JP2000291462A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯx 吸収剤からＳＯx を良好に放出させ
る。 【解決手段】 煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量
よりも燃焼室５内のＥＧＲガス量が多い第１の燃焼と、
煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室５
内のＥＧＲガス量が少ない第２の燃焼とを選択的に行
う。機関排気通路内にＮＯx 吸収剤２５を配置する。Ｎ
Ｏx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべきときにはリッチ
空燃比のもとで第１の燃焼を行い、第２の燃焼が行われ
るときには吸気行程初期又は膨張行程中に補助燃料を噴
射すると共に主燃料の噴射時期を大巾に遅らせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より内燃機関、例えばディーゼル機
関においてはＮＯx の発生を抑制するために機関排気通
路と機関吸気通路とを排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと
称す）通路により連結し、このＥＧＲ通路を介して排気
ガス、即ちＥＧＲガスを機関吸気通路内に再循環させる
ようにしている。この場合、ＥＧＲガスは比較的比熱が
高く、従って多量の熱を吸収することができるので、Ｅ
ＧＲガス量を増大するほど、即ちＥＧＲ率（ＥＧＲガス
量／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量））を増大するほど燃
焼室内における燃焼温度が低下する。燃焼温度が低下す
るとＮＯx の発生量が低下し、従ってＥＧＲ率を増大す
ればするほどＮＯx の発生量は低下することになる。
【０００３】このように従来よりＥＧＲ率を増大すれば
ＮＯx の発生量を低下しうることはわかっている。しか
しながらＥＧＲ率を増大させていくとＥＧＲ率が或る限
度を越えたときに煤の発生量、即ちスモークが急激に増
大し始める。この点に関し従来より、それ以上ＥＧＲ率
を増大すればスモークが限りなく増大していくものと考
えられており、従ってスモークが急激に増大し始めるＥ
ＧＲ率がＥＧＲ率の最大許容限界であると考えられてい
る。
【０００４】従って従来よりＥＧＲ率はこの最大許容限
界を越えない範囲内に定められている。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。
【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。
【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。
【０００７】即ち、実験研究を重ねた結果判明したこと
は燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以下のときには炭化水素の成長が煤に至
る前の途中の段階で停止し、燃料およびその周囲のガス
温度が或る温度以上になると炭化水素は一気に煤まで成
長してしまうということである。この場合、燃料および
その周囲のガス温度は燃料が燃焼した際の燃料周りのガ
スの吸熱作用が大きく影響しており、燃料燃焼時の発熱
量に応じて燃料周りのガスの吸熱量を調整することによ
って燃料およびその周囲のガス温度を制御することがで
きる。
【０００８】従って、燃焼室内における燃焼時の燃料お
よびその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止
する温度以下に抑制すれば煤が発生しなくなり、燃焼室
内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度を炭
化水素の成長が途中で停止する温度以下に抑制すること
は燃料周りのガスの吸熱量を調整することによって可能
となる。一方、煤に至る前に成長が途中で停止した炭化
水素は酸化触媒等を用いた後処理によって容易に浄化す
ることができる。これが新たな燃焼システムの基本的な
考え方である。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）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの新たな燃
焼システムを用いた内燃機関では排気ガスを浄化するた
めに酸化触媒だけではなく、種々の型式の後処理装置が
用いられる。この場合、これらの後処理装置の中には後
処理をするために後処理装置の温度を長時間に亘って高
温に維持する必要のある後処理装置が存在する。従って
このような後処理装置を用いた場合には後処理をするた
めに後処理装置の温度を長時間に亘って高温に維持する
必要がある。
【００１０】一方、後述するように新たな燃焼を行うと
従来より行われている燃焼が行われているときに比べて
排気ガス温が高くなり、従って新たな燃焼を行えば後処
理装置の温度を長時間に亘って高温に維持することが可
能となる。しかしながらこの新たな燃焼を行いえるのは
機関負荷が比較的低いときに限られており、機関負荷が
高くなると従来より行われている燃焼を行わざるを得な
い。ところが従来より行われている燃焼が行われている
ときには排気ガス温が低く、従って新たな燃焼から従来
より行われている燃焼に切換えられると排気ガス温が低
下するために後処理装置を長期間に亘って高温に維持で
きないという問題を生ずる。
【００１１】本発明の目的は後処理装置を高温に維持す
べきときには後処理装置を高温に維持することのできる
内燃機関を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】１番目の発明では上記目
的を達成するために、燃焼室内の不活性ガス量を増大し
ていくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃
焼室内の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内に
おける燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成
温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる内燃
機関において、機関排気通路内に排気ガス中の有害成分
を浄化するための後処理装置を配置し、煤の発生量がピ
ークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量
が多い第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活性
ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない第２の燃
焼とを選択的に切換える切換手段と、後処理装置の温度
を上昇すべきか否かを判断する判断手段と、後処理装置
の温度を上昇すべきであると判断されたときには第２の
燃焼が行われているときに後処理装置が予め定められた
温度以上となるように後処理装置の温度を制御する温度
制御手段とを具備している。
【００１３】２番目の発明では１番目の発明において、
後処理装置の温度を上昇すべきであると判断されたとき
に温度制御手段は、第２の燃焼が行われているときに主
燃料の噴射時期を遅角させるか又は主燃料に加え補助燃
料を噴射させるようにしている。３番目の発明では２番
目の発明において、後処理装置の温度を上昇すべきであ
ると判断されたときに温度制御手段は、第２の燃焼が行
われているときに主燃料の噴射時期の遅角量又は補助燃
料の噴射時期の少くとも一方を制御するようにしてい
る。
【００１４】４番目の発明では３番目の発明において、
温度制御手段は、後処理装置の温度を上昇すべきときに
は第２の燃焼が行われているときに、補助燃料を噴射す
ることなく主燃料の噴射時期を遅らせる第１の噴射パタ
ーンと、主燃料の噴射前に補助燃料を噴射しかつ主燃料
の噴射時期を遅らせる第２の噴射パターンと、主燃料の
噴射前および主燃料の噴射後に夫々補助燃料を噴射しか
つ主燃料の噴射時期を遅らせる第３の噴射パターンと、
主燃料の噴射後に補助燃料を噴射しかつ主燃料の噴射時
期を遅らせる第４の噴射パターンのうちから選ばれた噴
射パターンでもって燃料を噴射させるようにしている。
【００１５】５番目の発明では４番目の発明において、
第１の噴射パターンでは主燃料の噴射時期が圧縮上死点
後まで遅角される。６番目の発明では４番目の発明にお
いて、第２の噴射パターンでは吸気上死点付近において
補助燃料が噴射され、主燃料の噴射時期の遅角量が第１
の噴射パターンにおける主燃料の噴射時期の遅角量より
も大きくされる。
【００１６】７番目の発明では４番目の発明において、
第２の噴射パターンでは圧縮行程中に補助燃料が噴射さ
れ、主燃料の噴射時期の遅角量が第１の噴射パターンに
おける主燃料の噴射時期の遅角量よりも大きくされる。
８番目の発明では４番目の発明において、第３の噴射パ
ターンでは吸気上死点付近において第１の補助燃料が噴
射され、膨張行程中又は排気行程中に第２の補助燃料が
噴射され、主燃料の噴射時期の遅角量が第１の噴射パタ
ーンにおける主燃料の噴射時期の遅角量よりも大きくさ
れる。
【００１７】９番目の発明では４番目の発明において、
第４の噴射パターンでは主燃料の噴射時期が圧縮上死点
後まで遅角され、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料
が噴射される。１０番目の発明では４番目の発明におい
て、温度制御手段は、後処理装置の温度を予め定められ
た温度以上に維持すべきときには第２の燃焼が行われて
いるときに少くとも二つの噴射パターンを選択的に用い
る。
【００１８】１１番目の発明では４番目の発明におい
て、温度制御手段は、第２の燃焼が行われているときに
後処理装置の温度を上昇すべきときには後処理装置の温
度に応じて上述の噴射パターンを選択的に用いる。１２
番目の発明では１番目の発明において、燃焼室から排出
された排気ガスを機関吸気通路内に再循環させる排気ガ
ス再循環装置を具備し、不活性ガスが再循環排気ガスか
らなる。
【００１９】１３番目の発明では１２番目の発明におい
て、第１の燃焼が行われているときの排気ガス再循環率
がほぼ５５パーセント以上であり、第２の燃焼が行われ
ているときの排気ガス再循環率がほぼ５０パーセント以
下である。１４番目の発明では１番目の発明において、
機関の運転領域を低負荷側の第１の運転領域と高負荷側
の第２の運転領域に分割し、第１の運転領域では第１の
燃焼を行い、第２の運転領域では第２の燃焼を行うよう
にしている。
【００２０】１５番目の発明では１番目の発明におい
て、後処理装置は、流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときに排気ガス中のＮＯx を吸収しかつ流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収した
ＮＯx を放出するＮＯx 吸収剤からなり、このＮＯx 吸
収剤はＮＯx 吸収剤により定まるＳＯx 放出温度になる
とＮＯx 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比又はリッチになったときに、吸収したＳＯx を放出す
る。
【００２１】１６番目の発明では１５番目の発明におい
て、判断手段はＮＯx 吸収剤からＳＯx を放出すべきと
きにＮＯx 吸収剤の温度を上昇すべきであると判断し、
判断手段がＮＯx 吸収剤の温度を上昇すべきであると判
断したときに温度制御手段は、第２の燃焼が行われてい
るときにＮＯx 吸収剤が予め定められた温度以上となる
ようにＮＯx 吸収剤の温度を制御するようにしている。
【００２２】１７番目の発明では１６番目の発明におい
て、判断手段がＮＯx 吸収剤の温度を上昇すべきである
と判断したときに第１の燃焼が行われているときには空
燃比が理論空燃比又はリッチとされる。１８番目の発明
では１６番目の発明において、判断手段がＮＯx 吸収剤
の温度を上昇すべきであると判断したときに第２の燃焼
が行われているときにはＮＯx吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチとされる。
【００２３】１９番目の発明では１５番目の発明におい
て、ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出すべきときにはＮＯ
x 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又は
リッチとされる。２０番目の発明では１番目の発明にお
いて、後処理装置は、排気ガス中に含まれるパティキュ
レートを捕集するためのパティキュレートフィルタから
なり、パティキュレートフィルタにより捕集されたパテ
ィキュレートはパティキュレートフィルタの温度が予め
定められた温度以上になると継続して燃焼せしめられ
る。
【００２４】２１番目の発明では２０番目の発明におい
て、判断手段はパティキュレートフィルタにより捕集さ
れたパティキュレートを継続して燃焼すべきときにパテ
ィキュレートフィルタの温度を上昇すべきであると判断
し、該判断手段がパティキュレートフィルタの温度を上
昇すべきであると判断したときに温度制御手段は、第２
の燃焼が行われているときにパティキュレートフィルタ
が予め定められた温度以上となるようにパティキュレー
トフィルタの温度を制御するようにしている。
【００２５】
【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。
【００２６】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ＮＯx 吸収剤２５を
内蔵したケーシング２６に連結される。ケーシング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。
【００２７】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。
【００２８】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。燃料圧センサ３６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。ＮＯx 吸
収剤２５下流の排気管２８内には温度センサ３７が配置
され、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。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。
【００２９】図２（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２（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，Ｔ
Ｑ＝ｂ，ＴＱ＝ｃ，ＴＱ＝ｄの順に次第に要求トルクが
高くなる。図２（Ａ）に示される要求トルクＴＱは図２
（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ＲＯＭ
４２内に記憶されている。本発明による実施例では図２
（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。
【００３０】図３は機関低負荷運転時にスロットル弁２
０の開度およびＥＧＲ率を変化させることにより空燃比
Ａ／Ｆ（図３の横軸）を変化させたときの出力トルクの
変化、およびスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx の排出量の
変化を示す実験例を表している。図３からわかるように
この実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥＧＲ率
が大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下のときに
はＥＧＲ率は６５パーセント以上となっている。
【００３１】図３に示されるようにＥＧＲ率を増大する
ことにより空燃比Ａ／Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が
４０パーセント付近となり空燃比Ａ／Ｆが３０程度にな
ったときにスモークの発生量が増大を開始する。次い
で、更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
スモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次
いで更にＥＧＲ率を高め、空燃比Ａ／Ｆを小さくすると
今度はスモークが急激に低下し、ＥＧＲ率を６５パーセ
ント以上とし、空燃比Ａ／Ｆが１５．０付近になるとス
モークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなく
なる。このとき機関の出力トルクは若干低下し、またＮ
Ｏx の発生量がかなり低くなる。一方、このときＨＣ，
ＣＯの発生量は増大し始める。
【００３２】図４（Ａ）は空燃比Ａ／Ｆが２１付近でス
モークの発生量が最も多いときの燃焼室５内の燃焼圧変
化を示しており、図４（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１８付近
でスモークの発生量がほぼ零のときの燃焼室５内の燃焼
圧の変化を示している。図４（Ａ）と図４（Ｂ）とを比
較すればわかるようにスモークの発生量がほぼ零である
図４（Ｂ）に示す場合はスモークの発生量が多い図４
（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低いことがわかる。
【００３３】図３および図４に示される実験結果から次
のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零のときには図３
に示されるようにＮＯx の発生量がかなり低下する。Ｎ
Ｏx の発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しないときには燃焼室５内の燃焼温度が低く
なっていると言える。同じことが図４からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図４（Ｂ）に示す状態
では燃焼圧が低くなっており、従ってこのとき燃焼室５
内の燃焼温度は低くなっていることになる。
【００３４】第２にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図３に示されるようにＨＣおよびＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに排出されることを意味している。即ち、燃料中に
含まれる図５に示されるような直鎖状炭化水素や芳香族
炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せしめられると熱
分解して煤の前駆体が形成され、次いで主に炭素原子が
集合した固体からなる煤が生成される。この場合、実際
の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆体がどのような
形態をとるかは明確ではないがいずれにしても図５に示
されるような炭化水素は煤の前駆体を経て煤まで成長す
ることになる。従って、上述したように煤の発生量がほ
ぼ零になると図３に示される如くＨＣおよびＣＯの排出
量が増大するがこのときのＨＣは煤の前駆体又はその前
の状態の炭化水素である。
【００３５】図３および図４に示される実験結果に基づ
くこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が低
いときには煤の発生量がほぼ零になり、このとき煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出さ
れることになる。このことについて更に詳細に実験研究
を重ねた結果、燃焼室５内における燃料およびその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料およびその周囲の温度が或る温度以
上になると煤が生成されることが判明したのである。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】図６は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えたときのＥＧＲ率とス
モークとの関係を示している。即ち、図６において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。
【００４３】図６の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガス
を強力に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよ
りも少し低いところで煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。一方、図６の曲線Ｂで示さ
れるようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率
が５０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量が
ピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセ
ント以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。
【００４４】また、図６の曲線Ｃで示されるようにＥＧ
Ｒガスを強制的に冷却していない場合にはＥＧＲ率が５
５パーセントの付近で煤の発生量がピークとなり、この
場合にはＥＧＲ率をほぼ７０パーセント以上にすれば煤
がほとんど発生しなくなる。なお、図６は機関負荷が比
較的高いときのスモークの発生量を示しており、機関負
荷が小さくなると煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率は
若干低下し、煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下
限も若干低下する。このように煤がほとんど発生しなく
なるＥＧＲ率の下限はＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷
に応じて変化する。
【００４５】図７は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用い
た場合において燃焼時の燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、およびこの混合ガス
量中の空気の割合、およびこの混合ガス中のＥＧＲガス
の割合を示している。なお、図７において縦軸は燃焼室
５内に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは
過給が行われないときに燃焼室５内に吸入しうる全吸入
ガス量を示している。また、横軸は要求トルクを示して
いる。図７を参照すると空気の割合、即ち混合ガス中の
空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめるのに必要
な空気量を示している。即ち、図７に示される場合では
空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比となっている。
一方、図７においてＥＧＲガスの割合、即ち混合ガス中
のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめられたときに燃
料およびその周囲のガス温度を煤が形成される温度より
も低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス量を示し
ている。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すとほぼ５５
パーセント以上であり、図７に示す実施例では７０パー
セント以上である。即ち、燃焼室５内に吸入された全吸
入ガス量を図７において実線Ｘとし、この全吸入ガス量
Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割合を図７に示す
ような割合にすると燃料およびその周囲のガス温度は煤
が生成される温度よりも低い温度となり、斯くして煤が
全く発生しなくなる。また、このときのＮＯx 発生量は
１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、従ってＮＯx の
発生量は極めて少量となる。
【００４６】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料およびその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持するために
はＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図７に示されるようにＥＧＲガス量は噴射燃
料量が増大するにつれて増大せしめなければならない。
即ち、ＥＧＲガス量は要求トルクが高くなるにつれて増
大する必要がある。
【００４７】ところで過給が行われていない場合には燃
焼室５内に吸入される全吸入ガス量Ｘの上限はＹであ
り、従って図７において要求トルクがＬ0 よりも大きい
領域では要求トルク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
に要求トルクが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トルクが高
くなるにつれてＥＧＲ率が低下し、斯くして要求トルク
がＬ0 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。
【００４８】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
と要求トルクがＬ0 よりも大きい領域においてＥＧＲ率
を５５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。
【００４９】なお、この場合、要求トルクが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２
０が若干閉弁せしめられる。前述したように図７は燃料
を理論空燃比のもとで燃焼させる場合を示しているが空
気量を図７に示される空気量よりも少くしても、即ち空
燃比をリッチにしても煤の発生を阻止しつつＮＯx の発
生量を１０p.p.m 前後又はそれ以下にすることができ、
また空気量を図７に示される空気量よりも多くしても、
即ち空燃比の平均値を１７から１８のリーンにしても煤
の発生を阻止しつつＮＯx の発生量を１０p.p.m 前後又
はそれ以下にすることができる。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】図８（Ａ）の実線は第１の燃焼が行われた
ときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角との関
係を示しており、図８（Ａ）の破線は第２の燃焼が行わ
れたときの燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇとクランク角と
の関係を示している。また、図８（Ｂ）の実線は第１の
燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガス温Ｔｆ
とクランク角との関係を示しており、図８（Ｂ）の破線
は第２の燃焼が行われたときの燃料およびその周囲のガ
ス温Ｔｆとクランク角との関係を示している。
【００５４】第１の燃焼、即ち低温燃焼が行われている
ときには第２の燃焼、即ち従来の普通の燃焼が行われて
いるときに比べてＥＧＲガス量が多く、従って図８
（Ａ）に示されるように圧縮上死点前は、即ち圧縮行程
中は実線で示す第１の燃焼時における平均ガス温Ｔｇの
ほうが破線で示す第２の燃焼時における平均ガス温Ｔｇ
よりも高くなっている。なお、このとき図８（Ｂ）に示
されるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは平均ガ
ス温Ｔｇとほぼ同じ温度になっている。
【００５５】次いで圧縮上死点付近において燃焼が開始
されるがこの場合、第１の燃焼が行われているときには
図８（Ｂ）の実線が示されるように燃料およびその周囲
のガス温Ｔｆはさほど高くならない。これに対して第２
の燃焼が行われている場合には図８（Ｂ）の破線で示さ
れるように燃料およびその周囲のガス温Ｔｆは極めて高
くなる。このように第２の燃焼が行われた場合には燃料
およびその周囲のガス温Ｔｆは第１の燃焼が行われてい
る場合に比べてかなり高くなるが大部分を占めるそれ以
外のガスの温度は第１の燃焼が行われている場合に比べ
て第２の燃焼が行われている場合の方が低くなってお
り、従って図８（Ａ）に示されるように圧縮上死点付近
における燃焼室５内の平均ガス温Ｔｇは第１の燃焼が行
われている場合の方が第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。その結果、図８（Ａ）に示されるよう
に燃焼が完了した後の、即ち膨張行程の後半における燃
焼室５内の平均ガス温Ｔｇは、言い換えると燃焼室５内
の既燃ガス温は第１の燃焼が行われた場合の方が第２の
燃焼が行われた場合に比べて高くなる。
【００５６】このように第１の燃焼、即ち低温燃焼が行
われた場合には第２の燃焼が行われた場合に比べて燃焼
時における燃料およびその周囲のガス温Ｔｆはかなり低
くなるが燃焼室５内の既燃ガスは第２の燃焼が行われた
場合に比べて逆に高くなり、従って燃焼室５から排出さ
れる排気ガスの温度も第２の燃焼が行われている場合に
比べて高くなる。
【００５７】図９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９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９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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】次に図１０を参照しつつ第１の運転領域Ｉ
および第２の運転領域IIにおける運転制御について概略
的に説明する。図１０は要求トルクＴＱに対するスロッ
トル弁２０の開度、ＥＧＲ制御弁３１の開度、ＥＧＲ
率、空燃比、噴射時期および噴射量を示している。図１
０に示されるように要求トルクＴＱの低い第１の運転領
域Ｉではスロットル弁２０の開度は要求トルクＴＱが高
くなるにつれて全閉近くから２／３開度程度まで徐々に
増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁３１の開度は要求トルク
ＴＱが高くなるにつれて全閉近くから全開まで徐々に増
大せしめられる。また、図１０に示される例では第１の
運転領域ＩではＥＧＲ率がほぼ７０パーセントとされて
おり、空燃比はわずかばかりリーンなリーン空燃比とさ
れている。
【００６１】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。
【００６２】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。
【００６３】一方、機関の運転領域が第１の運転領域Ｉ
から第２の運転領域IIに変わるとスロットル弁２０の開
度が２／３開度程度から全開方向へステップ状に増大せ
しめられる。このとき図１０に示す例ではＥＧＲ率がほ
ぼ７０パーセントから４０パーセント以下までステップ
状に減少せしめられ、空燃比がステップ状に大きくされ
る。即ち、ＥＧＲ率が多量のスモークを発生するＥＧＲ
率範囲（図６）を飛び越えるので機関の運転領域が第１
の運転領域Ｉから第２の運転領域IIに変わるときに多量
のスモークが発生することがない。
【００６４】第２の運転領域IIでは第２の燃焼、即ち従
来から行われている燃焼が行われる。この燃焼方法では
煤およびＮＯx が若干発生するが低温燃焼に比べて熱効
率は高く、従って機関の運転領域が第１の運転領域Ｉか
ら第２の運転領域IIに変わると図１０に示されるように
噴射量がステップ状に低減せしめられる。この第２の運
転領域IIではスロットル弁２０は一部を除いて全開状態
に保持され、ＥＧＲ制御弁３１の開度は要求トルクＴＱ
が高くなると次第に小さくされる。また、この運転領域
IIではＥＧＲ率は要求トルクＴＱが高くなるほど低くな
り、空燃比は要求トルクＴＱが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求トルクＴＱが高くなってもリ
ーン空燃比とされる。また、第２の運転領域IIでは噴射
開始時期θＳが圧縮上死点前とされている。
【００６５】図１１は第１の運転領域Ｉにおける空燃比
Ａ／Ｆを示している。図１１において、Ａ／Ｆ＝１５．
５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，Ａ／Ｆ＝１８で示さ
れる各曲線は夫々空燃比が１５．５，１６，１７，１８
であるときを示しており、各曲線間の空燃比は比例配分
により定められる。図１１に示されるように第１の運転
領域Ｉでは空燃比がリーンとなっており、更に第１の運
転領域Ｉでは要求トルクＴＱが低くなるほど空燃比Ａ／
Ｆがリーンとされる。
【００６６】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。
【００６７】第１の運転領域Ｉにおける噴射量Ｑは図１
２（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、第１の運転領域Ｉにおける噴射開始時期
θＳは図１２（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ＲＯＭ
４２内に記憶されている。
【００６８】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。
【００６９】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＝３
５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／Ｆ＝６０で示される各曲線は夫
々目標空燃比２４，３５，４５，６０を示している。第
２の燃焼が行われるときの噴射量Ｑは図１５（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、第２の燃焼が行われるときの噴射開始時期θＳは図
１５（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。
【００７０】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に示すの目標空燃比とす
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。
【００７１】ケーシング２６内に内蔵されているＮＯx
吸収剤２５は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路、燃焼室５およびＮＯx 吸収剤２５上流の排気
通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を
ＮＯx 吸収剤２５への流入排気ガスの空燃比と称すると
このＮＯx 吸収剤２５は流入排気ガスの空燃比がリーン
のときにはＮＯx を吸収し、流入排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチになると吸収したＮＯx を放出する
ＮＯx の吸放出作用を行う。
【００７２】このＮＯx 吸収剤２５を機関排気通路内に
配置すればＮＯx 吸収剤２５は実際にＮＯx の吸放出作
用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムについて
は明らかでない部分もある。しかしながらこの吸放出作
用は図１７に示すようなメカニズムで行われているもの
と考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白
金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にとっ
て説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００７３】図１に示される圧縮着火式内燃機関では通
常燃焼室５における空燃比がリーンの状態で燃焼が行わ
れる。このように空燃比がリーンの状態で燃焼が行われ
ている場合には排気ガス中の酸素濃度は高く、このとき
には図１７（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ
2 - 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、
流入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又は
Ｏ2-と反応し、ＮＯ2となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら図１７（Ａ）に示されるように硝酸イオ
ンＮＯ3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
ＮＯx がＮＯx 吸収剤２５内に吸収される。流入排気ガ
ス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ2 が生
成され、吸収剤のＮＯx 吸収能力が飽和しない限りＮＯ
2 が吸収剤内に吸収されて硝酸イオンＮＯ3 - が生成さ
れる。
【００７４】一方、流入排気ガスの空燃比がリッチにさ
れると流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、その結果白
金Ｐｔの表面でのＮＯ2 の生成量が低下する。ＮＯ2 の
生成量が低下すると反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）
に進み、斯くして吸収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ
2 の形で吸収剤から放出される。このときＮＯx 吸収剤
２５から放出されたＮＯx は図１７（Ｂ）に示されるよ
うに流入排気ガス中に含まれる多量の未燃ＨＣ，ＣＯと
反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐｔの
表面上にＮＯ2 が存在しなくなると吸収剤から次から次
へとＮＯ2 が放出される。従って流入排気ガスの空燃比
がリッチにされると短時間のうちにＮＯ x 吸収剤２５か
らＮＯx が放出され、しかもこの放出されたＮＯx が還
元されるために大気中にＮＯx が排出されることはな
い。
【００７５】なお、この場合、流入排気ガスの空燃比を
理論空燃比にしてもＮＯx 吸収剤２５からＮＯx が放出
される。しかしながら流入排気ガスの空燃比を理論空燃
比にした場合にはＮＯx 吸収剤２５からＮＯx が徐々に
しか放出されないためにＮＯ x 吸収剤２５に吸収されて
いる全ＮＯx を放出させるには若干長い時間を要する。
【００７６】ところでＮＯx 吸収剤２５のＮＯx 吸収能
力には限度があり、ＮＯx 吸収剤２５のＮＯx 吸収能力
が飽和する前にＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出させ
る必要がある。そのためにはＮＯx 吸収剤２５に吸収さ
れているＮＯx 量を推定する必要がある。そこで本発明
による実施例では第１の燃焼が行われているときの単位
時間当りのＮＯx 吸収量Ａを要求トルクＴＱおよび機関
回転数Ｎの関数として図１８（Ａ）に示すようなマップ
の形で予め求めておき、第２の燃焼が行われているとき
の単位時間当りのＮＯx 吸収量Ｂを要求トルクＴＱおよ
び機関回転数Ｎの関数として図１８（Ｂ）に示すような
マップの形で予め求めておき、これら単位時間当りのＮ
Ｏx 吸収量Ａ，Ｂを積算することによってＮＯx 吸収剤
２５に吸収されているＮＯx 量ΣＮＯＸを推定するよう
にしている。
【００７７】本発明による実施例ではこのＮＯx 吸収量
ΣＮＯＸが予め定められた許容最大値を越えたときにＮ
Ｏx 吸収剤２５からＮＯx を放出させるようにしてい
る。次にこのことについて図１９を参照しつつ説明す
る。図１９を参照すると本発明による実施例では二つの
許容最大値、即ち許容最大値ＭＡＸ１と許容最大値ＭＡ
Ｘ２とが設定されている。許容最大値ＭＡＸ１はＮＯx
吸収剤２５が吸収しうる最大ＮＯx 吸収量の３０パーセ
ント程度とされており、許容最大値ＭＡＸ２はＮＯx 吸
収剤２５が吸収しうる最大吸収量の８０パーセント程度
とされている。第１の燃焼が行われているときにＮＯx
吸収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ１を越えたときには
ＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出すべく空燃比がリッ
チとされ、第２の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収
量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ１を越えたときには第２
の燃焼から第１の燃焼に切換えられたときにＮＯx 吸収
剤２５からＮＯx を放出すべく空燃比がリッチとされ、
第２の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収量ΣＮＯＸ
が許容最大値ＭＡＸ２を越えたときにはＮＯx 吸収剤２
５からＮＯx を放出すべく膨張行程中又は排気行程初期
に追加の燃料、即ち補助燃料が噴射される。
【００７８】即ち、図１９において期間Ｘは要求トルク
ＴＱが第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも低く、第１の燃焼が行
われている場合を示しており、このとき空燃比は理論空
燃比よりもわずかばかりリーンなリーン空燃比となって
いる。第１の燃焼が行われているときにはＮＯx の発生
量が極めて少く、従ってこのときには図１９に示される
ようにＮＯx 吸収量ΣＮＯＸは極めてゆっくりと上昇す
る。第１の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収量ΣＮ
ＯＸが許容最大値ＭＡＸ１を越えると空燃比Ａ／Ｆは一
時的にリッチとされ、それによってＮＯx 吸収剤２５か
らＮＯx が放出される。このときＮＯx 吸収量ΣＮＯＸ
は零とされる。
【００７９】前述したように第１の燃焼が行われている
ときには空燃比がリーンであろうと、理論空燃比であろ
うと、リッチであろうと煤は発生せず、従って第１の燃
焼が行われているときにＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を
放出すべく空燃比Ａ／Ｆがリッチとされてもこのとき煤
が発生することはない。次いで時刻ｔ1 において要求ト
ルクＴＱが第１の境界Ｘ（Ｎ）を越えると第１の燃焼か
ら第２の燃焼に切換えられる。図１９に示されるように
第２の燃焼が行われているときには空燃比Ａ／Ｆはかな
りリーンとなる。第２の燃焼が行われているときには第
１の燃焼が行われている場合に比べてＮＯx の発生量が
多く、従って第２の燃焼が行われているときにはＮＯx
量ΣＮＯＸは比較的急速に上昇する。
【００８０】第２の燃焼が行われているときに噴射時期
等を変化させないで空燃比Ａ／Ｆをリッチにすると多量
の煤が発生し、従って第２の燃焼が行われているときに
噴射時期等を変化させないで空燃比Ａ／Ｆをリッチにす
ることはできない。従って図１９に示されるように第２
の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収量ΣＮＯＸが許
容最大値ＭＡＸ１を越えたとしてもＮＯx 吸収剤２５か
らＮＯx を放出すべく空燃比Ａ／Ｆがリッチとされな
い。この場合には図１９の時刻ｔ2 におけるように要求
トルクＴＱが第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも低くなって第２
の燃焼から第１の燃焼に切換えられたときにＮＯx 吸収
剤２５からＮＯx を放出すべく空燃比Ａ／Ｆが一時的に
リッチにされる。
【００８１】次いで図１９の時刻ｔ3 において第１の燃
焼から第２の燃焼に切換えられ、暫らくの間第２の燃焼
が継続したとする。このときＮＯx 吸収量ΣＮＯＸが許
容最大値ＭＡＸ１を越え、次いで時刻ｔ4 において許容
最大値ＭＡＸ２を越えたとするとこのときにはＮＯx 吸
収剤２５からＮＯx を放出すべく膨張行程中又は排気行
程初期に補助燃料が噴射され、ＮＯx 吸収剤２５に流入
する排気ガスの空燃比がリッチとされる。
【００８２】膨張行程中又は排気行程初期に噴射される
補助燃料はそのほとんどが機関出力の発生には寄与せ
ず、従って補助燃料を噴射する機会はできるだけ少くす
ることが好ましい。従って第２の燃焼が行われたときに
ＮＯx 吸収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ１を越えたと
きには第２の燃焼から第１の燃焼に切換えられたときに
空燃比Ａ／Ｆを一時的にリッチにし、ＮＯx 吸収量ΣＮ
ＯＸが許容最大値ＭＡＸ２を越えた特別の場合に限って
補助燃料を噴射するようにしている。
【００８３】なお、前述したようにＮＯx 吸収剤２５の
担体上には白金のような貴金属が担持されており、従っ
てＮＯx 吸収剤２５は酸化機能を有する。従って低温燃
焼が行われているときに燃焼室５から排出される多量の
未燃炭化水素はＮＯx 吸収剤２５により酸化せしめられ
る。ところで排気ガス中にはＳＯx が含まれており、Ｎ
Ｏx 吸収剤２５にはＮＯxばかりでなくＳＯx も吸収さ
れる。このＮＯx 吸収剤２５へのＳＯx の吸収メカニズ
ムはＮＯx の吸収メカニズムと同じであると考えられ
る。
【００８４】即ち、ＮＯx の吸収メカニズムを説明した
ときと同様に担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担
持させた場合を例にとって説明すると、前述したように
流入排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素Ｏ2 がＯ
2 - 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、流
入排気ガス中のＳＯ2 は白金Ｐｔの表面でＯ2 - 又はＯ
2-と反応してＳＯ3 となる。次いで生成されたＳＯ3 の
一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収さ
れて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳ
Ｏ4 2-の形で吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳ
Ｏ4 を生成する。
【００８５】しかしながらこの硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定
していて分解しづらく、前述したようにＮＯx 吸収剤２
５からＮＯx を放出すべく流入排気ガスの空燃比をリッ
チにしても硫酸塩ＢａＳＯ4 は分解されずにそのまま残
る。従ってＮＯx 吸収剤２５内には時間が経過するにつ
れて硫酸塩ＢａＳＯ4 が増大することになり、斯くして
時間が経過するにつれてＮＯx 吸収剤２５が吸収しうる
ＮＯx 量が低下することになる。
【００８６】ところがこの硫酸塩ＢａＳＯ4 はＮＯx 吸
収剤２５の温度がＮＯx 吸収剤２５により定まる一定温
度、例えばほぼ６００℃を越えると分解し、このときＮ
Ｏx吸収剤２５に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃
比又はリッチにするとＮＯx吸収剤２５からＳＯx が放
出される。ただし、ＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出
させるにはＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出させる場
合に比べてかなり長い時間を要する。一例を挙げると排
気ガスの空燃比を一秒以下の短時間だけリッチにすれば
ＮＯx 吸収剤２５から全ＮＯx を放出しうるのに対し
て、ＮＯx 吸収剤２５から全ＳＯx を放出するためには
１０分間程度、ＮＯx 吸収剤２５の温度をほぼ６００℃
以上に維持しかつ排気ガスの空燃比をリッチに維持する
必要がある。即ち、ＮＯx 吸収剤２５から全ＳＯx を放
出させるには長時間に亘ってＮＯx吸収剤２５を高温に
維持する必要がある。
【００８７】ところで前述したように第１の燃焼、即ち
低温燃焼が行われているときには排気ガス温が高くな
り、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温度も高くなる。ま
た、このとき燃焼室５から排出された多量の未燃炭化水
素はＮＯx 吸収剤２５において酸化せしめられ、この酸
化反応熱によってＮＯx 吸収剤２５の温度は更に高くな
る。その結果、低温燃焼が行われているときにはＮＯx
吸収剤２５の温度は６００℃以上となる。この場合、空
燃比をリッチにすればＮＯx 吸収剤２５の温度は更に高
くなる。
【００８８】一方、前述したように第２の燃焼が行われ
ているときには排気ガス温が低くなる。従って第１の燃
焼から第２の燃焼に切換えられるとＮＯx 吸収剤２５の
温度は６００℃よりもかなり低い温度まで低下する。一
方、第２の燃焼から第１の燃焼に切換えられるとＮＯx
吸収剤２５の温度は徐々に増大して６００℃以上になる
がＮＯx 吸収剤２５の温度が６００℃以上になるまで時
間を要する。従って第１の燃焼と第２の燃焼とが頻繁に
切換えられるとＮＯx 吸収剤２５の温度はほとんど６０
０℃以上にならなくなる。
【００８９】実際の運転状態では第１の燃焼と第２の燃
焼とが頻繁に切換えられることが多く、従ってこのよう
に第１の燃焼と第２の燃焼とが頻繁に切換えられる運転
状態のときでもＳＯx を放出しうるようＮＯx 吸収剤２
５を高温に維持できるようにする必要がある。そのため
には第２の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収剤２５
の温度を６００℃以上に維持しなければならない。
【００９０】また、第２の燃焼が行われているときに、
ＮＯx 吸収剤２５が吸収しうるＮＯ x 量が低下したとき
には第２の燃焼から第１の燃焼に切換えられたときにた
だちにＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出しうることが
好ましく、そのためには第２の燃焼が行われているとき
ＮＯx 吸収剤２５の温度を６００°以上まで上昇させて
おくことが好ましい。
【００９１】このようにＮＯx 吸収剤２５からのＳＯx
放出作用が開始されたときには第２の燃焼が行われてい
るときにＮＯx 吸収剤２５の温度を６００°以上に維持
する必要があり、第２の燃焼が行われているときにＮＯ
x 吸収剤２５が吸収しうるＮＯx 量が低下したときには
ＮＯx 吸収剤２５の温度を６００℃以上まで上昇させる
ことが好ましい。そこで次に第２の燃焼が行われている
ときにＮＯx 吸収剤２５の温度を６００℃以上に維持す
る方法およびＮＯx 吸収剤２５の温度を６００°以上ま
で上昇させる方法について説明する。
【００９２】本発明による実施例では第２の燃焼が行わ
れているときにＮＯx 吸収剤２５の温度を６００℃以上
に維持し、ＮＯx 吸収剤２５の温度を６００℃以上まで
上昇させるために排気ガス温を上昇させる方法と排気ガ
ス中の未燃ＨＣの量を増大させる方法との二つの方法の
種々の組合せを用いている。この場合、本発明による実
施例では主燃料の噴射時期を遅角させることにより排気
ガス温を上昇させ、主燃料に加え補助燃料を噴射するこ
とにより排気ガス中の未燃ＨＣの量を増大させるように
しており、主燃料の噴射時期の遅角量と補助燃料の噴射
時期との少くともいずれか一方が異なる種々の噴射パタ
ーンが用いられている。
【００９３】即ち、本発明による実施例では大別すると
補助燃料を噴射することなく主燃料の噴射時間を遅らせ
る第１の噴射パターンと、主燃料の噴射前に補助燃料を
噴射しかつ主燃料の噴射時期を遅らせる第２の噴射パタ
ーンと、主燃料の噴射前および主燃料の噴射後に夫々補
助燃料を噴射しかつ主燃料の噴射時期を遅らせる第３の
噴射パターンと、主燃料の噴射後に補助燃料を噴射しか
つ主燃料の噴射時期を遅らせる第４の噴射パターンから
なる４つの噴射パターンが用いられている。
【００９４】次に図２０から図２３を参照しつつこれら
４つの噴射パターンについて説明する。図２０から図２
３は主燃料の噴射時期および補助燃料の噴射時期を示し
ており、横軸はクランク角を表している。また、図２０
から図２２には吸気弁７の開弁期間、排気弁９の開弁期
間、および燃料噴射弁６から噴射された燃料をピストン
４の頂面上に形成されたキャビティ５ａ（図１）内に供
給しうる噴射時期Ｘが示されている。一方、図２３は主
燃料の噴射開始時期θＳを示しており、図２３の横軸は
要求トルクＴＱを表している。
【００９５】図２０から図２２において（Ｉ）は通常の
第２の燃焼が行われているときの噴射時期を示してい
る。図２０、図２１、図２２からわかるようにこのとき
には補助燃料が噴射されることなく主燃料Ｑのみが噴射
される。このときの主燃料Ｑの噴射開始時期θＳが図２
３においてＡで示されており、図２３からわかるように
このときの主燃料の噴射開始時期θＳは圧縮上死点前に
定められている。
【００９６】一方、（II）は第１の噴射パターンを示し
ている。前述したように第１の噴射パターンでは補助燃
料を噴射することなく主燃料ＱR のみが噴射され、更に
このとき主燃料ＱR の噴射時期は通常の第２の燃焼が行
われているときに比べて遅角される。図２３のＢはこの
ときの主燃料ＱR の噴射開始時期θＳを示しており、図
２３に示されるようにこのときの主燃料ＱR の噴射開始
時期θＳは圧縮上死点後まで遅角されかつ要求トルクＴ
Ｑが高くなるほど遅角される。
【００９７】圧縮上死点を過ぎると燃焼室５内の圧力は
次第に低下し、燃焼室５内の温度も次第に低下する。こ
のように圧縮上死点を過ぎると燃焼室５内の圧力が次第
に低下するので圧縮上死点後まで主燃料ＱR の噴射開始
時期θＳが遅角されると噴射された燃料は燃焼室５内に
広く分散せしめられ、広く分散せしめられた後に着火せ
しめられる。即ち、燃料はその周囲に十分な空気が存在
する状態で燃焼せしめられる。その結果、煤があまり発
生しない。また、着火時には燃焼室５内の圧力および温
度は低くなっており、従って燃焼温はさほど上昇しな
い。斯くしてＮＯ x もあまり発生しない。
【００９８】一方、このように主燃料ＱR の噴射時期θ
Ｓが遅角せしめられると燃焼期間が長びくために排気ガ
ス温が上昇する。排気ガス温が上昇すると排気ガス後処
理装置の温度、図１に示される実施例ではＮＯx 吸収剤
２５の温度が上昇せしめられる。この場合、主燃料ＱR
の噴射開始時期θＳを遅くすればするほど排気ガス温が
高くなり、従ってＮＯx 吸収剤２５の温度を上昇させる
という観点からみると主燃料ＱR の噴射開始時期θＳは
できるだけ遅角させることが好ましいことになる。しか
しながら主燃料ＱR の噴射開始時期θＳを遅角させ過ぎ
ると失火してしまう。従って第１の噴射パターンにおい
ては主燃料ＱR の噴射開始時期θＳは失火を生じない範
囲でできる限り遅角された時期に設定されている。
【００９９】図２０の（III ）は第２の噴射パターンの
第１の例を示している。この例では吸気上死点付近にお
いて補助燃料Ｑv が噴射され、図２０の（II）に示され
る第１の噴射パターンの場合に比べて主燃料ＱR の噴射
開始時期θＳが更に遅角される。図２３のＣはこのとき
の主燃料ＱR の噴射開始時期θＳを示している。図２３
に示されるようにこのときの主燃料ＱR の噴射開始時期
θＳは図８の（II）に示される第１の噴射パターンの場
合よりも遅角されており、更にこのときにも主燃料ＱR
の噴射開始時期θＳは要求トルクＴＱが高くなるほど遅
くされる。
【０１００】吸気上死点付近において補助燃料Ｑv を噴
射すると圧縮行程中に圧縮熱によってこの補助燃料Ｑv
からアルデヒド、ケトン、パーオキサイド、一酸化炭素
等の中間生成物が生成され、これら中間生成物によって
主燃料ＱR の反応が加速される。従ってこの場合には主
燃料ＱR の噴射開始時期θＳを大巾に遅らせても失火を
生ずることなく良好な燃焼が得られる。一方、このよう
に主燃料ＱR の噴射開始時期θＳを大巾に遅らせること
ができるので排気ガス温はかなり高くなり、斯くしてＮ
Ｏx 吸収剤２５の温度を更に高温まで上昇させることが
できる。また、図２０の（III ）に示す例では排気弁９
が開弁しているときに補助燃料Ｑv が噴射されるので補
助燃料Ｑv の一部が未燃ＨＣの形で排気ポート１０内に
排出される。この未燃ＨＣはＮＯx 吸収剤２５に達する
と排気ガス中の過剰酸素により酸化せしめられ、このと
き発生する酸化反応熱によってＮＯx 吸収剤２５の温度
は急速に更に高い温度まで上昇せしめられる。即ち、こ
の例では排気ガス温の上昇作用と排気ガス中の未燃ＨＣ
の増大作用との双方の作用によってＮＯx吸収剤２５の
温度が上昇せしめられる。
【０１０１】また、図２０の（III ）示す例では噴射燃
料がピストン４のキャビティ５ａ内に供給される噴射時
期Ｘにおいて補助燃料Ｑv が噴射され、従って補助燃料
Ｑvがシリンダボア内壁面上に付着するのを阻止するこ
とができる。その結果、噴射燃料によって潤滑油が希釈
されるのを阻止することができる。図２４は第２の運転
領域において図２０の（III ）に示す第２の噴射パター
ンの第１の例でもって噴射が行われるときの運転制御を
示している。図２４と図１０とを比較するとわかるよう
に図２４に示す場合の第２の運転領域IIにおけるＥＧＲ
率の方が図１０に示す場合、即ち通常の第２の運転領域
IIにおけるＥＧＲ率よりも若干大きくされる。
【０１０２】一方、図２１の（III ）は第２の噴射パタ
ーンの第２の例を示している。この第２の例では圧縮行
程末期に補助燃料Ｑe が噴射され、図２１の（II）に示
される第１の噴射パターンの場合に比べて主燃料ＱR の
噴射開始時期θＳが更に遅角される。このときの主燃料
ＱR の噴射開始時期θＳは図２３のＣに示されている。
この場合でも補助燃料Ｑe からアルデヒド、ケトン、パ
ーオキサイド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、
これら中間生成物によって主燃料ＱR の反応が加速され
る。従ってこの場合には主燃料ＱR の噴射開始時期θＳ
を大巾に遅角させても失火を生ずることなく良好な燃焼
を確保することができる。
【０１０３】また、この第２の例でも噴射燃料がピスト
ン４のキャビティ５ａ内に供給される噴射時期Ｘにおい
て補助燃料Ｑe が噴射されるので補助燃料Ｑe がシリン
ダボア内壁面上に付着するのを阻止することができる。
なお、この第２の例では図２０の（III ）に示される第
１の例と異なって排気ガス中の未燃ＨＣの量を積極的に
増大させるように燃料噴射を行っていない。即ち、第２
の例は、主燃料ＱR の噴射開始時期θＳを図２１の（I
I）に示される第１の噴射パターンの場合に比べて遅角
することにより排気ガス温を上昇させることだけを目的
としている。従って図２１の（II）に示される第１の噴
射パターンの場合に比べればこの第２の例の方がＮＯx
吸収剤２５の温度の上昇作用は強力となるが、第１の例
に比べれば第２の例の方がＮＯx 吸収剤２５の温度の上
昇作用は弱くなる。
【０１０４】図２０の（IV−１）および（IV−２）は第
３の噴射パターンの第１の例を示している。この第１の
例では図２０の（III ）に示される第２の噴射パターン
と同じ時期に補助燃料Ｑv および主燃料ＱR が噴射さ
れ、主燃料ＱR の噴射後の膨張行程中又は排気行程中に
更に補助燃料Ｑp が噴射される。図２０に示す例では排
気弁９が開弁する直前の膨張行程中に補助燃料Ｑp が噴
射される。
【０１０５】この補助燃料Ｑp は燃焼室５内において燃
焼せしめられず、従って補助燃料Ｑ p が噴射されるとこ
の補助燃料Ｑp は未燃ＨＣの形で排気ポート１０内に排
出させる。従って補助燃料Ｑp が噴射されると排気ガス
中の未燃ＨＣの量が増大せしめられ、斯くして未燃ＨＣ
の酸化反応熱によってＮＯx 吸収剤２５の温度は急速に
上昇せしめられる。排気ガス温を上昇させることによっ
てＮＯx 吸収剤２５の温度を上昇させる場合よりも排気
ガス中の未燃ＨＣの量を増大させて酸化反応熱によりＮ
Ｏx 吸収剤２５の温度を上昇させる場合の方がＮＯx 吸
収剤２５の温度をはるかに急速に高温まで上昇させるこ
とができるので、図２０の（III ）に示される第２の噴
射パターンを用いた場合よりも図２０の（IV−１）およ
び（IV−２）に示される第３の噴射パターンを用いた場
合の方がＮＯx 吸収剤２５の温度をはるかに急速に高温
まで上昇させることができる。ただし、補助燃料Ｑp は
機関の出力の発生に寄与しないので補助燃料Ｑp を噴射
すると燃料消費量は増大する。
【０１０６】ＮＯx 吸収剤２５の温度を更に急速に高温
まで上昇せしめる場合には図２０の（IV−２）に示され
るように補助燃料Ｑp の噴射回数が増大せしめられる。
即ち、多量の補助燃料Ｑp を噴射すると噴射燃料の貫徹
力が大きくなるために補助燃料Ｑp の一部がシリンダボ
ア内壁面に付着してしまう。これに対して補助燃料Ｑ p
の噴射量を少なくすれば噴射燃料の貫徹力が小さくなる
ために補助燃料Ｑp はシリンダボア内壁面に付着しなく
なる。従って補助燃料Ｑp の噴射量を増大すべきときに
は図２０の（IV−２）に示されるように少量の補助燃料
Ｑp が間隔を隔てて複数回に亘り噴射される。
【０１０７】図２１の（IV−１）および（IV−２）は第
３の噴射パターンの第２の例を示している。この第２の
例では図２１の（III ）に示される第２の噴射パターン
と同じ時期に補助燃料Ｑe および主燃料ＱR が噴射さ
れ、主燃料ＱR の噴射後の膨張行程中又は排気行程中に
更に補助燃料Ｑp が噴射される。図２１に示す例では排
気弁９が開弁する直前の膨張行程中に補助燃料Ｑp が噴
射される。
【０１０８】この第２の例においてもＮＯx 吸収剤２５
の温度を更に急速に高温まで上昇せしめる場合には図２
１の（IV−２）に示されるように補助燃料Ｑp の噴射回
数が増大せしめられる。図２２の（ III−１），（ III
−２）および（ III−３）は第４の噴射パターンを示し
ている。この第４の噴射パターンでは図２２の（II）に
示される第１の噴射パターンと同じ時期に主燃料ＱR が
噴射され、主燃料ＱR の噴射後の膨張行程中又は排気行
程中に更に補助燃料Ｑp が噴射される。図２２に示す例
では排気弁９が開弁する直前の膨張行程中に補助燃料Ｑ
p が噴射される。
【０１０９】この第４の噴射パターンにおいてもＮＯx
吸収剤２５の温度を更に急速に高温まで上昇せしめる場
合には図２２の（ III−２）および（ III−３）に示さ
れるように補助燃料Ｑp の噴射回数が増大せしめられ
る。このように噴射パターンを変化させると排気ガス温
又は排気ガス中の未燃ＨＣの量のいずれか一方又は双方
が変化し、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温度が変化す
る。また、同一の噴射パターンであっても圧縮上死点後
の補助燃料Ｑp の噴射回数を変化させると排気ガス中の
未燃ＨＣの量が変化し、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温
度が変化する。従って噴射パターンを変化させるか、又
は圧縮上死点後の補助燃料Ｑp の噴射回数を変化させる
ことによってＮＯx 吸収剤２５の温度を最適な温度に制
御することができる。
【０１１０】次に一例として、第２の運転領域IIにおい
てＮＯx 吸収剤２５の温度を目標温度、例えば６５０℃
に維持する際に、図２０の（II）に示される第１の噴射
パターン、図２０の（III ）に示される第２の噴射パタ
ーン、および図２０の（IV−１）および（IV−２）に示
される第３の噴射パターンを用いた場合について説明す
る。
【０１１１】図２５はＮＯx 吸収剤２５の温度を目標温
度に維持する際に用いられる噴射パターンと、要求トル
クＴＱ、機関回転数Ｎとの関係を示している。即ち、図
２５においてＱで示す領域は図２０の（Ｉ）に示される
通常の第２の燃焼が行われるときの噴射Ｑが行われる運
転領域を示しており、ＱR で示す領域は図２０の（II）
に示される第１の噴射パターンＱR でもって噴射の行わ
れる運転領域を示しており、Ｑv ＋ＱR で示す領域は図
２０の（III ）に示される第２の噴射パターンＱv ＋Ｑ
R でもって噴射の行われる運転領域を示しており、Ｑv
＋ＱR ＋Ｑp で示す領域は図２０の（IV−１）に示され
る第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑpでもって噴射の
行われる運転領域を示しており、Ｑv ＋ＱR ＋Ｑp ＋Ｑ
p で示す領域は図２０の（IV−２）に示される第３の噴
射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp ＋Ｑ p でもって噴射の行わ
れる運転領域を示している。
【０１１２】図２５において中央に示す図は実験から求
められた、ＮＯx 吸収剤２５の温度を目標温度に維持す
るのに最適な基準噴射パターンを示している。この基準
噴射パターンにおいては、要求トルクＴＱが高くかつ機
関回転数Ｎの高い限られた運転領域では通常の第２の燃
焼が行われるときの噴射Ｑが行われ、この運転領域の低
負荷側の運転領域では第１の噴射パターンＱR でもって
噴射が行われ、この運転領域よりも低負荷側の運転領域
では第２の噴射パターンＱv ＋ＱR でもって噴射が行わ
れ、この運転領域よりも更に低負荷側の運転領域では第
３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が行わ
れる。
【０１１３】この基準噴射パターンでもって噴射すると
通常、ＮＯx 吸収剤２５の温度は目標温度付近に維持さ
れる。しかしながら実際にはこの基準噴射パターンでも
って噴射してもＮＯx 吸収剤２５の温度が目標温度に対
して高くなり過ぎたり、或いは低くなり過ぎたりする場
合がある。そこで本発明による実施例ではＮＯx 吸収剤
２５の温度が目標温に対して高くなり過ぎたときには噴
射パターンを基準噴射パターンから図２５に示す温度低
下用噴射パターンに切換え、ＮＯx 吸収剤２５の温度が
目標温に対して低くなり過ぎたときには噴射パターンを
基準噴射パターンから図２５に示す温度上昇用噴射パタ
ーンに切換えるようにしている。
【０１１４】噴射パターンが基準噴射パターンから温度
低下用噴射パターンに切換えられると、第１の噴射パタ
ーンＱR は通常の第２の燃焼が行われているときの噴射
Ｑに切換えられ、第２の噴射パターンＱv ＋ＱR は第１
の噴射パターンＱR に切換えられ、第３の噴射パターン
Ｑv ＋ＱR ＋Ｑp は第２の噴射パターンＱv ＋ＱR に切
換えられ、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温度が低下す
る。
【０１１５】これに対して噴射パターンが基準噴射パタ
ーンから温度上昇用噴射パターンに切換えられると、通
常の第２の燃焼が行われているときの噴射Ｑが第１の噴
射パターンＱR に切換えられ、第１の噴射パターンＱR
は第２の噴射パターンＱv ＋ＱR に切換えられ、第２の
噴射パターンＱv ＋ＱR は第３の噴射パターンＱv ＋Ｑ
R ＋Ｑp に切換えられ、第３の噴射パターンＱv ＋ＱR
＋Ｑp は第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp ＋Ｑp に
切換えられ、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温度が上昇す
る。
【０１１６】本発明による実施例ではこのようにしてＮ
Ｏx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべきときにはＮＯx
吸収剤２５の温度が目標温度に維持される。ただし、こ
のとは第２の運転領域IIでは空燃比がリーンとなってお
り、従って第２の運転領域IIではＮＯx 吸収剤２５から
のＳＯx の放出作用は行われない。一方、図２４に示さ
れるように第１の運転領域ＩではＥＧＲ率が７０パーセ
ント程度とされており、従ってこのとき低温燃焼が行わ
れている。従って前述したようにこのときにはＮＯx 吸
収剤２５の温度が６００℃以上に維持される。また、図
２４に示されるように第１の運転領域Ｉでは空燃比がリ
ッチとされており、従って機関の運転状態が第１の運転
領域ＩになるとＮＯx 吸収剤２５からＳＯxが放出され
ることになる。
【０１１７】図２６は車速と、ＮＯx 吸収剤２５の温度
ＴＣと、ＮＯx 吸収剤２５から放出されるＳＯx の濃度
を示している。図２６に示されるようにアクセルペダル
５０の踏込み量Ｌの大きい加速運転時には第２の運転領
域IIとなり、アクセルペダル５０の踏込み量Ｌの比較的
小さい定速走行時および減速運転時には第１の運転領域
Ｉとなる。図２６に示されるように第１の運転領域Ｉと
第２の運転領域IIとが交互に繰返されてもＮＯx 吸収剤
２５の温度ＴＣは６００℃以上に維持される。従って機
関の運転状態がリッチ空燃比のもとで燃焼が行われる第
１の運転領域Ｉとなる毎にＮＯx 吸収剤２５からＳＯx
が放出される。
【０１１８】次に第２の燃焼が行われているときにＮＯ
x 吸収剤２５の温度を６００℃以上まで上昇させる方法
について説明する。この場合にも図２０から図２２に示
す種々の噴射パターンが選択的に使用される。以下に、
一例として、ＮＯx 吸収剤２５の温度を目標温度、例え
ば６５０℃まで上昇させる際に、図２０の（II）に示さ
れる第１の噴射パターン、図２０の（III ）に示される
第２の噴射パターン、および図２０の（IV−１）又は
（IV−２）に示される第３の噴射パターンを用いた場合
について説明する。
【０１１９】図２７はＮＯx 吸収剤２５の温度を上昇さ
せる際に用いられる噴射パターンと、要求トルクＴＱ、
機関回転数Ｎとの関係を示している。即ち、図２７にお
いてＱで示す領域は図２０の（Ｉ）に示される通常の噴
射Ｑが行われる運転領域を示しており、ＱR で示す領域
は図２０の（II）に示される第１の噴射パターンＱRで
もって噴射の行われる運転領域を示しており、Ｑv ＋Ｑ
R で示す領域は図２０の（III ）に示される第２の噴射
パターンＱv ＋ＱR でもって噴射の行われる運転領域を
示しており、Ｑv ＋ＱR ＋Ｑp で示す領域は図２０の
（IV−１）又は（IV−２）に示される第３の噴射パター
ンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射の行われる運転領域を
示している。
【０１２０】また、図２７において（１）は排気ガス後
処理装置の温度ＴＣ、この実施例ではＮＯx 吸収剤２５
の温度ＴＣが予め定められた第１の温度Ｔ１、例えば３
００℃よりも低いときを示しており、図２７において
（２）はＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが第１の温度Ｔ１
よりも高く、予め定められた第２の温度Ｔ２、例えば５
００℃よりも低いときを示しており、図２７において
（３）はＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが第２の温度Ｔ２
よりも高いときを示している。
【０１２１】ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが第１の温度
Ｔ１より低いときには図２７の（１）に示されるように
要求トルクＴＱが高くかつ機関回転数Ｎの高い限られた
運転領域においてのみ第２の噴射パターンＱv ＋ＱR で
もって噴射が行われ、その他の大部分の運転領域におい
ては第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射
が行われる。
【０１２２】一方、ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣがＴ１
≦ＴＣ＜Ｔ２であるときには図２７の（２）に示される
ように要求トルクＴＱが高くかつ機関回転数Ｎの高い限
られた運転領域では第１の噴射パターンＱR でもって噴
射が行われ、この運転領域の低負荷側の運転領域では第
２の噴射パターンＱv ＋ＱR でもって噴射が行われ、こ
の運転領域よりも更に低負荷側の運転領域では第３の噴
射パターンＱv ＋ＱR＋Ｑp でもって噴射が行われる。
【０１２３】一方、ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣがＴ２
≦ＴＣであるときには図２７の（３）に示されるように
要求トルクＴＱが高くかつ機関回転数Ｎの高い限られた
運転領域では通常運転時の噴射が行われ、この運転領域
の低負荷側の運転領域では第１の噴射パターンＱR でも
って噴射が行われ、この運転領域よりも低負荷側の運転
領域では第２の噴射パターンＱv ＋ＱR でもって噴射が
行われ、この運転領域よりも更に低負荷側の運転領域で
は第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が
行われる。
【０１２４】即ち、ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが高く
なるにつれて第１の噴射パターンＱ R でもって噴射され
る運転領域および第２の噴射パターンＱv ＋ＱR でもっ
て噴射される運転領域は低負荷側に移る。図２８（Ａ）
は、図２７においてＡ点で示される要求トルクＴＱおよ
び機関回転数ＮであるときにＮＯx 吸収剤２５の昇温作
用が開始され、その後も同じ要求トルクＴＱおよび機関
回転数Ｎに維持されていると仮定した場合のＮＯx 吸収
剤２５の温度ＴＣの変化と、噴射パターンの変化を示し
ている。なお、図２８（Ａ）において実線（１）は図２
７の（１）に示すようにＴＣ＜Ｔ１のときにＮＯx吸収
剤２５の昇温作用が開始された場合を示しており、図２
８（Ａ）において実線（２）は図２７の（２）に示すよ
うにＴ１≦ＴＣ＜Ｔ２のときにＮＯx 吸収剤２５の昇温
作用が開始された場合を示しており、図２８（Ａ）にお
いて実線（３）は図２７の（３）に示すようにＴ２≦Ｔ
ＣのときにＮＯx 吸収剤２５の昇温作用が開始された場
合を示している。
【０１２５】また、図２８（Ａ）において、ＮＯx 吸収
剤２５からＳＯx を放出すべきことを示すＳＯx 放出フ
ラグがセットされるとＮＯx 吸収剤２５の昇温作用が開
始され、ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣがＳＯx の放出を
行いうる目標温度Ｔmax を越えると第１の燃焼が行われ
たときにＮＯx 吸収剤２５からのＳＯx 放出作用が開始
される。
【０１２６】ＴＣ＜Ｔ１のときにＮＯx 吸収剤２５の昇
温作用が開始されるとまず初めに第３の噴射パターンＱ
v ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が行われ、次いでＴＣ≧Ｔ
１になると第２の噴射パターンＱv ＋ＱR でもって噴射
が行われ、次いでＴＣ≧Ｔ２になると第１の噴射パター
ンＱR でもって噴射が行われる。この場合、第３の噴射
パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp によるＮＯx 吸収剤２５の温
度上昇率は最も高く、次に第２の噴射パターンＱv ＋Ｑ
R によるＮＯx 吸収剤２５の温度上昇率が高く、第１の
噴射パターンＱR によるＮＯx 吸収剤２５の温度上昇率
は最も低くなる。
【０１２７】従ってＴＣ＜Ｔ１のときにＮＯx 吸収剤２
５の昇温作用が開始されると図２８（Ａ）の実線（１）
で示されるように初めはＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが
急速に上昇し、次いでＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣがＴ
１を越えるとＮＯx 吸収剤２５の温度上昇率は少し低く
なり、ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣがＴ２を越えるとＮ
Ｏx 吸収剤２５の温度上昇率は更に低くなる。
【０１２８】一方、Ｔ１≦ＴＣ＜Ｔ２のときにＮＯx 吸
収剤２５の昇温作用が開始されるとまず初めに第２の噴
射パターンＱv ＋ＱR でもって噴射が行われ、次いでＴ
Ｃ≧Ｔ２になると第１の噴射パターンＱR でもって噴射
が行われる。従ってこのときには図２８（Ａ）の実線
（２）で示されるように初めはＮＯx 吸収剤２５の温度
ＴＣが比較的ゆっくり上昇し、次いでＮＯx 吸収剤２５
の温度ＴＣがＴ２を越えるとＮＯx 吸収剤２５の温度上
昇率が低くなる。
【０１２９】一方、Ｔ２≦ＴＣのときにＮＯx 吸収剤２
５の昇温作用が開始されると第１の噴射パターンＱR で
もって噴射が行われ、従ってこのときにはＮＯx 吸収剤
２５の温度ＴＣはゆっくりと上昇する。図２８（Ｂ）
は、図２７においてＢ点で示される要求トルクＴＱおよ
び機関回転数ＮであるときにＮＯx 吸収剤２５の昇温作
用が開始され、その後も同じ要求トルクＴＱおよび機関
回転数Ｎに維持されていると仮定した場合のＮＯx 吸収
剤２５の温度ＴＣの変化と、噴射パターンの変化を示し
ている。なお、図２８（Ｂ）において実線（１）は図２
７の（１）に示すようにＴＣ＜Ｔ１のときにＮＯx吸収
剤２５の昇温作用が開始された場合を示しており、図２
８（Ｂ）において実線（２）は図２７の（２）に示すよ
うにＴ１≦ＴＣ＜Ｔ２のときにＮＯx 吸収剤２５の昇温
作用が開始された場合を示しており、図２８（Ｂ）にお
いて実線（３）は図２７の（３）に示すようにＴ２≦Ｔ
ＣのときにＮＯx 吸収剤２５の昇温作用が開始された場
合を示している。
【０１３０】図２７において点Ｂで示される要求トルク
ＴＱおよび機関回転数Ｎに維持されているときには図２
７からわかるようにＴＣ＜Ｔ１であろうと、Ｔ１≦ＴＣ
＜Ｔ２であろうと、Ｔ２≦ＴＣであろうと第３の噴射パ
ターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が行われ、従って
図２８（Ｂ）の実線（１），（２），（３）で示される
ようにＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣにかかわらずにＮＯ
x 吸収剤２５の温度上昇率はほぼ同じになる。
【０１３１】即ち、図２８の実線（１）に示されるよう
にＴＣ＜Ｔ１のときにＮＯx 吸収剤２５の昇温作用を開
始した場合には、即ちＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣと目
標温度Ｔmax との差が大きいときにＮＯx 吸収剤２５の
昇温作用を開始した場合にはＮＯx 吸収剤２５の温度Ｔ
Ｃをできるだけ早く目標温度Ｔmax まで上昇させるため
に第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が
行われる。しかしながらこの第３の噴射パターンＱv ＋
ＱR ＋Ｑp でもって噴射した場合にはＮＯx 吸収剤２５
の温度ＴＣが急上昇するためにＮＯx 吸収剤２５の温度
ＴＣを制御するのが難かしく、従ってこの第３の噴射パ
ターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp だけを用いるとＮＯx 吸収剤２
５の温度ＴＣが目標温度Ｔmax を大巾に越えてしまい、
斯くしてＮＯx 吸収剤２５が熱劣化してしまう危険性が
ある。また、この第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp
を使用し続けると燃料消費量が増大する。
【０１３２】従ってＴＣ≧Ｔ１となったときにはＮＯx
吸収剤２５が熱劣化するのを阻止し、かつ燃料消費量を
低減するために第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp か
ら第２の噴射パターンＱv ＋ＱR に切換えられ、次いで
ＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが目標温度Ｔmax に近づい
たら、即ちＴＣ≧Ｔ２になったら第２の噴射パターンＱ
v ＋ＱR から第１の噴射パターンＱR に切換えられる。
第１の噴射パターンＱ R が用いられるとＮＯx 吸収剤２
５の温度上昇率が小さくなり、従ってＮＯx 吸収剤２５
の温度ＴＣの制御が容易となる。従ってＮＯx 吸収剤２
５が熱劣化するのを阻止することができ、燃料消費量を
低減することができる。
【０１３３】また、図２８（Ａ）において実線（２）で
示される場合にはＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣは初めは
比較的早く上昇せしめられ、次いでＮＯx 吸収剤２５が
熱劣化するのを阻止しかつ燃料消費量を低減するために
第２の噴射パターンＱv ＋Ｑ R から第１の噴射パターン
ＱR に切換えられる。また、図２８（Ａ）において実線
（３）で示されるようにＴＣ≧Ｔ２であるときにＮＯx
吸収剤２５の昇温作用が開始されたときにはＮＯx 吸収
剤２５が熱劣化するのを阻止しかつ燃料消費量を低減す
るために初めから第１の噴射パターンＱR でもって噴射
される。
【０１３４】一方、図２７において点Ｂで示されるよう
に要求トルクＴＱが低いときには燃料噴射量が少なく、
従ってこのときたとえ主燃料の噴射時期が遅角されても
排気ガス温はさほど高くなりない。従ってこのときには
ＮＯx 吸収剤２５の温度をできるだけ早く上昇させるた
めにＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣにかかわらずに第３の
噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が行われ
る。ただし、このように排気ガス温がさほど高くならな
いときに第３の噴射パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって
噴射が行われても図２８（Ｂ）の実線（１），（２），
（３）で示されるようにＮＯx 吸収剤２５の温度上昇率
はさほど高くならない。従ってこのときには第３の噴射
パターンＱv ＋ＱR ＋Ｑp でもって噴射が行われてもＮ
Ｏx 吸収剤２５の温度ＴＣは容易に制御することがて
き、斯くしてＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣが極度に高く
なってＮＯx 吸収剤２５が熱劣化する危険性はない。
【０１３５】このようにＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣを
上昇すべきときにはＮＯx 吸収剤２５の温度ＴＣ中、要
求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎに応じた最適の噴射パ
ターンが使用される。なお、図２７に示す噴射パターン
は一例であって、必要に応じ第４の噴射パターンＱR ＋
Ｑp を使用することもできる。図２９はＮＯx 吸収剤２
５からＳＯx を放出すべきときの第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の燃焼が行わ
れる第２の運転領域IIとを示している。なお、図２９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２９においてＸＳ
（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、ＹＳ（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ＸＳ（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ＹＳ（Ｎ）に基づいて行われる。
【０１３６】また、図２９には図９に示される第１の境
界Ｘ（Ｎ）も合わせて記載されている。図２９からわか
るようにＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべきとき
の第１の境界ＸＳ（Ｎ）および第２の境界ＹＳ（Ｎ）は
図９に示される通常の運転時における第１の境界Ｘ
（Ｎ）および第２の境界Ｙ（Ｎ）よりも高負荷側に位置
する。即ち、ＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべき
ときには第１の運転領域Ｉでは空燃比がリッチとされ
る。空燃比がリッチとされると空燃比がリーンの場合に
比べて低温燃焼しうる範囲が高負荷側に広がる。従って
上述したようにＸＳ（Ｎ），ＹＳ（Ｎ）はＸ（Ｎ），Ｙ
（Ｎ）よりも高負荷側に位置している。
【０１３７】図２９の第１の運転領域Ｉにおける噴射量
Ｑは図３０（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ＲＯＭ４
２内に記憶されており、図２９の第１の運転領域Ｉにお
ける噴射開始時期θＳは図３０（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。
【０１３８】なお、図２９の第１の運転領域Ｉにおける
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は夫々図１３（Ａ）および図１３
（Ｂ）に示すマップから算出される。図２９の第２の運
転領域IIにおける各噴射パターンの主燃料Ｑ，ＱR の噴
射量は夫々要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数と
して図３１（Ａ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ
４２内に記憶されており、図２９の第２の運転領域IIに
おける各噴射パターンの補助燃料Ｑv ，Ｑp の噴射量は
夫々要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図
３１（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内
に記憶されている。更に図２９の第２の運転領域IIにお
ける各噴射パターンの主燃料ＱR の噴射時期の遅角量Δ
θＳが夫々要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数と
して図３１（Ｃ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ
４２内に記憶されている。
【０１３９】また、図２９の第２の運転領域IIにおける
スロットル弁２０の目標開度ＳＴが図３２（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、
図２９の第２の運転領域IIにおけるＥＧＲ制御弁３１の
目標開度ＳＥが図３２（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。
【０１４０】次に図３３を参照しつつＮＯx 吸収剤２５
からＮＯx を放出すべきときにセットされるＮＯx 放出
フラグおよびＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべき
ときにセットされるＳＯx 放出フラグの処理ルーチンに
ついて説明する。なお、このルーチンは一定時間毎の割
込みによって実行される。図３３を参照するとまず初め
にステップ１００において機関の運転領域が図９に示す
第１の運転領域Ｉであることを示すフラグＩがセットさ
れているか否かが判別される。フラグＩがセットされて
いるとき、即ち機関の運転領域が図９に示す第１の運転
領域Ｉであるときにはステップ１０１に進んで図１８
（Ａ）に示すマップから単位時間当りのＮＯx 吸収量Ａ
が算出される。次いでステップ１０２ではＮＯx 吸収量
ΣＮＯＸにＡが加算される。次いでステップ１０３では
ＮＯx吸収量ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ１を越えたか
否かが判別される。ΣＮＯＸ＞ＭＡＸ１になるとステッ
プ１０４に進み、第１の燃焼が行われているときにＮＯ
x を放出すべきことを示すＮＯx 放出フラグ１がセット
される。次いでステップ１１１に進む。
【０１４１】一方、ステップ１００においてフラグＩが
リセットされていると判断されたとき、即ち機関の運転
領域が図９の第２の運転領域IIであるときにはステップ
１０５に進んで図１８（Ｂ）に示すマップから単位時間
当りのＮＯx 吸収量Ｂが算出される。次いでステップ１
０６ではＮＯx 吸収量ΣＮＯＸにＢが加算される。次い
でステップ１０７ではＮＯx 吸収量ΣＮＯＸが許容最大
値ＭＡＸ１を越えたか否かが判別される。ΣＮＯＸ＞Ｍ
ＡＸ１になるとステップ１０８に進み、第１のの燃焼が
行われているときにＮＯx を放出すべきことを示すＮＯ
x 放出フラグ１がセットされる。
【０１４２】一方、ステップ１０９では、ＮＯx 吸収量
ΣＮＯＸが許容最大値ＭＡＸ２を越えたか否かが判別さ
れる。ΣＮＯＸ＞ＭＡＸ２になるとステップ１１０に進
み、第２の燃焼が行われているときにＮＯx を放出すべ
きことを示すＮＯx 放出フラグ２がセットされる。次い
でステップ１１１に進む。ステップ１１１では噴射量Ｑ
に定数ｋを乗算した積ｋ・ＱがΣＳＯＸに加算される。
燃料中にはほぼ一定量の硫黄Ｓが含まれており、従って
ＮＯx 吸収剤２５に吸収されるＳＯx 量はｋ・Ｑで表わ
すことができる。従ってこのｋ・Ｑを順次積算すること
によって得られるΣＳＯＸはＮＯx 吸収剤２５に吸収さ
れていると推定されるＳＯx 量を表わしている。ステッ
プ１１２ではこのＳＯx 量ΣＳＯxが許容最大値ＭＡＸ
Ｓを越えたか否かが判別され、ΣＳＯx ＞ＭＡＸＳにな
るとステップ１１３に進んでＳＯx 放出フラグがセット
される。
【０１４３】次に図３４および図３５を参照しつつ運転
制御について説明する。図３４および図３５を参照する
と、まず初めにステップ２００においてＳＯx放出フラ
グがセットされているか否かが判別される。ＳＯx 放出
フラグがセットされていないときにはステップ２０１に
進んで機関の運転状態が図９に示す第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
の運転状態が図９に示す第１の運転領域Ｉであるときに
はステップ２０２に進んで要求トルクＴＱが図９に示す
第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別さ
れる。ＴＱ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ２０４に進ん
で低温燃焼が行われる。
【０１４４】即ち、ステップ２０４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、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２０５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、
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２０６ではＮＯx 放出フラグ１がセット
されているか否かが判別される。ＮＯx 放出フラグ１が
セットされていないときにはステップ２０７に進んで図
１２（Ａ）に示すマップから噴射量Ｑが算出され、図１
２（Ｂ）に示すマップから噴射開始時期θＳが算出さ
れ、これらの算出値に基づいて燃料噴射が行われる。
【０１４５】一方、ステップ２０６においてＮＯx 放出
フラグ１がセットされていると判別されたときにはステ
ップ２０８に進んで噴射制御Ｉが行われる。この噴射制
御Ｉでは予め定められた期間、空燃比がリッチとされ、
その後ΣＮＯＸが零とされ、ＮＯx 放出フラグ１がリセ
ットされる。この間にＮＯx 吸収剤２５からＮＯx が放
出される。
【０１４６】一方、ステップ２０２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２０３に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ２１１
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ２１１
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、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２１２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、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２１３ではＮＯx 放
出フラグ２がセットされているか否かが判別される。Ｎ
Ｏx 放出フラグ２がセットされていないときにはステッ
プ２１４に進んで図１５（Ａ）に示すマップから噴射量
Ｑが算出され、図１５（Ｂ）に示すマップから噴射開始
時期θＳが算出され、これらの算出値に基づいて燃料噴
射が行われる。
【０１４７】一方、ステップ２１３においてＮＯx 放出
フラグ２がセットされていると判別されたときにはステ
ップ２１５に進んで噴射制御IIが行われる。この噴射制
御IIではＮＯx 吸収剤２５に流入する排気ガスの空燃比
をリッチにするのに必要な補助燃料が膨張行程又は排気
行程初期に予め定められた期間、噴射され、その後ΣＮ
ＯＸが零とされ、ＮＯx 放出フラグＩおよびＮＯx 放出
フラグIIがリセットされる。この間にＮＯx 吸収剤２５
からＮＯx が放出される。
【０１４８】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２０１からステップ２０９に進んで要
求トルクＴＱが図９に示す第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２１１に進み、第２の燃焼が行われる。一
方、ステップ２０９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２１０に進んでフラグＩが
セットされ、次いでステップ２０４に進んで低温燃焼が
行われる。
【０１４９】一方、ステップ２００においてＳＯx 放出
フラグがセットされていると判断されたときにはステッ
プ２１６に進んで機関の運転状態が図２９に示す第１の
運転領域Ｉであることを示すフラグＳがセットされてい
るか否かが判別される。フラグＳがセットされていると
き、即ち機関の運転状態が図２９に示す第１の運転領域
Ｉであるときにはステップ２１７に進んで要求トルクＴ
Ｑが図２９に示す第１の境界ＸＳ（Ｎ）よりも大きくな
ったか否かが判別される。ＴＱ≦ＸＳ（Ｎ）のときには
ステップ２１９に進み、リッチ空燃比のもとで低温燃焼
が行われる。
【０１５０】即ち、ステップ２１９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、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２２０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、
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２２１では図３０（Ａ）に示すマップか
ら噴射量Ｑが算出され、図３０（Ｂ）に示すマップから
噴射開始時期θＳが算出され、これらの算出値に基づい
て燃料噴射が行われる。このときにはＮＯx 吸収剤２５
の温度が６００℃以上に維持され、空燃比がリッチとさ
れるのでＮＯx 吸収剤２５からＳＯx が放出される。こ
のときＮＯx 吸収剤２５からＮＯx も放出される。
【０１５１】次いでステップ２２２では、ＮＯx 吸収剤
２５の温度がＳＯx を放出しうる温度まで昇温している
ことを示す昇温完了フラグがセットされる。次いでステ
ップ２２３ではＳＯx 量ΣＳＯＸからＳＯx 放出量ΔＳ
Ｏx が減算される。このＳＯ x 放出量ΔＳＯx は一定値
とすることもできるし、機関運転状態に応じて変化させ
ることもできる。次いでステップ２２４ではＳＯx 量Σ
ＳＯx が負になったか否かが判別される。ΣＳＯＸ＜０
になったときにはステップ２２５に進んでＳＯ x 放出フ
ラグ、ＮＯx 放出フラグ１，ＮＯx 放出フラグ２および
昇温完了フラグがリセットされる。
【０１５２】一方、ステップ２１７においてＴＱ＞ＸＳ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ２１８に
進んでフラグＳがリセットされる。次いでステップ２２
８に進んで昇温完了フラグがセットされているか否かが
判別される。昇温完了フラグがセットされていないとき
にはステップＡに進み、第２の燃焼のもとでＮＯx 吸収
剤２５の昇温制御が行われる。この昇温制御が図３６に
示されている。図３６を参照するとまず初めにステップ
３０１において図３２（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３
０２では図３２（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁３
１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３０３で
は温度センサ３７により検出されたＮＯx 吸収剤２５の
温度ＴＣが第１の温度Ｔ１よりも低いか否かが判別され
る。ＴＣ＜Ｔ１のときにはステップ３０４に進んで図２
７の（１）に基づいて定められる噴射パターンでもって
噴射が行われる。
【０１５３】一方、ステップ３０３においてＴＣ≧Ｔ１
であると判別されたときにはステップ３０５に進んで温
度センサ３７により検出されたＮＯx 吸収剤２５の温度
ＴＣが第２の温度Ｔ２よりも低いか否かが判別される。
ＴＣ＜Ｔ２のときにはステップ３０６に進んで図２７の
（２）に基づいて定められる噴射パターンでもって噴射
が行われる。
【０１５４】一方、ステップ３０５においてＴＣ≧Ｔ２
であると判別されたときにはステップ３０７に進んで図
２７の（３）に基づいて定められる噴射パターンでもっ
て噴射が行われる。次いでステップ３０８では温度セン
サ３７により検出されたＮＯ x 吸収剤２５の温度ＴＣが
目標温度Ｔmax よりも高くなったか否かが判別される。
ＴＣ≧Ｔmax になるとステップ３０９に進んで昇温完了
フラグがセットされる。
【０１５５】一方、ステップ２２８において昇温完了フ
ラグがセットされていると判断されたときにはステップ
Ｂに進んでＮＯx 吸収剤２５の温度をＳＯx 放出可能な
温度に維持する温度維持制御が行われる。この温度維持
制御が図３７に示されている。図３７を参照するとまず
初めにステップ４０１において図３２（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４０２では図３２（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４０３では温度センサ３７により検出されたＮＯ
x 吸収剤２５の温度ＴＣが目標温度Ｔ0 、例えば６５０
℃より一定値αだけ低い温度（Ｔ0 −α）よりも低いか
否かが判別される。ＴＣ≧Ｔ0 −αのときにはステップ
４０４に進んで温度センサ３７により検出されたＮＯx
吸収剤２５の温度ＴＣが目標温度Ｔ0 より一定値βだけ
高い温度（Ｔ0 ＋β）よりも高いか否かが判別される。
ＴＣ≦Ｔ0 ＋βのときにはステップ４０５に進む。
【０１５６】ステップ４０５では図２５に示される噴射
パターンでもって噴射される。一方、ステップ４０３に
おいてＴＣ＜Ｔ0 −αであると判別されたときはステッ
プ４０６に進んで図２５に示される温度上昇用噴射パタ
ーンでもって噴射される。また、ステップ４０４におい
てＴＣ＞Ｔ0 ＋βであると判別されたときにはステップ
４０７に進んで温度低下用噴射パターンでもって噴射さ
れる。
【０１５７】次に第２の噴射が行われているときでもＮ
Ｏx 吸収剤２５からのＳＯx 放出を行うようにした実施
例について説明する。図３８は、第２の燃焼が行われて
いるときにＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出させると
きのスロットル弁２０の開度ＳＴと、ＥＧＲ制御弁３１
の開度ＳＥと、燃焼室５内での主燃料の燃焼ガスの空燃
比と、ＥＧＲ率と、主燃料の噴射開始時期θＳとを示し
ている。なお、図３８のスロットル弁２０の開度ＳＴお
よびＥＧＲ制御弁３１の開度ＳＥにおいて鎖線は図１０
に示される通常運転時における開度を示しており、実線
はＳＯx 放出時における開度を示している。また、燃焼
ガスの空燃比において破線はスモークの発生限界を示し
ており、ハッチングで示す領域ではスモークが発生す
る。また、主燃料の噴射開始時期θＳにおいて破線は通
常運転時における時期を示しており、実線はＳＯx 放出
時の時期を示している。
【０１５８】図３８に示されるようにＮＯx 吸収剤２５
からＳＯx を放出すべきときにはＥＧＲ制御弁３１が全
閉せしめられ、斯くしてＥＧＲ率は零となる。また、主
燃料の噴射開始時期θＳが圧縮上死点後まで遅角され、
このとき主燃料の燃焼ガスの空燃比がスモーク限界より
もやや大きい実線で示す目標空燃比となるようにスロッ
トル弁２０の開度ＳＴが減少せしめられる。実線で示さ
れる燃焼ガスの目標空燃比は要求トルクＴＱが低くなる
ほど小さくなり、従ってスロットル弁２０の開度ＳＴは
要求トルクＴＱが低くなるほど小さくなる。
【０１５９】また、ＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出
すべきときにはＮＯx 吸収剤２５への流入排気ガスの空
燃比が理論空燃比又はリッチになるように膨張行程中又
は排気行程中に補助燃料Ｑp が噴射される。この実施例
ではＮＯx 吸収剤２５への流入排気ガスがわずかばかり
リッチとなるように排気弁９が開弁する直前の膨張行程
中に補助燃料Ｑp が噴射される。即ち、ＮＯx 吸収剤２
５からＳＯx を放出すべきときには図２２の（ III−
１）又は（ III−２）又は（ III−３）に示される第４
の噴射パターンＱR ＋Ｑp でもって噴射が行われる。図
３９に示されるようにＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放
出すべきときの補助燃料Ｑp の量は要求トルクＴＱが高
くなるほど増大する。
【０１６０】ＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放出すべき
ときのスロットル弁２０の開度ＳＴおよび主燃料の噴射
開始時期θＳは実際には要求トルクＴＱのみの関数では
なく、要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数であ
る。この実施例では、ＮＯx 吸収剤２５からＳＯx を放
出すべきときのスロットル弁２０の開度ＳＴおよび主燃
料の噴射開始時期θＳは夫々図４０（Ａ）および（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。
【０１６１】一方、第２の燃焼が行われているときにＮ
Ｏx 吸収剤２５からＮＯx を放出させるときにはＮＯx
吸収剤２５の温度を特に上昇させる必要がなく、このと
きにはＮＯx 吸収剤２５への流入排気ガスの空燃比を一
時的にリッチにすればよい。図４１は第２の燃焼が行わ
れているときにＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出させ
るときのスロットル弁２０の開度ＳＴと、ＥＧＲ制御弁
３１の開度ＳＥと、燃焼室５内での主燃料の燃焼ガスの
空燃比と、ＥＧＲ率と、主燃料の噴射開始時期θＳとを
示している。なお、図４１のスロットル弁２０の開度Ｓ
ＴおよびＥＧＲ制御弁３１の開度ＳＥにおいて鎖線は図
１０に示される通常運転時における開度を示しており、
実線はＮＯx 放出時における開度を示している。また、
燃焼ガスの空燃比において破線はスモークの発生限界を
示しており、ハッチングで示す量ではスモークが発生す
る。また、主燃料の噴射開始時期θＳにおいて破線は通
常運転時における時期を示しており、実線はＮＯx 放出
時の時期を示している。
【０１６２】図４１に示されるようにＮＯx 吸収剤２５
からＮＯx を放出すべきときにはＥＧＲ制御弁３１が全
閉せしめられ、斯くしてＥＧＲ率は零となる。また、主
燃料の噴射開始時期θＳが圧縮上死点後まで遅角され、
このとき主燃料の燃焼ガスの空燃比がスモーク限界より
もやや大きい実線で示す目標空燃比となるようにスロッ
トル弁２０の開度ＳＴが減少せしめられる。図４１に示
されるスロットル弁２０の開度ＳＴおよび主燃料の噴射
開始時期θＳは図３８に示されるＳＯx 放出時のスロッ
トル弁２０の開度ＳＴおよび主燃料の噴射開始時期θＳ
と同じであり、従ってＮＯx 放出時におけるスロットル
弁２０の開度ＳＴおよび主燃料の噴射開始時期θＳは夫
々図４０（Ａ）および（Ｂ）に示すマップから算出され
る。
【０１６３】また、ＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出
すべきときにはＮＯx 吸収剤２５への流入排気ガスの空
燃比がリッチになるように膨張行程中又は排気行程中に
補助燃料Ｑp が噴射される。本発明による実施例ではＮ
Ｏx 吸収剤２５への流入排気ガスがリッチとなるように
排気弁９が開弁する直前の膨張行程中に補助燃料Ｑpが
噴射される。即ち、ＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出
すべきときにも図２２の（ III−１）又は（ III−２）
又は（ III−３）に示される第４の噴射パターンＱR ＋
Ｑp でもって噴射が行われる。図４２に示されるように
ＮＯx 吸収剤２５からＮＯx を放出すべきときの補助燃
料Ｑp の量は要求トルクＴＱが高くなるほど増大する。
【０１６４】次に図４３および図４４を参照しつつこの
実施例における運転制御について説明する。図４３およ
び図４４を参照すると、まず初めにステップ５００にお
いてＳＯx放出フラグがセットされているか否かが判別
される。ＳＯx 放出フラグがセットされていないときに
はステップ５０１に進んで機関の運転状態が図９に示す
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図９に示す第１の運転
領域Ｉであるときにはステップ５０２に進んで要求トル
クＴＱが図９に示す第１の境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくな
ったか否かが判別される。ＴＱ≦Ｘ（Ｎ）のときにはス
テップ５０４に進んで低温燃焼が行われる。
【０１６５】即ち、ステップ５０４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、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５０５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、
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５０６ではＮＯx 放出フラグ１がセット
されているか否かが判別される。ＮＯx 放出フラグ１が
セットされていないときにはステップ５０７に進んで図
１２（Ａ）に示すマップから噴射量Ｑが算出され、図１
２（Ｂ）に示すマップから噴射開始時期θＳが算出さ
れ、これらの算出値に基づいて燃料噴射が行われる。
【０１６６】一方、ステップ５０６においてＮＯx 放出
フラグ１がセットされていると判別されたときにはステ
ップ５０８に進んで噴射制御Ｉが行われる。この噴射制
御Ｉが図４５に示されている。図４５を参照するとステ
ップ６００において空燃比がリッチとされ、次いでステ
ップ６０１では空燃比をリッチにしてから一定時間が経
過したか否かが判別される。一定時間経過したときには
ステップ６０２に進んでＮＯx 放出フラグ１がリセット
され、その後ΣＮＯＸが零とされる。この間にＮＯx 吸
収剤２５からＮＯx が放出される。
【０１６７】一方、ステップ５０２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５０３に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ５１１
に進んでＮＯx 放出フラグ２がセットされているか否か
が判別される。ＮＯx 放出フラグがセットされていない
ときにはステップ５１２に進んで第２の燃焼が行われ
る。
【０１６８】即ち、ステップ５１２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、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５１３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、
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５１４では図１５（Ａ）に示すマップか
ら噴射量Ｑが算出され、図１５（Ｂ）に示すマップから
噴射開始時期θＳが算出され、これらの算出値に基づい
て燃料噴射が行われる。
【０１６９】一方、ステップ５１１においてＮＯx 放出
フラグ２がセットされていると判別されたときにはステ
ップ５１５に進んで噴射制御IIが行われる。この噴射制
御IIが図４６に示されている。図４６を参照するとステ
ップ６１０では図４０（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。このときＥＧＲ制
御弁３１は全閉せしめられる。次いでステップ６１１で
は図４０（Ｂ）に示すマップから主燃料の噴射開始時期
θＳが算出される。次いでステップ６１２ではステップ
６１１において算出された噴射開始時期θＳにおいて主
燃料が噴射され、次いで膨張行程中に補助燃料Ｑp が噴
射される。
【０１７０】即ち、このときにはスロットル弁２０の開
度が減少せしめられ、図２２に示される第４の噴射パタ
ーンでもって噴射が行われ、それによってＮＯx 吸収剤
２５に流入する排気ガスの空燃比がリッチとされる。次
いでステップ６１３では排気ガスの空燃比がリッチとさ
れてから一定時間が経過したか否かが判別され、一定時
間経過したときにはステップ６１４に進んでＮＯx 放出
フラグ１および２がリセットされる。このとき同時にΣ
ＮＯＸが零にされる。
【０１７１】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５０１からステップ５０９に進んで要
求トルクＴＱが図９に示す第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５１１に進む。一方、ステップ５０９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５１０に進んでフラグＩがセットされ、次いでステッ
プ５０４に進んで低温燃焼が行われる。
【０１７２】一方、ステップ５００においてＳＯx 放出
フラグがセットされていると判断されたときにはステッ
プ５１６に進んで機関の運転状態が図２９に示す第１の
運転領域Ｉであることを示すフラグＳがセットされてい
るか否かが判別される。フラグＳがセットされていると
き、即ち機関の運転状態が図２９に示す第１の運転領域
Ｉであるときにはステップ５１７に進んで要求トルクＴ
Ｑが図２９に示す第１の境界ＸＳ（Ｎ）よりも大きくな
ったか否かが判別される。ＴＱ≦ＸＳ（Ｎ）のときには
ステップ５１９に進み、リッチ空燃比のもとで低温燃焼
が行われる。
【０１７３】即ち、ステップ５１９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、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５２０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、
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５２１では図３０（Ａ）に示すマップか
ら噴射量Ｑが算出され、図３０（Ｂ）に示すマップから
噴射開始時期θＳが算出され、これらの算出値に基づい
て燃料噴射が行われる。このときにはＮＯx 吸収剤２５
の温度が６００℃以上に維持され、空燃比がリッチとさ
れるのでＮＯx 吸収剤２５からＳＯx が放出される。こ
のときＮＯx 吸収剤２５からＮＯx も放出される。
【０１７４】次いでステップ５２２では、ＮＯx 吸収剤
２５の温度がＳＯx を放出しうる温度まで昇温している
ことを示す昇温完了フラグがセットされる。次いでステ
ップ５２３ではＳＯx 量ΣＳＯＸからＳＯx 放出量ΔＳ
Ｏx が減算される。このＳＯ x 放出量ΔＳＯx は一定値
とすることもできるし、機関運転状態に応じて変化させ
ることもできる。次いでステップ５２４ではＳＯx 量Σ
ＳＯx が負になったか否かが判別される。ΣＳＯＸ＜０
になったときにはステップ５２５に進んでＳＯ x 放出フ
ラグ、ＮＯx 放出フラグ１，ＮＯx 放出フラグ２および
昇温完了フラグがリセットされる。
【０１７５】一方、ステップ５１７においてＴＱ＞ＸＳ
（Ｎ）になったと判別されたときにはステップ５１８に
進んでフラグＳがリセットされる。次いでステップ５２
８に進んで昇温完了フラグがセットされているか否かが
判別される。昇温完了フラグがセットされていないとき
にはステップＡに進み、第２の燃焼のもとで図３６に示
されるＮＯx 吸収剤２５の昇温制御が行われる。
【０１７６】一方、ステップ５２８において昇温完了フ
ラグがセットされていると判断されたときにはステップ
Ｃに進んでＮＯx 吸収剤２５からのＳＯx 放出制御が行
われる。このＳＯx 放出制御が図４７に示されている。
即ち、ステップ６２０では図３２（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。このと
きＥＧＲ制御弁３１は全閉せしめられる。次いでステッ
プ６２では図３２（Ｂ）に示すマップから主燃料の噴射
開始時期θＳが算出される。次いでステップ６２３では
ステップ６２２において算出された噴射開始時期θＳに
おいて主燃料が噴射され、次いで膨張行程中に補助燃料
Ｑp が噴射される。
【０１７７】即ち、このときにはスロットル弁２０の開
度が減少せしめられ、図２２に示される第４の噴射パタ
ーンでもって噴射が行われ、それによってＮＯx 吸収剤
２５に流入する排気ガスの空燃比がわずかばかりリッチ
とされる。次いで図４４のステップ５２３に進む。図４
８に別の実施例を示す。この実施例では排気ガス中のパ
ティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィ
ルタ３８がケーシング２６内に配置されており、パティ
キュレートフィルタ３８の前後差圧を検出するための差
圧センサ３９が設けられている。
【０１７８】パティキュレートフィルタ３８上に堆積し
たパティキュレートはパティキュレートフィルタ３８の
温度が一定温度を越えると自然着火し、その後パティキ
ュレートフィルタ３８の温度を一定温度以上に維持して
おくことができればパティキュレートフィルタ３８上に
堆積した全パティキュレートを燃焼させることができ
る。即ち、この実施例ではパティキュレートフィルタ３
８上に堆積した全パティキュレートを燃焼させるために
は、即ちパティキュレートフィルタ３８を再生すべきと
きにはパティキュレートフィルタ３８の温度を一定温度
以上に維持する必要がある。
【０１７９】そこでこの実施例ではパティキュレートフ
ィルタ３８を再生すべきときにはパティキュレートフィ
ルタ３８の温度を一定温度以上に保持するために第２の
燃焼が行われたときに第１実施例と同様に必要に応じて
補助燃料Ｑv ，Ｑp を噴射し、主燃料の噴射時期を大巾
に遅らせるようにしている。なお、この実施例では第１
実施例とは異なってパティキュレートフィルタ３８を再
生すべきときでもリーン空燃比のもとで燃焼が行われ
る。
【０１８０】また、この実施例ではパティキュレートフ
ィルタ３８上に白金等の貴金属が担持されており、低温
燃焼が行われているときに燃焼室５から排出される多量
の未燃炭化水素はパティキュレートフィルタ３８により
酸化せしめられる。次に図４９および図５０を参照しつ
つ運転制御について説明する。図４９および図５０を参
照すると、まず初めにステップ７００においてパティキ
ュレートフィルタ３８を再生すべきであることを示す再
生フラグがセットされているか否かが判別される。再生
フラグがセットされていないときにはステップ７０１に
進んで機関の運転状態が図９に示す第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
７０２に進んで要求トルクＴＱが図９に示す第１の境界
Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別される。ＴＱ
≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ７０４に進んで低温燃焼
が行われる。
【０１８１】即ち、ステップ７０４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、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７０５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、
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７０６では図１２（Ａ）に示すマップか
ら噴射量Ｑが算出され、図１２（Ｂ）に示すマップから
噴射開始時期θＳが算出され、これらの算出値に基づい
て燃料噴射が行われる。次いでステップ７１２に進む。
【０１８２】一方、ステップ７０２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７０３に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ７０９
に進んで第２の燃焼が行われる。即ち、ステップ７０９
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、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７１０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、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７１１では図１５
（Ａ）に示すマップから噴射量Ｑが算出され、図１５
（Ｂ）に示すマップから噴射開始時期θＳが算出され、
これらの算出値に基づいて燃料噴射が行われる。次いで
ステップ７１２に進む。
【０１８３】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７０１からステップ７０７に進んで要
求トルクＴＱが図９に示す第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７０９に進み、第２の燃焼が行われる。一
方、ステップ７０７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７０８に進んでフラグＩが
セットされ、次いでステップ７０４に進んで低温燃焼が
行われる。
【０１８４】ステップ７１２では差圧センサ３９の出力
信号に基づいてパティキュレートフィルタ３８の前後差
圧ΔＰが許容最大値Ｐmax 以上であるか否か、即ちパテ
ィキュレートフィルタ３８上に堆積したパティキュレー
ト量が許容最大値を越えたか否かが判別される。ΔＰ＞
Ｐmax になると、即ちパティキュレートフィルタ３８上
に堆積したパティキュレート量が許容最大値を越えたと
きにはステップ７１３に進んで再生フラグがセットされ
る。
【０１８５】再生フラグがセットされると次の処理サイ
クルではステップ７００からステップ７１４に進んで機
関の運転状態が図９に示す第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
状態が図９に示す第１の運転領域Ｉであるときにはステ
ップ７１５に進んで要求トルクＴＱが図９に示す第１の
境界Ｘ（Ｎ）よりも大きくなったか否かが判別される。
ＴＱ≦Ｘ（Ｎ）のときにはステップ７１７に進んで低温
燃焼が行われる。
【０１８６】即ち、ステップ７１７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、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７１８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、
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７１９では図１２（Ａ）に示すマップか
ら噴射量Ｑが算出され、図１２（Ｂ）に示すマップから
噴射開始時期θＳが算出され、これらの算出値に基づい
て燃料噴射が行われる。次いでステップ７２０に進む。
このときリーン空燃比のもとで低温燃焼が行われ、パテ
ィキュレートフィルタ３８の温度は堆積した全パティキ
ュレートを燃焼しうる温度に維持される。
【０１８７】ステップ７２０では、ＮＯx 吸収剤２５の
温度がパティキュレートを燃焼しうる温度まで昇温して
いることを示す昇温完了フラグがセットされる。次いで
ステップ７２１では差圧センサ３９の出力信号に基づい
てパティキュレートフィルタ３８の前後差圧ΔＰが最小
値Ｐmin よりも低くなったか否か、即ちパティキュレー
トフィルタ３８上に堆積した全パティキュレートが燃焼
せしめられたか否かが判別される。ΔＰ＜Ｐmin になる
とステップ７２２に進んで再生フラグがリセットされ
る。
【０１８８】一方、ステップ７１５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７１６に
進んでフラグＩがリセットされ、次いでステップ７２５
に進んで昇温完了フラグがセットされているか否かが判
別される。昇温完了フラグがセットされていないときに
はステップＡに進み、第２の燃焼のもとで図３６に示さ
れるＮＯx 吸収剤２５の昇温制御が行われる。
【０１８９】一方、ステップ７２５において昇温完了フ
ラグがセットされていると判断されたときにはステップ
Ｂに進んでＮＯx 吸収剤２５の温度をパティキュレート
の燃焼可能な温度に維持するための図３７に示される温
度維持制御が行われる。次いでステップ７２１に進む。
なお、第１実施例においてはＮＯx 吸収剤２５の上流又
は下流の排気通路内に、第２実施例においてはパティキ
ュレートフィルタ３８の上流又は下流の排気通路内に酸
化触媒或いは三元触媒のような酸化機能を有する触媒を
配置することもできる。
【０１９０】
【発明の効果】排気ガス後処理装置の温度を排気ガスの
後処理に必要な温度まで上昇させかつ排気ガスの後処理
に必要な温度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】要求トルクを示す図である。
【図３】スモークおよびＮＯx の発生量等を示す図であ
る。
【図４】燃焼圧を示す図である。
【図５】燃料分子を示す図である。
【図６】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す図
である。
【図７】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図であ
る。
【図８】燃焼室内における平均ガス温Ｔｇと、燃料およ
びその周囲のガス温Ｔｆの変化を示す図である。
【図９】第１の運転領域Ｉおよび第２の運転領域IIを示
す図である。
【図１０】スロットル弁の開度等を示す図である。
【図１１】第１の運転領域Ｉにおける空燃比を示す図で
ある。
【図１２】噴射量等のマップを示す図である。
【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。
【図１４】第２の燃焼における空燃比を示す図である。
【図１５】噴射量等のマップを示す図である。
【図１６】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
【図１７】ＮＯx の吸放出作用を説明するための図であ
る。
【図１８】単位時間当りのＮＯx 吸収量のマップを示す
図である。
【図１９】ＮＯx 放出制御を説明するための図である。
【図２０】噴射時期を示す図である。
【図２１】噴射時期を示す図である。
【図２２】噴射時期を示す図である。
【図２３】噴射開始時期を示す図である。
【図２４】スロットル弁の開度等を示す図である。
【図２５】噴射パターンを示す図である。
【図２６】ＳＯx の放出作用を説明するためのタイムチ
ャートである。
【図２７】噴射パターンを示す図である。
【図２８】ＮＯx 吸収剤の温度変化を示すタイムチャー
トである。
【図２９】第１の運転領域Ｉおよび第２の運転領域IIを
示す図である。
【図３０】噴射量等のマップを示す図である。
【図３１】噴射量等のマップを示す図である。
【図３２】スロットル弁等の目標開度のマップを示す図
である。
【図３３】ＮＯx 放出フラグおよびＳＯx 放出フラグを
処理するためのフローチャートである。
【図３４】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図３５】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図３６】昇温制御のためのフローチャートである。
【図３７】温度維持制御のためのフローチャートであ
る。
【図３８】ＳＯx 放出制御時のスロットル弁開度等の変
化を示す図である。
【図３９】主燃料と補助燃料の量を示す図である。
【図４０】スロットル弁の目標開度等のマップを示す図
である。
【図４１】ＮＯx 放出制御時のスロットル弁開度等の変
化を示す図である。
【図４２】主燃料と補助燃料の量を示す図である。
【図４３】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図４４】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図４５】噴射制御Ｉを実行するためのフローチャート
である。
【図４６】噴射制御IIを実行するためのフローチャート
である。
【図４７】ＳＯx 放出制御を実行するためのフローチャ
ートである。
【図４８】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体
図である。
【図４９】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図５０】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁 ２０…スロットル弁 ３１…ＥＧＲ制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｂ 3/24 3/24 Ｓ Ｒ 3/28 ３０１ 3/28 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｄ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ａ ３８５ ３８５Ｃ ３８５Ｍ 41/38 41/38 Ｂ 41/40 41/40 Ｄ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ｄ ５７０Ｊ ５８０ ５８０Ｄ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室内の不活性ガス量を増大していく
    と煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内
    の不活性ガス量を更に増大していくと燃焼室内における
    燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よ
    りも低くなって煤がほとんど発生しなくなる内燃機関に
    おいて、機関排気通路内に排気ガス中の有害成分を浄化
    するための後処理装置を配置し、煤の発生量がピークと
    なる不活性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が多い
    第１の燃焼と、煤の発生量がピークとなる不活性ガス量
    よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない第２の燃焼とを
    選択的に切換える切換手段と、後処理装置の温度を上昇
    すべきか否かを判断する判断手段と、後処理装置の温度
    を上昇すべきであると判断されたときには第２の燃焼が
    行われているときに後処理装置が予め定められた温度以
    上となるように後処理装置の温度を制御する温度制御手
    段とを具備した内燃機関。
  2. 【請求項２】 後処理装置の温度を上昇すべきであると
    判断されたときに上記温度制御手段は、第２の燃焼が行
    われているときに主燃料の噴射時期を遅角させるか又は
    主燃料に加え補助燃料を噴射させる請求項１に記載の内
    燃機関。
  3. 【請求項３】 後処理装置の温度を上昇すべきであると
    判断されたときに上記温度制御手段は、第２の燃焼が行
    われているときに主燃料の噴射時期の遅角量又は補助燃
    料の噴射時期の少くとも一方を制御する請求項２に記載
    の内燃機関。
  4. 【請求項４】 上記温度制御手段は、後処理装置の温度
    を上昇すべきときには第２の燃焼が行われているとき
    に、補助燃料を噴射することなく主燃料の噴射時期を遅
    らせる第１の噴射パターンと、主燃料の噴射前に補助燃
    料を噴射しかつ主燃料の噴射時期を遅らせる第２の噴射
    パターンと、主燃料の噴射前および主燃料の噴射後に夫
    々補助燃料を噴射しかつ主燃料の噴射時期を遅らせる第
    ３の噴射パターンと、主燃料の噴射後に補助燃料を噴射
    しかつ主燃料の噴射時期を遅らせる第４の噴射パターン
    のうちから選ばれた噴射パターンでもって燃料を噴射さ
    せる請求項３に記載の内燃機関。
  5. 【請求項５】 第１の噴射パターンでは主燃料の噴射時
    期が圧縮上死点後まで遅角される請求項４に記載の内燃
    機関。
  6. 【請求項６】 第２の噴射パターンでは吸気上死点付近
    において補助燃料が噴射され、主燃料の噴射時期の遅角
    量が第１の噴射パターンにおける主燃料の噴射時期の遅
    角量よりも大きくされる請求項４に記載の内燃機関。
  7. 【請求項７】 第２の噴射パターンでは圧縮行程中に補
    助燃料が噴射され、主燃料の噴射時期の遅角量が第１の
    噴射パターンにおける主燃料の噴射時期の遅角量よりも
    大きくされる請求項４に記載の内燃機関。
  8. 【請求項８】 第３の噴射パターンでは吸気上死点付近
    において第１の補助燃料が噴射され、膨張行程中又は排
    気行程中に第２の補助燃料が噴射され、主燃料の噴射時
    期の遅角量が第１の噴射パターンにおける主燃料の噴射
    時期の遅角量よりも大きくされる請求項４に記載の内燃
    機関。
  9. 【請求項９】 第４の噴射パターンでは主燃料の噴射時
    期が圧縮上死点後まで遅角され、膨張行程中又は排気行
    程中に補助燃料が噴射される請求項４に記載の内燃機
    関。
  10. 【請求項１０】 上記温度制御手段は、後処理装置の温
    度を予め定められた温度以上に維持すべきときには第２
    の燃焼が行われているときに少くとも二つの上記噴射パ
    ターンを選択的に用いる請求項４に記載の内燃機関。
  11. 【請求項１１】 上記温度制御手段は、第２の燃焼が行
    われているときに後処理装置の温度を上昇すべきときに
    は後処理装置の温度に応じて上記噴射パターンを選択的
    に用いる請求項４に記載の内燃機関。
  12. 【請求項１２】 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、上記不活性ガスが再循環排気ガスからなる請求項１
    に記載の内燃機関。
  13. 【請求項１３】 第１の燃焼が行われているときの排気
    ガス再循環率がほぼ５５パーセント以上であり、第２の
    燃焼が行われているときの排気ガス再循環率がほぼ５０
    パーセント以下である請求項１２に記載の内燃機関。
  14. 【請求項１４】 機関の運転領域を低負荷側の第１の運
    転領域と高負荷側の第２の運転領域に分割し、第１の運
    転領域では第１の燃焼を行い、第２の運転領域では第２
    の燃焼を行うようにした請求項１に記載の内燃機関。
  15. 【請求項１５】 上記後処理装置は、流入する排気ガス
    の空燃比がリーンのときに排気ガス中のＮＯx を吸収し
    かつ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチ
    になると吸収したＮＯx を放出するＮＯx 吸収剤からな
    り、該ＮＯx吸収剤はＮＯx 吸収剤により定まるＳＯx
    放出温度になるとＮＯx 吸収剤に流入する排気ガスの空
    燃比が理論空燃比又はリッチになったときに、吸収した
    ＳＯxを放出する請求項１に記載の内燃機関。
  16. 【請求項１６】 上記判断手段はＮＯx 吸収剤からＳＯ
    x を放出すべきときにＮＯx 吸収剤の温度を上昇すべき
    であると判断し、該判断手段がＮＯx 吸収剤の温度を上
    昇すべきであると判断したときに上記温度制御手段は、
    第２の燃焼が行われているときにＮＯx 吸収剤が予め定
    められた温度以上となるようにＮＯx吸収剤の温度を制
    御する請求項１５に記載の内燃機関。
  17. 【請求項１７】 該判断手段がＮＯx 吸収剤の温度を上
    昇すべきであると判断したときに第１の燃焼が行われて
    いるときには空燃比が理論空燃比又はリッチとされる請
    求項１６に記載の内燃機関。
  18. 【請求項１８】 該判断手段がＮＯx 吸収剤の温度を上
    昇すべきであると判断したときに第２の燃焼が行われて
    いるときにはＮＯx 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比
    が理論空燃比又はリッチとされる請求項１６に記載の内
    燃機関。
  19. 【請求項１９】 ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出すべき
    ときにはＮＯx 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
    論空燃比又はリッチとされる請求項１５に記載の内燃機
    関。
  20. 【請求項２０】 上記後処理装置は、排気ガス中に含ま
    れるパティキュレートを捕集するためのパティキュレー
    トフィルタからなり、パティキュレートフィルタにより
    捕集されたパティキュレートはパティキュレートフィル
    タの温度が予め定められた温度以上になると継続して燃
    焼せしめられる請求項１に記載の内燃機関。
  21. 【請求項２１】 上記判断手段はパティキュレートフィ
    ルタにより捕集されたパティキュレートを継続して燃焼
    すべきときにパティキュレートフィルタの温度を上昇す
    べきであると判断し、該判断手段がパティキュレートフ
    ィルタの温度を上昇すべきであると判断したときに上記
    温度制御手段は、第２の燃焼が行われているときにパテ
    ィキュレートフィルタが予め定められた温度以上となる
    ようにパティキュレートフィルタの温度を制御する請求
    項２０に記載の内燃機関。
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