JPH11294152A - Compression ignition type internal combustion engine - Google Patents

Compression ignition type internal combustion engine

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JPH11294152A
JPH11294152A JP10094932A JP9493298A JPH11294152A JP H11294152 A JPH11294152 A JP H11294152A JP 10094932 A JP10094932 A JP 10094932A JP 9493298 A JP9493298 A JP 9493298A JP H11294152 A JPH11294152 A JP H11294152A
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combustion
temperature
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air
fuel ratio
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Eiji Iwasaki
英二 岩▲崎▼
Toshiaki Tanaka
俊明 田中
Shinya Hirota
信也 広田
Nobumoto Ohashi
伸基 大橋
Kazuhiro Ito
和浩 伊藤
Koji Yoshizaki
康二 吉▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively inhibit emission of unburnt HC, CO to the atmosphere at the time of low temperature combustion by adjusting the heat absorbing quantity of gas in the periphery of fuel at the time of combustion in a fuel chamber, and restraining the gas temperature of fuel and its periphery at the time of combustion in the combustion chamber below such a temperature that growth of hydrocarbon is stopped in its course. SOLUTION: When an engine 1 is operated, the gas temperature of fuel and its periphery at the time of combustion in a fuel chamber 5 can be restrained below such a temperature that growth of hydrocarbon is stopped in its course only when the engine load is low. In the low load operation region, soot is not generated regardless of the air fuel ratio, so that the quantity of generated NOx is a very small. Accordingly, in the low load operation region, a first combustion (low temperature combustion) for restraining the gas temperature of fuel and its periphery at the time of combustion below such a temperature that growth of hydrocarbon is stopped in its course is performed, and when the engine load is comparatively high, a second combustion (normal combustion) is performed. When the engine is started and the catalyst of the catalytic converter 19 is not activated, an electric current is applied to an electric heater to activate the catalyst early.

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】本発明は圧縮着火式内燃機関
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compression ignition type 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。
Conventionally than internal combustion engines, for example exhaust gas recirculation and engine exhaust passage and the engine intake passage in order to suppress the generation of the NO X in the diesel engine (hereinafter, referred to as EGR) connected by passages, the Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated through the EGR passage into the engine intake 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 is lowered to decrease the generation amount of NO X, thus the generation amount of the more NO X to be increased EGR rate is lowered.

【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。
[0003] It has been found that can reduce the generation amount of the NO X Thus increasing the EGR rate than before. However, when the EGR rate is increased, the soot generation amount, that is, smoke, starts to increase rapidly when the EGR rate exceeds a certain limit. In this regard, it has conventionally been considered that if the EGR rate is further increased, the smoke will increase indefinitely. Therefore, the smoke starts to increase rapidly.
The GR rate is considered to be the maximum allowable limit of 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(例えば特開平4
−334750号公報参照)。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30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 has been set within a range not exceeding the maximum allowable limit (for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-334750). The maximum allowable EGR rate varies considerably depending on the type of engine and fuel, but is approximately 30 to 50%. Therefore, in a conventional diesel engine, the EGR rate is suppressed to about 30% to 50% at the maximum.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように従来ではE
GR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EGR率はこの最大許容限界を越えない
範囲内において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NOX 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, the conventional E
Since it was considered that there was a maximum allowable limit for the GR rate, the EGR rate was conventionally set so that the amount of generated NO X and smoke was minimized within a range not exceeding the maximum allowable limit. However, even if the EGR rate is set such that the amount of generated NO X and smoke is as small as possible, the reduction of the amount of generated NO X and smoke is limited, and in fact, a considerable amount of NO X and smoke is actually still present. At present, smoke is generated.

【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
検討を進められ、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 allowable limit in the course of research on the combustion of a diesel engine, the smoke rapidly increases as described above. However, the amount of generated smoke has a peak, and the peak exceeds this peak. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease rapidly, and when the EGR rate is increased to 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is cooled strongly, the smoke is reduced when the EGR rate is increased to about 55% or more. It was found that it was almost zero, that is, almost no soot was generated. In this case, N
Generation amount of O X is also found that a very small amount.
After that, based on this finding, the reason why no soot was generated was examined, and as a result, unprecedented soot and NO
A new combustion system capable of simultaneously reducing X has been built. This new combustion system will be described in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle stage 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。
That is, as a result of repeated experimental studies, it has been found that when the temperature of the fuel and the surrounding gas during combustion in the combustion chamber is lower than a certain temperature, the growth of hydrocarbons is stopped at a halfway stage before reaching soot. However, when the temperature of the fuel and the gas around it rises above a certain temperature, the hydrocarbons grow into soot at a stretch. In this case, the temperature of the fuel and the surrounding gas is greatly affected by the heat absorbing action of the gas around the fuel when the fuel is burned, and the amount of heat absorbed by the gas around the fuel is adjusted according to the calorific value at the time of burning the fuel. As a result, the temperature of the fuel and the surrounding gas can be controlled.

【0008】従って、燃焼室内における燃焼時の燃焼お
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は発生しなくなり、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。
Accordingly, if the combustion during combustion in the combustion chamber and the gas temperature around the combustion are suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, soot will not be generated, and the fuel during combustion in the combustion chamber and its surroundings will not be generated. Can be suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, by adjusting the amount of heat absorbed by the gas around the fuel. On the other hand, hydrocarbons whose growth has stopped halfway before reaching soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. This is the basic idea of a new combustion system.

【0009】このようにこの新たな燃焼システムでは煤
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はこの新たな燃焼を行わ
せることはできない。
As described above, this new combustion system is based on purifying hydrocarbons and the like whose growth has stopped halfway before reaching soot with an oxidation catalyst or the like. Therefore, when the oxidation catalyst or the like is not activated, this new combustion system is used. No new combustion can take place.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】従って1番目の発明で
は、燃焼室内の不活性ガス量を増大していくと煤の発生
量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内の不活性ガ
ス量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くな
って煤がほとんど発生しなくなる圧縮着火式内燃機関に
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、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と、触媒を加熱するための加熱手
段と、触媒の温度を代表する代表温度を検出するための
検出手段とを具備し、少なくとも第1の燃焼が行われて
いるとき又は第1の燃焼をすべきときに代表温度が予め
定められた温度よりも低くなったときには加熱手段によ
って触媒を加熱するようにしている。
Therefore, in the first invention, when the amount of inert gas in the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, and the amount of inert gas in the combustion chamber is reduced. As the temperature further increases, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the temperature of the gas around it become lower than the temperature at which soot is generated, so that in the compression ignition type internal combustion engine where almost no soot is generated, an oxidation function is provided in the engine exhaust passage. The first catalyst, in which the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of generated soot peaks, and soot is hardly generated
Switching means for selectively switching between the combustion of (i) and the second combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas at which the generation amount of soot becomes a peak, and heating means for heating the catalyst. Detecting means for detecting a representative temperature representing the temperature of the catalyst, wherein the representative temperature is a predetermined temperature at least when the first combustion is being performed or when the first combustion is to be performed. When the temperature becomes lower than that, the heating means heats the catalyst.

【0011】2番目の発明では1番目の発明において、
加熱手段が電気ヒータからなる。3番目の発明では1番
目の発明において、触媒が酸化触媒又は三元触媒からな
る。4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排気ガス中に含ま
れるNOX を吸収しかつ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たNOX を放出する
NOX 吸収剤を触媒下流の機関排気通路内に配置し、N
X 吸収剤からNOX を放出すべきときには第1の燃焼
が行われているときに燃焼室内における空燃比を理論空
燃比又はリッチとされる。
In the second invention, in the first invention,
The heating means comprises an electric heater. In a third aspect based on the first aspect, the catalyst comprises an oxidation catalyst or a three-way catalyst. In the first invention in the fourth invention, the absorption and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas air-fuel ratio of the exhaust gas absorb and flowing the NO X contained in the exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich when the lean the the NO X absorbent disposed in the catalyst downstream of the engine exhaust passage that releases the NO X, N
When NO X is to be released from the O X absorbent, the air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the stoichiometric air-fuel ratio or rich during the first combustion.

【0012】5番目の発明では4番目の発明において、
NOX 吸収剤からNOX を放出すべきか否かを判断する
判断手段を具備し、NOX 吸収剤からNOX を放出すべ
きであると判断されたときに代表温度が予め定められた
温度よりも低くければ加熱手段によって触媒が加熱さ
れ、代表温度が予め定められた温度よりも高くなった後
に燃焼室内における空燃比が理論空燃比又はリッチとさ
れる。
In a fifth aspect, in the fourth aspect,
Comprising a determining means for determining whether or not to release the NO X from the NO X absorbent, the temperature at which the representative temperature is predetermined when it is determined that it should release the NO X from the NO X absorbent If the temperature is lower than the predetermined value, the catalyst is heated by the heating means, and after the representative temperature becomes higher than the predetermined temperature, the air-fuel ratio in the combustion chamber is made the stoichiometric air-fuel ratio or rich.

【0013】6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。7番目の発明では6番目の発明におい
て、第1の燃焼状態における排気ガス再循環率がほぼ5
5パーセント以上である。
In the sixth invention, in the first invention,
A recirculation device is provided for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage, and the inert gas comprises the recirculated exhaust gas. In a seventh aspect based on the sixth aspect, the exhaust gas recirculation rate in the first combustion state is approximately 5%.
5% or more.

【0014】[0014]

【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し、かつ電気ヒータ
によって加熱される触媒を内蔵した触媒コンバータ19
に連結される。この触媒コンバータ19の下流にはNO
X 吸収剤20が配置される。また、触媒コンバータ19
の下流であってNOX 吸収剤20上流の排気通路内には
排気ガス温を検出するための温度センサ21が配置され
る。
FIG. 1 shows a 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, 9 Denotes an exhaust valve, and 10 denotes an exhaust port. 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 to an air cleaner 14 via an intake duct 13. A throttle valve 16 driven by an electric motor 15 is arranged in the intake duct 13. On the other hand, the exhaust port 10 has an oxidizing function via an exhaust manifold 17 and an exhaust pipe 18 and has a catalytic converter 19 containing a catalyst heated by an electric heater.
Linked to NO is located downstream of the catalytic converter 19.
An X absorbent 20 is arranged. The catalytic converter 19
The of a downstream the NO X absorbent 20 upstream of the exhaust passage is arranged a temperature sensor 21 for detecting the exhaust gas temperature.

【0015】排気マニホルド17とサージタンク12と
はEGR通路22を介して互いに連結され、EGR通路
22内には電気制御式EGR制御弁23が配置される。
また、EGR通路22周りにはEGR通路22内を流れ
るEGRガスを冷却するための冷却装置24が配置され
る。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置2
4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 manifold 17 and the surge tank 12 are connected to each other via an EGR passage 22, and an electrically controlled EGR control valve 23 is disposed in the EGR passage 22.
A cooling device 24 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 22 is arranged around the EGR passage 22. In the embodiment shown in FIG.
4, and the EGR gas is cooled by the engine cooling water.

【0016】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。
On the other hand, each fuel injection valve 6 is connected via a fuel supply pipe 25 to a fuel reservoir, a so-called common rail 26. Fuel is supplied into the common rail 26 from a fuel pump 27 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 26 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 25. A fuel pressure sensor 28 for detecting the fuel pressure in the common rail 26 is attached to the common rail 26, and a fuel pump 27 is provided so that the fuel pressure in the common rail 26 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 28. Is controlled.

【0017】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。温度センサ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。排気マニホルド17には空燃
比センサ29が取付けられ、この空燃比センサ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3
5に入力される。また、アクセルペダル40にはアクセ
ルペダル40の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生す
る負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電
圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に
入力される。また、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、出力ポート3
6は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁6、電気
モータ15、触媒コンバータ19内の電気ヒータ、EG
R制御弁23および燃料ポンプ27に接続される。
The electronic control unit 30 is comprised of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, An output port 36 is provided. The output signal of the temperature sensor 21 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37, and the output signal of the fuel pressure sensor 28 is also input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. An air-fuel ratio sensor 29 is mounted on the exhaust manifold 17, and an output signal of the air-fuel ratio sensor 29 is supplied to an input port 3 via a corresponding AD converter 37.
5 is input. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. Is done. The input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, by 30 °. On the other hand, output port 3
Reference numeral 6 denotes a fuel injection valve 6, an electric motor 15, an electric heater in the catalytic converter 19, and an EG via a corresponding drive circuit 38.
It is connected to the R control valve 23 and the fuel pump 27.

【0018】図2は機関低負荷運転時においてスロット
ル弁16の開度およびEGR率を変化させることにより
空燃比A/F(図2の横軸)を変化させたときの出力ト
ルクの変化、およびスモーク、HC,CO,NOX の排
出量の変化を示す実験例を表している。図2からわかる
ようにこの実験例では空燃比A/Fが小さくなるほどE
GR率が大きくなり、理論空燃比(≒14.6)以下の
ときにはEGR率は65パーセント以上となっている。
FIG. 2 shows a change in output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 2) is changed by changing the opening degree of the throttle valve 16 and the EGR rate during low engine load operation, and 4 shows an experimental example showing a change in the amount of smoke, HC, CO, and NO X emissions. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the smaller the air-fuel ratio A / F, the smaller the E
When the GR rate increases and is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio (≒ 14.6), the EGR rate is equal to or higher than 65%.

【0019】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 ratio, the smoke is reduced when the air-fuel ratio A / F becomes approximately 30 when the EGR ratio becomes approximately 40%. The generation starts to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, 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 is sharply reduced. When the EGR rate is increased to 65% or more and the air-fuel ratio A / F is around 15.0, the smoke becomes almost zero. . That is, almost no soot is generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
Generation amount of O X is considerably lower. On the other hand, at this time, HC,
The amount of generated CO starts to increase.

【0020】図3(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3(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. 3A shows a change in combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 18 and the amount of generated smoke is the largest, and FIG. 3B shows the air-fuel ratio A / F. The graph shows a change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when F is around 13 and the amount of generated smoke is almost zero. As can be seen by comparing FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case of FIG. 3 (B) where the amount of smoke generation is almost zero, FIG.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in (A).

【0021】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。
The following can be said from the experimental results shown in FIGS. That is, first, the air-fuel ratio A / F is 1
FIG. 2 when the smoke generation amount is almost zero at 5.0 or less.
Generation amount of the NO X considerably decreases as shown in. N
That the generation amount of O X produced falls means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is reduced, thus the combustion temperature in the combustion chamber 5 when the soot is hardly generated is lower I can say. The same can be said from FIG. That is, in the state shown in FIG. 3B where almost no soot is generated, the combustion pressure is low.
The combustion temperature inside is low.

【0022】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。
Second, when the amount of generated smoke, that is, the amount of generated soot becomes almost zero, as shown in FIG.
Emissions increase. This means that hydrocarbons are emitted without growing to soot. That is, the linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 are thermally decomposed when the temperature is increased in a state of lack of oxygen, soot precursors are formed, and then mainly, Soot consisting of a solid aggregate of carbon atoms 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. It will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of generated soot becomes substantially zero, the emission amounts of HC and CO increase as shown in FIG. 2, but HC at this time is a precursor of soot or a hydrocarbon in a state before it. .

【0023】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。
The above considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3 can be summarized as follows. When the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generation becomes almost zero. Is discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental study on this, if the temperature of the fuel and the surrounding gas in the combustion chamber 5 is lower than a certain temperature, the growth process of the soot is stopped halfway, that is, the soot is It was found that no soot was generated, and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 exceeded a certain temperature.

【0024】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。
The temperature of the fuel and its surroundings when the process of producing hydrocarbons 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. Although the change can not be said that how many times since has generated amount closely related to the certain temperature is nO X, so that this certain temperature is defined to a certain degree from the generation amount of the nO X be able to. That is, the fuel and the gas temperature surrounding it at the time of combustion and the greater the EGR rate, decreases, the amount of the NO X is reduced. At this time, when the amount of generated NO X becomes about 10 p.pm or less, soot is hardly generated. Therefore, the above certain temperature is NO
The temperature almost coincides with the temperature when the amount of generated X is about 10 p.pm or less.

【0025】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。
Once soot is produced, it cannot be purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in the state before the soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. Considering the post-treatment using an oxidation catalyst or the like, there is an extremely large difference in whether hydrocarbons are discharged from the combustion chamber 5 in the state of the precursor of soot or before it, or discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot. There is. The new combustion system used in the present invention discharges hydrocarbons from the combustion chamber 5 in the form of a soot precursor or previous state without producing soot in the combustion chamber 5 and oxidizes the hydrocarbons. Its core is to oxidize with a catalyst.

【0026】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 generated, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber 5 and the surrounding gas temperature are made lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that the endothermic effect of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect on suppressing the temperature of the fuel and the gas around the fuel.

【0027】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 there is only air 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 becomes extremely high locally. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the heat of combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature becomes extremely high locally, the unburned hydrocarbons that have received the heat of combustion will generate soot.

【0028】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, when fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air, the situation is slightly different.
In this case, the fuel vapor diffuses to the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion temperature is not increased so much because the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas. 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 kept low by the endothermic effect of the inert gas.

【0029】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 surrounding gas to a temperature lower than the temperature at which the soot is formed, an amount of the inert gas that can absorb a sufficient amount of heat to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas increases accordingly. In this case, the endothermic effect becomes stronger as the specific heat of the inert gas increases, and therefore, the inert gas preferably has a higher specific heat. In this regard, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heats.

【0030】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 degree of cooling of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, a curve A indicates that the EGR gas temperature is substantially 9
Curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and curve C shows the case where the temperature is maintained at 0 ° C.
Indicates a case where the EGR gas is not forcibly cooled.

【0031】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 cooled strongly, the soot generation peaks at a point where the EGR rate is slightly lower than 50%. Above a percentage, little soot is generated. 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 at a point where the EGR rate is slightly higher than 50%. In this case, the EGR rate is increased to about 65% or more. If so, almost no soot is generated.

【0032】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。
As shown by the curve C in FIG.
When the R gas is not forcibly cooled, the EGR rate becomes 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. FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. When the engine load decreases, the EGR rate at which the amount of soot peaks slightly decreases, and the EGR rate at which soot is hardly generated is reduced. Also lowers slightly. As described above, the lower limit of the EGR rate at which almost no soot is generated varies depending on the degree of cooling of the EGR gas and the engine load.

【0033】図6は不活性ガスとしてEGRガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なEGRガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のEGRガス
の割合を示している。なお、図6において縦軸は燃焼室
5内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Yは
過給が行われないときに燃焼室5内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してお
り、Z1は低負荷運転領域を示している。
FIG. 6 shows the mixing of EGR gas and air necessary to make the temperature of fuel during combustion and the surrounding gas lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. It shows the gas amount, the ratio of air in the mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in the mixed gas. In FIG. 6, the vertical axis indicates the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5, and the dashed line Y indicates the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. ing. The horizontal axis indicates the required load, and Z1 indicates the low load operation region.

【0034】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 proportion of air, that is, the amount of air in the mixed gas, indicates the amount of air necessary 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 stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of the EGR gas, that is, the amount of the EGR gas in the mixed gas, is set so that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and the surrounding gas is lower than the temperature at which soot is formed. The required minimum EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more in terms of the EGR rate. In the embodiment shown in FIG.
0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is indicated by a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount to the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in the following, the temperature of the fuel and the surrounding gas is lower than the temperature at which soot is generated, and thus no soot is generated. In this case, the amount of generated NO X is about 10 p.pm or less, and
Generation of O X becomes extremely small.

【0035】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。
When the fuel injection amount increases, the amount of heat generated when the fuel burns increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the surrounding gas at a temperature lower than the temperature at which the soot is generated, the heat generated by the EGR gas is required. Must be increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount increases.
That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.

【0036】一方、図6の負荷領域Z2では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Xが吸入しうる全吸入
ガス量Yを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Xを燃焼室5内に供給
するにはEGRガスおよび吸入空気の双方、或いはEG
Rガスを過給又は加圧する必要がある。EGRガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Z2では全吸入ガ
ス量Xは吸入しうる全吸入ガス量Yに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてEGRガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。
On the other hand, in the load zone Z2 in FIG. 6, the total intake gas amount X necessary to prevent the generation of soot exceeds the total intake gas amount Y that can be sucked. Therefore, in this case, in order to supply the total intake gas amount X required to prevent the generation of soot into the combustion chamber 5, both the EGR gas and the intake air, or EG
R gas needs to be supercharged or pressurized. When the EGR gas or the like is not supercharged or pressurized, the total intake gas amount X matches the total intake gas amount Y that can be sucked in the load region Z2. Therefore, in this case, in order to prevent the generation of soot, the amount of air is slightly reduced to increase the amount of EGR gas, and the fuel is burned under a rich air-fuel ratio.

【0037】前述したように図6は燃料を理論空燃比の
もとで燃焼させる場合を示しているが図6に示される低
負荷運転領域Z1において空気量を図6に示される空気
量よりも少なくても、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6に示される低負荷
領域Z1において空気量を図6に示される空気量よりも
多くしても、即ち空燃比の平均値を17から18のリー
ンにしても煤の発生を阻止しつつNOX の発生量を10
p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。
As described above, FIG. 6 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, in the low load operation region Z1 shown in FIG. 6, the air amount is set to be smaller than the air amount shown in FIG. less well, i.e. the generation amount of the NO X even if the air-fuel ratio to the rich while preventing generation of soot can be around or less 10 ppm, also the air in the low load region Z1 shown in FIG. 6 Even if the amount is larger than the air amount shown in FIG. 6, that is, even if the average value of the air-fuel ratio is lean from 17 to 18, the amount of generated NO X is reduced by 10 while preventing the generation of soot.
It can be around ppm or less.

【0038】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 excess fuel does not grow to soot, thus producing soot. There is no. Further, at this time NO X even only an extremely small amount of 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 increases, but in the present invention, the soot is suppressed to a low temperature, so that the soot is reduced. Not generated at all. Furthermore, NO X
Only very small amounts are generated.

【0039】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。従って本発明による第1の実
施例では機関負荷が比較的低いときには燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制して第1の燃焼、即ち低温燃焼を行
うようにし、機関負荷が比較的高いときには第2の燃
焼、即ち従来より普通に行われている燃焼を行うように
している。なお、ここで第1の燃焼、即ち低温燃焼とは
これまでの説明から明らかなように煤の発生量がピーク
となる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多
く煤がほとんど発生しない燃焼のことを言い、第2の燃
焼、即ち従来より普通に行われている燃焼とは煤の発生
量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性
ガス量が少ない燃焼のことを言う。
As described above, in the engine low load operation region Z1, 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 generated NO X 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 surrounding gas at the time of 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 heat generation amount by combustion is small and the engine load is relatively low. Therefore, in the first embodiment according to the present invention, when the engine load is relatively low, the temperature of the fuel during combustion and the gas around it are suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, the low temperature The combustion is performed, and when the engine load is relatively high, the second combustion, that is, the combustion that is conventionally performed conventionally, is performed. Here, the first combustion, that is, the low-temperature combustion, has a larger amount of the inert gas in the combustion chamber than the amount of the inert gas at which the soot generation amount is at a peak, as is clear from the description so far. The second combustion, that is, the combustion that has been conventionally performed, is the combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas at which the amount of soot generation peaks. Say

【0040】図7(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7(A)の破線は第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7(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7(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。
The solid line in FIG. 7A shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber 5 and the crank angle when the first combustion is performed, and the broken line in FIG. 2 shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber 5 and the crank angle when the combustion of No. 2 is performed. The solid line in FIG. 7 (B) represents the fuel and gas temperature Tf around the fuel when the first combustion is performed.
7B shows the relationship between the fuel and the surrounding gas temperature Tf and the crank angle when the second combustion is performed.

【0041】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7
(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7(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。
When the first combustion, that is, the low-temperature combustion is being performed, the amount of the EGR gas is larger than when the second combustion, that is, the conventional ordinary combustion is being performed.
As shown in (A), before the compression top dead center, that is, during the compression stroke, the average gas temperature Tg during the first combustion shown by the solid line is better than the average gas temperature Tg during the second combustion shown by the broken line.
Is higher than. At this time, as shown in FIG. 7 (B), the temperature of the fuel and its surrounding gas Tf is substantially the same as the average gas temperature Tg.

【0042】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7(B)の実線で示されるように燃料およびその周囲
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7(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7(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7(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、言い換えると燃焼室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。
Next, combustion is started near the compression top dead center. In this case, when the first combustion is being performed, as shown by the solid line in FIG. Not so high. The second
When the combustion is performed, the fuel and the surrounding gas temperature Tf become extremely high as shown by the broken line in FIG. 7B. When the second combustion is performed in this manner, the temperature Tf of the fuel and the surrounding gas becomes considerably higher than that in the case where the first combustion is performed, but the temperature of the other gas which occupies most of the temperature. Is lower in the case where the second combustion is performed than in the case where the first combustion is performed. Therefore, as shown in FIG. The average gas temperature Tg in the chamber 5 is higher when the first combustion is being performed than when the second combustion is being performed. As a result, as shown in FIG. 7A, the average gas temperature Tg in the combustion chamber 5 after the combustion is completed, that is, in the latter half of the expansion stroke, in other words, the temperature of the burned gas in the combustion chamber 5 becomes the second temperature. The case where the first combustion is performed is higher than the case where the second combustion is performed.

【0043】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。
As described above, when the first combustion, that is, the low-temperature combustion is performed, the temperature of the fuel and the surrounding gas Tf during the combustion is considerably lower than when the second combustion is performed. The burned gas in the chamber 5 is higher than that in the case where the second combustion is performed. Therefore, the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 5 is also lower than that in the case where the second combustion is performed. Get higher.

【0044】図8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8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8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. 8 shows a first operation 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. I have. In FIG. 8, the vertical axis L indicates the amount of depression of the accelerator pedal 40, that is, the required load, and the horizontal axis N indicates the engine speed. In FIG. 8, X (N) is the first
Shows the first boundary between the operating region I and the second operating region II, and Y (N) represents the first operating region I and the second operating region.
2 shows a second boundary with II. The determination of the change of the operation range from the first operation range I to the second operation range II is made based on the first boundary X (N), and the change from the second operation range II to the first operation range II is performed.
The determination of the change of the operation region to the operation region I of the second boundary Y
(N).

【0045】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。
That is, when the operating state of the engine is in the first operating region I
When the required load L exceeds a first boundary X (N), which is a function of the engine speed N, during low-temperature combustion, it is determined that the operation region has shifted to the second operation region II, Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, when the required load L becomes lower than a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N, it is determined that the operation region has shifted to the first operation region I, and low-temperature combustion is performed again.

【0046】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8および図9に示されるようにΔ
L(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。図10は空燃比
センサ29の出力を示している。図10に示されるよう
に空燃比センサ29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29の出力電流Iから
空燃比を知ることができる。
In the embodiment according to the present invention, the second boundary Y (N) is set to the lower load side by ΔL (N) with respect to the first boundary X (N). As shown in FIG. 8 and FIG.
L (N) is a function of the engine speed N, and ΔL (N) decreases as the engine speed N increases. FIG. 10 shows the output of the air-fuel ratio sensor 29. As shown in FIG. 10, the output current I of the air-fuel ratio sensor 29 changes according to the air-fuel ratio A / F. Accordingly, the air-fuel ratio can be known from the output current I of the air-fuel ratio sensor 29.

【0047】次に図11を参照しつつ第1の実施例にお
ける第1の運転領域Iおよび第2の運転領域IIでの運転
制御について概略的に説明する。図11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11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11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。
Next, operation control in the first operation region I and the second operation region II in the first embodiment will be schematically described with reference to FIG. FIG. 11 shows the opening degree of the throttle valve 16, the opening degree of the EGR control valve 23, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing, and the injection amount with respect to the required load L. As shown in FIG. 11, in the first operating region I where the required load L is low, the opening of the throttle valve 16 is gradually increased from almost fully closed to about half-open as the required load L becomes higher. Is gradually increased from near full close to full open as the required load L increases. In the example shown in FIG. 11, in the first operation region I, the EGR rate is approximately 70%, and the air-fuel ratio is a slightly lean air-fuel ratio.

【0048】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29の出力信号に基
づいてEGR制御弁23の開度を補正することによって
目標リーン空燃比に制御される。また、第1の運転領域
Iでは圧縮上死点TDC前に燃料噴射が行われる。この
場合、噴射開始時期θSは要求負荷Lが高くなるにつれ
て遅くなり、噴射完了時期θEも噴射開始時期θSが遅
くなるにつれて遅くなる。
In other words, in the first operating region I, the EGR
The opening of the throttle valve 16 and the opening of the EGR control valve 23 are controlled such that the rate becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a slightly lean air-fuel ratio. At this time, the air-fuel ratio is controlled to the target lean air-fuel ratio by correcting the opening of the EGR control valve 23 based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 29. 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 delayed as the required load L is increased, and the injection completion timing θE is delayed as the injection start timing θS is delayed.

【0049】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁16は全閉近くまで閉弁され、このときEGR制御弁
23も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁1
6を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室5内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン4による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体1の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体1の振動を抑制するためにスロッ
トル弁16が全閉近くまで閉弁せしめられる。
During the idling operation, the throttle valve 16 is closed until the valve is almost fully closed. At this time, the EGR control valve 23 is also closed almost completely. Throttle valve 1
When the valve 6 is closed close to the fully closed state, the pressure in the combustion chamber 5 at the start of compression decreases, so that the compression pressure decreases. When the compression pressure decreases, the compression work by the piston 4 decreases, so that the vibration of the engine body 1 decreases. That is, at the time of idling operation, the throttle valve 16 is closed to almost fully closed in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【0050】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11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 range of the engine is the first operating range I.
From the second operating region II, the opening of the throttle valve 16 is increased stepwise from the half-open state to the fully open direction. At this time, in the example shown in FIG.
The air-fuel ratio is reduced in steps from 40 percent to less than 40 percent, and the air-fuel ratio is increased in steps. That is, since the EGR rate jumps over the EGR rate range (FIG. 5) in which a large amount of smoke is generated, a large amount of smoke is generated when the operating region of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II. There is no.

【0051】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
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11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
ど小さくなる。ただし、空燃比は要求負荷Lが高くなっ
てもリーン空燃比とされる。また、第2の運転領域IIで
は噴射開始時期θSは圧縮上死点TDC付近とされる。
In the second operation region II, the conventional combustion is performed. Thermal efficiency is high, therefore the engine the second operating region operating region from the first operating region I in comparison to but soot and NO X occurs slightly low temperature combustion in the combustion process
When the state changes to II, the injection amount is reduced stepwise as shown in FIG. In the second operating region II, the throttle valve 16 is held in a fully open state except for a part, and the opening of the EGR control valve 23 is gradually reduced as the required load L increases. In this operating region II, the EGR rate decreases as the required load L increases, and the air-fuel ratio decreases as the required load L increases. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even when the required load L increases. In the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【0052】図12は第1の燃焼、即ち低温燃焼が行わ
れるときの目標空燃比を示している。なお、図12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目標空燃比15.
5,16,17,18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16の目標開度S
Tが図13(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13(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。
FIG. 12 shows the target air-fuel ratio when the first combustion, that is, the low-temperature combustion is performed. In FIG. 12, A / F = 15.5, A / F = 16, A / F = 17,
Each curve represented by A / F = 18 represents a target air-fuel ratio of 15.
5, 16, 17, and 18 are shown. The target opening degree S of the throttle valve 16 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio
T is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 13 (A), and the EGR necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio is obtained. The target opening SE of the control valve 23 is as shown in FIG.
As shown in (1), it is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N.

【0053】一方、図14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14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24,35,45,60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16の目標開度STが図15(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15(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ROM3
2内に記憶されている。
On the other hand, FIG. 14 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed. In FIG. 14, A / F = 24, A / F
Curves indicated by F = 35, A / F = 45, and A / F = 60 indicate target air-fuel ratios 24, 35, 45, and 60, respectively. The target opening degree ST of the throttle valve 16 required for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio is previously stored in the ROM 32 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. The target opening SE of the EGR control valve 23 required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio is calculated as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. ROM3 in advance in the form of a map
2 is stored.

【0054】図16に触媒コンバータ19の断面図を示
す。図16に示されるように触媒コンバータ19は筒状
の外側ケーシング50と、中心電極51とを具備し、中
心電極51の周りには金属製平板状薄板52と金属製波
形状薄板53とが交互に重なるように巻設されている。
これら平板状薄板52および波形状薄板53上には酸化
機能を有する触媒、例えば酸化触媒又は三元触媒が担持
されている。
FIG. 16 is a sectional view of the catalytic converter 19. As shown in FIG. 16, the catalytic converter 19 includes a cylindrical outer casing 50 and a center electrode 51. Around the center electrode 51, a flat metal plate 52 and a corrugated metal plate 53 are alternately formed. It is wound so that it may overlap.
A catalyst having an oxidation function, for example, an oxidation catalyst or a three-way catalyst is carried on the flat thin plate 52 and the corrugated thin plate 53.

【0055】これら酸化触媒又は三元触媒を加熱すべき
ときには中心電極51と外側ケーシング50間に電圧が
印加される。中心電極51と外側ケーシング50間に電
圧が印加されると平板状薄板52と波形状薄板53の接
触部を通って電流が流れ、このとき平板状薄板52と波
形状薄板53の各接触部が発熱する。その結果、平板状
薄板52および波形状薄板53が温度上昇し、斯くして
酸化触媒又は三元触媒が加熱せしめられる。従って平板
状薄板52と波形状薄板53は電気ヒータを構成してい
ることがわかる。
When the oxidation catalyst or the three-way catalyst is to be heated, a voltage is applied between the center electrode 51 and the outer casing 50. When a voltage is applied between the center electrode 51 and the outer casing 50, a current flows through a contact portion between the flat thin plate 52 and the corrugated thin plate 53, and at this time, each contact portion between the flat thin plate 52 and the corrugated thin plate 53 Fever. As a result, the temperature of the flat plate 52 and the corrugated plate 53 increases, and the oxidation catalyst or the three-way catalyst is heated. Therefore, it can be seen that the flat thin plate 52 and the corrugated thin plate 53 constitute an electric heater.

【0056】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
とき触媒コンバータ19内の酸化触媒又は三元触媒が活
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
これら触媒により良好に酸化せしめられる。しかしなが
らこのとき触媒が活性化していない場合には未燃炭化水
素は触媒により酸化せしめられず、斯くして多量の未燃
炭化水素が大気に放出されることになる。従って本発明
による第1の実施例では機関始動時におけるように触媒
が活性化していないときには電気ヒータに電力を供給し
て触媒を早期に活性化させるようにし、触媒が活性化し
た後に触媒が非活性状態になりそうになったときには電
気ヒータに電力を供給して触媒を活性化状態に維持する
ようにしている。
When the operating state of the engine is in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed, almost no soot is generated, and instead, the unburned hydrocarbon is a precursor of the soot or the state before the soot. It is discharged from the combustion chamber 5 in the form. At this time, if the oxidation catalyst or the three-way catalyst in the catalytic converter 19 is activated, the unburned hydrocarbon discharged from the combustion chamber 5 can be oxidized well by these catalysts. However, at this time, if the catalyst is not activated, the unburned hydrocarbon is not oxidized by the catalyst, and thus a large amount of unburned hydrocarbon is released to the atmosphere. Therefore, in the first embodiment according to the present invention, when the catalyst is not activated, such as when starting the engine, electric power is supplied to the electric heater to activate the catalyst early, and after the catalyst is activated, the catalyst is not activated. When the catalyst is about to be activated, electric power is supplied to the electric heater to maintain the catalyst in the activated state.

【0057】なお、触媒は触媒の温度が或る一定温度を
越えると活性化する。触媒が活性化する温度は触媒の種
類により異なり、代表的な酸化触媒の活性化温度は35
0℃程度である。触媒を通過した排気ガスの温度は触媒
の温度よりもわずかな一定温度だけ低くなり、従って触
媒を通過した排気ガス温は触媒の温度を代表している。
従って本発明による実施例では触媒を通過した排気ガス
の温度から触媒が活性化したか否かを判断するようにし
ている。
The catalyst is activated when the temperature of the catalyst exceeds a certain temperature. The temperature at which the catalyst is activated varies depending on the type of the catalyst. A typical oxidation catalyst has an activation temperature of 35.
It is about 0 ° C. The temperature of the exhaust gas passing through the catalyst is slightly lower than the temperature of the catalyst by a certain temperature, and thus the temperature of the exhaust gas passing through the catalyst is representative of the temperature of the catalyst.
Therefore, in the embodiment according to the present invention, it is determined whether or not the catalyst has been activated based on the temperature of the exhaust gas passing through the catalyst.

【0058】図17は電気ヒータに電力を供給していな
いときの種々の温度と要求負荷Lとの関係を概略的に示
している。なお、図17においてToは触媒が活性化す
る温度を示している。図17におけるTaは第1の運転
領域Iにおいて第1の燃焼、即ち低温燃焼が行われたと
きの触媒への流入排気ガス温を示しており、Tbはこの
ときの触媒の触媒床温度を示している。また、Tcは第
1の運転領域Iおよび第2の運転領域IIにおいて第2の
燃焼が行われたときの触媒の触媒床温度を示している。
FIG. 17 schematically shows the relationship between various temperatures and the required load L when power is not supplied to the electric heater. In FIG. 17, To indicates the temperature at which the catalyst is activated. In FIG. 17, Ta indicates the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst when the first combustion, that is, low-temperature combustion is performed in the first operation region I, and Tb indicates the catalyst bed temperature of the catalyst at this time. ing. Further, Tc indicates the catalyst bed temperature of the catalyst when the second combustion is performed in the first operation region I and the second operation region II.

【0059】低温燃焼が行われているときであっても要
求負荷Lが高くなるほど燃焼時の発熱量が大きくなるの
で要求負荷Lが高くなるほど触媒への流入排気ガス温T
aが高くなる。一方、低温燃焼時には機関から多量の未
燃HC,COが排出されるので触媒におけるこれら未燃
HC,COの酸化反応熱によって触媒の触媒床温Tbは
触媒への流入排気ガス温Taに比べてかなり高くなる。
図17に示されるように要求負荷Lが低いときには触媒
への流入排気ガス温Taは触媒の活性化温度Toよりも
低くなるが流入排気ガス温Taが活性化温度Toに比べ
てさほど低くないときには触媒において未燃HC,CO
の酸化作用が行われ、従ってこのとき触媒床温度Tbは
活性化温度Toよりも高くなる。即ち、低温燃焼が行わ
れているときには通常触媒床温度Tbは活性化温度To
よりも高くなり、斯くして未燃HC,COが触媒におい
て良好に酸化されることになる。
Even when low-temperature combustion is performed, the higher the required load L, the greater the amount of heat generated during combustion. Therefore, the higher the required load L, the higher the exhaust gas temperature T flowing into the catalyst.
a becomes higher. On the other hand, during low-temperature combustion, a large amount of unburned HC and CO is discharged from the engine. Therefore, the catalyst bed temperature Tb of the catalyst due to the heat of oxidation of the unburned HC and CO in the catalyst is lower than the exhaust gas temperature Ta flowing into the catalyst. Considerably higher.
As shown in FIG. 17, when the required load L is low, the inflowing exhaust gas temperature Ta to the catalyst becomes lower than the activation temperature To of the catalyst, but when the inflowing exhaust gas temperature Ta is not much lower than the activation temperature To. Unburned HC, CO in catalyst
Therefore, the catalyst bed temperature Tb becomes higher than the activation temperature To at this time. That is, when low-temperature combustion is being performed, the normal catalyst bed temperature Tb is equal to the activation temperature To.
And thus the unburned HC and CO are oxidized well in the catalyst.

【0060】一方、第2の燃焼が行われているときであ
っても要求負荷Lが高くなるほど燃焼時の発熱量が大き
くなるので要求負荷Lが高くなるほど触媒床温度Tcは
高くなる。この場合、要求負荷Lが高い場合には触媒床
温度Tcは活性化温度Toよりも高くなるが要求負荷L
が低くなると触媒床温度Tcは活性化温度Toよりも低
くなる。第1の実施例においては触媒が非活性化しそう
になったら、即ち触媒を通過した排気ガス温が下限値M
IN(図17)よりも低くなったら触媒コンバータ19
内の電気ヒータに電力が供給される。図17からわかる
ように触媒床温度が低くなるのは主に第2の燃焼が行わ
れているときであり、従って主に第2の燃焼が行われて
いるときに触媒コンバータ19内の電気ヒータがオンと
される。
On the other hand, even when the second combustion is being performed, the higher the required load L, the greater the amount of heat generated during combustion. Therefore, the higher the required load L, the higher the catalyst bed temperature Tc. In this case, when the required load L is high, the catalyst bed temperature Tc becomes higher than the activation temperature To, but the required load L
Becomes lower, the catalyst bed temperature Tc becomes lower than the activation temperature To. In the first embodiment, when the catalyst is about to be deactivated, that is, when the temperature of the exhaust gas passing through the catalyst is reduced to the lower limit M
When it becomes lower than IN (FIG. 17), the catalytic converter 19
The electric power is supplied to the electric heater inside. As can be seen from FIG. 17, the catalyst bed temperature decreases mainly when the second combustion is performed, and therefore, when the second combustion is mainly performed, the electric heater in the catalytic converter 19 is reduced. Is turned on.

【0061】一方、触媒コンバータ19の下流に配置さ
れたNOX 吸収剤20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Ptのような貴金属とが担持されて
いる。機関吸気通路およびNOX 吸収剤20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
NOX 吸収剤20への流入排気ガスの空燃比と称すると
このNOX 吸収剤20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。なお、NOX 吸収剤20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
ける空燃比に一致し、従ってこの場合にはNOX 吸収剤
20は燃焼室5内における空燃比がリーンのときにはN
X を吸収し、燃焼室5内における空燃比が理論空燃比
又はリッチになると吸収したNOX を放出することにな
る。
[0061] On the other hand, NO X absorbent 20 disposed downstream of the catalytic converter 19 is, for example, alumina as a carrier, an alkali metal, such as the carrier on, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, barium Ba And at least one selected from alkaline earths such as calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. Engine intake passage and the NO X absorbent 20 upstream of the exhaust supplied air and fuel into the passage (hydrocarbon) ratio is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 20 Toko of the NO X absorbent 20 air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when the lean air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is performed to absorbing and releasing action of the NO X that releases NO X absorbed to become stoichiometric or rich. Incidentally, NO X air-fuel ratio of the absorbent 20 upstream of the exhaust passage fuel (hydrocarbons) or the inflowing exhaust gas when the air is not supplied matches the air-fuel ratio in the combustion chamber 5, therefore in this case NO When the air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean, the X absorbent 20
Absorbs O X, the air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is capable of releasing NO X absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich.

【0062】このNOX 吸収剤20を機関排気通路内に
配置すればNOX 吸収剤20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18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。
[0062] the NO X absorbent 20 when placing the the NO X absorbent 20 in the engine exhaust passage is performing absorption and release action of actually NO X is also not clear portion detailed mechanism of action out this absorbing . However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0063】図1に示される圧縮着火式内燃機関では通
常燃焼室5内における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18(A)に示されるようにこれら酸素O2
2 - 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O2-と反応し、NO 2 となる(2NO+O2 →2N
2 )。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18(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20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 が生
成され、吸収剤のNOX 吸収能力が飽和しない限りNO
2 が吸収剤内に吸収されて硝酸イオンNO3 - が生成さ
れる。
In the compression ignition type internal combustion engine shown in FIG.
Combustion is performed with the air-fuel ratio in the normal combustion chamber 5 being lean.
Will be In this way, combustion is performed with a lean air-fuel ratio.
The oxygen concentration in the exhaust gas is high,
At this time, as shown in FIG.TwoBut
OTwo -Or O2-On the surface of platinum Pt. one
On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas becomes O on the surface of platinum Pt.Two -
Or O2-Reacts with NO Two(2NO + OTwo→ 2N
OTwo). NO generated nextTwoPart of is on platinum Pt
Barium oxide BaO is absorbed in the absorbent while being oxidized
As shown in FIG.
NOThree -Diffuses into the absorbent in the form of Like this
NOXIs NOXIt is absorbed in the absorbent 20. Inflow exhaust gas
NO on the surface of platinum Pt as long as the oxygen concentration in theTwoIs raw
NOXNO unless absorption capacity is saturated
TwoIs absorbed in the absorbent and nitrate ion NOThree -Is generated
It is.

【0064】一方、流入排気ガスの空燃比がリッチにさ
れると流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、その結果白
金Ptの表面でのNO2 の生成量が低下する。NO2
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NO
2 の形で吸収剤から放出される。このときNOX 吸収剤
20から放出されたNOX は図18(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。従って流入排気ガスの空燃比
がリッチにされると短時間のうちにNO X 吸収剤20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 が排出されることはな
い。
On the other hand, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich.
The concentration of oxygen in the incoming exhaust gas decreases,
NO on the surface of gold PtTwoIs reduced. NOTwoof
When the amount of production decreases, the reaction reverses (NOThree -→ NOTwo)
And thus nitrate ion NO in the absorbentThree -Is NO
TwoReleased from the absorbent in the form of NO at this timeXAbsorbent
NO released from 20XIs shown in FIG. 18 (B).
A large amount of unburned HC and CO contained in the inflow exhaust gas
It is reduced by reaction. In this way, platinum Pt
NO on surfaceTwoWhen no longer exists, the next
NOTwoIs released. Therefore, the air-fuel ratio of the incoming exhaust gas
Is enriched in a short time, NO X20 absorbents
NOXIs released, and the released NOXIs returned
NO in the atmosphere to be removedXWill not be released
No.

【0065】なお、この場合、流入排気ガスの空燃比を
理論空燃比にしてもNOX 吸収剤20からNOX が放出
される。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20からNOX が徐々に
しか放出されないためにNO X 吸収剤20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。
In this case, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is
NO even at stoichiometric air-fuel ratioXNO from absorbent 20XIs released
Is done. However, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is
NO if ratioXNO from absorbent 20XGradually
NO because only XAbsorbed by the absorbent 20
All NOXIt takes a slightly longer time to release.

【0066】ところで、NOX 吸収剤20のNOX 吸収
能力には限度があり、NOX 吸収剤20のNOX 吸収能
力が飽和する前にNOX 吸収剤20からNOX を放出さ
せる必要がある。そのためにはNOX 吸収剤20に吸収
されているNOX 量を推定する必要がある。そこで本発
明では第1の燃焼が行われているときの単位時間当りの
NOX 吸収量Aを要求負荷Lおよび機関回転数Nの関数
として図19(A)に示すようなマップの形で予め求め
ておき、第2の燃焼が行われているときの単位時間当り
のNOX 吸収量Bを要求負荷Lおよび機関回転数Nの関
数として図19(B)に示すようなマップの形で予め求
めておき、これら単位時間当りのNOX吸収量A,Bを
積算することによってNOX 吸収剤20に吸収されてい
るNOX量ΣNOXを推定するようにしている。
[0066] Incidentally, there is a limit to the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent 20, it is necessary to release the NO X from the NO X absorbent 20 before the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent 20 is saturated . For this purpose it is necessary to estimate the amount of NO X is absorbed in the NO X absorbent 20. Therefore, in the present invention beforehand in the form of a map as shown in FIG. 19 (A) the NO X absorption amount A per unit time as a function of the required load L and engine speed N when being performed first combustion calculated advance, advance per unit time of the NO X absorption B the required load L and the engine rotational speed form of a map as shown in FIG. 19 (B) as a function of N when the second combustion is being performed calculated advance, so that to estimate the amount of NO X ΣNOX being absorbed in the NO X absorbent 20 by accumulating NO X absorption amount a per these unit time, the B.

【0067】一方、本発明による実施例ではNOX 吸収
剤20からNOX を放出すべきときには空燃比がリッチ
にされる。この場合、第2の燃焼が行われているときに
空燃比をリッチにすると多量の煤が発生し、従って第2
の燃焼が行われているときに空燃比をリッチにすること
ができない。これに対して第1の燃焼、即ち低温燃焼が
行われているときには空燃比をリッチにしても煤はほと
んど発生しない。従って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 吸収量ΣNOXが予め
定められた最大値MAX、例えば最大吸収量の30パー
セントを越えたら空燃比がリッチとされ、第2の燃焼が
行われているときにNOX 吸収量ΣNOXが最大値MA
Xを越えたときには第1の燃焼が開始されるのを待ち、
第1の燃焼が行われているときに空燃比をリッチにする
ようにしている。
[0067] On the other hand, when in the embodiment according to the present invention should be released NO X from the NO X absorbent 20 is the air-fuel ratio is made rich. In this case, if the air-fuel ratio is made rich while the second combustion is being performed, a large amount of soot is generated.
It is not possible to make the air-fuel ratio rich when the combustion is performed. On the other hand, when the first combustion, that is, the low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated even if the air-fuel ratio is made rich. Thus, in the embodiment according to the present invention the maximum value MAX is NO X absorption ΣNOX when first combustion is being performed predetermined air-fuel ratio When for example more than 30% of the maximum absorption is rich, the maximum value MA is NO X absorption ΣNOX when second combustion is being performed
When it exceeds X, wait for the first combustion to start,
The air-fuel ratio is made rich when the first combustion is being performed.

【0068】次に図20を参照しつつ第1実施例におけ
る運転制御について説明する。なお、図20においてL
は要求負荷を示しており、TEは触媒コンバータ19か
ら流出した排気ガス温を示しており、ΣNOXはNOX
吸収量を示しており、A/Fは空燃比を示している。図
20に示されるように要求負荷Lが第1の境界X(N)
よりも高くなって機関の運転状態が第1の運転領域Iか
ら第2の運転領域IIに移り、その結果第1の燃焼から第
2の燃焼に切換えられると空燃比A/Fがステップ状に
大きくなる。また、第2の燃焼が開始されると第1の燃
焼時に比べてNOX の発生量が多くなるためにΣNOX
は急速に増大する。
Next, the operation control in the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 20, L
Represents the required load, TE represents the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalytic converter 19, and ΣNOX represents NO X
A / F indicates an air-fuel ratio. As shown in FIG. 20, the required load L is equal to the first boundary X (N).
And the operating state of the engine shifts from the first operating region I to the second operating region II. As a result, when the first combustion is switched to the second combustion, the air-fuel ratio A / F is stepped. growing. Further, .SIGMA.NOX to become many generation amount of the NO X than the second combustion is started during the first combustion
Increases rapidly.

【0069】次いで第2の燃焼が行われているときに要
求負荷Lが低くなると排気ガス温TEが低下する。この
とき排気ガス温TEが下限値MINよりも低くなったと
すると触媒コンバータ19内の電気ヒータが予め定めら
れた時間オンとされ、その結果触媒コンバータ19内の
触媒床温度が高められる。斯くして触媒床温度は活性化
温度以上に保持される。
Next, when the required load L decreases during the second combustion, the exhaust gas temperature TE decreases. At this time, if the exhaust gas temperature TE becomes lower than the lower limit value MIN, the electric heater in the catalytic converter 19 is turned on for a predetermined time, and as a result, the catalyst bed temperature in the catalytic converter 19 is raised. Thus, the catalyst bed temperature is maintained above the activation temperature.

【0070】次いで第2の燃焼が行われているときにN
X 吸収量ΣNOXが最大値MAXを越えたとする。し
かしながらこのときには空燃比はリッチとされない。次
いで要求負荷Lが第2の境界Y(N)よりも低くなって
機関の運転状態が第2の運転領域IIから第1の運転領域
Iに移り、その結果第2の燃焼から第1の燃焼に切換え
られると空燃比A/Fが予め定められた時間リッチとさ
れる。それによってNOX 吸収剤20からNOX が放出
される。
Next, when the second combustion is being performed, N
O X absorption ΣNOX is to exceed the maximum value MAX. However, at this time, the air-fuel ratio is not made rich. Next, the required load L becomes lower than the second boundary Y (N), and the operating state of the engine shifts from the second operating region II to the first operating region I. As a result, the second combustion is changed to the first combustion. , The air-fuel ratio A / F is made rich for a predetermined time. Whereby NO X is released from the NO X absorbent 20.

【0071】なお、燃焼室5内における空燃比をリッチ
にしたときに燃焼に寄与しない多量の酸素が燃焼室5内
に残存していたとするとこのとき燃焼室5内の平均空燃
比はリッチとなるが排気ガス中に多量の酸素が含まれる
ことになる。ところがこのように排気ガス中に多量の酸
素が含まれているとNOX 吸収剤20からNOX が放出
されずらくなる。しかしながら本発明による実施例では
空燃比がリッチにされるときには触媒コンバータ19内
の触媒が活性化せしめられているので排気ガス中に含ま
れる酸素はこの触媒において未燃HC,COを酸化する
ために消費される。その結果、NOX 吸収剤20に流入
する排気ガス中に含まれる酸素量が少なくなるためにN
X 吸収剤20からNOX が良好に放出されることにな
る。
If a large amount of oxygen not contributing to combustion remains in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is made rich, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich at this time. However, a large amount of oxygen is contained in the exhaust gas. However NO X becomes pleasure not released from the NO X absorbent 20 when contains a large amount of oxygen in the exhaust gas in this way. However, in the embodiment according to the present invention, when the air-fuel ratio is made rich, the catalyst in the catalytic converter 19 is activated, so that oxygen contained in the exhaust gas oxidizes unburned HC and CO in this catalyst. Consumed. N As a result, the oxygen amount contained in the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 20 is reduced
NO X is satisfactorily released from the O X absorbent 20.

【0072】図21はNOX 吸収剤20からNOX を放
出すべきときにセットされるNOX放出フラグの処理ル
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21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101に進んで図19(A)に示すマップから単
位時間当りのNOX 吸収量Aが算出される。次いでステ
ップ102ではNOX 吸収量ΣNOXにAが加算され
る。次いでステップ103ではNOX 吸収量ΣNOXが
最大値MAXを越えたか否かが判別される。ΣNOX>
MAXになるとステップ104に進んでNOX 放出フラ
グがセットされる。
FIG. 21 shows a routine for processing a NO X release flag which is set when NO X is to be released from the NO X absorbent 20, and this routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 21, first, at step 100, it is determined whether or not a flag I indicating that the operation region of the engine is the first operation region I is set. When the flag I is set, that the operating region of the engine NO X absorption amount A per unit time from the map shown in FIG. 19 (A) is calculated proceeds to step 101 when a first operating region I You. Then A is added to the NO X absorption amount ΣNOX step 102. Next, at step 103 NO X absorption amount ΣNOX whether exceeds the maximum value MAX or not. ΣNOX>
NO X releasing flag is set the routine proceeds to step 104 becomes the MAX.

【0073】一方、ステップ100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105
に進んで図19(B)に示すマップから単位時間当りの
NOX 吸収量Bが算出される。次いでステップ106で
はNOX 吸収量ΣNOXにBが加算される。次いでステ
ップ107ではNOX 吸収量ΣNOXが最大値MAXを
越えたか否かが判別される。ΣNOX>MAXになると
ステップ108に進んでNOX 放出フラグがセットされ
る。
On the other hand, when it is determined in step 100 that the flag I has been reset, that is, when the operation region of the engine is the second operation region II, step 105
NO X absorption amount per unit from the map time shown in FIG. 19 (B) B is calculated willing to. Then B is added to the NO X absorption amount ΣNOX step 106. Next, at step 107 NO X absorption amount ΣNOX whether exceeds the maximum value MAX or not. .SIGMA.NOX> becomes MAX when NO X release flag proceeds to step 108 is set.

【0074】図22は電気ヒータの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22を参照するとまず初めにステップ20
0において温度センサ21により検出された排気ガス温
TEが最小値MINよりも低いか否かが判別される。T
E≦MINのときにはステップ201に進んで電気ヒー
タを割込み時間間隔よりも長い予め定められた時間通電
する通電処理が行われる。次いでステップ202では第
1の燃焼を禁止する処理、即ち第1の運転領域Iであっ
たとしても第2の燃焼を行う処理が行われる。
FIG. 22 shows a control routine for the electric heater. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 22, first, at step 20
At 0, it is determined whether or not the exhaust gas temperature TE detected by the temperature sensor 21 is lower than the minimum value MIN. T
When E ≦ MIN, the routine proceeds to step 201, where an energization process for energizing the electric heater for a predetermined time longer than the interruption time interval is performed. Next, at step 202, a process for inhibiting the first combustion, that is, a process for performing the second combustion even in the first operation region I is performed.

【0075】従ってTE≦MINである間、電気ヒータ
へ電力が供給され続け、次いでTE>MINになるとそ
の後予め定められた時間、電気ヒータへ電力が供給され
続けることがわかる。また、機関始動時には電気ヒータ
へ電力が供給され、TE>MINとなるまで第2の燃焼
が行われることがわかる。次に図23を参照しつつ運転
制御について説明する。
Accordingly, it can be seen that power is continuously supplied to the electric heater while TE ≦ MIN, and then when TE> MIN, power is continuously supplied to the electric heater for a predetermined time thereafter. Further, it can be seen that electric power is supplied to the electric heater when the engine is started, and the second combustion is performed until TE> MIN. Next, the operation control will be described with reference to FIG.

【0076】図23を参照すると、まず初めにステップ
300において機関の運転状態が第1の運転領域Iであ
ることを示すフラグIがセットされているか否かが判別
される。フラグIがセットされているとき、即ち機関の
運転状態が第1の運転領域Iであるときにはステップ3
01に進んで要求負荷Lが第1の境界X(N)よりも大
きくなったか否かが判別される。L≦X(N)のときに
はステップ303に進んで低温燃焼が行われる。
Referring to FIG. 23, first, in step 300, it is determined whether or not a flag I indicating that the operating state of the engine is in the first operating region I is set. If the flag I is set, that is, if the operating state of the engine is in the first operating region I, step 3
In step 01, it is determined whether the required load L has become larger than the first boundary X (N). When L ≦ X (N), the routine proceeds to step 303, where low-temperature combustion is performed.

【0077】即ち、ステップ303では図13(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、スロットル弁16の開度がこの目標開度STとさ
れる。次いでステップ304では図13(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、
EGR制御弁23の開度がこの目標開度SEとされる。
次いでステップ305ではNOX 放出フラグがセットさ
れているか否かが判別される。NOX 放出フラグがセッ
トされていないときには図12に示されるリーン空燃比
となるように燃料噴射が行われる。このときリーン空燃
比のもとで低温燃焼が行われる。
That is, in step 303, the target opening ST of the throttle valve 16 is calculated from the map shown in FIG. 13A, and the opening of the throttle valve 16 is set to the target opening ST. Next, at step 304, the target opening degree SE of the EGR control valve 23 is calculated from the map shown in FIG.
The opening of the EGR control valve 23 is set as the target opening SE.
Next, at step 305, it is determined whether or not the NO X release flag is set. When the NO X release flag is not set, fuel injection is performed so as to achieve the lean air-fuel ratio shown in FIG. At this time, low-temperature combustion is performed under a lean air-fuel ratio.

【0078】一方、ステップ301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302に
進んでフラグIがリセットされる。次いでステップ31
3に進んで第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ31
3では図15(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、スロットル弁16の開度が
この目標開度STとされる。次いでステップ314では
図15(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、EGR制御弁23の開度がこの目
標開度SEとされる。次いでステップ315では図14
に示されるリーン空燃比となるように燃料噴射が行われ
る。このときリーン空燃比のもとで第2の燃焼が行われ
る。
On the other hand, in step 301, L> X
When it is determined that (N) has been reached, the routine proceeds to step 302, where the flag I is reset. Then step 31
Proceeding to 3, the second combustion is performed. That is, step 31
In FIG. 3, the throttle valve 16 is obtained from the map shown in FIG.
Is calculated, and the opening of the throttle valve 16 is set as the target opening ST. Next, at step 314, the target opening SE of the EGR control valve 23 is calculated from the map shown in FIG. 15B, and the opening of the EGR control valve 23 is set to this target opening SE. Next, in step 315, FIG.
The fuel injection is performed so as to achieve the lean air-fuel ratio shown in FIG. At this time, the second combustion is performed under the lean air-fuel ratio.

【0079】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300からステップ311に進んで要
求負荷Lが第2の境界Y(N)よりも低くなったか否か
が判別される。L≧Y(N)のときにはステップ313
に進み、リーン空燃比のもとで第2の燃焼が行われる。
一方、ステップ311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312に進んでフラグIが
セットされる。次いでステップ303に進んで低温燃焼
が行われる。
When the flag I is reset, in the next processing cycle, the process proceeds from step 300 to step 311 to determine whether or not the required load L has become lower than the second boundary Y (N). When L ≧ Y (N), step 313
And the second combustion is performed under the lean air-fuel ratio.
On the other hand, when it is determined in step 311 that L <Y (N), the routine proceeds to step 312, where the flag I is set. Next, the routine proceeds to step 303, where low-temperature combustion is performed.

【0080】一方、ステップ305においてNOX 放出
フラグがセットされたと判断されるとステップ307に
進み、リッチ空燃比となるように燃料噴射が行われる。
このときリッチ空燃比のもとで低温燃焼が行われる。次
いでステップ308では空燃比がリッチとされてから一
定時間が経過したか否かが判別される。空燃比がリッチ
にされてから一定時間を経過するとステップ309に進
んでNOX 放出フラグがリセットされ、次いでステップ
310においてΣNOXが零とされる。従ってNOX
出フラグがセットされると低温燃焼が行われているとき
に空燃比が一定時間リッチにされることがわかる。
[0080] On the other hand, if NO X release flag is determined to be set in step 305 proceeds to step 307, fuel injection is performed such that the rich air-fuel ratio.
At this time, low-temperature combustion is performed under a rich air-fuel ratio. Next, at step 308, it is determined whether a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio was made rich. NO X emission flag air-fuel ratio goes to step 309 after a lapse of the predetermined time since the rich is reset, then ΣNOX is made zero at step 310. Thus it can be seen that the air-fuel ratio is a predetermined time rich when NO X release flag when set low temperature combustion is performed.

【0081】図24は運転制御の第2の実施例を示して
いる。この実施例では通常第2の運転領域IIはもとより
第1の運転領域Iにおいても第2の燃焼が行われてお
り、NOX 吸収剤20からNOX を放出すべきときには
機関の運転状態が第1の運転領域であるときに第2の燃
焼から第1の燃焼に切換えられて空燃比がリッチとされ
る。ただし、このとき触媒コンバータ19内の触媒床温
度が低いと排気ガス中の未燃炭化水素が浄化されず、ま
たNOX 吸収剤20には多量の酸素を含んだ排気ガスが
供給されることになる。従ってこのときには触媒コンバ
ータ19内の触媒を電気ヒータにより加熱して触媒を活
性化させ、触媒が活性化した後に第2の燃焼から第1に
燃焼に切換えて空燃比をリッチにするようにしている。
FIG. 24 shows a second embodiment of the operation control. The exemplary normal second operating region II in the example are performed also second combustion in well the first operating region I, the operating state of the engine is in when releasing the NO X from the NO X absorbent 20 is first When the operation range is the first operation range, the second combustion is switched to the first combustion, and the air-fuel ratio is made rich. However, this time without unburnt hydrocarbons in the exhaust gas catalytic bed temperature is low in the catalytic converter 19 is cleaned, also the NO X absorbent 20 in the exhaust gas containing a large amount of oxygen is supplied Become. Therefore, at this time, the catalyst in the catalytic converter 19 is heated by the electric heater to activate the catalyst, and after the catalyst is activated, the second combustion is switched to the first combustion to enrich the air-fuel ratio. .

【0082】即ち、図24に示されるように要求負荷L
が低くなり、排気ガス温TEが下限値MINよりも低く
なったときにNOX 吸収量ΣNOXが最大値MAXを越
えたとする。この場合、NOX 吸収量ΣNOXが最大値
MAXを越えると電気ヒータに電力が供給される。その
後、排気ガス温TEが上限値(MIN+α)まで上昇す
ると電気ヒータへの電力の供給が停止され、次いで排気
ガス温TEが下限値MINよりも低くなると再び電気ヒ
ータに電力が供給される。従って排気ガス温TEは下限
値MINと上限値(MIN+α)との間に維持されるこ
とになる。
That is, as shown in FIG.
Is low, the exhaust gas temperature TE is the NO X absorption amount ΣNOX when it becomes lower than the lower limit value MIN exceeds the maximum value MAX. In this case, NO X absorption amount ΣNOX is power to the electric heater exceeds the maximum value MAX is supplied. Thereafter, when the exhaust gas temperature TE rises to the upper limit value (MIN + α), the supply of electric power to the electric heater is stopped. When the exhaust gas temperature TE becomes lower than the lower limit value MIN, the electric heater is again supplied with electric power. Therefore, the exhaust gas temperature TE is maintained between the lower limit value MIN and the upper limit value (MIN + α).

【0083】図24に示されるように排気ガス温TEが
下限値MIN<TEでかつ機関の運転状態が第1の運転
領域Iにあると第2の燃焼から第1の燃焼に一時的に切
換えられ、この間空燃比がリッチとされる。図25は第
2の実施例におけるNOX 放出フラグの処理ルーチンを
示している。
As shown in FIG. 24, when the exhaust gas temperature TE is lower limit value MIN <TE and the operating state of the engine is in the first operating region I, the second combustion is temporarily switched to the first combustion. During this time, the air-fuel ratio is made rich. FIG. 25 shows a processing routine of the NO X release flag in the second embodiment.

【0084】図25を参照するとまず初めにステップ4
00において図19(B)に示すマップから単位時間当
りのNOX 吸収量Bが算出される。次いでステップ40
1ではNOX 吸収量ΣNOXにBが加算される。次いで
ステップ402ではNOX 吸収量ΣNOXが最大値MA
Xを越えたか否かが判別される。ΣNOX>MAXにな
るとステップ403に進んでNOX 放出フラグがセット
される。
Referring to FIG. 25, first, in step 4
NO X absorption B per unit time from the map shown in FIG. 19 (B) is calculated in 00. Then step 40
B is added to 1 in NO X absorption .SIGMA.NOX. Maximum value MA Next, at step 402 NO X absorption amount ΣNOX is
It is determined whether or not X has been exceeded. .SIGMA.NOX> becomes MAX when NO X release flag proceeds to step 403 is set.

【0085】次に図26および図27を参照しつつ第2
の実施例における運転制御について説明する。図26お
よび図27を参照すると、まず初めにステップ500に
おいて機関の運転状態が第1の運転領域Iであることを
示すフラグIがセットされているか否かが判別される。
フラグIがセットされているとき、即ち機関の運転状態
が第1の運転領域Iであるときにはステップ501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≦X1(N)のときにはステ
ップ505にジャンプする。これに対しステップ501
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502に進んでフラグIがリセットされ、次いで
ステップ505に進む。
Next, referring to FIG. 26 and FIG.
The operation control in the embodiment will be described. Referring to FIGS. 26 and 27, first, at step 500, it is determined whether or not a flag I indicating that the operating state of the engine is in the first operating region I is set.
When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, the routine proceeds to step 501, where it is determined whether the required load L has become larger than the first boundary X (N). Is done. If L ≦ X1 (N), the process jumps to step 505. On the other hand, step 501
When it is determined that L> X (N), the routine proceeds to step 502, where the flag I is reset, and then the routine proceeds to step 505.

【0086】一方、ステップ500においてフラグIが
リセットされていると判別されたときにはステップ50
3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505に進む。これに対しステップ503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
504に進んでフラグIがセットされ、次いでステップ
505に進む。
On the other hand, if it is determined in step 500 that the flag I has been reset, step 50
Proceeding to 3, it is determined whether or not the required load L has become lower than the second boundary Y (N). When L ≧ Y (N), the process proceeds to step 505. On the other hand, when it is determined in step 503 that L <Y (N), the routine proceeds to step 504, where the flag I is set, and then the routine proceeds to step 505.

【0087】ステップ505ではNOX 放出フラグがセ
ットされているか否かが判別される。NOX 放出フラグ
がセットされていないときにはステップ518に進んで
第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ518では図1
5(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、スロットル弁16の開度がこの目標開
度STとされる。次いでステップ519では図15
(B)に示すマップからEGR制御弁23の目標開度S
Eが算出され、EGR制御弁23の開度がこの目標開度
SEとされる。次いでステップ520では図14に示さ
れるリーン空燃比となるように燃料噴射が行われる。即
ち、NOX 放出フラグがセットされていないときには要
求負荷Lにかかわらずに常時第2の燃焼が行われる。
[0087] whether step 505 NO X release flag is set or not. The second combustion is performed proceeds to step 518 when the NO X release flag is not set. That is, FIG.
The target opening ST of the throttle valve 16 is calculated from the map shown in FIG. 5A, and the opening of the throttle valve 16 is set as the target opening ST. Next, at step 519, FIG.
From the map shown in (B), the target opening S of the EGR control valve 23 is obtained.
E is calculated, and the opening of the EGR control valve 23 is set as the target opening SE. Next, at step 520, fuel injection is performed to achieve the lean air-fuel ratio shown in FIG. That is, when the NO X release flag is not set, the second combustion is always performed regardless of the required load L.

【0088】一方、ステップ505においてNOX 放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ506に進んで温度センサ21により検出された排気
ガス温TEが下限値MINよりも高いか否かが判別され
る。TE≦MINのときにはステップ507に進んで触
媒コンバータ19の電気ヒータがオンとされる。次いで
ステップ518に進んで第2の燃焼が行われる。
[0088] On the other hand, it determines whether or not the exhaust gas temperature TE detected by the temperature sensor 21 is higher than the lower limit value MIN proceeds to step 506 when the NO X release flag is judged as being set in step 505 Is done. When TE ≦ MIN, the routine proceeds to step 507, where the electric heater of the catalytic converter 19 is turned on. Next, the routine proceeds to step 518, where the second combustion is performed.

【0089】一方、ステップ506においてTE>MI
Nであると判断されるとステップ508に進んで排気ガ
ス温TEが上限値(MIN+α)よりも高くなったか否
かが判別される。TE>MIN+αのときにはステップ
509に進んで触媒コンバータ19内の電気ヒータがオ
フとされる。即ち、NOX 放出フラグがセットされると
排気ガス温TEはMIN<TE<MIN+αに制御され
る。
On the other hand, in step 506, TE> MI
If determined to be N, the routine proceeds to step 508, where it is determined whether or not the exhaust gas temperature TE has become higher than the upper limit value (MIN + α). When TE> MIN + α, the routine proceeds to step 509, where the electric heater in the catalytic converter 19 is turned off. That is, the exhaust gas temperature TE and the NO X release flag is set is controlled to MIN <TE <MIN + α.

【0090】ステップ510ではフラグ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
ないとき、即ち機関の運転状態が図8に示す第2の運転
領域IIにあるときにはステップ518に進んで第2の燃
焼が行われる。これに対してフラグIがセットされてい
るとき、即ち機関の運転状態が図8に示す第1の運転領
域Iにあるときにはステップ511に進んでリッチ空燃
比のもとで一定時間第1の燃焼が行われる。
At step 510, it is determined whether the flag I is set. When the flag I is not set, that is, when the operating state of the engine is in the second operating region II shown in FIG. 8, the routine proceeds to step 518, where the second combustion is performed. On the other hand, when the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I shown in FIG. 8, the routine proceeds to step 511, where the first combustion is performed for a fixed time under the rich air-fuel ratio. Is performed.

【0091】即ち、ステップ511では図13(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、スロットル弁16の開度がこの目標開度STとさ
れる。次いでステップ512では図13(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、
EGR制御弁23の開度がこの目標開度SEとされる。
次いでステップ513ではリッチ空燃比となるように燃
料噴射が行われる。次いでステップ514では空燃比が
リッチとされてから一定時間が経過したか否かが判別さ
れる。空燃比がリッチにされてから一定時間を経過する
とステップ515に進んでNOX 放出フラグがリセット
され、次いでステップ516においてΣNOXが零とさ
れる。次いでステップ517では触媒コンバータ19内
の電気ヒータがオフとされる。従ってこのときリッチ空
燃比のもとで一定時間低温燃焼が行われることになる。
That is, in step 511, the target opening ST of the throttle valve 16 is calculated from the map shown in FIG. 13A, and the opening of the throttle valve 16 is set to the target opening ST. Next, at step 512, the target opening degree SE of the EGR control valve 23 is calculated from the map shown in FIG.
The opening of the EGR control valve 23 is set as the target opening SE.
Next, at step 513, fuel injection is performed to achieve a rich air-fuel ratio. Next, at step 514, it is determined whether a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio was made rich. NO X emission flag air-fuel ratio goes to step 515 after a lapse of the predetermined time since the rich is reset, then ΣNOX is made zero at step 516. Next, at step 517, the electric heater in the catalytic converter 19 is turned off. Therefore, at this time, low-temperature combustion is performed for a certain time under the rich air-fuel ratio.

【0092】[0092]

【発明の効果】低温燃焼を行ったときに発生する未燃炭
化水素を良好に浄化することができる。
According to the present invention, unburned hydrocarbons generated during low-temperature combustion can be satisfactorily purified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the 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 fuel molecules.

【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 generation amount of smoke 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】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。
FIG. 7 is a diagram showing changes in an average gas temperature Tg in a combustion chamber, and changes in fuel and a gas temperature Tf around the fuel.

【図8】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. 8 is a diagram showing a first operation region I and a second operation region II.

【図9】ΔL(N)と機関回転数Nとの関係を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between ΔL (N) and an engine speed N.

【図10】空燃比センサの出力を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.

【図11】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an opening degree of a throttle valve and the like.

【図12】第1の燃焼における目標空燃比を示す図であ
る。
FIG. 12 is a view showing a target air-fuel ratio in the first combustion.

【図13】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 13 is a view showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.

【図14】第2の燃焼における目標空燃比を示す図であ
る。
FIG. 14 is a view showing a target air-fuel ratio in the second combustion.

【図15】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
FIG. 15 is a view showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.

【図16】触媒コンバータの断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a catalytic converter.

【図17】触媒への流入排気ガス温Taおよび触媒床温
度Tb,Tcを示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a temperature Ta of exhaust gas flowing into a catalyst and catalyst bed temperatures Tb and Tc.

【図18】NOX の吸放出作用を説明するための図であ
る。
FIG. 18 is a diagram for explaining the effect of absorbing and releasing NO X.

【図19】単位時間当りのNOX 吸収量のマップを示す
図である。
FIG. 19 is a view showing a map of the NO X absorption amount per unit time.

【図20】運転制御の第1の実施例を示すタイムチャー
トである。
FIG. 20 is a time chart showing a first example of operation control.

【図21】NOX 放出フラグを処理するためのフローチ
ャートである。
FIG. 21 is a flowchart for processing a NO X release flag.

【図22】電気ヒータを制御するためのフローチャート
である。
FIG. 22 is a flowchart for controlling an electric heater.

【図23】第1の実施例における運転制御のフローチャ
ートである。
FIG. 23 is a flowchart of operation control in the first embodiment.

【図24】運転制御の第2の実施例を示すタイムチャー
トである。
FIG. 24 is a time chart showing a second embodiment of the operation control.

【図25】NOX 放出フラグを処理するためのフローチ
ャートである。
FIG. 25 is a flowchart for processing a NO X release flag.

【図26】第2の実施例における運転制御のフローチャ
ートである。
FIG. 26 is a flowchart of operation control in the second embodiment.

【図27】第1の実施例における運転制御のフローチャ
ートである。
FIG. 27 is a flowchart of operation control in the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…燃料噴射弁 16…スロットル弁 19…触媒コンバータ 20…NOX 吸収剤6 ... fuel injection valves 16 ... throttle valve 19 ... catalytic converter 20 ... NO X absorbent

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01N 3/10 ZAB F01N 3/20 ZABK 3/20 ZAB 3/28 ZAB 3/28 ZAB 301E 301 F02D 21/08 ZAB F02D 21/08 ZAB 301B 301 41/04 355 41/04 355 F02M 25/07 ZAB F02M 25/07 ZAB 570D 570 570J B01D 53/36 103B 104A (72)発明者 大橋 伸基 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 伊藤 和浩 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 吉▲崎▼ 康二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F01N 3/10 ZAB F01N 3/20 ZABK 3/20 ZAB 3/28 ZAB 3/28 ZAB 301E 301 F02D 21/08 ZAB F02D 21 / 08 ZAB 301B 301 41/04 355 41/04 355 F02M 25/07 ZAB F02M 25/07 ZAB 570D 570 570J B01D 53/36 103B 104A (72) Inventor Nobumoto Ohashi No. 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Automobile Inside (72) Inventor Kazuhiro Ito 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yoshi ▲ Saki ▼ Koji 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼室内の不活性ガス量を増大していく
と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内における
燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よ
りも低くなって煤がほとんど発生しなくなる圧縮着火式
内燃機関において、機関排気通路内に酸化機能を有する
触媒を配置し、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と、該触媒を加熱する
ための加熱手段と、該触媒の温度を代表する代表温度を
検出するための検出手段とを具備し、少なくとも第1の
燃焼が行われているとき又は第1の燃焼をすべきときに
該代表温度が予め定められた温度よりも低くなったとき
には該加熱手段によって該触媒を加熱するようにした圧
縮着火式内燃機関。
When the amount of inert gas in the combustion chamber increases, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak. When the amount of inert gas in the combustion chamber further increases, the amount of soot generated during combustion in the combustion chamber increases. In a compression ignition type internal combustion engine in which the temperature of the fuel and its surrounding gas is lower than the soot generation temperature and soot is hardly generated, a catalyst having an oxidation function is arranged in the engine exhaust passage, and the amount of soot generation is reduced. First combustion in which the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the peak amount of inert gas and little soot is generated, and the amount of inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of inert gas where the amount of generated soot is peaked Switching means for selectively switching between the second combustion with a small amount of heat, heating means for heating the catalyst, and detection means for detecting a representative temperature representing the temperature of the catalyst, and 1 combustion is taking place A compression ignition type internal combustion engine in which the catalyst is heated by the heating means when the representative temperature becomes lower than a predetermined temperature when the first combustion is to be performed.
【請求項2】 上記加熱手段が電気ヒータからなる請求
項1に記載の圧縮着火式内燃機関。
2. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein said heating means comprises an electric heater.
【請求項3】 該触媒が酸化触媒又は三元触媒からなる
請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関。
3. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein said catalyst comprises an oxidation catalyst or a three-way catalyst.
【請求項4】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きには排気ガス中に含まれるNOX を吸収しかつ流入す
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
収したNOX を放出するNOX 吸収剤を該触媒下流の機
関排気通路内に配置し、NOX 吸収剤からNOX を放出
すべきときには第1の燃焼が行われているときに燃焼室
内における空燃比を理論空燃比又はリッチとする請求項
1に記載の圧縮着火式内燃機関。
Air-fuel ratio of 4. inflowing exhaust gas when the lean releasing NO X when the air-fuel ratio of the exhaust gas is absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich to absorb and flowing the NO X contained in the exhaust gas the the NO X absorbent disposed on the catalyst downstream of the engine exhaust passage, or the stoichiometric air-fuel ratio in the combustion chamber when the when releasing the NO X from the NO X absorbent is performed first combustion 2. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the engine is rich.
【請求項5】 NOX 吸収剤からNOX を放出すべきか
否かを判断する判断手段を具備し、NOX 吸収剤からN
X を放出すべきであると判断されたときに上記代表温
度が予め定められた温度よりも低くければ上記加熱手段
によって上記触媒が加熱され、上記代表温度が予め定め
られた温度よりも高くなった後に燃焼室内における空燃
比が理論空燃比又はリッチとされる請求項4に記載の圧
縮着火式内燃機関。
5. comprising a determining means for determining whether or not to release the NO X from the NO X absorbent, N from the NO X absorbent
O X the representative temperature when it is determined that it should be released is the catalyst is heated by the heating means if Kere lower than a predetermined temperature, higher than the temperature at which the representative temperature is predetermined The compression ignition type internal combustion engine according to claim 4, wherein the air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio.
【請求項6】 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に記載の圧縮
着火式内燃機関。
6. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, further comprising a recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage, wherein the inert gas comprises recirculated exhaust gas. organ.
【請求項7】 上記第1の燃焼状態における排気ガス再
循環率がほぼ55パーセント以上である請求項6に記載
の圧縮着火式内燃機関。
7. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 6, wherein the exhaust gas recirculation rate in the first combustion state is approximately 55% or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019039351A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 マツダ株式会社 Control device for compression ignition engine
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US7062902B2 (en) 2000-08-02 2006-06-20 Hitachi, Ltd. Engine control equipment
JP2019039351A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 マツダ株式会社 Control device for compression ignition engine
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