JP3424570B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP3424570B2
JP3424570B2 JP30864698A JP30864698A JP3424570B2 JP 3424570 B2 JP3424570 B2 JP 3424570B2 JP 30864698 A JP30864698 A JP 30864698A JP 30864698 A JP30864698 A JP 30864698A JP 3424570 B2 JP3424570 B2 JP 3424570B2
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雅人 後藤
丈和 伊藤
康二 吉▲崎▼
宏樹 村田
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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 NO x. Exhaust gas, that is, EGR gas, is recirculated into the engine intake passage via the EGR passage. In this case, the EGR gas has a relatively high specific heat and therefore can absorb a large amount of heat.
The combustion temperature in the combustion chamber decreases as the GR gas amount increases, that is, as the EGR rate (EGR gas amount / (EGR gas amount + intake air amount)) increases. When the combustion temperature decreases, the amount of NO x generated decreases. Therefore, the higher the EGR rate, the lower the amount of NO x generated.

【０００３】このように従来よりＥＧＲ率を増大すれば
ＮＯx の発生量を低下しうることはわかっている。しか
しながらＥＧＲ率を増大させていくとＥＧＲ率が或る限
度を越えたときに煤の発生量、即ちスモークが急激に増
大し始める。この点に関し従来より、それ以上ＥＧＲ率
を増大すればスモークが限りなく増大していくものと考
えられており、従ってスモークが急激に増大し始めるＥ
ＧＲ率がＥＧＲ率の最大許容限界であると考えられてい
る。As described above, it has been known that the amount of NO x generated can be reduced by increasing the EGR rate. However, when the EGR rate is increased, when the EGR rate exceeds a certain limit, the amount of soot generated, that is, the smoke starts to increase rapidly. In this regard, it has been conventionally thought that if the EGR rate is further increased, the smoke will increase infinitely, and therefore the smoke will start to increase rapidly.
The GR rate is considered to be the maximum allowable limit for the EGR rate.

【０００４】従って従来よりＥＧＲ率はこの最大許容限
界を越えない範囲内に定められている。このＥＧＲ率の
最大許容限界は機関の形式や燃料によってかなり異なる
がおおよそ３０パーセントから５０パーセントである。
従って従来のディーゼル機関ではＥＧＲ率は最大でも３
０パーセントから５０パーセント程度に抑えられてい
る。Therefore, conventionally, the EGR rate is set within a range that does not exceed the maximum allowable limit. The maximum allowable limit of this EGR rate is approximately 30 to 50 percent, though it varies considerably depending on the engine type and fuel.
Therefore, in the conventional diesel engine, the maximum EGR rate is 3
It is suppressed from 0% to 50%.

【０００５】このように従来ではＥＧＲ率に対して最大
許容限界が存在すると考えられていたので従来よりＥＧ
Ｒ率はこの最大許容限界を越えない範囲内においてＮＯ
x およびスモークの発生量ができるだけ少なくなるよう
に定められていた。しかしながらこのようにしてＥＧＲ
率をＮＯx およびスモークの発生量ができるだけ少なく
なるように定めてもＮＯx およびスモークの発生量の低
下には限度があり、実際には依然としてかなりの量のＮ
Ｏx およびスモークが発生してしまうのが現状である。As described above, in the past, it was considered that the maximum allowable limit exists for the EGR rate.
The R rate is NO within the range that does not exceed this maximum allowable limit.
It was stipulated that the amount of x and smoke generated should be as small as possible. However, in this way EGR
Even if the rate is set so that the amount of NO x and smoke produced is as small as possible, there is a limit to the reduction in the amount of NO x and smoke produced, and in reality, a considerable amount of N 2 is still left.
The O x, and smoke is generated at present.

【０００６】ところがディーゼル機関の燃焼の研究の過
程においてＥＧＲ率を最大許容限界よりも大きくすれば
上述の如くスモークが急激に増大するがこのスモークの
発生量にはピークが存在し、このピークを越えてＥＧＲ
率を更に大きくすると今度はスモークが急激に減少しは
じめ、アイドリング運転時においてＥＧＲ率を７０パー
セント以上にすると、またＥＧＲガスを強力に冷却した
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にするとス
モークがほとんど零になる、即ち煤がほとんど発生しな
いことが見い出されたのである。また、このときにはＮ
Ｏx の発生量が極めて少量となることも判明している。
この後この知見に基づいて煤が発生しない理由について
検討が進められ、その結果これまでにない煤およびＮＯ
x の同時低減が可能な新たな燃焼システムが構築される
に至ったのである。この新たな燃焼システムについては
後に詳細に説明するが簡単に言うと炭化水素が煤に成長
するまでの途中の段階において炭化水素の成長を停止さ
せることを基本としている。However, if the EGR rate is made larger than the maximum permissible limit in the process of studying the combustion of a diesel engine, the smoke increases sharply as described above, but there is a peak in the amount of smoke produced, and the peak is exceeded. EGR
When the rate is further increased, the smoke starts to decrease sharply this time. When the EGR rate is 70% or more during idling operation, and when the EGR gas is strongly cooled, the EGR rate is almost 55% or more. It was found that it was almost zero, that is, soot was hardly generated. At this time, N
It has also been found that the amount of O x generated is extremely small.
After that, the reason why soot was not generated was examined based on this finding, and as a result, soot and NO
This led to the construction of a new combustion system capable of simultaneously reducing x . This new combustion system will be explained in detail later, but in short, it is basically based on stopping the growth of hydrocarbons in the middle of the process until the hydrocarbons grow into soot.

【０００７】即ち、実験研究を重ねた結果判明したこと
は燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以下のときには炭化水素の成長が煤に至
る前の途中の段階で停止し、燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以上になると炭化水素は一気に煤まで成
長してしまうということである。この場合、燃料および
その周囲のガス温度は燃料が燃焼した際の燃料周りのガ
スの吸熱作用が大きく影響しており、燃料燃焼時の発熱
量に応じて燃料周りのガスの吸熱量を調整することによ
って燃料およびその周囲のガス温度を制御することがで
きる。[0007] That is, as a result of repeated experimental research, it was found that when the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber were below a certain temperature, the growth of hydrocarbons stopped in the middle of the process before reaching soot. However, if the temperature of the fuel and the gas around it rises above a certain temperature, the hydrocarbons will suddenly grow to soot. In this case, the temperature of the fuel and its surrounding gas is greatly affected by the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns, and the endothermic amount of the gas around the fuel is adjusted according to the amount of heat generated during fuel combustion. Thus, the temperature of the fuel and the gas around it can be controlled.

【０００８】従って、燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制すれば煤が発生しなくなり、燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を炭
化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制すること
は燃料周りのガスの吸熱量を調整することによって可能
となる。一方、煤に至る前に成長が途中で停止した炭化
水素は酸化触媒等を用いた後処理によって容易に浄化す
ることができる。これが新たな燃焼システムの基本的な
考え方である。この新たな燃焼システムを採用した内燃
機関については本出願人により既に出願されている（特
願平９−３０５８５０号）。Therefore, if the temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the combustion chamber is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, soot will not be generated and the fuel and the surroundings during combustion in the combustion chamber will be eliminated. It is possible to control the gas temperature in the range below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway by adjusting the heat absorption amount of the gas around the fuel. On the other hand, hydrocarbons whose growth has stopped before reaching soot can be easily purified by post-treatment using an oxidation catalyst or the like. This is the basic idea of the new combustion system. The applicant has already applied for an internal combustion engine that employs this new combustion system (Japanese Patent Application No. 9-305850).

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの新たな燃
焼を行うには前述したように燃焼時における燃料および
その周囲のガス温度を或る温度以下の低温に維持する必
要があり、このガス温度が高くなりすぎるとスモークが
発生し、低くなりすぎると燃焼不良を生ずる。即ち、こ
の新たな燃焼を行うには燃焼時における燃料およびその
周囲のガス温度を最適な温度範囲内に維持する必要があ
り、そのためには噴射時期、ＥＧＲ率、空燃比等につい
て最適値が存在する。従って新たな燃焼を行う場合には
噴射時期、ＥＧＲ率、空燃比等をこの最適値に制御する
必要がある。In order to carry out this new combustion, as described above, it is necessary to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a low temperature below a certain temperature. If it becomes too high, smoke will be generated, and if it becomes too low, poor combustion will occur. That is, in order to perform this new combustion, it is necessary to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at the time of combustion within the optimum temperature range, and for that purpose, there are optimum values for the injection timing, EGR rate, air-fuel ratio, etc. To do. Therefore, when performing new combustion, it is necessary to control the injection timing, EGR rate, air-fuel ratio, etc. to these optimum values.

【００１０】ところが燃焼時における燃料およびその周
囲のガス温度を最適な温度範囲内に維持するのに必要な
噴射時期、ＥＧＲ率、空燃比等の最適値は機関温度の影
響を大きく受け、これら最適値は暖機運転時と暖機完了
後で異なる値となる。従って新たな燃焼を行う場合には
このことを考慮して噴射時期、ＥＧＲ率、空燃比等を制
御する必要がある。However, the optimum values such as the injection timing, EGR rate, air-fuel ratio, etc. required to maintain the temperature of the fuel and the gas around it during combustion are greatly affected by the engine temperature, and these optimum values are optimal. The value will be different during warming up and after warming up. Therefore, when performing new combustion, it is necessary to control the injection timing, the EGR rate, the air-fuel ratio, etc. in consideration of this fact.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】従って１番の発明では、
燃焼室内に供給される再循環排気ガス量を増大していく
と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
に供給される再循環排気ガス量を更に増大していくと燃
焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が
煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなく
なる内燃機関において、煤の発生量がピークとなる再循
環排気ガス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガ
ス量を多くすることによって燃焼室内における燃焼時の
燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度よ
りも低い温度に抑制し、機関暖機運転時であるか否かを
判断する手段を具備し、機関暖機運転時には機関暖機完
了後に比べて燃料噴射時期を早めるか、又は燃料噴射圧
を高めるか、又は再循環排気ガス率を低下させるか、又
は空燃比を大きくするようにしている。Therefore, in the first invention,
It reached the peak generation amount of As you increase the recirculated exhaust gas amount supplied to the combustion chamber soot increases gradually, the combustion chamber
If the amount of recirculated exhaust gas supplied to the
The temperature of the fuel and the gas around it during combustion in the firing chamber
Soot is hardly generated as it becomes lower than the soot formation temperature
In the internal combustion engine, the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is made larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the amount of soot is peaked .
The temperature of the fuel and the gas around it is the temperature at which soot is produced.
The engine is equipped with a means for determining whether the engine is warming up or not, and during the engine warming-up, the fuel injection timing is advanced compared to after the engine warm-up is completed, or the fuel injection pressure is adjusted. The air-fuel ratio is increased or the recirculated exhaust gas rate is decreased.

【００１２】２番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置してい
る。３番目の発明では２番目の発明において、触媒が酸
化触媒、三元触媒又はＮＯ x 吸収剤の少くとも一つから
なる。４番目の発明では１番目の発明において、排気ガ
ス再循環率がほぼ５５パーセント以上である。In the second invention, in the first invention,
A catalyst with an oxidizing function is placed in the engine exhaust passage.
It In the third invention, in the second invention, the catalyst is an acid.
Catalyst, three-way catalyst or NO xFrom at least one of the absorbents
Become. In the fourth invention, the exhaust gas is added in the first invention.
The recycling rate is almost 55% or more.

【００１３】５番目の発明では１番目の発明において、
煤の発生量がピークとなる再循環排気ガス量よりも燃焼
室内に供給される再循環排気ガス量が多く煤がほとんど
発生しない第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる再
循環ガス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガス
量が少ない第２の燃焼とを選択的に切換える切換手段を
具備している。In the fifth invention, in the first invention,
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 soot generation peaks and soot is hardly generated, and the recirculated gas at which the soot generation peaks The amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of the second combustion, and the second combustion is selectively provided.

【００１４】６番目の発明では５番目の発明において、
機関の運転領域を低負荷側の第１の運転領域と高負荷側
の第２の運転領域に分割し、第１の運転領域では第１の
燃焼を行い、第２の運転領域では第２の燃焼を行うよう
にしている。In the sixth invention, in the fifth invention,
The operating region of the engine is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, first combustion is performed in the first operating region, and second operation region is performed in the second operating region. I try to burn it.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】図１は本発明を４ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１を参
照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３は
シリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気
制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は
排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は
対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結
され、サージタンク１２は吸気ダクト１３およびインタ
ークーラ１４を介して過給機、例えば排気ターボチャー
ジャ１５のコンプレッサ１６の出口部に連結される。コ
ンプレッサ１６の入口部は空気吸込管１７を介してエア
クリーナ１８に連結され、空気吸込管１７内にはステッ
プモータ１９により駆動されるスロットル弁２０が配置
される。FIG. 1 shows the case where the present invention is applied to a four-stroke compression ignition type internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, and 9 is an intake port. Indicates an exhaust valve, and 10 indicates an exhaust port, respectively. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected via an intake duct 13 and an intercooler 14 to a supercharger, for example, an outlet portion of a compressor 16 of an exhaust turbocharger 15. Be connected. The inlet of the compressor 16 is connected to an air cleaner 18 via an air suction pipe 17, and a throttle valve 20 driven by a step motor 19 is arranged in the air suction pipe 17.

【００１６】一方、排気ポート１０は排気マニホルド２
１および排気管２２を介して排気ターボチャージャ１５
の排気タービン２３の入口部に連結され、排気タービン
２３の出口部は排気管２４を介して酸化機能を有する触
媒２５を内蔵した触媒コンバータ２６に連結される。排
気マニホルド２１内には空燃比センサ２７が配置され
る。On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 2
1 and the exhaust pipe 22 through the exhaust turbocharger 15
Of the exhaust turbine 23, and the outlet of the exhaust turbine 23 is connected via an exhaust pipe 24 to a catalytic converter 26 containing a catalyst 25 having an oxidizing function. An air-fuel ratio sensor 27 is arranged in the exhaust manifold 21.

【００１７】触媒コンバータ２６の出口部に連結された
排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７と
はＥＧＲ通路２９を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路
２９内にはステップモータ３０により駆動されるＥＧＲ
制御弁３１が配置される。また、ＥＧＲ通路２９内には
ＥＧＲ通路２９内を流れるＥＧＲガスを冷却するための
インタークーラ３２が配置される。図１に示される実施
例では機関冷却水がインタークーラ３２内に導びかれ、
機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。The exhaust pipe 28 connected to the outlet of the catalytic converter 26 and the air intake pipe 17 downstream of the throttle valve 20 are connected to each other via an EGR passage 29, and the EGR passage 29 is driven by a step motor 30. EGR
A control valve 31 is arranged. An intercooler 32 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 29 is arranged in the EGR passage 29. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is introduced into the intercooler 32,
The EGR gas is cooled by the engine cooling water.

【００１８】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.

【００１９】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備
する。空燃比センサ２７の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力され、燃料圧セン
サ３６の出力信号も対応するＡＤ変換器４７を介して入
力ポート４５に入力される。機関本体１には機関冷却水
温を検出するための温度センサ３７が取付けられ、この
温度センサ３７の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を
介して入力ポート４５に入力される。アクセルペダル５
０にはアクセルペダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力
電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ
５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力
ポート４５に入力される。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。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、ＥＧ
Ｒ制御弁制御用ステップモータ３０および燃料ポンプ３
５に接続される。The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and has a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a CPU (Microprocessor) 44, an input port 45, and an input port 45 which are connected to each other by a bidirectional bus 41. The output port 46 is provided. The output signal of the air-fuel ratio sensor 27 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47, and the output signal of the fuel pressure sensor 36 is also input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A temperature sensor 37 for detecting the engine cooling water temperature is attached to the engine body 1, and the output signal of the temperature sensor 37 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. Accelerator pedal 5
A load sensor 51 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 50 is connected to 0, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 45 via the corresponding AD converter 47. A crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 ° is connected to the input port 45. on the other hand,
The output port 46 is connected via a corresponding drive circuit 48 to the fuel injection valve 6, the throttle valve control step motor 19, and the EG.
Step motor 30 for controlling R control valve and fuel pump 3
Connected to 5.

【００２０】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.
The change in output torque 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, and the change in the amount of smoke, HC, CO, and NO x emissions. It represents the experimental example shown. As can be seen from FIG. 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.

【００２１】図２に示されるようにＥＧＲ率を増大する
ことにより空燃比Ａ／Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が
４０パーセント付近となり空燃比Ａ／Ｆが３０程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、ＥＧＲ率を６５パーセ
ント以上とし、空燃比Ａ／Ｆが１５．０付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またＮ
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 becomes about 30, smoke is generated. The amount of generation begins to increase. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is made smaller, the amount of smoke generated sharply increases and reaches a peak. Next, when the EGR rate is further increased and the air-fuel ratio A / F is reduced, the smoke sharply decreases this time, the EGR rate is increased to 65% or more, and the smoke becomes almost zero when the air-fuel ratio A / F is around 15.0. . That is, soot is hardly generated. At this time, the output torque of the engine slightly decreases, and N
The amount of O x generated is considerably low. On the other hand, at this time, HC,
The amount of CO generated starts to increase.

【００２２】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 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).

【００２３】図２および図３に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図２
に示されるように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 NO x generated is considerably reduced. N
The decrease in the amount of generated O x means that the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased, and therefore, when the soot is hardly generated, the combustion temperature in the combustion chamber 5 is decreased. I can say. The same can be said from FIG. That is, the combustion pressure is low in the state shown in FIG. 3 (B) where almost no soot is generated.
The combustion temperature inside is low.

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

【００２５】図２および図３に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室５内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。Summarizing these considerations based on the experimental results shown in FIGS. 2 and 3, when the combustion temperature in the combustion chamber 5 is low, the amount of soot generated becomes almost zero, and at this time, the soot precursor or the soot precursor The hydrocarbons in this state are discharged from the combustion chamber 5. As a result of further detailed experimental research on this, when the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 is below a certain temperature, the soot growth process stops halfway, that is, the soot is generated. It was found that soot was not generated at all and soot was generated when the temperature of the fuel and its surroundings in the combustion chamber 5 reached a certain temperature or higher.

【００２６】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止するときの燃料およびその周囲の温度、即
ち上述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種
々の要因によって変化するので何度であるかということ
は言えないがこの或る温度はＮＯx の発生量と深い関係
を有しており、従ってこの或る温度はＮＯx の発生量か
ら或る程度規定することができる。即ち、ＥＧＲ率が増
大するほど燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度は低
下し、ＮＯx の発生量が低下する。このときＮＯx の発
生量が１０p.p.m 前後又はそれ以下になったときに煤が
ほとんど発生しなくなる。従って上述の或る温度はＮＯ
x の発生量が１０p.p.m 前後又はそれ以下になったとき
の温度にほぼ一致する。By the way, the temperature of the fuel and its surroundings when the hydrocarbon production process is stopped in the state of the soot precursor, that is, the above-mentioned certain temperature depends on various factors such as the type of fuel, the air-fuel ratio and the compression ratio. It cannot be said how many times it changes, but this certain temperature has a deep relationship with the amount of NO x produced, and therefore this certain temperature is defined to some extent from the amount of NO x produced. be able to. That is, as the EGR rate increases, the temperature of the fuel during combustion and the gas around it decreases, and the amount of NO x generated decreases. At this time, soot is hardly generated when the amount of NO x generated is about 10 p.pm or less. Therefore, the above certain temperature is NO
It is almost the same as the temperature when the amount of x generation is around 10 p.pm or less.

【００２７】一旦、煤が生成されるとこの煤は酸化機能
を有する触媒を用いた後処理でもって浄化することはで
きない。これに対して煤の前駆体又はその前の状態の炭
化水素は酸化機能を有する触媒を用いた後処理でもって
容易に浄化することができる。このように酸化機能を有
する触媒による後処理を考えると炭化水素を煤の前駆体
又はその前の状態で燃焼室５から排出させるか、或いは
煤の形で燃焼室５から排出させるかについては極めて大
きな差がある。本発明において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.

【００２８】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室５内における燃焼時の燃
料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料およ
びその周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際
の燃料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響するこ
とが判明している。Now, in order to stop the growth of hydrocarbons before the soot is generated, the temperature of the fuel and the gas around it in the combustion chamber 5 during combustion is set to a temperature lower than the temperature at which the soot is generated. It needs to be suppressed. In this case, it has been found that, in order to suppress the temperature of the fuel and the gas around it, the endothermic action of the gas around the fuel when the fuel burns has an extremely large effect.

【００２９】即ち、燃料周りに空気しか存在しないと蒸
発した燃料はただちに空気中の酸素と反応して燃焼す
る。この場合、燃料から離れている空気の温度はさほど
上昇せず、燃料周りの温度のみが局所的に極めて高くな
る。即ち、このときには燃料から離れている空気は燃料
の燃焼熱の吸熱作用をほとんど行わない。この場合には
燃焼温度が局所的に極めて高くなるために、この燃焼熱
を受けた未燃炭化水素は煤を生成することになる。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.

【００３０】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。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.

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

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

【００３３】図５の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガス
を強力に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図５の曲線Ｂで示さ
れるようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率
が５０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。As shown by the curve A in FIG. 5, when the EGR gas is strongly cooled, the soot generation amount peaks when the EGR rate is slightly lower than 50%, and in this case, the EGR rate is almost 55. Almost no soot is generated if the percentage is exceeded. On the other hand, as shown by the curve B in FIG. 5, when the EGR gas is slightly cooled, the soot generation amount reaches a peak when the EGR rate is slightly higher than 50%. In this case, the EGR rate is approximately 65% or more. If so, soot is hardly generated.

【００３４】また、図５の曲線Ｃで示されるようにＥＧ
Ｒガスを強制的に冷却していない場合にはＥＧＲ率が５
５パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ７０パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図５は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるＥＧＲ率の下限はＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。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. Note that FIG. 5 shows the amount of smoke generated when the engine load is relatively high, and the EGR rate at which the amount of soot generated peaks when the engine load decreases and the EGR rate at which soot almost does not occur decreases. The lower limit of is also slightly lowered. Thus, the lower limit of the EGR rate at which soot is hardly generated changes depending on the cooling degree of EGR gas and the engine load.

【００３５】図６は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のＥＧＲガス
の割合を示している。なお、図６において縦軸は燃焼室
５内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは
過給が行われないときに燃焼室５内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求負荷を示してい
る。FIG. 6 shows a mixture of EGR gas and air required to bring the temperature of the fuel and its surrounding gas at the time of combustion to a temperature lower than the temperature at which soot is 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.

【００３６】図６を参照すると空気の割合、即ち混合ガ
ス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるの
に必要な空気量を示している。即ち、図６に示される場
合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となって
いる。一方、図６においてＥＧＲガスの割合、即ち混合
ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたと
きに燃料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温
度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量
を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほ
ぼ５５パーセント以上であり、図６に示す実施例では７
０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入され
た全吸入ガス量を図６において実線Ｘとし、この全吸入
ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図６
に示すような割合にすると燃料およびその周囲のガス温
度は煤が生成される温度よりも低い温度となり、斯くし
て煤が全く発生しなくなる。また、このときのＮＯx 発
生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮ
Ｏx の発生量は極めて少量となる。Referring to FIG. 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. This EGR gas amount is approximately 55% or more when expressed by the EGR rate, and is 7 in the embodiment shown in FIG.
It is 0% or more. That is, the total intake gas amount sucked into the combustion chamber 5 is shown by a solid line X in FIG. 6, and the ratio of the air amount and the EGR gas amount in the total intake gas amount X is shown in FIG.
When the ratio is as shown in (1), the temperature of the fuel and the gas around it becomes lower than the temperature at which soot is generated, and thus soot is not generated at all. Further, the amount of NO x generated at this time is around 10 p.pm or less, so N
The amount of O x generated is extremely small.

【００３７】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図６に示されるようにＥＧＲガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて増大
する必要がある。Since the amount of heat generated when the fuel burns increases as the fuel injection amount increases, in order to maintain the temperature of the fuel and the gas around it at a temperature lower than the temperature at which soot is generated, heat generated by the EGR gas is used. The amount of absorption must be increased. Therefore, as shown in FIG. 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.

【００３８】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Ｌ0 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Ｌ0 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Ｌ 0 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 supercharging is not performed,
The upper limit of the total intake gas amount X drawn into the baking chamber 5 is Y.
Therefore, the required load is L in FIG.0Greater than
In the region, the EGR gas ratio is increased as the required load increases.
It is possible to maintain the air-fuel ratio at the theoretical air-fuel ratio unless it is decreased.
Can not. In other words, it is necessary when supercharging is not done.
Load demand is L0The theoretical air-fuel ratio in a region larger than
If you try to maintain the fuel ratio, the required load will increase.
As a result, the EGR rate decreases, so the required load is L 0Than
In a large area, the temperature of the fuel and the gas around it is sooted
It cannot be maintained below the temperature at which it is produced.

【００３９】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Ｌ0 よりも大きい領域においてＥＧＲ率を５
５パーセント以上、例えば７０パーセントに維持するこ
とができ、斯くして燃料およびその周囲のガス温度を煤
が生成される温度よりも低い温度に維持することができ
る。即ち、空気吸込管１７内におけるＥＧＲ率が例えば
７０パーセントになるようにＥＧＲガスを再循環させれ
ば排気ターボチャージャ１５のコンプレッサ１６により
昇圧された吸入ガスのＥＧＲ率も７０パーセントとな
り、斯くしてコンプレッサ１６により昇圧しうる限度ま
で燃料およびその周囲のガス温度を煤が生成される温度
よりも低い温度に維持することができる。従って、低温
燃焼を生じさせることのできる機関の運転領域を拡大す
ることができることになる。However, as shown in FIG. 1, when EGR gas is recirculated to the inlet side of the supercharger, that is, the air suction pipe 17 of the exhaust turbocharger 15 via the EGR passage 29, the required load is larger than L 0. EGR rate is 5 in the region
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.

【００４０】なお、この場合、要求負荷がＬ0 よりも大
きい領域でＥＧＲ率を５５パーセント以上にする際には
ＥＧＲ制御弁３１が全開せしめられ、スロットル弁２０
が若干閉弁せしめられる。前述したように図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。In this case, when the EGR rate is set to 55% or more in the region where the required load is larger than L 0 , the EGR control valve 31 is fully opened and the throttle valve 20
Is closed a little. 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 the air amount shown in FIG. It is possible to reduce the amount of NO x generated to around 10 p.pm or less while preventing the generation of air, and to make the air amount larger than that shown in FIG. Even if it is lean from 17 to 18, the generation amount of NO x can be reduced to about 10 p.pm or less while preventing the generation of soot.

【００４１】即ち、空燃比がリッチにされると燃料が過
剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制されているために
過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤が生成される
ことがない。また、このときＮＯx も極めて少量しか発
生しない。一方、平均空燃比がリーンのとき、或いは空
燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量
の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので煤は全く生成されない。更に、ＮＯx
も極めて少量しか発生しない。That is, when the air-fuel ratio is made rich, the fuel becomes excessive, but since the combustion temperature is suppressed to a low temperature, the excessive fuel does not grow to soot, and soot is generated. There is no. Further, at this time, a very small amount of NO x is generated. On the other hand, when the average air-fuel ratio is lean, or even when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature becomes high, but in the present invention the combustion temperature is suppressed to a low temperature, soot Not generated at all. Furthermore, NO x
Also produces only a very small amount.

【００４２】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。As described above, when low temperature combustion is performed, soot is generated regardless of the air-fuel ratio, that is, whether the air-fuel ratio is rich, the stoichiometric air-fuel ratio, or the average air-fuel ratio is lean. However, the amount of NO x generated is extremely small. Therefore, considering the improvement of the fuel consumption rate, it can be said that it is preferable to make the average air-fuel ratio lean at this time.

【００４３】ところで燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制しうるのは燃焼による発熱量が比較
的少ない機関中低負荷運転時に限られる。従って本発明
による実施例では機関中低負荷運転時には燃焼時の燃料
およびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停
止する温度以下に抑制して第１の燃焼、即ち低温燃焼を
行うようにし、機関高負荷運転時には第２の燃焼、即ち
従来より普通に行われている燃焼を行うようにしてい
る。なお、ここで第１の燃焼、即ち低温燃焼とはこれま
での説明から明らかなように煤の発生量がピークとなる
不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多く煤が
ほとんど発生しない燃焼のことを言い、第２の燃焼、即
ち従来より普通に行われている燃焼とは煤の発生量がピ
ークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量
が少い燃焼のことを言う。By the way, the temperature of the fuel during combustion in the combustion chamber and the temperature of the gas around it can be suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway only when the engine is operating at a low load, where the calorific value of combustion is relatively small. To be Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the engine is operated at low load, the temperature of the fuel and the gas around it during combustion is suppressed below the temperature at which the growth of hydrocarbons stops halfway, and the first combustion, that is, low temperature combustion is performed. In addition, the second combustion, that is, the combustion normally performed from the conventional one, is performed during the engine high load operation. It should be noted that here, the first combustion, that is, low temperature combustion, as is clear from the above description, the amount of inert gas in the combustion chamber is larger than the amount of inert gas at which the amount of soot generated peaks, and soot is almost generated. The second combustion, that is, the combustion that is normally performed in the past, is the combustion that does not have the amount of soot generated and the amount of the inert gas in the combustion chamber is smaller than the amount of the inert gas that does not reach the peak. Say that.

【００４４】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ＴＱは要求トルクを示して
おり、横軸Ｎは機関回転数を示している。また、図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 the first operating region I where the first combustion, that is, the low temperature combustion is performed, and the second operating region II where the second combustion, that is, the combustion by the conventional combustion method is performed. There is. In FIG. 7, the vertical axis TQ shows the required torque, and the horizontal axis N shows the engine speed. Further, in FIG. 7, X (N) is the first operating region I and the second operating region II.
, And Y (N) indicates the second boundary between the first operating region I and the second operating region II.
The change determination of the operating region from the first operating region I to the second operating region II is performed based on the first boundary X (N),
The change determination of the operating region from the operating region II to the first operating region I is performed based on the second boundary Y (N).

【００４５】即ち、機関の運転状態が第１の運転領域Ｉ
にあって低温燃焼が行われているときに要求トルクＴＱ
が機関回転数Ｎの関数である第１の境界Ｘ（Ｎ）を越え
ると運転領域が第２の運転領域IIに移ったと判断され、
従来の燃焼方法による燃焼が行われる。次いで要求トル
クＴＱが機関回転数Ｎの関数である第２の境界Ｙ（Ｎ）
よりも低くなると運転領域が第１の運転領域Ｉに移った
と判断され、再び低温燃焼が行われる。That is, the operating condition of the engine is the first operating region I.
Required torque TQ when low temperature combustion is performed
Is above the first boundary X (N) which is a function of the engine speed N, it is judged that the operating region has moved to the second operating region II,
Combustion is performed by a conventional combustion method. Next, the required torque TQ is a second boundary Y (N) which is a function of the engine speed N.
When it becomes lower than that, it is determined that the operating region has moved to the first operating region I, and low temperature combustion is performed again.

【００４６】このように第１の境界Ｘ（Ｎ）と第１の境
界Ｘ（Ｎ）よりも低トルク側の第２の境界Ｙ（Ｎ）との
二つの境界を設けたのは次の二つの理由による。第１の
理由は、第２の運転領域IIの高トルク側では比較的燃焼
温度が高く、このとき要求トルクＴＱが第１の境界Ｘ
（Ｎ）より低くなったとしてもただちに低温燃焼を行え
ないからである。即ち、要求トルクＴＱがかなり低くな
ったとき、即ち第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低くなったと
きでなければただちに低温燃焼が開始されないからであ
る。第２の理由は第１の運転領域Ｉと第２の運転領域II
間の運転領域の変化に対してヒステリシスを設けるため
である。As described above, the two boundaries, that is, the first boundary X (N) and the second boundary Y (N) on the lower torque side of the first boundary X (N) are provided. For one reason. The first reason is that the combustion temperature is relatively high on the high torque side of the second operating region II, and at this time the required torque TQ is the first boundary X.
This is because even if the temperature becomes lower than (N), low temperature combustion cannot be performed immediately. That is, the low temperature combustion is not started immediately unless the required torque TQ becomes considerably low, that is, when it becomes lower than the second boundary Y (N). The second reason is the first operating region I and the second operating region II.
This is because a hysteresis is provided for changes in the operating region between.

【００４７】ところで機関の運転状態が第１の運転領域
Ｉにあって低温燃焼が行われているときには煤はほとん
ど発生せず、その代り未燃炭化水素が煤の前駆体又はそ
の前の状態の形でもって燃焼室５から排出される。この
とき燃焼室５から排出された未燃炭化水素は酸化機能を
有する触媒２５により良好に酸化せしめられる。触媒２
５としては酸化触媒、三元触媒、又はＮＯx 吸収剤を用
いることができる。ＮＯx 吸収剤は燃焼室５内における
平均空燃比がリーンのときにＮＯx を吸収し、燃焼室５
内における平均空燃比がリッチになるとＮＯx を放出す
る機能を有する。By the way, when the engine is operating in the first operating region I and low-temperature combustion is being performed, soot is hardly generated, and instead, unburned hydrocarbons are in a soot precursor or in a state before that. It is discharged from the combustion chamber 5 in shape. At this time, the unburned hydrocarbons discharged from the combustion chamber 5 are satisfactorily oxidized by the catalyst 25 having an oxidizing function. Catalyst 2
As 5, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, or a NO x absorbent can be used. The NO x absorbent absorbs NO x when the mean air-fuel ratio in the combustion chamber 5 of the lean, the combustion chamber 5
It has a function of releasing NO x when the average air-fuel ratio in the inside becomes rich.

【００４８】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。This NO x absorbent uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium N, etc. are supported on this carrier.
a, at least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. Is carried.

【００４９】酸化触媒はもとより、三元触媒およびＮＯ
x 吸収剤も酸化機能を有しており、従って上述した如く
三元触媒およびＮＯx 吸収剤を触媒２５として用いるこ
とができる。図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。Not only oxidation catalysts, but also three-way catalysts and NO
The x- absorbent also has an oxidizing function, so that the three-way catalyst and the NO x absorbent can be used as the catalyst 25 as described above. FIG. 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.

【００５０】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は要求トルクＴＱに対するスロットル
弁２０の開度、ＥＧＲ制御弁３１の開度、ＥＧＲ率、空
燃比、噴射時期および噴射量を示している。図９に示さ
れるように要求トルクＴＱの低い第１の運転領域Ｉでは
スロットル弁２０の開度は要求負荷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、ＥＧＲ制御弁３１の開度は要求トルクＴＱが高くな
るにつれて全閉近くから全開まで徐々に増大せしめられ
る。また、図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 operating region I and the second operating region II will be schematically described with reference to FIG. FIG. 9 shows the opening of the throttle valve 20, the opening of the EGR control valve 31, the EGR rate, the air-fuel ratio, the injection timing and the injection amount with respect to the required torque TQ. As shown in FIG. 9, in the first operating region I where the required torque TQ is low, the opening degree of the throttle valve 20 is gradually increased from near full closing to about 2/3 opening degree as the required load L increases. The opening degree of the EGR control valve 31 is gradually increased from near full close to full open as the required torque TQ increases. Further, in the example shown in FIG. 9, the EGR rate is set to approximately 70% in the first operating region I, and the air-fuel ratio is a slightly lean lean air-fuel ratio.

【００５１】言い換えると第１の運転領域ＩではＥＧＲ
率がほぼ７０パーセントとなり、空燃比がわずかばかり
リーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁２０の
開度およびＥＧＲ制御弁３１の開度が制御される。な
お、このとき空燃比は空燃比センサ２７の出力信号に基
づいてＥＧＲ制御弁３１の開度を補正することによって
目標リーン空燃比に制御される。また、第１の運転領域
Ｉでは圧縮上死点ＴＤＣ前に燃料噴射が行われる。この
場合、噴射開始時期θＳは要求トルクＴＱが高くなるに
つれて遅くなり、噴射完了時期θＥも噴射開始時期θＳ
が遅くなるにつれて遅くなる。In other words, in the first operating region I, EGR
The opening of the throttle valve 20 and the opening of the EGR control valve 31 are controlled so that the ratio becomes approximately 70% and the air-fuel ratio becomes a slightly lean air-fuel ratio. At this time, the air-fuel ratio is controlled to the target lean air-fuel ratio by correcting the opening degree of the EGR control valve 31 based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 27. Further, in the first operation region I, fuel injection is performed before the compression top dead center TDC. In this case, the injection start timing θS becomes late as the required torque TQ becomes high, and the injection completion timing θE also becomes the injection start timing θS.
Becomes slower as it gets slower.

【００５２】なお、アイドリング運転時にはスロットル
弁２０は全閉近くまで閉弁され、このときＥＧＲ制御弁
３１も全閉近くまで閉弁せしめられる。スロットル弁２
０を全閉近くまで閉弁すると圧縮始めの燃焼室５内の圧
力が低くなるために圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が
小さくなるとピストン４による圧縮仕事が小さくなるた
めに機関本体１の振動が小さくなる。即ち、アイドリン
グ運転時には機関本体１の振動を抑制するためにスロッ
トル弁２０が全閉近くまで閉弁せしめられる。During the idling operation, the throttle valve 20 is closed close to the fully closed state, and at this time, the EGR control valve 31 is also closed close to the fully closed state. Throttle valve 2
When 0 is closed to near full closure, the pressure in the combustion chamber 5 at the beginning of compression becomes low and the compression pressure becomes small. When the compression pressure becomes small, the compression work by the piston 4 becomes small, so that the vibration of the engine body 1 becomes small. That is, during idling operation, the throttle valve 20 is closed close to the fully closed state in order to suppress the vibration of the engine body 1.

【００５３】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.

【００５４】第２の運転領域IIでは第２の燃焼、即ち従
来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では
煤およびＮＯx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効
率は高く、従って機関の運転領域が第１の運転領域Ｉか
ら第２の運転領域IIに変わると図９に示されるように噴
射量がステップ状に低減せしめられる。この第２の運転
領域IIではスロットル弁２０は一部を除いて全開状態に
保持され、ＥＧＲ制御弁３１の開度は要求トルクＴＱが
高くなると次第に小さくされる。また、この運転領域II
ではＥＧＲ率は要求トルクＴＱが高くなるほど低くな
り、空燃比は要求トルクＴＱが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求トルクＴＱが高くなってもリ
ーン空燃比とされる。また、第２の運転領域IIでは噴射
開始時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とされる。図１０
（Ａ）は要求トルクＴＱと、アクセルペダル５０の踏込
み量Ｌと、機関回転数Ｎとの関係を示している。なお、
図１０（Ａ）において各曲線は等トルク曲線を表してお
り、ＴＱ＝０で示される曲線はトルクが零であることを
示しており、残りの曲線はＴＱ＝ａ，ＴＱ＝ｂ，ＴＱ＝
ｃ，ＴＱ＝ｄの順に次第に要求トルクが高くなる。図１
０（Ａ）に示される要求トルクＴＱは図１０（Ｂ）に示
されるようにアクセルペダル５０の踏込み量Ｌと機関回
転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されている。本発明では図１０（Ｂ）に示すマップか
らアクセルペダル５０の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎ
に応じた要求トルクＴＱがまず初めに算出され、この要
求トルクＴＱに基づいて燃料噴射量等が算出される。In the second operation region II, the second combustion, that is, the combustion which is conventionally performed, is performed. Although some soot and NO x are generated in this combustion method, the thermal efficiency is higher than that in low temperature combustion, so that when the operating region of the engine changes from the first operating region I to the second operating region II, as shown in FIG. In addition, the injection amount is reduced stepwise. In 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 torque TQ increases. Also, this operating area II
Then, the EGR rate becomes lower as the required torque TQ becomes higher, and the air-fuel ratio becomes smaller as the required torque TQ becomes higher. However, the air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio even if the required torque TQ becomes high. Further, in the second operation region II, the injection start timing θS is set near the compression top dead center TDC. Figure 10
(A) shows the relationship between the required torque TQ, the depression amount L of the accelerator pedal 50, and the engine speed N. In addition,
In FIG. 10A, each curve represents an equal torque curve, the curve indicated by TQ = 0 indicates that the torque is zero, and the remaining curves indicate TQ = a, TQ = b, TQ =
The required torque gradually increases in the order of c and TQ = d. Figure 1
The required torque TQ shown in 0 (A) is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 50 and the engine speed N, as shown in FIG. 10 (B). In the present invention, the depression amount L and the engine speed N of the accelerator pedal 50 are calculated from the map shown in FIG.
The required torque TQ corresponding to the above is first calculated, and the fuel injection amount and the like are calculated based on this required torque TQ.

【００５５】図１１は暖機完了後第１の運転領域Ｉにお
ける空燃比Ａ／Ｆを示している。図１１において、Ａ／
Ｆ＝１５．５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，Ａ／Ｆ＝
１８で示される各曲線は夫々空燃比が１５．５，１６，
１７，１８であるときを示しており、各曲線間の空燃比
は比例配分により定められる。図１１に示されるように
第１の運転領域Ｉでは空燃比がリーンとなっており、更
に第１の運転領域Ｉでは要求トルクＴＱが低くなるほど
空燃比Ａ／Ｆがリーンとされる。FIG. 11 shows the air-fuel ratio A / F in the first operating region I after the completion of warming up. In FIG. 11, A /
F = 15.5, A / F = 16, A / F = 17, A / F =
Each curve shown by 18 has an air-fuel ratio of 15.5, 16,
17 and 18, the air-fuel ratio between the curves is determined by proportional distribution. As shown in FIG. 11, the air-fuel ratio is lean in the first operating region I, and in the first operating region I, the air-fuel ratio A / F is leaner as the required torque TQ is lower.

【００５６】即ち、要求トルクＴＱが低くなるほど燃焼
による発熱量が少くなる。従って要求トルクＴＱが低く
なるほどＥＧＲ率を低下させても低温燃焼を行うことが
できる。ＥＧＲ率を低下させると空燃比は大きくなり、
従って図１１に示されるように要求トルクＴＱが低くな
るにつれて空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。空燃比Ａ／Ｆ
が大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限
り空燃比をリーンにするために本発明による実施例では
要求トルクＴＱが低くなるにつれて空燃比Ａ／Ｆが大き
くされる。That is, the lower the required torque TQ, the smaller the amount of heat generated by combustion. Therefore, as the required torque TQ becomes lower, the low temperature combustion can be performed even if the EGR rate is lowered. If the EGR rate is reduced, the air-fuel ratio will increase,
Therefore, as shown in FIG. 11, the air-fuel ratio A / F is increased as the required torque TQ decreases. Air-fuel ratio A / F
Becomes larger, the fuel consumption rate increases. Therefore, in order to make the air-fuel ratio as lean as possible, in the embodiment of the present invention, the air-fuel ratio A / F is made larger as the required torque TQ becomes lower.

【００５７】図１２（Ａ）は第１の運転領域Ｉにおける
噴射量Ｑを示しており、図１２（Ｂ）は暖機完了後の第
１の運転領域Ｉにおける噴射開始時期θＳを示してい
る。図１２（Ａ）に示されるように第１の運転領域Ｉに
おける噴射量Ｑは要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの
関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されて
おり、図１２（Ｂ）に示されるように第１の運転領域Ｉ
における噴射開始時期θＳも要求トルクＴＱおよび機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に
記憶されている。FIG. 12A shows the injection amount Q in the first operation region I, and FIG. 12B shows the injection start timing θS in the first operation region I after the completion of warming up. . As shown in FIG. 12 (A), the injection amount Q in the first operation region I is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and FIG. The first operating region I as shown in
The injection start timing θS at is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【００５８】また、空燃比を図１１に示す目標空燃比と
するのに必要なスロットル弁２０の目標開度ＳＴが図１
３（Ａ）に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回
転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されており、空燃比を図１１に示す目標空燃比とする
のに必要なＥＧＲ制御弁３１の目標開度ＳＥが図１３
（Ｂ）に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回転
数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶
されている。Further, the target opening degree ST of the throttle valve 20 required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 3 (A), it is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and the EGR required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening degree SE of the control valve 31 is shown in FIG.
As shown in (B), it is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【００５９】更に本発明による実施例では暖機完了後の
第１の運転領域Ｉにおける燃料噴射圧、即ちコモンレー
ル３４内の目標燃料圧Ｐが図１３（Ｃ）に示されるよう
に要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数としてマッ
プの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。図１４は
第２の燃焼、即ち従来の燃焼方法による普通の燃焼が行
われるときの目標空燃比を示している。なお、図１４に
おいてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝３５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ
／Ｆ＝６０で示される各曲線は夫々目標空燃比２４，３
５，４５，６０を示している。Further, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection pressure in the first operating region I after completion of warm-up, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34, is the required torque TQ and the required torque TQ as shown in FIG. 13 (C). It is previously stored in the ROM 42 in the form of a map as a function of the engine speed N. FIG. 14 shows the target air-fuel ratio when the second combustion, that is, the normal combustion by the conventional combustion method is performed. In FIG. 14, A / F = 24, A / F = 35, A / F = 45, A
The curves indicated by / F = 60 are the target air-fuel ratios of 24 and 3, respectively.
5, 45 and 60 are shown.

【００６０】図１５（Ａ）は第２の運転領域IIにおける
噴射量Ｑを示しており、図１５（Ｂ）は第２の運転領域
IIにおける噴射開始時期θＳを示している。図１５
（Ａ）に示されるように第２の運転領域IIにおける噴射
量Ｑは要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として
マップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されており、図１
５（Ｂ）に示されるように第２の運転領域IIにおける噴
射開始時期θＳも要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの
関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されて
いる。FIG. 15 (A) shows the injection amount Q in the second operating region II, and FIG. 15 (B) shows the second operating region.
The injection start timing θS in II is shown. Figure 15
As shown in (A), the injection amount Q in the second operation region II is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and FIG.
As shown in FIG. 5 (B), the injection start timing θS in the second operating region II is also stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【００６１】また、空燃比を図１４に示す目標空燃比と
するのに必要なスロットル弁２０の目標開度ＳＴが図１
６（Ａ）に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回
転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されており、空燃比を図１４に示す目標空燃比とする
のに必要なＥＧＲ制御弁３１の目標開度ＳＥが図１６
（Ｂ）に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回転
数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶
されている。Further, the target opening degree ST of the throttle valve 20 required to bring the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio shown in FIG.
As shown in FIG. 6 (A), it is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N, and the EGR required to make the air-fuel ratio the target air-fuel ratio shown in FIG. The target opening degree SE of the control valve 31 is shown in FIG.
As shown in (B), it is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as a function of the required torque TQ and the engine speed N.

【００６２】更に本発明による実施例では第２の運転領
域IIにおける燃料噴射圧、即ちコモンレール３４内の目
標燃料圧Ｐが図１６（Ｃ）に示されるように要求トルク
ＴＱおよび機関回転数Ｎの関数しとてマップの形で予め
ＲＯＭ４２内に記憶されている。図１７は良好な低温燃
焼を行いうる噴射進角とＥＧＲ率との関係を示してい
る。即ち図１７において曲線Ｘ１よりも下の領域は暖機
完了後において失火を生ずる失火領域を示しており、曲
線Ｘ２よりも上の領域は暖機完了後においてスモークの
発生するスモーク領域を示しており、曲線Ｘ１と曲線Ｘ
２により囲まれた領域は暖機完了後において良好な低温
燃焼を行いうる適合領域を示している。Further, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection pressure in the second operating region II, that is, the target fuel pressure P in the common rail 34, is the required torque TQ and the engine speed N as shown in FIG. 16 (C). The function is stored in the ROM 42 in advance in the form of a map. FIG. 17 shows the relationship between the injection advance angle and the EGR rate that can perform favorable low temperature combustion. That is, in FIG. 17, a region below the curve X1 shows a misfire region where misfire occurs after completion of warm-up, and a region above the curve X2 shows a smoke region where smoke occurs after completion of warm-up. , Curve X1 and curve X
The area surrounded by 2 indicates a suitable area where good low temperature combustion can be performed after completion of warming up.

【００６３】また、図１７において曲線Ｙ１よりも下の
領域は暖機完了前において失火を生ずる失火領域を示し
ており、曲線Ｙ２よりも上の領域は暖機完了前において
スモークの発生するスモーク領域を示しており、曲線Ｙ
１と曲線Ｙ２により囲まれた領域は暖機完了前において
良好な低温燃焼を行いうる適合領域を示している。暖機
完了前は暖機完了後に比べて機関温度が低く、従って燃
焼室５内において圧縮された圧縮空気の温度が低くなる
ので燃焼しずらくなる。このときＥＧＲ率を低下させて
燃料周りの空気量を多くすれば良好な燃焼が得られる。
従って図１７からわかるように暖機完了前における適合
領域Ｙは暖機完了後における適合領域Ｘよりも低ＥＧＲ
率側となる。In FIG. 17, the area below the curve Y1 shows the misfire area where misfire occurs before the completion of warm-up, and the area above the curve Y2 shows the smoke area where smoke occurs before the completion of warm-up. Shows the curve Y
The region surrounded by 1 and the curve Y2 indicates a suitable region in which good low temperature combustion can be performed before the completion of warming up. Before the completion of warming up, the engine temperature is lower than that after completion of warming up. Therefore, the temperature of the compressed air compressed in the combustion chamber 5 becomes lower, so that combustion becomes difficult. At this time, if the EGR rate is reduced and the amount of air around the fuel is increased, good combustion can be obtained.
Therefore, as can be seen from FIG. 17, the conforming region Y before the completion of warming up has a lower EGR than the conforming region X after the completion of warming up.
Be on the rate side.

【００６４】また、圧縮空気の温度が低いほど早く噴射
しないと噴射燃料の蒸発が十分に促進されず、従って図
１７からわかるように暖機完了前における適合領域Ｙは
暖機完了後における適合領域Ｘよりも噴射時期の進角側
となる。従って本発明では図１８（Ａ）に示されるよう
に機関冷却水温ＴＷが低いほど噴射時期が早められる
か、又は図１８（Ｃ）に示されるように機関冷却水温Ｔ
Ｗが低いほどＥＧＲ率が低下せしめられるか、又は機関
冷却水温ＴＷが低いほど噴射時期が早められかつＥＧＲ
率が低下せしめられる。なお、図１８においてＴ0は機
関の暖機が完了したと判断される機関冷却水温を表して
いる。Further, if the temperature of the compressed air is lower, the injection fuel is not sufficiently vaporized unless it is injected earlier. Therefore, as can be seen from FIG. 17, the conforming region Y before completion of warming up is the conforming region Y after completion of warming up. It is on the advance side of the injection timing with respect to X. Therefore, in the present invention, the injection timing is advanced as the engine cooling water temperature TW is lower as shown in FIG. 18 (A), or the engine cooling water temperature T is as shown in FIG. 18 (C).
The lower the W, the lower the EGR rate, or the lower the engine cooling water temperature TW, the earlier the injection timing and the EGR.
The rate is reduced. Note that, in FIG. 18, T 0 represents the engine cooling water temperature at which it is determined that the engine warm-up is completed.

【００６５】具体的に云うとＴ0 よりも低いいくつかの
機関冷却水温ＴＷにおける噴射開始時期θＳの最適値が
要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図１２
（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されており、暖機完了前には機関冷却水温ＴＷに基づ
いてこれら複数のマップから補間計算により噴射開始時
期θＳの最適値が算出される。Specifically, the optimum value of the injection start timing θS at some engine cooling water temperatures TW lower than T 0 is shown as a function of the required torque TQ and the engine speed N in FIG.
The map is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as shown in (B), and the optimum value of the injection start timing θS is calculated by interpolation calculation from these plural maps based on the engine cooling water temperature TW before completion of warming up. To be done.

【００６６】同様に、Ｔ0 よりも低いいくつかの機関冷
却水温ＴＷにおいてＥＧＲ率を最適値とするのに必要な
スロットル弁２０の目標開度ＳＴおよびＥＧＲ制御弁３
１の目標開度ＳＥが要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎ
の関数として図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すよ
うなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されており、
暖機完了前には機関冷却水温ＴＷに基づいてこれら複数
のマップから補間計算により最適のＥＧＲ率となるスロ
ットル弁２０およびＥＧＲ制御弁３１の目標開度が算出
される。Similarly, at some engine cooling water temperatures TW lower than T 0 , the target opening degree ST of the throttle valve 20 and the EGR control valve 3 required to make the EGR rate the optimum value.
The target opening degree SE of 1 is the required torque TQ and the engine speed N.
Is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as shown in FIG. 13 (A) and FIG. 13 (B) as a function of
Before the warm-up is completed, the target opening amounts of the throttle valve 20 and the EGR control valve 31 that have the optimum EGR rate are calculated from these plural maps by interpolation calculation based on the engine cooling water temperature TW.

【００６７】また、コモンレール３４内の燃料圧、即ち
燃料噴射圧を高くすると噴射期間が短かくなるので噴射
時期を早めた場合と同様の効果を生ずる。従って噴射時
期を早める代りに図１８（Ｂ）に示されるように機関冷
却水温ＴＷが低いほどコモンレール３４内の目標燃料圧
を高くすることもできる。この場合には、Ｔ0 よりも低
いいくつかの機関冷却水温ＴＷにおけるコモンレール３
４内の目標燃料圧Ｐが要求トルクＴＱおよび機関回転数
Ｎの関数として図１３（Ｃ）に示すようなマップの形で
予めＲＯＭ４２内に記憶されており、暖機完了前には機
関冷却水温ＴＷに基づいてこれら複数のマップから補間
計算によりコモンレール３４内の目標燃料圧が算出され
る。Further, if the fuel pressure in the common rail 34, that is, the fuel injection pressure is increased, the injection period becomes shorter, so that the same effect as when the injection timing is advanced is produced. Therefore, instead of advancing the injection timing, the target fuel pressure in the common rail 34 can be made higher as the engine cooling water temperature TW is lower, as shown in FIG. 18 (B). In this case, the common rail 3 at some engine cooling water temperatures TW lower than T 0
The target fuel pressure P in 4 is stored in advance in the ROM 42 in the form of a map as shown in FIG. 13C as a function of the required torque TQ and the engine speed N. The target fuel pressure in the common rail 34 is calculated by interpolation calculation from these plural maps based on the TW.

【００６８】また、空燃比を大きくすると燃料周りの空
気量が増大するので燃焼しやすくなる。従って図１８
（Ｄ）に示されるように機関冷却水温ＴＷが低いほど空
燃比Ａ／Ｆを大きくすることもできる。この場合には、
Ｔ0 よりも低いいくつかの機関冷却水温ＴＷにおいて空
燃比を最適値とするのに必要なスロットル弁２０の目標
開度ＳＴおよびＥＧＲ制御弁３１の目標開度ＳＥが要求
トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図１３
（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すようなマップの形で予
めＲＯＭ４２内に記憶されており、暖機完了前には機関
冷却水温ＴＷに基づいてこれら複数のマップから補間計
算により最適な空燃比となるスロットル弁２０およびＥ
ＧＲ制御弁３１の目標開度が算出される。Further, when the air-fuel ratio is increased, the amount of air around the fuel increases, so that combustion becomes easier. Therefore, FIG.
As shown in (D), the air-fuel ratio A / F can be increased as the engine cooling water temperature TW is lower. In this case,
At some engine cooling water temperatures TW lower than T 0, the target opening degree ST of the throttle valve 20 and the target opening degree SE of the EGR control valve 31, which are necessary for making the air-fuel ratio the optimum value, are the required torque TQ and the engine speed. FIG. 13 as a function of N
(A) and FIG. 13 (B) are stored in advance in the ROM 42 in the form of a map, and before the warm-up is completed, the optimum empty space is calculated by interpolation calculation from these maps based on the engine cooling water temperature TW. Throttle valve 20 and E that become the fuel ratio
The target opening degree of the GR control valve 31 is calculated.

【００６９】次に図１９を参照しつつ運転制御について
説明する。図１９を参照すると、まず初めにステップ１
００において機関の運転状態が第１の運転領域Ｉである
ことを示すフラグＩがセットされているか否かが判別さ
れる。フラグＩがセットされているとき、即ち機関の運
転状態が第１の運転領域Ｉであるときにはステップ１０
１に進んで要求トルクＴＱが第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも
大きくなったか否かが判別される。ＴＱ≦Ｘ（Ｎ）のと
きにはステップ１０３に進んで低温燃焼が行われる。Next, the operation control will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 19, first step 1
At 00, it is determined whether or not the flag I indicating that the operating state of the engine is in the first operating region I is set. When the flag I is set, that is, when the operating state of the engine is in the first operating region I, step 10
In step 1, it is determined whether the required torque TQ has become larger than the first boundary X (N). When TQ ≦ X (N), the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【００７０】即ち、ステップ１０３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１０４では図１３（Ｂ）に示す
マップからＥＧＲ制御弁３１の目標開度ＳＥが算出され
る。次いでステップ１０５では図１２（Ａ）に示すマッ
プから噴射量Ｑが算出される。次いでステップ１０６で
は図１２（Ｂ）に示すマップから噴射開始時期θＳが算
出される。次いでステップ１０７では図１３（Ｃ）に示
すマップからコモンレール３４内の目標燃料圧、即ち噴
射圧Ｐが算出される。That is, at step 103, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. 13 (A). Next, at step 104, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 13 (B). Next, at step 105, the injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 106, the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 107, the target fuel pressure in the common rail 34, that is, the injection pressure P is calculated from the map shown in FIG. 13 (C).

【００７１】次いでステップ１０８では温度センサ３７
により検出された機関冷却水温ＴＷがＴ0 よりも低いか
否かが判別される。ＴＷ＞Ｔ0 のときには処理サイクル
を完了する。これに対してＴＷ≦Ｔ0 のときにはステッ
プ１０９に進んで前に説明した方法により機関冷却水温
ＴＷに基づいて噴射開始時期が早められるか、又は燃料
噴射圧が高められるか、又はＥＧＲ率が小さくされる
か、又は空燃比が大きくされる。Next, at step 108, the temperature sensor 37
It is determined whether the engine cooling water temperature TW detected by is lower than T 0 . When TW> T 0 , the processing cycle is completed. On the other hand, when TW ≦ T 0 , the routine proceeds to step 109, where the injection start timing is advanced or the fuel injection pressure is increased based on the engine cooling water temperature TW by the method described above, or the EGR rate is small. Or the air-fuel ratio is increased.

【００７２】一方、ステップ１０１においてＴＱ＞Ｘ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ１０２に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ１１２
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ１１２
では図１６（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１１３では
図１６（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁３１の目標
開度ＳＥが算出される。次いでステップ１１４では図１
５（Ａ）に示すマップから噴射量Ｑが算出される。次い
でステップ１１５では図１５（Ｂ）に示すマップから噴
射開始時期θＳが算出される。次いでステップ１１６で
は図１６（Ｃ）に示すマップからコモンレール３４内の
目標燃料圧、即ち噴射圧Ｐが算出される。On the other hand, in step 101, TQ> X
When it is determined that (N) has been reached, the routine proceeds to step 102, where the flag I is reset, and then step 112
Then, the second combustion is performed. That is, step 112
Then, the target opening degree ST of the throttle valve 20 is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 113, the target opening degree SE of the EGR control valve 31 is calculated from the map shown in FIG. 16 (B). Then, in step 114, as shown in FIG.
The injection amount Q is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 115, the injection start timing θS is calculated from the map shown in FIG. 15 (B). Next, at step 116, the target fuel pressure in the common rail 34, that is, the injection pressure P is calculated from the map shown in FIG. 16 (C).

【００７３】フラグＩがリセットされると次の処理サイ
クルではステップ１００からステップ１１０に進んで要
求トルクＴＱが第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低くなったか
否かが判別される。ＴＱ≧Ｙ（Ｎ）のときにはステップ
１１２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１１０においてＴＱ＜Ｙ（Ｎ）に
なったと判別されたときにはステップ１１１に進んでフ
ラグＩがセットされ、次いでステップ１０３に進んで低
温燃焼が行われる。When the flag I is reset, in the next processing cycle, the routine proceeds from step 100 to step 110, where it is judged if the required torque TQ becomes lower than the second boundary Y (N). When TQ ≧ Y (N), the routine proceeds to step 112, where the second combustion is performed under the lean air-fuel ratio. On the other hand, if it is determined at step 110 that TQ <Y (N), then the routine proceeds to step 111, where the flag I is set, and then the routine proceeds to step 103, where low temperature combustion is performed.

【００７４】[0074]

【発明の効果】暖機運転時であっても良好な低温燃焼を
得ることができる。EFFECT OF THE INVENTION Good low temperature combustion can be obtained even during warm-up operation.

【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 NO x generated, and the like.

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

【図４】燃料分子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing 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】要求トルクを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a required torque.

【図１１】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図で
ある。11 is a diagram showing an air-fuel ratio in a first operating region I. FIG.

【図１２】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

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

【図１４】第２の燃焼における空燃比を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an air-fuel ratio in the second combustion.

【図１５】噴射量等のマップを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a map of an injection amount and the like.

【図１６】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。FIG. 16 is a diagram showing a map of a target opening degree etc. of a throttle valve.

【図１７】良好な低温燃焼を行いうる適合領域を示す図
である。FIG. 17 is a diagram showing an adaptation region in which good low temperature combustion can be performed.

【図１８】噴射進角等を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an injection advance angle and the like.

【図１９】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 19 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

６…燃料噴射弁 ２０…スロットル弁 ２９…ＥＧＲ通路 6 ... Fuel injection valve 20 ... Throttle valve 29 ... EGR passage

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ Ｓ Ｚ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｄ ３１１ ３１１Ｂ 41/02 ３８０ 41/02 ３８０Ｅ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｇ ３０１Ｊ ３０１Ｎ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｈ (72)発明者 吉▲崎▼ 康二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (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 - 41/40 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/24 F01N 3/24 R S Z F02D 21/08 301 F02D 21/08 301D 311 311B 41/02 380 41/02 380E 43/00 301 43/00 301G 301J 301N F02M 25/07 550 F02M 25/07 550H (72) Inventor Kichi ▲ saki Koji ▼ 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Hiroki Murata Toyota, Aichi Prefecture 1 Toyota-cho, Toyota-shi (56) References JP-A-7-4287 (JP, A) JP-A-8-177654 (JP, A) JP-A-8-86251 (JP, A) Kaihei 9-287527 (JP, A) JP-A-9-287528 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-41/40

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 燃焼室内に供給される再循環排気ガス量
を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに
達し、燃焼室内に供給される再循環排気ガス量を更に増
大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその
周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほと
んど発生しなくなる内燃機関において、煤の発生量がピ
ークとなる再循環排気ガス量よりも燃焼室内に供給され
る再循環排気ガス量を多くすることによって燃焼室内に
おける燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を煤が生
成される温度よりも低い温度に抑制し、機関暖機運転時
であるか否かを判断する手段を具備し、機関暖機運転時
には機関暖機完了後に比べて燃料噴射時期を早めるか、
又は燃料噴射圧を高めるか、又は再循環排気ガス率を低
下させるか、又は空燃比を大きくするようにした内燃機
関。1. A recirculated exhaust gas generation amount of As you increase the recirculated exhaust gas amount supplied to the combustion chamber soot is <br/> peaked gradually increased, is supplied to the combustion chamber Further increase the amount
The fuel used during combustion in the combustion chamber and its
The ambient gas temperature becomes lower than the soot formation temperature,
In command generated not become an internal combustion engine, the combustion chamber by the generation amount of soot to increase the recirculated exhaust gas amount supplied to the combustion chamber than the recirculation amount of exhaust gas reaches a peak
The temperature of the fuel and the surrounding gas temperature during combustion
The temperature is controlled to be lower than the generated temperature, and a means for determining whether or not the engine is warming up is provided.While the engine is warming up, the fuel injection timing is advanced compared to after the engine is warmed up.
An internal combustion engine in which the fuel injection pressure is increased, the recirculated exhaust gas rate is decreased, or the air-fuel ratio is increased. 【請求項２】 機関排気通路内に酸化機能を有する触媒
を配置した請求項１に記載の内燃機関。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having an oxidizing function is arranged in the engine exhaust passage. 【請求項３】 該触媒が酸化触媒、三元触媒又はＮＯx
吸収剤の少くとも一つからなる請求項２に記載の内燃機
関。3. The catalyst is an oxidation catalyst, a three-way catalyst or NO x.
The internal combustion engine according to claim 2, wherein the internal combustion engine comprises at least one absorbent. 【請求項４】 排気ガス再循環率がほぼ５５パーセント
以上である請求項１１に記載の内燃機関。4. The internal combustion engine according to claim 11, wherein the exhaust gas recirculation rate is approximately 55% or more. 【請求項５】 煤の発生量がピークとなる再循環排気ガ
ス量よりも燃焼室内に供給される再循環排気ガス量が多
く煤がほとんど発生しない第１の燃焼と、煤の発生量が
ピークとなる再循環ガス量よりも燃焼室内に供給される
再循環排気ガス量が少ない第２の燃焼とを選択的に切換
える切換手段を具備した請求項１に記載の内燃機関。5. The first combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is larger than the amount of recirculated exhaust gas at which the soot generation peaks and the soot is hardly generated, and the soot generation peaks. 2. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising switching means for selectively switching between the second combustion in which the amount of recirculated exhaust gas supplied to the combustion chamber is smaller than the amount of recirculated gas that becomes 【請求項６】 機関の運転領域を低負荷側の第１の運転
領域と高負荷側の第２の運転領域に分割し、第１の運転
領域では第１の燃焼を行い、第２の運転領域では第２の
燃焼を行うようにした請求項５に記載の内燃機関。6. The engine operating region is divided into a first operating region on the low load side and a second operating region on the high load side, and first combustion is performed in the first operating region to perform the second operating region. The internal combustion engine according to claim 5, wherein the second combustion is performed in the region.
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