JPH11166430A

JPH11166430A - 内燃機関

Info

Publication number: JPH11166430A
Application number: JP9334273A
Authority: JP
Inventors: Takekazu Itou; 丈和伊藤; Shizuo Sasaki; 静夫佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: JP3528550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機関から排出される未燃ＨＣの量を必要時に
増大させる。【解決手段】燃焼室５内に燃料を噴射するための燃料
噴射弁６と、吸気弁７および排気弁９が共に開弁するバ
ルブオーバーラップ期間を制御するためのバルブオーバ
ーラップ期間制御用アクチュエータ４７，４８を具備す
る。機関から排気される未燃炭化水素量を増量すべきで
あると判断されたときにはバルブオーバーラップ期間を
長くすると共に少なくとも一部の燃料をバルブオーバー
ラップ期間中に噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関においては機関から排出される
未燃炭化水素、即ち未燃ＨＣの量を一時的に増量したい
場合がある。例えばリーン空燃比のもとで燃焼が行われ
る内燃機関の排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置
した場合において触媒の温度が活性化温度以下に低下し
そうなときに機関から排出される未燃ＨＣの量を一時的
に増量することができれば触媒の温度が上昇し、斯くし
て触媒の温度を活性化温度以上に維持することができ
る。

【０００３】一方、常時一定量以上の未燃ＨＣを機関か
ら排出させるために吸気弁と排気弁とが共に開弁するバ
ルブオーバーラップ時に燃焼室内に向けて燃料を噴射す
るようにしたディーゼル機関が公知である（特開平６−
１５９０４１号公報参照）。このディーゼル機関ではバ
ルブオーバーラップ時に吸気通路から燃焼室内を通って
排気通路内に吹き抜ける空気により噴射燃料の一部を常
時排気通路内に排出させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの場合、十
分な量の未燃ＨＣを機関から排出させるには空気の吹き
抜け量を増大させなければならず、そのためにはバルブ
オーバーラップ期間を長くしなければならない。しかし
ながらバルブオーバーラップ期間を長くすれば機関の出
力が低下し、燃料消費量が大巾に増大する。従って機関
から排出される未燃ＨＣの量を一時的に増大させるだけ
のためにバルブオーバーラップ期間を常に大きくしてお
くこともできない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで１番目の発明で
は、燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、吸
気弁および排気弁が共に開弁するバルブオーバーラップ
期間を制御するためのバルブオーバーラップ期間制御手
段と、機関から排出される未燃炭化水素量を増量すべき
か否かを判断する判断手段とを具備し、機関から排気さ
れる未燃炭化水素量を増量すべきであると判断されたと
きにはバルブオーバーラップ期間を長くすると共に少く
とも一部の燃料をバルブオーバーラップ期間中に噴射す
るようにしている。

【０００６】２番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置し、触媒
の温度が活性化温度以下に低下しそうなときにバルブオ
ーバーラップ期間を長くすると共に少くとも一部の燃料
をバルブオーバーラップ期間中に噴射するようにしてい
る。３番目の発明では１番目の発明において、流入する
排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯx を吸収し、
流入する排気ガスの空燃比がリッチになると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 を放出すべきときにはバルブオーバー
ラップ期間を長くすると共に少くとも一部の燃料をバル
ブオーバーラップ期間中に噴射するようにしている。

【０００７】４番目の発明では１番目の発明において、
燃焼室内の不活性ガス量を増大していくと煤の発生量が
次第に増大してピークに達し、燃焼室内の不活性ガス量
を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって
煤がほとんど発生しなくなる内燃機関において、煤の発
生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活
性ガス量が多く煤がほとんど発生しない第１の燃焼と、
煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内
の不活性ガス量が少ない第２の燃焼とを選択的に切換え
る切換手段を具備し、第２の燃焼が行われているときに
機関から排気される未燃炭化水素量を増量すべきである
と判断されたときにはバルブオーバーラップ期間を長く
すると共に少くとも一部の燃料をバルブオーバーラップ
期間中に噴射するようにしている。

【０００８】

【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を介してエア
クリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には電気
モータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置さ
れる。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１７およ
び排気管１８を介して酸化機能を有する触媒１９を内蔵
した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニホルド１
７内には空燃比センサ２１が配置される。

【０００９】排気マニホルド１７とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２２を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２２内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２３が配置される。また、ＥＧＲ通路２２
周りにはＥＧＲ通路２２内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２４が配置される。図１に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置２４内に導びかれ、機関
冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。

【００１０】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。

【００１１】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。空燃比センサ２１の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力され、燃料圧セン
サ２８の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入
力ポート３５に入力される。機関本体１には機関冷却水
温を検出するための温度センサ２９が取付けられ、この
温度センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を
介して入力ポート３５に入力される。また、少なくとも
一つの吸気枝管１１内には吸入空気とＥＧＲガスとの混
合ガス温を検出するための温度センサ４４が取付けら
れ、この温度センサ４４の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。

【００１２】また、触媒１９上流の排気通路内には触媒
１９に流入する排気ガスの温度を検出するための温度セ
ンサ４５が配置され、触媒１９下流の排気通路内には触
媒１９から流出した排気ガスの温度を検出するための温
度センサ４６が配置される。これら温度センサ４５，４
６の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポ
ート３５に入力される。

【００１３】アクセルペダル４０にはアクセルペダル４
０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷セン
サ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応す
るＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され
る。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば
３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角セ
ンサ４２が接続される。一方、吸気弁７には吸気弁７を
駆動するためのアクチュエータ４７が取付けられ、排気
弁９には排気弁９を駆動するためのアクチュエータ４８
が取付けられる。出力ポート３６は対応する駆動回路３
８を介して燃料噴射弁６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御
弁２３、燃料ポンプ２７およびアクチュエータ４７，４
８に接続される。

【００１４】図２（Ａ）はアクチュエータ４７の拡大図
を示している。図２（Ａ）を参照すると、５０は吸気弁
７の頂部に取付けられた円板状鉄片、５１，５２は鉄片
５０の両側に配置されたソレノイド、５３，５４は鉄片
５０の両側に配置された圧縮ばねを夫々示す。ソレノイ
ド５２が付勢されると鉄片５０が上昇し、吸気弁７が閉
弁する。これに対してソレノイド５１が付勢されると鉄
片５０が下降し、吸気弁７が開弁する。従って各ソレノ
イド５１，５２の付勢タイミングを制御することによっ
て吸気弁７を任意の時期に開弁し、閉弁することができ
る。アクチュエータ４８も図２（Ａ）に示すアクチュエ
ータ４７と同様の構造を有しており、従って排気弁９も
任意の時期に開弁し、閉弁することができる。

【００１５】図２（Ｂ）は吸気弁７と排気弁９のリフト
曲線を示している。なお、図２（Ｂ）において実線は吸
気弁７と排気弁９が共に開弁するバルブオーバーラップ
期間が比較的短かい場合を示しており、図２（Ｂ）にお
いて破線はバルブオーバーラップ期間が長くされた場合
を示している。吸気弁７および排気弁９を夫々アクチュ
エータ４７，４８により駆動することによって図２
（Ｂ）の実線および破線で示すようにバルブオーバーラ
ップ期間を容易に制御することができる。

【００１６】ところで圧縮着火式内燃機関では従来より
例えば図１に示されるような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、ＥＧ
Ｒ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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】このように従来ではＥＧＲ率に対して最大
許容限界が存在すると考えられていたので従来よりＥＧ
Ｒ率はこの最大許容限界を越えない範囲内においてＮＯ
x およびスモークの発生量ができるだけ少なくなるよう
に定められていた。しかしながらこのようにしてＥＧＲ
率をＮＯx およびスモークの発生量ができるだけ少なく
なるように定めてもＮＯx およびスモークの発生量の低
下には限度があり、実際には依然としてかなりの量のＮ
Ｏx およびスモークが発生してしまうのが現状である。

【００２０】ところが本発明者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
ど発生しないことを見い出したのである。また、このと
きにはＮＯx の発生量が極めて少量となることも判明し
ている。次にこのことについて図３を参照しつつ説明す
る。

【００２１】図３は機関低負荷運転時においてスロット
ル弁１６の開度およびＥＧＲ率を変化させることにより
空燃比Ａ／Ｆ（図３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３からわかる
ようにこの実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥ
ＧＲ率が大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下の
ときにはＥＧＲ率は６５パーセント以上となっている。

【００２２】図３に示されるようにＥＧＲ率を増大する
ことにより空燃比Ａ／Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が
４０パーセント付近となり空燃比Ａ／Ｆが３０程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、ＥＧＲ率を６５パーセ
ント以上とし、空燃比Ａ／Ｆが１５．０付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またＮ
Ｏx の発生量がかなり低くなる。一方、このときＨＣ，
ＣＯの発生量は増大し始める。

【００２３】図４（Ａ）は空燃比Ａ／Ｆが１８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４（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１３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４（Ａ）と図４（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４（Ｂ）に示す場合はスモークの発生量が多い図４
（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。

【００２４】図３および図４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３
に示されるようにＮＯx の発生量がかなり低下する。Ｎ
Ｏx の発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室５内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図４からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図４（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。

【００２５】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３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５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５に示
されるような炭化水素の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３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。

【００２６】図３および図４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。

【００２７】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。

【００２８】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化触媒
等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
化触媒等を用いた後処理でもって容易に浄化することが
できる。このように酸化触媒等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。本発明において用
い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
を酸化触媒等により酸化せしめることを核としている。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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
には燃料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。

【００３２】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。

【００３３】図６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６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。

【００３４】図６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６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。

【００３５】また、図６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６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。

【００３６】図７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７において縦軸は燃焼室
５内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは
過給が行われないときに燃焼室５内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してお
り、Ｚ１は低負荷運転領域を示している。

【００３７】図７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７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７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パーセントであり、図７に示す実施例では７０パ
ーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入された全
吸入ガス量を図７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７に示
すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温度は
煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くして煤
が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯx 発生量
は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮＯx
の発生量は極めて少量となる。

【００３８】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７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。

【００３９】一方、図７の負荷領域Ｚ２では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘが吸入しうる全吸入
ガス量Ｙを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘを燃焼室５内に供給
するにはＥＧＲガスおよび吸入空気の双方、或いはＥＧ
Ｒガスを過給又は加圧する必要がある。ＥＧＲガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Ｚ２では全吸入空
気量Ｘは吸入しうる全吸入空気量Ｙに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてＥＧＲガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。

【００４０】前述したように図７は燃料は理論空燃比の
もとで燃焼させる場合を示しているが図７に示される低
負荷運転領域Ｚ１において空気量を図７に示される空気
量よりも少なくても、即ち空燃比をリッチにしても煤の
発生を阻止しつつＮＯx の発生量を１０p.p.m 前後又は
それ以下にすることができ、また図７に示される低負荷
領域Ｚ１において空気量を図７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１０
p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。

【００４１】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。

【００４２】このように、機関低負荷運転領域Ｚ１では
空燃比にかかわらずに、即ち空燃比がリッチであろう
と、理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリーン
であろうと煤が発生されず、ＮＯx の発生量が極めて少
量となる。従って燃料消費率の向上を考えるとこのとき
平均空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。と
ころで燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲の
ガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に
抑制しうるのは燃焼による発熱量が少ない比較的機関負
荷が低いときに限られる。従って本発明では機関負荷が
比較的低いときには燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制
して第１の燃焼、即ち低温燃焼を行うようにし、機関負
荷が比較的高いときには第２の燃焼、即ち従来より普通
に行われている燃焼を行うようにしている。なお、ここ
で第１の燃焼、即ち低温燃焼とはこれまでの説明から明
らかなように煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よ
りも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生し
ない燃焼のことを云い、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ない燃焼の
ことを云う。

【００４３】図８（Ａ）の実線は第１の燃焼が行われた
ときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角との関
係を示しており、図８（Ａ）の鎖線は第２の燃焼が行わ
れたときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角と
の関係を示している。また、図８（Ｂ）の実線は第１の
燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガス温Ｔｆ
とクランク角との関係を示しており、図８（Ｂ）の破線
は第２の燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガ
ス温Ｔｆとクランク角との関係を示している。

【００４４】第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われている
ときには第２の燃焼、即ち従来の普通の燃焼が行われて
いるときに比べてＥＧＲガス量が多く、従って図８
（Ａ）に示されるように圧縮上死点前は、即ち圧縮行程
中は実線で示す第１の燃焼時における平均ガス温Ｔｇの
ほうが破線で示す第２の燃焼時における平均ガス温Ｔｇ
よりも高くなっている。なお、このとき図８（Ｂ）に示
されるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは平均ガ
ス温Ｔｇとほぼ同じ温度になっている。

【００４５】次いで圧縮上死点付近において燃焼が開始
されるがこの場合、第１の燃焼が行われているときには
図８（Ｂ）の実線で示されるように燃焼およびその周囲
のガス温Ｔｆはさほど高くならない。これに対して第２
の燃焼が行われている場合には図８（Ｂ）の破線で示さ
れるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは極めて高
くなる。このように第２の燃焼が行われた場合には燃料
およびその周囲のガス温Ｔｆは第１の燃焼が行われてい
る場合に比べてかなり高くなるが大部分を占めるそれ以
外のガスの温度は第１の燃焼が行われている場合に比べ
て第２の燃焼が行われている場合の方が低くなってお
り、従って図８（Ａ）に示されるように圧縮上死点付近
における燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇは第１の燃焼が行
われている場合の方が第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。その結果、図８（Ａ）に示されるよう
に燃焼が完了した後の、即ち膨張行程の後半における燃
焼室５内の平均ガス温Ｔｇは、云い換えると燃焼室５内
の既燃ガス温は第１の燃焼が行われた場合の方が第２の
燃焼が行われた場合に比べて高くなる。

【００４６】このように第１の燃焼、即ち低温燃焼が行
われた場合には第２の燃焼が行われた場合に比べて燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温Ｔｆはかなり低
くなるが燃焼室５内の既燃ガスは第２の燃焼が行われた
場合に比べて逆に高くなり、従って燃焼室５から排出さ
れる排気ガスの温度も第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。

【００４７】図９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９において縦軸Ｌはアクセルペダル４０の
踏込み量、即ち要求負荷を示しており、横軸Ｎは機関回
転数を示している。また、図９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。

【００４８】即ち、機関の運転状態が第１の運転領域Ｉ
にあって低温燃焼が行われているときに要求負荷Ｌが機
関回転数Ｎの関数である第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えると
運転領域が第２の運転領域IIに移ったと判断され、従来
の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求負荷Ｌが
機関回転数Ｎの関数である第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低
くなると運転領域が第１の運転領域Ｉに移ったと判断さ
れ、再び低温燃焼が行われる。

【００４９】なお、本発明による実施例では第２の境界
Ｙ（Ｎ）は第１の境界Ｘ（Ｎ）に対してΔＬ（Ｎ）だけ
低負荷側とされる。図９および図１０に示されるように
ΔＬ（Ｎ）は機関回転数Ｎの関数であり、ΔＬ（Ｎ）は
機関回転数Ｎが高くなるほど小さくなる。ところで機関
の運転状態が第１の運転領域Ｉにあって低温燃焼が行わ
れているときには煤はほとんど発生せず、その代り未燃
炭化水素が煤の前駆体又はその前の状態の形でもって燃
焼室５から排出される。このとき燃焼室５から排出され
た未燃炭化水素は酸化機能を有する触媒１９により酸化
せしめられる。

【００５０】触媒１９としては酸化触媒、三元触媒、又
はＮＯx 吸収剤を用いることができる。ＮＯx 吸収剤は
燃焼室５内における平均空燃比がリーンのときにＮＯx
を吸収し、燃焼室５内における平均空燃比がリッチにな
るとＮＯx を放出する機能を有する。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なくとも一つと、白金Ｐ
ｔのような貴金属とが担持されている。

【００５１】酸化触媒はもとより、三元触媒およびＮＯ
x 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く
三元触媒およびＮＯx 吸収剤を触媒１９として用いるこ
とができる。触媒１９は触媒１９の温度が或る一定温度
を越えると活性化する。触媒１９が活性化する温度は触
媒１９の種類により異なり、代表的な酸化触媒の活性化
温度は３５０℃程度である。触媒１９を通過した排気ガ
スの温度は触媒１９の温度よりもわずかな一定温度だけ
低くなり、従って触媒１９を通過した排気ガス温は触媒
１９の温度を代表している。従って本発明による一実施
例では触媒１９を通過した排気ガスの温度から触媒１９
が活性化したか否かを判断するようにしている。

【００５２】図１１は空燃比センサ２１の出力を示して
いる。図１１に示されるように空燃比センサ２１の出力
電流Ｉは空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する。従って空燃比
センサ２１の出力電流Ｉから空燃比を知ることができ
る。次に図１２を参照しつつ第１の運転領域Ｉおよび第
２の運転領域IIにおける運転制御について概略的に説明
する。図１２は要求負荷Ｌに対するスロットル弁１６の
開度、ＥＧＲ制御弁２３の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴
射時期および噴射量を示している。図１２に示されるよ
うに要求負荷Ｌの低い第１の運転領域Ｉではスロットル
弁１６の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近く
から半開程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁
２３の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くか
ら全開まで徐々に増大せしめられる。また、図１２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１５から１８のリー
ン空燃比とされている。

【００５３】云い換えると第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１５から１８
のリーン空燃比となるようにスロットル弁１６の開度お
よびＥＧＲ制御弁２３の開度が制御される。なお、この
とき空燃比は空燃比センサ２１の出力信号に基づいてＥ
ＧＲ制御弁２３の開度を補正することによって目標リー
ン空燃比に制御される。また、第１の運転領域Ｉでは圧
縮上死点ＴＤＣ前に燃料噴射が行われる。この場合、噴
射開始時期θＳは要求負荷Ｌが高くなるにつれて遅くな
り、噴射完了時期θＥも噴射開始時期θＳが遅くなるに
つれて遅くなる。

【００５４】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁１６は全閉近くまで開弁され、このときＥＧＲ制御弁
２３も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁１
６を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室５内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン４による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体１の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体１の振動を抑制するためにスロッ
トル弁１６が全閉近くまで閉弁せしめられる。

【００５５】機関の運転状態が第１の運転領域Ｉである
ときには煤およびＮＯx はほとんど発生せず、排気ガス
中に含まれている煤の前駆体又はその前の状態の炭化水
素は触媒１９により酸化せしめられる。一方、機関の運
転領域が第１の運転領域Ｉから第２の運転領域IIに変わ
るとスロットル弁１６の開度が半開状態から全開方向へ
ステップ状に増大せしめられる。このとき図９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６）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。

【００５６】第２の運転領域IIでは従来から行われてい
る燃焼が行われる。この燃焼方法では煤およびＮＯx が
若干発生するが低温燃焼に比べて熱効率は高く、従って
機関の運転領域が第１の運転領域Ｉから第２の運転領域
IIに変わると図１２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。第２の運転領域IIではスロット
ル弁１６は一部を除いて全開状態に保持され、ＥＧＲ制
御弁２３の開度は要求負荷Ｌが高くなると次第に小さく
される。この運転領域IIではＥＧＲ率は要求負荷Ｌが高
くなるほど低くなり、空燃比は要求負荷Ｌが高くなるほ
ど大きくなる。ただし、空燃比は要求負荷Ｌが高くなっ
てもリーン空燃比とされる。また、第２の運転領域IIで
は噴射開始時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とされる。

【００５７】ところで低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉ
の範囲は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温およびシ
リンダ内壁面温度に応じて変化する。即ち、要求負荷が
高くなって燃焼による発熱量が増大すると、燃焼時にお
ける燃料およびその周囲のガス温が高くなり、斯くして
低温燃焼を行うことができなくなる。一方、圧縮始めの
燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなると燃焼が開始される
直前の燃焼室５内のガス温が低くなるので燃焼時におけ
る燃料およびその周囲のガス温が低くなる。従って圧縮
始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなれば燃焼による
発熱量が増大しても、即ち要求負荷が高くなっても燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温は高くならず、
斯くして低温燃焼が行われることになる。云い換えると
圧縮始めの燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなればなるほ
ど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉが高負荷側に拡大す
ることになる。

【００５８】また、シリンダ内壁面温度ＴＷと圧縮始め
の燃焼室５内のガス温ＴＧとの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が
小さいほど圧縮行程中にシリンダ内壁面を介して逃げる
熱量が増大する。従ってこの温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小
さくなるほど圧縮行程中における燃焼室５内のガスの温
度上昇量が少なくなり、斯くして燃焼時における燃料お
よびその周囲のガス温が低くなる。従って温度差（ＴＷ
−ＴＧ）が小さいほど低温燃焼しうる第１の運転領域Ｉ
が高負荷側に拡大することになる。

【００５９】本発明による実施例では圧縮始めにおける
燃焼室５内のガス温ＴＧが低くなると図１３に示される
ように第１の境界がＸｏ（Ｎ）からＸ（Ｎ）に移動せし
められ、温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなると図１３に
示されるように第１の境界がＸｏ（Ｎ）からＸ（Ｎ）に
移動せしめられる。なお、ここでＸｏ（Ｎ）は基準とな
る第１の境界を示している。基準となる第１の境界Ｘｏ
（Ｎ）は機関回転数Ｎの関数であり、Ｘ（Ｎ）はこのＸ
ｏ（Ｎ）を用いて次式に基づいて計算される。

【００６０】Ｘ（Ｎ）＝Ｘｏ（Ｎ）＋Ｋ（Ｔ）・Ｋ（Ｎ）Ｋ（Ｔ）＝Ｋ（Ｔ）₁＋Ｋ（Ｔ）₂ ここでＫ（Ｔ）₁は図１４（Ａ）に示されるように圧縮
始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧの関数であり、こ
のＫ（Ｔ）₁の値は圧縮始めにおける燃焼室５内のガス
温ＴＧが低くなるほど大きくなる。また、Ｋ（Ｔ）₂は
図１４（Ｂ）に示されるように温度差（ＴＷ−ＴＧ）の
関数であり、このＫ（Ｔ）₂の値は温度差（ＴＷ−Ｔ
Ｇ）が小さくなるほど大きくなる。なお、図１４（Ａ）
および図１４（Ｂ）においてＴ₁は基準温度、Ｔ₂は基
準温度差であり、ＴＧ＝Ｔ₁でかつ（ＴＷ−ＴＧ）＝Ｔ
₂のときに第１の境界が図１３のＸｏ（Ｎ）となる。

【００６１】一方、Ｋ（Ｎ）は図１４（Ｃ）に示される
ように機関回転数Ｎの関数であり、Ｋ（Ｎ）の値は機関
回転数Ｎが高くなるほど小さくなる。即ち、圧縮始めに
おける燃焼室５内のガス温ＴＧが基準温度Ｔ₁よりも低
くなると圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温ＴＧが低
くなるほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸｏ（Ｎ）に対して高
負荷側に移動し、温度差（ＴＷ−ＴＧ）が基準温度差Ｔ
₂よりも低くなると温度差（ＴＷ−ＴＧ）が小さくなる
ほど第１の境界Ｘ（Ｎ）はＸｏ（Ｎ）に対して高負荷側
に移動する。また、Ｘｏ（Ｎ）に対するＸ（Ｎ）の移動
量は機関回転数Ｎが高くなるほど少なくなる。

【００６２】図１５（Ａ）は第１の境界が基準となる第
１の境界Ｘｏ（Ｎ）であるときの第１の運転領域Ｉにお
ける空燃比Ａ／Ｆを示している。図１５（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が１５，１６，１７であるとき
を示しており、各曲線間の空燃比は比例配分により定め
られる。図１５（Ａ）に示されるように第１の運転領域
Ｉでは空燃比がリーンとなっており、更に第１の運転領
域Ｉでは要求負荷Ｌが低くなるほど空燃比Ａ／Ｆがリー
ンとされる。

【００６３】即ち、要求負荷Ｌが低くなるほど燃焼によ
る発熱量が少なくなる。従って要求負荷Ｌが低くなるほ
どＥＧＲ率を低下させても低温燃焼を行うことができ
る。ＥＧＲ率を低下させると空燃比は大きくなり、従っ
て図１５（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌが低くなる
につれて空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。空燃比Ａ／Ｆが
大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限り
空燃比をリーンにするために本発明による実施例では要
求負荷Ｌが低くなるにつれて空燃比Ａ／Ｆが大きくされ
る。

【００６４】図１５（Ｂ）は第１の境界が図１３に示さ
れるＸ（Ｎ）のときの第１の運転領域Ｉにおける空燃比
Ａ／Ｆを示している。図１５（Ａ）および（Ｂ）を比較
するとわかるように第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸｏ（Ｎ）に
対して高負荷側に移動するとそれに追従して各空燃比を
示すＡ／Ｆ＝１５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７の曲線
も高負荷側に移動する。従って第１の境界Ｘ（Ｎ）がＸ
ｏ（Ｎ）に対して高負荷側に移動すると同一要求負荷Ｌ
および同一機関回転数Ｎにおける空燃比Ａ／Ｆが大きく
なることがわかる。即ち、第１の運転領域Ｉが高負荷側
に拡大せしめられると煤およびＮＯx のほとんど発生し
ない運転領域が拡大されるばかりでなく、燃料消費率が
向上せしめられることになる。

【００６５】本発明による実施例では第１の境界Ｘ
（Ｎ）が種々に変化したときの第１の運転領域Ｉにおけ
る目標空燃比、即ち種々のＫ（Ｔ）の値に対する第１の
運転領域Ｉにおける目標空燃比が図１６（Ａ）から図１
６（Ｄ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。即ち、図１６（Ａ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ１
のときの目標空燃比ＡＦＫＴ１を示しており、図１６
（Ｂ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ２のときの目標空燃比ＡＦ
ＫＴ２を示しており、図１６（Ｃ）はＫ（Ｔ）の値がＫ
Ｔ３のときの目標空燃比ＡＦＫＴ３を示しており、図１
６（Ｄ）はＫ（Ｔ）の値がＫＴ４のときの目標空燃比Ａ
ＦＫＴ４を示している。

【００６６】一方、空燃比を目標空燃比ＡＦＫＴ１，Ａ
ＦＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なス
ロットル弁１６の目標開度が図１７（Ａ）から図１７
（Ｄ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎ
の関数としてマップの形で予め定めＲＯＭ３２内に記憶
されており、また空燃比を目標空燃比ＡＦＫＴ１，ＡＦ
ＫＴ２，ＡＦＫＴ３，ＡＦＫＴ４とするのに必要なＥＧ
Ｒ制御弁２３の目標基本開度が図１８（Ａ）から図１８
（Ｄ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎ
の関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている。

【００６７】即ち、図１７（Ａ）は空燃比が１５のとき
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１５を示しており、
図１８（Ａ）は空燃比が１５のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１５を示している。また、図１７
（Ｂ）は空燃比が１６のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１６を示しており、図１８（Ｂ）は空燃比が１
６のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１６を
示している。

【００６８】また、図１７（Ｃ）は空燃比が１７のとき
のスロットル弁１６の目標開度ＳＴ１７を示しており、
図１８（Ｃ）は空燃比が１７のときのＥＧＲ制御弁２３
の目標基本開度ＳＥ１７を示している。また、図１７
（Ｄ）は空燃比が１８のときのスロットル弁１６の目標
開度ＳＴ１８を示しており、図１８（Ｄ）は空燃比が１
８のときのＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥ１８を
示している。

【００６９】図１９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１９においてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝３
５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／Ｆ＝６０で示される各曲線は夫
々目標空燃比２４，３５，４５，６０を示している。空
燃比をこの目標空燃比とするのに必要なスロットル弁１
６の目標開度ＳＴが図２０（Ａ）に示されるように要求
負荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予
めＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥ
が図２０（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。

【００７０】次に触媒１９としてＮＯx 吸収剤を用いた
場合を例にとって本発明の具体的な実施例について説明
する。前述したように第１の燃焼、即ち低温燃焼が行わ
れているときには機関から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出
され、これら未燃ＨＣ，ＣＯはＮＯx 吸収剤１９により
酸化せしめられる。低温燃焼が行われているときには前
述したように排気ガス温が高く、また多量の未燃ＨＣ，
ＣＯが排出されるために多量の酸化反応熱が発生し、斯
くして低温燃焼が行われているときにはＮＯx 吸収剤１
９は通常、活性化温度以上に維持される。

【００７１】これに対して第２の燃焼が行われていると
きには前述したように排気ガス温が低く、また未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯの排出量も少ないためにほとんど酸化反応熱が
発生しない。従って第２の燃焼が行われているときには
ＮＯx 吸収剤１９の温度が活性化温度以下まで低下する
危険性がある。これは触媒１９として酸化触媒或いは三
元触媒を用いたときでも同様である。

【００７２】そこで本発明による実施例では第２の燃焼
が行われているときにＮＯx 吸収剤１９の温度が活性化
温度以下に低下しそうになったら図２１に示されるよう
にバルブオーバーラップ期間を長くすると共に、第１回
目の燃料噴射Ｑ₁をバルブオーバーラップ期間中に、第
２回目の燃料噴射Ｑ₂を圧縮上死点付近で行うようにし
ている。

【００７３】即ち、内燃機関においては排気弁９が開弁
すると排気ポート１０内は一時的に正圧となり、次いで
この正圧波は下流側に向け伝播して例えばマニホルド集
合部で負圧波の形で反射し、この負圧波は今度は上流側
に向け伝播し、その結果排気弁９が閉弁する直前に排気
ポート１０内には負圧が発生する。その結果、バルブオ
ーバーラップ時に吸気ポート１０から燃焼室５内に供給
された空気の一部はこの負圧によって排気ポート１０内
に吹き抜け、このときの吹き抜け量はバルブオーバーラ
ップ期間が長くなるほど増大する。

【００７４】従って図２１に示すようにバルブオーバー
ラップ期間を長くすると共に第１回目の燃焼噴射Ｑ₁を
バルブオーバーラップ期間中に行うと多量の未燃ＨＣが
吹き抜け空気と共に排気ポート１０内に排出される。こ
の未燃ＨＣはＮＯx 吸収剤１９において酸化せしめら
れ、そのときの酸化反応熱でもってＮＯx 吸収剤１９の
温度が上昇せしめられる。従ってＮＯx 吸収剤１９の温
度が活性化温度以下に低下するのが阻止されることにな
る。なお、このときＮＯx 吸収剤１９に流入する排気ガ
スの空燃比は例えば１５から１８程度のリーンとされる
がこのとき空燃比をリッチにしてもかまわない。即ち、
ＮＯx 吸収剤１９上にはもともと排気ガス中の過剰酸素
が吸着しているのでＮＯx 吸収剤１９に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチにされてもただちに酸化反応が生ず
るからである。

【００７５】第１回目の燃料噴射Ｑ₁のうちの一部の燃
料は燃焼室５内に残り、従ってこの場合にはビゴム噴射
を行ったときと同じような形となる。機関から多量の未
燃ＨＣを排出させる必要のないときには機関出力を向上
するためにバルブオーバーラップ期間は短かくされ、燃
料噴射は圧縮上死点付近において一回だけ行われる。一
方、機関吸気通路およびＮＯx 吸収剤１９上流の排気通
路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮ
Ｏx 吸収剤１９への流入排気ガスの空燃比と称するとＮ
Ｏx 吸収剤１９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、流入排気ガスの空燃比が理論空燃
比又はリッチになると吸収したＮＯxを放出するＮＯx
の吸放出作用を行う。

【００７６】ＮＯx 吸収剤１９を機関排気通路内に配置
すればこのＮＯx 吸収剤１９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２２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。

【００７７】図１に示される圧縮着火式内燃機関では空
燃比がリーンの状態で燃焼が行われる。このように空燃
比がリーンの状態で燃焼が行われている場合には排気ガ
ス中の酸素濃度は高く、このときには図２２（Ａ）に示
されるようにこれら酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-又はＯ^2-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→２ＮＯ₂）。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２２
（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
１９内に吸収される。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が発生され、吸収剤のＮＯ
x 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。

【００７８】一方、空燃比がリッチにされ、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。このときＮＯx吸収剤１９から放出された
ＮＯx は図２２（Ｂ）に示されるように流入排気ガス中
に含まれる多量の未燃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。従って空燃比がリッチにされると短時間のうちに
ＮＯx 吸収剤１９からＮＯx が放出され、しかもこの放
出されたＮＯx 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。

【００７９】そこで本発明による実施例では第１の燃焼
が行われているときにＮＯx 吸収剤１９からＮＯx を放
出すべきときには空燃比がリッチされる。これに対して
第２の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収剤１９から
ＮＯx を放出すべきときにはバルブオーバーラップ期間
が長くされ、排気ガスの空燃比がリッチとなるように第
１回目の燃焼噴射Ｑ₁がバルブオーバーラップ期間中に
行われる。

【００８０】図２３は要求負荷Ｌと、ＮＯx 吸収剤１９
下流の排気ガス温ＴＥと、ＮＯx 吸収剤１９に吸収され
ている推定ＮＯx 量ΣＮＯx と、排気ガスの空燃比Ａ／
Ｆとを示している。図２３に示されるように第１の燃焼
が行われているときに推定ＮＯx 量ΣＮＯx が許容最大
値ＭＡＸを越えると燃焼室５内における空燃比がリッチ
とれさ、そによって排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがリッチと
される。このときＮＯx 吸収剤１９からＮＯx が放出さ
れる。

【００８１】次いで第２の燃焼が行われているときにＮ
Ｏx 吸収剤１９下流の排気ガス温ＴＥが一定値、例えば
３００℃まで低下したとするとバルブオーバーラップ期
間が長くされると共に、例えば排気ガスの空燃比が１
７．０となるように第１回目の燃料噴射Ｑ₁がバルブオ
ーバーラップ期間中に行われる。このとき、ＮＯx 吸収
剤１９の温度が上昇せしめられる。

【００８２】次いで第２の燃焼が行われているときに推
定ＮＯx 量ΣＮＯx が許容最大値ＭＡＸを越えるとバル
ブオーバーラップ期間が長くされると共に、例えば排気
ガスの空燃比がリッチとなるように第１回目の燃料噴射
Ｑ₁がバルブオーバーラップ期間中に行われる。このと
きＮＯx 吸収剤１９からＮＯx が放出される。図２４は
低温燃焼領域、即ち第１の運転領域Ｉを制御するための
ルーチンを示している。

【００８３】図２４を参照すると、まず初めにステップ
１００において圧縮始めにおける燃焼室５内のガス温Ｔ
Ｇおよびシリンダ内壁面温度ＴＷが算出される。この実
施例では温度センサ４４により検出された吸入空気とＥ
ＧＲガスの混合ガス温が圧縮始めにおける燃焼室５内の
ガス温ＴＧとされ、温度センサ２９により検出された機
関冷却水温がシリンダ内壁面温度ＴＷとされる。次いで
ステップ１０１では図１４（Ａ）に示す関係からＫ
（Ｔ）₁が求められ、図１４（Ｂ）に示す関係からＫ
（Ｔ）₂が求められ、これらＫ（Ｔ）₁とＫ（Ｔ）₂と
を加算することによってＫ（Ｔ）（＝Ｋ（Ｔ）₁＋Ｋ
（Ｔ）₂）が算出される。

【００８４】次いでステップ１０２では機関回転数Ｎに
基づいて図１４（Ｃ）に示す関係からＫ（Ｎ）が算出さ
れる。次いでステップ１０３では予め記憶されている第
１の境界Ｘｏ（Ｎ）の値を用いて次式に基づき第１の境
界Ｘ（Ｎ）の値が算出される。Ｘ（Ｎ）＝Ｘｏ（Ｎ）＋Ｋ（Ｔ）・Ｋ（Ｎ）次いでステップ１０４では機関回転数Ｎに基づいて図１
０に示す関係からΔＬ（Ｎ）が算出される。次いでステ
ップ１０５ではＸ（Ｎ）からΔＬ（Ｎ）を減算すること
によって第２の境界Ｙ（Ｎ）の値（＝Ｘ（Ｎ）−ΔＬ
（Ｎ））が算出される。

【００８５】図２５は機関から排出される未燃ＨＣの量
を増大すべきであることを示すＨＣフラグを処理するた
めの時間割込みルーチンを示している。図２５を参照す
ると、まず初めに温度センサ４６により検出されたＮＯ
x 吸収剤１９下流の排気ガス温ＴＥが予め定められた一
定温、例えば３００℃よりも高いか否かが判別される。
ＴＥ≦３００℃のときにはステップ２０１に進んでＨＣ
フラグがセットされ、次いでステップ２０２ではＨＣ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
される。ＨＣフラグがセットされてから一定時間経過し
たときにはステップ２０３に進んでＨＣフラグがリセッ
トされる。即ち、ＴＥ≦３００℃になると一定時間ＨＣ
フラグがセットされることになる。

【００８６】なお、ステップ２００ではＴＥ＞３００℃
であるか否かを判断する代りに温度センサ４６により検
出された排気ガス温ＴＥと温度センサ４５により検出さ
れたＮＯx 吸収剤１９上流の排気ガス温ＴＥＩとの温度
差（ＴＥ−ＴＥＩ）が一定温度、例えば１０℃以上であ
るか否かを判断することもできる。即ち、ＮＯx 吸収剤
１９が活性化しているときにはＮＯx 吸収剤１９内にお
いて排気ガス温が上昇し、（ＴＥ−ＴＥＩ）＞１０℃で
あればＮＯx 吸収剤１９が活性化しているものと判断す
ることができる。

【００８７】図２６はＮＯx 吸収剤１９からＮＯx を放
出させるために排気ガスの空燃比をリッチにすべきこと
を示すリッチフラグを処理するための時間割込みルーチ
ンを示している。図２６を参照すると、まず初めにステ
ップ３００においてフラグ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
低温燃焼が行われているときにはステップ３０１に進ん
で機関から単位時間当り排出されるＮＯx 量ΔＮＯx が
算出される。このＮＯx 量ΔＮＯx は要求負荷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。次いでステップ３０３に進む。一方、フラグＩ
がリセットされているとき、即ち第２燃焼が行われてい
るときにはステップ３０２に進んで機関から単位時間当
り排出されるＮＯx量ΔＮＯx が算出される。このＮＯx
量ΔＮＯx も要求負荷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。次いでステッ
プ３０３に進む。

【００８８】ステップ３０３ではΔＮＯx をΣＮＯx に
加算することによってＮＯx 吸収剤１９に吸収されてい
ると推定される推定ＮＯx 量ΣＮＯx が算出される。次
いでステップ３０４では推定ＮＯx 量ΣＮＯx が許容最
大値ＭＡＸを越えたか否かが判別される。ΣＮＯx ＞Ｍ
ＡＸのときにはステップ３０２に進んでリッチフラグが
セットされ、次いでステップ３０６ではリッチフラグが
セットされてから一定時間経過したか否かが判別され
る。リッチフラグがセットされてから一定時間経過した
ときにはステップ３０７に進んでリッチフラグがリセッ
トされ、ステップ３０８においてΣＮＯx が零とされ
る。即ち、ΣＮＯx ＞ＭＡＸになると一定時間リッチフ
ラグがセットされることになる。

【００８９】次に図２７および図２８を参照しつつ機関
の運転を制御するためのルーチンについて説明する。図
２７および図２８を参照すると、まず初めにステップ４
００において機関の運転領域が第１の運転領域Ｉである
ことを示すフラグＩがセットされているか否かが判別さ
れる。フラグＩがセットされているとき、即ち機関の運
転領域が第１の運転領域Ｉであるときにはステップ４０
１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４０２に進んで第１の燃焼、即ち低温燃焼が行
われる。

【００９０】即ち、ステップ４０２では図１６（Ａ）か
ら（Ｄ）に示されるマップのうちでＫ（Ｔ）に応じた二
つのマップを用いて比例配分により目標空燃比ＡＦが算
出される。次いでステップ４０３では図１７（Ａ）から
（Ｄ）に示されるマップのうちで目標空燃比ＡＦに応じ
た二つのマップを用いて比例配分によりスロットル弁１
６の目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１６の開度
がこの目標開度ＳＴに制御される。次いでステップ４０
４では図１８（Ａ）から（Ｄ）に示されるマップのうち
で目標空燃比ＡＦに応じた二つのマップ用いて比例配分
によりＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥが算出され
る。次いでステップ４０５では噴射開始時期θＳが算出
され、次いでステップ４０６に進む。

【００９１】ステップ４０６ではリッチフラグがセット
されているか否かが判別される。リッチフラグがセット
されていないときにはステップ４０７に進んで燃料噴射
量Ｑが算出される。次いでステップ４０８では空燃比セ
ンサ２１により検出された実際の空燃比Ａ／Ｆが目標空
燃比ＡＦよりも大きいか否かが判別される。Ａ／Ｆ＞Ａ
Ｆのときにはステップ４０９に進んでＥＧＲ制御弁２３
の開度に対する補正値ΔＳＥに一定値βが加算され、次
いでステップ４１１に進む。これに対してＡ／Ｆ≦ＡＦ
のときにはステップ４１０に進んで補正値ΔＳＥから一
定値βが減算され、次いでステップ４１１に進む。ステ
ップ４１１ではＥＧＲ制御弁２３の目標基本開度ＳＥに
補正値ΔＳＥを加算することによりＥＧＲ制御弁２３の
目標開度ＳＥＯが算出され、ＥＧＲ制御弁２３の開度が
この目標開度ＳＥＯに制御される。即ち、この実施例で
はＥＧＲ制御弁２３の開度を制御することによって実際
の空燃比が目標空燃比ＡＦに制御される。無論この場
合、スロットル弁１６の開度を制御することによって実
際の空燃比を目標空燃比ＡＦに制御することもできる。

【００９２】一方、ステップ４０６においてリッチフラ
グがセットされていると判断されたときにはステップ４
１２に進み、目標空燃比ＡＦを用いて空燃比Ａ／Ｆをリ
ッチ、例えばＡ／Ｆ＝１３にするのに必要な燃料噴射量
の補正値ΔＱが次式に基づいて算出される。 ΔＱ＝Ｑ・（ＡＦ−１３．０）／ＡＦ次いでステップ４１３では燃料噴射量Ｑに補正値ΔＱを
加算することによって最終的な燃料噴射量Ｑ（＝Ｑ＋Δ
Ｑ）が算出される。このときＮＯx 吸収剤１９からＮＯ
x が放出される。

【００９３】一方、ステップ４０１においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ４１４に進んで
フラグＩがリセットされ、次いでステップ４１７に進ん
で第２の燃焼、即ち従来より行われている通常の燃焼が
行われる。即ち、ステップ４１７では図２０（Ａ）に示
すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出さ
れ、次いでステップ４１８では図２０（Ｂ）に示すマッ
プからＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが算出される。
次いでステップ４１９ではＨＣフラグ又はリッチフラグ
がセットされているか否かが判別される。ＨＣフラグお
よびリッチフラグのいずれもセットされていないときに
はステップ４２０に進んで燃料噴射量Ｑが算出され、次
いでステップ４２１では噴射開始時期θＳが算出され
る。

【００９４】一方、ステップ４００においてフラグＩが
リセットされていると判断されたとき、即ち機関の運転
領域が第２の運転領域IIであるときにはステップ４１５
に進んで要求負荷Ｌが第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さく
なったか否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはス
テップ４１７に進む。これに対してＬ＜Ｙ（Ｎ）になる
とステップ４１６に進んでフラグＩがセットされる。次
いでステップ４０２に進み、第１の燃焼、即ち低温燃焼
が行われる。

【００９５】また、ステップ４１９においてＨＣフラグ
又はリッチフラグがセットされていると判断されたとき
にはステップ４２２に進んでアクチュエータ４７，４８
が駆動され、バルブオーバーラップ期間が長くされる。
次いでステップ４２３において第１回目の燃料噴射量Ｑ
₁および第２回目の燃料噴射量Ｑ₂が算出される。な
お、ＨＣフラグがセットされた場合のＱ₁およびＱ₂と
リッチフラグがセットされた場合のＱ₁およびＱ₂とは
夫々別個に要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として
ＲＯＭ３２内に記憶されている。ＨＣフラグがセットさ
れた場合には排気ガスの空燃比が例えば１７．０程度の
リーン空燃比となり、それによってＮＯx吸収剤１９の
温度が上昇せしめられる。一方、リッチフラグがセット
された場合には排気ガスの空燃比がリッチとなり、それ
によってＮＯx 吸収剤１９からＮＯx が放出される。

【００９６】次いでステップ４２４では第１回目の燃料
噴射開始時期θＳ₁（図２１）と第２回目の燃料噴射開
始時期θＳ₂（図２１）が算出される。

【００９７】

【発明の効果】機関から排出される未燃ＨＣを増量する
必要がないときには十分な機関の出力を確保し、機関か
ら排出される未燃ＨＣを増量すべきときに限ってバルブ
オーバーラップ期間が長くされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。

【図２】アクチュエータの拡大断面図等を示す図であ
る。

【図３】スモークおよびＮＯx の発生量を示す図であ
る。

【図４】燃焼圧を示す図である。

【図５】燃料分子を示す図である。

【図６】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。

【図７】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。

【図８】燃焼室内における平均ガス温Ｔｇと、燃料およ
びその周囲のガス温Ｔｆの変化を示す図である。

【図９】第１の運転領域Ｉおよび第２の運転領域IIを示
す図である。

【図１０】ΔＬ（Ｎ）と機関回転数Ｎとの関係を示す図
である。

【図１１】空燃比センサの出力を示す図である。

【図１２】スロットル弁の開度等を示す図である。

【図１３】第１の境界Ｘ（Ｎ）の制御方法を説明するた
めの図である。

【図１４】Ｋ（Ｔ）₁，Ｋ（Ｔ）₂およびＫ（Ｎ）を示
す図である。

【図１５】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図で
ある。

【図１６】目標空燃比のマップを示す図である。

【図１７】スロットル弁の目標開度のマップを示す図で
ある。

【図１８】ＥＧＲ制御弁の目標基本開度を示す図であ
る。

【図１９】第２の燃焼における空燃比等を示す図であ
る。

【図２０】スロットル弁の目標開度等を示す図である。

【図２１】バルブオーバーラップ期間と燃料噴射時期等
を示す図である。

【図２２】ＮＯx の吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図２３】空燃比制御を説明するためのタイムチャート
である。

【図２４】低温燃焼領域を制御するためのフローチャー
トである。

【図２５】ＨＣフラグを処理するためのフローチャート
である。

【図２６】リッチフラグを処理するためのフローチャー
トである。

【図２７】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。

【図２８】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。

【符号の説明】

６…燃料噴射弁１６…スロットル弁１９…触媒２３…ＥＧＲ制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢＦ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢＥ 3/24 ＺＡＢ 3/24 ＺＡＢＲＦ０２Ｄ 41/04 ３７０Ｆ０２Ｄ 41/04 ３７０ 41/40 ＺＡＢ 41/40 ＺＡＢＣ 43/00 ＺＡＢ 43/00 ＺＡＢ３０１３０１Ｚ３０１Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴
射弁と、吸気弁および排気弁が共に開弁するバルブオー
バーラップ期間を制御するためのバルブオーバーラップ
期間制御手段と、機関から排出される未燃炭化水素量を
増量すべきか否かを判断する判断手段とを具備し、機関
から排気される未燃炭化水素量を増量すべきであると判
断されたときにはバルブオーバーラップ期間を長くする
と共に少くとも一部の燃料をバルブオーバーラップ期間
中に噴射するようにした請求項１に記載の内燃機関。
【請求項２】機関排気通路内に酸化機能を有する触媒
を配置し、該触媒の温度が活性化温度以下に低下しそう
なときにバルブオーバーラップ期間を長くすると共に少
くとも一部の燃料をバルブオーバーラップ期間中に噴射
するようにした請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリ
ッチになると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 を放出すべき
ときにはバルブオーバーラップ期間を長くすると共に少
くとも一部の燃料をバルブオーバーラップ期間中に噴射
するようにした請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】燃焼室内の不活性ガス量を増大していく
と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内における
燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よ
りも低くなって煤がほとんど発生しなくなる内燃機関に
おいて、煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも
燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生しない
第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活性ガス量
よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない第２の燃焼とを
選択的に切換える切換手段を具備し、該第２の燃焼が行
われているときに機関から排気される未燃炭化水素量を
増量すべきであると判断されたときにはバルブオーバー
ラップ期間を長くすると共に少くとも一部の燃料をバル
ブオーバーラップ期間中に噴射するようにした請求項１
に記載の内燃機関。