JPH11294226A

JPH11294226A - 圧縮着火式内燃機関

Info

Publication number: JPH11294226A
Application number: JP10105017A
Authority: JP
Inventors: Eiji Iwasaki; ▲英▼二岩▲崎▼; Toshiaki Tanaka; 俊明田中; Shinya Hirota; 信也広田; Nobumoto Ohashi; 伸基大橋; Kazuhiro Ito; 和浩伊藤; Koji Yoshizaki; 康二吉▲崎▼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JP3104674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】煤が大気中に放出されるのを阻止する。【解決手段】煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量
よりも燃焼室５内のＥＧＲ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ＥＧ
Ｒガス量よりも燃焼室５内のＥＧＲガス量が少ない第２
の燃焼とを選択的に行う。機関排気通路内に煤捕集装置
１９とＮＯ_x吸収剤２０とを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮着火式内燃機関
に関する。

【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ＮＯ_x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ＮＯ_xの発生量が低下し、従ってＥＧＲ率を増大す
ればするほどＮＯ_xの発生量は低下することになる。

【０００３】このように従来よりＥＧＲ率を増大すれば
ＮＯ_x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。

【０００４】従って従来よりＥＧＲ率はこの最大許容限
界を越えない範囲内に定められている（例えば特開平４
−３３４７５０号公報参照）。このＥＧＲ率の最大許容
限界は機関の形式や燃料によってかなり異なるがおおよ
そ３０パーセントから５０パーセントである。従って従
来のディーゼル機関ではＥＧＲ率は最大でも３０パーセ
ントから５０パーセント程度に抑えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来ではＥ
ＧＲ率に対して最大許容限界が存在すると考えられてい
たので従来よりＥＧＲ率はこの最大許容限界を越えない
範囲内において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てもＮＯ_x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ＮＯ_xおよびスモークが発生してしま
うのが現状である。

【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
Ｏ_xの発生量が極めて少量となることも判明している。
この後この知見に基づいて煤が発生しない理由について
検討が進められ、その結果これまでにない煤およびＮＯ
_xの同時低減が可能な新たな燃焼システムが構築される
に至ったのである。この新たな燃焼システムについては
後に詳細に説明するが簡単に言うと炭化水素が煤に成長
するまでの途中の段階において炭化水素の成長を停止さ
せることを基本としている。

【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。

【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。

【０００９】ところでこの新たな燃焼システムのもとで
煤およびＮＯ_xを同時に低減するためにはＥＧＲ率を少
くともほぼ５５パーセント以上にする必要がある。しか
しながらＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすること
が可能なのは吸入空気量が少ないとき、即ち機関負荷が
比較的低いときであり、吸入空気量が一定限度を越える
とＥＧＲ率を低下させない限り吸入空気量を増大させる
ことができなくなる。従って吸入空気量が一定限度を越
えたときにはＥＧＲ率を煤の発生量がピークとなるＥＧ
Ｒ率よりも低いＥＧＲ率に即座に切換える必要がある。

【００１０】しかしながらＥＧＲ率を煤の発生量がピー
クとなるＥＧＲ率よりも低いＥＧＲ率にどのように速く
切換えたとしてもＥＧＲ率は瞬時的に煤の発生量がピー
クとなるＥＧＲ率となり、従ってこのとき多量の煤が機
関排気通路内に排出されるという問題を生ずる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明では、燃焼室内の不活性ガス量を増大
していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、
燃焼室内の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内
における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生
成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる圧
縮着火式内燃機関において、機関排気通路内に煤を捕集
するための煤捕集装置を配置し、煤の発生量がピークと
なる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く
煤がほとんど発生しない第１の燃焼と、煤の発生量がピ
ークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量
が少ない第２の燃焼とを選択的に切換える切換手段を具
備している。従って第１の燃焼と第２の燃焼の切換時に
発生する煤は煤捕集装置により捕集される。

【００１２】２番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置してい
る。３番目の発明では１番目の発明において、煤捕集装
置がパティキュレートフィルタからなる。４番目の発明
では３番目の発明において、パティキュレートフィルタ
の温度が予め定められた温度を越えたときには第１の燃
焼が行われているときに燃焼室内における空燃比をリッ
チにするようにしている。

【００１３】５番目の発明では３番目の発明において、
パティキュレートフィルタを加熱するための加熱手段を
具備し、パティキュレートフィルタにより捕集されたパ
ティキュレートを燃焼せしめるときには第１の燃焼が行
われているときに加熱手段によりパティキュレートフィ
ルタを加熱するようにしている。６番目の発明では１番
目の発明において、流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときには排気ガス中に含まれるＮＯ_xを吸収しかつ流
入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになる
と吸収したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸収剤を煤捕集装置
下流の機関排気通路内に配置し、第１の燃焼が行われて
いるときにＮＯ_x吸収剤からＮＯ_xを放出すべきときに
は燃焼室内における空燃比を一時的に理論空燃比又はリ
ッチにするようにしている。

【００１４】７番目の発明では６番目の発明において、
第２の燃焼が行われているときにＮＯ_x吸収剤からＮＯ
_xを放出すべきときには膨張行程の後半又は排気行程中
に追加の燃料を噴射してＮＯ_x吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比を理論空燃比又はリッチにするようにしてい
る。８番目の発明では１番目の発明において、燃焼室か
ら排出された排気ガスを機関吸気通路内に再循環させる
再循環装置を具備し、不活性ガスが再循環排気ガスから
なる。

【００１５】９番目の発明では８番目の発明において、
第１の燃焼状態における排気ガス再循環率がほぼ５５パ
ーセント以上である。１０番目の発明では１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。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明を４ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１を参
照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３は
シリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気
制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は
排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は
対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結
され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエア
クリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には電気
モータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置さ
れる。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１７およ
び排気管１８を介して煤捕集装置１９に連結され、煤捕
集装置１９の下流にはＮＯ_x吸収剤２０が配置される。

【００１７】図１に示されるように排気マニホルド１７
内には空燃比センサ２１が配置される。排気マニホルド
１７とサージタンク１２とはＥＧＲ通路２２を介して互
いに連結され、ＥＧＲ通路２２内には電気制御式ＥＧＲ
制御弁２３が配置される。また、ＥＧＲ通路２２周りに
はＥＧＲ通路２２内を流れるＥＧＲガスを冷却するため
の冷却装置２４が配置される。図１に示される実施例で
は機関冷却水が冷却装置２４内に導びかれ、機関冷却水
によってＥＧＲガスが冷却される。

【００１８】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。

【００１９】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。空燃比センサ２１の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力され、燃料圧セン
サ２８の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入
力ポート３５に入力される。アクセルペダル４０にはア
クセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発
生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出
力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３
５に入力される。また、入力ポート３５にはクランクシ
ャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生す
るクランク角センサ４２が接続される。一方、出力ポー
ト３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁６、
電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２３および燃料ポンプ２
７に接続される。

【００２０】図２は機関低負荷運転時においてスロット
ル弁１６の開度およびＥＧＲ率を変化させることにより
空燃比Ａ／Ｆ（図２の横軸）を変化させたときの出力ト
ルクの変化、およびスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_xの排
出量の変化を示す実験例を表している。図２からわかる
ようにこの実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥ
ＧＲ率が大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下の
ときにはＥＧＲ率は６５パーセント以上となっている。

【００２１】図２に示されるようにＥＧＲ率を増大する
ことにより空燃比Ａ／Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が
４０パーセント付近となり空燃比Ａ／Ｆが３０程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、ＥＧＲ率を６５パーセ
ント以上とし、空燃比Ａ／Ｆが１５．０付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またＮ
Ｏ_xの発生量がかなり低くなる。一方、このときＨＣ，
ＣＯの発生量は増大し始める。

【００２２】図３（Ａ）は空燃比Ａ／Ｆが１８付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室５内の燃焼圧変
化を示しており、図３（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１３付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室５内の燃焼
圧の変化を示している。図３（Ａ）と図３（Ｂ）とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図３（Ｂ）に示す場合はスモークの発生量が多い図３
（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。

【００２３】図２および図３に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図２
に示されるようにＮＯ_xの発生量がかなり低下する。Ｎ
Ｏ_xの発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室５内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図３からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図３（Ｂ）に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室５
内の燃焼温度は低くなっていることになる。

【００２４】第２にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図２に示されるようにＨＣおよびＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図４に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図４に示
されるような炭化水素は煤の前駆体を経て煤まで成長す
ることになる。従って、上述したように煤の発生量がほ
ぼ零になると図２に示される如くＨＣおよびＣＯの排出
量が増大するがこのときのＨＣは煤の前駆体又はその前
の状態の炭化水素である。

【００２５】図２および図３に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室５内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
下になると煤が生成されることが判明したのである。

【００２６】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ＮＯ_x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ＮＯ_x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、ＮＯ_xの発生量が低下する。このときＮＯ_x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。

【００２７】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。本発明において用いている新たな燃焼シ
ステムは燃焼室５内において煤を生成させることなく炭
化水素を煤の前駆体又はその前の状態の形でもって燃焼
室５から排出させ、この炭化水素を酸化機能を有する触
媒により酸化せしめることを核としている。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
は強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、ＣＯ₂やＥＧＲガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
いることは好ましいと言える。

【００３２】図５は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えたときのＥＧＲ率とス
モークとの関係を示している。即ち、図５において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。

【００３３】図５の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガス
を強力に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図５の曲線Ｂで示さ
れるようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率
が５０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。

【００３４】また、図５の曲線Ｃで示されるようにＥＧ
Ｒガスを強制的に冷却していない場合にはＥＧＲ率が５
５パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ７０パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図５は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるＥＧＲ率の下限はＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。

【００３５】図６は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のＥＧＲガス
の割合を示している。なお、図６において縦軸は燃焼室
５内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは
過給が行われないときに燃焼室５内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してお
り、Ｚ１は低負荷運転領域を示している。

【００３６】図６を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図６に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図６においてＥＧＲガスの割合、即ち混合
ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量
を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほ
ぼ５５パーセント以上であり、図６に示す実施例では７
０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入され
た全吸入ガス量を図６において実線Ｘとし、この全吸入
ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図６
に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温
度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くし
て煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯ_x発
生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮ
Ｏ_xの発生量は極めて少量となる。

【００３７】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図６に示されるようにＥＧＲガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。

【００３８】一方、図６の負荷領域Ｚ２では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘが吸入しうる全吸入
ガス量Ｙを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘを燃焼室５内に供給
するにはＥＧＲガスおよび吸入空気の双方、或いはＥＧ
Ｒガスを過給又は加圧する必要がある。ＥＧＲガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Ｚ２では全吸入ガ
ス量Ｘは吸入しうる全吸入ガス量Ｙに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてＥＧＲガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。

【００３９】前述したように図６は燃料を理論空燃比の
もとで燃焼させる場合を示しているが図６に示される低
負荷運転領域Ｚ１において空気量を図６に示される空気
量よりも少なくても、即ち空燃比をリッチにしても煤の
発生を阻止しつつＮＯ_xの発生量を１０p.p.m 前後又は
それ以下にすることができ、また図６に示される低負荷
領域Ｚ１において空気量を図６に示される空気量よりも
多くしても、即ち空燃比の平均値を１７から１８のリー
ンにしても煤の発生を阻止しつつＮＯ_xの発生量を１０
p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。

【００４０】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ＮＯ_x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、ＮＯ_x
も極めて少量しか発生しない。

【００４１】このように、機関低負荷運転領域Ｚ１では
空燃比にかかわらずに、即ち空燃比がリッチであろう
と、理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリーン
であろうと煤が発生されず、ＮＯ_xの発生量が極めて少
量となる。従って燃料消費率の向上を考えるとこのとき
平均空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。と
ころで燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲の
ガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する温度以下に
抑制しうるのは燃焼による発熱量が少ない比較的機関負
荷が低いときに限られる。従って本発明による実施例で
は機関負荷が比較的低いときには燃焼時の燃料およびそ
の周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する温
度以下に抑制して第１の燃焼、即ち低温燃焼を行うよう
にし、機関負荷が比較的高いときには第２の燃焼、即ち
従来より普通に行われている燃焼を行うようにしてい
る。なお、ここで第１の燃焼、即ち低温燃焼とはこれま
での説明から明らかなように煤の発生量がピークとなる
不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼のことを言い、第２の燃焼、即
ち従来より普通に行われている燃焼とは煤の発生量がピ
ークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量
が少ない燃焼のことを言う。

【００４２】図７（Ａ）の実線は第１の燃焼が行われた
ときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角との関
係を示しており、図７（Ａ）の破線は第２の燃焼が行わ
れたときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角と
の関係を示している。また、図７（Ｂ）の実線は第１の
燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガス温Ｔｆ
とクランク角との関係を示しており、図７（Ｂ）の破線
は第２の燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガ
ス温Ｔｆとクランク角との関係を示している。

【００４３】第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われている
ときには第２の燃焼、即ち従来の普通の燃焼が行われて
いるときに比べてＥＧＲガス量が多く、従って図７
（Ａ）に示されるように圧縮上死点前は、即ち圧縮工程
中は実線で示す第１の燃焼時における平均ガス温Ｔｇの
ほうが破線で示す第２の燃焼時における平均ガス温Ｔｇ
よりも高くなっている。なお、このとき図７（Ｂ）に示
されるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは平均ガ
ス温Ｔｇとほぼ同じ温度になっている。

【００４４】次いで圧縮上死点付近において燃焼が開始
されるがこの場合、第１の燃焼が行われているときには
図７（Ｂ）の実線が示されるように燃料およびその周囲
のガス温Ｔｆはさほど高くならない。これに対して第２
の燃焼が行われている場合には図７（Ｂ）の破線で示さ
れるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは極めて高
くなる。このように第２の燃焼が行われた場合には燃料
およびその周囲のガス温Ｔｆは第１の燃焼が行われてい
る場合に比べてかなり高くなるが大部分を占めるそれ以
外のガスの温度は第１の燃焼が行われている場合に比べ
て第２の燃焼が行われている場合の方が低くなってお
り、従って図７（Ａ）に示されるように圧縮上死点付近
における燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇは第１の燃焼が行
われている場合の方が第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。その結果、図７（Ａ）に示されるよう
に燃焼が完了した後の、即ち膨張行程の後半における燃
焼室５内の平均ガス温Ｔｇは、言い換えると燃焼室５内
の既燃ガス温は第１の燃焼が行われた場合の方が第２の
燃焼が行われた場合に比べて高くなる。

【００４５】このように第１の燃焼、即ち低温燃焼が行
われた場合には第２の燃焼が行われた場合に比べて燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温Ｔｆはかなり低
くなるが燃焼室５内の既燃ガスは第２の燃焼が行われた
場合に比べて逆に高くなり、従って燃焼室５から排出さ
れる排気ガスの温度も第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。

【００４６】図８は第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われ
る第１の運転領域Ｉと、第２の燃焼、即ち従来の燃焼方
法による燃焼が行われる第２の燃焼領域IIとを示してい
る。なお、図８において縦軸Ｌはアクセルペダル４０の
踏込み量、即ち要求負荷を示しており、横軸Ｎは機関回
転数を示している。また、図８においてＸ（Ｎ）は第１
の運転領域Ｉと第２の運転領域IIとの第１の境界を示し
ており、Ｙ（Ｎ）は第１の運転領域Ｉと第２の運転領域
IIとの第２の境界を示している。第１の運転領域Ｉから
第２の運転領域IIへの運転領域の変化判断は第１の境界
Ｘ（Ｎ）に基づいて行われ、第２の運転領域IIから第１
の運転領域Ｉへの運転領域の変化判断は第２の境界Ｙ
（Ｎ）に基づいて行われる。

【００４７】即ち、機関の運転状態が第１の運転領域Ｉ
にあって低温燃焼が行われているときに要求負荷Ｌが機
関回転数Ｎの関数である第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えると
運転領域が第２の運転領域IIに移ったと判断され、従来
の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求負荷Ｌが
機関回転数Ｎの関数である第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低
くなると運転領域が第１の運転領域Ｉに移ったと判断さ
れ、再び低温燃焼が行われる。

【００４８】図９は空燃比センサ２１の出力を示してい
る。図９に示されるように空燃比センサ２１の出力電流
Ｉは空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する。従って空燃比セン
サ２１の出力電流Ｉから空燃比を知ることができる。次
に図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。

【００４９】図１０は要求負荷Ｌに対するスロットル弁
１６の開度、ＥＧＲ制御弁２３の開度、ＥＧＲ率、空燃
比、噴射時期および噴射量を示している。図１０に示さ
れるように要求負荷Ｌの低い第１の運転領域Ｉではスロ
ットル弁１６の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全
閉近くから半開程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ
制御弁２３の開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉
近くから全開まで徐々に増大せしめられる。また、図１
０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。

【００５０】言い換えると第１の運転領域ＩではＥＧＲ
率がほぼ７０パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁１６の
開度およびＥＧＲ制御弁２３の開度が制御される。な
お、このとき空燃比は空燃比センサ２１の出力信号に基
づいてＥＧＲ制御弁２３の開度を補正することによって
目標リーン空燃比に制御される。また、第１の運転領域
Ｉでは圧縮上死点ＴＤＣ前に燃料噴射が行われる。この
場合、噴射開始時期θＳは要求負荷Ｌが高くなるにつれ
て遅くなり、噴射完了時期θＥも噴射開始時期θＳが遅
くなるにつれて遅くなる。

【００５１】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁１６は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧＲ制御弁
２３も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁１
６を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室５内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン４による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体１の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体１の振動を抑制するためにスロッ
トル弁１６が全閉近くまで閉弁せしめられる。

【００５２】一方、機関の運転領域が第１の運転領域Ｉ
から第２の運転領域IIに変わるとスロットル弁１６の開
度が半開状態から全開方向へステップ状に増大せしめら
れる。このとき図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。第
２の運転領域IIでは従来から行われている燃焼が行われ
る。この燃焼方法では煤およびＮＯ_x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。

【００５３】第２の運転領域IIではスロットル弁１６は
一部を除いて全開状態に保持され、ＥＧＲ制御弁２３の
開度は要求負荷Ｌが高くなると次第に小さくされる。こ
の運転領域IIではＥＧＲ率は要求負荷Ｌが高くなるほど
低くなり、空燃比は要求負荷Ｌが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求負荷Ｌが高くなってもリーン
空燃比とされる。また、第２の運転領域IIでは噴射開始
時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とされる。

【００５４】図１１は第１の運転領域Ｉにおける空燃比
Ａ／Ｆを示している。図１１において、Ａ／Ｆ＝１５．
５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，Ａ／Ｆ＝１８で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が１５．５，１６，１７，１８
であるときを示しており、各曲線間の空燃比は比例配分
により定められる。図１１に示されるように第１の運転
領域Ｉでは空燃比がリーンとなっており、更に第１の運
転領域Ｉでは要求負荷Ｌが低くなるほど空燃比Ａ／Ｆが
リーンとされる。

【００５５】即ち、要求負荷Ｌが低くなるほど燃焼によ
る発熱量が少なくなる。従って要求負荷Ｌが低くなるほ
どＥＧＲ率を低下させても低温燃焼を行うことができ
る。ＥＧＲ率を低下させると空燃比は大きくなり、従っ
て図１１に示されるように要求負荷Ｌが低くなるにつれ
て空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。空燃比Ａ／Ｆが大きく
なるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限り空燃比
をリーンにするために本発明による実施例では要求負荷
Ｌが低くなるにつれて空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。

【００５６】なお、空燃比を図１１に示す目標空燃比と
するのに必要なスロットル弁１６の目標開度ＳＴが図１
２（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れており、空燃比を図１１に示す目標空燃比とするのに
必要なＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが図１２（Ｂ）
に示されるように要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数
としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されてい
る。

【００５７】図１３は第２の燃焼、即ち従来の燃焼方法
による普通の燃焼が行われるときの目標空燃比を示して
いる。なお、図１３においてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝３
５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／Ｆ＝６０で示される各曲線は夫
々目標空燃比２４，３５，４５，６０を示している。空
燃比をこの目標空燃比とするのに必要なスロットル弁１
６の目標開度ＳＴが図１４（Ａ）に示されるように要求
負荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予
めＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比をこの目標空
燃比とするのに必要なＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥ
が図１４（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌおよび機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。

【００５８】ところで図１に示される煤捕集装置１９は
排気ガス中に含まれる煤およびその他のパティキュレー
トを捕集するためのパティキュレートフィルタからな
る。パティキュレートフィルタは種々の型式のものが知
られているが代表的な例を挙げるとパティキュレートフ
ィルタはハニカム構造の多孔質セラミックからなる。図
１に示される実施例では酸化機能を有する触媒、例えば
酸化触媒式あるいは三元触媒が多孔質セラミック上に担
持されている。従って図１に示される実施例では煤捕集
装置１９が酸化触媒の機能も果していることがわかる。

【００５９】前述したように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。ところが上述した如く煤捕集装置１９は酸化触媒の
機能も果しており、従ってこのとき燃焼室５から排出さ
れた未燃炭化水素は煤捕集装置１９により良好に酸化せ
しめられることになる。

【００６０】一方、排気ガス中に含まれる煤もパティキ
ュレートであり、従って排気ガス中に含まれる煤も他の
パティキュレートと同様にパティキュレートフィルタに
より捕集される。図１０に示されるように本発明による
実施例では第１の燃焼から第２の燃焼に切換えられたと
きにスロットル弁１６がステップ状に開弁せしめられ、
それによってＥＧＲ率が煤の発生量のピークとなる領域
（図５）を飛び越えるようにしている。しかしながら実
際にはこのときＥＧＲ率は瞬時的に煤の発生量がピーク
となるＥＧＲ率となり、従って燃焼室５内では一時的に
多量の煤が発生することになる。しかしながら本発明で
はこのように多量の煤が発生したとしてもこの煤は煤捕
集装置１９により捕集され、斯くして煤が大気中に放出
されることはない。

【００６１】煤捕集装置１９により捕集された煤、即ち
パティキュレートフィルタに捕集された煤はパティキュ
レートフィルタに流入する排気ガスが一定温度を越える
と過剰酸素の存在下で燃焼を開始する。煤が燃焼を開始
する温度はパティキュレートフィルタ上に担持されてい
る触媒により異なり、低い場合で４００℃程度、高い場
合で５００℃から６００℃程度である。従って排気ガス
温がこれらの温度よりも高くなればパティキュレートフ
ィルタ上に捕集された煤およびその他のパティキュレー
トは自然に燃焼を開始することになる。

【００６２】ところで低温燃焼が行われると排気ガス温
が高くなり、しかもパティキュレートフィルタ上に酸化
触媒が担持されているので酸化反応熱により排気ガス温
は更に高くなる。次にこのことについて図１５を参照し
つつ説明する。図１５は種々の温度と要求負荷Ｌとの関
係を概略的に示している。図１５におけるＴａは第１の
運転領域Ｉにおいて第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われ
たときの煤捕集装置１９、即ちパティキュレートフィル
タへの流入排気ガス温を示しており、Ｔｂはこのときの
パティキュレートフィルタの温度を示している。また、
Ｔｃは第１の運転領域Ｉおよび第２の運転領域IIにおい
て第２の燃焼が行われたときのパティキュレートフィル
タの温度を示している。

【００６３】前述したように低温燃焼が行われていると
きには第２の燃焼が行われている場合に比べて排気ガス
温が高くなり、従って要求負荷Ｌが同一であれば低温燃
焼が行われているときのパティキュレートフィルタの温
度の方が第２の燃焼が行われているときのパティキュレ
ートフィルタの温度Ｔｃよりも高くなる。低温燃焼が行
われているときであっても要求負荷Ｌが高くなるほど燃
焼時の発熱量が大きくなるので要求負荷Ｌが高くなるほ
どパティキュレートフィルタへの流入排気ガス温Ｔａが
高くなる。一方、低温燃焼時には機関から多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出されるのでパティキュレートフィルタ上
に担持された触媒によるこれら未燃ＨＣ，ＣＯの酸化反
応熱によってパティキュレートフィルタの温度Ｔｂはパ
ティキュレートフィルタへの流入排気ガス温Ｔａに比べ
てかなり高くなる。

【００６４】このように低温燃焼が行われているときに
はパティキュレートフィルタの温度がかなり高くなり、
しかもリーン空燃比のもとで低温燃焼が行われるので排
気ガス中には過剰の酸素が存在する。従ってパティキュ
レートフィルタにより捕集された煤およびその他のパテ
ィキュレートは低温燃焼が行われる間に自然に燃焼せし
められることになる。

【００６５】一方、煤捕集装置１９の下流に配置されて
いるＮＯ_x吸収剤２０は例えばアルミナを担体とし、こ
の担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウ
ムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウム
Ｂａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン
Ｌａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少く
とも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてい
る。機関吸気通路、燃焼室５およびＮＯ_x吸収剤２０上
流の排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水
素）の比をＮＯ_x吸収剤２０への流入排気ガスの空燃比
と称するとこのＮＯ_x吸収剤２０は流入排気ガスの空燃
比がリーンのときにはＮＯ_xを吸収し、流入排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したＮＯ_x
を放出するＮＯ_xの吸放出作用を行う。

【００６６】このＮＯ_x吸収剤２０を機関排気通路内に
配置すればＮＯ_x吸収剤２０は実際にＮＯ_xの吸放出作
用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムについて
は明らかでない部分もある。しかしながらこの吸放出作
用は図１６に示すようなメカニズムで行われているもの
と考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白
金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にとっ
て説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００６７】図１に示される圧縮着火式内燃機関では通
常燃焼室５における空燃比がリーンの状態で燃焼が行わ
れる。このように空燃比がリーンの状態で燃焼が行われ
ている場合には排気ガス中の酸素濃度は高く、このとき
には図１６（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂がＯ
₂ ^-又はＯ^2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、
流入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-又は
Ｏ^2-と反応し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２Ｎ
Ｏ₂）。次いで生成されたＮＯ₂の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら図１６（Ａ）に示されるように硝酸イオ
ンＮＯ₃ ^-の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
ＮＯ_xがＮＯ_x吸収剤２０内に吸収される。流入排気ガ
ス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ₂が生
成され、吸収剤のＮＯ_x吸収能力が飽和しない限りＮＯ
₂が吸収剤内に吸収されて硝酸イオンＮＯ₃ ^-が生成さ
れる。

【００６８】一方、流入排気ガスの空燃比がリッチにさ
れると流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、その結果白
金Ｐｔの表面でのＮＯ₂の生成量が低下する。ＮＯ₂の
生成量が低下すると反応が逆方向（ＮＯ₃ ^-→ＮＯ₂）
に進み、斯くして吸収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ
₂の形で吸収剤から放出される。このときＮＯ_x吸収剤
２０から放出されたＮＯ_xは図１６（Ｂ）に示されるよ
うに流入排気ガス中に含まれる多量の未燃ＨＣ，ＣＯと
反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐｔの
表面上にＮＯ₂が存在しなくなると吸収剤から次から次
へとＮＯ₂が放出される。従って流入排気ガスの空燃比
がリッチにされると短時間のうちにＮＯ _x吸収剤２０か
らＮＯ_xが放出され、しかもこの放出されたＮＯ_xが還
元されるために大気中にＮＯ_xが排出されることはな
い。

【００６９】なお、この場合、流入排気ガスの空燃比を
理論空燃比にしてもＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xが放出
される。しかしながら流入排気ガスの空燃比を理論空燃
比にした場合にはＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xが徐々に
しか放出されないためにＮＯ _x吸収剤２０に吸収されて
いる全ＮＯ_xを放出させるには若干長い時間を要する。

【００７０】ところでＮＯ_x吸収剤２０のＮＯ_x吸収能
力には限度があり、ＮＯ_x吸収剤２０のＮＯ_x吸収能力
が飽和する前にＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xを放出させ
る必要がある。そのためにはＮＯ_x吸収剤２０に吸収さ
れているＮＯ_x量を推定する必要がある。そこで本発明
による実施例では第１の燃焼が行われているときの単位
時間当りのＮＯ_x吸収量Ａを要求負荷Ｌおよび機関回転
数Ｎの関数として図１７（Ａ）に示すようなマップの形
で予め求めておき、第２の燃焼が行われているときの単
位時間当りのＮＯ_x吸収量Ｂを要求負荷Ｌおよび機関回
転数Ｎの関数として図１７（Ｂ）に示すようなマップの
形で予め求めておき、これら単位時間当りのＮＯ_x吸収
量Ａ，Ｂを積算することによってＮＯ_x吸収剤２０に吸
収されているＮＯ_x量ΣＮＯＸを推定するようにしてい
る。

【００７１】本発明による実施例ではこのＮＯ_x吸収量
ΣＮＯＸが予め定められた許容最大値ＭＡＸを越えたと
きにＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xを放出させるようにし
ている。即ち、低温燃焼が行われているときにＮＯ_x吸
収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸを越えたときには燃焼
室５内における空燃比が一時的にリッチとされ、それに
よってＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xが放出される。な
お、前述したように低温燃焼が行われているときに空燃
比がリッチとされても煤はほとんど発生しない。

【００７２】一方、第２実施例では第２の燃焼が行われ
ているときにＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ
を越えたときには膨張行程の後半又は排気行程中に追加
の燃料が噴射される。この追加の燃料量はＮＯ_x吸収剤
２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなるように
定められており、従って追加の燃料が噴射されるとＮＯ
_x吸収剤２０からＮＯ_xが放出されることになる。

【００７３】図１８はＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xを放
出すべきときにセットされるＮＯ_x放出フラグの処理ル
ーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込
みによって実行される。図１８を参照するとまず初めに
ステップ１００において機関の運転領域が第１の運転領
域Ｉであることを示すフラグＩがセットされているか否
かが判別される。フラグＩがセットされているとき、即
ち機関の運転領域が第１の運転領域Ｉであるときにはス
テップ１０１に進んで図１７（Ａ）に示すマップから単
位時間当りのＮＯ_x吸収量Ａが算出される。次いでステ
ップ１０２ではＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸにＡが加算され
る。次いでステップ１０３ではＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸが
許容最大値ＭＡＸを越えたか否かが判別される。ΣＮＯ
Ｘ＞ＭＡＸになるとステップ１０４に進んで予め定めら
れた時間だけＮＯ_x放出フラグをセットする処理が行わ
れ、次いでステップ１０５においてΣＮＯＸが零とされ
る。

【００７４】一方、ステップ１００においてフラグＩが
リセットされていると判断されたとき、即ち機関の運転
領域が第２の運転領域IIであるときにはステップ１０６
に進んで図１７（Ｂ）に示すマップから単位時間当りの
ＮＯ_x吸収量Ｂが算出される。次いでステップ１０７で
はＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸにＢが加算される。次いでステ
ップ１０８ではＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡ
Ｘを越えたか否かが判別される。ΣＮＯＸ＞ＭＡＸにな
るとステップ１０９に進んで予め定められた時間だけＮ
Ｏ_x放出フラグをセットする処理が行われ、次いでステ
ップ１１０においてΣＮＯＸが零とされる。

【００７５】次に図１９を参照しつつ運転制御について
説明する。図１９を参照すると、まず初めにステップ２
００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２０
１に進んで要求負荷Ｌが第１の境界Ｘ１（Ｎ）よりも大
きくなったか否かが判別される。Ｌ≦Ｘ１（Ｎ）のとき
にはステップ２０３に進んで低温燃焼が行われる。

【００７６】即ち、ステップ２０３では図１２（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１６の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ２０４では図１２（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ２０５ではＮＯ_x放出フラグがセットさ
れているか否かが判別される。ＮＯ_x放出フラグがセッ
トされていないときにはステップ２０６に進んで図１１
に示される空燃比となるように燃料噴射が行われる。こ
のときリーン空燃比のもとで低温燃焼が行われる。

【００７７】一方、ステップ２０５においてＮＯ_x放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ２０７に進んで燃焼室５内における平均空燃比をリッ
チにする噴射制御が行われる。このときＮＯ_x吸収剤２
０からＮＯ_xが放出される。一方、ステップ２０１にお
いてＬ＞Ｘ（Ｎ）になったと判別されたときにはステッ
プ２０２に進んでフラグＩがリセットされ、次いでステ
ップ２１０に進んで第２の燃焼が行われる。

【００７８】即ち、ステップ２１０では図１４（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１６の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ２１１では図１４（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ２１２ではＮＯ_x放出フラグがセットさ
れているか否かが判別される。ＮＯ_x放出フラグがセッ
トされていないときにはステップ２１３に進んで図１３
に示される空燃比となるように燃料噴射が行われる。こ
のときリーン空燃比のもとで第２の燃焼が行われる。

【００７９】一方、ステップ２１２においてＮＯ_x放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ２１４に進んでＮＯ_x吸収剤２０に流入する排気ガス
の空燃比がリッチとなるように追加の燃料が噴射され
る。このときＮＯ_x吸収剤２０からＮＯ_xが放出され
る。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２０８に進んで要求負荷Ｌ
が第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低くなったか否かが判別さ
れる。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはステップ２１０に進み、
リーン空燃比のもとで第２の燃焼が行われる。

【００８０】一方、ステップ２０８においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ２０９に
進んでフラグＩがセットされる。次いでステップ２０３
に進んで低温燃焼が行われる。図２０に第２実施例を示
す。この実施例では煤捕集装置１９のパティキュレート
フィルタ上には酸化機能を有する触媒が担持されておら
ず、その代り煤捕集装置１９上流の排気通路内に酸化触
媒又は三元触媒のような酸化機能を有する触媒５０が配
置されている。

【００８１】図２１に第３実施例を示す。この実施例で
は煤捕集装置１９のパティキュレートフィルタの温度を
検出するために温度センサ５１が設けられている。即
ち、図１５からわかるように低温燃焼が行われていると
きに要求負荷Ｌが高くなると煤捕集装置１９のパティキ
ュレートフィルタの温度が高くなり、その結果パティキ
ュレートフィルタにより捕集された煤およびその他のパ
ティキュレートが自然燃焼せしめられる。また、機関高
負荷運転時にも煤捕集装置１９のパティキュレートフィ
ルタの温度が高くなり、その結果パティキュレートフィ
ルタにより捕集された煤およびその他のパティキュレー
トが自然燃焼せしめられる。

【００８２】ところがこのような状態から低負荷運転、
例えばアイドリング運転に移ると排気ガスの流速が遅く
なるために排気ガスによって持ち去られる煤等の燃焼熱
が減少する。その結果、パティキュレートフィルタが過
熱し、斯くしてパティキュレートフィルタが溶損する危
険性がでてくる。この場合、排気ガス中の酸素濃度を低
下させると煤等の燃焼が停止し、斯くしてパティキュレ
ートフィルタの温度が低下する。そこで第３実施例では
パティキュレートフィルタの温度が許容最大温度Ｔ１を
越えたときにはパティキュレートフィルタの温度が一定
温度Ｔ２（＜Ｔ１）以下に低下するまで低温燃焼が行わ
れているときに燃焼室５内における空燃比をリッチにす
るようにしている。

【００８３】図２２はパティキュレートフィルタの溶損
を回避するために空燃比をリッチにすべきことを示すリ
ッチフラグの制御ルーチンを示しており、このルーチン
は一定時間毎の割込みによって実行される。図２２を参
照するとまず初めにステップ３００においてリッチフラ
グがセットされているか否かが判別される。リッチフラ
グがセットされていないときにはステップ３０１に進ん
で温度センサ５１により検出されたパティキュレートフ
ィルタの温度Ｔが許容最大温度Ｔ１よりも高くなったか
否かが判別される。Ｔ＞Ｔ１であればステップ３０２に
進んでリッチフラグがセットされる。

【００８４】リッチフラグがセットされるとステップ３
００からステップ３０３に進んでＮＯ_x吸収量ΣＮＯＸ
が零とされる。次いでステップ３０４に進んでパティキ
ュレートフィルタの温度Ｔが一定温度Ｔ２（＜Ｔ１）以
下になったか否かが判別される。Ｔ＜Ｔ２になるとステ
ップ３０５に進んでリッチフラグがリセットされる。図
２３に第３実施例を実行するための運転制御ルーチンを
示す。なお、このルーチンにおいてＮＯ_x放出フラグは
図１８に示すルーチンにより処理されたものが用いられ
る。

【００８５】図２３を参照すると、まず初めにステップ
４００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４
０１に進んで要求負荷Ｌが第１の境界Ｘ１（Ｎ）よりも
大きくなったか否かが判別される。Ｌ≦Ｘ１（Ｎ）のと
きにはステップ４０３に進んで低温燃焼が行われる。

【００８６】即ち、ステップ４０３では図１２（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１６の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ４０４では図１２（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ４０５ではＮＯ_x放出フラグがセットさ
れているか否かが判別される。ＮＯ_x放出フラグがセッ
トされていないときにはステップ４０６に進んでリッチ
フラグがセットされているか否かが判別される。リッチ
フラグがセットされていないときにはステップ４０７に
進んで図１１に示される空燃比となるように燃料噴射が
行われる。このときリーン空燃比のもとで低温燃焼が行
われる。

【００８７】一方、ステップ４０５においてＮＯ_x放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ４０８に進んで燃焼室５内における平均空燃比をリッ
チにする噴射制御が行われる。このときＮＯ_x吸収剤２
０からＮＯ_xが放出される。また、ステップ４０６にお
いてリッチフラグがセットされていると判別されたとき
にはステップ４０９に進んでパティキュレートフィルタ
の溶損を回避すべく燃焼室５内における空燃比をリッチ
にする噴射制御が行われる。

【００８８】一方、ステップ４０１においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ４０２に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ４１２
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ４１２
では図１４（Ａ）に示すマップからスロットル弁１６の
目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１６の開度がこ
の目標開度ＳＴとされる。次いでステップ４１３では図
１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２３の目標開
度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標
開度ＳＥとされる。次いでステップ４１４ではＮＯ_x放
出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯ
_x放出フラグがセットされていないときにはステップ４
１５に進んで図１３に示される空燃比となるように燃料
噴射が行われる。このときリーン空燃比のもとで第２の
燃焼が行われる。

【００８９】一方、ステップ４１４においてＮＯ_x放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ４１６に進んでＮＯ_x吸収剤２０に流入する排気ガス
の空燃比がリッチとなるように追加の燃料が膨張行程の
後半又は排気行程中に噴射される。このときＮＯ_x吸収
剤２０からＮＯ_xが放出される。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４００からステッ
プ４１０に進んで要求負荷Ｌが第２の境界Ｙ（Ｎ）より
も低くなったか否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のとき
にはステップ４１２に進み、リーン空燃比のもとで第２
の燃焼が行われる。

【００９０】一方、ステップ４１０においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ４１１に
進んでフラグＩがセットされる。次いでステップ４０３
に進んで低温燃焼が行われる。図２４に第４実施例を示
す。この実施例では煤捕集装置１９内においてパティキ
ュレートフィルタの上流端に電気ヒータ５２が配置され
ており、更にパティキュレートフィルタの上流側圧力と
下流側圧力との圧力差を検出するための圧力差検出セン
サ５３が設けられている。また、この実施例では煤捕集
装置１９のパティキュレートフィルタ上には酸化機能を
有する触媒が担持されておらず、その代りＮＯ_x吸収剤
２０下流の排気通路内に酸化触媒又は三元触媒のような
酸化機能を有する触媒５４が配置されている。

【００９１】第４実施例においてはパティキュレートフ
ィルタにより捕集された煤およびその他のパティキュレ
ートの量が予め定められた量以上になったとき、即ちパ
ティキュレートフィルタの上流側圧力と下流側圧力との
圧力差が一定圧を越えたときに電気ヒータ５２に電力が
供給され、それによってパティキュレートフィルタによ
り捕集された煤等が燃焼せしめられる。

【００９２】ところで電気ヒータ５２により加熱したと
きにパティキュレートフィルタ上に未燃炭化水素、特に
沸点の低い未燃炭化水素ができるだけ多く捕集されてい
る場合の方が着火しやすくなる。この点、低温燃焼が行
われているときには多量の未燃炭化水素が排出され、こ
れら未燃炭化水素がパティキュレートフィルタ上に付着
するので電気ヒータ５２により加熱したときに着火しや
すくなる。そこでこの第４実施例ではパティキュレート
フィルタにより捕集された煤等の量が予め定められた量
以上になった場合、低温燃焼が一定時間以上継続してい
たときに、即ちパティキュレートフィルタ上に多量の未
燃炭化水素が付着しているときに電気ヒータ５２による
加熱作用を開始させるようにしている。

【００９３】図２５に第４実施例を実行するための運転
制御ルーチンを示す。なお、このルーチンにおいてＮＯ
_x放出フラグは図１８に示すルーチンにより処理された
ものが用いられる。図２５を参照すると、まず初めにス
テップ５００において機関の運転状態が第１の運転領域
Ｉであることを示すフラグＩがセットされているか否か
が判別される。フラグＩがセットされているとき、即ち
機関の運転状態が第１の運転領域Ｉであるときにはステ
ップ５０１に進んで要求負荷Ｌが第１の境界Ｘ１（Ｎ）
よりも大きくなったか否かが判別される。Ｌ≦Ｘ１
（Ｎ）のときにはステップ５０３に進んで低温燃焼が行
われる。

【００９４】即ち、ステップ５０３では図１２（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１６の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ５０４では図１２（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２３の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ５０５ではＮＯ_x放出フラグがセットさ
れているか否かが判別される。ＮＯ_x放出フラグがセッ
トされていないときにはステップ５０６に進んで図１１
に示される空燃比となるように燃料噴射が行われる。こ
のときリーン空燃比のもとで低温燃焼が行われる。

【００９５】次いでステップ５０７では電気ヒータ５２
がオンとなっているか否かが判別される。電気ヒータ５
２がオンとなっていない場合にはステップ５０９に進ん
で圧力差検出センサ５３の出力信号に基づきパティキュ
レートフィルタの上流側の圧力と下流側の圧力との圧力
差ΔＰが予め定められた圧力差ΔＰ₀よりも大きくなっ
たか否かが判別される。ΔＰ≦ΔＰ₀のときには処理サ
イクルを完了する。

【００９６】ステップ５０５においてＮＯ_x放出フラグ
がセットされていると判別されたときにはステップ５０
８に進んで燃焼室５内における平均空燃比をリッチにす
る噴射制御が行われる。このときＮＯ_x吸収剤２０から
ＮＯ_xが放出される。また、ステップ５０９においてΔ
Ｐ＞Ｐ₀になったと判別されたときにはステップ５１０
に進んで低温燃焼が一定時間以上継続して行われていた
か否かが判別される。低温燃焼が一定時間以上継続して
行われているときにはステップ５１１に進んで電気ヒー
タ４２を予め定められた時間オンにする処理が行われ
る。このときパティキュレートフィルタにより捕集され
た煤等の燃焼が開始される。

【００９７】一方、ステップ５０１においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ５０２に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ５１４
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ５１４
では図１４（Ａ）に示すマップからスロットル弁１６の
目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１６の開度がこ
の目標開度ＳＴとされる。次いでステップ５１５では図
１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２３の目標開
度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２３の開度がこの目標
開度ＳＥとされる。次いでステップ５１６ではＮＯ_x放
出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯ
_x放出フラグがセットされていないときにはステップ５
１７に進んで図１３に示される空燃比となるように燃料
噴射が行われる。このときリーン空燃比のもとで第２の
燃焼が行われる。

【００９８】一方、ステップ５１６においてＮＯ_x放出
フラグがセットされていると判別されたときにはステッ
プ５１８に進んでＮＯ_x吸収剤２０に流入する排気ガス
の空燃比がリッチとなるように追加の燃料が膨張行程の
後半又は排気行程中に噴射される。このときＮＯ_x吸収
剤２０からＮＯ_xが放出される。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５００からステッ
プ５１２に進んで要求負荷Ｌが第２の境界Ｙ（Ｎ）より
も低くなったか否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のとき
にはステップ５１４に進み、リーン空燃比のもとで第２
の燃焼が行われる。

【００９９】一方、ステップ５１２においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ５１３に
進んでフラグＩがセットされる。次いでステップ５０３
に進んで低温燃焼が行われる。

【０１００】

【発明の効果】煤が大気中に放出されるのを阻止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。

【図２】スモークおよびＮＯ_xの発生量等を示す図であ
る。

【図３】燃焼圧を示す図である。

【図４】燃料分子を示す図である。

【図５】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。

【図６】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。

【図７】燃焼室内における平均ガス温Ｔｇと、燃料およ
びその周囲のガス温Ｔｆの変化を示す図である。

【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。

【図９】空燃比センサの出力を示す図である。

【図１０】スロットル弁の開度等を示す図である。

【図１１】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図で
ある。

【図１２】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。

【図１３】第２の燃焼における空燃比を示す図である。

【図１４】スロットル弁等の目標開度を示す図である。

【図１５】触媒への流入排気ガス温Ｔａおよび触媒床温
度Ｔｂ，Ｔｃを示す図である。

【図１６】ＮＯ_xの吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図１７】単位時間当りのＮＯ_x吸収量のマップを示す
図である。

【図１８】ＮＯ_x放出フラグを処理するためのフローチ
ャートである。

【図１９】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。

【図２０】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体
図である。

【図２１】圧縮着火式内燃機関の更に別の実施例を示す
全体図である。

【図２２】リッチフラグを制御するためのフローチャー
トである。

【図２３】機関の運転を制御するための別の実施例を示
すフローチャートである。

【図２４】圧縮着火式内燃機関の更に別の実施例を示す
全体図である。

【図２５】機関の運転を制御するための更に別の実施例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

６…燃料噴射弁１６…スロットル弁１９…煤捕集装置２０…ＮＯ_x吸収剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 21/08 ＺＡＢＦ０２Ｄ 21/08 ＺＡＢ３０１３０１Ｈ 43/00 ＺＡＢ 43/00 ＺＡＢ３０１３０１Ｎ３０１Ｈ３０１Ｔ 45/00 ＺＡＢ 45/00 ＺＡＢ３０１３０１ＦＦ０２Ｍ 25/07 ＺＡＢＦ０２Ｍ 25/07 ＺＡＢ５５０５５０Ｆ５５０Ａ５５０Ｇ (72)発明者大橋伸基愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者伊藤和浩愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者吉▲崎▼ 康二愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内の不活性ガス量を増大していく
と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内における
燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よ
りも低くなって煤がほとんど発生しなくなる圧縮着火式
内燃機関において、機関排気通路内に煤を捕集するため
の煤捕集装置を配置し、煤の発生量がピークとなる不活
性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほと
んど発生しない第１の燃焼と、煤の発生量がピークとな
る不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない
第２の燃焼とを選択的に切換える切換手段を具備した圧
縮着火式内燃機関。
【請求項２】機関排気通路内に酸化機能を有する触媒
を配置した請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
【請求項３】上記煤捕集装置がパティキュレートフィ
ルタからなる請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
【請求項４】該パティキュレートフィルタの温度が予
め定められた温度を越えたときには上記第１の燃焼が行
われているときに燃焼室内における空燃比をリッチにす
るようにした請求項３に記載の圧縮着火式内燃機関。
【請求項５】該パティキュレートフィルタを加熱する
ための加熱手段を具備し、該パティキュレートフィルタ
により捕集されたパティキュレートを燃焼せしめるとき
には上記第１の燃焼が行われているときに該加熱手段に
よりパティキュレートフィルタを加熱するようにした請
求項３に記載の圧縮着火式内燃機関。
【請求項６】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きには排気ガス中に含まれるＮＯ_xを吸収しかつ流入す
る排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸
収したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸収剤を上記煤捕集装置
下流の機関排気通路内に配置し、上記第１の燃焼が行わ
れているときにＮＯ_x吸収剤からＮＯ _xを放出すべきと
きには燃焼室内における空燃比を一時的に理論空燃比又
はリッチにするようにした請求項１に記載の圧縮着火式
内燃機関。
【請求項７】上記第２の燃焼が行われているときにＮ
Ｏ_x吸収剤からＮＯ _xを放出すべきときには膨張行程の
後半又は排気行程中に追加の燃料を噴射してＮＯ_x吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ
にするようにした請求項６に記載の圧縮着火式内燃機
関。
【請求項８】燃焼室から排出された排気ガスを機関吸
気通路内に再循環させる再循環装置を具備し、上記不活
性ガスが再循環排気ガスからなる請求項１に記載の圧縮
着火式内燃機関。
【請求項９】上記第１の燃焼状態における排気ガス再
循環率がほぼ５５パーセント以上である請求項８に記載
の圧縮着火式内燃機関。
【請求項１０】機関の運転領域を低負荷側の第１の運
転領域と高負荷側の第２の運転領域に分割し、第１の運
転領域では第１の燃焼を行い、第２の運転領域では第２
の燃焼を行うようにした請求項１に記載の圧縮着火式内
燃機関。