JP3409717B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。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 NOx. Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated into the engine intake passage through the 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 NOx generation amount decreases, and therefore, the higher the EGR rate, the lower the NOx generation amount.

【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 NOx produced 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 specified 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 NOx and smoke produced is as small as possible, there is a limit to the reduction in the amount of NOx and smoke produced, and in reality, a considerable amount of N 2 is still generated.
The present situation is that Ox and smoke are generated.

【０００６】ところがディーゼル機関の燃焼の研究の過
程においてＥＧＲ率を最大許容限界よりも大きくすれば
上述の如くスモークが急激に増大するがこのスモークの
発生量にはピークが存在し、このピークを越えてＥＧＲ
率を更に大きくすると今度はスモークが急激に減少しは
じめ、アイドリング運転時においてＥＧＲ率を７０パー
セント以上にすると、またＥＧＲガスを強力に冷却した
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にするとス
モークがほとんど零になる。即ち煤がほとんど発生しな
いことが見い出されたのである。また、このときにはＮ
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
If the rate is further increased, the smoke will start to decrease sharply this time. If the EGR rate is set to 70% or more during idling, and if the EGR rate is set to 55% or more when the EGR gas is strongly cooled, the smoke will be reduced. It becomes almost zero. That is, it was found that soot is hardly generated. At this time, N
It has also been found that the amount of Ox 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。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.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな新たな燃焼システムについてはまだ開示されていな
い。そのため、既に開示されている従来の燃焼システム
では、上述した新たな燃焼システムに基づく新たな効果
を奏することができない。However, the new combustion system as described above has not been disclosed yet. Therefore, the conventional combustion system that has already been disclosed cannot exert the new effect based on the new combustion system described above.

【００１０】そこで、本発明は、内燃機関から煤（スモ
ーク）が排出されること及びＮＯｘが排出されることを
同時に阻止しつつ、エンジンストールの発生を阻止する
ことができる内燃機関を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides an internal combustion engine capable of preventing the occurrence of engine stall while simultaneously preventing soot (smoke) and NOx from being discharged from the internal combustion engine. With the goal.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、燃焼室内に供給される不活性ガスの量を増大し
ていくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、前
記燃焼室内に供給される不活性ガスの量を更に増大して
いくと前記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であって、煤の発生量がピー
クとなる不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に供給され
る不活性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない燃焼が
行われるときにエンジンストールの発生が予測されると
きには、前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのを禁
止するようにした内燃機関が提供される。According to the invention described in claim 1, when the amount of the inert gas supplied into the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak. When the amount of the inert gas supplied into the combustion chamber is further increased, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber becomes lower than the soot generation temperature, and soot is hardly generated. In the engine, the generation of engine stall occurs when the combustion is performed 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 amount of soot is peaked and the soot is hardly generated. to come <br/> to be predicted, an internal combustion engine be prohibited from performing combustion the soot is hardly generated is provided.

【００１２】請求項１に記載の内燃機関では、煤の発生
量がピークとなる不活性ガスの量よりも燃焼室内に供給
される不活性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない燃
焼が実行可能であるため、内燃機関から煤が排出される
こと及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止すること
ができる。更に、前記煤がほとんど発生しない燃焼が行
われるときであってエンジンストールの発生が予測され
るときに、前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのが
禁止される。ところで、前記煤がほとんど発生しない燃
焼は、燃焼室内に供給される不活性ガスの量が多いため
に比較的酸素が不足した条件下で行われる、つまり、比
較的厳しい燃焼条件下で行われる。そのため、前記煤が
ほとんど発生しない燃焼を行うとエンジンストールが発
生してしまうような時には、前記煤がほとんど発生しな
い燃焼を行うのを禁止して、エンジンストールが発生し
ないようにする必要がある。そこで上述したように請求
項１に記載の内燃機関では、前記煤がほとんど発生しな
い燃焼が行われるときであってエンジンストールの発生
が予測されるときに、前記煤がほとんど発生しない燃焼
を行うのが禁止される。その結果、エンジンストールの
発生を阻止することができる。In the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the combustion can be executed 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 amount of generated soot peaks, and soot is hardly generated. Therefore, it is possible to simultaneously prevent soot and NOx from being discharged from the internal combustion engine. Further, when the combustion with almost no soot is performed and the occurrence of engine stall is predicted, the combustion with almost no soot is prohibited. By the way, the combustion in which the soot is hardly generated is performed under a condition in which oxygen is relatively deficient due to the large amount of the inert gas supplied into the combustion chamber, that is, under a relatively severe combustion condition. Therefore, when the engine stall occurs when the combustion in which the soot hardly occurs, it is necessary to prohibit the combustion in which the soot hardly occurs to prevent the engine stall. Therefore, as described above, in the internal combustion engine according to claim 1, when the combustion in which the soot is hardly generated is performed and the occurrence of the engine stall is predicted, the combustion in which the soot is hardly generated is performed. Is prohibited. As a result, engine stall can be prevented from occurring.

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、燃焼室内
に供給される不活性ガスの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、前記燃焼室内に供給
される不活性ガスの量を更に増大していくと前記燃焼室
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
内燃機関であって、煤の発生量がピークとなる不活性ガ
スの量よりも前記燃焼室内に供給される不活性ガスの量
が多く煤がほとんど発生しない燃焼が行われるときにエ
ンジンストールの発生が予測されるときには、空燃比を
リーン側にシフトさせるようにした内燃機関が提供され
る。According to the second aspect of the invention, as the amount of the inert gas supplied into the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, and the soot is supplied into the combustion chamber. When the amount of the inert gas is further increased, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the temperature of the gas around it become lower than the soot generation temperature, and soot is hardly generated. the generation amount generation of e <br/> down Jin stall prediction when the amount of inert gas supplied into the combustion chamber does not occur almost many soot combustion takes place than the amount of inert gas as a peak When this is done , an internal combustion engine is provided in which the air-fuel ratio is shifted to the lean side.

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、前記燃焼
室内に供給される燃料量を減量補正すること、前記燃焼
室内に供給される吸入空気量を増量補正すること、及び
前記燃焼室内に供給される不活性ガス量を減量補正する
ことの少なくともいずれか一つにより、空燃比をリーン
側にシフトさせるようにした請求項２に記載の内燃機関
が提供される。According to the third aspect of the present invention, the amount of fuel supplied to the combustion chamber is reduced, the amount of intake air supplied to the combustion chamber is increased, and the amount of intake air supplied to the combustion chamber is increased. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio is shifted to the lean side by at least one of correcting the amount of the supplied inert gas by reducing.

【００１５】請求項２及び３に記載の内燃機関では、煤
の発生量がピークとなる不活性ガスの量よりも燃焼室内
に供給される不活性ガスの量が多く煤がほとんど発生し
ない燃焼が実行可能であるため、内燃機関から煤が排出
されること及びＮＯｘが排出されることを同時に阻止す
ることができる。更に、前記煤がほとんど発生しない燃
焼が行われるときであってエンジンストールの発生が予
測されるときに、空燃比がリーン側にシフトされる。と
ころで、前記煤がほとんど発生しない燃焼は、燃焼室内
に供給される不活性ガスの量が多いために比較的酸素が
不足した条件下で行われる、つまり、比較的厳しい燃焼
条件下で行われる。そのため、前記煤がほとんど発生し
ない燃焼を行うとエンジンストールが発生してしまうよ
うな時には、空燃比をリーン側にシフトさせて燃焼室内
に供給される酸素量を増加させることにより、エンジン
ストールが発生しないようにする必要がある。そこで上
述したように請求項２に記載の内燃機関では、前記煤が
ほとんど発生しない燃焼が行われるときであってエンジ
ンストールの発生が予測されるときに、空燃比がリーン
側にシフトされる。その結果、エンジンストールの発生
を阻止することができる。In the internal combustion engine according to the second aspect and the third aspect of the present invention, 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 amount reaches a peak, and the combustion in which the soot is hardly generated is generated. Being viable, it is possible to simultaneously prevent soot emission and NOx emission from the internal combustion engine. Further, the air-fuel ratio is shifted to the lean side when the engine stall is predicted to occur when the combustion in which the soot is hardly generated is performed. By the way, the combustion in which the soot is hardly generated is performed under a condition in which oxygen is relatively deficient due to the large amount of the inert gas supplied into the combustion chamber, that is, under a relatively severe combustion condition. Therefore, when the engine stall occurs when the combustion with almost no soot is generated, the engine stall is generated by shifting the air-fuel ratio to the lean side to increase the amount of oxygen supplied to the combustion chamber. You need not to. Therefore, as described above, in the internal combustion engine according to the second aspect, the air-fuel ratio is shifted to the lean side when the combustion that hardly generates the soot is performed and the occurrence of the engine stall is predicted. As a result, engine stall can be prevented from occurring.

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、前記エン
ジンストールの発生が予測されるときとは、急ブレーキ
がかけられたと判定されるときである請求項１又は２に
記載の内燃機関が提供される。According to the invention described in claim 4, the time when the engine stall is predicted is a time when it is judged that the sudden braking is applied. Provided.

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、ブレーキ
がかけられたことを検出するためのブレーキスイッチを
具備し、前記急ブレーキがかけられたと判定されるとき
とは、前記ブレーキスイッチがオンされたときであっ
て、機関回転数又は車速の減少率が大きいときであり、
かつ、機関回転数が予め定められた回転数よりも低いと
きである請求項４に記載の内燃機関が提供される。According to the invention described in claim 5, a brake switch for detecting that the brake is applied is provided, and the brake switch is turned on when it is determined that the sudden braking is applied. When the engine speed or vehicle speed decrease rate is large,
The internal combustion engine according to claim 4, wherein the engine speed is lower than a predetermined engine speed.

【００１８】請求項４及び５に記載の内燃機関では、ブ
レーキスイッチがオンされたときであって、機関回転数
又は車速の減少率が大きいときであり、かつ、機関回転
数が予め定められた回転数よりも低いときが、エンジン
ストールの発生が予測されるときとされる。ここで、機
関回転数又は車速の減少率が大きいときとは、燃焼が不
安定になって失火が発生する可能性が高くなるときであ
る。また、ブレーキスイッチがオンされたときとは、機
関回転数が減少していくと予想されるときである。機関
回転数が予め定められた回転数よりも低いときとは、機
関回転数が零に近いため失火が発生した場合に燃焼が再
開されづらいときである。以上により、エンジンストー
ルの発生が予測されるときであるか否かを正確に判断す
ることができる。In the internal combustion engine according to claims 4 and 5, when the brake switch is turned on, the reduction rate of the engine speed or the vehicle speed is large, and the engine speed is predetermined. When the engine speed is lower than the engine speed, the engine stall is predicted to occur. Here, when the decrease rate of the engine speed or the vehicle speed is large, the combustion becomes unstable and the possibility of misfire increases. Further, when the brake switch is turned on is when the engine speed is expected to decrease. When the engine speed is lower than a predetermined speed, the combustion is difficult to be restarted when a misfire occurs because the engine speed is close to zero. As described above, it is possible to accurately determine whether or not the occurrence of engine stall is predicted.

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、前記エン
ジンストールの発生が予測されるときとは、機関回転数
が予め定められた回転数よりも低いときであって機関の
過渡運転時である請求項１又は２に記載の内燃機関が提
供される。According to the sixth aspect of the invention, the occurrence of the engine stall is predicted when the engine speed is lower than a predetermined engine speed and during transient engine operation. An internal combustion engine according to claim 1 or 2 is provided.

【００２０】請求項６に記載の内燃機関では、機関回転
数が予め定められた回転数よりも低いときであって機関
の過渡運転時が、エンジンストールの発生が予測される
ときとされる。ここで、機関の過渡運転時とは燃焼が不
安定になって失火が発生する可能性が高くなるときであ
る。また、機関回転数が予め定められた回転数よりも低
いときとは、機関回転数が零に近いため失火が発生した
場合に燃焼が再開されづらいときである。以上により、
エンジンストールの発生が予測されるときであるか否か
を正確に判断することができる。In the internal combustion engine according to the sixth aspect of the present invention, the engine stall is predicted to occur when the engine speed is lower than a predetermined engine speed and the engine is in transient operation. Here, the transient operation of the engine is when combustion becomes unstable and the possibility of misfire increases. Further, when the engine speed is lower than the predetermined speed, the combustion is difficult to be restarted when a misfire occurs because the engine speed is close to zero. From the above,
It is possible to accurately determine whether or not the occurrence of engine stall is predicted.

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、前記エン
ジンストールの発生が予測されるときとは、機関回転数
が予め定められた回転数よりも低いときであって機関の
外部から機関に対してかかる負荷が増加するときである
請求項１又は２に記載の内燃機関が提供される。According to the seventh aspect of the invention, when the occurrence of the engine stall is predicted when the engine speed is lower than a predetermined engine speed, and the engine is transferred from outside the engine to the engine. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the load is increased.

【００２２】請求項７に記載の内燃機関では、機関回転
数が予め定められた回転数よりも低いときであって機関
の外部から機関に対してかかる負荷が増加するときが、
エンジンストールの発生が予測されるときとされる。こ
こで、機関の外部から機関に対してかかる負荷が増加す
るときとは、機関回転数が一時的に減少すると予想され
るときである。また、機関回転数が予め定められた回転
数よりも低いときとは、機関回転数が零に近いため失火
が発生して機関回転数が減少した場合に燃焼を再開させ
て機関回転数を増加させづらいときである。以上によ
り、エンジンストールの発生が予測されるときであるか
否かを正確に判断することができる。In the internal combustion engine according to the seventh aspect, when the engine speed is lower than a predetermined speed and the load applied to the engine from outside the engine increases,
This is when the engine stall is predicted to occur. Here, the time when the load applied to the engine from the outside of the engine increases is when the engine speed is expected to temporarily decrease. Also, when the engine speed is lower than the predetermined speed, the engine speed is close to zero, so when misfire occurs and the engine speed decreases, combustion is restarted to increase the engine speed. It's hard to make it happen. As described above, it is possible to accurately determine whether or not the occurrence of engine stall is predicted.

【００２３】請求項８に記載の発明によれば、前記煤が
ほとんど発生しない燃焼が行われるときであってエンジ
ンストールの発生が予測されるときに前記煤がほとんど
発生しない燃焼を行うのを禁止し、次いで前記煤がほと
んど発生しない燃焼を行うのが禁止されてから予め定め
られた時間が経過したときに、前記煤がほとんど発生し
ない燃焼を行うのを許容するようにした請求項１に記載
の内燃機関が提供される。According to the invention described in claim 8, it is prohibited to perform the combustion in which the soot is hardly generated when the combustion in which the soot is hardly generated and the occurrence of the engine stall is predicted. 2. Then, when a predetermined time has elapsed after the combustion which hardly generates the soot is prohibited, the combustion which hardly generates the soot is allowed to be performed. Internal combustion engine is provided.

【００２４】請求項９に記載の発明によれば、前記予め
定められた時間が経過したときとは機関回転数の変化率
が正になったときである請求項８に記載の内燃機関が提
供される。According to the invention of claim 9, the internal combustion engine according to claim 8 is provided when the predetermined time has elapsed is when the rate of change of the engine speed becomes positive. To be done.

【００２５】請求項８及び９に記載の内燃機関では、機
関回転数の変化率が正になったときに、前記煤がほとん
ど発生しない燃焼を行うのが許容される。機関回転数の
変化率が正になるのは、燃焼状態が安定してきたからで
ある。燃焼が安定してくれば、エンジンストールが発生
する可能性は低くなる。つまり、エンジンストールの発
生を阻止しつつ、前記煤がほとんど発生しない燃焼を行
うことにより煤及びＮＯｘの排出を同時に阻止すること
ができる。In the internal combustion engine according to the eighth and ninth aspects, when the rate of change of the engine speed becomes positive, it is permitted to perform combustion in which the soot is hardly generated. The change rate of the engine speed becomes positive because the combustion state has become stable. The more stable the combustion, the less likely an engine stall will occur. That is, it is possible to simultaneously prevent the emission of soot and NOx by performing the combustion in which the soot is hardly generated while preventing the engine stall from occurring.

【００２６】請求項１０に記載の発明によれば、前記予
め定められた時間が経過したときとは、機関回転数が予
め定められた回転数よりも高くなったときである請求項
８に記載の内燃機関が提供される。According to the tenth aspect of the present invention, the time when the predetermined time has elapsed means that the engine speed becomes higher than the predetermined speed. Internal combustion engine is provided.

【００２７】請求項１０に記載の内燃機関では、機関回
転数が予め定められた回転数よりも高くなったときに、
前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのが許容され
る。機関回転数が予め定められた回転数よりも高くなれ
ば、仮に失火が発生したとしても、エンジンストールが
発生する前に燃焼状態を回復することが可能になる。つ
まり、エンジンストールの発生を阻止しつつ、前記煤が
ほとんど発生しない燃焼を行うことにより煤及びＮＯｘ
の排出を同時に阻止することができる。In the internal combustion engine according to the tenth aspect, when the engine speed becomes higher than a predetermined speed,
It is permissible to carry out a combustion in which the soot is hardly generated. If the engine speed becomes higher than a predetermined speed, even if a misfire occurs, it is possible to recover the combustion state before the engine stall occurs. That is, while preventing the engine stall from occurring, the soot and NOx are generated by performing the combustion in which the soot is hardly generated.
Can be prevented at the same time.

【００２８】請求項１１に記載の発明によれば、前記燃
焼室から排出された未燃炭化水素を酸化するために機関
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
又は２に記載の内燃機関が提供される。According to the invention as set forth in claim 11, a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage for oxidizing the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber.
Alternatively, the internal combustion engine according to item 2 is provided.

【００２９】請求項１２に記載の発明によれば、前記触
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１１に記載の内燃機関が提供される。According to the twelfth aspect of the invention, there is provided the internal combustion engine according to the eleventh aspect, wherein the catalyst comprises at least one of an oxidation catalyst, a three-way catalyst and a NOx absorbent.

【００３０】請求項１１及び１２に記載の内燃機関で
は、燃焼室から排出される未燃炭化水素が機関排気通路
内にて酸化されるため、未燃炭化水素が内燃機関から排
出されるのを阻止することができる。In the internal combustion engine according to the eleventh and twelfth aspects, since the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber are oxidized in the engine exhaust passage, the unburned hydrocarbons are prevented from being discharged from the internal combustion engine. Can be stopped.

【００３１】請求項１３に記載の発明によれば、前記燃
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
させる排気ガス再循環装置を具備し、前記不活性ガスが
前記機関吸気通路内に再循環された再循環排気ガスから
なる請求項１又は２に記載の内燃機関が提供される。According to the thirteenth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas recirculation device for recirculating the exhaust gas discharged from the combustion chamber into the engine intake passage, wherein the inert gas is the engine intake passage. An internal combustion engine according to claim 1 or 2 comprising recirculated exhaust gas recirculated therein.

【００３２】請求項１３に記載の内燃機関では、排気ガ
ス再循環装置によって機関吸気通路内に再循環される再
循環排気ガスを不活性ガスとして利用することにより、
外部から燃焼室内に不活性ガスを供給する手段を特別に
設ける必要性を回避することができる。In the internal combustion engine according to the thirteenth aspect, by utilizing the recirculated exhaust gas recirculated into the engine intake passage by the exhaust gas recirculation device as the inert gas,
It is possible to avoid the need to provide special means for supplying an inert gas from the outside into the combustion chamber.

【００３３】請求項１４に記載の発明によれば、煤の発
生量がピークとなる再循環排気ガスの量よりも前記燃焼
室内に供給される再循環排気ガスの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
再循環排気ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される再
循環排気ガスの量が少ない第２の燃焼とを選択的に切り
換える切換手段を具備し、前記第１の燃焼から前記第２
の燃焼に又は前記第２の燃焼から前記第１の燃焼に切り
換えられるときに排気ガス再循環率をステップ状に変化
させるようにした請求項１３に記載の内燃機関が提供さ
れる。According to the fourteenth aspect of the present invention, the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot generated reaches a peak, and soot is hardly generated. Switching means for selectively switching between the first combustion and the second combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied into the combustion chamber is smaller than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot generated reaches a peak. Comprising the first combustion to the second combustion
14. The internal combustion engine according to claim 13, wherein the exhaust gas recirculation rate is changed stepwise when switching from the first combustion to the second combustion or from the second combustion.

【００３４】請求項１４に記載の内燃機関では、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
切り換えられるときに排気ガス再循環率をステップ状に
変化させることにより、排気ガス再循環率が、煤の発生
量がピークになる排気ガス再循環率に設定されるのを回
避することができる。In the internal combustion engine according to claim 14, the exhaust gas recirculation rate is changed stepwise when the first combustion is switched to the second combustion or the second combustion is switched to the first combustion. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas recirculation rate from being set to the exhaust gas recirculation rate at which the amount of soot generated peaks.

【００３５】請求項１５に記載の発明によれば、前記第
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、前記第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１４に記載の内燃機関が提供される。According to the fifteenth aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation rate when the first combustion is performed is approximately 55% or more, and when the second combustion is performed. 15. The internal combustion engine of claim 14, wherein the exhaust gas recirculation rate of the engine is about 50 percent or less.

【００３６】請求項１５に記載の内燃機関では、第１の
燃焼が行われているときの排気ガス再循環率をほぼ５５
パーセント以上にすると共に第２の燃焼が行われている
ときの排気ガス再循環率をほぼ５０パーセント以下にす
ることにより、排気ガス再循環率が、煤の発生量がピー
クになる排気ガス再循環率に設定されるのを回避するこ
とができる。In the internal combustion engine according to the fifteenth aspect, the exhaust gas recirculation rate during the first combustion is approximately 55.
By setting the exhaust gas recirculation rate at the time of the second combustion to be about 50% or less and the exhaust gas recirculation rate at which the soot generation amount peaks, You can avoid being set to a rate.

【００３７】請求項１６に記載の発明によれば、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
の運転領域とに分割し、前記第１の運転領域では前記第
１の燃焼を行い、前記第２の運転領域では前記第２の燃
焼を行うようにした請求項１４に記載の内燃機関が提供
される。According to the sixteenth aspect of the present invention, the operating region of the engine is the first operating region on the low load side and the second operating region on the high load side.
15. The internal combustion engine according to claim 14, wherein the first combustion is performed in the first operation range, and the second combustion is performed in the second operation range. To be done.

【００３８】請求項１６に記載の内燃機関では、第１の
燃焼を実行し得る時、つまり、燃焼室内における燃焼時
の燃料及びその周囲のガス温度を煤の生成温度よりも低
く維持し得る時が、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という理由から、低負荷側
の第１の運転領域で第１の燃焼を行うと共に高負荷側の
第２の運転領域で第２の燃焼を行う。それゆえ、運転領
域に応じて適切な燃焼を実行することができる。In the internal combustion engine according to the sixteenth aspect, when the first combustion can be executed, that is, when the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber can be kept lower than the soot generation temperature. However, since the amount of heat generated by combustion is relatively limited during engine low load operation, the first combustion is performed in the first operation area on the low load side and the second combustion area is increased in the second operation area on the high load side. 2 burning. Therefore, appropriate combustion can be executed according to the operating region.

【００３９】[0039]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００４０】図１は本発明を４ストローク圧縮着火式内
燃機関に適用した第一の実施形態を示している。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。また、スロットル弁２０上流の空気吸込管１
７内には吸入空気の質量流量を検出するための質量流量
検出器２１が配置される。FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a 4-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3
Is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9
Indicates an exhaust valve, and 10 indicates an exhaust port, respectively. Intake port 8
Is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a supercharger, for example, an outlet portion of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15 via an intake duct 13 and an intercooler 14. .
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. In addition, the air suction pipe 1 upstream of the throttle valve 20
A mass flow rate detector 21 for detecting the mass flow rate of the intake air is arranged inside 7.

【００４１】一方、排気ポート１０は排気マニホルド２
２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２
３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２２
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
Exhaust turbine 2 of exhaust turbocharger 15 via 2
3 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. Exhaust manifold 22
An air-fuel ratio sensor 27 is arranged inside.

【００４２】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
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）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に示される実施形態では機関冷却水が
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 exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage 29, and the EGR passage An EGR control valve 31 driven by a step motor 30 is arranged inside 29. 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, the engine cooling water is guided into the intercooler 32, and the engine cooling water cools the EGR gas.

【００４３】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.

【００４４】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。質量流量検出器２１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、空燃比セ
ンサ２７および燃料圧センサ３６の出力信号も夫々対応
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。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。機関回転数はクランク角センサ５２の出
力値に基づいて算出される。また、入力ポート４５には
ブレーキペダル（図示せず）の踏込みに応じてオンオフ
が切り換えられるブレーキスイッチの出力信号が入力さ
れる。また、入力ポート４５には車速センサ６１からの
出力信号が入力される。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 mass flow rate detector 21 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and the output signals of the air-fuel ratio sensor 27 and the fuel pressure sensor 36 are also input ports via the corresponding AD converter 47. 45 is input. A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. . Also,
The input port 45 has a crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 °.
Are connected. The engine speed is calculated based on the output value of the crank angle sensor 52. In addition, the input port 45
The output signal of the brake switch is switched off in response to the depression of the probe Rekipedaru (not shown) is input. The output signal from the vehicle speed sensor 61 is input to the input port 45. On the other hand, the output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19, the EGR control valve control step motor 30 and the fuel pump 35 via the corresponding drive circuit 48.

【００４５】図２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２の横軸）を変化させたときの出力トルクの
変化、およびスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの排出量の
変化を示す実験例を表している。図２からわかるように
この実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほど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. 2 shows the throttle valve 2 during engine low load operation.
Changes in output torque and changes in smoke, HC, CO, and NOx emissions when the air-fuel ratio A / F (horizontal axis in FIG. 2) is changed by changing the opening degree of 0 and the EGR rate. Shows an experimental example. As can be seen from FIG. 2, in this experimental example, the EGR rate becomes larger as the air-fuel ratio A / F becomes smaller, and when the air-fuel ratio is equal to or less than the theoretical air-fuel ratio (≈14.6), the EGR rate becomes 65% or more.

【００４６】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
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. 2, when the air-fuel ratio A / F is reduced 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 Ox generated is considerably low. On the other hand, at this time, HC,
The amount of CO generated starts to increase.

【００４７】図３（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３（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３（Ａ）と図３（Ｂ）とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図３（Ｂ）に示す場合はスモークの発生量が多い図３
（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。FIG. 3 (A) shows the change in 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. 3 (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. 3 (A) and FIG. 3 (B), in the case shown in FIG. 3 (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).

【００４８】図２および図３に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図２
に示されるようにＮＯｘの発生量がかなり低下する。Ｎ
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。From the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, 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 is almost zero,
As shown in (3), the amount of NOx generated is considerably reduced. N
A decrease in the amount of generated Ox means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 has decreased, and therefore, it can be said that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low when soot is hardly generated. . The same can be said from FIG. That is, the combustion pressure is low in the state shown in FIG. 3 (B) where almost no soot is generated.
The combustion temperature inside is low.

【００４９】第２にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図２に示されるようにＨＣおよびＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図４に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図４に示
されるような炭化水素は煤の前駆体を経て煤まで成長す
ることになる。従って、上述したように煤の発生量がほ
ぼ零になると図２に示される如くＨＣおよびＣＯの排出
量が増大するがこのときのＨＣは煤の前駆体又はその前
の状態の炭化水素である。Second, when the amount of 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, linear hydrocarbons and aromatic hydrocarbons contained in the fuel as shown in FIG. 4 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 production process is complicated, and it is not clear what form the soot precursor takes, but in any case, the hydrocarbon as shown in FIG. After that, it will grow to soot. Therefore, as described above, when the amount of soot generated becomes almost zero, the emission amounts of HC and CO increase as shown in FIG. 2. At this time, HC is a soot precursor or a hydrocarbon in the state before it. .

【００５０】図２および図３に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室５内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。When these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3 are summarized, the soot generation amount becomes almost zero when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, 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.

【００５１】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の圧縮比等の種
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 stops in the state of the soot precursor, that is, the above-mentioned certain temperature depends on various factors such as the type of fuel and the compression ratio of the air-fuel ratio. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the NOx generation amount, and therefore, this certain temperature can be defined to some extent from the NOx generation amount. it can. That is, as the EGR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas surrounding it decrease, and the amount of NOx generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the NOx generation amount becomes around 10 p.pm or less. Therefore, the above certain temperature is NO
It almost coincides with the temperature when the amount of x generation is around 10 p.pm or less.

【００５２】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.

【００５３】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 produced, 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 produced. 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.

【００５４】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, when only air exists 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.

【００５５】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.

【００５６】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.

【００５７】図５は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えたときのＥＧＲ率とス
モークとの関係を示している。即ち、図５において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。FIG. 5 shows the relationship between the EGR rate and smoke when EGR gas is used as the inert gas and the cooling degree of the EGR gas is changed. That is, in FIG. 5, the curve A strongly cools the EGR gas to bring the EGR gas temperature to 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.

【００５８】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。As shown by the curve A in FIG. 5, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation amount reaches a peak 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.

【００５９】一方、図５の曲線Ｂで示されるようにＥＧ
Ｒ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。On the other hand, as shown by the curve B in FIG.
When the R gas is slightly cooled, the soot generation peaks when the EGR rate is slightly higher than 50%,
In this case, if the EGR rate is set to about 65% or more, soot is hardly generated.

【００６０】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。Further, as shown by the curve C in FIG. 5, 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.

【００６１】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。FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high. When the engine load becomes small, the EGR rate at which the amount of soot generated peaks is slightly lowered, and soot is almost generated. The lower limit of the EGR rate that disappears also decreases slightly. 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.

【００６２】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い
る。FIG. 6 shows a mixture of EGR gas and air which is necessary 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 produced 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. Note that, in FIG. 6, 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.

【００６３】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に示す実施形態では
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６において実線Ｘとし、この全吸
入ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図
６に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス
温度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯く
して煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯｘ
発生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従って
ＮＯｘの発生量は極めて少量となる。Referring to FIG. 6, 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. 6, the ratio between the air amount and the injected fuel amount is the theoretical air-fuel ratio. On the other hand, in FIG. 6, the ratio of EGR gas, that is, the amount of EGR gas in the mixed gas is set so 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. The EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed by the EGR rate, and is 70% or more in the embodiment shown in FIG. That is, the total amount of intake gas sucked into the combustion chamber 5 is shown by the solid line X in FIG. 6, and the ratio of the amount of air to the amount of EGR gas in this total intake gas amount X is set as shown in FIG. The temperature of the fuel and the gas around it is lower than the temperature at which soot is produced, and thus no soot is generated. Also, NOx at this time
The amount of NOx generated is around 10 p.pm or less, so the amount of NOx generated is extremely small.

【００６４】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図６に示されるようにＥＧＲガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。When the fuel injection amount increases, the amount of heat generated when the fuel burns increases. Therefore, in order to maintain the temperature of the fuel and the 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. 6, 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.

【００６５】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６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. 6, the required load is larger than Lo. 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.

【００６６】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。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Ｅ
ＧＲ制御弁３１が全開せしめられる、スロットル弁２０
が若干閉弁せしめられる。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 via 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. When the EGR rate is set to 55% or more in a region where the required load is larger than Lo, E
The throttle valve 20 in which the GR control valve 31 is fully opened
Is closed a little.

【００６７】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空気量を図６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
６に示される空気量よりも多くしても、即ち空燃比の平
均値を１７から１８のリーンにしても煤の発生を阻止し
つつＮＯｘの発生量を１０p.p.m 前後又はそれ以下にす
ることができる。As described above, FIG. 6 shows the case where the fuel is burned under the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air amount is made smaller than that shown in FIG. 6, that is, the air-fuel ratio is made rich. Even so, the amount of NOx generated is 10 p.p. while preventing the generation of soot.
It can be around m or less, and even if the air amount is made larger than that shown in FIG. 6, 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 NOx generated can be reduced to about 10 p.pm or less.

【００６８】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, only a very small amount of NOx 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, NOx
Also produces only a very small amount.

【００６９】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 NOx 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.

【００７０】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
による実施形態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, during low load operation in the engine, 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.

【００７１】図７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７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７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. 7 shows a first operating region I in which the first combustion, that is, low temperature combustion is performed, and a second operating region II in which the second combustion, that is, combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 7, the vertical axis L represents the depression amount of the accelerator pedal 50, that is, the required load, and the horizontal axis N represents the engine speed. Further, in FIG. 7, X (N) is the first
Shows the first boundary between the operating region I and the second operating region II, where Y (N) is the first operating region I and the second operating region.
The second boundary with II is shown. The determination of the change of the operating region from the first operating region I to the second operating region II is made based on the first boundary X (N), and the change from the second operating region II to the first operating region II is performed.
The determination of the change of the operating range to the operating range I of the second boundary Y
It is performed based on (N).

【００７２】即ち、機関の運転状態が第１の運転領域Ｉ
にあって低温燃焼が行われているときに要求負荷Ｌが機
関回転数Ｎの関数である第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えると
運転領域が第２の運転領域IIに移ったと判断され、従来
の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求負荷Ｌが
機関回転数Ｎの関数である第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低
くなると運転領域が第１の運転領域Ｉに移ったと判断さ
れ、再び低温燃焼が行われる。That is, the operating state of the engine is the first operating region I.
If the required load L exceeds the first boundary X (N) which is a function of the engine speed N during low temperature combustion, it is determined that the operating region has moved to the second operating region II. Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, when the required load L becomes lower than the second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N, it is determined that the operating region has moved to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.

【００７３】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。In this way, the two boundaries of the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the low load side of 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 load side of the second operating region II, and at this time, even if the required load L becomes lower than the first boundary X (N), low temperature combustion cannot be immediately performed. Because. That is, the low temperature combustion does not start immediately unless the required load L becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is that hysteresis is provided for changes in the operating region between the first operating region I and the second operating region II.

【００７４】ところで機関の運転領域が第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。By the way, when the operating region of the engine is in the first operating region I and low temperature combustion is performed, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in the state of the soot precursor 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.

【００７５】触媒２５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。As the catalyst 25, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, or a NOx absorbent can be used. The NOx absorbent is NOx when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean.
And has a function of releasing NOx when the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich.

【００７６】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 NOx absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium N
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.

【００７７】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。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 NOx absorbent can be used as the catalyst 25 as described above.

【００７８】図８は空燃比センサ２７の出力を示してい
る。図８に示される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。FIG. 8 shows the output of the air-fuel ratio sensor 27. As shown in FIG. 8, 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.

【００７９】次に図９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９は要求負荷Ｌに対するスロットル弁２
０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９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２０の開度は要求負荷Ｌ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、Ｅ
ＧＲ制御弁３１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９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, the operation control in the first operation region I and the second operation region II will be schematically described with reference to FIG. FIG. 9 shows the throttle valve 2 for the required load L.
The opening degree of 0, the opening degree of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount are shown. As shown in FIG. 9, in the first operating region I where the required load L 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 load L increases. E
The opening degree of the GR control valve 31 is gradually increased from near full close to full open as the required load L increases. Also,
In the example shown in FIG. 9, the EGR rate is set to approximately 70% in the first operating region I, and the air-fuel ratio is made slightly lean.

【００８０】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。ま
た、第１の運転領域Ｉでは圧縮上死点ＴＤＣ前に燃料噴
射が行われる。この場合、噴射開始時期θＳは要求負荷
Ｌが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期θＥも噴
射開始時期θＳが遅くなるにつれて遅くなる。In other words, in the first operating region I, 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. 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 load L becomes high, and the injection completion timing θE also becomes late as the injection start timing θS becomes late.

【００８１】なお、アイドル運転時にはスロットル弁２
０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２０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、アイドル運転時
には機関本体１の振動を抑制するためにスロットル弁２
０が全閉近くまで閉弁せしめられる。The throttle valve 2 is operated during idle operation.
0 is closed until it is almost completely closed. At this time, the EGR control valve 31
Is closed to near full closure. When the throttle valve 20 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, in order to suppress the vibration of the engine body 1 during idle operation, the throttle valve 2
The valve is closed until 0 is almost fully closed.

【００８２】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９に示す例ではＥＧＲ率がほぼ
７０パーセントから４０パーセント以下までステップ状
に減少せしめられ、空燃比がステップ状に大きくされ
る。即ち、ＥＧＲ率が多量のスモークを発生するＥＧＲ
率範囲（図５）を飛び越えるので機関の運転領域が第１
の運転領域Ｉから第２の運転領域IIに変わるときに多量
のスモークが発生することがない。On the other hand, the operating 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. 9, 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 the rate range (Fig. 5) is skipped.
A large amount of smoke does not occur when changing from the operating region I to the second operating region II.

【００８３】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の開度は要求負荷Ｌ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率は要求負荷
Ｌが高くなるほど低くなり、空燃比は要求負荷Ｌが高く
なるほど小さくなる。ただし、空燃比は要求負荷Ｌが高
くなってもリーン空燃比とされる。また、第２の運転領
域IIでは噴射開始時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とさ
れる。In the second operating region II, the conventional combustion is performed. In the 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 gradually reduced as the required load L increases. Further, in this operating region II, the EGR rate becomes lower as the required load L becomes higher, and the air-fuel ratio becomes smaller as the required load L becomes higher. However, the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio even if the required load L becomes high. Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC.

【００８４】図１０（Ａ）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１０（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５．５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，
Ａ／Ｆ＝１８で示される各曲線は夫々目標空燃比が１
５．５，１６，１７，１８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１０
（Ａ）に示されるように第１の運転領域Ｉでは空燃比が
リーンとなっており、更に第１の運転領域Ｉでは要求負
荷Ｌが低くなるほど目標空燃比Ａ／Ｆがリーンとされ
る。FIG. 10A shows the target air-fuel ratio A / F in the first operating region I. In FIG. 10A, A / F = 15.5, A / F = 16, A / F = 17,
Each of the curves indicated by A / F = 18 has a target air-fuel ratio of 1
The values are 5.5, 16, 17, and 18, and the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. Figure 10
As shown in (A), the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and in the first operating region I, the target air-fuel ratio A / F is leaner as the required load L is lower.

【００８５】即ち、要求負荷Ｌ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
１０（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌが低くなるにつ
れて目標空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。目標空燃比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形態
では要求負荷Ｌ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 load L, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, as the required load L decreases, low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is decreased.
When the EGR rate is decreased, the air-fuel ratio becomes large, so that the target air-fuel ratio A / F becomes larger as the required load L becomes lower as shown in FIG. 10 (A). Target air-fuel ratio A /
The fuel consumption rate increases as F increases, and therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment according to the present invention, the target air-fuel ratio A / F is increased as the required load L decreases.

【００８６】なお、図１０（Ａ）に示される目標空燃比
Ａ／Ｆは図１０（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ＲＯＭ４
２内に記憶されている。また、空燃比を図１０（Ａ）に
示す目標空燃比Ａ／Ｆとするのに必要なスロットル弁２
０の目標開度ＳＴが図１１（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ＲＯＭ４２内に記憶されており、空燃比を図１０
（Ａ）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ＳＥが図１１（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ＲＯＭ４２内に記憶されている。The target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 10A is a ROM 4 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 10B.
It is stored in 2. In addition, the throttle valve 2 necessary for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG.
The target opening degree ST of 0 is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG.
EGR required to achieve the target air-fuel ratio A / F shown in (A)
The target opening degree SE of the control valve 31 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 11 (B).

【００８７】図１２（Ａ）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Ａ
／Ｆを示している。なお、図１２（Ａ）においてＡ／Ｆ
＝２４，Ａ／Ｆ＝３５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／Ｆ＝６０で
示される各曲線は夫々目標空燃比２４，３５，４５，６
０を示している。図１２（Ａ）に示される目標空燃比Ａ
／Ｆは図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ＲＯＭ４２
内に記憶されている。また、空燃比を図１２（Ａ）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１３（Ａ）に示されるように要求負
荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予め
ＲＯＭ４２内に記憶されており、空燃比を図１２（Ａ）
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ＳＥが図１３（Ｂ）に示されるように要
求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎの関数としてマップの形で
予めＲＯＭ４２内に記憶されている。FIG. 12A shows the target air-fuel ratio A when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed.
/ F is shown. In addition, in FIG.
= 24, A / F = 35, A / F = 45, and A / F = 60, the respective curves indicated by the target air-fuel ratios of 24, 35, 45, 6 respectively.
0 is shown. Target air-fuel ratio A shown in FIG.
/ F is a ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N, as shown in FIG.
It is stored in. In addition, the throttle valve 20 required to set the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F shown in FIG.
The target opening ST of is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N as shown in FIG. 13 (A), and the air-fuel ratio is shown in FIG. 12 (A).
As shown in FIG. 13B, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 required to achieve the target air-fuel ratio A / F shown in FIG. 13 is previously set in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N. It is stored in the ROM 42.

【００８８】また、第２の燃焼が行われているときには
燃料噴射量Ｑは要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎに基づい
て算出される。この燃料噴射量Ｑは図１４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ＲＯＭ４２内に記憶されている。Further, when the second combustion is being performed, the fuel injection amount Q is calculated based on the required load L and the engine speed N. This fuel injection amount Q is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required load L and the engine speed N, as shown in FIG.

【００８９】次に図１５から図１７を参照しつつ本実施
形態の運転制御について説明する。図１５から図１７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１０１に進んで要求負荷
Ｌが第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判
別される。ステップ１０１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１０２に進む。一方、
Ｌ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ１０１’に進む。ステ
ップ１０１’では機関回転数Ｎが予め定められた回転数
Ｎ₁ （図７）よりも低くなったか否かが判別される。Ｙ
ＥＳの時にはステップ１０２に進み、ＮＯの時にはステ
ップ１０５に進む。ステップ１０２ではフラグＩがリセ
ットされ、次いでステップ１１８に進んで第２の燃焼が
行われる。Next, the operation control of this embodiment will be described with reference to FIGS. Referring to FIGS. 15 to 17, first, at step 100, a flag I indicating that the operating state of the engine is in the first operating region I is given.
Is set. When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, the routine proceeds to step 101, where it is judged if the required load L has become larger than the first boundary X (N). To be done. When it is determined in step 101 that L> X (N), the process proceeds to step 102. on the other hand,
When L ≦ X (N), the routine proceeds to step 101 ′. At step 101 ′, it is judged if the engine speed N has become lower than a predetermined speed N ₁ (FIG. 7). Y
If ES, the process proceeds to step 102, and if NO, the process proceeds to step 105. In step 102, the flag I is reset, then the routine proceeds to step 118, where the second combustion is performed.

【００９０】ステップ１００においてフラグＩがセット
されていないとき、つまり、機関の運転状態が第２の運
転領域IIであるときにはステップ１０３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１１８に進
み、リーン空燃比のもとで第２の燃焼が行われる。一
方、ステップ１０３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１０３’に進む。ステップ１
０３’では機関回転数Ｎが予め定められた回転数Ｎ
₂ （図７）よりも高くなったか否かが判別される。ＹＥ
Ｓの時にはステップ１０５に進み、ＮＯの時にはステッ
プ１１８に進む。When the flag I is not set in step 100, that is, when the operating state of the engine is in the second operating region II, the routine proceeds to step 103, where the required load L is above the second boundary Y (N). It is determined whether or not it has become low. When L ≧ Y (N), the routine proceeds to step 118, where the second combustion is performed under the lean air-fuel ratio. On the other hand, when it is determined in step 103 that L <Y (N), the process proceeds to step 103 ′. Step 1
In 03 ', the engine speed N is the predetermined speed N
_{2 It} is determined whether or not it has become higher than (Fig. 7). YE
If S, the process proceeds to step 105, and if NO, the process proceeds to step 118.

【００９１】ステップ１０５ではブレーキスイッチ６０
がオンされているか否かが判別される。ＹＥＳの時には
ステップ１０６に進み、ＮＯの時にはステップ１１２に
進む。ステップ１０６では、機関回転数Ｎが例えば２０
００ｒｐｍのような予め定められた回転数よりも低いか
否かが判別される。ＹＥＳの時にはステップ１０７に進
み、ＮＯの時にはステップ１１２に進む。ステップ１０
７では、外部負荷が増加したか否かが判別される。ＹＥ
Ｓの時にはステップ１１０に進み、ＮＯの時にはステッ
プ１０８に進む。In step 105, the brake switch 60
It is determined whether or not is turned on. If YES, the process proceeds to step 106, and if NO, the process proceeds to step 112. In step 106, the engine speed N is, for example, 20.
It is determined whether it is lower than a predetermined rotation speed such as 00 rpm. If YES, the process proceeds to step 107, and if NO, the process proceeds to step 112. Step 10
At 7, it is determined whether the external load has increased. YE
If S, the process proceeds to step 110, and if NO, the process proceeds to step 108.

【００９２】ステップ１０８では、機関回転数の変化率
ΔＮが例えば−２ｒｐｍ／ｍｓのような予め定められた
値よりも低いか否か、つまり、機関回転数の時間当たり
の減少量が予め定められた値よりも大きいか否かが判別
される。機関回転数の減少率が大きい時にはステップ１
０９に進み、機関回転数が減少しない時や機関回転数の
減少率が小さい時にはステップ１１２に進む。ステップ
１０９では、車速センサ６１により得られた車速ＳＰＤ
が例えば４０ｋｍ／ｈのような予め定められた速度より
も低いか否かが判別される。ＹＥＳの時にはステップ１
１０に進み、ＮＯの時にはステップ１１２に進む。In step 108, it is determined whether or not the rate of change ΔN of the engine speed is lower than a predetermined value such as −2 rpm / ms, that is, the amount of decrease in the engine speed per hour is predetermined. It is determined whether or not the value is larger than the value. Step 1 when the rate of decrease of engine speed is large
If the engine speed does not decrease or if the rate of decrease of the engine speed is small, the process proceeds to step 112. In step 109, the vehicle speed SPD obtained by the vehicle speed sensor 61.
Is lower than a predetermined speed such as 40 km / h. If yes, step 1
10. If NO, proceed to step 112.

【００９３】ステップ１１０では低温燃焼禁止カウンタ
ＣＩＮＨＢがインクリメントされる（ＣＩＮＨＢ←ＣＩ
ＮＨＢ＋１）。次いでステップ１１１では、低温燃焼禁
止カウンタＣＩＮＨＢが例えば５秒に相当する値ＣＩＮ
ＨＢのような予め定められた値よりも大きくなったか否
かが判別される。ＹＥＳの時にはステップ１１２に進
み、ＮＯの時にはステップ１１１’においてフラグＩが
リセットされ、次いでステップ１１８に進んで第２の燃
焼が行われる。ステップ１１２では低温燃焼禁止カウン
タＣＩＮＨＢがリセットされる（ＣＩＮＨＢ←０）。次
いでステップ１０４ではフラグＩがセットされ、次いで
ステップ１１３に進んで低温燃焼が行われる。At step 110, the low temperature combustion prohibition counter CINHB is incremented (CINHB ← CI
NHB + 1). Next, at step 111, the low temperature combustion inhibition counter CINHB is set to a value CIN corresponding to, for example, 5 seconds.
It is determined whether or not it has become larger than a predetermined value such as HB. If YES, the routine proceeds to step 112, and if NO, the flag I is reset at step 111 ′, then the routine proceeds to step 118, where the second combustion is performed. In step 112, the low temperature combustion prohibition counter CINHB is reset (CINHB ← 0). Next, at step 104, the flag I is set, then the routine proceeds to step 113, where low temperature combustion is performed.

【００９４】ステップ１１３では図１１（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、
スロットル弁２０の開度がこの目標開度ＳＴとされる。
次いでステップ１１４では図１１（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、ＥＧＲ
制御弁３１の開度がこの目標開度ＳＥとされる。次いで
ステップ１１５では質量流量検出器２１により検出され
た吸入空気の質量流量（以下、単に吸入空気量と称す）
Ｇａが取込まれ、次いでステップ１１６では図１０
（Ｂ）に示すマップから目標空燃比Ａ／Ｆが算出され
る。次いでステップ１１７では吸入空気量Ｇａと目標空
燃比Ａ／Ｆに基づいて空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆとする
のに必要な燃料噴射量Ｑが算出される。At step 113, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG.
The opening of the throttle valve 20 is set to this target opening ST.
Next, at step 114, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG.
The opening degree of the control valve 31 is set to this target opening degree SE. Next, at step 115, the mass flow rate of the intake air detected by the mass flow rate detector 21 (hereinafter, simply referred to as the intake air amount).
Ga is captured, and then in step 116, as shown in FIG.
The target air-fuel ratio A / F is calculated from the map shown in (B). Next, at step 117, the fuel injection amount Q required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F is calculated based on the intake air amount Ga and the target air-fuel ratio A / F.

【００９５】このように低温燃焼が行われているときに
は要求負荷Ｌ又は機関回転数Ｎが変化するとスロットル
弁２０の開度およびＥＧＲ制御弁３１の開度がただちに
要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎに応じた目標開度ＳＴ，
ＳＥに一致せしめられる。従って例えば要求負荷Ｌが増
大せしめられるとただちに燃焼室５内の空気量が増大せ
しめられ、斯くして機関の発生トルクがただちに増大せ
しめられる。When the required load L or the engine speed N changes during the low temperature combustion, the opening degree of the throttle valve 20 and the EGR control valve 31 immediately reach the required load L and the engine speed N. According to the target opening ST,
It is matched with SE. Therefore, for example, when the required load L is increased, the amount of air in the combustion chamber 5 is immediately increased, and thus the torque generated by the engine is immediately increased.

【００９６】一方、スロットル弁２０の開度又はＥＧＲ
制御弁３１の開度が変化して吸入空気量が変化するとこ
の吸入空気量Ｇａの変化が質量流量検出器２１により検
出され、この検出された吸入空気量Ｇａに基づいて燃料
噴射量Ｑが制御される。即ち、吸入空気量Ｇａが実際に
変化した後に燃料噴射量Ｑが変化せしめられることにな
る。On the other hand, the opening of the throttle valve 20 or EGR
When the opening degree of the control valve 31 changes and the intake air amount changes, the change in the intake air amount Ga is detected by the mass flow rate detector 21, and the fuel injection amount Q is controlled based on the detected intake air amount Ga. To be done. That is, the fuel injection amount Q is changed after the intake air amount Ga actually changes.

【００９７】ステップ１１８では図１４に示されるマッ
プから目標燃料噴射量Ｑが算出され、燃料噴射量がこの
目標燃料噴射量Ｑとされる。次いでステップ１１９では
図１３（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１２０では図１
３（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、ＥＧＲ制御弁３１の開度がこの目標開
度ＳＥとされる。At step 118, the target fuel injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. 14, and the fuel injection amount is made this target fuel injection amount Q. Next, at step 119, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. Then, in step 120, FIG.
The target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 3 (B), and the opening degree of the EGR control valve 31 is set to this target opening degree SE.

【００９８】次いでステップ１２１では質量流量検出器
２１により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれる。次
いでステップ１２２では燃料噴射量Ｑと吸入空気量Ｇａ
から実際の空燃比（Ａ／Ｆ）_R が算出される。次いでス
テップ１２３では図１２（Ｂ）に示すマップから目標空
燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステップ１２４では実
際の空燃比（Ａ／Ｆ）_R が目標空燃比Ａ／Ｆよりも大き
いか否かが判別される。（Ａ／Ｆ）_R ＞Ａ／Ｆのときに
はステップ１２５に進んでスロットル開度の補正値ΔＳ
Ｔが一定値αだけ減少せしめられ、次いでステップ１２
７へ進む。これに対して（Ａ／Ｆ）_R ≦Ａ／Ｆのときに
はステップ１２６に進んで補正値ΔＳＴが一定値αだけ
増大せしめられ、次いでステップ１２７に進む。ステッ
プ１２７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り最終的な目標開度ＳＴが算
出され、スロットル弁２０の開度がこの最終的な目標開
度ＳＴとされる。即ち、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）_R が目
標空燃比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁２０の開度が
制御される。Next, at step 121, the intake air amount Ga detected by the mass flow rate detector 21 is taken in. Next, at step 122, the fuel injection amount Q and the intake air amount Ga
The actual air-fuel ratio (A / F) _R is calculated from this. Next, at step 123, the target air-fuel ratio A / F is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 124, it is judged if the actual air-fuel ratio (A / F) _R is larger than the target air-fuel ratio A / F. When (A / F) _R > A / F, the routine proceeds to step 125, where the throttle opening correction value ΔS
T is reduced by a constant value α, then step 12
Proceed to 7. On the other hand, when (A / F) _R ≤A / F, the routine proceeds to step 126, where the correction value ΔST is increased by a constant value α, and then the routine proceeds to step 127. In step 127, the final target opening ST is calculated by adding the correction value ΔST to the target opening ST of the throttle valve 20, and the opening of the throttle valve 20 is made this final target opening ST. That is, the opening of the throttle valve 20 is controlled so that the actual air-fuel ratio (A / F) _R becomes the target air-fuel ratio A / F.

【００９９】このように第２の燃焼が行われているとき
には要求負荷Ｌ又は機関回転数Ｎが変化すると燃料噴射
量がただちに要求負荷Ｌおよび機関回転数Ｎに応じた目
標燃料噴射量Ｑに一致せしめられる。例えば要求負荷Ｌ
が増大せしめられるとただちに燃料噴射量が増大せしめ
られ、斯くして機関の発生トルクがただちに増大せしめ
られる。When the required load L or the engine speed N changes during the second combustion as described above, the fuel injection amount immediately matches the target fuel injection amount Q corresponding to the required load L and the engine speed N. Be punished. Request load L
Is immediately increased, the fuel injection amount is immediately increased, and thus the torque generated by the engine is immediately increased.

【０１００】一方、燃料噴射量Ｑが増大せしめられて空
燃比が目標空燃比Ａ／Ｆからずれると空燃比が目標空燃
比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁２０の開度が制御さ
れる。即ち、燃料噴射量Ｑが変化した後に空燃比が変化
せしめられることになる。On the other hand, when the fuel injection amount Q is increased and the air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio A / F, the opening degree of the throttle valve 20 is controlled so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / F. That is, the air-fuel ratio is changed after the fuel injection amount Q changes.

【０１０１】これまで述べた実施形態では低温燃焼が行
われているときに燃料噴射量Ｑはオープンループ制御さ
れ、第２の燃焼が行われているときに空燃比がスロット
ル弁２０の開度を変化させることによって制御される。
しかしながら低温燃焼が行われているときに燃料噴射量
Ｑを空燃比センサ２７の出力信号に基づいてフィードバ
ック制御することもできるし、また第２の燃焼が行われ
ているときに空燃比をＥＧＲ制御弁３１の開度を変化さ
せることによって制御することもできる。In the above-described embodiments, the fuel injection amount Q is open-loop controlled when the low temperature combustion is performed, and the air-fuel ratio changes the opening degree of the throttle valve 20 when the second combustion is performed. It is controlled by changing.
However, the fuel injection amount Q can be feedback-controlled based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 27 when the low temperature combustion is being performed, and the air-fuel ratio can be EGR controlled when the second combustion is being performed. It can also be controlled by changing the opening degree of the valve 31.

【０１０２】本実施形態によれば、ステップ１１３から
ステップ１１７において煤の発生量がピークとなるＥＧ
Ｒガス量よりも燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が
多く煤がほとんど発生しない低温燃焼が実行可能である
ため、煤及びＮＯｘの排出を同時に阻止することができ
る。更に、低温燃焼が行われるときであってエンジンス
トールの発生が予測されるとき、つまり、ステップ１０
５からステップ１１１において急ブレーキがかけられた
と判定されるときに、ステップ１１１’においてフラグ
Ｉがリセットされることにより低温燃焼の実行が禁止さ
れる。その結果、エンジンストールの発生を阻止するこ
とができる。According to this embodiment, the EG at which the amount of soot generated reaches a peak in steps 113 to 117
Since the low temperature combustion in which the amount of EGR gas supplied to the combustion chamber 5 is larger than the amount of R gas and soot is hardly generated, soot and NOx emissions can be simultaneously blocked. Furthermore, when low temperature combustion is performed and the occurrence of engine stall is predicted, that is, step 10
When it is determined from 5 to step 111 that the sudden braking is applied, the flag I is reset in step 111 ′ to prohibit the execution of the low temperature combustion. As a result, engine stall can be prevented from occurring.

【０１０３】更に本実施形態によれば、低温燃焼が行わ
れるときであってエンジンストールの発生が予測される
とき、つまり、ステップ１０５からステップ１１１にお
いて急ブレーキがかけられたと判定されるときに、空燃
比がリーン側にシフトされ、ステップ１１８からステッ
プ１２７においてリーン空燃比の下で第２の燃焼が行わ
れる。その結果、エンジンストールの発生を阻止するこ
とができる。Further, according to the present embodiment, when low temperature combustion is performed and the occurrence of engine stall is predicted, that is, when it is determined in steps 105 to 111 that the sudden braking is applied, The air-fuel ratio is shifted to the lean side, and in steps 118 to 127, the second combustion is performed under the lean air-fuel ratio. As a result, engine stall can be prevented from occurring.

【０１０４】更に本実施形態によれば、ステップ１０５
においてブレーキスイッチ６０がオンされたと判断さ
れ、ステップ１０６において機関回転数が予め定められ
た回転数よりも低いと判断され、かつ、ステップ１０８
において機関回転数の減少率が大きいと判断されたと
き、エンジンストールが発生し易いと判断される。ステ
ップ１０５、ステップ１０６及びステップ１０８を設け
ることにより、エンジンストールの発生が予測されると
きであるか否かを正確に判断することができる。尚、他
の実施形態では、機関回転数の減少率に基づく判断の代
わりに、あるいはそれに加えて、車速の減少率に基づい
てエンジンストールの発生が予測されるときであるか否
かを判断することも可能である。Further, according to the present embodiment, step 105
In step 106, it is determined that the brake switch 60 is turned on, in step 106, the engine speed is lower than a predetermined engine speed, and in step 108.
When it is determined that the reduction rate of the engine speed is large, it is determined that the engine stall is likely to occur. By providing Step 105, Step 106, and Step 108, it is possible to accurately determine whether or not it is time to predict the occurrence of engine stall. In another embodiment, instead of or in addition to the determination based on the engine speed reduction rate, it is determined based on the vehicle speed reduction rate whether or not the occurrence of engine stall is predicted. It is also possible.

【０１０５】更に本実施形態によれば、ステップ１０６
において機関回転数が予め定められた回転数よりも低い
と判断され、かつ、機関の過渡運転時であると判断され
たとき、つまり、ステップ１０８において機関回転数の
減少率が大きいと判断されたとき、エンジンストールが
発生し易いと判断される。ステップ１０６及びステップ
１０８を設けることにより、エンジンストールの発生が
予測されるときであるか否かを正確に判断することがで
きる。Further, according to the present embodiment, step 106
When it is determined that the engine speed is lower than the predetermined engine speed, and when it is determined that the engine is in a transient operation, that is, in step 108, it is determined that the engine speed reduction rate is large. At this time, it is determined that engine stall is likely to occur. By providing step 106 and step 108, it is possible to accurately determine whether or not it is time to predict the occurrence of engine stall.

【０１０６】更に本実施形態によれば、ステップ１０６
において機関回転数が予め定められた回転数よりも低い
と判断され、かつ、ステップ１０７において機関の外部
から機関に対してかかる負荷が増加したと判断されたと
き、エンジンストールが発生し易いと判断される。ステ
ップ１０６及びステップ１０７を設けることにより、エ
ンジンストールの発生が予測されるときであるか否かを
正確に判断することができる。Further, according to the present embodiment, step 106
When it is determined that the engine rotational speed is lower than the predetermined rotational speed in step 107 and it is determined in step 107 that the load applied to the engine from outside the engine has increased, it is determined that engine stall is likely to occur. To be done. By providing step 106 and step 107, it is possible to accurately determine whether or not it is time to predict the occurrence of engine stall.

【０１０７】更に本実施形態によれば、低温燃焼の実行
が禁止されてから予め定められた時間が経過したとき、
つまり、ステップ１１１においてＹＥＳと判断された時
に、低温燃焼を行うのが許容される。その結果、エンジ
ンストールの発生を阻止しつつ、低温燃焼を行うことに
より煤及びＮＯｘの排出を同時に阻止することができ
る。Further, according to the present embodiment, when a predetermined time has elapsed since the execution of the low temperature combustion was prohibited,
That is, when YES is determined in step 111, low temperature combustion is permitted. As a result, the emission of soot and NOx can be prevented at the same time by performing low temperature combustion while preventing the occurrence of engine stall.

【０１０８】更に本実施形態によれば、機関回転数の変
化率が正になったとき、つまり、ステップ１０８におい
てＮＯと判断された時に、低温燃焼を行うのが許容され
る。その結果、エンジンストールの発生を阻止しつつ、
低温燃焼を行うことにより煤及びＮＯｘの排出を同時に
阻止することができる。Further, according to this embodiment, low temperature combustion is permitted when the rate of change of the engine speed becomes positive, that is, when NO is determined in step 108. As a result, while preventing the occurrence of engine stall,
By performing low temperature combustion, soot and NOx emissions can be simultaneously blocked.

【０１０９】更に本実施形態によれば、機関回転数が予
め定められた回転数よりも高くなったとき、つまり、ス
テップ１０６においてＮＯと判断された時に、低温燃焼
を行うのが許容される。その結果、エンジンストールの
発生を阻止しつつ、低温燃焼を行うことにより煤及びＮ
Ｏｘの排出を同時に阻止することができる。Further, according to the present embodiment, the low temperature combustion is permitted when the engine speed becomes higher than the predetermined engine speed, that is, when NO is determined in step 106. As a result, low temperature combustion is carried out while preventing the occurrence of engine stall, soot and N
Ox emission can be prevented at the same time.

【０１１０】[0110]

【発明の効果】請求項１から３に記載の発明によれば、
内燃機関から煤（スモーク）が排出されること及びＮＯ
ｘが排出されることを同時に阻止しつつ、エンジンスト
ールの発生を阻止することができる。According to the invention described in claims 1 to 3,
Emission of soot from the internal combustion engine and NO
It is possible to prevent the engine stall from occurring while simultaneously preventing the x from being discharged.

【０１１１】請求項４から７に記載の発明によれば、エ
ンジンストールの発生が予測されるときであるか否かを
正確に判断することができる。According to the invention described in claims 4 to 7, it is possible to accurately determine whether or not it is time to predict the occurrence of engine stall.

【０１１２】請求項８から１０に記載の発明によれば、
エンジンストールの発生を阻止しつつ、煤がほとんど発
生しない燃焼を行う機会を増やすことができる。According to the invention described in claims 8 to 10,
It is possible to increase the chances of performing combustion with almost no soot while preventing the occurrence of engine stall.

【０１１３】請求項１１及び１２に記載の発明によれ
ば、未燃炭化水素が内燃機関から排出されるのを阻止す
ることができる。According to the eleventh and twelfth aspects of the invention, it is possible to prevent unburned hydrocarbons from being discharged from the internal combustion engine.

【０１１４】請求項１３に記載の発明によれば、外部か
ら燃焼室内に不活性ガスを供給する手段を特別に設ける
必要性を回避することができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to avoid the need for specially providing a means for supplying the inert gas from the outside into the combustion chamber.

【０１１５】請求項１４及び１５に記載の発明によれ
ば、排気ガス再循環率が、煤の発生量がピークになる排
気ガス再循環率に設定されるのを回避することができ
る。According to the fourteenth and fifteenth aspects of the present invention, it is possible to prevent the exhaust gas recirculation rate from being set to the exhaust gas recirculation rate at which the amount of soot generated peaks.

【０１１６】請求項１６に記載の発明によれば、運転領
域に応じて適切な燃焼を実行することができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, appropriate combustion can be executed according to the operating region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.

【図２】スモークおよびＮＯｘの発生量等を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing amounts of smoke and NOx generated, etc.

【図３】燃焼圧を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a combustion pressure.

【図４】燃料分子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fuel molecule.

【図５】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a smoke generation amount and an EGR rate.

【図６】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an injected fuel amount and a mixed gas amount.

【図７】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. 7 is a diagram showing a first operating region I and a second operating region II.

【図８】空燃比センサの出力を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.

【図９】スロットル弁の開度等を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an opening degree of a throttle valve and the like.

【図１０】第１の運転領域Ｉにおける空燃比等を示す図
である。FIG. 10 is a diagram showing an air-fuel ratio and the like in a first operating region I.

【図１１】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。FIG. 11 is a diagram showing a map of a target opening degree of a throttle valve or the like.

【図１２】第２の燃焼における空燃比等を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing an air-fuel ratio and the like in the second combustion.

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

【図１４】燃料噴射量のマップを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a map of a fuel injection amount.

【図１５】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 15 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図１６】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 16 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図１７】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 17 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２０…スロットル弁 ２９…ＥＧＲ通路 ３１…ＥＧＲ制御弁 ５２…クランク角センサ ６０…ブレーキスイッチ ６１…車速センサ 5 ... Combustion chamber 6 ... Fuel injection valve 20 ... Throttle valve 29 ... EGR passage 31 ... EGR control valve 52 ... Crank angle sensor 60 ... Brake switch 61 ... Vehicle speed sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０Ｃ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｄ (72)発明者 伊藤 丈和 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 村田 宏樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (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) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07 F02B 1/00 - 23/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI F02D 41/22 380 F02D 41/22 380C F02M 25/07 570 F02M 25/07 570D (72) Inventor Takekazu Ito Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Town No. 1 Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Inventor Hiroki Murata No. 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Co., Ltd. (56) Reference JP-A-7-4287 (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 investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F02D 41/00-45/00 F02M 25/07 F02B 1/00-23/06

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 燃焼室内に供給される不活性ガスの量を
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、前記燃焼室内に供給される不活性ガスの量を更に増
大していくと前記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であって、煤の発生量
がピークとなる不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に供
給される不活性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない
燃焼が行われるときにエンジンストールの発生が予測さ
れるときには、前記煤がほとんど発生しない燃焼を行う
のを禁止するようにした内燃機関。1. When the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, and the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is further increased. In the internal combustion engine, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber becomes lower than the soot formation temperature, and soot is hardly generated, and the soot generation peaks. when the occurrence of the engine stall when the combustion amount of the inert gas than the amount of gas supplied to the combustion chamber does not occur most often soot is performed is predicted, the combustion in which the soot is hardly generated An internal combustion engine that is banned from doing. 【請求項２】 燃焼室内に供給される不活性ガスの量を
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、前記燃焼室内に供給される不活性ガスの量を更に増
大していくと前記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であって、煤の発生量
がピークとなる不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に供
給される不活性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない
燃焼が行われるときにエンジンストールの発生が予測さ
れるときには、空燃比をリーン側にシフトさせるように
した内燃機関。2. When the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is increased, the amount of soot generated gradually increases and reaches a peak, and the amount of the inert gas supplied to the combustion chamber is further increased. In the internal combustion engine, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber becomes lower than the soot formation temperature, and soot is hardly generated, and the soot generation peaks. when the occurrence of the engine stall when the combustion amount of the inert gas than the amount of gas supplied to the combustion chamber does not occur most often soot is performed it is predicted shifts the air fuel ratio to the lean side Internal combustion engine. 【請求項３】 前記燃焼室内に供給される燃料量を減量
補正すること、前記燃焼室内に供給される吸入空気量を
増量補正すること、及び前記燃焼室内に供給される不活
性ガス量を減量補正することの少なくともいずれか一つ
により、空燃比をリーン側にシフトさせるようにした請
求項２に記載の内燃機関。3. The fuel amount supplied to the combustion chamber is reduced and corrected, the intake air amount supplied to the combustion chamber is increased and corrected, and the inert gas amount supplied to the combustion chamber is reduced. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio is shifted to the lean side by at least one of the correction. 【請求項４】 前記エンジンストールの発生が予測され
るときとは、急ブレーキがかけられたと判定されるとき
である請求項１又は２に記載の内燃機関。4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the time when the engine stall is predicted is a time when it is determined that the sudden braking is applied. 【請求項５】 ブレーキがかけられたことを検出するた
めのブレーキスイッチを具備し、前記急ブレーキがかけ
られたと判定されるときとは、前記ブレーキスイッチが
オンされたときであって、機関回転数又は車速の減少率
が大きいときであり、かつ、機関回転数が予め定められ
た回転数よりも低いときである請求項４に記載の内燃機
関。5. A brake switch for detecting that a brake has been applied is provided, and the time when it is determined that the sudden brake has been applied means that the brake switch is turned on and the engine rotation speed is increased. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the reduction rate of the number or the vehicle speed is large and the engine speed is lower than a predetermined engine speed. 【請求項６】 前記エンジンストールの発生が予測され
るときとは、機関回転数が予め定められた回転数よりも
低いときであって機関の過渡運転時である請求項１又は
２に記載の内燃機関。6. The engine according to claim 1, wherein the occurrence of the engine stall is predicted when the engine speed is lower than a predetermined engine speed and during transient engine operation. Internal combustion engine. 【請求項７】 前記エンジンストールの発生が予測され
るときとは、機関回転数が予め定められた回転数よりも
低いときであって機関の外部から機関に対してかかる負
荷が増加するときである請求項１又は２に記載の内燃機
関。7. The occurrence of the engine stall is when the engine speed is lower than a predetermined speed and when the load applied to the engine from outside the engine is increased. An internal combustion engine according to claim 1 or 2. 【請求項８】 前記煤がほとんど発生しない燃焼が行わ
れるときであってエンジンストールの発生が予測される
ときに前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのを禁止
し、次いで前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのが
禁止されてから予め定められた時間が経過したときに、
前記煤がほとんど発生しない燃焼を行うのを許容するよ
うにした請求項１に記載の内燃機関。8. When the combustion in which the soot is hardly generated is performed and when the engine stall is predicted to occur, the combustion in which the soot is hardly generated is prohibited, and then the soot is hardly generated. When a predetermined time has elapsed since combustion was prohibited,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion is performed so that the soot is hardly generated. 【請求項９】 前記予め定められた時間が経過したとき
とは機関回転数の変化率が正になったときである請求項
８に記載の内燃機関。9. The internal combustion engine according to claim 8, wherein the time when the predetermined time has elapsed is a time when the rate of change of the engine speed becomes positive. 【請求項１０】 前記予め定められた時間が経過したと
きとは、機関回転数が予め定められた回転数よりも高く
なったときである請求項８に記載の内燃機関。10. The internal combustion engine according to claim 8, wherein the time when the predetermined time has elapsed means that the engine speed becomes higher than the predetermined speed. 【請求項１１】 前記燃焼室から排出された未燃炭化水
素を酸化するために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又は２に記載の内燃機関。11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having an oxidizing function is arranged in an engine exhaust passage to oxidize unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber. 【請求項１２】 前記触媒が酸化触媒、三元触媒又はＮ
Ｏｘ吸収剤の少くとも一つからなる請求項１２に記載の
内燃機関。12. The catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or N 2.
The internal combustion engine of claim 12, comprising at least one Ox absorbent. 【請求項１３】 前記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排気ガス再循環装置を具
備し、前記不活性ガスが前記機関吸気通路内に再循環さ
れた再循環排気ガスからなる請求項１又は２に記載の内
燃機関。13. A recirculation exhaust system comprising an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into an engine intake passage, wherein the inert gas is recirculated into the engine intake passage. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, which is made of gas. 【請求項１４】 煤の発生量がピークとなる再循環排気
ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される再循環排気ガ
スの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再循環排気ガスの量よりも前記
燃焼室内に供給される再循環排気ガスの量が少ない第２
の燃焼とを選択的に切り換える切換手段を具備し、前記
第１の燃焼から前記第２の燃焼に又は前記第２の燃焼か
ら前記第１の燃焼に切り換えられるときに排気ガス再循
環率をステップ状に変化させるようにした請求項１３に
記載の内燃機関。14. The first combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is greater than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot generated reaches a peak and soot is hardly generated, and the generation of soot A second amount of the recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the recirculated exhaust gas having a peak amount.
Switching means for selectively switching between the first combustion and the second combustion, or stepping the exhaust gas recirculation rate when switching from the first combustion to the second combustion or from the second combustion to the first combustion. The internal combustion engine according to claim 13, wherein the internal combustion engine is changed into a shape. 【請求項１５】 前記第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、前
記第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１４に記載の内燃
機関。15. The exhaust gas recirculation rate when the first combustion is performed is approximately 55% or more, and the exhaust gas recirculation rate when the second combustion is performed is approximately 50%. The internal combustion engine of claim 14, which is at most percent. 【請求項１６】 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の運転領域とに分割し、前記第
１の運転領域では前記第１の燃焼を行い、前記第２の運
転領域では前記第２の燃焼を行うようにした請求項１４
に記載の内燃機関。16. 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 the first combustion is performed in the first operating region, and 15. The second combustion is performed in the second operation region.
Internal combustion engine according to.