JP3409715B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Classifications
-
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Landscapes
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より内燃機関、例えばディーゼル機
関においてはNOx の発生を抑制するために機関排気通
路と機関吸気通路とを排気ガス再循環(以下、EGRと
称す)通路により連結し、このEGR通路を介して排気
ガス、即ちEGRガスを機関吸気通路内に再循環させる
ようにしている。この場合、EGRガスは比較的比熱が
高く、従って多量の熱を吸収することができるので、E
GRガス量を増大するほど、即ちEGR率(EGRガス
量/(EGRガス量+吸入空気量))を増大するほど燃
焼室内における燃焼温度が低下する。燃焼温度が低下す
るとNOx の発生量が低下し、従ってEGR率を増大す
ればするほどNOx の発生量は低下することになる。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, for example, a diesel engine, an engine exhaust passage and an engine intake passage are connected by an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage in order to suppress the generation of NO x. Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated into the engine intake passage via the EGR passage. In this case, the EGR gas has a relatively high specific heat and therefore can absorb a large amount of heat.
The combustion temperature in the combustion chamber decreases as the GR gas amount increases, that is, as the EGR rate (EGR gas amount / (EGR gas amount + intake air amount)) increases. When the combustion temperature decreases, the amount of NO x generated decreases. Therefore, the higher the EGR rate, the lower the amount of NO x generated.
【0003】このように従来よりEGR率を増大すれば
NOx の発生量を低下しうることはわかっている。しか
しながらEGR率を増大させていくとEGR率が或る限
度を越えたときに煤の発生量、即ちスモークが急激に増
大し始める。この点に関し従来より、それ以上EGR率
を増大すればスモークが限りなく増大していくものと考
えられており、従ってスモークが急激に増大し始めるE
GR率がEGR率の最大許容限界であると考えられてい
る。As described above, it has been known that the amount of NO x generated can be reduced by increasing the EGR rate. However, when the EGR rate is increased, when the EGR rate exceeds a certain limit, the amount of soot generated, that is, the smoke starts to increase rapidly. In this regard, it has been conventionally thought that if the EGR rate is further increased, the smoke will increase infinitely, and therefore the smoke will start to increase rapidly.
The GR rate is considered to be the maximum allowable limit for the EGR rate.
【0004】従って従来よりEGR率はこの最大許容限
界を越えない範囲内に定められている。このEGR率の
最大許容限界は機関の形式や燃料によってかなり異なる
がおおよそ30パーセントから50パーセントである。
従って従来のディーゼル機関ではEGR率は最大でも3
0パーセントから50パーセント程度に抑えられてい
る。Therefore, conventionally, the EGR rate is set within a range that does not exceed the maximum allowable limit. The maximum allowable limit of this EGR rate is approximately 30 to 50 percent, though it varies considerably depending on the engine type and fuel.
Therefore, in the conventional diesel engine, the maximum EGR rate is 3
It is suppressed from 0% to 50%.
【0005】このように従来ではEGR率に対して最大
許容限界が存在すると考えられていたので従来よりEG
R率はこの最大許容限界を越えない範囲内においてNO
x およびスモークの発生量ができるだけ少なくなるよう
に定められていた。しかしながらこのようにしてEGR
率をNOx およびスモークの発生量ができるだけ少なく
なるように定めてもNOx およびスモークの発生量の低
下には限度があり、実際には依然としてかなりの量のN
Ox およびスモークが発生してしまうのが現状である。As described above, in the past, it was considered that the maximum allowable limit exists for the EGR rate.
The R rate is NO within the range that does not exceed this maximum allowable limit.
It was stipulated that the amount of x and smoke generated should be as small as possible. However, in this way EGR
Even if the rate is set so that the amount of NO x and smoke produced is as small as possible, there is a limit to the reduction in the amount of NO x and smoke produced, and in reality, a considerable amount of N 2 is still left.
The O x, and smoke is generated at present.
【0006】ところがディーゼル機関の燃焼の研究の過
程においてEGR率を最大許容限界よりも大きくすれば
上述の如くスモークが急激に増大するがこのスモークの
発生量にはピークが存在し、このピークを越えてEGR
率を更に大きくすると今度はスモークが急激に減少しは
じめ、アイドリング運転時においてEGR率を70パー
セント以上にすると、またEGRガスを強力に冷却した
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にするとス
モークがほとんど零になる、即ち煤がほとんど発生しな
いことが見い出されたのである。また、このときにはN
Ox の発生量が極めて少量となることも判明している。
この後この知見に基づいて煤が発生しない理由について
検討が進められ、その結果これまでにない煤およびNO
x の同時低減が可能な新たな燃焼システムが構築される
に至ったのである。この新たな燃焼システムについては
後に詳細に説明するが簡単に言うと炭化水素が煤に成長
するまでの途中の段階において炭化水素の成長を停止さ
せることを基本としている。However, if the EGR rate is made larger than the maximum permissible limit in the process of studying the combustion of a diesel engine, the smoke increases sharply as described above, but there is a peak in the amount of smoke produced, and the peak is exceeded. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease sharply this time. When the EGR rate is 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is strongly cooled, the EGR rate is almost 55% or more. It was found that it was almost zero, that is, soot was hardly generated. At this time, N
It has also been found that the amount of O x generated is extremely small.
After that, the reason why soot was not generated was examined based on this finding, and as a result, soot and NO
This led to the construction of a new combustion system capable of simultaneously reducing x . This new combustion system will be explained in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle of the process until the hydrocarbons grow into soot.
【0007】即ち、実験研究を重ねた結果判明したこと
は燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以下のときには炭化水素の成長が煤に至
る前の途中の段階で停止し、燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以上になると炭化水素は一気に煤まで成
長してしまうということである。この場合、燃料および
その周囲のガス温度は燃料が燃焼した際の燃料周りのガ
スの吸熱作用が大きく影響しており、燃料燃焼時の発熱
量に応じて燃料周りのガスの吸熱量を調整することによ
って燃料およびその周囲のガス温度を制御することがで
きる。[0007] That is, as a result of repeated experimental research, it was found that when the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber were below a certain temperature, the growth of hydrocarbons stopped in the middle of the process before reaching soot. However, if the temperature of the fuel and the gas around it rises above a certain temperature, the hydrocarbons will suddenly grow to soot. In this case, the temperature of the fuel and its surrounding gas is greatly affected by the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns, and the endothermic amount of the gas around the fuel is adjusted according to the amount of heat generated during fuel combustion. Thus, the temperature of the fuel and the gas around it can be controlled.
【0008】従って、燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制すれば煤が発生しなくなり、燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を炭
化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制すること
は燃料周りのガスの吸熱量を調整することによって可能
となる。一方、煤に至る前に成長が途中で停止した炭化
水素は酸化触媒等を用いた後処理によって容易に浄化す
ることができる。これが新たな燃焼システムの基本的な
考え方である。この新たな燃焼システムを採用した内燃
機関については本出願人により既に出願されている(特
願平9−305850号)。Therefore, if the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, soot will not be generated and the fuel and the surroundings during combustion in the combustion chamber will be eliminated. It is possible to control the gas temperature in the range below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway by adjusting the heat absorption amount of the gas around the fuel. On the other hand, hydrocarbons whose growth has stopped before reaching soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. This is the basic idea of the new combustion system. The applicant has already applied for an internal combustion engine that employs this new combustion system (Japanese Patent Application No. 9-305850).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで車両ではブレ
ーキ力を高めるためにブレーキブースタが使用される。
このブレーキブースタはパワーピストンによって分離さ
れた第1室と第2室とを有し、第1室は負圧源に連結さ
れている。また、ブレーキ作用が行われていないときに
は第2室が第1室に連結されており、従ってこのとき第
1室および第2室内には負圧源から負圧が導びかれてい
る。一方、ブレーキペダルが踏込まれると第1室と第2
室との連通が遮断されると同時に第2室が大気に開放さ
れる。従ってこのとき第1室と第2室間に大きな圧力差
が生じ、この圧力差によりパワーピストンが駆動され、
それによって大きなブレーキ力が発生せしめられる。In the vehicle, a brake booster is used to increase the braking force.
The brake booster has a first chamber and a second chamber separated by a power piston, and the first chamber is connected to a negative pressure source. Further, when the braking action is not performed, the second chamber is connected to the first chamber, and therefore, at this time, negative pressure is introduced from the negative pressure source into the first chamber and the second chamber. On the other hand, when the brake pedal is depressed, the first chamber and the second chamber
At the same time as the communication with the chamber is cut off, the second chamber is opened to the atmosphere. Therefore, at this time, a large pressure difference occurs between the first chamber and the second chamber, and the power piston is driven by this pressure difference,
As a result, a large braking force is generated.
【0010】このようにブレーキブースタを使用する場
合には負圧源が必要となる。この場合、吸気通路内に大
きな負圧が発生する内燃機関においては吸気通路内に発
生する負圧を負圧源として用いることができるが圧縮着
火式内燃機関では通常吸気通路内に大きな負圧が発生せ
ず、従って圧縮着火式内燃機関では通常機関駆動の負圧
ポンプを用いざるを得ない。As described above, when using the brake booster, a negative pressure source is required. In this case, in an internal combustion engine in which a large negative pressure is generated in the intake passage, the negative pressure generated in the intake passage can be used as a negative pressure source, but in the compression ignition type internal combustion engine, a large negative pressure is usually generated in the intake passage. Since it does not occur, therefore, the compression ignition type internal combustion engine is forced to use a negative pressure pump which is normally driven by the engine.
【0011】しかしながら新たな燃焼方法はたとえ圧縮
着火式内燃機関に適用した場合であっても吸気通路内に
大きな負圧が発生し、従って新たな燃焼方法を用いた場
合には吸気通路内に発生する負圧を負圧源として用いる
ことができる。However, even if the new combustion method is applied to the compression ignition type internal combustion engine, a large negative pressure is generated in the intake passage. Therefore, when the new combustion method is used, it is generated in the intake passage. The negative pressure to be applied can be used as a negative pressure source.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】従って1番目の発明で
は、燃焼室内に供給される不活性ガス量を増大していく
と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
に供給される不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の
生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる
内燃機関において、煤の発生量がピークとなる不活性ガ
ス量よりも燃焼室内に供給される不活性ガス量を多くす
ることによって燃焼室内における燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも低い温度
に抑制し、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、ス
ロットル弁下流の吸気通路内に発生した負圧をブレーキ
ブースタ内に導びくようにしている。In [SUMMARY OF Thus the first invention, the amount of As you increase the amount of inert gas supplied to the combustion chamber soot reached the peak gradually increased, the combustion chamber
If the amount of inert gas supplied to the combustion chamber is further increased,
The temperature of the fuel and the gas around it during combustion inside the soot
In the internal combustion engine, the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is made larger than the amount of the inert gas at which the soot generation peaks .
The fuel and
The temperature of the gas around is lower than the temperature at which soot is produced
The throttle valve is arranged in the engine intake passage so that the negative pressure generated in the intake passage downstream of the throttle valve is introduced into the brake booster.
【0013】2番目の発明では1番目の発明において、
ブレーキブースタ内に導びかれた負圧が予め定められた
設定負圧よりも小さくなったときにはスロットル弁の開
度を小さくするようにしている3番目の発明では2番目
の発明において、上述の設定負圧は車両速度が高くなる
につれて大きくされる。In the second invention, in the first invention,
When the negative pressure introduced into the brake booster becomes smaller than a preset negative pressure, the opening of the throttle valve is made smaller. In the third invention, in the second invention, the above-mentioned setting is made. The negative pressure is increased as the vehicle speed increases.
【0014】4 番目の発明では1番目の発明において、
不活性ガスがスロットル弁下流の吸気通路内に供給され
る再循環排気ガスからなり、再循環排気ガスの供給量を
制御するための再循環排気ガス制御弁を具備し、ブレー
キブースタ内に導びかれた負圧が予め定められた設定負
圧よりも小さくなったときには再循環排気ガス制御弁の
開度を小さくするようにしている。In the fourth invention, in the first invention,
Inert gas consists of recirculation exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve, and is equipped with a recirculation exhaust gas control valve for controlling the supply amount of recirculation exhaust gas, which is introduced into the brake booster. When the generated negative pressure becomes smaller than a preset negative pressure, the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced.
【0015】5番目の発明では4番目の発明において、
再循環排気ガス制御弁の開度が小さくされたときには燃
料噴射時期が遅くされる。6番目の発明では1番目の発
明において、不活性ガスがスロットル弁下流の吸気通路
内に供給される再循環排気ガスからなり、再循環排気ガ
スの供給量を制御するための再循環排気ガス制御弁を具
備し、ブレーキブースタ内に導びかれた負圧が予め定め
られた設定負圧よりも小さくなったときにはまず初めに
スロットル弁の開度が小さくされ、それでも依然として
ブレーキブースタ内に導びかれた負圧が予め定められた
設定負圧よりも小さいときには再循環排気ガス制御弁の
開度を小さくするようにしている。In the fifth invention, in the fourth invention,
When the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced, the fuel injection timing is delayed. According to a sixth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the inert gas comprises recirculation exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve, and recirculation exhaust gas control for controlling the supply amount of recirculation exhaust gas. With the valve, when the negative pressure introduced into the brake booster becomes smaller than the preset negative pressure, the opening degree of the throttle valve is first reduced, and still it is introduced into the brake booster. When the negative pressure is lower than a preset negative pressure, the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced.
【0016】7番目の発明では6番目の発明において、
再循環排気ガス制御弁の開度が小さくされたときには燃
料噴射時期が遅くされる。8番目の発明では6番目の発
明において、スロットル弁の開度は空燃比が予め定めら
れた空燃比となるまで小さくされる。9番目の発明では
1番目の発明において、不活性ガスがスロットル弁下流
の吸気通路内に供給される再循環排気ガスからなり、排
気ガス再循環率がほぼ55パーセント以上である。In the seventh invention, in the sixth invention,
When the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced, the fuel injection timing is delayed. In an eighth aspect based on the sixth aspect, the opening degree of the throttle valve is reduced until the air-fuel ratio reaches a predetermined air-fuel ratio. In a ninth aspect based on the first aspect, the inert gas comprises recirculated exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve, and the exhaust gas recirculation rate is approximately 55% or more.
【0017】10番目の発明では1番目の発明におい
て、機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置して
いる。11番目の発明では10番目の発明において、触
媒が酸化触媒、三元触媒又はNOx 吸収剤の少くとも一
つからなる。12番目の発明では1番目の発明におい
て、煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼
室内に供給される不活性ガス量が多く煤がほとんど発生
しない第1の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活性
ガス量よりも燃焼室内に供給される不活性ガス量が少い
第2の燃焼とを選択的に切換える切換手段を具備してい
る。According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage. According to the eleventh invention, in the tenth invention, the catalyst comprises at least one of an oxidation catalyst, a three-way catalyst and an NO x absorbent. In the twelfth invention, in the first invention, in the first combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of the inert gas at which the soot generation peaks and the soot is hardly generated, There is provided a switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas in which the generation amount is the peak.
【0018】13番目の発明では12番目の発明におい
て、機関の運転領域を低負荷側の第1の運転領域と高負
荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運転領域では第
1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2の燃焼を行う
ようにしている。According to a thirteenth invention, in the twelfth invention, the operating region of the engine is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and the first operating region is divided into the first operating region. Is performed, and the second combustion is performed in the second operation region.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】図1は本発明を4ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図1を参
照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3は
シリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気
制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は
排気弁、10は排気ポートを夫々示す。吸気ポート8は
対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結
され、サージタンク12は吸気ダクト13およびインタ
ークーラ14を介して過給機、例えば排気ターボチャー
ジャ15のコンプレッサ16の出口部に連結される。コ
ンプレッサ16の入口部は空気吸込管17を介してエア
クリーナ18に連結され、空気吸込管17内にはステッ
プモータ19により駆動されるスロットル弁20が配置
される。FIG. 1 shows the case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, and 9 is an intake port. Indicates an exhaust valve, and 10 indicates an exhaust port, respectively. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected via an intake duct 13 and an intercooler 14 to a supercharger, for example, an outlet portion of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15. Be connected. The inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17, and a throttle valve 20 driven by a step motor 19 is arranged in the air suction pipe 17.
【0020】一方、排気ポート10は排気マニホルド2
1および排気管22を介して排気ターボチャージャ15
の排気タービン23の入口部に連結され、排気タービン
23の出口部は排気管24を介して酸化機能を有する触
媒25を内蔵した触媒コンバータ26に連結される。排
気マニホルド21内には空燃比センサ27が配置され
る。On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2
1 and the exhaust pipe 22 through the exhaust turbocharger 15
Of the exhaust turbine 23, and the outlet of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 containing a catalyst 25 having an oxidizing function. An air-fuel ratio sensor 27 is arranged in the exhaust manifold 21.
【0021】触媒コンバータ26の出口部に連結された
排気管28とスロットル弁20下流の空気吸込管17と
はEGR通路29を介して互いに連結され、EGR通路
29内にはステップモータ30により駆動されるEGR
制御弁31が配置される。また、EGR通路29内には
EGR通路29内を流れるEGRガスを冷却するための
インタークーラ32が配置される。図1に示される実施
例では機関冷却水がインタークーラ32内に導びかれ、
機関冷却水によってEGRガスが冷却される。The exhaust pipe 28 connected to the outlet of the catalytic converter 26 and the air intake pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an EGR passage 29, and the EGR passage 29 is driven by a step motor 30. EGR
A control valve 31 is arranged. An intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged in the EGR passage 29. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is introduced into the intercooler 32,
The EGR gas is cooled by the engine cooling water.
【0022】一方、燃料噴射弁6は燃料供給管33を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール34に連結さ
れる。このコモンレール34内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ35から燃料が供給され、コモンレー
ル34内に供給された燃料は各燃料供給管33を介して
燃料噴射弁6に供給される。コモンレール34にはコモ
ンレール34内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
36が取付けられ、燃料圧センサ36の出力信号に基づ
いてコモンレール34内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ35の吐出量が制御される。On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 34, via a fuel supply pipe 33. Fuel is supplied into the common rail 34 from an electrically controlled variable discharge fuel pump 35, and the fuel supplied into the common rail 34 is supplied to the fuel injection valve 6 via each fuel supply pipe 33. A fuel pressure sensor 36 for detecting a fuel pressure in the common rail 34 is attached to the common rail 34, and a fuel pump 35 is arranged so that the fuel pressure in the common rail 34 becomes a target fuel pressure based on an output signal of the fuel pressure sensor 36. Is controlled.
【0023】電子制御ユニット40はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス41によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッ
サ)44、入力ポート45および出力ポート46を具備
する。空燃比センサ27の出力信号は対応するAD変換
器47を介して入力ポート45に入力され、燃料圧セン
サ36の出力信号も対応するAD変換器47を介して入
力ポート45に入力される。スロットル弁20上流の空
気吸込管17内には吸入空気の質量を検出するための質
量流量計37が配置され、この質量流量計37の出力信
号は対応するAD変換器47を介して入力ポート45に
入力される。アクセルペダル50にはアクセルペダル5
0の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷セン
サ51が接続され、負荷センサ51の出力電圧は対応す
るAD変換器47を介して入力ポート45に入力され
る。また、入力ポート45にはクランクシャフトが例え
ば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角
センサ52が接続される。更に入力ポート45には車速
を表す車速センサ53の出力パルスが入力される。一
方、出力ポート46は対応する駆動回路48を介して燃
料噴射弁6、スロットル弁制御用ステップモータ19、
EGR制御弁制御用ステップモータ30および燃料ポン
プ35に接続される。The electronic control unit 40 is composed of a digital computer and has a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45 and an input port 45 which are connected to each other by a bidirectional bus 41. The output port 46 is provided. The output signal of the air-fuel ratio sensor 27 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and the output signal of the fuel pressure sensor 36 is also input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A mass flowmeter 37 for detecting the mass of intake air is arranged in the air suction pipe 17 upstream of the throttle valve 20, and an output signal of this mass flowmeter 37 is input via a corresponding AD converter 47 to an input port 45. Entered in. The accelerator pedal 5 has an accelerator pedal 5
A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the stepping amount L of 0 is connected, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 ° is connected to the input port 45. Further, the output pulse of the vehicle speed sensor 53 indicating the vehicle speed is input to the input port 45. On the other hand, the output port 46 is connected via the corresponding drive circuit 48 to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19,
The step motor 30 for controlling the EGR control valve and the fuel pump 35 are connected.
【0024】スロットル弁20下流の空気吸込管17は
負圧導管61を介してブレーキブースタ60に連結され
る。このブレーキブースタ60は図2に示されるように
パワーピストン63と、パワーピストン63の両側に形
成された第1室64および第2室65と、プランジャ6
6を備えた作動ロッド67と、作動弁68とを具備す
る。パワーピストン63にはプッシュロッド69が固定
され、このプッシュロッド69によってブレーキ油圧を
発生するマスタシリンダ70が駆動される。また、作動
ロッド67はブレーキペダル71に連結される。The air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 is connected to the brake booster 60 via a negative pressure conduit 61. As shown in FIG. 2, the brake booster 60 includes a power piston 63, a first chamber 64 and a second chamber 65 formed on both sides of the power piston 63, and a plunger 6.
It has an operating rod 67 with 6 and an operating valve 68. A push rod 69 is fixed to the power piston 63, and a master cylinder 70 that generates a brake hydraulic pressure is driven by the push rod 69. Further, the operating rod 67 is connected to the brake pedal 71.
【0025】負圧導管61は第1室64に連結され、こ
の負圧導管61内に第1室64から空気吸込管17内に
向けてのみ流通可能な逆止弁62が配置されている。第
1室64内の負圧よりも大きな負圧が空気吸込管17内
に発生すると逆止弁62が開弁し、斯くして第1室64
内の負圧は空気吸込管17内に発生する最大負圧に維持
される。The negative pressure conduit 61 is connected to the first chamber 64, and inside the negative pressure conduit 61, a check valve 62 is arranged which can flow only from the first chamber 64 toward the air suction pipe 17. When a negative pressure larger than the negative pressure in the first chamber 64 is generated in the air suction pipe 17, the check valve 62 is opened, and thus the first chamber 64 is opened.
The negative pressure therein is maintained at the maximum negative pressure generated in the air suction pipe 17.
【0026】図2に示されるようにブレーキペダル71
が解放されているときには第1室64と第2室65とは
一対の連通路72,73を介して互いに連通しており、
従って第1室64と第2室65内には同一負圧が発生し
ている。次いでブレーキペダル71が踏込まれると作動
弁68が作動ロッド67と共に左方に移動する。その結
果連通路72が作動弁68により遮断され、プランジャ
66が作動弁68から離れるために第2室65は大気連
通路74を介して大気に開放され、斯くして第2室65
内は大気圧となる。従って第1室64と第2室65間に
は圧力差が発生し、この圧力差によってパワーピストン
63が左方に移動せしめられる。As shown in FIG. 2, the brake pedal 71
Is released, the first chamber 64 and the second chamber 65 communicate with each other through a pair of communication passages 72, 73,
Therefore, the same negative pressure is generated in the first chamber 64 and the second chamber 65. Next, when the brake pedal 71 is depressed, the operating valve 68 moves leftward together with the operating rod 67. As a result, the communication passage 72 is blocked by the operation valve 68, and the plunger 66 is separated from the operation valve 68, so that the second chamber 65 is opened to the atmosphere through the atmosphere communication passage 74, and thus the second chamber 65 is opened.
The inside is atmospheric pressure. Therefore, a pressure difference is generated between the first chamber 64 and the second chamber 65, and this power difference causes the power piston 63 to move to the left.
【0027】一方、ブレーキペダル71が解放されると
プランジャ66によって大気連通路74が閉鎖され、各
連通路72,73が開放されるので第1室64と第2室
65は再び連通路72,73を介して互いに連通する。
ブレーキブースタ60には第1室64内の絶対圧を検出
するための圧力センサ75が取付けられ、この圧力セン
サ75の出力信号は対応するAD変換器47を介して入
力ポート45に入力される。On the other hand, when the brake pedal 71 is released, the plunger 66 closes the atmosphere communication passage 74 and opens the communication passages 72 and 73, so that the first chamber 64 and the second chamber 65 are re-established. They communicate with each other via 73.
A pressure sensor 75 for detecting the absolute pressure in the first chamber 64 is attached to the brake booster 60, and the output signal of this pressure sensor 75 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47.
【0028】図3は機関低負荷運転時にスロットル弁2
0の開度およびEGR率を変化させることにより空燃比
A/F(図3の横軸)を変化させたときの出力トルクの
変化、およびスモーク、HC,CO,NOx の排出量の
変化を示す実験例を表している。図3からわかるように
この実験例では空燃比A/Fが小さくなるほどEGR率
が大きくなり、理論空燃比(≒14.6)以下のときに
はEGR率は65パーセント以上となっている。FIG. 3 shows the throttle valve 2 during engine low load operation.
The change in output torque when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 3) is changed by changing the opening degree of 0 and the EGR rate, and the change in the amount of smoke, HC, CO, and NO x emissions. It represents the experimental example shown. As can be seen from FIG. 3, in this experimental example, the EGR rate increases as the air-fuel ratio A / F decreases, and when the air-fuel ratio is equal to or less than the theoretical air-fuel ratio (≈14.6), the EGR rate is 65% or more.
【0029】図3に示されるようにEGR率を増大する
ことにより空燃比A/Fを小さくしていくとEGR率が
40パーセント付近となり空燃比A/Fが30程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にEGR率を高め、空燃比A/Fを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、EGR率を65パーセ
ント以上とし、空燃比A/Fが15.0付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またN
Ox の発生量がかなり低くなる。一方、このときHC,
COの発生量は増大し始める。As shown in FIG. 3, when the air-fuel ratio A / F is decreased by increasing the EGR rate, the EGR rate becomes around 40%, and when the air-fuel ratio A / F reaches about 30, smoke is generated. The amount of generation begins to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is made smaller, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke sharply decreases this time, the EGR rate is increased to 65% or more, and the smoke becomes almost zero when the air-fuel ratio A / F is around 15.0. . That is, soot is hardly generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The amount of O x generated is considerably low. On the other hand, at this time, HC,
The amount of CO generated starts to increase.
【0030】図4(A)は空燃比A/Fが21付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室5内の燃焼圧変
化を示しており、図4(B)は空燃比A/Fが18付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室5内の燃焼
圧の変化を示している。図4(A)と図4(B)とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図4(B)に示す場合はスモークの発生量が多い図4
(A)に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。FIG. 4 (A) shows the change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when the air-fuel ratio A / F is around 21 and the amount of smoke generated is the largest, and FIG. 4 (B) shows the air-fuel ratio A / F. It shows a change in the combustion pressure in the combustion chamber 5 when F is around 18 and the amount of smoke generated is almost zero. As can be seen by comparing FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B), in the case shown in FIG. 4 (B) where the amount of smoke generated is almost zero, the amount of smoke generated is large.
It can be seen that the combustion pressure is lower than in the case shown in (A).
【0031】図3および図4に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第1に空燃比A/Fが1
5.0以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図3
に示されるようにNOx の発生量がかなり低下する。N
Ox の発生量が低下したということは燃焼室5内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室5内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図4からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図4(B)に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室5
内の燃焼温度は低くなっていることになる。From the experimental results shown in FIGS. 3 and 4, the following can be said. That is, first of all, the air-fuel ratio A / F is 1
When the amount of smoke generated is 5.0 or less and the amount of smoke generated is almost zero, FIG.
As shown in (3), the amount of NO x generated is considerably reduced. N
The decrease in the amount of generated O x means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased, and therefore, when the soot is hardly generated, the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased. I can say. The same can be said from FIG. That is, the combustion pressure is low in the state shown in FIG. 4 (B) in which almost no soot is generated.
The combustion temperature inside is low.
【0032】第2にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図3に示されるようにHCおよびCO
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図5に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図5に示
されるような炭化水素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3に示される如くHCおよびCOの排出
量が増大するがこのときのHCは煤の前駆体又はその前
の状態の炭化水素である。Second, when the amount of smoke produced, that is, the amount of soot produced, becomes almost zero, as shown in FIG.
Emissions will increase. This means that hydrocarbons are discharged without growing to soot. That is, the linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 5 are thermally decomposed to form soot precursors when the temperature is raised in a state of oxygen deficiency, and then mainly soot is formed. Soot consisting of a solid with carbon atoms gathered is produced. In this case, the actual soot formation process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor takes, but in any case, the hydrocarbon shown in FIG. After that, it will grow to soot. Therefore, as described above, when the soot generation amount becomes almost zero, the HC and CO emission amounts increase as shown in FIG. 3, but at this time, HC is a soot precursor or a hydrocarbon in the state before it. .
【0033】図3および図4に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室5内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室5から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室5内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室5内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。Summarizing these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 3 and 4, when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generated becomes almost zero, and at this time, the soot precursor or the soot precursor The hydrocarbons in this state are discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, when the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 is below a certain temperature, the soot growth process stops halfway, that is, the soot is generated. It was found that soot was not generated at all and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 reached a certain temperature or higher.
【0034】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止するときの燃料およびその周囲の温度、即
ち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種
々の要因によって変化するので何度であるかということ
は言えないがこの或る温度はNOx の発生量と深い関係
を有しており、従ってこの或る温度はNOx の発生量か
ら或る程度規定することができる。即ち、EGR率が増
大するほど燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低
下し、NOx の発生量が低下する。このときNOx の発
生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったときに煤が
ほとんど発生しなくなる。従って上述の或る温度はNO
x の発生量が10p.p.m 前後又はそれ以下になったとき
の温度にほぼ一致する。By the way, the temperature of the fuel and its surroundings when the hydrocarbon production process is stopped in the state of the soot precursor, that is, the above-mentioned certain temperature depends on various factors such as the type of fuel, the air-fuel ratio and the compression ratio. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the amount of NO x produced, and therefore this certain temperature is defined to some extent from the amount of NO x produced. be able to. That is, as the EGR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas around it decreases, and the amount of NO x generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the amount of NO x generated is about 10 p.pm or less. Therefore, the above certain temperature is NO
It is almost the same as the temperature when the amount of x generation is around 10 p.pm or less.
【0035】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化機能
を有する触媒を用いた後処理でもって浄化することはで
きない。これに対して煤の前駆体又はその前の状態の炭
化水素は酸化機能を有する触媒を用いた後処理でもって
容易に浄化することができる。このように酸化機能を有
する触媒による後処理を考えると炭化水素を煤の前駆体
又はその前の状態で燃焼室5から排出させるか、或いは
煤の形で燃焼室5から排出させるかについては極めて大
きな差がある。本発明において採用されている新たな燃
焼システムは燃焼室5内において煤を生成させることな
く炭化水素を煤の前駆体又はその前の状態の形でもって
燃焼室5から排出させ、この炭化水素を酸化機能を有す
る触媒により酸化せしめることを核としている。Once soot is produced, this soot cannot be purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. On the other hand, the soot precursor or the hydrocarbon in the state before it can be easily purified by a post-treatment using a catalyst having an oxidizing function. Considering the post-treatment with a catalyst having an oxidizing function as described above, it is extremely difficult to determine whether the hydrocarbon is discharged from the combustion chamber 5 in the state of the soot precursor or in the state before it, or is discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot. There is a big difference. The new combustion system employed in the present invention allows hydrocarbons to be discharged from the combustion chamber 5 in the form of soot precursors or pre-presence conditions without producing soot in the combustion chamber 5 The core is to oxidize with a catalyst having an oxidizing function.
【0036】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 and the gas around it in the combustion chamber 5 during combustion is set to a temperature lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it, the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect.
【0037】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 locally becomes extremely high. That is, at this time, the air separated from the fuel hardly absorbs the combustion heat of the fuel. In this case, since the combustion temperature locally becomes extremely high, the unburned hydrocarbons that have received this heat of combustion generate soot.
【0038】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。On the other hand, the situation is slightly different when the fuel is present in a mixed gas of a large amount of inert gas and a small amount of air.
In this case, the evaporated fuel diffuses into the surroundings, reacts with oxygen mixed in the inert gas, and burns. In this case, the combustion heat is absorbed by the surrounding inert gas, so that the combustion temperature does not rise so much. That is, the combustion temperature can be kept low. That is, the presence of the inert gas plays an important role in suppressing the combustion temperature, and the combustion temperature can be suppressed low by the endothermic action of the inert gas.
【0039】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
が強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、CO2 やEGRガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてEGRガスを用
いることは好ましいと言える。In this case, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it to a temperature lower than the temperature at which soot is produced, an amount of inert gas sufficient to absorb the amount of heat required to do so is required. . Therefore, if the fuel amount increases, the required amount of inert gas also increases accordingly. In this case, the larger the specific heat of the inert gas, the stronger the endothermic action, and therefore the inert gas is preferably a gas having a large specific heat. In this respect, since CO 2 and EGR gas have relatively large specific heat, it can be said that it is preferable to use EGR gas as the inert gas.
【0040】図6は不活性ガスとしてEGRガスを用
い、EGRガスの冷却度合を変えたときのEGR率とス
モークとの関係を示している。即ち、図6において曲線
AはEGRガスを強力に冷却してEGRガス温をほぼ9
0℃に維持した場合を示しており、曲線Bは小型の冷却
装置でEGRガスを冷却した場合を示しており、曲線C
はEGRガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。FIG. 6 shows the relationship between the EGR rate and smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, the curve A in FIG. 6 strongly cools the EGR gas to keep the EGR gas temperature at about 9
The curve B shows the case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and the curve C shows the case where the temperature is maintained at 0 ° C.
Indicates the case where the EGR gas is not forcibly cooled.
【0041】図6の曲線Aで示されるようにEGRガス
を強力に冷却した場合にはEGR率が50パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ55パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図6の曲線Bで示さ
れるようにEGRガスを少し冷却した場合にはEGR率
が50パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはEGR率をほぼ65パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。As shown by the curve A in FIG. 6, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation peaks when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate is almost 55. Almost no soot is generated if the percentage is exceeded. On the other hand, as shown by the curve B in FIG. 6, when the EGR gas is slightly cooled, the soot generation amount reaches a peak when the EGR rate is slightly higher than 50%, and in this case, the EGR rate is approximately 65% or more. If so, soot is hardly generated.
【0042】また、図6の曲線Cで示されるようにEG
Rガスを強制的に冷却していない場合にはEGR率が5
5パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはEGR率をほぼ70パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図6は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるEGR率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるEGR率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるEGR率の下限はEGRガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。Further, as shown by the curve C in FIG. 6, EG
When the R gas is not forcibly cooled, the EGR rate is 5
The soot generation amount peaks near 5%, and in this case, if the EGR rate is set to approximately 70% or more, soot is hardly generated. Note that FIG. 6 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. The EGR rate at which the amount of soot generated reaches a peak when the engine load decreases, the EGR rate slightly decreases, and the EGR rate at which soot almost does not occur. The lower limit of is also slightly lowered. Thus, the lower limit of the EGR rate at which soot is hardly generated changes depending on the cooling degree of EGR gas and the engine load.
【0043】図7は不活性ガスとしてEGRガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なEGRガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のEGRガス
の割合を示している。なお、図7において縦軸は燃焼室
5内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Yは
過給が行われないときに燃焼室5内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してい
る。FIG. 7 shows a mixture of EGR gas and air required to bring the temperature of the fuel and its surrounding gas at the time of combustion to a temperature lower than the temperature at which soot is generated when EGR gas is used as the inert gas. The amount of gas, the ratio of air in this mixed gas amount, and the ratio of EGR gas in this mixed gas are shown. In addition, in FIG. 7, the vertical axis represents the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5, and the chain line Y represents the total intake gas amount that can be sucked into the combustion chamber 5 when supercharging is not performed. ing. The horizontal axis shows the required load.
【0044】図7を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図7に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図7においてEGRガスの割合、即ち混合
ガス中のEGRガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のEGRガス量
を示している。このEGRガス量はEGR率で表すとほ
ぼ55パーセント以上であり、図7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7において実線Xとし、この全吸入
ガス量Xのうちの空気量とEGRガス量との割合を図7
に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温
度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くし
て煤が全く発生しなくなる。また、このときのNOx 発
生量は10p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってN
Ox の発生量は極めて少量となる。Referring to FIG. 7, the ratio of air, that is, the amount of air in the mixed gas, shows the amount of air required to completely burn the injected fuel. That is, in the case shown in FIG. 7, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 7, the ratio of the EGR gas, that is, the amount of EGR gas in the mixed gas is such that when the injected fuel is burned, the temperature of the fuel and its surrounding gas is lower than the temperature at which soot is formed. The minimum required EGR gas amount is shown. This EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed by the EGR rate, and is 7 in the embodiment shown in FIG.
It is 0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is shown by a solid line X in FIG. 7, and the ratio of the air amount and the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in (1), the temperature of the fuel and the gas around it becomes lower than the temperature at which soot is generated, and thus soot is not generated at all. Further, the amount of NO x generated at this time is around 10 p.pm or less, so N
The amount of O x generated is extremely small.
【0045】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はEGRガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図7に示されるようにEGRガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、EGRガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。Since the amount of heat generated when the fuel burns increases as the fuel injection amount increases, in order to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, heat generated by the EGR gas is used. The amount of absorption must be increased. Therefore, as shown in FIG. 7, the EGR gas amount must be increased as the injected fuel amount is increased.
That is, the EGR gas amount needs to increase as the required load increases.
【0046】ところで過給が行われていない場合には燃
焼室5内に吸入される全吸入ガス量Xの上限はYであ
り、従って図7において要求負荷がLo よりも大きい領
域では要求負荷が大きくなるにつれてEGRガス割合を
低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持することが
できない。云い換えると過給が行われていない場合に要
求負荷がLo よりも大きい領域において空燃比を理論空
燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高くなるに
つれてEGR率が低下し、斯くして要求負荷がLo より
も大きい領域では燃料およびその周囲のガス温度を煤が
生成される温度よりも低い温度に維持しえなくなる。By the way, when the supercharging is not performed, the upper limit of the total intake gas amount X sucked into the combustion chamber 5 is Y. Therefore, in FIG. 7, the required load is larger than Lo in the required load region. The air-fuel ratio cannot be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio unless the EGR gas ratio is reduced as it becomes larger. In other words, when supercharging is not performed and the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio in a region where the required load is larger than Lo, the EGR rate decreases as the required load increases, thus In the region where the required load is larger than Lo, the temperature of the fuel and the gas around it cannot be maintained below the temperature at which soot is generated.
【0047】ところが図1に示されるようにEGR通路
29を介して過給機の入口側即ち排気ターボチャージャ
15の空気吸込管17内にEGRガスを再循環させると
要求負荷がLo よりも大きい領域においてEGR率を5
5パーセント以上、例えば70パーセントに維持するこ
とができ、斯くして燃料およびその周囲のガス温度を煤
が生成される温度よりも低い温度に維持することができ
る。即ち、空気吸込管17内におけるEGR率が例えば
70パーセントになるようにEGRガスを再循環させれ
ば排気ターボチャージャ15のコンプレッサ16により
昇圧された吸入ガスのEGR率も70パーセントとな
り、斯くしてコンプレッサ16により昇圧しうる限度ま
で燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度
よりも低い温度に維持することができる。従って、低温
燃焼を生じさせることのできる機関の運転領域を拡大す
ることができることになる。However, as shown in FIG. 1, when EGR gas is recirculated to the inlet side of the supercharger, that is, in the air suction pipe 17 of the exhaust turbocharger 15 through the EGR passage 29, the required load is larger than Lo. EGR rate at 5
It can be maintained above 5 percent, for example 70 percent, thus maintaining the fuel and surrounding gas temperatures below the temperature at which soot is produced. That is, if the EGR gas is recirculated so that the EGR rate in the air suction pipe 17 becomes, for example, 70%, the EGR rate of the intake gas boosted by the compressor 16 of the exhaust turbocharger 15 also becomes 70%. The temperature of the fuel and the gas around it can be maintained below the temperature at which soot is produced, up to the limit that can be boosted by the compressor 16. Therefore, the operating range of the engine capable of producing the low temperature combustion can be expanded.
【0048】なお、要求負荷がLo よりも大きい領域で
EGR率を55パーセント以上にする際にはEGR制御
弁31が全開せしめられ、スロットル弁20が若干閉弁
せしめられる。前述したように図7は燃料を理論空燃比
のもとで燃焼させる場合を示しているが空気量を図7に
示される空気量よりも少くしても、即ち空燃比をリッチ
にしても煤の発生を阻止しつつNOx の発生量を10p.
p.m 前後又はそれ以下にすることができ、また空気量を
図7に示される空気量よりも多くしても、即ち空燃比の
平均値を17から18のリーンにしても煤の発生を阻止
しつつNOx の発生量を10p.p.m 前後又はそれ以下に
することができる。When the EGR rate is set to 55% or more in the region where the required load is larger than Lo, the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20 is slightly closed. As described above, FIG. 7 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air amount is made smaller than that shown in FIG. The generation amount of NO x is reduced to 10 p .
It can be around pm or less, and even if the air amount is made larger than that shown in FIG. 7, that is, even if the average value of the air-fuel ratio is lean from 17 to 18, the soot generation is prevented. Meanwhile, the amount of NO x generated can be set to around 10 p.pm or less.
【0049】即ち、空燃比がリッチにされると燃料が過
剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制されているために
過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤が生成される
ことがない。また、このときNOx も極めて少量しか発
生しない。一方、平均空燃比がリーンのとき、或いは空
燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量
の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので煤は全く生成されない。更に、NOx
も極めて少量しか発生しない。That is, when the air-fuel ratio is made rich, the fuel becomes excessive, but since the combustion temperature is suppressed to a low temperature, the excessive fuel does not grow to soot, and soot is generated. There is no. Further, at this time, a very small amount of NO x is generated. On the other hand, when the average air-fuel ratio is lean, or even when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature becomes high, but in the present invention the combustion temperature is suppressed to a low temperature, soot Not generated at all. Furthermore, NO x
Also produces only a very small amount.
【0050】このように、低温燃焼が行われているとき
には空燃比にかかわらずに、即ち空燃比がリッチであろ
うと、理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリー
ンであろうと煤が発生されず、NOx の発生量が極めて
少量となる。従って燃料消費率の向上を考えるとこのと
き平均空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。Thus, when low temperature combustion is performed, soot is generated regardless of the air-fuel ratio, that is, whether the air-fuel ratio is rich, the stoichiometric air-fuel ratio, or the average air-fuel ratio is lean. However, the amount of NO x generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time.
【0051】ところで燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制しうるのは燃焼による発熱量が比較
的少ない機関中低負荷運転時に限られる。従って本発明
による実施例では機関中低負荷運転時には燃焼時の燃料
およびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停
止する温度以下に抑制して第1の燃焼、即ち低温燃焼を
行うようにし、機関高負荷運転時には第2の燃焼、即ち
従来より普通に行われている燃焼を行うようにしてい
る。なお、ここで第1の燃焼、即ち低温燃焼とはこれま
での説明から明らかなように煤の発生量がピークとなる
不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼のことを言い、第2の燃焼、即
ち従来より普通に行われている燃焼とは煤の発生量がピ
ークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量
が少い燃焼のことを言う。By the way, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber can be suppressed to a temperature below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway only when the engine is operating at low load, where the calorific value of combustion is relatively small. To be Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the engine is operated at low load, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, low temperature combustion is performed. In addition, the second combustion, that is, the combustion normally performed from the conventional one, is performed during the engine high load operation. It should be noted that here, the first combustion, that is, low temperature combustion, as is clear from the above description, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generated peaks, and soot is almost generated. The second combustion, that is, the combustion that is normally performed in the past, is the combustion that does not have the amount of soot generated and the amount of the inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas that does not reach the peak. Say that.
【0052】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の運転領域IIとを示してい
る。なお、図8において縦軸TQは要求トルクを示して
おり、横軸Nは機関回転数を示している。また、図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 the first operating region I where the first combustion, that is, the low temperature combustion is performed, and the second operating region II where the second combustion, that is, the combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 8, the vertical axis TQ shows the required torque, and the horizontal axis N shows the engine speed. Further, in FIG. 8, X (N) is the first operating region I and the second operating region II.
, And Y (N) indicates the second boundary between the first operating region I and the second operating region II.
The change determination of the operating region from the first operating region I to the second operating region II is performed based on the first boundary X (N),
The change determination of the operating region from the operating region II to the first operating region I is performed based on the second boundary Y (N).
【0053】即ち、機関の運転状態が第1の運転領域I
にあって低温燃焼が行われているときに要求トルクTQ
が機関回転数Nの関数である第1の境界X(N)を越え
ると運転領域が第2の運転領域IIに移ったと判断され、
従来の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求トル
クTQが機関回転数Nの関数である第2の境界Y(N)
よりも低くなると運転領域が第1の運転領域Iに移った
と判断され、再び低温燃焼が行われる。That is, the operating state of the engine is the first operating region I.
Required torque TQ when low temperature combustion is performed
Is above the first boundary X (N) which is a function of the engine speed N, it is judged that the operating region has moved to the second operating region II,
Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, the required torque TQ is a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N.
When it becomes lower than that, it is determined that the operating region has moved to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.
【0054】このように第1の境界X(N)と第1の境
界X(N)よりも低トルク側の第2の境界Y(N)との
二つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第1の
理由は、第2の運転領域IIの高トルク側では比較的燃焼
温度が高く、このとき要求トルクTQが第1の境界X
(N)より低くなったとしてもただちに低温燃焼を行え
ないからである。即ち、要求トルクTQがかなり低くな
ったとき、即ち第2の境界Y(N)よりも低くなったと
きでなければただちに低温燃焼が開始されないからであ
る。第2の理由は第1の運転領域Iと第2の運転領域II
間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設けるため
である。As described above, the two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the side of lower torque than the first boundary X (N) are provided as follows. For one reason. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high torque side of the second operating region II, and at this time the required torque TQ is the first boundary X.
This is because even if the temperature becomes lower than (N), low temperature combustion cannot be performed immediately. That is, the low temperature combustion is not started immediately unless the required torque TQ becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is the first operating region I and the second operating region II.
This is because a hysteresis is provided for changes in the operating region between.
【0055】ところで機関の運転状態が第1の運転領域
Iにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室5から排出される。この
とき燃焼室5から排出された未燃炭化水素は酸化機能を
有する触媒25により良好に酸化せしめられる。触媒2
5としては酸化触媒、三元触媒、又はNOx 吸収剤を用
いることができる。NOx 吸収剤は燃焼室5内における
平均空燃比がリーンのときにNOx を吸収し、燃焼室5
内における平均空燃比がリッチになるとNOx を放出す
る機能を有する。By the way, when the engine is operating in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in the state of the precursor of soot or the state before it. It is discharged from the combustion chamber 5 in shape. At this time, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 are satisfactorily oxidized by the catalyst 25 having an oxidizing function. Catalyst 2
As 5, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, or a NO x absorbent can be used. The NO x absorbent absorbs NO x when the mean air-fuel ratio in the combustion chamber 5 of the lean, the combustion chamber 5
It has a function of releasing NO x when the average air-fuel ratio in the inside becomes rich.
【0056】このNOx 吸収剤は例えばアルミナを担体
とし、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムN
a、リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金
属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土
類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から
選ばれた少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが
担持されている。The NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium N, etc. are provided on the carrier.
a, at least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. Is carried.
【0057】酸化触媒はもとより、三元触媒およびNO
x 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く
三元触媒およびNOx 吸収剤を触媒25として用いるこ
とができる。図9は空燃比センサ27の出力を示してい
る。図9に示されたように空燃比センサ27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27の出力電流Iから空燃比を知ることができる。Not only oxidation catalysts but also three-way catalysts and NO
The x- absorbent also has an oxidizing function, so that the three-way catalyst and the NO x absorbent can be used as the catalyst 25 as described above. FIG. 9 shows the output of the air-fuel ratio sensor 27. As shown in FIG. 9, the output current I of the air-fuel ratio sensor 27 changes according to the air-fuel ratio A / F. Therefore, the air-fuel ratio can be known from the output current I of the air-fuel ratio sensor 27.
【0058】次に図10を参照しつつ第1の運転領域I
および第2の運転領域IIにおける運転制御について概略
的に説明する。図10は要求トルクTQに対するスロッ
トル弁20の開度、EGR制御弁31の開度、EGR
率、空燃比、噴射時期および噴射量を示している。図1
0に示されるように要求トルクTQの低い第1の運転領
域Iではスロットル弁20の開度は要求トルクTQが高
くなるにつれて全閉近くから2/3開度程度まで徐々に
増大せしめられ、EGR制御弁31の開度は要求トルク
TQが高くなるにつれて全閉近くから全開まで徐々に増
大せしめられる。また、図10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, referring to FIG. 10, the first operating region I
The operation control in the second operation area II will be briefly described. FIG. 10 shows the opening of the throttle valve 20, the opening of the EGR control valve 31, and the EGR with respect to the required torque TQ.
The ratio, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount are shown. Figure 1
As shown by 0, in the first operating region I where the required torque TQ is low, the opening degree of the throttle valve 20 is gradually increased from near full closing to about 2/3 opening degree as the required torque TQ increases, and the EGR The opening degree of the control valve 31 is gradually increased from near full close to full open as the required torque TQ increases. Further, in the example shown in FIG. 10, the EGR rate is set to approximately 70% in the first operating region I, and the air-fuel ratio is set to a slightly lean lean air-fuel ratio.
【0059】言い換えると第1の運転領域IではEGR
率がほぼ70パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁20の
開度およびEGR制御弁31の開度が制御される。な
お、このとき空燃比は空燃比センサ27の出力信号に基
づいてEGR制御弁31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は要求トルクTQが高くなるに
つれて遅くなり、噴射完了時期θEも噴射開始時期θS
が遅くなるにつれて遅くなる。In other words, in the first operating region I, EGR
The opening of the throttle valve 20 and the opening of the EGR control valve 31 are controlled so that the ratio becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a slightly lean air-fuel ratio. At this time, the air-fuel ratio is controlled to the target lean air-fuel ratio by correcting the opening degree of the EGR control valve 31 based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 27. Further, 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 becomes late as the required torque TQ becomes high, and the injection completion timing θE also becomes the injection start timing θS.
Becomes slower as it gets slower.
【0060】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁20は全閉近くまで閉弁され、このときEGR制御弁
31も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁2
0を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室5内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン4による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体1の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体1の振動を抑制するためにスロッ
トル弁20が全閉近くまで閉弁せしめられる。During the idling operation, the throttle valve 20 is closed to the fully closed state, and the EGR control valve 31 is also closed to the fully closed state at this time. Throttle valve 2
When 0 is closed to near full closure, the pressure in the combustion chamber 5 at the beginning of compression becomes low and the compression pressure becomes small. When the compression pressure becomes small, the compression work by the piston 4 becomes small, so that the vibration of the engine body 1 becomes small. That is, during idling operation, the throttle valve 20 is closed close to the fully closed state in order to suppress the vibration of the engine body 1.
【0061】一方、機関の運転領域が第1の運転領域I
から第2の運転領域IIに変わるとスロットル弁20の開
度が2/3開度程度から全開方向へステップ状に増大せ
しめられる。このとき図10に示す例ではEGR率がほ
ぼ70パーセントから40パーセント以下までステップ
状に減少せしめられ、空燃比がステップ状に大きくされ
る。即ち、EGR率が多量のスモークを発生するEGR
率範囲(図6)を飛び越えるので機関の運転領域が第1
の運転領域Iから第2の運転領域IIに変わるときに多量
のスモークが発生することがない。On the other hand, the operating region of the engine is the first operating region I.
When changing from the second operating range II to the second operating range II, the opening degree of the throttle valve 20 is increased stepwise from about 2/3 opening degree toward the full opening direction. At this time, in the example shown in FIG. 10, the EGR rate is reduced stepwise from approximately 70% to 40% or less, and the air-fuel ratio is increased stepwise. That is, the EGR that produces a large amount of smoke with an EGR rate
The operating range of the engine is the first because it exceeds the rate range (Fig. 6).
A large amount of smoke does not occur when changing from the operating region I to the second operating region II.
【0062】第2の運転領域IIでは第2の燃焼、即ち従
来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では
煤およびNOx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効
率は高く、従って機関の運転領域が第1の運転領域Iか
ら第2の運転領域IIに変わると図10に示されるように
噴射量がステップ状に低減せしめられる。この第2の運
転領域IIではスロットル弁20は一部を除いて全開状態
に保持され、EGR制御弁31の開度は要求トルクTQ
が高くなると次第に小さくされる。また、この運転領域
IIではEGR率は要求トルクTQが高くなるほど低くな
り、空燃比は要求トルクTQが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求トルクTQが高くなってもリ
ーン空燃比とされる。また、第2の運転領域IIでは噴射
開始時期θSは圧縮上死点TDC付近とされる。In the second operating region II, the second combustion, that is, the combustion which is conventionally performed, is performed. Although some soot and NO x are generated in this combustion method, the thermal efficiency is higher than that in low temperature combustion, so that when the operating region of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II, as shown in FIG. In addition, the injection amount is reduced stepwise. In this second operating region II, the throttle valve 20 is kept fully open except for a part, and the opening degree of the EGR control valve 31 is equal to the required torque TQ.
Becomes higher and smaller. Also, this operating area
In II, the EGR rate becomes lower as the required torque TQ becomes higher, and the air-fuel ratio becomes smaller as the required torque TQ becomes higher. However, the air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio even if the required torque TQ becomes high. Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.
【0063】図11(A)は要求トルクTQと、アクセ
ルペダル50の踏込み量Lと、機関回転数Nとの関係を
示している。なお、図11(A)において各曲線は等ト
ルク曲線を表しており、TQ=0で示される曲線はトル
クが零であることを示しており、残りの曲線はTQ=
a,TQ=b,TQ=c,TQ=dの順に次第に要求ト
ルクが高くなる。図11(A)に示される要求トルクT
Qは図11(B)に示されるようにアクセルペダル50
の踏込み量Lと機関回転数Nの関数としてマップの形で
予めROM42内に記憶されている。本発明では図11
(B)に示すマップからアクセルペダル50の踏込み量
Lおよび機関回転数Nに応じた要求トルクTQがまず初
めに算出され、この要求トルクTQに基づいて燃料噴射
量等が算出される。FIG. 11A shows the relationship between the required torque TQ, the depression amount L of the accelerator pedal 50, and the engine speed N. Note that each curve in FIG. 11A represents an equal torque curve, the curve indicated by TQ = 0 indicates that the torque is zero, and the remaining curves indicate TQ =
The required torque gradually increases in the order of a, TQ = b, TQ = c, TQ = d. Required torque T shown in FIG. 11 (A)
Q is the accelerator pedal 50 as shown in FIG. 11 (B).
It is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the depression amount L and the engine speed N. In the present invention, FIG.
The required torque TQ corresponding to the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N is first calculated from the map shown in (B), and the fuel injection amount and the like are calculated based on this required torque TQ.
【0064】図12は第1の運転領域Iにおける目標空
燃比A/Fを示している。図12において、A/F=1
5.5,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が15.5,16,1
7,18であるときを示しており、各曲線間の空燃比は
比例配分により定められる。図12に示されるように第
1の運転領域Iでは空燃比がリーンとなっており、更に
第1の運転領域Iでは要求トルクTQが低くなるほど空
燃比A/Fがリーンとされる。FIG. 12 shows the target air-fuel ratio A / F in the first operating region I. In FIG. 12, A / F = 1
The target air-fuel ratios of the curves shown by 5.5, A / F = 16, A / F = 17, and A / F = 18 are 15.5, 16, and 1, respectively.
7 and 18, the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 12, the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and in the first operating region I, the air-fuel ratio A / F is leaner as the required torque TQ is lower.
【0065】即ち、要求トルクTQが低くなるほど燃焼
による発熱量が少くなる。従って要求トルクTQが低く
なるほどEGR率を低下させても低温燃焼を行うことが
できる。EGR率を低下させると空燃比は大きくなり、
従って図12に示されるように要求トルクTQが低くな
るにつれて目標空燃比A/Fが大きくされる。空燃比が
大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限り
空燃比をリーンにするために本発明による実施例では要
求トルクTQが低くなるにつれて目標空燃比A/Fが大
きくされる。That is, the lower the required torque TQ, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, as the required torque TQ becomes lower, the low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is lowered. If the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio will increase,
Therefore, as shown in FIG. 12, the target air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ decreases. The fuel consumption rate increases as the air-fuel ratio increases, and therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment of the present invention, the target air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ decreases.
【0066】図13(A)は第1の運転領域Iにおける
噴射量Qを示しており、図13(B)は第1の運転領域
Iにおける噴射開始時期θSを示している。図13
(A)に示されるように第1の運転領域Iにおける噴射
量Qは要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として
マップの形で予めROM42内に記憶されており、図1
3(B)に示されるように第1の運転領域Iにおける噴
射開始時期θSも要求トルクTQおよび機関回転数Nの
関数としてマップの形で予めROM42内に記憶されて
いる。FIG. 13 (A) shows the injection amount Q in the first operation region I, and FIG. 13 (B) shows the injection start timing θS in the first operation region I. FIG.
As shown in (A), the injection amount Q in the first operating region I is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
As shown in FIG. 3 (B), the injection start timing θS in the first operation region I is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
【0067】また、空燃比を図12に示す目標空燃比A
/Fとするのに必要なスロットル弁20の目標開度ST
が図14(A)に示されるように要求トルクTQおよび
機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM42
内に記憶されており、空燃比を図12に示す目標空燃比
A/Fとするのに必要なEGR制御弁31の目標開度S
Eが図14(B)に示されるように要求トルクTQおよ
び機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM4
2内に記憶されている。Further, the air-fuel ratio is shown in FIG.
Target opening degree ST of the throttle valve 20 required for setting / F
Is a ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG.
The target opening degree S of the EGR control valve 31 that is stored in the EGR control valve 31 and is required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG.
As shown in FIG. 14 (B), E is a ROM 4 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
It is stored in 2.
【0068】図15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15においてA/F=24,A/F=3
5,A/F=45,A/F=60で示される各曲線は夫
々目標空燃比24,35,45,60を示している。図
16(A)は第2の運転領域IIにおける噴射量Qを示し
ており、図16(B)は第2の運転領域IIにおける噴射
開始時期θSを示している。図16(A)に示されるよ
うに第2の運転領域IIにおける噴射量Qは要求トルクT
Qおよび機関回転数Nの関数としてマップの形で予めR
OM42内に記憶されており、図16(B)に示される
ように第2の運転領域IIにおける噴射開始時期θSも要
求トルクTQおよび機関回転数Nの関数としてマップの
形で予めROM42内に記憶されている。FIG. 15 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed. Note that in FIG. 15, A / F = 24, A / F = 3
5, each curve shown by A / F = 45 and A / F = 60 shows the target air-fuel ratios 24, 35, 45, 60, respectively. 16 (A) shows the injection amount Q in the second operation region II, and FIG. 16 (B) shows the injection start timing θS in the second operation region II. As shown in FIG. 16 (A), the injection amount Q in the second operating region II is the required torque T
R in advance in the form of a map as a function of Q and engine speed N
It is stored in the OM 42, and as shown in FIG. 16B, the injection start timing θS in the second operation region II is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N. Has been done.
【0069】また、空燃比を図15に示す目標空燃比と
するのに必要なスロットル弁20の目標開度STが図1
7(A)に示されるように要求トルクTQおよび機関回
転数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記
憶されており、空燃比を図15に示す目標空燃比とする
のに必要なEGR制御弁31の目標開度SEが図17
(B)に示されるように要求トルクTQおよび機関回転
数Nの関数としてマップの形で予めROM42内に記憶
されている。Further, the target opening degree ST of the throttle valve 20 required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 7 (A), the EGR is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and is required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening degree SE of the control valve 31 is shown in FIG.
As shown in (B), it is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.
【0070】ところで図2に示されるブレーキブースタ
60では第1室64内の絶対圧と第2室65内の絶対圧
との圧力差が大きくなるほどブレーキ作用時におけるブ
レーキ力は高くなる。云い換えると第1室64内の絶対
圧が小さくなるほど、即ち第1室64内の負圧が大きく
なるほどブレーキ作用時におけるブレーキ力は高くな
る。ところで車両を良好に制動させるためには車速が速
いほど大きなブレーキ力を必要とし、従って最低必要と
される第1室64内の負圧は車速が速くなるほど大きく
することが好ましい。そこで本発明による実施例では図
18に示されるように車速SPが速くなるにつれて低下
する第1室64内の絶対圧の目標限界値tPを予め定め
ておき、第1室64内の絶対圧がこの目標限界値tPよ
りも高くならないようにしている。By the way, in the brake booster 60 shown in FIG. 2, the larger the pressure difference between the absolute pressure in the first chamber 64 and the absolute pressure in the second chamber 65, the higher the braking force during braking. In other words, the smaller the absolute pressure in the first chamber 64, that is, the larger the negative pressure in the first chamber 64, the higher the braking force during braking. By the way, in order to satisfactorily brake the vehicle, a higher vehicle speed requires a larger braking force. Therefore, it is preferable that the minimum required negative pressure in the first chamber 64 be increased as the vehicle speed becomes faster. Therefore, in the embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 18, a target limit value tP of the absolute pressure in the first chamber 64, which decreases as the vehicle speed SP increases, is set in advance, and the absolute pressure in the first chamber 64 is The target limit value tP is prevented from becoming higher than the target limit value tP.
【0071】ところで本発明による実施例では前述した
ように低温燃焼のもとでアイドリング運転が行われると
きにはスロットル弁20およびEGR制御弁31は全閉
近くまで閉弁せしめられ、斯くしてこのときスロットル
弁20下流の空気吸込管17内には大きな負圧が発生す
る。また、アイドリング運転時でなくても要求トルクT
Qが小さいときには図10からわかるようにスロットル
弁20およびEGR制御弁31の開度が小さくなり、従
ってこのときにもスロットル弁20下流の空気吸込管1
7内には大きな負圧が発生する。By the way, in the embodiment according to the present invention, as described above, when the idling operation is performed under the low temperature combustion, the throttle valve 20 and the EGR control valve 31 are closed until they are almost fully closed. A large negative pressure is generated in the air suction pipe 17 downstream of the valve 20. Also, the required torque T is not required even during idling operation.
When Q is small, the opening degrees of the throttle valve 20 and the EGR control valve 31 become small as can be seen from FIG. 10, and therefore the air intake pipe 1 downstream of the throttle valve 20 also at this time.
A large negative pressure is generated in 7.
【0072】更に本発明による実施例では減速運転時に
燃料噴射が停止せしめられ、このときスロットル弁20
が全閉せしめられる。スロットル弁20が全閉せしめら
れるとスロットル弁20下流の空気吸込管17内の負圧
および燃焼室5内の負圧は極度に大きくなり、その結果
ピストン4とシリンダボア内壁面間の潤滑油が燃焼室5
内に吸い出されるという問題を生じる。そこで本発明で
は燃焼室5内の負圧がいくらか小さくなるようにスロッ
トル弁20が全閉せしめられたときにはEGR制御弁3
1が予め定められた開度に開弁保持される。とは言って
もこのときスロットル弁20下流の空気吸込管17内に
は大きな負圧が発生する。Further, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection is stopped during the deceleration operation, and at this time, the throttle valve 20
Is completely closed. When the throttle valve 20 is fully closed, the negative pressure in the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 and the negative pressure in the combustion chamber 5 become extremely large, and as a result, the lubricating oil between the piston 4 and the inner surface of the cylinder bore burns. Room 5
It causes the problem of being sucked inside. Therefore, in the present invention, when the throttle valve 20 is fully closed so that the negative pressure in the combustion chamber 5 becomes somewhat small, the EGR control valve 3
1 is opened and maintained at a predetermined opening. However, at this time, a large negative pressure is generated in the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20.
【0073】このように本発明による実施例では要求ト
ルクTQが小さくなればスロットル弁20下流の空気吸
込管17内に大きな負圧が発生し、減速運転時にもスロ
ットル弁20下流の空気吸込管17内に大きな負圧が発
生するのでブレーキブースタ60の第1室64内の絶対
圧は通常、図18に示される目標限界値tPよりもはる
かに小さくなっている。しかしながら何らかの原因でも
って第1室64内の絶対圧が図18に示される目標限界
値tP以上になる可能性がある。As described above, in the embodiment according to the present invention, when the required torque TQ becomes smaller, a large negative pressure is generated in the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20, and the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 is generated even during deceleration operation. Since a large negative pressure is generated therein, the absolute pressure in the first chamber 64 of the brake booster 60 is usually much smaller than the target limit value tP shown in FIG. However, for some reason, the absolute pressure in the first chamber 64 may exceed the target limit value tP shown in FIG.
【0074】そこで本発明ではブレーキブースタ60の
第1室64内の絶対圧が図18に示される目標限界値t
Pよりも高くなった場合には低温燃焼が行われていると
きにスロットル弁20又はEGR制御弁31を徐々に閉
弁せしめるようにしている。即ち、スロットル弁20が
閉弁せしめられるとスロットル弁20下流の空気吸込管
17内の絶対圧は低下し、EGR制御弁31が閉弁せし
められてもスロットル弁20下流の空気吸込管17内の
絶対圧が低下するのでスロットル弁20又はEGR制御
弁31を閉弁することによって第1室64内の絶対圧を
低下させることができる。Therefore, in the present invention, the absolute pressure in the first chamber 64 of the brake booster 60 is the target limit value t shown in FIG.
When it becomes higher than P, the throttle valve 20 or the EGR control valve 31 is gradually closed during low temperature combustion. That is, when the throttle valve 20 is closed, the absolute pressure in the air intake pipe 17 downstream of the throttle valve 20 decreases, and even if the EGR control valve 31 is closed, the absolute pressure in the air intake pipe 17 downstream of the throttle valve 20 is reduced. Since the absolute pressure decreases, the absolute pressure in the first chamber 64 can be decreased by closing the throttle valve 20 or the EGR control valve 31.
【0075】なお、本発明による具体例ではブレーキブ
ースタ60の第1室64内の絶対圧が目標限界値tPよ
りも高くなった場合にはまず初めにスロットル弁20が
徐々に閉弁せしめられる。スロットル弁20が閉弁せし
められると空燃比が徐々に小さくなり、空燃比が予め定
められた空燃比、例えば理論空燃比になったときには今
度はEGR制御弁31が徐々に閉弁せしめられる。In the concrete example according to the present invention, when the absolute pressure in the first chamber 64 of the brake booster 60 becomes higher than the target limit value tP, the throttle valve 20 is first gradually closed. When the throttle valve 20 is closed, the air-fuel ratio gradually decreases, and when the air-fuel ratio reaches a predetermined air-fuel ratio, for example, the stoichiometric air-fuel ratio, the EGR control valve 31 is gradually closed this time.
【0076】即ち、低温燃焼にはEGR率が大きな影響
を与え、この場合スロットル弁20の開度を変えた場合
の方がEGR制御弁31の開度を変えた場合に比べてE
GR率の変化は小さくなる。しかもこのときスロットル
弁20下流の空気吸込管17内の絶対圧の低下量が大き
くなる。従って本発明による実施例ではスロットル弁2
0をEGR制御弁31よりも先に閉弁させるようにして
いる。なお、EGR制御弁31が閉弁せしめられてEG
R率が低下すると最適な噴射時期は遅くなる。従って本
発明による実施例ではEGR制御弁31が閉弁せしめら
れるにつれて噴射開始時期が遅くされる。That is, the EGR rate has a great influence on the low temperature combustion. In this case, when the opening degree of the throttle valve 20 is changed, E is larger than that when the opening degree of the EGR control valve 31 is changed.
The change in GR rate is small. Moreover, at this time, the amount of decrease in the absolute pressure in the air suction pipe 17 downstream of the throttle valve 20 becomes large. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the throttle valve 2
The valve 0 is closed before the EGR control valve 31. Note that the EGR control valve 31 is closed and the EG
When the R rate decreases, the optimum injection timing becomes late. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the injection start timing is delayed as the EGR control valve 31 is closed.
【0077】次に図19を参照しつつ燃料噴射を停止す
べきことを示す噴射停止フラグの処理ルーチンについて
説明する。図19を参照すると先ず初めにステップ10
0において噴射停止フラグがセットされているか否かが
判別される。噴射停止フラグがセットされていないとき
にはステップ101に進んでアクセルペダル50の踏込
み量Lが零であるか否かが判別される。L=0のときに
はステップ102に進んで機関回転数Nが一定値、例え
ば1300r.p.m.よりも高いか否かが判別される。N>
1300r.p.m.のときにはステップ103に進む。即
ち、L=0でかつN>1300r.p.m.のときには減速運
転時であると判断され、このときステップ103に進ん
で噴射停止フラグがセットされる。Next, the processing routine of the injection stop flag indicating that the fuel injection should be stopped will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 19, first, step 10
At 0, it is judged if the injection stop flag is set. When the injection stop flag is not set, the routine proceeds to step 101, where it is judged if the depression amount L of the accelerator pedal 50 is zero. When L = 0, the routine proceeds to step 102, where it is judged if the engine speed N is higher than a constant value, for example, 1300 rpm. N>
If it is 1300 rpm, proceed to step 103. That is, when L = 0 and N> 1300 rpm, it is determined that deceleration operation is in progress, and at this time, the routine proceeds to step 103, where the injection stop flag is set.
【0078】噴射停止フラグがセットされるとステップ
100からステップ104に進んでアクセルペダル50
の踏込み量Lが零でないか否かが判別される。L=0の
ときにはステップ105に進んで機関回転数Nが一定
値、例えば900r.p.m.よりも低くなったか否かが判別
される。N<900r.p.m.になるとステップ106に進
んで噴射停止フラグがリセットされる。一方、ステップ
104においてL=0でないと判断されたときにもステ
ップ106に進み、噴射停止フラグがリセットされる。When the injection stop flag is set, the routine proceeds from step 100 to step 104, where the accelerator pedal 50
It is determined whether or not the depression amount L of is not zero. When L = 0, the routine proceeds to step 105, where it is judged if the engine speed N has become lower than a constant value, for example, 900 rpm. When N <900 rpm, the routine proceeds to step 106, where the injection stop flag is reset. On the other hand, when it is determined in step 104 that L = 0 is not satisfied, the process also proceeds to step 106, and the injection stop flag is reset.
【0079】次に図20および図21を参照しつつ運転
制御について説明する。図20および図21を参照する
と、まず初めにステップ200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201に進んで要求トルクTQ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。TQ≦X(N)のときにはステップ203に進ん
で噴射停止フラグがセットされているか否かが判別され
る。噴射停止フラグがセットされていないときにはステ
ップ204に進んで低温燃焼が行われる。Next, the operation control will be described with reference to FIGS. 20 and 21. Referring to FIGS. 20 and 21, first, at step 200, it is judged if the flag I indicating that the engine operating condition is the first operating region I is set or not. When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, the routine proceeds to step 201, where it is determined whether the required torque TQ has become larger than the first boundary X (N). To be done. When TQ ≦ X (N), the routine proceeds to step 203, where it is judged if the injection stop flag is set or not. When the injection stop flag is not set, the routine proceeds to step 204, where low temperature combustion is performed.
【0080】即ち、ステップ204では図14(A)に
示すマップからスロットル弁20の目標開度STが算出
される。次いでステップ205では図14(B)に示す
マップからEGR制御弁31の目標開度SEが算出され
る。次いでステップ206では図13(A)に示すマッ
プから噴射量Qが算出され、図13(B)に示すマップ
から噴射開始時期θSが算出される。次いでステップ2
07では車速センサ53により検出された車速に基づい
て図18に示す関係からブレーキブースタ60の第1室
64内の目標限界値tPが算出される。次いでステップ
208では圧力センサ75により検出された第1室64
内の絶対圧Pが目標限界値tPよりも高いか否かが判別
される。P≦tPのときにはステップ209に進んで各
補正値ΔST,ΔSE,ΔθSが零とされる。That is, at step 204, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. 14 (A). Next, at step 205, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 14 (B). Next, at step 206, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. 13 (A), and the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG. 13 (B). Then step 2
At 07, the target limit value tP in the first chamber 64 of the brake booster 60 is calculated from the relationship shown in FIG. 18 based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 53. Next, at step 208, the first chamber 64 detected by the pressure sensor 75
It is determined whether the absolute pressure P therein is higher than the target limit value tP. When P ≦ tP, the routine proceeds to step 209, where the correction values ΔST, ΔSE, ΔθS are made zero.
【0081】一方、ステップ208においてP>tPで
あると判断されたときにはステップ210に進んで質量
流量計37により検出された吸入空気の質量流量と噴射
量Qから実際の空燃比A/Fが算出される。次いでステ
ップ211では実際の空燃比A/Fが理論空燃比14.
6よりも大きいか否かが判別される。実際の空燃比A/
F>14.6 のときにはステップ212に進んでスロット
ル弁20の目標開度に対する補正値ΔSTから一定値α
が減算される。次いでステップ213ではスロットル弁
20の目標開度STに補正値ΔSTを加算することによ
って最終的なスロットル弁20の目標開度ST(=ST
+ΔST)が算出される。従って実際の空燃比A/F>
14.6のときにはスロットル弁20が徐々に閉弁せし
められることがわかる。On the other hand, when it is judged at step 208 that P> tP, the routine proceeds to step 210, where the actual air-fuel ratio A / F is calculated from the mass flow rate of the intake air detected by the mass flow meter 37 and the injection quantity Q. To be done. Next, at step 211, the actual air-fuel ratio A / F is the theoretical air-fuel ratio 14.
It is determined whether it is greater than 6. Actual air-fuel ratio A /
When F> 14.6, the routine proceeds to step 212, where the correction value ΔST for the target opening of the throttle valve 20 is changed to a constant value α.
Is subtracted. Next, at step 213, the correction value ΔST is added to the target opening degree ST of the throttle valve 20 to obtain the final target opening degree ST (= ST of the throttle valve 20.
+ ΔST) is calculated. Therefore, the actual air-fuel ratio A / F>
It can be seen that at 14.6, the throttle valve 20 is gradually closed.
【0082】一方、実際の空燃比A/F≦14.6にな
るとステップ214に進んでEGR制御弁31の目標開
度に対する補正値ΔSEから一定値βが減算される。次
いでステップ215ではEGR制御弁31の目標開度S
Eに補正値ΔSEを加算することによって最終的なEG
R制御弁31の目標開度SE(=SE+ΔSE)が算出
される。次いでステップ216では目標噴射開始時期θ
Sに対する補正値ΔθSから一定値γが減算される。次
いでステップ217では目標噴射開始時期θSに補正値
ΔθSを加算することによって最終的な目標噴射開始時
期θS(=θS+ΔθS)が算出される。従って実際の
空燃比A/F≦14.6になるとEGR制御弁31が徐
々に閉弁せしめられ、噴射開始時期θSが徐々に遅くさ
れることがわかる。On the other hand, when the actual air-fuel ratio A / F ≦ 14.6, the routine proceeds to step 214, where the constant value β is subtracted from the correction value ΔSE for the target opening of the EGR control valve 31. Next, at step 215, the target opening S of the EGR control valve 31
By adding the correction value ΔSE to E, the final EG
The target opening degree SE (= SE + ΔSE) of the R control valve 31 is calculated. Next, at step 216, the target injection start timing θ
The constant value γ is subtracted from the correction value ΔθS for S. Next, at step 217, the final target injection start timing θS (= θS + ΔθS) is calculated by adding the correction value ΔθS to the target injection start timing θS. Therefore, it is understood that when the actual air-fuel ratio A / F ≦ 14.6, the EGR control valve 31 is gradually closed and the injection start timing θS is gradually delayed.
【0083】一方、ステップ201においてTQ>X
(N)になったと判別されたときにはステップ202に
進んでフラグIがリセットされ、次いでステップ220
に進んで第2の燃焼が行われる。即ち、ステップ220
では図17(A)に示すマップからスロットル弁20の
目標開度STが算出される。次いでステップ221では
図17(B)に示すマップからEGR制御弁31の目標
開度SEが算出される。次いでステップ222では図1
6(A)に示すマップから噴射量Qが算出され、図16
(B)に示すマップから噴射開始時期θSが算出され
る。On the other hand, in step 201, TQ> X
When it is determined that (N) has been reached, the routine proceeds to step 202, where the flag I is reset, and then step 220
Then, the second combustion is performed. That is, step 220
Then, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 221, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 17 (B). Then, in step 222, FIG.
The injection amount Q is calculated from the map shown in FIG.
The injection start timing θS is calculated from the map shown in (B).
【0084】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200からステップ218に進んで要
求トルクTQ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。TQ≧Y(N)のときにはステップ
220に進み、第2の燃焼が行われる。一方、ステップ
218においてTQ<Y(N)になったと判別されたと
きにはステップ219に進んでフラグIがセットされ、
次いでステップ203に進む。When the flag I is reset, in the next processing cycle, the routine proceeds from step 200 to step 218, where it is judged if the required torque TQ has become lower than the second boundary Y (N). When TQ ≧ Y (N), the routine proceeds to step 220, where the second combustion is performed. On the other hand, if it is determined at step 218 that TQ <Y (N), then the routine proceeds to step 219, at which the flag I is set,
Then, it proceeds to step 203.
【0085】ステップ203において噴射停止フラグが
セットされていると判断されたときにはステップ223
に進んで噴射量Qが零とされる。次いでステップ224
ではスロットル弁20の目標開度STが零とされる。即
ち、スロットル弁20が全閉せしめられる。次いでステ
ップ225ではEGR制御弁31の目標開度SEが予め
定められた開度SE0とされる。When it is determined in step 203 that the injection stop flag is set, step 223
Then, the injection amount Q is made zero. Then step 224
Then, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is set to zero. That is, the throttle valve 20 is fully closed. Next, at step 225, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is made the predetermined opening degree SE0.
【0086】[0086]
【発明の効果】ブレーキブースタによる良好なブレーキ
作用を確保することができる。As described above, a good braking action by the brake booster can be secured.
【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】ブレーキブースタの拡大側面断面図である。FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a brake booster.
【図3】スモークおよびNOx の発生量等を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing amounts of smoke and NO x generated, and the like.
【図4】燃焼圧を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a combustion pressure.
【図5】燃料分子を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fuel molecule.
【図6】スモークの発生量とEGR率との関係を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an amount of smoke generated and an EGR rate.
【図7】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an injected fuel amount and a mixed gas amount.
【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 operating region I and a second operating region II.
【図9】空燃比センサの出力を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.
【図10】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the opening of a throttle valve and the like.
【図11】要求トルクを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a required torque.
【図12】第1の運転領域Iにおける目標空燃比を示す
図である。FIG. 12 is a diagram showing a target air-fuel ratio in a first operating region I.
【図13】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.
【図14】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。FIG. 14 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.
【図15】第2の燃焼における目標空燃比を示す図であ
る。FIG. 15 is a diagram showing a target air-fuel ratio in the second combustion.
【図16】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.
【図17】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。FIG. 17 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve and the like.
【図18】ブレーキブースタの第1室内の目標限界値を
示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a target limit value in the first chamber of the brake booster.
【図19】噴射停止フラグを処理するためのフローチャ
ートである。FIG. 19 is a flowchart for processing an injection stop flag.
【図20】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 20 is a flowchart for controlling the operation of the engine.
【図21】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 21 is a flowchart for controlling the operation of the engine.
6…燃料噴射弁 20…スロットル弁 31…EGR制御弁 60…ブレーキブースタ 6 ... Fuel injection valve 20 ... Throttle valve 31 ... EGR control valve 60 ... Brake booster
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/08 F01N 3/24 S 3/24 F02D 9/02 315B F02D 9/02 315 315K 21/08 301B 21/08 301 41/02 360 41/02 360 41/04 360Z 41/04 360 385G 385 43/00 301K 43/00 301 301N F02M 25/07 570D F02M 25/07 570 B60T 13/52 Z (56)参考文献 特開 平7−4287(JP,A) 特開 平8−177654(JP,A) 特開 平8−86251(JP,A) 特開 平9−287527(JP,A) 特開 平9−287528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 F02D 41/00 - 45/00 F02B 1/00 - 23/10 B60K 41/20 B60T 17/00 B60T 13/52 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/08 F01N 3/24 S 3/24 F02D 9/02 315B F02D 9/02 315 315K 21/08 301B 21/08 301 41/02 360 41/02 360 41/04 360Z 41/04 360 385G 385 43/00 301K 43/00 301 301N F02M 25/07 570D F02M 25/07 570 B60T 13/52 Z (56) Reference JP-A-7-4287 ( JP, A) JP-A-8-177654 (JP, A) JP-A-8-86251 (JP, A) JP-A-9-287527 (JP, A) JP-A-9-287528 (JP, A) (58 ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 25/07 F02D 41/00-45/00 F02B 1/00-23/10 B60K 41/20 B60T 17/00 B60T 13/52
Claims (13)
大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達
し、燃焼室内に供給される不活性ガス量を更に増大して
いくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲の
ガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発
生しなくなる内燃機関において、煤の発生量がピークと
なる不活性ガス量よりも燃焼室内に供給される不活性ガ
ス量を多くすることによって燃焼室内における燃焼時の
燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度よ
りも低い温度に抑制し、機関吸気通路内にスロットル弁
を配置し、スロットル弁下流の吸気通路内に発生した負
圧をブレーキブースタ内に導びくようにした内燃機関。1. When the amount of inert gas supplied to the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak.
However, by further increasing the amount of inert gas supplied to the combustion chamber,
When going, the fuel at the time of combustion in the combustion chamber and the surrounding
When the gas temperature becomes lower than the soot formation temperature, soot is almost emitted.
In an internal combustion engine that does not live , the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is made larger than the amount of the inert gas at which the amount of soot generated reaches a peak .
The temperature of the fuel and the gas around it is the temperature at which soot is produced.
An internal combustion engine that suppresses the temperature to a much lower temperature, arranges a throttle valve in the engine intake passage, and guides the negative pressure generated in the intake passage downstream of the throttle valve into the brake booster.
予め定められた設定負圧よりも小さくなったときにはス
ロットル弁の開度を小さくするようにした請求項1に記
載の内燃機関。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the opening degree of the throttle valve is reduced when the negative pressure introduced into the brake booster becomes lower than a preset negative pressure.
れて大きくされる請求項2に記載の内燃機関。3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the set negative pressure is increased as the vehicle speed increases.
気通路内に供給される再循環排気ガスからなり、該再循
環排気ガスの供給量を制御するための再循環排気ガス制
御弁を具備し、ブレーキブースタ内に導びかれた負圧が
予め定められた設定負圧よりも小さくなったときには再
循環排気ガス制御弁の開度を小さくするようにした請求
項1に記載の内燃機関。4. The recirculation exhaust gas control valve for controlling the supply amount of the recirculation exhaust gas, wherein the inert gas is recirculation exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced when the negative pressure introduced into the brake booster becomes lower than a preset negative pressure.
れたときには燃料噴射時期が遅くされる請求項4に記載
の内燃機関。5. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the fuel injection timing is delayed when the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced.
気通路内に供給される再循環排気ガスからなり、該再循
環排気ガスの供給量を制御するための再循環排気ガス制
御弁を具備し、ブレーキブースタ内に導びかれた負圧が
予め定められた設定負圧よりも小さくなったときにはま
ず初めにスロットル弁の開度が小さくされ、それでも依
然としてブレーキブースタ内に導びかれた負圧が予め定
められた設定負圧よりも小さいときには再循環排気ガス
制御弁の開度を小さくするようにした請求項1に記載の
内燃機関。6. The recirculation exhaust gas control valve for controlling the supply amount of the recirculation exhaust gas, wherein the inert gas is recirculation exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve. , When the negative pressure introduced into the brake booster becomes smaller than the preset negative pressure, the opening degree of the throttle valve is reduced first, and the negative pressure introduced into the brake booster is still reduced. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced when the pressure is lower than a preset negative pressure.
れたときには燃料噴射時期が遅くされる請求項6に記載
の内燃機関。7. The internal combustion engine according to claim 6, wherein the fuel injection timing is delayed when the opening degree of the recirculation exhaust gas control valve is reduced.
定められた空燃比となるまで小さくされる請求項6に記
載の内燃機関。8. The internal combustion engine according to claim 6, wherein the opening degree of the throttle valve is reduced until the air-fuel ratio reaches a predetermined air-fuel ratio.
気通路内に供給される再循環排気ガスからなり、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1に
記載の内燃機関。9. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the inert gas comprises recirculated exhaust gas supplied into the intake passage downstream of the throttle valve, and the exhaust gas recirculation rate is approximately 55% or more.
媒を配置した請求項1に記載の内燃機関。10. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage.
x 吸収剤の少くとも一つからなる請求項10に記載の内
燃機関。11. The catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or NO.
An internal combustion engine according to claim 10, wherein the x absorbent comprises at least one.
量よりも燃焼室内に供給される不活性ガス量が多く煤が
ほとんど発生しない第1の燃焼と、煤の発生量がピーク
となる不活性ガス量よりも燃焼室内に供給される不活性
ガス量が少い第2の燃焼とを選択的に切換える切換手段
を具備した請求項1に記載の内燃機関。12. The first combustion in which the amount of inert gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of soot generated and the soot is hardly generated, and the soot generation becomes peak. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas.
転領域と高負荷側の第2の運転領域に分割し、第1の運
転領域では第1の燃焼を行い、第2の運転領域では第2
の燃焼を行うようにした請求項12に記載の内燃機関。13. The engine operating region is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and first combustion is performed in the first operating region to perform the second operating region. Second in the area
13. The internal combustion engine according to claim 12, wherein the combustion is performed.
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