JPH0914026A - 筒内噴射式圧縮着火内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式圧縮着火内燃機関Info
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- JPH0914026A JPH0914026A JP8039944A JP3994496A JPH0914026A JP H0914026 A JPH0914026 A JP H0914026A JP 8039944 A JP8039944 A JP 8039944A JP 3994496 A JP3994496 A JP 3994496A JP H0914026 A JPH0914026 A JP H0914026A
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮着火内燃機関の出力を向上させると共に
排気ガスを浄化する。 【解決手段】 燃料噴射弁４から燃焼室３内に噴射され
る燃料として酸素を含有した燃料を用いる。Ｏ2 センサ
２２の出力信号に基づいて燃焼室３内における平均空燃
比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する。
このとき発生するＮＯX ，ＨＣ，ＣＯを三元触媒１７に
より浄化する。
排気ガスを浄化する。 【解決手段】 燃料噴射弁４から燃焼室３内に噴射され
る燃料として酸素を含有した燃料を用いる。Ｏ2 センサ
２２の出力信号に基づいて燃焼室３内における平均空燃
比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する。
このとき発生するＮＯX ，ＨＣ，ＣＯを三元触媒１７に
より浄化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮着火内燃機関に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関において高出力を得るためには
燃焼室内における平均空燃比を理論空燃比にすることが
好ましく、このことはディーゼル機関についても同じで
ある。しかしながら燃焼室内に直接燃料を噴射するよう
にしたディーゼル機関において燃焼室内における平均空
燃比を理論空燃比にすると燃料噴霧が極度に過濃とな
り、多量のすすが発生することになる。従って従来より
ディーゼル機関においては燃焼室内における空燃比は理
論空燃比にすることができず、燃焼室内は空気が過剰の
状態とされる（例えば実開昭６２−５６７４３号公報参
照）。
燃焼室内における平均空燃比を理論空燃比にすることが
好ましく、このことはディーゼル機関についても同じで
ある。しかしながら燃焼室内に直接燃料を噴射するよう
にしたディーゼル機関において燃焼室内における平均空
燃比を理論空燃比にすると燃料噴霧が極度に過濃とな
り、多量のすすが発生することになる。従って従来より
ディーゼル機関においては燃焼室内における空燃比は理
論空燃比にすることができず、燃焼室内は空気が過剰の
状態とされる（例えば実開昭６２−５６７４３号公報参
照）。
【０００３】なお、吸気通路内に燃料を噴射した場合に
は噴射燃料が燃焼室内に均一に分散するので燃焼室内に
おける平均空燃比を理論空燃比にしてもすすを発生する
ことはないがこの場合には爆発的な燃焼を生ずることに
なるのでこのような方法は採用することができない。
は噴射燃料が燃焼室内に均一に分散するので燃焼室内に
おける平均空燃比を理論空燃比にしてもすすを発生する
ことはないがこの場合には爆発的な燃焼を生ずることに
なるのでこのような方法は採用することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って従来よりディー
ゼル機関においては空気が過剰の状態で燃焼させざるを
得ず、斯くして機関出力を向上しえないという問題があ
る。
ゼル機関においては空気が過剰の状態で燃焼させざるを
得ず、斯くして機関出力を向上しえないという問題があ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】１番目の発明では上記問
題点を解決するために、燃料を燃焼室内に噴射してこの
噴射燃料を圧縮着火せしめるようにした内燃機関におい
て、燃焼室内に噴射される燃料として酸素を含有した燃
料を用い、燃料噴射量を燃焼室内における平均空燃比が
ほぼ理論空燃比となるように定めている。即ち、燃焼室
内における平均空燃比がほぼ理論空燃比にされても燃料
内に酸素が含まれているのでこの酸素が燃料噴霧内に分
散され、斯くして燃料はすすを発生することなく燃焼せ
しめられる。
題点を解決するために、燃料を燃焼室内に噴射してこの
噴射燃料を圧縮着火せしめるようにした内燃機関におい
て、燃焼室内に噴射される燃料として酸素を含有した燃
料を用い、燃料噴射量を燃焼室内における平均空燃比が
ほぼ理論空燃比となるように定めている。即ち、燃焼室
内における平均空燃比がほぼ理論空燃比にされても燃料
内に酸素が含まれているのでこの酸素が燃料噴霧内に分
散され、斯くして燃料はすすを発生することなく燃焼せ
しめられる。
【０００６】２番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再循環
排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を具備
し、機関負荷が低くなるほど再循環排気ガス量を増大さ
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、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、機関
負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さくするよう
にしている。
機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再循環
排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を具備
し、機関負荷が低くなるほど再循環排気ガス量を増大さ
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、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、機関
負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さくするよう
にしている。
【０００７】４番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路内に三元触媒と空燃比センサとを配置し、
空燃比センサの出力信号に基づいて燃焼室内における空
燃比を理論空燃比にフィードバック制御する空燃比フィ
ードバック制御手段を具備している。即ち、空燃比セン
サの出力信号に基づいて燃焼室内における空燃比が理論
空燃比にフィードバック制御され、排気ガス中のＮ
ＯX ，ＨＣ，ＣＯが三元触媒によって浄化される。
機関排気通路内に三元触媒と空燃比センサとを配置し、
空燃比センサの出力信号に基づいて燃焼室内における空
燃比を理論空燃比にフィードバック制御する空燃比フィ
ードバック制御手段を具備している。即ち、空燃比セン
サの出力信号に基づいて燃焼室内における空燃比が理論
空燃比にフィードバック制御され、排気ガス中のＮ
ＯX ，ＨＣ，ＣＯが三元触媒によって浄化される。
【０００８】５番目の発明では４番目の発明において、
空燃比フィードバック制御手段は燃料噴射量を制御する
ことによって燃焼室内における空燃比を理論空燃比にフ
ィードバック制御するようにしている。６番目の発明で
は４番目の発明において、機関排気通路から機関吸気通
路内へ再循環される再循環排気ガス量を制御する再循環
排気ガス量制御手段を具備し、空燃比フィードバック制
御手段は再循環排気ガス量を制御することによって燃焼
室内における空燃比を理論空燃比にフィードバック制御
するようにしている。
空燃比フィードバック制御手段は燃料噴射量を制御する
ことによって燃焼室内における空燃比を理論空燃比にフ
ィードバック制御するようにしている。６番目の発明で
は４番目の発明において、機関排気通路から機関吸気通
路内へ再循環される再循環排気ガス量を制御する再循環
排気ガス量制御手段を具備し、空燃比フィードバック制
御手段は再循環排気ガス量を制御することによって燃焼
室内における空燃比を理論空燃比にフィードバック制御
するようにしている。
【０００９】７番目の発明では、燃料を燃焼室内に噴射
してこの噴射燃料を圧縮着火せしめるようにした内燃機
関において、燃焼室内に噴射される燃料として酸素を含
有した燃料を用い、燃焼室内における平均空燃比がほぼ
理論空燃比であるか又はリーン空燃比である目標空燃比
となるように燃料噴射量を定めている。即ち、燃焼室内
における平均空燃比がほぼ理論空燃比にされても燃料内
に酸素が含まれているのでこの酸素が燃料噴霧内に分散
され、斯くして燃料はすすを発生することなく燃焼せし
められる。
してこの噴射燃料を圧縮着火せしめるようにした内燃機
関において、燃焼室内に噴射される燃料として酸素を含
有した燃料を用い、燃焼室内における平均空燃比がほぼ
理論空燃比であるか又はリーン空燃比である目標空燃比
となるように燃料噴射量を定めている。即ち、燃焼室内
における平均空燃比がほぼ理論空燃比にされても燃料内
に酸素が含まれているのでこの酸素が燃料噴霧内に分散
され、斯くして燃料はすすを発生することなく燃焼せし
められる。
【００１０】８番目の発明では７番目の発明において、
機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再循環
排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を具備
し、機関負荷が低くなるほど再循環排気ガス量を増大さ
せるようにしている。９番目の発明では７番目の発明に
おいて、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、機関
負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さくするよう
にしている。
機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再循環
排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を具備
し、機関負荷が低くなるほど再循環排気ガス量を増大さ
せるようにしている。９番目の発明では７番目の発明に
おいて、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、機関
負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さくするよう
にしている。
【００１１】１０番目の発明では７番目の発明におい
て、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチのときには吸収したＮＯX を放出するＮＯX 吸
収剤と空燃比センサとを機関排気通路内に配置し、空燃
比センサの出力信号に基づいて燃焼室内における平均空
燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィ
ードバック制御手段を具備している。即ち、空燃比がフ
ィードバック制御によってほぼ理論空燃比又はリーン空
燃比に維持される。
て、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチのときには吸収したＮＯX を放出するＮＯX 吸
収剤と空燃比センサとを機関排気通路内に配置し、空燃
比センサの出力信号に基づいて燃焼室内における平均空
燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィ
ードバック制御手段を具備している。即ち、空燃比がフ
ィードバック制御によってほぼ理論空燃比又はリーン空
燃比に維持される。
【００１２】１１番目の発明では１０番目の発明におい
て、空燃比フィードバック制御手段は燃料噴射量を制御
することによって燃焼室内における空燃比を理論空燃比
にフィードバック制御している。１２番目の発明では１
０番目の発明において、機関排気通路内にＮＯX 吸収剤
に加え三元触媒を配置している。空燃比がほぼ理論空燃
比に維持されているときには排気ガス中のＮＯX ，Ｈ
Ｃ，ＣＯが三元触媒によって浄化され、空燃比がリーン
空燃比に維持されているときには排気ガス中のＮＯX が
ＮＯX 吸収剤に吸収される。
て、空燃比フィードバック制御手段は燃料噴射量を制御
することによって燃焼室内における空燃比を理論空燃比
にフィードバック制御している。１２番目の発明では１
０番目の発明において、機関排気通路内にＮＯX 吸収剤
に加え三元触媒を配置している。空燃比がほぼ理論空燃
比に維持されているときには排気ガス中のＮＯX ，Ｈ
Ｃ，ＣＯが三元触媒によって浄化され、空燃比がリーン
空燃比に維持されているときには排気ガス中のＮＯX が
ＮＯX 吸収剤に吸収される。
【００１３】１３番目の発明では１２番目の発明におい
て、三元触媒をＮＯX 吸収剤の下流に配置している。即
ち、ＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出時にＮＯX 吸収剤内
において還元しえなかったＮＯX が三元触媒において還
元される。１４番目の発明では１０番目の発明におい
て、機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再
循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を
具備し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内
における平均空燃比をリーンからリッチに切換えるとき
に再循環排気ガス量を増大させるようにしている。即
ち、再循環排気ガス量を増大させることによって燃焼室
内における平均空燃比が小さくされる。
て、三元触媒をＮＯX 吸収剤の下流に配置している。即
ち、ＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出時にＮＯX 吸収剤内
において還元しえなかったＮＯX が三元触媒において還
元される。１４番目の発明では１０番目の発明におい
て、機関排気通路から機関吸気通路内へ再循環される再
循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス量制御手段を
具備し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内
における平均空燃比をリーンからリッチに切換えるとき
に再循環排気ガス量を増大させるようにしている。即
ち、再循環排気ガス量を増大させることによって燃焼室
内における平均空燃比が小さくされる。
【００１４】１５番目の発明では１０番目の発明におい
て、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、ＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内における平均空燃
比をリーンからリッチに切換えるときにスロットル弁の
開度を小さくするようにしている。即ち、スロットル弁
開度を小さくして燃焼室内に供給される吸入空気量を減
少させることにより燃焼室内における平均空燃比が小さ
くされる。
て、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、ＮＯX 吸
収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内における平均空燃
比をリーンからリッチに切換えるときにスロットル弁の
開度を小さくするようにしている。即ち、スロットル弁
開度を小さくして燃焼室内に供給される吸入空気量を減
少させることにより燃焼室内における平均空燃比が小さ
くされる。
【００１５】１６番目の発明では１０番目の発明におい
て、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内にお
ける平均空燃比をリーンからリッチに切換えるときに燃
料噴射量を増量するようにしている。
て、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内にお
ける平均空燃比をリーンからリッチに切換えるときに燃
料噴射量を増量するようにしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、１は筒内噴射
式圧縮着火機関本体、２はピストン、３は燃焼室、４は
燃焼室３内に向けて燃料を直接噴射するための燃料噴射
弁、５は吸気弁、６は吸気ポート、７は排気弁、８は排
気ポートを夫々示す。吸気ポート６は対応する吸気枝管
９を介してサージタンク１０に連結され、サージタンク
１０は吸気ダクト１１を介してエアクリーナ１２に連結
される。吸気ダクト１１内には駆動モータ１３によって
開閉制御されるスロットル弁１４が配置される。一方、
排気ポート８は排気マニホルド１５および排気管１６を
介して三元触媒１７を内蔵した触媒コンバータ１８に連
結される。
式圧縮着火機関本体、２はピストン、３は燃焼室、４は
燃焼室３内に向けて燃料を直接噴射するための燃料噴射
弁、５は吸気弁、６は吸気ポート、７は排気弁、８は排
気ポートを夫々示す。吸気ポート６は対応する吸気枝管
９を介してサージタンク１０に連結され、サージタンク
１０は吸気ダクト１１を介してエアクリーナ１２に連結
される。吸気ダクト１１内には駆動モータ１３によって
開閉制御されるスロットル弁１４が配置される。一方、
排気ポート８は排気マニホルド１５および排気管１６を
介して三元触媒１７を内蔵した触媒コンバータ１８に連
結される。
【００１７】排気マニホルド１５とサージタンク１０と
は再循環排気ガス（以下、ＥＧＲと称す）通路１９によ
って互いに連結され、このＥＧＲ通路１９内に排気マニ
ホルド１５からサージタンク１０内に再循環されるＥＧ
Ｒガス量を制御するためのＥＧＲ制御弁２０が配置され
る。一方、燃料噴射弁４は機関駆動の燃料噴射ポンプ２
１に連結され、燃料噴射ポンプ２１から吐出された燃料
が燃料噴射弁４に供給される。この燃料噴射ポンプ２１
は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて吐出量が
制御され、従って電子制御ユニット３０の出力信号に基
づいて燃料噴射弁４からの噴射量が制御される。
は再循環排気ガス（以下、ＥＧＲと称す）通路１９によ
って互いに連結され、このＥＧＲ通路１９内に排気マニ
ホルド１５からサージタンク１０内に再循環されるＥＧ
Ｒガス量を制御するためのＥＧＲ制御弁２０が配置され
る。一方、燃料噴射弁４は機関駆動の燃料噴射ポンプ２
１に連結され、燃料噴射ポンプ２１から吐出された燃料
が燃料噴射弁４に供給される。この燃料噴射ポンプ２１
は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて吐出量が
制御され、従って電子制御ユニット３０の出力信号に基
づいて燃料噴射弁４からの噴射量が制御される。
【００１８】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。排気マニホルド１５内には排気ガス中の酸素濃
度から燃焼室３内の平均空燃比を検出する空燃比センサ
（以下Ｏ2 センサと称す）２２が配置され、このＯ2 セ
ンサ２２の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して
入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル２
３はアクセルペダル２３の踏込み量に比例した出力電圧
を発生する負荷センサ２４に接続され、この負荷センサ
２４の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力
ポート３５に入力される。更に入力ポート３５には機関
回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ２５
が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回
路３８を介して夫々駆動モータ１３、ＥＧＲ制御弁２０
および燃料噴射ポンプ２１に接続される。
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。排気マニホルド１５内には排気ガス中の酸素濃
度から燃焼室３内の平均空燃比を検出する空燃比センサ
（以下Ｏ2 センサと称す）２２が配置され、このＯ2 セ
ンサ２２の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して
入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル２
３はアクセルペダル２３の踏込み量に比例した出力電圧
を発生する負荷センサ２４に接続され、この負荷センサ
２４の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力
ポート３５に入力される。更に入力ポート３５には機関
回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ２５
が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回
路３８を介して夫々駆動モータ１３、ＥＧＲ制御弁２０
および燃料噴射ポンプ２１に接続される。
【００１９】図１に示される実施例では燃料噴射弁４か
ら燃焼室３内に噴射される燃料として酸素を含有した燃
料が用いられ、更に燃焼室３内における平均空燃比がほ
ぼ理論空燃比に維持される。この場合、酸素を含有した
燃料としては分子自体が酸素原子を含んでいる燃料、或
いは酸素を含んだ添加剤を添加することによって得られ
た燃料のいずれの燃料も使用することができる。いずれ
の燃料を用いた場合であっても燃料噴射弁４から噴射さ
れる燃料内に酸素が含まれていることになる。
ら燃焼室３内に噴射される燃料として酸素を含有した燃
料が用いられ、更に燃焼室３内における平均空燃比がほ
ぼ理論空燃比に維持される。この場合、酸素を含有した
燃料としては分子自体が酸素原子を含んでいる燃料、或
いは酸素を含んだ添加剤を添加することによって得られ
た燃料のいずれの燃料も使用することができる。いずれ
の燃料を用いた場合であっても燃料噴射弁４から噴射さ
れる燃料内に酸素が含まれていることになる。
【００２０】図２（Ａ）は機関回転数を一定としたとき
の酸素を含有した燃料の噴射量Ｑとアクセルペダル２３
の踏込み量Ｌとの関係を示している。図２（Ａ）に示さ
れるように燃料噴射量Ｑはアクセルペダル２３の踏込み
量Ｌが増大するほど、即ち機関負荷が高くなるほど増大
する。なお、実際には燃料噴射量Ｑはアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌばかりではなく機関回転数Ｎの関数でも
あり、従ってこの燃料噴射量Ｑは図３（Ａ）に示すよう
なマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
の酸素を含有した燃料の噴射量Ｑとアクセルペダル２３
の踏込み量Ｌとの関係を示している。図２（Ａ）に示さ
れるように燃料噴射量Ｑはアクセルペダル２３の踏込み
量Ｌが増大するほど、即ち機関負荷が高くなるほど増大
する。なお、実際には燃料噴射量Ｑはアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌばかりではなく機関回転数Ｎの関数でも
あり、従ってこの燃料噴射量Ｑは図３（Ａ）に示すよう
なマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００２１】一方、燃焼室３内における平均空燃比をほ
ぼ理論空燃比にするには機関負荷が低くなるほどＥＧＲ
ガスの再循環量を増大して燃焼室３内に供給される吸入
空気量を減少させる方法があり、また機関負荷が低くな
るほどスロットル弁１４の開度を小さくして燃焼室３内
に供給される吸入空気量を減少させる方法がある。更
に、これらの方法を同時に行う方法もある。図２（Ｂ）
はこれらの方法を同時に行った場合を示している。この
場合には図２（Ｂ）に示されるようにアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌが小さくなるにつれてＥＧＲ制御弁２０
の開度が増大せしめられ、即ちＥＧＲガス量が増大せし
められ、同時にスロットル弁１４の開度が小さくされ
る。なお、実際にはＥＧＲ制御弁２０の開度およびスロ
ットル弁１４の開度はアクセルペダル２３の踏込み量Ｌ
ばかりではなく機関回転数Ｎの関数でもあり、従って、
これらＥＧＲ制御弁１４の開度Ｇおよびスロットル弁１
４の開度Θは夫々図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すような
マップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
ぼ理論空燃比にするには機関負荷が低くなるほどＥＧＲ
ガスの再循環量を増大して燃焼室３内に供給される吸入
空気量を減少させる方法があり、また機関負荷が低くな
るほどスロットル弁１４の開度を小さくして燃焼室３内
に供給される吸入空気量を減少させる方法がある。更
に、これらの方法を同時に行う方法もある。図２（Ｂ）
はこれらの方法を同時に行った場合を示している。この
場合には図２（Ｂ）に示されるようにアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌが小さくなるにつれてＥＧＲ制御弁２０
の開度が増大せしめられ、即ちＥＧＲガス量が増大せし
められ、同時にスロットル弁１４の開度が小さくされ
る。なお、実際にはＥＧＲ制御弁２０の開度およびスロ
ットル弁１４の開度はアクセルペダル２３の踏込み量Ｌ
ばかりではなく機関回転数Ｎの関数でもあり、従って、
これらＥＧＲ制御弁１４の開度Ｇおよびスロットル弁１
４の開度Θは夫々図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すような
マップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００２２】従ってアクセルペダル２３の踏込み量Ｌお
よび機関回転数Ｎに基づいて図３（Ａ）に示す値を燃料
噴射量Ｑとし、図３（Ｂ）に示す値をＥＧＲ制御弁２０
の開度Ｇとし、図３（Ｃ）に示す値をスロットル弁１４
の開度Θとすると燃焼室３内の平均空燃比はほぼ理論空
燃比となる。この場合、もし燃料内に酸素が含まれてい
ないとすると燃料噴射弁４から噴射された燃料の噴霧領
域内は極度に過濃となり、斯くして多量のすすが発生す
ることになる。しかしながら本発明では燃料内に酸素が
含まれているので燃料噴霧内には酸素が均一に分散して
おり、斯くして各燃料粒子は十分な酸素の存在下で燃焼
せしめられるのですすの発生を伴わない良好な燃焼を得
ることができる。なお、図３（Ｂ）に示すＥＧＲ制御弁
２０の開度Ｃおよび図３（Ｃ）に示すスロットル弁１４
の開度Θは無論のこと燃料内に含まれている酸素量を考
慮した上で燃焼室３内における空燃比が理論空燃比とな
るように定められている。
よび機関回転数Ｎに基づいて図３（Ａ）に示す値を燃料
噴射量Ｑとし、図３（Ｂ）に示す値をＥＧＲ制御弁２０
の開度Ｇとし、図３（Ｃ）に示す値をスロットル弁１４
の開度Θとすると燃焼室３内の平均空燃比はほぼ理論空
燃比となる。この場合、もし燃料内に酸素が含まれてい
ないとすると燃料噴射弁４から噴射された燃料の噴霧領
域内は極度に過濃となり、斯くして多量のすすが発生す
ることになる。しかしながら本発明では燃料内に酸素が
含まれているので燃料噴霧内には酸素が均一に分散して
おり、斯くして各燃料粒子は十分な酸素の存在下で燃焼
せしめられるのですすの発生を伴わない良好な燃焼を得
ることができる。なお、図３（Ｂ）に示すＥＧＲ制御弁
２０の開度Ｃおよび図３（Ｃ）に示すスロットル弁１４
の開度Θは無論のこと燃料内に含まれている酸素量を考
慮した上で燃焼室３内における空燃比が理論空燃比とな
るように定められている。
【００２３】このように図１に示される実施例では燃焼
室３内における空燃比をほぼ理論空燃比に維持すること
ができるので機関高出力を得ることができることにな
る。ところで、燃料内に含まれている酸素の含有量が予
め目標としている含有量と異なっている場合には図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すマップからＱ，Ｇ，Θを
定めると燃焼室３内における平均空燃比が理論空燃比に
対してずれてしまうことになる。そこで図１に示される
実施例では燃焼室３内における平均空燃比が理論空燃比
となるように燃料噴射量Ｑ又はＥＧＲガス量をＯ2 セン
サ２２の出力信号に基づいてフィードバック制御するよ
うにしている。なお、このようにフィードバック制御を
行うと三元触媒１７によるＮＯX ，ＨＣ，ＣＯの浄化作
用を高めることができる。
室３内における空燃比をほぼ理論空燃比に維持すること
ができるので機関高出力を得ることができることにな
る。ところで、燃料内に含まれている酸素の含有量が予
め目標としている含有量と異なっている場合には図３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すマップからＱ，Ｇ，Θを
定めると燃焼室３内における平均空燃比が理論空燃比に
対してずれてしまうことになる。そこで図１に示される
実施例では燃焼室３内における平均空燃比が理論空燃比
となるように燃料噴射量Ｑ又はＥＧＲガス量をＯ2 セン
サ２２の出力信号に基づいてフィードバック制御するよ
うにしている。なお、このようにフィードバック制御を
行うと三元触媒１７によるＮＯX ，ＨＣ，ＣＯの浄化作
用を高めることができる。
【００２４】次にこのフィードバック制御について説明
する。Ｏ2 センサ２２は燃焼室３内における平均空燃比
がリーンのときには図４に示されるように０．１（Ｖ）
程度の出力電圧Ｖを発生し、燃焼室３内における平均空
燃比がリッチのときには０．９（Ｖ）程度の出力電圧Ｖ
を発生する。燃料噴射量Ｑをフィードバック制御する場
合には燃料噴射量Ｑがフィードバック補正係数ＦＡＦに
よって補正され、このフィードバック補正係数ＦＡＦは
図４に示されるようにＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖに基
づいて制御される。
する。Ｏ2 センサ２２は燃焼室３内における平均空燃比
がリーンのときには図４に示されるように０．１（Ｖ）
程度の出力電圧Ｖを発生し、燃焼室３内における平均空
燃比がリッチのときには０．９（Ｖ）程度の出力電圧Ｖ
を発生する。燃料噴射量Ｑをフィードバック制御する場
合には燃料噴射量Ｑがフィードバック補正係数ＦＡＦに
よって補正され、このフィードバック補正係数ＦＡＦは
図４に示されるようにＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖに基
づいて制御される。
【００２５】図５はＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖに基づ
いて行われるフィードバック補正係数ＦＡＦの制御ルー
チンを示しており、このルーチンは一時間毎の割込みに
よって実行される。図５を参照するとまず初めにステッ
プ１００においてＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖが基準値
Ｖｒ（図４）よりも高いか否かが判別される。Ｖ＞Ｖｒ
のとき、即ちリッチのときにはステップ１０１に進んで
前回の割込み時にリーンであったか否かが判別される。
前回の割込み時にリーンであったときにはステップ１０
２に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ
値Ｓが減算される。これに対して前回の割込み時にリッ
チであったときにはステップ１０３に進んでＦＡＦから
積分値Ｋ（Ｋ≪Ｓ）が減算される。従って図４に示され
るようにリーンからリッチになるとＦＡＦはスキップ値
Ｓだけ急激に減少せしめられ、次いで徐々に減少せしめ
られる。
いて行われるフィードバック補正係数ＦＡＦの制御ルー
チンを示しており、このルーチンは一時間毎の割込みに
よって実行される。図５を参照するとまず初めにステッ
プ１００においてＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖが基準値
Ｖｒ（図４）よりも高いか否かが判別される。Ｖ＞Ｖｒ
のとき、即ちリッチのときにはステップ１０１に進んで
前回の割込み時にリーンであったか否かが判別される。
前回の割込み時にリーンであったときにはステップ１０
２に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ
値Ｓが減算される。これに対して前回の割込み時にリッ
チであったときにはステップ１０３に進んでＦＡＦから
積分値Ｋ（Ｋ≪Ｓ）が減算される。従って図４に示され
るようにリーンからリッチになるとＦＡＦはスキップ値
Ｓだけ急激に減少せしめられ、次いで徐々に減少せしめ
られる。
【００２６】一方、ステップ１００においてＶ≦Ｖｒで
あると判別されたとき、即ちリーンであると判別された
ときにはステップ１０４に進んで前回の割込み時にリッ
チであったか否かが判別される。前回の割込み時にリッ
チであったときにはステップ１０５に進んでＦＡＦにス
キップ値Ｓが加算される。これに対して前回の割込み時
にリーンであったときにはステップ１０６に進んでＦＡ
Ｆに積分値Ｋが加算される。従って図４に示されるよう
にリッチからリーンになるとＦＡＦはスキップ値Ｓだけ
急激に増大せしめられ、次いで徐々に増大せしめられ
る。
あると判別されたとき、即ちリーンであると判別された
ときにはステップ１０４に進んで前回の割込み時にリッ
チであったか否かが判別される。前回の割込み時にリッ
チであったときにはステップ１０５に進んでＦＡＦにス
キップ値Ｓが加算される。これに対して前回の割込み時
にリーンであったときにはステップ１０６に進んでＦＡ
Ｆに積分値Ｋが加算される。従って図４に示されるよう
にリッチからリーンになるとＦＡＦはスキップ値Ｓだけ
急激に増大せしめられ、次いで徐々に増大せしめられ
る。
【００２７】図６は機関の運転を制御するためのルーチ
ンを示しており、このルーチンは繰返し実行される。図
６を参照するとまず初めにステップ１５０において図３
（Ａ）に示すマップから燃料噴射量Ｑが算出される。次
いでステップ１５１では図３（Ｂ）に示すマップからＥ
ＧＲ制御弁２０の開度Ｇが算出され、ＥＧＲ制御弁２０
の開度がこの開度Ｇに制御される。次いでステップ１５
２では図３（Ｃ）に示すマップからスロットル弁１４の
開度Θが算出され、スロットル弁１４がこの開度Θとな
るように駆動モータ１３が駆動される。次いでステップ
１５３では燃料噴射量Ｑにフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆを乗算することによって最終的な燃料噴射量Ｑが求め
られ、この噴射量Ｑを噴射しうるように燃料噴射ポンプ
２１が制御される。
ンを示しており、このルーチンは繰返し実行される。図
６を参照するとまず初めにステップ１５０において図３
（Ａ）に示すマップから燃料噴射量Ｑが算出される。次
いでステップ１５１では図３（Ｂ）に示すマップからＥ
ＧＲ制御弁２０の開度Ｇが算出され、ＥＧＲ制御弁２０
の開度がこの開度Ｇに制御される。次いでステップ１５
２では図３（Ｃ）に示すマップからスロットル弁１４の
開度Θが算出され、スロットル弁１４がこの開度Θとな
るように駆動モータ１３が駆動される。次いでステップ
１５３では燃料噴射量Ｑにフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆを乗算することによって最終的な燃料噴射量Ｑが求め
られ、この噴射量Ｑを噴射しうるように燃料噴射ポンプ
２１が制御される。
【００２８】図７は燃焼室３内における平均空燃比が理
論空燃比となるようにＥＧＲガス量を制御する場合の運
転制御ルーチンを示している。なお、この場合にもフィ
ードバック補正係数ＦＡＦを算出するために図５に示す
ルーチンが用いられる。図７を参照するとまず初めにス
テップ２００において図３（Ａ）に示すマップから燃料
噴射量Ｑが算出され、この噴射量Ｑを噴射しうるように
燃料噴射ポンプ２１が制御される。次いでステップ２０
１では図３（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２０の
開度Ｇが算出される。次いでステップ２０２では図３
（Ｃ）に示すマップからスロットル弁１４の開度Θが算
出され、スロットル弁１４がこの開度Θとなるように駆
動モータ１３が駆動される。次いでステップ２０３では
ＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇにフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを乗算することによって最終的なＥＧＲ制御弁２０
の開度Ｇが求められ、ＥＧＲ制御弁２０の開度がこの開
度Ｇに制御される。
論空燃比となるようにＥＧＲガス量を制御する場合の運
転制御ルーチンを示している。なお、この場合にもフィ
ードバック補正係数ＦＡＦを算出するために図５に示す
ルーチンが用いられる。図７を参照するとまず初めにス
テップ２００において図３（Ａ）に示すマップから燃料
噴射量Ｑが算出され、この噴射量Ｑを噴射しうるように
燃料噴射ポンプ２１が制御される。次いでステップ２０
１では図３（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２０の
開度Ｇが算出される。次いでステップ２０２では図３
（Ｃ）に示すマップからスロットル弁１４の開度Θが算
出され、スロットル弁１４がこの開度Θとなるように駆
動モータ１３が駆動される。次いでステップ２０３では
ＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇにフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを乗算することによって最終的なＥＧＲ制御弁２０
の開度Ｇが求められ、ＥＧＲ制御弁２０の開度がこの開
度Ｇに制御される。
【００２９】図８から図１８に別の実施例を示す。前述
したように酸素を含有した燃料を用いると空燃比を理論
空燃比に維持してもすすの発生を伴なわない良好な燃焼
を得ることができる。ところが筒内噴射式圧縮着火内燃
機関の型式によっては軽負荷運転時および高負荷運転時
に空燃比を理論空燃比に維持すると問題を生ずる場合が
ある。即ち、軽負荷運転時には多量のＥＧＲガスが再循
環せしめられるので燃焼室３内の空気量が少なく、従っ
てこのとき空燃比を理論空燃比に維持すると酸素を含有
した燃料を用いたとしても空気不足のために燃焼が不安
定となる。
したように酸素を含有した燃料を用いると空燃比を理論
空燃比に維持してもすすの発生を伴なわない良好な燃焼
を得ることができる。ところが筒内噴射式圧縮着火内燃
機関の型式によっては軽負荷運転時および高負荷運転時
に空燃比を理論空燃比に維持すると問題を生ずる場合が
ある。即ち、軽負荷運転時には多量のＥＧＲガスが再循
環せしめられるので燃焼室３内の空気量が少なく、従っ
てこのとき空燃比を理論空燃比に維持すると酸素を含有
した燃料を用いたとしても空気不足のために燃焼が不安
定となる。
【００３０】また、噴射量の多い高負荷運転時には噴射
燃料の不均一な分散により燃焼室３内に過濃な混合気領
域が形成され、従ってこのとき空燃比を理論空燃比に維
持すると酸素を含有した燃料を用いたとしても空気不足
のためにすすが発生する。従ってこのような型式の圧縮
着火内燃機関では軽負荷運転時および高負荷運転時には
空燃比をリーンにする必要があり、図８から図１８はこ
のような型式の圧縮着火内燃機関に適した実施例を示し
ている。
燃料の不均一な分散により燃焼室３内に過濃な混合気領
域が形成され、従ってこのとき空燃比を理論空燃比に維
持すると酸素を含有した燃料を用いたとしても空気不足
のためにすすが発生する。従ってこのような型式の圧縮
着火内燃機関では軽負荷運転時および高負荷運転時には
空燃比をリーンにする必要があり、図８から図１８はこ
のような型式の圧縮着火内燃機関に適した実施例を示し
ている。
【００３１】まず初めに図８を参照するとこの実施例で
は三元触媒１７を内蔵した触媒コンバータ１８上流の機
関排気通路内にＮＯX 吸収剤２６を内蔵したケーシング
２７が配置される。図９はアクセルペダル２３の踏込み
量Ｌおよび機関回転数Ｎと目標空気過剰率λ、即ち目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 との関係を示している。図９に示さ
れるように機関中速中負荷運転時には目標空気過剰率λ
が１．０とされ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空
燃比とされ、その他の領域では目標空気過剰率λが１．
０よりも大きくされ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 がリ
ーンとされる。
は三元触媒１７を内蔵した触媒コンバータ１８上流の機
関排気通路内にＮＯX 吸収剤２６を内蔵したケーシング
２７が配置される。図９はアクセルペダル２３の踏込み
量Ｌおよび機関回転数Ｎと目標空気過剰率λ、即ち目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 との関係を示している。図９に示さ
れるように機関中速中負荷運転時には目標空気過剰率λ
が１．０とされ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空
燃比とされ、その他の領域では目標空気過剰率λが１．
０よりも大きくされ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 がリ
ーンとされる。
【００３２】一方、空気過剰率λを図９に示される目標
空気過剰率に維持するには、即ち燃焼室３内における平
均空燃比を目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に維持するには機関
負荷が低くなるほどＥＧＲガスの再循環量を増大して燃
焼室３内に供給される吸入空気量を減少させる方法があ
り、また機関負荷が低くなるほどスロットル弁１４の開
度を小さくして燃焼室３内に供給される吸入空気量を減
少させる方法がある。更に、これらの方法を同時に行う
方法もある。図１０の実線はこれらの方法を同時に行っ
た場合を示している。この場合には図１０の実線に示さ
れるようにアクセルペダル２３の踏込み量Ｌが小さくな
るにつれてＥＧＲ制御弁２０の開度が増大せしめられ、
即ちＥＧＲガス量が増大せしめられ、同時にスロットル
弁１４の開度が小さくされる。なお、実際にはＥＧＲ制
御弁２０の開度およびスロットル弁１４の開度はアクセ
ルペダル２３の踏込み量Ｌばかりではなく機関回転数Ｎ
の関数でもあり、従って、これらＥＧＲ制御弁２０の開
度Ｇおよびスロットル弁１４の開度Θは夫々図１１
（Ａ）および（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。
空気過剰率に維持するには、即ち燃焼室３内における平
均空燃比を目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に維持するには機関
負荷が低くなるほどＥＧＲガスの再循環量を増大して燃
焼室３内に供給される吸入空気量を減少させる方法があ
り、また機関負荷が低くなるほどスロットル弁１４の開
度を小さくして燃焼室３内に供給される吸入空気量を減
少させる方法がある。更に、これらの方法を同時に行う
方法もある。図１０の実線はこれらの方法を同時に行っ
た場合を示している。この場合には図１０の実線に示さ
れるようにアクセルペダル２３の踏込み量Ｌが小さくな
るにつれてＥＧＲ制御弁２０の開度が増大せしめられ、
即ちＥＧＲガス量が増大せしめられ、同時にスロットル
弁１４の開度が小さくされる。なお、実際にはＥＧＲ制
御弁２０の開度およびスロットル弁１４の開度はアクセ
ルペダル２３の踏込み量Ｌばかりではなく機関回転数Ｎ
の関数でもあり、従って、これらＥＧＲ制御弁２０の開
度Ｇおよびスロットル弁１４の開度Θは夫々図１１
（Ａ）および（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。
【００３３】従ってアクセルペダル２３の踏込み量Ｌお
よび機関回転数Ｎに基づいて図３（Ａ）に示す値を燃料
噴射量Ｑとし、図１１（Ａ）に示す値をＥＧＲ制御弁２
０の開度Ｇとし、図１１（Ｂ）に示す値をスロットル弁
１４の開度Θとすると燃焼室３内の平均空燃比は目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 となる。なお、図１１（Ａ）に示すＥ
ＧＲ制御弁２０の開度Ｇおよび図１１（Ｂ）に示すスロ
ットル弁１４の開度Θは無論のこと燃料内に含まれてい
る酸素量を考慮した上で燃焼室３内における空燃比が目
標空燃比（Ａ／Ｆ）0 となるように定められている。
よび機関回転数Ｎに基づいて図３（Ａ）に示す値を燃料
噴射量Ｑとし、図１１（Ａ）に示す値をＥＧＲ制御弁２
０の開度Ｇとし、図１１（Ｂ）に示す値をスロットル弁
１４の開度Θとすると燃焼室３内の平均空燃比は目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 となる。なお、図１１（Ａ）に示すＥ
ＧＲ制御弁２０の開度Ｇおよび図１１（Ｂ）に示すスロ
ットル弁１４の開度Θは無論のこと燃料内に含まれてい
る酸素量を考慮した上で燃焼室３内における空燃比が目
標空燃比（Ａ／Ｆ）0 となるように定められている。
【００３４】ところで、燃料内に含まれている酸素の含
有量が予め目標としている含有量と異なっている場合に
は図３（Ａ）および図１１（Ａ），（Ｂ）に示すマップ
からＱ，Ｇ，Θを定めると燃焼室３内における平均空燃
比が目標空燃比（Ａ／Ｆ）0に対してずれてしまうこと
になる。そこでこの実施例においても燃焼室３内におけ
る平均空燃比が目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 となるように燃
料噴射量Ｑを空燃比センサ２２の出力信号に基づいてフ
ィードバック制御するようにしている。
有量が予め目標としている含有量と異なっている場合に
は図３（Ａ）および図１１（Ａ），（Ｂ）に示すマップ
からＱ，Ｇ，Θを定めると燃焼室３内における平均空燃
比が目標空燃比（Ａ／Ｆ）0に対してずれてしまうこと
になる。そこでこの実施例においても燃焼室３内におけ
る平均空燃比が目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 となるように燃
料噴射量Ｑを空燃比センサ２２の出力信号に基づいてフ
ィードバック制御するようにしている。
【００３５】次にこのフィードバック制御について簡単
に説明する。図８に示される空燃比センサ２２は図１に
示されるＯ2 センサ２２と異なる特性を有しており、図
１２は図８に示される空燃比センサ２２の出力電圧Ｖと
燃焼室３内における平均空燃比Ａ／Ｆとの関係を示して
いる。図１２から図８に示される空燃比センサ２２を用
いると燃焼室３内における平均空燃比Ａ／Ｆを検出でき
ることがわかる。図８に示される実施例では、空燃比セ
ンサ２２により検出された平均空燃比Ａ／Ｆが目標空燃
比（Ａ／Ｆ）0 よりも大きいときには燃料噴射量Ｑが増
量され、空燃比センサ２２により検出された平均空燃比
Ａ／Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 よりも小さいときには
燃料噴射量Ｑが減量され、それによって平均空燃比Ａ／
Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に制御される。
に説明する。図８に示される空燃比センサ２２は図１に
示されるＯ2 センサ２２と異なる特性を有しており、図
１２は図８に示される空燃比センサ２２の出力電圧Ｖと
燃焼室３内における平均空燃比Ａ／Ｆとの関係を示して
いる。図１２から図８に示される空燃比センサ２２を用
いると燃焼室３内における平均空燃比Ａ／Ｆを検出でき
ることがわかる。図８に示される実施例では、空燃比セ
ンサ２２により検出された平均空燃比Ａ／Ｆが目標空燃
比（Ａ／Ｆ）0 よりも大きいときには燃料噴射量Ｑが増
量され、空燃比センサ２２により検出された平均空燃比
Ａ／Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 よりも小さいときには
燃料噴射量Ｑが減量され、それによって平均空燃比Ａ／
Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に制御される。
【００３６】即ち、この実施例では機関中速中負荷運転
時には平均空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御される。このとき排気ガス中に含まれる
未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX は三元触媒１７によって良
好に浄化せしめられる。一方、機関中速中負荷運転時以
外の運転状態のときには平均空燃比Ａ／Ｆが目標リーン
空燃比（Ａ／Ｆ）0 にフィードバック制御される。平均
空燃比Ａ／Ｆがリーンに維持されると多量のＮＯX が発
生するがこのＮＯX はＮＯX 吸収剤２６に吸収される。
そこで次にこのＮＯX 吸収剤２６について説明する。
時には平均空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御される。このとき排気ガス中に含まれる
未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX は三元触媒１７によって良
好に浄化せしめられる。一方、機関中速中負荷運転時以
外の運転状態のときには平均空燃比Ａ／Ｆが目標リーン
空燃比（Ａ／Ｆ）0 にフィードバック制御される。平均
空燃比Ａ／Ｆがリーンに維持されると多量のＮＯX が発
生するがこのＮＯX はＮＯX 吸収剤２６に吸収される。
そこで次にこのＮＯX 吸収剤２６について説明する。
【００３７】ケーシング２７内に収容されているＮＯX
吸収剤２６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３およびＮＯX 吸収剤２６上流の排気
通路内に供給された空気および燃料の比をＮＯX吸収剤
２６への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX 吸
収剤２６は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮ
ＯX を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると
吸収したＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行う。
なお、ＮＯ X 吸収剤２６上流の排気通路内に燃料或いは
空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃比は燃
焼室３内における平均空燃比に一致し、従ってこの場合
にはＮＯX 吸収剤２６は燃焼室３内における平均空燃比
がリーンのときにはＮＯX を吸収し、燃焼室３内におけ
る酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX を放出すること
になる。
吸収剤２６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３およびＮＯX 吸収剤２６上流の排気
通路内に供給された空気および燃料の比をＮＯX吸収剤
２６への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX 吸
収剤２６は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮ
ＯX を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると
吸収したＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行う。
なお、ＮＯ X 吸収剤２６上流の排気通路内に燃料或いは
空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃比は燃
焼室３内における平均空燃比に一致し、従ってこの場合
にはＮＯX 吸収剤２６は燃焼室３内における平均空燃比
がリーンのときにはＮＯX を吸収し、燃焼室３内におけ
る酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX を放出すること
になる。
【００３８】上述のＮＯX 吸収剤２６を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯX 吸収剤２６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１３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。
に配置すればこのＮＯX 吸収剤２６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１３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。
【００３９】燃焼室３内における平均空燃比Ａ／Ｆがリ
ーンに維持されているときには流入排気ガス中の酸素濃
度が高く、従ってこのとき図１３（Ａ）に示されるよう
にこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 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（２
ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。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１３（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２６内に吸収
される。
ーンに維持されているときには流入排気ガス中の酸素濃
度が高く、従ってこのとき図１３（Ａ）に示されるよう
にこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 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（２
ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。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１３（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２６内に吸収
される。
【００４０】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ＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下して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ＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されることにな
る。流入排気ガスのリーンの度合が低くなれば流入排気
ガス中の酸素濃度が低下し、従って流入排気ガスのリー
ンの度合を低くすればたとえ流入排気ガスの空燃比がリ
ーンであってもＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出され
ることになる。
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ＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下して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ＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出されることにな
る。流入排気ガスのリーンの度合が低くなれば流入排気
ガス中の酸素濃度が低下し、従って流入排気ガスのリー
ンの度合を低くすればたとえ流入排気ガスの空燃比がリ
ーンであってもＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出され
ることになる。
【００４１】一方、このとき燃焼室３内における平均空
燃比がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると機関からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出され、こ
れら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-
と反応して酸化せしめられる。また、流入排気ガスの空
燃比がリッチになると流入排気ガス中の酸素濃度が極度
に低下するために吸収剤からＮＯ2 が放出され、このＮ
Ｏ2 は図１３（Ｂ）に示されるように未燃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
をリッチにすると短時間のうちにＮＯX吸収剤２６から
ＮＯX が放出されることになる。
燃比がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると機関からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出され、こ
れら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-
と反応して酸化せしめられる。また、流入排気ガスの空
燃比がリッチになると流入排気ガス中の酸素濃度が極度
に低下するために吸収剤からＮＯ2 が放出され、このＮ
Ｏ2 は図１３（Ｂ）に示されるように未燃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
をリッチにすると短時間のうちにＮＯX吸収剤２６から
ＮＯX が放出されることになる。
【００４２】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤２６に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
２６は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤２６から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。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２６からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤２６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。
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤２６に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
２６は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤２６から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。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２６からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤２６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。
【００４３】上述したように燃焼室３内における平均空
燃比Ａ／Ｆがリーンに維持されているとＮＯX がＮＯX
吸収剤２６に吸収され続ける。しかしながらＮＯX 吸収
剤２６のＮＯX 吸収能力には限度があり、ＮＯX 吸収剤
２６のＮＯX 吸収能力が飽和すればＮＯX 吸収剤２６は
もはやＮＯX を吸収しえなくなる。従ってＮＯX 吸収剤
２６のＮＯX 吸収能力が飽和する前にＮＯX 吸収剤２６
からＮＯX を放出させる必要があり、そのためにはＮＯ
X 吸収剤２６にどの程度のＮＯX が吸収されているかを
推定する必要がある。次にこのＮＯX 吸収量の推定方法
について簡単に説明する。
燃比Ａ／Ｆがリーンに維持されているとＮＯX がＮＯX
吸収剤２６に吸収され続ける。しかしながらＮＯX 吸収
剤２６のＮＯX 吸収能力には限度があり、ＮＯX 吸収剤
２６のＮＯX 吸収能力が飽和すればＮＯX 吸収剤２６は
もはやＮＯX を吸収しえなくなる。従ってＮＯX 吸収剤
２６のＮＯX 吸収能力が飽和する前にＮＯX 吸収剤２６
からＮＯX を放出させる必要があり、そのためにはＮＯ
X 吸収剤２６にどの程度のＮＯX が吸収されているかを
推定する必要がある。次にこのＮＯX 吸収量の推定方法
について簡単に説明する。
【００４４】燃焼室３内における平均空燃比がリーンに
維持せしめられているときには機関負荷が高くなるほど
単位時間当り機関から排出されるＮＯX 量が増大するた
めに単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX
量が増大し、また機関回転数が高くなるほど単位時間当
り機関から排出されるＮＯX 量が増大するために単位時
間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX が増大す
る。従って単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収される
ＮＯX 量は機関負荷と機関回転数の関数となる。従って
図８に示される実施例では単位時間当りＮＯX 吸収剤２
６に吸収されるＮＯX 量Ａをアクセルペダル２３の踏込
み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め実験により
求め、このＮＯX 量ＡがＬおよびＮの関数として図１４
（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
維持せしめられているときには機関負荷が高くなるほど
単位時間当り機関から排出されるＮＯX 量が増大するた
めに単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX
量が増大し、また機関回転数が高くなるほど単位時間当
り機関から排出されるＮＯX 量が増大するために単位時
間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収されるＮＯX が増大す
る。従って単位時間当りＮＯX 吸収剤２６に吸収される
ＮＯX 量は機関負荷と機関回転数の関数となる。従って
図８に示される実施例では単位時間当りＮＯX 吸収剤２
６に吸収されるＮＯX 量Ａをアクセルペダル２３の踏込
み量Ｌおよび機関回転数Ｎの関数として予め実験により
求め、このＮＯX 量ＡがＬおよびＮの関数として図１４
（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
【００４５】一方、平均空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比又は
リッチになるとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出され
る。このとき単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出さ
れるＮＯX 放出量Ｄは排気ガス量に比例し、平均空燃比
Ａ／Ｆのリッチの度合に比例する。この場合、排気ガス
量はアクセルペダル２３の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの
関数であり、従ってＮＯX 放出量Ｄもアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数となる。このＮＯ
X 放出量Ｄは図１４（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。一方、平均空燃比Ａ／Ｆの
リッチの度合が高くなると図１４（Ｃ）に示されるよう
にＮＯX 放出率Ｋが高くなり、従ってこのＮＯX 放出率
Ｋを考慮すると単位時間当りのＮＯX 放出量はＫ・Ｄで
表わされることになる。このように単位時間当りのＮＯ
X 吸収量がＡで表わされ、単位時間当りのＮＯ X 放出量
がＫ・Ｄで表されるのでＮＯX 吸収剤２６に吸収されて
いると推定されるＮＯX 量ΣＮＯX は次式で表わされる
ことになる。
リッチになるとＮＯX 吸収剤２６からＮＯX が放出され
る。このとき単位時間当りＮＯX 吸収剤２６から放出さ
れるＮＯX 放出量Ｄは排気ガス量に比例し、平均空燃比
Ａ／Ｆのリッチの度合に比例する。この場合、排気ガス
量はアクセルペダル２３の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの
関数であり、従ってＮＯX 放出量Ｄもアクセルペダル２
３の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎの関数となる。このＮＯ
X 放出量Ｄは図１４（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。一方、平均空燃比Ａ／Ｆの
リッチの度合が高くなると図１４（Ｃ）に示されるよう
にＮＯX 放出率Ｋが高くなり、従ってこのＮＯX 放出率
Ｋを考慮すると単位時間当りのＮＯX 放出量はＫ・Ｄで
表わされることになる。このように単位時間当りのＮＯ
X 吸収量がＡで表わされ、単位時間当りのＮＯ X 放出量
がＫ・Ｄで表されるのでＮＯX 吸収剤２６に吸収されて
いると推定されるＮＯX 量ΣＮＯX は次式で表わされる
ことになる。
【００４６】ΣＮＯX ＝ΣＮＯX ＋Ａ−Ｋ・Ｄ 図１５にこの推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX の変化を示す。
図１５に示されるように平均空燃比Ａ／Ｆがリーンのと
きには推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX は徐々に増大し、平均
空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比に維持されると推定ＮＯX 吸
収量ΣＮＯX は徐々に減少する。また、推定吸収ＮＯX
量ΣＮＯX が予め定められた上限値ＭＡＸを越えたとき
には平均空燃比Ａ／Ｆが一時的にスパイク状にリッチに
され、それによってＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出
させるようにしている。
図１５に示されるように平均空燃比Ａ／Ｆがリーンのと
きには推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX は徐々に増大し、平均
空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比に維持されると推定ＮＯX 吸
収量ΣＮＯX は徐々に減少する。また、推定吸収ＮＯX
量ΣＮＯX が予め定められた上限値ＭＡＸを越えたとき
には平均空燃比Ａ／Ｆが一時的にスパイク状にリッチに
され、それによってＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出
させるようにしている。
【００４７】このように図８に示される実施例ではＮＯ
X 吸収剤２６からＮＯX を放出させるべきときには燃焼
室３内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチとされる。し
かしながら本発明では燃料内に酸素が含まれているので
燃料噴霧内には酸素が均一に分散しており、従って各燃
料粒子は多量な酸素の存在下で燃焼せしめられるので少
量のすすしか発生しないことになる。即ち、このように
酸素を含有した燃料を用いることによって燃焼室３内に
おける平均空燃比をリッチにすることが初めて可能とな
る。
X 吸収剤２６からＮＯX を放出させるべきときには燃焼
室３内における平均空燃比Ａ／Ｆがリッチとされる。し
かしながら本発明では燃料内に酸素が含まれているので
燃料噴霧内には酸素が均一に分散しており、従って各燃
料粒子は多量な酸素の存在下で燃焼せしめられるので少
量のすすしか発生しないことになる。即ち、このように
酸素を含有した燃料を用いることによって燃焼室３内に
おける平均空燃比をリッチにすることが初めて可能とな
る。
【００４８】ところで燃焼室３内における平均空燃比を
リッチにするのに燃料噴射量だけを制御して平均空燃比
をリッチにすると、即ち燃料噴射量を増量することのみ
によって平均空燃比をリッチにすると出力トルクが急激
に増大してショックが発生する。そこで図８に示される
実施例ではＥＧＲ制御弁２０の開度を大きくすると共に
スロットル弁１４の開度を小さくし、更に燃料噴射量を
増量することによって平均空燃比Ａ／Ｆがリッチにされ
る。図１６はこのときの平均空燃比Ａ／Ｆ等の変化を示
している。なお、図１０の鎖線はこのときのＥＧＲ制御
弁２０の開度Ｇ′およびスロットル弁１４の開度Θ′を
示している。
リッチにするのに燃料噴射量だけを制御して平均空燃比
をリッチにすると、即ち燃料噴射量を増量することのみ
によって平均空燃比をリッチにすると出力トルクが急激
に増大してショックが発生する。そこで図８に示される
実施例ではＥＧＲ制御弁２０の開度を大きくすると共に
スロットル弁１４の開度を小さくし、更に燃料噴射量を
増量することによって平均空燃比Ａ／Ｆがリッチにされ
る。図１６はこのときの平均空燃比Ａ／Ｆ等の変化を示
している。なお、図１０の鎖線はこのときのＥＧＲ制御
弁２０の開度Ｇ′およびスロットル弁１４の開度Θ′を
示している。
【００４９】図１７および図１８は機関の運転制御ルー
チンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の
割込みによって実行される。図１７および図１８を参照
すると、まず初めにステップ２５０において図３（Ａ）
に示すマップから燃料噴射量Ｑが算出される。次いでス
テップ２５１ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出す
べきときにセットされるＮＯX 放出フラグがセットされ
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２５２に進んで図１１
（Ａ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇが算
出され、次いでステップ２５３において図１１（Ｂ）に
示すマップからスロットル弁１４の開度Θが算出され
る。
チンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の
割込みによって実行される。図１７および図１８を参照
すると、まず初めにステップ２５０において図３（Ａ）
に示すマップから燃料噴射量Ｑが算出される。次いでス
テップ２５１ではＮＯX 吸収剤２６からＮＯX を放出す
べきときにセットされるＮＯX 放出フラグがセットされ
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２５２に進んで図１１
（Ａ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇが算
出され、次いでステップ２５３において図１１（Ｂ）に
示すマップからスロットル弁１４の開度Θが算出され
る。
【００５０】次いでステップ２５４では空燃比センサ２
２により検出された燃焼室３内における平均空燃比Ａ／
Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 よりも大きいか否かが判別
される。Ａ／Ｆ＞（Ａ／Ｆ）0 のときにはステップ２５
５に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦに一定値Ｋが
加算され、次いでステップ２５７に進む。これに対して
Ａ／Ｆ≦（Ａ／Ｆ）0 のときにはステップ２５６に進ん
でフィードバック補正係数ＦＡＦから一定値Ｋが減算さ
れ、次いでステップ２５７に進む。ステップ２５７では
燃料噴射量Ｑにフィードバック補正係数ＦＡＦを乗算す
ることによって最終的な燃料噴射量Ｑ（＝ＦＡＦ・Ｑ）
が算出される。即ち、Ａ／Ｆ＞（Ａ／Ｆ）0 になれば燃
料噴射量Ｑが増量せしめられ、Ａ／Ｆ≦（Ａ／Ｆ）0 に
なれば燃料噴射量Ｑが減量せしめられ、それによって平
均空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に維持され
る。なお、ＦＡＦは１．０を中心として上下動してい
る。
２により検出された燃焼室３内における平均空燃比Ａ／
Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 よりも大きいか否かが判別
される。Ａ／Ｆ＞（Ａ／Ｆ）0 のときにはステップ２５
５に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦに一定値Ｋが
加算され、次いでステップ２５７に進む。これに対して
Ａ／Ｆ≦（Ａ／Ｆ）0 のときにはステップ２５６に進ん
でフィードバック補正係数ＦＡＦから一定値Ｋが減算さ
れ、次いでステップ２５７に進む。ステップ２５７では
燃料噴射量Ｑにフィードバック補正係数ＦＡＦを乗算す
ることによって最終的な燃料噴射量Ｑ（＝ＦＡＦ・Ｑ）
が算出される。即ち、Ａ／Ｆ＞（Ａ／Ｆ）0 になれば燃
料噴射量Ｑが増量せしめられ、Ａ／Ｆ≦（Ａ／Ｆ）0 に
なれば燃料噴射量Ｑが減量せしめられ、それによって平
均空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に維持され
る。なお、ＦＡＦは１．０を中心として上下動してい
る。
【００５１】次いでステップ２５８では目標空燃比（Ａ
／Ｆ）0 が理論空燃比であるか否かが判別される。目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比でないとき、即ち目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 がリーンのときにはステップ２５９
に進んで図１４（Ａ）のマップに示されるＮＯX 吸収量
Ａが推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX に加算され、次いでステ
ップ２６３に進む。これに対して目標空燃比（Ａ／Ｆ）
0 が理論空燃比のときにはステップ２６０に進んで図１
４（Ｂ）のマップから求められたＮＯX 放出量Ｄと図１
４（Ｃ）に示されるＮＯX 放出率Ｋとの積Ｋ・Ｄが推定
吸収ＮＯX 量ΣＮＯX から減算される。次いでステップ
２６１では推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX が負になったか否
かが判別され、ΣＮＯX ＜０になったときにはステップ
２６２に進んでΣＮＯX を零とした後にステップ２６３
に進む。
／Ｆ）0 が理論空燃比であるか否かが判別される。目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比でないとき、即ち目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 がリーンのときにはステップ２５９
に進んで図１４（Ａ）のマップに示されるＮＯX 吸収量
Ａが推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX に加算され、次いでステ
ップ２６３に進む。これに対して目標空燃比（Ａ／Ｆ）
0 が理論空燃比のときにはステップ２６０に進んで図１
４（Ｂ）のマップから求められたＮＯX 放出量Ｄと図１
４（Ｃ）に示されるＮＯX 放出率Ｋとの積Ｋ・Ｄが推定
吸収ＮＯX 量ΣＮＯX から減算される。次いでステップ
２６１では推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX が負になったか否
かが判別され、ΣＮＯX ＜０になったときにはステップ
２６２に進んでΣＮＯX を零とした後にステップ２６３
に進む。
【００５２】ステップ２６３では推定吸収ＮＯX 量ΣＮ
ＯX が上限値ＭＡＸを越えたか否かが判別される。ΣＮ
ＯX ≦ＭＡＸのときには処理サイクルを完了する。これ
に対してΣＮＯX ＞ＭＡＸになるとステップ２６４に進
んでＮＯX 放出フラグがセットされる。ＮＯX 放出フラ
グがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ
２５１からステップ２６５に進み、ＮＯX 吸収剤２６か
らのＮＯX 放出制御が行われる。
ＯX が上限値ＭＡＸを越えたか否かが判別される。ΣＮ
ＯX ≦ＭＡＸのときには処理サイクルを完了する。これ
に対してΣＮＯX ＞ＭＡＸになるとステップ２６４に進
んでＮＯX 放出フラグがセットされる。ＮＯX 放出フラ
グがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ
２５１からステップ２６５に進み、ＮＯX 吸収剤２６か
らのＮＯX 放出制御が行われる。
【００５３】即ち、ステップ２６５では図１０に示され
るＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇ′が算出され、ＥＧＲ制御
弁２０がこの開度Ｇ′まで開弁せしめられる。次いでス
テップ２６６では図１０に示されるスロットル弁１４の
開度Θ′が算出され、スロットル弁１４がこの開度Θ′
まで閉弁せしめられる。次いでステップ２６７ではＥＧ
Ｒ制御弁２０の開弁動作およびスロットル弁１４の閉弁
動作が開始されてから一定時間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２６８に進
む。
るＥＧＲ制御弁２０の開度Ｇ′が算出され、ＥＧＲ制御
弁２０がこの開度Ｇ′まで開弁せしめられる。次いでス
テップ２６６では図１０に示されるスロットル弁１４の
開度Θ′が算出され、スロットル弁１４がこの開度Θ′
まで閉弁せしめられる。次いでステップ２６７ではＥＧ
Ｒ制御弁２０の開弁動作およびスロットル弁１４の閉弁
動作が開始されてから一定時間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２６８に進
む。
【００５４】ステップ２６８では燃料噴射量ＱがΔＱだ
け増量せしめられ、それによって平均空燃比Ａ／Ｆがリ
ッチにされる。次いでステップ２６９では図１４（Ｂ）
から求められたＮＯX 放出量Ｄと平均空燃比（１４．７
・Ｑ／（Ｑ＋ΔＱ））に基き図１４（Ｃ）から求められ
たＮＯX 放出率Ｋとの積Ｋ・Ｄが推定吸収ＮＯX 量ΣＮ
ＯX から減算される。次いでステップ２７０では推定吸
収ＮＯX 量ΣＮＯX が負になったか否かが判別される。
ΣＮＯX ＜０になったら即ちＮＯX 吸収剤２６から全Ｎ
ＯX が放出されるとステップ２７１に進んで推定吸収量
ΣＮＯX が零とされ、次いでステップ２７２に進んでＮ
ＯX 放出フラグがリセットされる。ＮＯ X 放出フラグが
リセットされると次の処理サイクルにおいてＥＧＲ制御
弁２０は開度Ｇまで閉弁せしめられ、スロットル弁１４
は開度Θまで開弁せしめられる。
け増量せしめられ、それによって平均空燃比Ａ／Ｆがリ
ッチにされる。次いでステップ２６９では図１４（Ｂ）
から求められたＮＯX 放出量Ｄと平均空燃比（１４．７
・Ｑ／（Ｑ＋ΔＱ））に基き図１４（Ｃ）から求められ
たＮＯX 放出率Ｋとの積Ｋ・Ｄが推定吸収ＮＯX 量ΣＮ
ＯX から減算される。次いでステップ２７０では推定吸
収ＮＯX 量ΣＮＯX が負になったか否かが判別される。
ΣＮＯX ＜０になったら即ちＮＯX 吸収剤２６から全Ｎ
ＯX が放出されるとステップ２７１に進んで推定吸収量
ΣＮＯX が零とされ、次いでステップ２７２に進んでＮ
ＯX 放出フラグがリセットされる。ＮＯ X 放出フラグが
リセットされると次の処理サイクルにおいてＥＧＲ制御
弁２０は開度Ｇまで閉弁せしめられ、スロットル弁１４
は開度Θまで開弁せしめられる。
【００５５】なお、図８に示される実施例では三元触媒
１７の上流にＮＯX 吸収剤２６が配置されている。この
ように三元触媒１７の上流にＮＯX 吸収剤２６を配置す
るとＮＯX 吸収剤２６からのＮＯX 放出時にＮＯX 吸収
剤２６内において還元しきれなかったＮＯX を三元触媒
１７により還元できるという利点がある。
１７の上流にＮＯX 吸収剤２６が配置されている。この
ように三元触媒１７の上流にＮＯX 吸収剤２６を配置す
るとＮＯX 吸収剤２６からのＮＯX 放出時にＮＯX 吸収
剤２６内において還元しきれなかったＮＯX を三元触媒
１７により還元できるという利点がある。
【００５６】
【発明の効果】筒内噴射式圧縮着火内燃機関の機関出力
を向上することができる。
を向上することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】燃料噴射量、ＥＧＲ制御弁開度およびスロット
ル弁開度を示す図である。
ル弁開度を示す図である。
【図３】燃料噴射量等のマップを示す図である。
【図４】フィードバック補正係数ＦＡＦの変化を示す図
である。
である。
【図５】フィードバック補正係数を制御するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】機関の運転を制御するためのフローチャートで
ある。
ある。
【図７】機関の運転を制御するための別の実施例を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。
【図９】空気過剰率λ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 を
示す図である。
示す図である。
【図１０】ＥＧＲ制御弁とスロットル弁の開度を示す線
図である。
図である。
【図１１】ＥＧＲ制御弁の開度Ｇとスロットル弁の開度
Θのマップを示す図である。
Θのマップを示す図である。
【図１２】空燃比センサの出力を示す線図である。
【図１３】ＮＯX 吸収剤の吸放出作用を説明するための
図である。
図である。
【図１４】ＮＯX 吸収量Ａのマップ等を示す図である。
【図１５】推定吸収ＮＯX 量ΣＮＯX の変化を示すタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図１６】ＮＯX 放出制御を示すタイムチャートであ
る。
る。
【図１７】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
【図１８】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
る。
４…燃料噴射弁 １４…スロットル弁 １７…三元触媒 ２０…ＥＧＲ制御弁 ２２…空燃比センサ ２６…ＮＯX 吸収剤
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０Ｃ ３３０ ３３０Ａ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｇ ３６４ ３６４Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｄ ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ｇ 25/10 25/10 Ａ
Claims (16)
- 【請求項１】 燃料を燃焼室内に噴射してこの噴射燃料
を圧縮着火せしめるようにした内燃機関において、燃焼
室内に噴射される燃料として酸素を含有した燃料を用
い、燃料噴射量を燃焼室内における平均空燃比がほぼ理
論空燃比となるように定めた筒内噴射式圧縮着火内燃機
関。 - 【請求項２】 機関排気通路から機関吸気通路内へ再循
環される再循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス量
制御手段を具備し、機関負荷が低くなるほど再循環排気
ガス量を増大させるようにした請求項１に記載の筒内噴
射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項３】 機関吸気通路内にスロットル弁を配置
し、機関負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さく
するようにした請求項２に記載の筒内噴射式圧縮着火内
燃機関。 - 【請求項４】 機関排気通路内に三元触媒と空燃比セン
サとを配置し、空燃比センサの出力信号に基づいて燃焼
室内における空燃比を理論空燃比にフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段を具備した請求項１
に記載の筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項５】 上記空燃比フィードバック制御手段は燃
料噴射量を制御することによって燃焼室内における空燃
比を理論空燃比にフィードバック制御する請求項４に記
載の筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項６】 機関排気通路から機関吸気通路内へ再循
環される再循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス量
制御手段を具備し、上記空燃比フィードバック制御手段
は再循環排気ガス量を制御することによって燃焼室内に
おける空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する請
求項４に記載の筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項７】 燃料を燃焼室内に噴射してこの噴射燃料
を圧縮着火せしめるようにした内燃機関において、燃焼
室内に噴射される燃料として酸素を含有した燃料を用
い、燃焼室内における平均空燃比がほぼ理論空燃比であ
るか又はリーン空燃比である目標空燃比となるように燃
料噴射量を定めた筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項８】 機関排気通路から機関吸気通路内へ再循
環される再循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス量
制御手段を具備し、機関負荷が低くなるほど再循環排気
ガス量を増大させるようにした請求項７に記載の筒内噴
射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項９】 機関吸気通路内にスロットル弁を配置
し、機関負荷が低くなるほどスロットル弁開度を小さく
するようにした請求項７に記載の筒内噴射式圧縮着火内
燃機関。 - 【請求項１０】 流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにはＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が
理論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯX を放出
するＮＯX 吸収剤と空燃比センサとを機関排気通路内に
配置し、空燃比センサの出力信号に基づいて燃焼室内に
おける空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空
燃比フィードバック制御手段を具備した請求項７に記載
の筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項１１】 上記空燃比フィードバック制御手段は
燃料噴射量を制御することによって燃焼室内における空
燃比を理論空燃比にフィードバック制御する請求項１０
に記載の筒内噴射式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項１２】 機関排気通路内に上記ＮＯX 吸収剤に
加え三元触媒を配置した請求項１０に記載の筒内噴射式
圧縮着火内燃機関。 - 【請求項１３】 上記三元触媒をＮＯX 吸収剤の下流に
配置した請求項１２に記載の筒内噴射式圧縮着火内燃機
関。 - 【請求項１４】 機関排気通路から機関吸気通路内へ再
循環される再循環排気ガス量を制御する再循環排気ガス
量制御手段を具備し、ＮＯX 吸収剤からＮＯ X を放出す
べく燃焼室内における平均空燃比をリーンからリッチに
切換えるときに再循環排気ガス量を増大させる請求項１
０に記載の圧縮着火内燃機関。 - 【請求項１５】 機関吸気通路内にスロットル弁を配置
し、ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく燃焼室内にお
ける平均空燃比をリーンからリッチに切換えるときにス
ロットル弁の開度を小さくする請求項１０に記載の圧縮
着火内燃機関。 - 【請求項１６】 ＮＯX 吸収剤からＮＯX を放出すべく
燃焼室内における平均空燃比をリーンからリッチに切換
えるときに燃料噴射量を増量する請求項１０に記載の圧
縮着火内燃機関。
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