JP3334596B2 - 圧縮着火式内燃機関 - Google Patents

圧縮着火式内燃機関

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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。
【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。
【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ＮＯx およびスモークの発生量ができる
だけ少なくなるように定められていた。しかしながらこ
のようにしてＥＧＲ率をＮＯx およびスモークの発生量
ができるだけ少なくなるように定めてもＮＯx およびス
モークの発生量の低下には限度があり、実際には依然と
してかなりの量のＮＯx およびスモークが発生してしま
うのが現状である。
【０００６】ところが本発明者はディーゼル機関の燃焼
の研究の過程においてＥＧＲ率を最大許容限界よりも大
きくすれば上述の如くスモークが急激に増大するがこの
スモークの発生量にはピークが存在し、このピークを越
えてＥＧＲ率を更に大きくすると今度はスモークが急激
に減少しはじめ、アイドリング運転時においてＥＧＲ率
を７０パーセント以上にすると、またＥＧＲガスを強力
に冷却した場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上
にするとスモークがほとんど零になる、即ち煤がほとん
ど発生しないことを見い出したのである。また、このと
きにはＮＯx の発生量が極めて少量となることも判明し
ている。この後この知見に基づいて煤が発生しない理由
について検討を進め、その結果これまでにない煤および
ＮＯx の同時低減が可能な新たな燃焼システムを構築す
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云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
は燃焼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ＮＯx 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。ところが吸入空気量が一定限度を
越えたとき、即ち燃料噴射量が比較的多いときに吸入空
気量が増大するにつれてＥＧＲ率を５５パーセントから
徐々に低下させると多量のスモークが発生するという問
題が生じる。
【００１０】
【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、煤の発生量がピークとなる
不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤が
ほとんど発生しない第１の燃焼と、煤の発生量がピーク
となる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少
ない第２の燃焼とを選択的に切換える切換手段と、内燃
機関の駆動力とは別個に駆動力を発生する駆動力発生手
段とを具備し、切換手段によって第１の燃焼から第２の
燃焼に又は第２の燃焼から第１の燃焼に切換えるときに
内燃機関への燃料供給量を減少させると共に駆動力発生
手段に駆動力を発生させるようにしている。
【００１１】２番目の発明では１番目の発明において、
駆動力発生手段は、第１の燃焼から第２の燃焼に又は第
２の燃焼から第１の燃焼に切換えられるときに燃料供給
量の減少による内燃機関の出力トルクの減少量とほぼ等
しい出力トルクを発生する。３番目の発明では１番目の
発明において、駆動力発生手段が電気モータからなる。
【００１２】４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。５番目の発明では４番目の発明におい
て、第１の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率
がほぼ５５パーセント以上であり、第２の燃焼が行われ
ているときの排気ガス再循環率がほぼ５０パーセント以
下である。
【００１３】６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。７番目の発明では６番目の発明において、触媒が酸
化触媒、三元触媒又はＮＯ x 吸収剤の少くとも一つから
なる。８番目の発明では６番目の発明において、第１の
燃焼状態では未燃炭化水素が煤の形ではなく煤の前駆体
又はそれ以前の形でもって燃焼室から排出され、燃焼室
から排出された未燃炭化水素が触媒によって酸化され
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１および図２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および図２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
気ダルト１３および排気ターボチャージャ１４のコンプ
レッサ１５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１７により駆動されるス
ロットル弁１８が配置される。一方、排気ポート１０は
排気マニホルド１９および排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２０を介して酸化機能を有する触媒２１を
内蔵した触媒コンバータ２２に連結され、排気マニホル
ド１９内には空燃比センサ２３が配置される。
【００１５】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
はＥＧＲ通路２４を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路
２４内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２５が配置される。
また、ＥＧＲ通路２５周りにはＥＧＲ通路２４内を流れ
るＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２６が配置され
る。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２
６内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却
される。
【００１６】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２７を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２８に連結
される。このコモンレール２８内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２９から燃料が供給され、コモンレ
ール２８内に供給された燃料は各燃料供給管２７を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２８にはコ
モンレール２８内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ３０が取付けられ、燃料圧センサ３０の出力信号に基
づいてコモンレール２８内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２９の吐出量が制御される。
【００１７】また、機関の出力軸３１には電気モータ３
２が取付けられ、図１に示される実施例ではこの電気モ
ータ３２は機関の出力軸３１上に取付けられかつ外周面
に複数個の永久磁石を取付けたロータ３３と、回転磁界
を形成する励磁コイルを巻設したステータ３４とを具備
した交流同期電動機からなる。ステータ３４の励磁コイ
ルはモータ駆動制御回路３５に接続され、このモータ駆
動制御回路３５は直流高電圧を発生するバッテリ３６に
接続される。
【００１８】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２３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。また、燃
料圧センサ３０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。アクセルペダル５
０にはアクセルペダル５０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。更に入力ポート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。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、電気モータ１７、ＥＧＲ制御弁２５、燃料ポンプ
２９およびモータ駆動制御回路３５に接続される。
【００１９】電気モータ３２のステータ３４の励磁コイ
ルへの電力の供給は通常停止せしめられており、このと
きロータ３３は機関の出力軸３１と共に回転している。
一方、電気モータ３２を駆動せしめるときにはバッテリ
３６の直流高電圧がモータ駆動制御回路３５において周
波数がｆｍで電流値がＩｍの三相交流に変換され、この
三相交流がステータ３４の励磁コイルに供給される。こ
の周波数ｆｍは励磁コイルにより発生する回転磁界をロ
ータ３３の回転に同期して回転させるのに必要な周波数
であり、この周波数ｆｍは回転数センサ５２の出力信号
に基づいてＣＰＵ４４で算出される。モータ駆動制御回
路３５ではこの周波数ｆｍが三相交流の周波数とされ
る。
【００２０】一方、電気モータ３２の出力トルクは三相
交流の電流値Ｉｍにほぼ比例する。この電流値Ｉｍは電
気モータ３２の要求出力トルクに基づきＣＰＵ４４にお
いて算出され、モータ駆動制御回路３５ではこの電流値
Ｉｍが三相交流の電流値とされる。また、機関により電
気モータ３２を駆動する状態にすると電気モータ３２は
発電機として作動し、このとき発生した電力がバッテリ
３６に回生される。機関により電気モータ３２を駆動す
べきか否かはＣＰＵ４４において判断され、機関により
電気モータ３２を駆動すべきであると判別されたときに
はモータ制御回路３５により電気モータ３２に発生した
電力がバッテリ３６に回生されるように制御される。
【００２１】図３は機関低負荷運転時においてスロット
ル弁１８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、およひスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx の排
出量の変化を示す実験例を表している。図３からわかる
ようにこの実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥ
ＧＲ率が大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下の
ときにはＥＧＲ率は６５パーセント以上となっている。
【００２２】図３に示されるようにＥＧＲ率を増大する
ことにより空燃比Ａ／Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が
４０パーセント付近となり空燃比Ａ／Ｆが３０程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、ＥＧＲ率を６５パーセ
ント以上とし、空燃比Ａ／Ｆが１５．０付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またＮ
Ｏx の発生量がかなり低くなる。一方、このときＨＣ，
ＣＯの発生量は増大し始める。
【００２３】図４（Ａ）は空燃比Ａ／Ｆが１８付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室５内の燃焼圧変
化を示しており、図４（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１３付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室５内の燃焼
圧の変化を示している。図４（Ａ）と図４（Ｂ）とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図４（Ｂ）に示す場合はスモークの発生量が多い図４
（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。
【００２４】図３および図４に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図３
に示されるようにＮＯx の発生量がかなり低下する。Ｎ
Ｏx の発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室５内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図４からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図４（Ｂ）に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室５
内の燃焼温度は低くなっていることになる。
【００２５】第２にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図３に示されるようにＨＣおよびＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図５に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図５に示
されるような炭化水素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。
【００２６】図３および図４に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室５内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。
【００２７】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止するときの燃料およびその周囲の温度、即
ち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種
々の要因によって変化するので何度であるかということ
は言えないがこの或る温度はＮＯx の発生量と深い関係
を有しており、従ってこの或る温度はＮＯx の発生量か
ら或る程度規定することができる。即ち、ＥＧＲ率が増
大するほど燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低
下し、ＮＯx の発生量が低下する。このときＮＯx の発
生量が１０p.p.m 前後又はそれ以下になったときに煤が
ほとんど発生しなくなる。従って上述の或る温度はＮＯ
x の発生量が１０p.p.m 前後又はそれ以下になったとき
の温度にほぼ一致する。
【００２８】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化触媒
等を用いた後処理でもって浄化することはできない。こ
れに対して煤の前駆体又はその前の状態の炭化水素は酸
化触媒等を用いた後処理でもって容易に浄化することが
できる。このように酸化触媒等による後処理を考えると
炭化水素を煤の前駆体又はその前の状態で燃焼室５から
排出させるか、或いは煤の形で燃焼室５から排出させる
かについては極めて大きな差がある。本発明において用
いている新たな燃焼システムは燃焼室５内において煤を
生成させることなく炭化水素を煤の前駆体又はその前の
状態の形でもって燃焼室５から排出させ、この炭化水素
を酸化触媒等により酸化せしめることを核としている。
【００２９】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室５内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料およ
びその周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際
の燃料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響するこ
とが判明している。
【００３０】即ち、燃料周りに空気しか存在しないと蒸
発した燃料はただちに空気中の酸素と反応して燃焼す
る。この場合、燃料から離れている空気の温度はさほど
上昇せず、燃料周りの温度のみが局所的に極めて高くな
る。即ち、このときには燃料から離れている空気は燃料
の燃焼熱の吸熱作用をほとんど行わない。この場合には
燃焼温度が局所的に極めて高くなるために、この燃焼熱
を受けた未燃炭化水素は煤を生成することになる。
【００３１】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃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。
【００３２】この場合、燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそ
うするのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量
が必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不
活性ガス量はそれに伴なって増大することになる。な
お、この場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用
は強力となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが
好ましいことになる。この点、ＣＯ2 やＥＧＲガスは比
較的比熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
いることは好ましいと言える。
【００３３】図６は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えたときのＥＧＲ率とス
モークとの関係を示している。即ち、図６において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。
【００３４】図６の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガス
を強力に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図６の曲線Ｂで示さ
れるようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率
が５０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。
【００３５】また、図６の曲線Ｃで示されるようにＥＧ
Ｒガスを強制的に冷却していない場合にはＥＧＲ率が５
５パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ７０パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図６は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるＥＧＲ率の下限はＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。
【００３６】図７は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のＥＧＲガス
の割合を示している。なお、図７において縦軸は燃焼室
５内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは
過給が行われないときに燃焼室５内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してお
り、Ｚ１は低負荷運転領域を示している。
【００３７】図７を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図７に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図７においてＥＧＲガスの割合、即ち混合
ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量
を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほ
ぼ５５パーセント以上、図７に示される実施例では７０
パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入された
全吸入ガス量を図７において実線Ｘとし、この全吸入ガ
ス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図７に
示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温度
は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くして
煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯx 発生
量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮＯ
x の発生量は極めて少量となる。
【００３８】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図７に示されるようにＥＧＲガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。
【００３９】一方、図７の負荷領域Ｚ２では煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘが吸入しうる全吸入
ガス量Ｙを越えてしまう。従ってこの場合、煤の発生を
阻止するのに必要な全吸入ガス量Ｘを燃焼室５内に供給
するにはＥＧＲガスおよび吸入空気の双方、或いはＥＧ
Ｒガスを過給又は加圧する必要がある。ＥＧＲガス等を
過給又は加圧しない場合には負荷領域Ｚ２では全吸入空
気量Ｘは吸入しうる全吸入空気量Ｙに一致する。従って
この場合、煤の発生を阻止するためには空気量を若干減
少させてＥＧＲガス量を増大すると共に空燃比がリッチ
のもとで燃料を燃焼せしめることになる。
【００４０】前述したように図７は燃料を理論空燃比の
もとで燃焼させる場合を示しているが図７に示される低
負荷運転領域Ｚ１において空気量を図７に示される空気
量よりも少なくても、即ち空燃比をリッチにしても煤の
発生を阻止しつつＮＯx の発生量を１０p.p.m 前後又は
それ以下にすることができ、また図７に示される低負荷
領域Ｚ１において空気量を図７に示される空気量よりも
多くしても、即ち空燃比の平均値を１７から１８のリー
ンにしても煤の発生を阻止しつつＮＯx の発生量を１０
p.p.m 前後又はそれ以下にすることができる。
【００４１】即ち、空燃比がリッチにされると燃料が過
剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制されているために
過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤が生成される
ことがない。また、このときＮＯx も極めて少量しか発
生しない。一方、平均空燃比がリーンのとき、或いは空
燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量
の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので煤は全く生成されない。更に、ＮＯx
も極めて少量しか発生しない。
【００４２】このように機関低負荷運転領域Ｚ１では空
燃比にかかわらずに、即ち空燃比がリッチであろうと、
理論空燃比であろうと、或いは平均空燃比がリーンであ
ろうと煤が生成されず、ＮＯx の発生量が極めて少量と
なる。従って燃料消費率の向上を考えるとこのとき平均
空燃比をリーンにすることが好ましいと言える。ところ
で本発明において用いられている新たな燃焼システムの
もとで煤およびＮＯx 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
を越えると即ち、要求負荷が一定限度よりも高くなると
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。ところがこの場合図３に示される実
験例では、吸入空気量が増大するにつれて即ち、要求負
荷が高くなるにつれてＥＧＲ率をほぼ６５パーセントか
ら徐々に低下させると、即ち要求負荷が高くなるにつれ
て徐々に空燃比を大きくしていくと多量のスモークが発
生することになる。従って要求負荷が一定限度を越えた
ときに要求負荷が高くなるにつれてＥＧＲ率をほぼ６５
パーセントから徐々に低下させ、空燃比を徐々に大きく
することはできない。
【００４３】この場合、多量のスモークが発生するのを
阻止するためには要求負荷が一定限度を越えたときに多
量のスモークが発生するほぼ４０パーセントからほぼ６
５パーセントのＥＧＲ率範囲を飛び越す必要がある。即
ち、要求負荷が低いときにはＥＧＲ率を少くともほぼ５
５パーセント以上に維持し、要求負荷が高くなってＥＧ
Ｒ率をほぼ５５パーセント以上に維持できなくなったと
きにはＥＧＲ率をステップ状にほぼ５０パーセント以下
まで低下させる必要がある。
【００４４】ＥＧＲ率がほぼ５０パーセント以上のとき
には前述したように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っており、このと
き第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われている。これに対
してＥＧＲ率がほぼ５０パーセント以下まで低下せしめ
られたときには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高くなり、このときにはもはや第１
の燃焼、即ち低温燃焼を行うことはできない。本発明に
よる実施例でこのように低温燃焼を行うことができない
ときには第２の燃焼、即ち従来より普通に行われている
燃焼が行われる。なお、ここで第１の燃焼、即ち低温燃
焼とはこれまでの説明から明らかなように煤の発生量が
ピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス
量が多く煤がほとんど発生しない燃焼のことを云い、第
２の燃焼、即ち従来より普通に行われている燃焼とは煤
の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の
不活性ガス量が少ない燃焼のことを云う。
【００４５】図８はＥＧＲ率がほぼ５５パーセント以上
とされる第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われる第１の運
転領域Ｉと、ＥＧＲ率がほぼ５０パーセント以下とされ
る第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の燃料領域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５０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。
【００４６】即ち、機関の運転状態が第１の運転領域Ｉ
にあって第１の燃焼、即ち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、第２の燃焼に切換えられる。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、第２の燃焼から第１の燃焼に切換えられる。
【００４７】このように第１の境界Ｘ（Ｎ）と第１の境
界Ｘ（Ｎ）よりも低負荷側の第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の高負荷側では比較的燃焼温度
が高く、このとき要求負荷Ｌ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、要求負荷Ｌ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。
【００４８】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２１により良好に酸化せしめられる。触媒２
１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。
【００４９】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。
【００５０】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２１として用いるこ
とができる。図９は空燃比センサ２３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２３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２３の出力電流Ｉから空燃比を知ることができる。
【００５１】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における運転制御の具体的な一
例について説明する。図１０は要求負荷Ｌに対するスロ
ットル弁１８の開度、ＥＧＲ制御弁２５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負荷Ｌの低い第１の運転領域Ｉ
ではスロットル弁１８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２５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１０に示される具体例では第１の運転領域Ｉで
はＥＧＲ率がほぼ７０パーセントとされており、空燃比
は１５から１８程度のリーン空燃比とされている。
【００５２】云い換えると第１の運転領域ＩではＥＧＲ
率がほぼ７０パーセントとなり、空燃比が１５から１８
程度のリーン空燃比となるようにスロットル弁１８の開
度およびＥＧＲ制御弁２５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２３の出力信号に基づい
てスロットル弁１８の開度、ＥＧＲ制御弁２５の開度又
は燃焼噴射量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。
【００５３】前述したようにアイドリング運転時にはス
ロットル弁１８は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧ
Ｒ制御弁２５も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロッ
トル弁１８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１８が全閉近くまで閉弁せしめられる。
【００５４】機関の運転状態が第１の運転領域Ｉである
ときには煤およびＮＯx はほとんど発生せず、排気ガス
中に含まれる煤の前駆体又はその前の状態の炭化水素は
触媒２１により酸化せしめられる。一方、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。この第２の運転領域IIではスロットル弁１８
は一部を除いて全開状態に保持され、ＥＧＲ制御弁２５
の開度は要求負荷Ｌが高くなるほど小さくされる。従っ
てＥＧＲ率は要求負荷Ｌが高くなるほど低くなり、空燃
比は要求負荷Ｌが高くなるほど大きくなる。ただし、空
燃比は要求負荷Ｌが高くなってもリーン空燃比とされ
る。また、第２の燃焼では煤およびＮＯx が若干発生す
るが低温燃焼に比べて熱効率は高く、従って第１の運転
領域Ｉと第２の運転領域IIの境界では第２の運転領域II
における噴射量が第１の運転領域Ｉにおける噴射量より
も少なくなる。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。
【００５５】ところで前述したように第１の燃焼から第
２の燃焼へ、又は第２の燃焼から第１の燃焼へ切換えら
れるときに多量のスモークが発生するのを阻止するため
にはこのとき多量のスモークが発生するほぼ４０パーセ
ントからほぼ６５パーセントのＥＧＲ率範囲を飛び越す
ようにＥＧＲ率を瞬時に変化させる必要がある。ところ
が本発明による実施例ではこのとき図１０に示されるよ
うにスロットル弁開度を変化させることによりＥＧＲ率
を変化させるようにしている。しかしながらこのように
スロットル弁開度を変化させることによってＥＧＲ率を
変化させるようにした場合にはＥＧＲ率を瞬時に変化さ
せることができない。
【００５６】即ち、まず、第１にスロットル弁開度を瞬
時に変化させることはできない。第２に、スロットル弁
開度が変化し、それによってサージタンク１２内の圧力
が変化すると暫らくしてからサージタンク１２内に供給
されるＥＧＲ量が変化する。従ってスロットル開度が変
化してから燃焼室５内におけるＥＧＲ率が変化するまで
若干の時間を要する。従って上述したようにスロットル
弁開度を変化させることによってＥＧＲ率を瞬時に変化
させることはできない。これはＥＧＲ制御弁開度を変化
させることによりＥＧＲ率を変化させるようにした場合
も同じである。
【００５７】そこで本発明による第１実施例では第１の
燃焼から第２の燃焼へ、又は第２の燃焼から第１の燃焼
に切換えるときには燃料噴射量を一時的に機関の運転に
必要な最小噴射量、例えばアイドリング運転に必要な噴
射量まで低減し、このとき電気モータ３２を駆動して噴
射量の低減による機関の出力トルクの低下量とほぼ等し
い出力トルクを電気モータ３２に発生させるようにして
いる。
【００５８】図１１の縦軸Ｔｒは機関の出力トルクを示
しており、横軸Ｎは機関回転数を示しており、各実線は
アクセルペダル５０の同一踏込み量における機関出力ト
ルクＴｒと機関回転数Ｎとの関係を示している。また、
図１１において実線Ａはアクセルペダル５０の踏込み量
が零のとき、実線Ｂはアクセルペダル５０の踏込み量が
最大のときを示しており、実線Ａから実線Ｂに向けてア
クセルペダル５０の踏込み量が増大していく。
【００５９】図１１において鎖線Ｃは燃料噴射量がアイ
ドリング運転に必要な噴射量とされたときの機関の出力
トルクを示している。燃料噴射量がアイドリング運転に
必要な噴射量まで低減せしめられるとたとえＥＧＲ率が
４０パーセントから６０パーセントになっても煤の発生
量はかなり少なくなる。従って第１の燃焼から第２の燃
焼へ、又は第２の燃焼から第１の燃焼へ切換えられると
きに燃料噴射量がアイドリング運転に必要な噴射量に一
時的に低減せしめられると煤の発生量はかなり少なくな
る。
【００６０】一方、今図１１のＤ点において第２の燃焼
が行われており、この状態で第１の燃焼に切換えるべく
燃料噴射量がアイドリング運転に必要な噴射量に切換え
られたとすると機関の出力トルクＴｒは図１１において
ΔＴｒだけ減少せしめられる。このとき第１の実施例で
は電気モータ３２が出力トルクΔＴｒを発生するように
駆動され、斯くして出力軸３１に発生する出力トルクは
変動しないことになる。
【００６１】図１２は機関の運転状態が第１の運転領域
Ｉから第２の運転領域IIに切換えられるときを示してい
る。アクセルペダル５０の踏込み量Ｌが図１２の時刻ｔ
0 において第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えたとするとスロッ
トル弁開度を第２の運転領域IIに対して予め定められて
いる目標開度とすべき信号が電気モータ１７に与えられ
る。更にこのとき噴射量がアイドリング運転に必要な噴
射量まで低減され、電気モータ３２が機関出力トルクの
低下量とほぼ等しい出力トルクを発生するように駆動さ
れ、燃料噴射時期が早くされる。
【００６２】スロットル弁開度を第２の運転領域IIに対
して予め定められている目標開度とすべき信号が電気モ
ータ１７に与えられるとスロットル弁開度が増大し、Ｅ
ＧＲ率が７０パーセント程度から４０パーセント以下ま
で低下せしめられる。この間、ＥＧＲ率は一時的に４０
パーセントから６０パーセントの間となるがこのとき燃
料噴射量が少ないので煤の発生量はかなり小さくなる。
【００６３】時刻ｔ0 から一定時間Δｔを経過するとＥ
ＧＲ率は第２の運転領域IIにおける目標ＥＧＲ率とな
る。このとき噴射量および噴射時期は夫々第２の運転領
域IIにおける目標噴射量および目標噴射時期とされ、電
気モータ３２への駆動電力の供給が停止される。図１３
は機関の運転状態が第２の運転領域IIから第１の運転領
域Ｉに切換えられるときを示している。アクセルペダル
５０の踏込み量Ｌが図１３の時刻ｔ0 において第２の境
界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなったとするとスロットル弁開
度を第１の運転領域Ｉに対して予め定められている目標
開度とすべき信号が電気モータ１７に与えられる。更に
このとき噴射量がアイドリング運転に必要な噴射量まで
低減され、電気モータ３２が機関出力トルクの低下量と
ほぼ等しい出力トルクを発生するように駆動され、燃料
噴射時期が早くされる。
【００６４】スロットル弁開度を第１の運転領域Ｉに対
して予め定められている目標開度とすべき信号が電気モ
ータ１７に与えられるとスロットル弁開度が減少し、Ｅ
ＧＲ率が４０パーセント以下から７０パーセント程度ま
で増大せしめられる。この間、ＥＧＲ率は一時的に４０
パーセントから６０パーセントの間となるがこのとき燃
料噴射量が少ないので煤の発生量はかなり小さくなる。
【００６５】時刻ｔ0 から一定時間Δｔを経過するとＥ
ＧＲ率は第１の運転領域Ｉにおける目標ＥＧＲ率とな
る。このとき噴射量および噴射時期は夫々第１の運転領
域Ｉにおける目標噴射量および目標噴射時期とされ、電
気モータ３２への駆動電力の供給が停止される。図１４
および図１５は第１実施例を実行するための運転制御ル
ーチンを示している。
【００６６】図１４および図１５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に進んでフラグＩがセットされてから一
定時間Δｔ（図１３）が経過したか否かが判別される。
フラグＩがセットされてから一定時間Δｔを経過してい
るときにはステップ１０２に進んで要求負荷Ｌが図８に
示す第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判
別される。
【００６７】Ｌ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ１１０に
進んで図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌ
等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳおよび噴射完了時
期θＥが求められ、これらに基づいて燃料噴射が行われ
る。次いでステップ１１１ではスロットル弁１８の開度
が図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌに応
じた開度に制御される。次いでステップ１１２ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第１の運転領域Ｉに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。従ってこの
ときには第１の燃焼が行われる。
【００６８】一方、ステップ１０２においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ１０３に進んで
フラグＩがリセットされる。次いでステップ１０４では
アクセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに
基づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルク
Ｔｒが算出される。次いでステップ１０５では燃料噴射
量をアイドリング運転時の噴射量まで低減した場合の機
関出力トルクの低下量ΔＴｒが電気モータ３２の発生す
べき出力トルクＴｍとされる。
【００６９】次いでステップ１０６では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ１０７では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ１０８では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ１０
９では燃料噴射量がアイドリング運転時の噴射量とさ
れ、噴射時期が早められる。
【００７０】次いでステップ１２３ではスロットル弁１
８の開度が図１０の第２の運転領域IIに示される要求負
荷Ｌに応じた開度に制御される。即ち、スロットル弁１
８が開弁せしめられる。次いでステップ１２４ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。フラグＩが
リセットされるとステップ１００からステップ１１３に
進んでフラグＩがリセットされてから一定時間Δｔ（図
１２）が経過したか否かが判別される。フラグＩがリセ
ットされてから一定時間Δｔが経過していないときには
ステップ１０４に進む。従ってフラグＩがリセットされ
ると電気モータ３２が一定時間Δｔだけ駆動され、この
間燃料噴射量が低減せしめられることがわかる。
【００７１】一方、フラグＩがリセットされてから一定
時間Δｔが経過するとステップ１１４に進んで要求負荷
Ｌが図８に示す第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなった
か否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはステップ
１２２にジャンプして図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌ等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳお
よび噴射完了時期θＥが求められ、これらに基づいて燃
料噴射が行われる。次いでステップ１２３に進む。従っ
てこのときには第２の燃焼が行われる。
【００７２】次いでステップ１１４においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ１１５に進んで
フラグＩがセットされる。次いでステップ１１６ではア
クセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに基
づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルクＴ
ｒが算出される。次いでステップ１１７では燃料噴射量
をアイドリング運転時の噴射量まで低減した場合の機関
出力トルクの低下量ΔＴｒが電気モータ３２の発生すべ
き出力トルクＴｍとされる。
【００７３】次いでステップ１１８では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ１１９では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ１２０では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ１２
１では燃料噴射量がアイドリング運転時の噴射量とさ
れ、噴射時期が早められる。
【００７４】次いでステップ１１１ではスロットル弁１
８の開度が図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負
荷Ｌに応じた開度に制御される。即ち、スロットル弁１
８が閉弁方向に回動せしめられる。次いでステップ１１
２ではＥＧＲ制御弁２５の開度が図１０の第１の運転領
域Ｉに示される要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。
【００７５】フラグＩがセットされると前述したように
ステップ１００からステップ１０１に進んでフラグＩが
セットされてから一定時間Δｔ（図１３）が経過したか
否かが判別される。フラグＩがセットされてから一定時
間Δｔが経過していないときにはステップ１１６に進
む。従ってフラグＩがセットされると電気モータ３２が
一定時間Δｔだけ駆動され、この間燃料噴射量が低減せ
しめられることがわかる。
【００７６】一方、フラグＩがセットされてから一定時
間Δｔが経過するとステップ１０２に進み、Ｌ≦Ｘ
（Ｎ）であればステップ１１０に進んで第１の燃焼が行
われる。図１６から図１９に第２実施例を示す。図１６
は機関の運転状態が第１の運転領域Ｉから第２の運転領
域IIに切換えられるときを示しており、このときは図１
２に示される第１実施例と同じ運転制御が行われる。即
ち、アクセルペダル５０の踏込み量Ｌが図１６の時刻ｔ
0 において第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えたとするとスロッ
トル弁開度を第２の運転領域IIに対して予め定められて
いる目標開度とすべき信号が電気モータ１７に与えられ
る。更にこのとき噴射量がアイドリング運転に必要な噴
射量まで低減され、電気モータ３２が機関出力トルクの
低下量とほぼ等しい出力トルクを発生するように駆動さ
れ、燃料噴射時期が早くされる。
【００７７】スロットル弁開度を第２の運転領域IIに対
して予め定められている目標開度とすべき信号が電気モ
ータ１７に与えられるとスロットル弁開度が増大し、Ｅ
ＧＲ率が７０パーセント程度から４０パーセント以下ま
で低下せしめられる。この間、ＥＧＲ率は一時的に４０
パーセントから６０パーセントの間となるがこのとき燃
料噴射量が少ないので煤の発生量はかなり小さくなる。
【００７８】時刻ｔ0 から一定時間Δｔを経過するとＥ
ＧＲ率は第２の運転領域IIにおける目標ＥＧＲ率とな
る。このとき噴射量および噴射時期は夫々第２の運転領
域IIにおける目標噴射量および目標噴射時期とされ、電
気モータ３２への駆動電力の供給が停止される。一方、
図１７は機関の運転状態が第２の運転領域IIから第１の
運転領域Ｉに切換えられるときを示している。アクセル
ペダル５０の踏込み量Ｌが図１７の時刻ｔ0 において第
２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなったとするとスロット
ル弁開度を第１の運転領域Ｉにおけるアイドリング運転
時の目標開度とすべき信号が電気モータ１７に与えら
れ、ＥＧＲ制御弁開度を第１の運転領域Ｉにおけるアイ
ドリング運転時の目標開度とすべき信号がＥＧＲ制御弁
２５に与えられる。更にこのとき噴射量がアイドリング
運転に必要な噴射量まで低減され、電気モータ３２が機
関出力トルクの低下量とほぼ等しい出力トルクを発生す
るように駆動され、燃料噴射時期が早くされる。
【００７９】スロットル弁開度およびＥＧＲ制御弁開度
がアイドリング運転時における目標開度まで低下せしめ
られると圧縮行程末期の燃焼室５内の圧力が低くなるた
めに燃焼室５内のガス温も低くなり、斯くして第１の燃
焼、即ち低温燃焼がただちに開始される。次いでスロッ
トル弁開度およびＥＧＲ制御弁開度は夫々第１の運転領
域Ｉにおける目標開度まで増大せしめられる。次いでス
ロットル弁開度およびＥＧＲ制御弁開度が夫々第１の運
転領域Ｉにおける目標開度になると、即ち時刻ｔ0 から
一定時間Δｔ′を経過すると噴射量および噴射時期は夫
々第１の運転領域Ｉにおける目標噴射量および目標噴射
時期とされ、電気モータ３２への駆動電力の供給が停止
される。
【００８０】図１８および図１９は第２実施例を実行す
るための運転制御ルーチンを示している。図１８および
図１９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２０１に進んでフ
ラグＩがセットされてから一定時間Δｔ′（図１７）が
経過したか否かが判別される。フラグＩがセットされて
から一定時間Δｔ′を経過しているときにはステップ２
０２に進んで要求負荷Ｌが図８に示す第１の境界Ｘ
（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別される。
【００８１】Ｌ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ２１０に
進んで図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌ
等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳおよび噴射完了時
期θＥが求められ、これらに基づいて燃料噴射が行われ
る。次いでステップ２１１ではスロットル弁１８の開度
が図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌに応
じた開度に制御される。次いでステップ２１２ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第１の運転領域Ｉに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。従ってこの
ときには第１の燃焼が行われる。
【００８２】一方、ステップ２０２においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ２０３に進んで
フラグＩがリセットされる。次いでステップ２０４では
アクセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに
基づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルク
Ｔｒが算出される。次いでステップ２０５では燃料噴射
量をアイドリング運転時の噴射量まで低減した場合の機
関出力トルクの低下量ΔＴｒが電気モータ３２の発生す
べき出力トルクＴｍとされる。
【００８３】次いでステップ２０６では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ２０７では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ２０８では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ２０
９では燃料噴射量がアイドリング運転時の噴射量とさ
れ、噴射時期が早められる。
【００８４】次いでステップ２２５ではスロットル弁１
８の開度が図１０の第２の運転領域IIに示される要求負
荷Ｌに応じた開度に制御される。即ち、スロットル弁１
６が開弁せしめられる。次いでステップ２２６ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。フラグＩが
リセットされるとステップ２００からステップ２１３に
進んでフラグＩがリセットされてから一定時間Δｔ（図
１６）が経過したか否かが判別される。フラグＩがリセ
ットされてから一定時間Δｔが経過していないときには
ステップ２０４に進む。従ってフラグＩがリセットされ
ると電気モータ３２が一定時間Δｔだけ駆動され、この
間燃料噴射量が低減せしめられることがわかる。
【００８５】一方、フラグＩがリセットされてから一定
時間Δｔが経過するとステップ２１４に進んで要求負荷
Ｌが図８に示す第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなった
か否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはステップ
２２４にジャンプして図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌ等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳお
よび噴射完了時期θＥが求められ、これらに基づいて燃
料噴射が行われる。次いでステップ２２５に進む。従っ
てこのときには第２の燃焼が行われる。
【００８６】次いでステップ２１４においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ２１５に進んで
フラグＩがセットされる。次いでステップ２１６ではア
クセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに基
づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルクＴ
ｒが算出される。次いでステップ２１７では燃料噴射量
をアイドリング運転時の噴射量まで低減した場合の機関
出力トルクの低下量ΔＴｒが電気モータ３２の発生すべ
き出力トルクＴｍとされる。
【００８７】次いでステップ２１８では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ２１９では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ２２０では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ２２
１では燃料噴射量がアイドリング運転時の噴射量とさ
れ、噴射時期が早められる。
【００８８】次いでステップ２２２では図１７に示され
るようにスロットル弁開度が一旦アイドリング運転時に
おける開度まで閉弁せしめられ、次いで図１０の第１の
運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌに応じた開度まで開弁
せしめられる。次いでステップ２２３では図１７に示さ
れるようにＥＧＲ制御弁開度が一旦アイドリング運転時
における開度まで閉弁せしめられ、次いで図１０の第１
の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌに応じた開度まで開
弁せしめられる。
【００８９】フラグＩがセットされると前述したように
ステップ２００からステップ２０１に進んでフラグＩが
セットされてから一定時間Δｔ′（図１７）が経過した
か否かが判別される。フラグＩがセットされてから一定
時間Δｔ′が経過していないときにはステップ２１６に
進む。従ってフラグＩがセットされると電気モータ３２
が一定時間Δｔ′だけ駆動され、この間燃料噴射量が低
減せしめられることがわかる。
【００９０】一方、フラグＩがセットされてから一定時
間Δｔ′が経過するとステップ２０２に進み、Ｌ≦Ｘ
（Ｎ）であればステップ２１０に進んで第１の燃焼が行
われる。図２０から図２３に第３実施例を示す。機関の
運転状態が第１の運転領域Ｉから第２の運転領域IIに切
換えられるときを示している図２０を参照するとアクセ
ルペダル５０の踏込み量Ｌが時刻ｔ0 において第１の境
界Ｘ（Ｎ）を越えたとするとスロットル弁開度を第２の
運転領域IIに対して予め定められている目標開度とすべ
き信号が電気モータ１７に与えられる。更にこのとき燃
料噴射が停止され、電気モータ３２が機関出力トルクの
低下量とほぼ等しい出力トルクを発生するように駆動さ
れる。
【００９１】スロットル弁開度を第２の運転領域IIに対
して予め定められている目標開度とすべき信号が電気モ
ータ１７に与えられるとスロットル弁開度が増大し、Ｅ
ＧＲ率が７０パーセント程度から４０パーセント以下ま
で低下せしめられる。この間、ＥＧＲ率は一時的に４０
パーセントから６０パーセントの間となるがこのとき燃
料噴射が停止せしめられているので全く煤が発生するこ
とがない。
【００９２】時刻ｔ0 から一定時間Δｔを経過するとＥ
ＧＲ率は第２の運転領域IIにおける目標ＥＧＲ率とな
る。このとき噴射量および噴射時期は夫々第２の運転領
域IIにおける目標噴射量および目標噴射時期とされ、電
気モータ３２への駆動電力の供給が停止される。図２１
は機関の運転状態が第２の運転領域IIから第１の運転領
域Ｉに切換えられるときを示している。アクセルペダル
５０の踏込み量Ｌが図２１の時刻ｔ0 において第２の境
界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなったとするとスロットル弁開
度を第１の運転領域Ｉに対して予め定められている目標
開度とすべき信号が電気モータ１７に与えられる。更に
このとき燃料噴射が停止され、電気モータ３２が機関出
力トルクの低下量とほぼ等しい出力トルクを発生するよ
うに駆動される。
【００９３】スロットル弁開度を第１の運転領域Ｉに対
して予め定められている目標開度とすべき信号が電気モ
ータ１７に与えられるとスロットル弁開度が減少し、Ｅ
ＧＲ率が４０パーセント以下から７０パーセント程度ま
で増大せしめられる。この間、ＥＧＲ率は一時的に４０
パーセントから６０パーセントの間となるがこのとき燃
料噴射が停止せしめられているので煤が全く発生しな
い。
【００９４】時刻ｔ0 から一定時間Δｔを経過するとＥ
ＧＲ率は第１の運転領域Ｉにおける目標ＥＧＲ率とな
る。このとき噴射量および噴射時期は夫々第１の運転領
域Ｉにおける目標噴射量および目標噴射時期とされ、電
気モータ３２への駆動電力の供給が停止される。図２２
および図２３は第３実施例を実行するための運転制御ル
ーチンを示している。
【００９５】図２２および図２３を参照するとまず初め
にステップ３００において機関の運転領域が第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３０１に進んでフラグＩがセットされてから一
定時間Δｔ（図２１）が経過したか否かが判別される。
フラグＩがセットされてから一定時間Δｔを経過してい
るときにはステップ３０２に進んで要求負荷Ｌが図８に
示す第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判
別される。
【００９６】Ｌ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ３１０に
進んで図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌ
等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳおよび噴射完了時
期θＥが求められ、これらに基づいて燃料噴射が行われ
る。次いでステップ３１１ではスロットル弁１８の開度
が図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負荷Ｌに応
じた開度に制御される。次いでステップ３１２ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第１の運転領域Ｉに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。従ってこの
ときには第１の燃焼が行われる。
【００９７】一方、ステップ３０２においてＬ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ３０３に進んで
フラグＩがリセットされる。次いでステップ３０４では
アクセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに
基づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルク
Ｔｒが算出される。次いでステップ３０５ではこの機関
出力トルクＴｒが電気モータ３２の発生すべき出力トル
クＴｍとされる。
【００９８】次いでステップ３０６では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ３０７では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ３０８では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ３０
９では燃料噴射を停止する処理が行われる。
【００９９】次いでステップ３２９ではスロットル弁１
８の開度が図１０の第２の運転領域IIに示される要求負
荷Ｌに応じた開度に制御される。即ち、スロットル弁１
８が開弁せしめられる。次いでステップ３２４ではＥＧ
Ｒ制御弁２５の開度が図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。フラグＩが
リセットされるとステップ３００からステップ３１３に
進んでフラグＩがリセットされてから一定時間Δｔ（図
２０）が経過したか否かが判別される。フラグＩがリセ
ットされてから一定時間Δｔが経過していないときには
ステップ３０４に進む。従ってフラグＩがリセットされ
ると電気モータ３２が一定時間Δｔだけ駆動され、この
間燃料噴射が停止せしめられることがわかる。
【０１００】一方、フラグＩがリセットされてから一定
時間Δｔが経過するとステップ３１４に進んで要求負荷
Ｌが図８に示す第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも小さくなった
か否かが判別される。Ｌ≧Ｙ（Ｎ）のときにはステップ
３２２にジャンプして図１０の第２の運転領域IIに示さ
れる要求負荷Ｌ等に応じた噴射量、噴射開始時期θＳお
よび噴射完了時期θＥが求められ、これらに基づいて燃
料噴射が行われる。次いでステップ３２３に進む。従っ
てこのときには第２の燃焼が行われる。
【０１０１】次いでステップ３１４においてＬ＜Ｙ
（Ｎ）になったと判断されるとステップ３１５に進んで
フラグＩがセットされる。次いでステップ３１６ではア
クセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎに基
づいて図１１に示す関係から現在の機関の出力トルクＴ
ｒが算出される。次いでステップ３１７ではこの機関出
力トルクＴｒが電気モータ３２の発生すべき出力トルク
Ｔｍとされる。
【０１０２】次いでステップ３１８では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ３１９では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ３２０では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。次いでステップ３２
１では燃料噴射を停止する処理が行われる。
【０１０３】次いでステップ３１１ではスロットル弁１
８の開度が図１０の第１の運転領域Ｉに示される要求負
荷Ｌに応じた開度に制御される。即ち、スロットル弁１
８が閉弁方向に回動せしめられる。次いでステップ３１
２ではＥＧＲ制御弁２５の開度が図１０の第１の運転領
域Ｉに示される要求負荷Ｌに応じた開度に制御される。
【０１０４】フラグＩがセットされると前述したように
ステップ３００からステップ３０１に進んでフラグＩが
セットされてから一定時間Δｔ（図２１）が経過したか
否かが判別される。フラグＩがセットされてから一定時
間Δｔが経過していないときにはステップ３１６に進
む。従ってフラグＩがセットされると電気モータ３２が
一定時間Δｔだけ駆動され、この間燃料噴射が停止せし
められることがわかる。
【０１０５】一方、フラグＩがセットされてから一定時
間Δｔが経過するとステップ３０２に進み、Ｌ≦Ｘ
（Ｎ）であればステップ３１０に進んで第１の燃焼が行
われる。次に加速運転時および減速運転時における運転
制御について説明する。本発明による実施例では排気タ
ーボチャージャ１４が作動しない運転領域の加速運転時
でも良好な加速運転が得られるように加速運転時に電気
モータ３２が駆動される。一方、減速運転時には電気モ
ータ３２が発電機として作動せしめられ、発生した電力
が回生される。
【０１０６】図２４は加減速時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２４を参照するとまず初めにステップ４００
において例えばアクセルペダル５０の踏込み量Ｌの変化
量ΔＬ（＞０）から加速運転時であるか否かが判別され
る。加速運転時であるときにはステップ４０１に進んで
電気モータ３２が発生すべき出力トルクＴｍが算出され
る。この出力トルクＴｍは図２５に示されるようにアク
セルペダル５０の踏込み量Ｌの変化量ΔＬが大きいほど
大きくなる。次いでステップ４０２では電気モータ３２
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３２に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ４０３では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
２に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ４０４では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３２に供給され、それによって電
気モータ３２が駆動せしめられる。このように加速運転
時には機関の出力トルクに電気モータの出力トルクが重
畳される。
【０１０７】次いでステップ４０５では例えばアクセル
ペダル５０の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎから減速運転時
であるか否かが判別される。減速運転時であるときには
ステップ４０６に進んで電気モータ３２が発電機として
作動せしめられ、発生した電力がバッテリ３６に回生せ
しめられる。
【０１０８】
【発明の効果】第１の燃焼から第２の燃焼へ又は第２の
燃焼から第１の燃焼へ切換えられるときに煤が発生する
のを抑制することができる。
【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】機関本体の側面断面図である。
【図３】スモークおよびＮＯx の発生量等を示す図であ
る。
【図４】燃焼圧を示す図である。
【図５】燃料分子を示す図である。
【図６】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。
【図７】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。
【図８】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】機関の出力トルクを示す図である。
【図１２】第１実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】第１実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】第１実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図１５】第１実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図１６】第２実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】第２実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１８】第２実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図１９】第２実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図２０】第３実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図２１】第３実施例における電気モータおよび噴射量
等の制御を説明するためのタイムチャートである。
【図２２】第３実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図２３】第３実施例における運転制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
【図２４】加減速処理を行うためのフローチャートであ
る。
【図２５】電気モータが発生すべき出力トルクを示す図
である。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁 １８…スロットル弁 ２５…ＥＧＲ制御弁 ３２…電気モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 21/08 Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｄ 29/02 ＺＡＢＤ 29/02 ＺＡＢ 41/02 ３８０Ｅ 41/02 ３８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｄ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ ５７０Ｊ ＺＡＢ ＺＡＢ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 6/02 - 6/04 B60L 11/00 - 11/18 F02D 13/00 - 28/00 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 F02M 25/06 - 25/07 F01N 3/00 - 3/08

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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、煤の発生量がピークとなる不活性ガ
    ス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤がほとんど
    発生しない第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不
    活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない第２
    の燃焼とを選択的に切換える切換手段と、内燃機関の駆
    動力とは別個に駆動力を発生する駆動力発生手段とを具
    備し、上記切換手段によって第１の燃焼から第２の燃焼
    に又は第２の燃焼から第１の燃焼に切換えるときに内燃
    機関への燃料供給量を減少させると共に該駆動力発生手
    段に駆動力を発生させるようにした圧縮着火式内燃機
    関。
  2. 【請求項２】 上記駆動力発生手段は、第１の燃焼から
    第２の燃焼に又は第２の燃焼から第１の燃焼に切換えら
    れるときに上記燃料供給量の減少による内燃機関の出力
    トルクの減少量とほぼ等しい出力トルクを発生する請求
    項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
  3. 【請求項３】 上記駆動力発生手段が電気モータからな
    る請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
  4. 【請求項４】 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。
  5. 【請求項５】 第１の燃焼が行われているときの排気ガ
    ス再循環率がほぼ５５パーセント以上であり、第２の燃
    焼が行われているときの排気ガス再循環率がほぼ５０パ
    ーセント以下である請求項４に記載の圧縮着火式内燃機
    関。
  6. 【請求項６】 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。
  7. 【請求項７】 該触媒が酸化触媒、三元触媒又はＮＯx
    吸収剤の少くとも一つからなる請求項６に記載の圧縮着
    火式内燃機関。
  8. 【請求項８】 上記第１の燃焼状態では未燃炭化水素が
    煤の形ではなく煤の前駆体又はそれ以前の形でもって燃
    焼室から排出され、燃焼室から排出された未燃炭化水素
    が上記触媒によって酸化される請求項６の圧縮着火式内
    燃機関。
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