらの吸気制御弁１７は共通のシャフト
１８を介して例えばステップモータからなるアクチュエ
ータ１９に連結される。このステップモータ１９は電子
制御ユニット３０の出力信号に基いて制御される。サー
ジタンク１６は吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２
１に連結され、吸気ダクト２０内には例えばステップモ
ータ２２によって駆動されるスロットル弁２３が配置さ
れる。このステップモータ２２も電子制御ユニット３０
の出力信号に基いて制御される。
１吸気ポート７ａおよび第２吸気ポート７ｂは夫々各吸
気枝管１５内に形成された第１吸気通路１５ａおよび第
２吸気通路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結さ
れ、各第２吸気通路１５ｂ内には夫々吸気制御弁１７が
配置される。これらの吸気制御弁１７は共通のシャフト
１８を介して例えばステップモータからなるアクチュエ
ータ１９に連結される。このステップモータ１９は電子
制御ユニット３０の出力信号に基いて制御される。サー
ジタンク１６は吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２
１に連結され、吸気ダクト２０内には例えばステップモ
ータ２２によって駆動されるスロットル弁２３が配置さ
れる。このステップモータ２２も電子制御ユニット３０
の出力信号に基いて制御される。
【００２０】一方、各気筒の排気ポート９は排気マニホ
ルド２４に連結され、この排気マニホルド２４は排気管
２５を介してＮＯX 吸収剤２６を内蔵したケーシング２
７に連結される。排気マニホルド２４とサージタンク１
６とは再循環排気ガス（以下ＥＧＲガスという）通路２
８を介して互いに連結され、このＥＧＲガス通路２８内
にはＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁２９が配置され
る。このＥＧＲ弁２９は電子制御ユニット３０の出力信
号に基いて制御される。ＥＧＲ弁２９が閉弁せしめられ
ているときには空気のみが吸気ポート７ａ，７ｂを介し
て燃焼室５内に供給され、ＥＧＲ弁２９が開弁せしめら
れると空気およびＥＧＲガスが吸気ポート７ａ，７ｂを
介して燃焼室５内に供給される。
ルド２４に連結され、この排気マニホルド２４は排気管
２５を介してＮＯX 吸収剤２６を内蔵したケーシング２
７に連結される。排気マニホルド２４とサージタンク１
６とは再循環排気ガス（以下ＥＧＲガスという）通路２
８を介して互いに連結され、このＥＧＲガス通路２８内
にはＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁２９が配置され
る。このＥＧＲ弁２９は電子制御ユニット３０の出力信
号に基いて制御される。ＥＧＲ弁２９が閉弁せしめられ
ているときには空気のみが吸気ポート７ａ，７ｂを介し
て燃焼室５内に供給され、ＥＧＲ弁２９が開弁せしめら
れると空気およびＥＧＲガスが吸気ポート７ａ，７ｂを
介して燃焼室５内に供給される。
【００２１】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続
されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ
（リードオンリメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の
踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１
が接続され、負荷センサ４１の出力電圧はＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。上死点センサ
４２は例えば１番気筒が吸気上死点に達したときに出力
パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入
力される。クランク角センサ４３は例えばクランクシャ
フトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出
力パルスが入力ポート３５に入力される。ＣＰＵ３４で
は上死点センサ４２の出力パルスとクランク角センサ４
３の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クラ
ンク角センサ４３の出力パルスから機関回転数が計算さ
れる。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を
介して各燃料噴射弁１１および各ステップモータ１９，
２２に接続される。
ュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続
されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ
（リードオンリメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の
踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１
が接続され、負荷センサ４１の出力電圧はＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。上死点センサ
４２は例えば１番気筒が吸気上死点に達したときに出力
パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入
力される。クランク角センサ４３は例えばクランクシャ
フトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出
力パルスが入力ポート３５に入力される。ＣＰＵ３４で
は上死点センサ４２の出力パルスとクランク角センサ４
３の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クラ
ンク角センサ４３の出力パルスから機関回転数が計算さ
れる。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を
介して各燃料噴射弁１１および各ステップモータ１９，
２２に接続される。
【００２２】図１から図５に示す実施例では燃料噴射弁
１１が燃料に旋回力を与えつつ噴射するスクール弁から
なり、この燃料噴射弁１１からは図３および図４におい
てＦで示されるように燃料が円錐状に噴射される。図６
はこの燃料噴射弁１１からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示しており、図７は図６と同じ燃料噴射量に加えて
スロットル弁２３の開度と、ＥＧＲ弁２９の開度と、燃
焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆを示している。な
お、図６および図７においてＬはアクセルペダル４０の
踏込み量を示している。図６からわかるようにアクセル
ペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よりも小さい機関低負荷
運転時には圧縮行程末期に噴射量Ｑ2 だけ燃料噴射が行
われる。一方、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1
とＬ2 の間の機関中負荷運転時には吸気行程中に噴射量
Ｑ1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期に噴射量Ｑ2
だけ燃料が噴射される。即ち、機関中負荷運転時には吸
気行程と圧縮行程末期の２回に分けて燃料噴射が行われ
る。また、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 より
も大きい機関高負荷運転時には吸気行程中に噴射量Ｑ 1
だけ燃料が噴射される。なお、図６においてθＳ１およ
びθＥ１は吸気行程中に行われる燃料噴射Ｑ1 の噴射開
始時期と噴射完了時期を夫々示しており、θＳ２とθＥ
２は圧縮行程末期に行われる燃料噴射Ｑ2 の噴射開始時
期と噴射完了時期を夫々示している。
１１が燃料に旋回力を与えつつ噴射するスクール弁から
なり、この燃料噴射弁１１からは図３および図４におい
てＦで示されるように燃料が円錐状に噴射される。図６
はこの燃料噴射弁１１からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示しており、図７は図６と同じ燃料噴射量に加えて
スロットル弁２３の開度と、ＥＧＲ弁２９の開度と、燃
焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆを示している。な
お、図６および図７においてＬはアクセルペダル４０の
踏込み量を示している。図６からわかるようにアクセル
ペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よりも小さい機関低負荷
運転時には圧縮行程末期に噴射量Ｑ2 だけ燃料噴射が行
われる。一方、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1
とＬ2 の間の機関中負荷運転時には吸気行程中に噴射量
Ｑ1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期に噴射量Ｑ2
だけ燃料が噴射される。即ち、機関中負荷運転時には吸
気行程と圧縮行程末期の２回に分けて燃料噴射が行われ
る。また、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 より
も大きい機関高負荷運転時には吸気行程中に噴射量Ｑ 1
だけ燃料が噴射される。なお、図６においてθＳ１およ
びθＥ１は吸気行程中に行われる燃料噴射Ｑ1 の噴射開
始時期と噴射完了時期を夫々示しており、θＳ２とθＥ
２は圧縮行程末期に行われる燃料噴射Ｑ2 の噴射開始時
期と噴射完了時期を夫々示している。
【００２３】一方、図７に示されるようにアクセルペダ
ル４０の踏込み量ＬがＬ2 よりも小さい機関低中負荷運
転時にはスロットル弁２３の開度はかなり小さく、また
このときスロットル弁２３の開度はアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌが小さくなるほど小さくなる。一方、アク
セルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 よりも大きくなると
スロットル弁２３の開度は急速に大きくなって全開す
る。また、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 より
も小さい機関低中負荷運転時にはＥＧＲ弁２９の開度は
かなり大きく、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2
よりも大きくなるとＥＧＲ弁２９の開度は急速に小さく
なって全閉する。燃焼室５内における平均空燃比は高負
荷運転領域（Ｌ＞Ｌ2 ）の或る時点Ｌ0 においてリーン
からリッチに切換わる。即ち、アクセルペダル４０の踏
込み量ＬがＬ0 よりも小さい範囲では平均空燃比Ａ／Ｆ
はリーンとなり、またこのときアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌが小さくなるほど平均空燃比Ａ／Ｆはリーンと
なる。一方、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ0 よ
りも大きくなると平均空燃比Ａ／Ｆはリッチとなる。
ル４０の踏込み量ＬがＬ2 よりも小さい機関低中負荷運
転時にはスロットル弁２３の開度はかなり小さく、また
このときスロットル弁２３の開度はアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌが小さくなるほど小さくなる。一方、アク
セルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 よりも大きくなると
スロットル弁２３の開度は急速に大きくなって全開す
る。また、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2 より
も小さい機関低中負荷運転時にはＥＧＲ弁２９の開度は
かなり大きく、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ2
よりも大きくなるとＥＧＲ弁２９の開度は急速に小さく
なって全閉する。燃焼室５内における平均空燃比は高負
荷運転領域（Ｌ＞Ｌ2 ）の或る時点Ｌ0 においてリーン
からリッチに切換わる。即ち、アクセルペダル４０の踏
込み量ＬがＬ0 よりも小さい範囲では平均空燃比Ａ／Ｆ
はリーンとなり、またこのときアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌが小さくなるほど平均空燃比Ａ／Ｆはリーンと
なる。一方、アクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ0 よ
りも大きくなると平均空燃比Ａ／Ｆはリッチとなる。
【００２４】図８は吸気制御弁１７の開度とアクセルペ
ダル４０の踏込み量Ｌとの関係を示している。図８に示
されるようにアクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よ
りも小さい機関低負荷運転時には吸気制御弁１７は全閉
状態に保持されており、アクセルペダル４０の踏込み量
ＬがＬ1 よりも大きくなると吸気制御弁１７はアクセル
ペダル４０の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて開弁せし
められる。吸気制御弁１７が全閉せしめられると吸入空
気はヘリカル状をなす第１吸気ポート７ａを介して旋回
しつつ燃焼室５内に流入し、斯くして燃焼室５内には図
３において矢印Ｓで示すような強力な旋回流が発生せし
められる。一方、吸気制御弁１７が開弁すると第２吸気
ポート７ｂからも吸入空気が燃焼室５内に流入する。
ダル４０の踏込み量Ｌとの関係を示している。図８に示
されるようにアクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よ
りも小さい機関低負荷運転時には吸気制御弁１７は全閉
状態に保持されており、アクセルペダル４０の踏込み量
ＬがＬ1 よりも大きくなると吸気制御弁１７はアクセル
ペダル４０の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて開弁せし
められる。吸気制御弁１７が全閉せしめられると吸入空
気はヘリカル状をなす第１吸気ポート７ａを介して旋回
しつつ燃焼室５内に流入し、斯くして燃焼室５内には図
３において矢印Ｓで示すような強力な旋回流が発生せし
められる。一方、吸気制御弁１７が開弁すると第２吸気
ポート７ｂからも吸入空気が燃焼室５内に流入する。
【００２５】次に図９および図１０を参照しつつ燃焼方
法について説明する。なお、図９は機関低負荷運転時に
おける燃焼方法を示しており、図１０は機関中負荷運転
時における燃焼方法を示している。図６に示されるよう
にアクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に燃料が噴射され
る。このとき噴射燃料Ｆは図９（Ａ）および（Ｂ）に示
されるように深皿部１３の周壁面に衝突する。このとき
の噴射量Ｑ2 は図６に示されるようにアクセルペダル４
０の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。深皿部
１３の周壁面に衝突した燃料は旋回流Ｓによって気化せ
しめられつつ拡散され、それによって図９（Ｃ）に示さ
れるように凹部１４および深皿部１３内に、即ちキャビ
ティ３ａ内に可燃混合気Ｇが形成される。このとき凹部
１４および深皿部１３以外の燃焼室５内は空気とＥＧＲ
ガスで満たされている。次いで混合気Ｇが点火栓１０に
よって着火せしめられる。
法について説明する。なお、図９は機関低負荷運転時に
おける燃焼方法を示しており、図１０は機関中負荷運転
時における燃焼方法を示している。図６に示されるよう
にアクセルペダル４０の踏込み量ＬがＬ1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に燃料が噴射され
る。このとき噴射燃料Ｆは図９（Ａ）および（Ｂ）に示
されるように深皿部１３の周壁面に衝突する。このとき
の噴射量Ｑ2 は図６に示されるようにアクセルペダル４
０の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。深皿部
１３の周壁面に衝突した燃料は旋回流Ｓによって気化せ
しめられつつ拡散され、それによって図９（Ｃ）に示さ
れるように凹部１４および深皿部１３内に、即ちキャビ
ティ３ａ内に可燃混合気Ｇが形成される。このとき凹部
１４および深皿部１３以外の燃焼室５内は空気とＥＧＲ
ガスで満たされている。次いで混合気Ｇが点火栓１０に
よって着火せしめられる。
【００２６】一方、図６においてアクセルペダル４０の
踏込み量ＬがＬ1 とＬ2 の間である機関中負荷運転時に
は吸気行程中に第１回目の燃料噴射Ｑ1 が行われ、次い
で圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射Ｑ2 が行われる。
即ち、まず初めに図１０（Ａ）に示されるように吸気行
程初期にキャビティ３ａ内に向けて燃料噴射Ｆが行わ
れ、この噴射燃料によって燃焼室５内全体に稀薄混合気
が形成される。次いで図１０（Ｂ）に示されるように圧
縮行程末期にキャビティ３ａ内に向けて燃料噴射Ｆが行
われ、図１０（Ｃ）に示されるようにこの噴射燃料によ
って凹部１４および深皿部１３内には火種となる可燃混
合気Ｇが形成される。この可燃混合気Ｇは点火栓１０に
よって着火せしめられ、この着火火炎によって燃焼室５
内全体の稀薄混合気が燃焼せしめられる。この場合、圧
縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分である
ので図６に示されるように機関中負荷運転時にはアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌにかかわらずに圧縮行程末期
の燃料噴射量Ｑ2 は一定に維持される。これに対して吸
気行程初期の燃料噴射量Ｑ1 はアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。
踏込み量ＬがＬ1 とＬ2 の間である機関中負荷運転時に
は吸気行程中に第１回目の燃料噴射Ｑ1 が行われ、次い
で圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射Ｑ2 が行われる。
即ち、まず初めに図１０（Ａ）に示されるように吸気行
程初期にキャビティ３ａ内に向けて燃料噴射Ｆが行わ
れ、この噴射燃料によって燃焼室５内全体に稀薄混合気
が形成される。次いで図１０（Ｂ）に示されるように圧
縮行程末期にキャビティ３ａ内に向けて燃料噴射Ｆが行
われ、図１０（Ｃ）に示されるようにこの噴射燃料によ
って凹部１４および深皿部１３内には火種となる可燃混
合気Ｇが形成される。この可燃混合気Ｇは点火栓１０に
よって着火せしめられ、この着火火炎によって燃焼室５
内全体の稀薄混合気が燃焼せしめられる。この場合、圧
縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分である
ので図６に示されるように機関中負荷運転時にはアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌにかかわらずに圧縮行程末期
の燃料噴射量Ｑ2 は一定に維持される。これに対して吸
気行程初期の燃料噴射量Ｑ1 はアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。
【００２７】図６においてアクセルペダル４０の踏込み
量ＬがＬ2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行程
初期に一回だけ燃料が噴射され、それによって燃焼室５
内に均一混合気が形成される。このとき吸気行程初期の
燃料噴射量は図６に示されるようにアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。以上が図
１に示す筒内噴射式内燃機関の基本的な燃焼方法であ
る。次にこの筒内噴射式内燃機関に適した排気ガスの浄
化方法について説明する。
量ＬがＬ2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行程
初期に一回だけ燃料が噴射され、それによって燃焼室５
内に均一混合気が形成される。このとき吸気行程初期の
燃料噴射量は図６に示されるようにアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌが大きくなるにつれて増大する。以上が図
１に示す筒内噴射式内燃機関の基本的な燃焼方法であ
る。次にこの筒内噴射式内燃機関に適した排気ガスの浄
化方法について説明する。
【００２８】まず初めに図１１を参照するとこの図１１
は燃焼室５から排出される排気ガス中の代表的な成分の
濃度と燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆとの関係を
概略的に示している。図１１からわかるように燃焼室５
から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯの濃度は燃
焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチになるほど
増大し、燃焼室５から排出される排気ガス中の酸素Ｏ2
の濃度は燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリーン
になるほど増大する。
は燃焼室５から排出される排気ガス中の代表的な成分の
濃度と燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆとの関係を
概略的に示している。図１１からわかるように燃焼室５
から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯの濃度は燃
焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチになるほど
増大し、燃焼室５から排出される排気ガス中の酸素Ｏ2
の濃度は燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリーン
になるほど増大する。
【００２９】一方、図１に示すケーシング２７内に収容
されているＮＯX 吸収剤２６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。前述したように機関吸気通路燃焼室５および
ＮＯX 吸収剤２６上流の排気通路内に供給された全空気
量と全燃料（炭化水素）量の比をＮＯX 吸収剤２６への
流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX 吸収剤２６
は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸
収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収した
ＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行う。なお、Ｎ
ＯX 吸収剤２６上流の排気通路内に燃料（炭化水素）或
いは空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃比
は燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆに一致し、従っ
てこの場合にはＮＯX 吸収剤２６は燃焼室５内における
平均空燃比Ａ／ＦがリーンのときにはＮＯX を吸収し、
燃焼室５内のガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮ
ＯX を放出することになる。
されているＮＯX 吸収剤２６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。前述したように機関吸気通路燃焼室５および
ＮＯX 吸収剤２６上流の排気通路内に供給された全空気
量と全燃料（炭化水素）量の比をＮＯX 吸収剤２６への
流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX 吸収剤２６
は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸
収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収した
ＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行う。なお、Ｎ
ＯX 吸収剤２６上流の排気通路内に燃料（炭化水素）或
いは空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃比
は燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆに一致し、従っ
てこの場合にはＮＯX 吸収剤２６は燃焼室５内における
平均空燃比Ａ／ＦがリーンのときにはＮＯX を吸収し、
燃焼室５内のガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮ
ＯX を放出することになる。
【００３０】上述のＮＯX 吸収剤２６を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯX 吸収剤２６は実際にＮＯX の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図１２に示すようなメカニズムで行われてい
るものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体
上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例
にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカ
リ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
に配置すればこのＮＯX 吸収剤２６は実際にＮＯX の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図１２に示すようなメカニズムで行われてい
るものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体
上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例
にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカ
リ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００３１】即ち、燃焼室５内における平均空燃比Ａ／
Ｆがリーンであり、従って流入排気ガスがリーンである
ときには流入排気ガス中の酸素濃度が高くなり、このと
き図１２（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2
- 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流
入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ
2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら図１２（Ａ）に示されるように硝酸イオ
ンＮＯ3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
ＮＯx がＮＯX 吸収剤２６内に吸収される。
Ｆがリーンであり、従って流入排気ガスがリーンである
ときには流入排気ガス中の酸素濃度が高くなり、このと
き図１２（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2
- 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流
入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ
2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら図１２（Ａ）に示されるように硝酸イオ
ンＮＯ3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
ＮＯx がＮＯX 吸収剤２６内に吸収される。
【００３２】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX の吸収
能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝
酸イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気
ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下する
と反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして
吸収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤か
ら放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下
するとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されることに
なる。図１１からわかるように流入排気ガスのリーンの
度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、
従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ
流入排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯX 吸収剤
２６からＮＯX が放出されることになる。
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX の吸収
能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝
酸イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気
ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下する
と反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして
吸収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤か
ら放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下
するとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されることに
なる。図１１からわかるように流入排気ガスのリーンの
度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、
従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ
流入排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯX 吸収剤
２６からＮＯX が放出されることになる。
【００３３】一方、このとき燃焼室３内における平均空
燃比Ａ／Ｆがリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリ
ッチになると図１１に示されるように機関からは多量の
未燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白
金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - 又はＯ 2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流
入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤
からＮＯ2 が放出され、このＮＯ2 は図１２（Ｂ）に示
されるように未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられ
る。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出され
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時
間のうちにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されるこ
とになる。
燃比Ａ／Ｆがリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリ
ッチになると図１１に示されるように機関からは多量の
未燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白
金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - 又はＯ 2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流
入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤
からＮＯ2 が放出され、このＮＯ2 は図１２（Ｂ）に示
されるように未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられ
る。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出され
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時
間のうちにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されるこ
とになる。
【００３４】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤２６に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
２６は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤２６から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯX 吸収
剤２６からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤２６に吸収されている全ＮＯX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤２６に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
２６は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤２６から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯX 吸収
剤２６からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤２６に吸収されている全ＮＯX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
【００３５】上述したように燃焼室５内における平均空
燃比Ａ／ＦがリーンであるときにはＮＯX がＮＯX 吸収
剤２６に吸収される。しかしながらＮＯX 吸収剤２６の
ＮＯ X 吸収能力には限度があり、ＮＯX 吸収剤２６のＮ
ＯX 吸収能力が飽和すればＮＯX 吸収剤２６はもはやＮ
ＯX を吸収しえなくなる。従ってＮＯX 吸収剤２６のＮ
ＯX 吸収能力が飽和する前にＮＯX 吸収剤２６からＮＯ
X を放出させる必要があり、そのためにはＮＯX 吸収剤
２６にどの程度のＮＯX が吸収されているかを推定する
必要がある。そこで次にこのＮＯX 吸収量の推定方法に
ついて説明する。
燃比Ａ／ＦがリーンであるときにはＮＯX がＮＯX 吸収
剤２６に吸収される。しかしながらＮＯX 吸収剤２６の
ＮＯ X 吸収能力には限度があり、ＮＯX 吸収剤２６のＮ
ＯX 吸収能力が飽和すればＮＯX 吸収剤２６はもはやＮ
ＯX を吸収しえなくなる。従ってＮＯX 吸収剤２６のＮ
ＯX 吸収能力が飽和する前にＮＯX 吸収剤２６からＮＯ
X を放出させる必要があり、そのためにはＮＯX 吸収剤
２６にどの程度のＮＯX が吸収されているかを推定する
必要がある。そこで次にこのＮＯX 吸収量の推定方法に
ついて説明する。
【００３６】燃焼室５内の平均空燃比Ａ／Ｆがリーンで
あるときには機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関
から排出されるＮＯX 量が増大するために単位時間当り
ＮＯ X 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量が増大し、また
機関回転数が高くなるほど単位時間当り機関から排出さ
れるＮＯX 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸収
剤２６に吸収されるＮＯX が増大する。従って単位時間
当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量は機関負荷
と機関回転数の関数となる。この場合、機関負荷はアク
セルペダル４０の踏込み量Ｌでもって代表することがで
きるので単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮ
ＯX 量はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数
Ｎの関数となる。従って図１に示す実施例では単位時間
当りＮＯ X 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量Ａをアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数と
して予め実験により求め、このＮＯX 量ＡがＬおよびＮ
の関数として図１４（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。
あるときには機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関
から排出されるＮＯX 量が増大するために単位時間当り
ＮＯ X 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量が増大し、また
機関回転数が高くなるほど単位時間当り機関から排出さ
れるＮＯX 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸収
剤２６に吸収されるＮＯX が増大する。従って単位時間
当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量は機関負荷
と機関回転数の関数となる。この場合、機関負荷はアク
セルペダル４０の踏込み量Ｌでもって代表することがで
きるので単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮ
ＯX 量はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数
Ｎの関数となる。従って図１に示す実施例では単位時間
当りＮＯ X 吸収剤２６に吸収されるＮＯX 量Ａをアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数と
して予め実験により求め、このＮＯX 量ＡがＬおよびＮ
の関数として図１４（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。
【００３７】一方、燃焼室５内における平均空燃比Ａ／
Ｆが理論空燃比又はリッチになるとＮＯX 吸収剤２６か
らＮＯX が放出されるがこのときのＮＯX 放出量は主に
排気ガス量と平均空燃比の影響を受ける。即ち、排気ガ
ス量が増大するほど単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から
放出されるＮＯX 量が増大し、平均空燃比がリッチとな
るほど単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮ
ＯX 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空
気量はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎ
の関数となり、平均空燃比Ａ／Ｆもアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数となる。従って単位
時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮＯX 量Ｄは
アクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数
となり、このＮＯX 量ＤはＬおよびＮの関数として図１
４（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。
Ｆが理論空燃比又はリッチになるとＮＯX 吸収剤２６か
らＮＯX が放出されるがこのときのＮＯX 放出量は主に
排気ガス量と平均空燃比の影響を受ける。即ち、排気ガ
ス量が増大するほど単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から
放出されるＮＯX 量が増大し、平均空燃比がリッチとな
るほど単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮ
ＯX 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空
気量はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎ
の関数となり、平均空燃比Ａ／Ｆもアクセルペダル４０
の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数となる。従って単位
時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮＯX 量Ｄは
アクセルペダル４０の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数
となり、このＮＯX 量ＤはＬおよびＮの関数として図１
４（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。
【００３８】上述したように燃焼室５内における平均空
燃比Ａ／Ｆがリーンのときには単位時間当りのＮＯX 吸
収量がＡで表わされ燃焼室５内における平均空燃比Ａ／
Ｆが理論空燃比又はリッチのときには単位時間当りのＮ
ＯX 放出量がＤで表わされるのでＮＯX 吸収剤２６に吸
収されていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸは次式を用
いて算出できることになる。
燃比Ａ／Ｆがリーンのときには単位時間当りのＮＯX 吸
収量がＡで表わされ燃焼室５内における平均空燃比Ａ／
Ｆが理論空燃比又はリッチのときには単位時間当りのＮ
ＯX 放出量がＤで表わされるのでＮＯX 吸収剤２６に吸
収されていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸは次式を用
いて算出できることになる。
【００３９】ΣＮＯＸ＝ΣＮＯＸ＋Ａ−Ｄ 図１３はこのＮＯX 量ΣＮＯＸと燃焼室５内における平
均空燃比Ａ／Ｆとの関係を示している。図７からわかる
ように機関負荷ＬがＬ0 よりも低いときには燃焼室５内
における平均空燃比Ａ／Ｆはリーンとなっており、この
ときにはＮＯXがＮＯX 吸収剤２６に吸収されるので図
１３に示されるようにＮＯX 量ΣＮＯＸが増大する。一
方、図７に示されるように機関負荷ＬがＬ0 よりも高く
なると燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチと
なるためにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出される。
従って図１３においてＸで示されるように機関負荷Ｌが
Ｌ 0 よりも高くなって平均空燃比Ａ／Ｆがリッチになる
とＮＯX 量ΣＮＯＸが減少する。
均空燃比Ａ／Ｆとの関係を示している。図７からわかる
ように機関負荷ＬがＬ0 よりも低いときには燃焼室５内
における平均空燃比Ａ／Ｆはリーンとなっており、この
ときにはＮＯXがＮＯX 吸収剤２６に吸収されるので図
１３に示されるようにＮＯX 量ΣＮＯＸが増大する。一
方、図７に示されるように機関負荷ＬがＬ0 よりも高く
なると燃焼室５内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチと
なるためにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出される。
従って図１３においてＸで示されるように機関負荷Ｌが
Ｌ 0 よりも高くなって平均空燃比Ａ／Ｆがリッチになる
とＮＯX 量ΣＮＯＸが減少する。
【００４０】一方、平均空燃比Ａ／Ｆが継続的にリーン
にされてＮＯX 量ΣＮＯＸが許容値ＭＡＸを越えると図
１３においてＹで示されるように燃焼室５内における平
均空燃比Ａ／Ｆが強制的にリッチとされる。平均空燃比
Ａ／ＦがリッチにされるとＮＯX 吸収剤２６から急速に
ＮＯX が放出され、斯くして図１３に示されるようにＮ
ＯX 量ΣＮＯＸが急速に減少する。次いでＮＯX 量ΣＮ
ＯＸが下限値ＭＩＮまで低下すると平均空燃比Ａ／Ｆは
リッチからリーンに戻される。
にされてＮＯX 量ΣＮＯＸが許容値ＭＡＸを越えると図
１３においてＹで示されるように燃焼室５内における平
均空燃比Ａ／Ｆが強制的にリッチとされる。平均空燃比
Ａ／ＦがリッチにされるとＮＯX 吸収剤２６から急速に
ＮＯX が放出され、斯くして図１３に示されるようにＮ
ＯX 量ΣＮＯＸが急速に減少する。次いでＮＯX 量ΣＮ
ＯＸが下限値ＭＩＮまで低下すると平均空燃比Ａ／Ｆは
リッチからリーンに戻される。
【００４１】ところで燃焼室５内における平均空燃比Ａ
／Ｆがリーンからリッチに切換えられると図１１からわ
かるように排気ガス中の酸素濃度が極度に低下する。こ
のときＥＧＲ弁２９が大きな開度に開弁保持されていた
とすると酸素濃度の極めて低い多量の排気ガスがＥＧＲ
ガス通路２８を介してサージタンク１６内に再循環さ
れ、次いでこの酸素濃度の極めて低い多量のＥＧＲガス
が燃焼室５内に供給されることになる。従ってこのとき
燃焼室５内は酸素濃度の極めて低い多量のＥＧＲガスで
もって占められることになる。
／Ｆがリーンからリッチに切換えられると図１１からわ
かるように排気ガス中の酸素濃度が極度に低下する。こ
のときＥＧＲ弁２９が大きな開度に開弁保持されていた
とすると酸素濃度の極めて低い多量の排気ガスがＥＧＲ
ガス通路２８を介してサージタンク１６内に再循環さ
れ、次いでこの酸素濃度の極めて低い多量のＥＧＲガス
が燃焼室５内に供給されることになる。従ってこのとき
燃焼室５内は酸素濃度の極めて低い多量のＥＧＲガスで
もって占められることになる。
【００４２】ところがこのように燃焼室５内が酸素濃度
の極めて低い多量のＥＧＲガスでもって満たされると点
火栓１０周りの酸素濃度が低くなるために失火してしま
うという問題を生じる。そこで本発明による実施例では
ＮＯX 吸収剤２６からＮＯXを放出すべく平均空燃比Ａ
／ＦがリッチにされたときにはＥＧＲガス量を低減する
か、或いは燃焼室５内の酸素濃度を増大させるようにし
ている。一方、燃焼室５内において平均空燃比がリーン
である混合気が燃焼せしめられているときに膨張行程又
は排気行程において燃焼室５内に追加の燃料を供給して
も、或いは排気マニホルド２４内に追加の燃料を供給し
てもＮＯX 吸収剤２６に流入する排気ガスの空燃比をリ
ッチにすることができる。図１５は追加の燃料を膨張行
程又は圧縮行程に供給するようにした場合を示してお
り、この場合追加の燃料は図１５の区間Ｚ内において燃
料噴射弁１１から供給される。膨張行程および排気行程
においては燃焼室５内の既燃ガスの温度はかなり高く、
従ってこの既燃ガス内に追加の燃料を噴射すると炭化水
素が小さな分子に分解すると共に一部の炭化水素はラジ
カルとなり、斯くして燃料は活性化されてＮＯX に対す
る強い反応性を有することになる。従ってＮＯX 吸収剤
２６からは良好にＮＯX が放出され、放出したＮＯX は
良好に還元されることになる。なお、ＮＯX に対する反
応性を高めるには既燃ガスの温度が高いときに追加の燃
料を噴射することが好ましく、従って追加の燃料噴射は
図１５に示されるように膨張行程において行うことが好
ましい。
の極めて低い多量のＥＧＲガスでもって満たされると点
火栓１０周りの酸素濃度が低くなるために失火してしま
うという問題を生じる。そこで本発明による実施例では
ＮＯX 吸収剤２６からＮＯXを放出すべく平均空燃比Ａ
／ＦがリッチにされたときにはＥＧＲガス量を低減する
か、或いは燃焼室５内の酸素濃度を増大させるようにし
ている。一方、燃焼室５内において平均空燃比がリーン
である混合気が燃焼せしめられているときに膨張行程又
は排気行程において燃焼室５内に追加の燃料を供給して
も、或いは排気マニホルド２４内に追加の燃料を供給し
てもＮＯX 吸収剤２６に流入する排気ガスの空燃比をリ
ッチにすることができる。図１５は追加の燃料を膨張行
程又は圧縮行程に供給するようにした場合を示してお
り、この場合追加の燃料は図１５の区間Ｚ内において燃
料噴射弁１１から供給される。膨張行程および排気行程
においては燃焼室５内の既燃ガスの温度はかなり高く、
従ってこの既燃ガス内に追加の燃料を噴射すると炭化水
素が小さな分子に分解すると共に一部の炭化水素はラジ
カルとなり、斯くして燃料は活性化されてＮＯX に対す
る強い反応性を有することになる。従ってＮＯX 吸収剤
２６からは良好にＮＯX が放出され、放出したＮＯX は
良好に還元されることになる。なお、ＮＯX に対する反
応性を高めるには既燃ガスの温度が高いときに追加の燃
料を噴射することが好ましく、従って追加の燃料噴射は
図１５に示されるように膨張行程において行うことが好
ましい。
【００４３】なお、上述したように追加の燃料を排気マ
ニホルド２４内に供給することもできるがこの場合には
燃料の微粒化を促進する何らかの手段を設けることが好
ましい。ところで例えば膨張行程において追加の燃料を
噴射した場合、膨張行程の初期に噴射されると追加の噴
射燃料はただちに燃焼せしめられ、膨張行程が開始され
た後暫らくしてから噴射されると追加の噴射燃料はほと
んど燃焼することなく未燃燃料の形で燃焼室５から排出
される。追加の燃料が燃焼せしめられた場合には排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下し、従ってこのときＥＧＲ
弁２９が大きな開度に開弁保持されていたとすると酸素
濃度の極めて低い多量の排気ガスがＥＧＲガス通路２８
を介してサージタンク１６内に再循環される。従ってこ
の場合に失火が生じてしまうのは前述したとおりであ
る。
ニホルド２４内に供給することもできるがこの場合には
燃料の微粒化を促進する何らかの手段を設けることが好
ましい。ところで例えば膨張行程において追加の燃料を
噴射した場合、膨張行程の初期に噴射されると追加の噴
射燃料はただちに燃焼せしめられ、膨張行程が開始され
た後暫らくしてから噴射されると追加の噴射燃料はほと
んど燃焼することなく未燃燃料の形で燃焼室５から排出
される。追加の燃料が燃焼せしめられた場合には排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下し、従ってこのときＥＧＲ
弁２９が大きな開度に開弁保持されていたとすると酸素
濃度の極めて低い多量の排気ガスがＥＧＲガス通路２８
を介してサージタンク１６内に再循環される。従ってこ
の場合に失火が生じてしまうのは前述したとおりであ
る。
【００４４】これに対して追加の燃料がほとんど燃焼せ
しめられない場合には多量の未燃燃料を含んだ排気ガス
が燃焼室５から排出される。このときＥＧＲ弁２９が大
きな開度に開弁保持されていたとすると多量の未燃燃料
を含んだ多量の排気ガスがＥＧＲガス通路２８を介して
サージタンク１６内に再循環され、次いでこの多量の未
燃燃料を含んだ多量のＥＧＲガスが燃焼室５内に供給さ
れることになる。
しめられない場合には多量の未燃燃料を含んだ排気ガス
が燃焼室５から排出される。このときＥＧＲ弁２９が大
きな開度に開弁保持されていたとすると多量の未燃燃料
を含んだ多量の排気ガスがＥＧＲガス通路２８を介して
サージタンク１６内に再循環され、次いでこの多量の未
燃燃料を含んだ多量のＥＧＲガスが燃焼室５内に供給さ
れることになる。
【００４５】ところがこのように多量の未燃燃料が燃焼
室５内に再循環されると特に図９（Ｃ）或いは図１０
（Ｃ）に示されるように点火栓１０の周りに混合気を集
めるようにした場合には点火栓１０周りの混合気が過度
にリッチとなり、その結果失火してしまうという問題を
生ずる。そこで本発明による実施例ではＮＯX 吸収剤２
６からＮＯX を放出すべく平均空燃比Ａ／Ｆがリッチに
されたときにはＥＧＲガス量を低減するか、或いは燃焼
室５内に未燃燃料が流入しないようにしている。
室５内に再循環されると特に図９（Ｃ）或いは図１０
（Ｃ）に示されるように点火栓１０の周りに混合気を集
めるようにした場合には点火栓１０周りの混合気が過度
にリッチとなり、その結果失火してしまうという問題を
生ずる。そこで本発明による実施例ではＮＯX 吸収剤２
６からＮＯX を放出すべく平均空燃比Ａ／Ｆがリッチに
されたときにはＥＧＲガス量を低減するか、或いは燃焼
室５内に未燃燃料が流入しないようにしている。
【００４６】図１６から図１９はＮＯX 吸収剤２６から
ＮＯX を放出させるための制御の具体的な一実施例を示
している。なお、図１６は平均空燃比Ａ／Ｆがリーンで
ある混合気が継続して燃焼せしめられているときにＮＯ
X 量ΣＮＯＸがＭＡＸとなり、ＮＯX 吸収剤２６からＮ
ＯX を放出すべくＮＯX 放出フラグがセットされた場合
を示している。
ＮＯX を放出させるための制御の具体的な一実施例を示
している。なお、図１６は平均空燃比Ａ／Ｆがリーンで
ある混合気が継続して燃焼せしめられているときにＮＯ
X 量ΣＮＯＸがＭＡＸとなり、ＮＯX 吸収剤２６からＮ
ＯX を放出すべくＮＯX 放出フラグがセットされた場合
を示している。
【００４７】図１６に示されるようにＮＯX 放出フラグ
がセットされるとＥＧＲ弁２９が全閉せしめられ、スロ
ットル弁２３が予め定められた開度まで開弁せしめられ
る。ＥＧＲ弁２９の閉弁動作およびスロットル弁２３の
閉弁動作が完了すると膨張行程時に追加の燃料が噴射さ
れる。追加の燃料が噴射されるとＮＯX 吸収剤２６に流
入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、斯くしてＮＯ
X 吸収剤２６からのＮＯX 放出作用が開始される。ＮＯ
X 吸収剤２６からのＮＯX の放出作用が完了すると追加
の燃料の噴射作用が停止され、次いでＥＧＲ弁２９およ
びスロットル弁２３が元の開度まで開弁せしめられる。
がセットされるとＥＧＲ弁２９が全閉せしめられ、スロ
ットル弁２３が予め定められた開度まで開弁せしめられ
る。ＥＧＲ弁２９の閉弁動作およびスロットル弁２３の
閉弁動作が完了すると膨張行程時に追加の燃料が噴射さ
れる。追加の燃料が噴射されるとＮＯX 吸収剤２６に流
入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、斯くしてＮＯ
X 吸収剤２６からのＮＯX 放出作用が開始される。ＮＯ
X 吸収剤２６からのＮＯX の放出作用が完了すると追加
の燃料の噴射作用が停止され、次いでＥＧＲ弁２９およ
びスロットル弁２３が元の開度まで開弁せしめられる。
【００４８】図１６に示されるようにこの実施例では追
加の燃料が噴射されるときにはＥＧＲ弁２９が全閉して
いる。従って追加の燃料噴射により排気ガス中の酸素濃
度が極度に低下しても、或いは排気ガスが多量の未燃燃
料を含んでいてもこの排気ガスが燃焼室５内に再循環さ
れることがなく、斯くして失火が発生するのを阻止する
ことができることになる。また、図１に示す筒内噴射式
内燃機関ではＥＧＲガスの供給量を減少し、或いはＥＧ
Ｒガスの供給を停止すると燃焼室５内に供給される吸入
空気量が増大し、今度は混合気が過度にリーンになって
失火を生ずることになる。そこでこの実施例では混合気
が過度にリーンにならないようにＥＧＲ弁２９の開度が
減少せしめられてＥＧＲガスの供給量が減少せしめられ
たときにはスロットル弁２３の開度を減少させて吸入空
気量を減少させるようにしている。
加の燃料が噴射されるときにはＥＧＲ弁２９が全閉して
いる。従って追加の燃料噴射により排気ガス中の酸素濃
度が極度に低下しても、或いは排気ガスが多量の未燃燃
料を含んでいてもこの排気ガスが燃焼室５内に再循環さ
れることがなく、斯くして失火が発生するのを阻止する
ことができることになる。また、図１に示す筒内噴射式
内燃機関ではＥＧＲガスの供給量を減少し、或いはＥＧ
Ｒガスの供給を停止すると燃焼室５内に供給される吸入
空気量が増大し、今度は混合気が過度にリーンになって
失火を生ずることになる。そこでこの実施例では混合気
が過度にリーンにならないようにＥＧＲ弁２９の開度が
減少せしめられてＥＧＲガスの供給量が減少せしめられ
たときにはスロットル弁２３の開度を減少させて吸入空
気量を減少させるようにしている。
【００４９】図１７から図１９は図１６に示すＮＯX 放
出制御をも含んだ燃料噴射制御ルーチンを示しており、
このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図１７から図１９を参照するとまず初めにステップ
１００においてアクセルペダル４０の踏込み量Ｌおよび
機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている図６に示す吸気行程噴射量Ｑ1 および圧縮行程噴
射量Ｑ2 が算出され、次いでステップ１０１ではアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数と
して予めＲＯＭ３２内に記憶されている図６に示す噴射
時期が算出される。次いでステップ１０２に進んでＮＯ
X 放出フラグがセットされているか否かが判別される。
通常はＮＯX 放出フラグはリセットされているのでステ
ップ１０３に進む。ステップ１０３ではＮＯX 吸収剤２
６に吸収されていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸが許
容値ＭＡＸよりも大きいか否かが判別される。ΣＮＯＸ
≦ＭＡＸのときにはステップ１０４に進む。
出制御をも含んだ燃料噴射制御ルーチンを示しており、
このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図１７から図１９を参照するとまず初めにステップ
１００においてアクセルペダル４０の踏込み量Ｌおよび
機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている図６に示す吸気行程噴射量Ｑ1 および圧縮行程噴
射量Ｑ2 が算出され、次いでステップ１０１ではアクセ
ルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数と
して予めＲＯＭ３２内に記憶されている図６に示す噴射
時期が算出される。次いでステップ１０２に進んでＮＯ
X 放出フラグがセットされているか否かが判別される。
通常はＮＯX 放出フラグはリセットされているのでステ
ップ１０３に進む。ステップ１０３ではＮＯX 吸収剤２
６に吸収されていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸが許
容値ＭＡＸよりも大きいか否かが判別される。ΣＮＯＸ
≦ＭＡＸのときにはステップ１０４に進む。
【００５０】ステップ１０４ではアクセルペダル４０の
踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ
３２内に記憶されている図７に示すＥＧＲ弁２９の開度
が算出され、次いでステップ１０５ではアクセルペダル
４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている図７に示すスロットル弁
２３の開度が算出される。
踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ
３２内に記憶されている図７に示すＥＧＲ弁２９の開度
が算出され、次いでステップ１０５ではアクセルペダル
４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている図７に示すスロットル弁
２３の開度が算出される。
【００５１】次いでステップ１０６ではアクセルペダル
４０の踏込み量ＬがＬ0 （図７）よりも低いか否かが判
別される。Ｌ＜Ｌ0 のときにはステップ１０７に進んで
図１４（Ａ）に示すマップからＮＯX 放出量Ａが算出さ
れる。次いでステップ１０８ではＮＯX 放出量Ｄが零と
され、次いでステップ１１１に進む。一方、ステップ１
０６においてＬ≧Ｌ0 であると判別されたときにはステ
ップ１０９に進んで図１４（Ｂ）に示すマップからＮＯ
X 放出量Ｄが算出される。次いでステップ１１０ではＮ
ＯX 吸収量Ａが零とされ、次いでステップ１１１に進
む。
４０の踏込み量ＬがＬ0 （図７）よりも低いか否かが判
別される。Ｌ＜Ｌ0 のときにはステップ１０７に進んで
図１４（Ａ）に示すマップからＮＯX 放出量Ａが算出さ
れる。次いでステップ１０８ではＮＯX 放出量Ｄが零と
され、次いでステップ１１１に進む。一方、ステップ１
０６においてＬ≧Ｌ0 であると判別されたときにはステ
ップ１０９に進んで図１４（Ｂ）に示すマップからＮＯ
X 放出量Ｄが算出される。次いでステップ１１０ではＮ
ＯX 吸収量Ａが零とされ、次いでステップ１１１に進
む。
【００５２】ステップ１１１ではＮＯX 吸収剤２６に吸
収されていると推定されるＮＯX 量ＮＯＸ（＝ΣＮＯＸ
＋Ａ−Ｄ）が算出される。次いでステップ１１２ではΣ
ＮＯＸが負になったか否かが判別され、ΣＮＯＸ＜０に
なったときにはステップ１１３に進んでΣＮＯＸが零と
される。一方、ステップ１０３においてΣＮＯＸ＞ＭＡ
Ｘになったと判別されたときにはステップ１１４に進ん
でＮＯX 放出フラグがセットされ、次いでステップ１１
５に進む。なお、一旦ＮＯX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ１０２からステップ１１５にジャン
プする。ステップ１１５では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ１１６に進む。
収されていると推定されるＮＯX 量ＮＯＸ（＝ΣＮＯＸ
＋Ａ−Ｄ）が算出される。次いでステップ１１２ではΣ
ＮＯＸが負になったか否かが判別され、ΣＮＯＸ＜０に
なったときにはステップ１１３に進んでΣＮＯＸが零と
される。一方、ステップ１０３においてΣＮＯＸ＞ＭＡ
Ｘになったと判別されたときにはステップ１１４に進ん
でＮＯX 放出フラグがセットされ、次いでステップ１１
５に進む。なお、一旦ＮＯX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ１０２からステップ１１５にジャン
プする。ステップ１１５では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ１１６に進む。
【００５３】ステップ１１６ではＥＧＲ弁２９が全閉せ
しめられる。次いでステップ１１７ではスロットル弁２
３が予め定められた開度まで閉弁せしめられる。。この
予め定められた開度はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌ
および機関回転数Ｎの関数の形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されている。次いでステップ１１８ではＥＧＲ弁２９
およびスロットル弁２３の閉弁処理が行われてから一定
時間が経過したか否かが判別され、一定時間経過したと
きにはステップ１１９に進む。
しめられる。次いでステップ１１７ではスロットル弁２
３が予め定められた開度まで閉弁せしめられる。。この
予め定められた開度はアクセルペダル４０の踏込み量Ｌ
および機関回転数Ｎの関数の形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されている。次いでステップ１１８ではＥＧＲ弁２９
およびスロットル弁２３の閉弁処理が行われてから一定
時間が経過したか否かが判別され、一定時間経過したと
きにはステップ１１９に進む。
【００５４】ステップ１１９では予め定められた量の追
加燃料の噴射作用が開始される。次いでステップ１２０
では追加の燃料噴射が行われたときのＮＯX 放出量Ｄ′
が算出され、次いでステップ１２１ではＮＯX 量ΣＮＯ
ＸからＮＯX 放出量Ｄ′が減算される。次いでステップ
１２２ではΣＮＯＸが下限値ＭＩＮよりも小さくなった
か否かが判別され、ΣＮＯＸ＜ＭＩＮになるとステップ
１２３に進んで放出完了フラグがセットされる。次いで
ステップ１２４に進む。なお、一旦放出完了フラグがセ
ットされるとその後はステップ１１５からステップ１２
４にジャンプする。
加燃料の噴射作用が開始される。次いでステップ１２０
では追加の燃料噴射が行われたときのＮＯX 放出量Ｄ′
が算出され、次いでステップ１２１ではＮＯX 量ΣＮＯ
ＸからＮＯX 放出量Ｄ′が減算される。次いでステップ
１２２ではΣＮＯＸが下限値ＭＩＮよりも小さくなった
か否かが判別され、ΣＮＯＸ＜ＭＩＮになるとステップ
１２３に進んで放出完了フラグがセットされる。次いで
ステップ１２４に進む。なお、一旦放出完了フラグがセ
ットされるとその後はステップ１１５からステップ１２
４にジャンプする。
【００５５】ステップ１２４では放出完了フラグがセッ
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ１２５に進む。ステップ
１２５ではＥＧＲ弁２９が元の開度まで、正確に云うと
そのときの運転状態により定まるＲＯＭ３２内に記憶さ
れた開度まで開弁せしめられ、次いでステップ１２６で
は同様にスロットル弁２３が元の開度まで、正確に云う
とそのときの運転状態により定まるＲＯＭ３２内に記憶
された開度まで開弁せしめられる。次いでステップ１２
７ではＥＧＲ弁２９およびスロットル弁２３の開弁処理
が完了したか否かが判別され、開弁処理が完了したとき
にはステップ１２８に進んで放出完了フラグがリセット
され、次いでステップ１２９においてＮＯX 放出フラグ
がリセットされる。
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ１２５に進む。ステップ
１２５ではＥＧＲ弁２９が元の開度まで、正確に云うと
そのときの運転状態により定まるＲＯＭ３２内に記憶さ
れた開度まで開弁せしめられ、次いでステップ１２６で
は同様にスロットル弁２３が元の開度まで、正確に云う
とそのときの運転状態により定まるＲＯＭ３２内に記憶
された開度まで開弁せしめられる。次いでステップ１２
７ではＥＧＲ弁２９およびスロットル弁２３の開弁処理
が完了したか否かが判別され、開弁処理が完了したとき
にはステップ１２８に進んで放出完了フラグがリセット
され、次いでステップ１２９においてＮＯX 放出フラグ
がリセットされる。
【００５６】図２０に別の実施例を示す。この実施例に
おいてもＮＯX 放出フラグがセットされるとＥＧＲ弁２
９およびスロットル弁２３が閉弁せしめられ、ＥＧＲ弁
２９およびスロットル弁２３の開弁動作が完了すると追
加の燃料が供給されるがこの実施例ではＥＧＲ弁２９が
全開せず、一定開度まで閉弁せしめられる。即ち、この
実施例ではＥＧＲガスの再循環量が低減せしめられる。
このようにこの実施例では追加の燃料噴射により排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下しても、或いは排気ガスが
多量の未燃燃料を含んでいてもこの排気ガスの燃焼室５
内への再循環量が低減せしめられるので失火が発生する
のを阻止することができることになる。
おいてもＮＯX 放出フラグがセットされるとＥＧＲ弁２
９およびスロットル弁２３が閉弁せしめられ、ＥＧＲ弁
２９およびスロットル弁２３の開弁動作が完了すると追
加の燃料が供給されるがこの実施例ではＥＧＲ弁２９が
全開せず、一定開度まで閉弁せしめられる。即ち、この
実施例ではＥＧＲガスの再循環量が低減せしめられる。
このようにこの実施例では追加の燃料噴射により排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下しても、或いは排気ガスが
多量の未燃燃料を含んでいてもこの排気ガスの燃焼室５
内への再循環量が低減せしめられるので失火が発生する
のを阻止することができることになる。
【００５７】図２１から図２３は追加の燃料を噴射した
ときに排気ガス中に含まれる未燃燃料を燃焼室５内に再
循環させないようにした夫々別の実施例を示している。
図２１から図２３を参照するといずれの実施例において
もＥＧＲガス通路２８が排気マニホルド２４下流の排気
管２５，２５ａに連結された第１通路２８ａと、排気マ
ニホルド２４に連結された第２通路２８ｂとを具備し、
これら第１通路２８ａと第２通路２８ｂとの合流部５０
にアクチュエータ５１により制御される切換弁５２から
なる切換手段が配置される。第１通路２８ａおよび第２
通路２８ｂはそれらのうちのいずれか一方が切換弁５２
の切換作用によってＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ弁
２９を介してサージタンク１６内に連結される。
ときに排気ガス中に含まれる未燃燃料を燃焼室５内に再
循環させないようにした夫々別の実施例を示している。
図２１から図２３を参照するといずれの実施例において
もＥＧＲガス通路２８が排気マニホルド２４下流の排気
管２５，２５ａに連結された第１通路２８ａと、排気マ
ニホルド２４に連結された第２通路２８ｂとを具備し、
これら第１通路２８ａと第２通路２８ｂとの合流部５０
にアクチュエータ５１により制御される切換弁５２から
なる切換手段が配置される。第１通路２８ａおよび第２
通路２８ｂはそれらのうちのいずれか一方が切換弁５２
の切換作用によってＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ弁
２９を介してサージタンク１６内に連結される。
【００５８】即ち、これらの実施例では通常は第１通路
２８ａが切換弁５２によって閉鎖され、第２通路２８ｂ
がＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ弁２９を介してサー
ジタンク１６に連結されている。従って通常は排気マニ
ホルド２４内の排気ガスが第２通路２８ｂを介してサー
ジタンク１６内に還流される。一方、ＮＯX 吸収剤２６
からＮＯX を放出すべきときには切換弁５２の切換作用
が行われて第２通路２８ｂが切換弁５２によって閉鎖さ
れ、第１通路２８ａがＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ
弁２９を介してサージタンク１６に連結される。また、
図２４に示されるようにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を
放出すべくＮＯX 放出フラグがセットされてもＥＧＲ弁
２９およびスロットル弁２３はそのままの開度で開弁状
態に保持される。従ってこのとき排気ガスは第１通路２
８ａを介してサージタンク１６内に再循環せしめられ
る。
２８ａが切換弁５２によって閉鎖され、第２通路２８ｂ
がＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ弁２９を介してサー
ジタンク１６に連結されている。従って通常は排気マニ
ホルド２４内の排気ガスが第２通路２８ｂを介してサー
ジタンク１６内に還流される。一方、ＮＯX 吸収剤２６
からＮＯX を放出すべきときには切換弁５２の切換作用
が行われて第２通路２８ｂが切換弁５２によって閉鎖さ
れ、第１通路２８ａがＥＧＲガス通路２８およびＥＧＲ
弁２９を介してサージタンク１６に連結される。また、
図２４に示されるようにＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を
放出すべくＮＯX 放出フラグがセットされてもＥＧＲ弁
２９およびスロットル弁２３はそのままの開度で開弁状
態に保持される。従ってこのとき排気ガスは第１通路２
８ａを介してサージタンク１６内に再循環せしめられ
る。
【００５９】図２１に示す実施例では酸化触媒又はＨＣ
吸着剤５３を内蔵した未燃燃料除去装置５４が第１通路
２８ａ内に配置され、ＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放
出すべく追加の燃料噴射が行われたときには排気管２５
内の排気ガスが未燃燃料除去装置５４を介してサージタ
ンク１６内に再循環される。未燃燃料除去装置５４が酸
化触媒５３を内蔵している場合にはこのとき排気ガス中
の未燃燃料は酸化触媒５３によって酸化せしめられ、未
燃燃料除去装置５４がＨＣ吸着剤５３を内蔵している場
合にはこのとき排気ガス中の未燃燃料がＨＣ吸着剤５３
に吸着される。いずれの場合でも未燃燃料は燃焼室５内
に再循環されず、斯くして失火が生ずるのを阻止するこ
とができることになる。
吸着剤５３を内蔵した未燃燃料除去装置５４が第１通路
２８ａ内に配置され、ＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放
出すべく追加の燃料噴射が行われたときには排気管２５
内の排気ガスが未燃燃料除去装置５４を介してサージタ
ンク１６内に再循環される。未燃燃料除去装置５４が酸
化触媒５３を内蔵している場合にはこのとき排気ガス中
の未燃燃料は酸化触媒５３によって酸化せしめられ、未
燃燃料除去装置５４がＨＣ吸着剤５３を内蔵している場
合にはこのとき排気ガス中の未燃燃料がＨＣ吸着剤５３
に吸着される。いずれの場合でも未燃燃料は燃焼室５内
に再循環されず、斯くして失火が生ずるのを阻止するこ
とができることになる。
【００６０】一方、前述したように通常は排気マニホル
ド２４内の排気ガスが未燃燃料除去装置５４を経ずして
燃焼室５内に還流せしめられる。これは通常運転時にお
いて排気ガス中に未燃燃料が存在している場合にはでき
るだけ未燃燃料を燃焼室５内に再循環させて燃焼室５内
において燃焼させ、未燃燃料を出力の向上に寄与させる
と共に未燃燃料の大気への排出をできるだけ阻止するた
めである。
ド２４内の排気ガスが未燃燃料除去装置５４を経ずして
燃焼室５内に還流せしめられる。これは通常運転時にお
いて排気ガス中に未燃燃料が存在している場合にはでき
るだけ未燃燃料を燃焼室５内に再循環させて燃焼室５内
において燃焼させ、未燃燃料を出力の向上に寄与させる
と共に未燃燃料の大気への排出をできるだけ阻止するた
めである。
【００６１】図２２に示す実施例では第１通路２８ａが
ＮＯX 吸収剤２６下流の排気管２５ａに連結され、従っ
てこの実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出す
べく追加の燃料が噴射されているときにはＮＯX 吸収剤
２６を通過した排気ガスが第１通路２８ａを介してサー
ジタンク１６内に再循環せしめられる。排気ガス中に含
まれる未燃燃料はＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮＯ
X を還元するために使用され、即ち未燃燃料はＮＯX 吸
収剤２６内において酸化せしめられ、斯くしてこの実施
例においても未燃燃料が燃焼室５内に再循環されないこ
とになる。なお、この実施例ではＮＯX 吸収剤２６が未
燃燃料除去装置の役割を同時に果している。
ＮＯX 吸収剤２６下流の排気管２５ａに連結され、従っ
てこの実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出す
べく追加の燃料が噴射されているときにはＮＯX 吸収剤
２６を通過した排気ガスが第１通路２８ａを介してサー
ジタンク１６内に再循環せしめられる。排気ガス中に含
まれる未燃燃料はＮＯX 吸収剤２６から放出されるＮＯ
X を還元するために使用され、即ち未燃燃料はＮＯX 吸
収剤２６内において酸化せしめられ、斯くしてこの実施
例においても未燃燃料が燃焼室５内に再循環されないこ
とになる。なお、この実施例ではＮＯX 吸収剤２６が未
燃燃料除去装置の役割を同時に果している。
【００６２】図２３に示す実施例では酸化触媒５５を内
蔵した触媒コンバータ５６が排気マニホルド２４とＮＯ
X 吸収剤２７の間に配置され、触媒コンバータ５６とＮ
ＯX吸収剤２６間の排気管２５に第１通路２８ａが直結
される。従ってこの実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮ
ＯX を放出すべく追加の燃料が噴射されているときには
酸化触媒５５を通過した排気ガスが第１通路２８ａを介
してサージタンク１６内に再循環せしめられる。排気ガ
ス中に含まれる未燃燃料は酸化触媒５５内を通過する際
に酸化せしめられ、斯くしてこの実施例においても未燃
燃料が燃焼室５内に再循環されないことになる。なお、
この実施例では酸化触媒５５が未燃燃料除去装置の役割
を同時に果している。
蔵した触媒コンバータ５６が排気マニホルド２４とＮＯ
X 吸収剤２７の間に配置され、触媒コンバータ５６とＮ
ＯX吸収剤２６間の排気管２５に第１通路２８ａが直結
される。従ってこの実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮ
ＯX を放出すべく追加の燃料が噴射されているときには
酸化触媒５５を通過した排気ガスが第１通路２８ａを介
してサージタンク１６内に再循環せしめられる。排気ガ
ス中に含まれる未燃燃料は酸化触媒５５内を通過する際
に酸化せしめられ、斯くしてこの実施例においても未燃
燃料が燃焼室５内に再循環されないことになる。なお、
この実施例では酸化触媒５５が未燃燃料除去装置の役割
を同時に果している。
【００６３】図２５から図２７は図２１から図２３に示
す内燃機関のいずれにも適用しうる燃料噴射制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みに
よって実行される。図２５から図２７を参照するとまず
初めにステップ２００においてアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３
２内に記憶されている図６に示す吸気行程噴射量Ｑ1 お
よび圧縮行程噴射量Ｑ2 が算出され、次いでステップ２
０１ではアクセルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回
転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶されている
図６に示す噴射時期が算出される。次いでステップ２０
２に進んでＮＯX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。通常はＮＯX 放出フラグはリセットされ
ているのでステップ２０３に進む。ステップ２０３では
ＮＯX 吸収剤２６に吸収されていると推定されるＮＯX
量ΣＮＯＸが許容値ＭＡＸよりも大きいか否かが判別さ
れる。ΣＮＯＸ≦ＭＡＸのときにはステップ２０４に進
む。
す内燃機関のいずれにも適用しうる燃料噴射制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みに
よって実行される。図２５から図２７を参照するとまず
初めにステップ２００においてアクセルペダル４０の踏
込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３
２内に記憶されている図６に示す吸気行程噴射量Ｑ1 お
よび圧縮行程噴射量Ｑ2 が算出され、次いでステップ２
０１ではアクセルペダル４０の踏込み量Ｌおよび機関回
転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶されている
図６に示す噴射時期が算出される。次いでステップ２０
２に進んでＮＯX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。通常はＮＯX 放出フラグはリセットされ
ているのでステップ２０３に進む。ステップ２０３では
ＮＯX 吸収剤２６に吸収されていると推定されるＮＯX
量ΣＮＯＸが許容値ＭＡＸよりも大きいか否かが判別さ
れる。ΣＮＯＸ≦ＭＡＸのときにはステップ２０４に進
む。
【００６４】ステップ２０４ではアクセルペダル４０の
踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ
３２内に記憶されている図７に示すＥＧＲ弁２９の開度
が算出され、次いでステップ２０５ではアクセルペダル
４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている図７に示すスロットル弁
２３の開度が算出される。
踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ
３２内に記憶されている図７に示すＥＧＲ弁２９の開度
が算出され、次いでステップ２０５ではアクセルペダル
４０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている図７に示すスロットル弁
２３の開度が算出される。
【００６５】次いでステップ２０６ではアクセルペダル
４０の踏込み量ＬがＬ0 （図７）よりも低いか否かが判
別される。Ｌ＜Ｌ0 のときにはステップ２０７に進んで
図１４（Ａ）に示すマップからＮＯX 放出量Ａが算出さ
れる。次いでステップ２０８ではＮＯX 放出量Ｄが零と
され、次いでステップ２１１に進む。一方、ステップ２
０６においてＬ≧Ｌ0 であると判別されたときにはステ
ップ２０９に進んで図１４（Ｂ）に示すマップからＮＯ
X 放出量Ｄが算出される。次いでステップ２１０ではＮ
ＯX 吸収量Ａが零とされ、次いでステップ２１１に進
む。
４０の踏込み量ＬがＬ0 （図７）よりも低いか否かが判
別される。Ｌ＜Ｌ0 のときにはステップ２０７に進んで
図１４（Ａ）に示すマップからＮＯX 放出量Ａが算出さ
れる。次いでステップ２０８ではＮＯX 放出量Ｄが零と
され、次いでステップ２１１に進む。一方、ステップ２
０６においてＬ≧Ｌ0 であると判別されたときにはステ
ップ２０９に進んで図１４（Ｂ）に示すマップからＮＯ
X 放出量Ｄが算出される。次いでステップ２１０ではＮ
ＯX 吸収量Ａが零とされ、次いでステップ２１１に進
む。
【００６６】ステップ２１１ではＮＯX 吸収剤２６に吸
収されていると推定されるＮＯX 量ＮＯＸ（＝ΣＮＯＸ
＋Ａ−Ｄ）が算出される。次いでステップ２１２ではΣ
ＮＯＸが負になったか否かが判別され、ΣＮＯＸ＜０に
なったときにはステップ２１３に進んでΣＮＯＸが零と
される。一方、ステップ２０３においてΣＮＯＸ＞ＭＡ
Ｘになったと判別されたときにはステップ２１４に進ん
でＮＯX 放出フラグがセットされ、次いでステップ２１
５に進む。なお、一旦ＮＯX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ２０２からステップ２１５にジャン
プする。ステップ２１５では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ２１６に進む。
収されていると推定されるＮＯX 量ＮＯＸ（＝ΣＮＯＸ
＋Ａ−Ｄ）が算出される。次いでステップ２１２ではΣ
ＮＯＸが負になったか否かが判別され、ΣＮＯＸ＜０に
なったときにはステップ２１３に進んでΣＮＯＸが零と
される。一方、ステップ２０３においてΣＮＯＸ＞ＭＡ
Ｘになったと判別されたときにはステップ２１４に進ん
でＮＯX 放出フラグがセットされ、次いでステップ２１
５に進む。なお、一旦ＮＯX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ２０２からステップ２１５にジャン
プする。ステップ２１５では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ２１６に進む。
【００６７】ステップ２１６では第２通路２８ｂが切換
弁５２により閉鎖され、第１通路２８ａがサージタンク
１６に連通するように切換弁５２が切換えられる。次い
でステップ２１７では切換弁５２の切換作用が完了して
から一定時間が経過したか否かが判別され、一定時間経
過したときにはステップ２１８に進む。ステップ２１８
では予め定められた量の追加燃料の噴射作用が開始され
る。次いでステップ２１９では追加の燃料噴射が行われ
たときのＮＯX 放出量Ｄ′が算出され、次いでステップ
２２０ではＮＯX 量ΣＮＯＸからＮＯX 放出量Ｄ′が減
算される。次いでステップ２２１ではΣＮＯＸが下限値
ＭＩＮよりも小さくなったか否かが判別され、ΣＮＯＸ
＞ＭＩＮになるとステップ２２２に進んで放出完了フラ
グがセットされる。次いでステップ２２３に進む。な
お、一旦放出完了フラグがセットされるとその後はステ
ップ２１５からステップ２２３にジャンプする。
弁５２により閉鎖され、第１通路２８ａがサージタンク
１６に連通するように切換弁５２が切換えられる。次い
でステップ２１７では切換弁５２の切換作用が完了して
から一定時間が経過したか否かが判別され、一定時間経
過したときにはステップ２１８に進む。ステップ２１８
では予め定められた量の追加燃料の噴射作用が開始され
る。次いでステップ２１９では追加の燃料噴射が行われ
たときのＮＯX 放出量Ｄ′が算出され、次いでステップ
２２０ではＮＯX 量ΣＮＯＸからＮＯX 放出量Ｄ′が減
算される。次いでステップ２２１ではΣＮＯＸが下限値
ＭＩＮよりも小さくなったか否かが判別され、ΣＮＯＸ
＞ＭＩＮになるとステップ２２２に進んで放出完了フラ
グがセットされる。次いでステップ２２３に進む。な
お、一旦放出完了フラグがセットされるとその後はステ
ップ２１５からステップ２２３にジャンプする。
【００６８】ステップ２２３では放出完了フラグがセッ
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ２２４に進む。ステップ
２２４では第１通路２８ａが切換弁５２により閉鎖さ
れ、第２通路２８ｂがサージタンク１６に連通するよう
に切換弁５２が切換えられる。次いでステップ２２５で
は切換弁５２の切換作用が完了したか否かが判別され、
切換処理が完了したときにはステップ２２６に進んで放
出完了フラグがリセットされ、次いでステップ２２７に
おいてＮＯX 放出フラグがリセットされる。
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ２２４に進む。ステップ
２２４では第１通路２８ａが切換弁５２により閉鎖さ
れ、第２通路２８ｂがサージタンク１６に連通するよう
に切換弁５２が切換えられる。次いでステップ２２５で
は切換弁５２の切換作用が完了したか否かが判別され、
切換処理が完了したときにはステップ２２６に進んで放
出完了フラグがリセットされ、次いでステップ２２７に
おいてＮＯX 放出フラグがリセットされる。
【００６９】図２８に更に別の実施例を示す。この実施
例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯXを放出させるべく追
加の燃料が噴射されたときに燃焼室５内に酸素を供給す
るための酸素供給手段６０を具備している。図２８に示
されるようにこの酸素供給手段６０は酸素タンク６１
と、酸素タンク６１内に配置されかつ円筒状の酸素透過
膜６２によって包囲された空気室６３とを具備する。空
気室６３の一端はエアポンプ６４を介してスロットル弁
２３上流の吸気ダクト２０内に連結され、空気室６３の
他端は空気排出管６５に連結される。また、酸素タンク
６１内は酸素供給弁６６を介してスロットル弁２３下流
の吸気ダクト２０内に連結される。
例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯXを放出させるべく追
加の燃料が噴射されたときに燃焼室５内に酸素を供給す
るための酸素供給手段６０を具備している。図２８に示
されるようにこの酸素供給手段６０は酸素タンク６１
と、酸素タンク６１内に配置されかつ円筒状の酸素透過
膜６２によって包囲された空気室６３とを具備する。空
気室６３の一端はエアポンプ６４を介してスロットル弁
２３上流の吸気ダクト２０内に連結され、空気室６３の
他端は空気排出管６５に連結される。また、酸素タンク
６１内は酸素供給弁６６を介してスロットル弁２３下流
の吸気ダクト２０内に連結される。
【００７０】空気供給弁６６は通常閉弁せしめられてい
る。機関の運転が開始されるとエアポンプ６４が作動せ
しめられ、エアポンプ６４から吐出した空気は空気室６
３内に送り込まれる。空気室６３内の空気中に含まれる
酸素は酸素透過膜６２を透過して酸素タンク６１内に流
入し、斯くして酸素タンク６１内には酸素が集められ
る。一方、空気室６３内の余剰空気は空気排出管６５か
ら外気中に排出される。
る。機関の運転が開始されるとエアポンプ６４が作動せ
しめられ、エアポンプ６４から吐出した空気は空気室６
３内に送り込まれる。空気室６３内の空気中に含まれる
酸素は酸素透過膜６２を透過して酸素タンク６１内に流
入し、斯くして酸素タンク６１内には酸素が集められ
る。一方、空気室６３内の余剰空気は空気排出管６５か
ら外気中に排出される。
【００７１】図２９に示されるようにＮＯX 吸収剤２６
からＮＯX を放出すべく追加の燃料が噴射されると追加
の燃料の供給作用が行われている期間中、酸素供給弁６
６が開弁せしめられる。酸素供給弁６６が開弁すると酸
素タンク６１内の酸素が各気筒の燃焼室５内に供給され
る。追加の燃料が燃焼せしめられ、その結果ＥＧＲガス
中の酸素濃度が極度に低くなった場合にはこのように各
気筒の燃焼室５内に酸素を供給することによって失火が
生じるのを阻止することができることになる。
からＮＯX を放出すべく追加の燃料が噴射されると追加
の燃料の供給作用が行われている期間中、酸素供給弁６
６が開弁せしめられる。酸素供給弁６６が開弁すると酸
素タンク６１内の酸素が各気筒の燃焼室５内に供給され
る。追加の燃料が燃焼せしめられ、その結果ＥＧＲガス
中の酸素濃度が極度に低くなった場合にはこのように各
気筒の燃焼室５内に酸素を供給することによって失火が
生じるのを阻止することができることになる。
【００７２】図３０に更に別の実施例を示す。この実施
例では燃料噴射弁１１が各吸気枝管１５に取付けられ、
燃料が対応する吸気ポート内に向けて噴射される。また
この実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出させ
るための追加の燃料が排気管２５内に配置された補助燃
料噴射弁７０から噴射され、この補助燃料噴射弁７０下
流の排気管２５内にＥＧＲガス通路２８が連結される。
図３０に示される、いわゆるポート噴射式内燃機関につ
いても本発明を適用することができる。
例では燃料噴射弁１１が各吸気枝管１５に取付けられ、
燃料が対応する吸気ポート内に向けて噴射される。また
この実施例ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出させ
るための追加の燃料が排気管２５内に配置された補助燃
料噴射弁７０から噴射され、この補助燃料噴射弁７０下
流の排気管２５内にＥＧＲガス通路２８が連結される。
図３０に示される、いわゆるポート噴射式内燃機関につ
いても本発明を適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】ＥＧＲ装置を具えた内燃機関においてＮ
ＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比にしたと
きに失火が生じるのを阻止することができる。
ＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比にしたと
きに失火が生じるのを阻止することができる。
【図１】機関本体を断面図で示した内燃機関の全体図で
ある。
ある。
【図２】内燃機関の全体図である。
【図３】シリンダヘッドの平面断面図である。
【図４】ピストン頂面の平面図である。
【図５】図３の側面断面図である。
【図６】燃料噴射量および燃料噴射時期を示す図であ
る。
る。
【図７】燃料噴射量、スロットル開度、ＥＧＲ弁開度お
よび燃焼室内における平均空燃比を示す図である。
よび燃焼室内における平均空燃比を示す図である。
【図８】吸気制御弁の開度を示す線図である。
【図９】低負荷運転時における燃焼方法を説明するため
の図である。
の図である。
【図１０】中負荷運転時における燃焼方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図１１】排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，Ｏ2 の濃度を示す
図である。
図である。
【図１２】ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸放出作用を説明する
ための図である。
ための図である。
【図１３】ＮＯX 放出制御のタイムチャートである。
【図１４】ＮＯX 吸収量およびＮＯX 放出量のマップを
示す図である。
示す図である。
【図１５】追加の燃料噴射時期を示す図である。
【図１６】ＥＧＲ弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
噴射等を示すタイムチャートである。
【図１７】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図１８】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図１９】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図２０】ＥＧＲ弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
噴射等を示すタイムチャートである。
【図２１】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。
【図２２】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図２３】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図２４】ＥＧＲ弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
噴射等を示すタイムチャートである。
【図２５】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図２６】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図２７】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図２８】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図２９】ＥＧＲ弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
噴射等を示すタイムチャートである。
【図３０】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
る。
１６…サージタンク ２４…排気マニホルド ２６…ＮＯX 吸収剤 ２８…ＥＧＲガス通路 ２９…ＥＧＲ弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｎ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｄ
Claims (8)
- 【請求項１】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているＮＯ x を放出す
るＮＯx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、ＮＯX 吸収
剤からＮＯXを放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、ＮＯX 吸収剤から
ＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス
再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される未燃
燃料量を減少させる未燃燃料量減少手段を具備した内燃
機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 上記未燃燃料量減少手段はＮＯX 吸収剤
からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気
ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される
再循環排気ガス量を低下させる請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべくＮ
ＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチにされたときに再循環排気ガス量の低下に伴っ
て吸入空気量を低減させる吸入空気量低減手段を具備し
た請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 上記未燃燃料量減少手段は未燃燃料を除
去するための未燃燃料除去装置を具備し、ＮＯX 吸収剤
からＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときには排
気ガスが該未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内に
再循環され、ＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときには排気ガスが該未燃燃料除去装置を経
ずに機関吸気通路内に再循環される請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 排気ガス再循環通路は上記未燃燃料除去
装置を通った排気ガスが流れる第１の通路と、該未燃燃
料除去装置を通っていない排気ガスが流れる第２の通路
とを具備し、該第１の通路又は第２の通路のいずれか一
方を機関吸気通路に選択的に接続する切換手段を具備し
た請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているＮＯ X を放出す
るＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、ＮＯX 吸収
剤からＮＯXを放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、ＮＯX 吸収剤から
ＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃焼
室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備し
た内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項７】 上記酸素濃度増大手段はＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガ
ス再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される再
循環排気ガス量を低下させる請求項６に記載の内燃機関
の排気浄化装置。 - 【請求項８】 上記酸素濃度増大手段はＮＯX 吸収剤か
らＮＯX を放出すべくＮＯX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内に酸素を供給する酸素供給手段を具備した請求項
６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00736395A JP3334396B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE69520567T DE69520567T2 (de) | 1995-01-20 | 1995-10-11 | Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine |
| US08/716,394 US5775099A (en) | 1994-04-12 | 1995-10-11 | Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine |
| KR1019960705186A KR0185697B1 (ko) | 1995-01-20 | 1995-10-11 | 내연기관의 배기정화방법 |
| PCT/JP1995/002078 WO1996022457A1 (fr) | 1995-01-20 | 1995-10-11 | Procede de nettoyage des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne |
| EP95934274A EP0752521B1 (en) | 1995-01-20 | 1995-10-11 | Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00736395A JP3334396B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08200045A true JPH08200045A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3334396B2 JP3334396B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=11663892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00736395A Expired - Lifetime JP3334396B2 (ja) | 1994-04-12 | 1995-01-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334396B2 (ja) |
Cited By (15)
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-
1995
- 1995-01-20 JP JP00736395A patent/JP3334396B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP3334396B2 (ja) | 2002-10-15 |
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| JP3424561B2 (ja) | 内燃機関 |
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