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JP3549779B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境浄化の要求に伴い、自動車の排ガス規制は強化される傾向にあり、特に、ディーゼルエンジン車においては、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）及び煤（パティキュレート）の規制が強化されている。
【０００３】
排ガス中のＮＯｘ及び煤を低減するための従来の方法としては、燃料の噴射時期を早めて着火遅れを長くするようにした希薄予混合圧縮着火方法がある。この方法によれば、噴射終了後の燃料は希薄な混合気を形成するため、燃料の燃焼は低温で行なわれる。従って希薄予混合圧縮着火方法では、排ガス中のＮＯｘや煤を殆ど零近くまで低減させることができる。
【０００４】
又排ガス中のＮＯｘを低減するための従来の他の方法としては、エンジン排ガス（ＥＧＲガス）の一部を吸入空気と共にエンジンへ再循環させるようにしたＥＧＲガス再循環方法がある。この方法によれば、ＥＧＲガスは比較的比熱が高く、多量の熱を吸収することができるので、ＥＧＲガス量が増大するほど、すなわちＥＧＲ率（ＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量））が増大するほど燃焼室内における燃焼温度が低下してＮＯｘの発生量が低減する。従って、ＥＧＲ率を増大すればするほど、ＮＯｘの発生量を低減させることができる。
【０００５】
更に、排ガス中のＮＯｘを抑制するための従来の他の方法としては、ＮＯｘ触媒を使用する方法がある。この方法によれば、ＮＯｘは触媒により分解を促進され、無害のガスになる。
【０００６】
パティキュレートを低減するための従来の方法としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ内蔵のパティキュレート除去装置（ＤＰＦ）やＮＯ２再生型のパティキュレート除去装置（触媒ＤＰＦ）等を使用する方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の各方法のうち、希薄予混合圧縮着火方法にあっては、ディーゼルエンジンが軽負荷〜中負荷の場合には、ＮＯｘや煤を殆どなくすことができるが、早期の燃料噴射によりＨＣが増加し、しかも着火が早いため燃費も悪化する。又、高負荷ではノッキング等の異常燃焼により安定した運転は困難である。
【０００８】
ＥＧＲガス再循環方法の場合には、ＥＧＲ率を上げて行くとそれに従いＮＯｘも低減するが、ＥＧＲ率がある限度を越えると、煤が急に増加し始める。
【０００９】
ＮＯｘ触媒を使用する方法では、ＮＯｘ触媒が十分にその機能を発揮することができず、実用に供するには不十分である。
【００１０】
ＤＰＦや触媒ＤＰＦを使用する方法の場合には、パティキュレートの除去は行うことができてもＮＯｘを低減することはできない。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、軽負荷から高負荷の全負荷域に亘りディーゼルエンジンの如き内燃機関から排出される排ガス中のＮＯｘ及びパティキュレートを確実に低減し得るようにすると共に、燃費をも削減し得るようにした内燃機関を提供することを目的としてなしたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の内燃機関は、機関負荷が軽負荷から中負荷までは、燃焼温度を低減させる手段及び着火遅れを増大させる手段により、機関内の燃料の燃焼を、ＮＯxが生成されるよりも低い温度でしかも煤が生成されるよりも低い当量比で行わせるよう構成し、機関負荷が中負荷から高負荷までは、燃焼温度を低減させる手段により、機関内の燃料の燃焼を、煤が生成されるよりも低い温度で行わせるよう構成したものである。
【００１３】
請求項２の内燃機関は、ターボチャージャのタービン下流側とコンプレッサ上流側を接続して排ガス再循環通路を形成すると共に、タービン下流側の排ガス通路における排ガス再循環通路接続部よりも上流側にパティキュレートを除去する手段を備えたものである。
【００１４】
請求項３の内燃機関は、着火遅れを増大させる手段を、燃料の噴射時期を制御して燃料の噴射時期を早めることのできる制御手段により構成したものである。
【００１５】
請求項４の内燃機関は、燃焼温度を低減させる手段を、排ガス再循環通路を経て機関へ排ガス循環させる排ガス再循環手段により構成したものである。
【００１６】
請求項５の内燃機関は、排ガス再循環通路を経て機関へ循環される排ガスの循環率を機関負荷が軽負荷から中負荷までは約４０％以上とし、機関負荷が中負荷から高負荷までは、約５０％以上とし、機関負荷が高負荷の場合は約５０％以下とするよう構成したものである。
【００１７】
請求項６の内燃機関は、排ガス再循環通路に排ガスを冷却する手段を設けたものである。
【００１８】
請求項７の内燃機関は、機関負荷の増加と共に機関へ吸気を行う吸気弁の閉止時期を、該閉止時期を調整することのできる制御手段により遅延させるよう構成したものである。
【００１９】
本発明においては、機関負荷が軽負荷から高負荷の全負荷域に亘って、負荷に対応した燃焼を行わせることにより、エンジンから排出されるＮＯｘや煤を低減させることができると共に、燃費をも削減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２１】
図１〜図２２は本発明を実施する形態の一例である。
【００２２】
図１に示すようにエンジン本体１の一側面には、吸気を各気筒へ供給するためのインテークマニホールド２が接続され、他側面にはエンジン本体１の各気筒から排気された排ガスを取り込むエキゾーストマニホールド３が接続されている。
【００２３】
インテークマニホールド２には、中途部にインタクーラ４が設けられた吸気管５の一端が接続され、吸気管５の他端には、ターボチャージャのコンプレッサ６が接続されている。又、エキゾーストマニホールド３の排ガス流れ方向下流側には、ターボチャージャのタービン７が接続されている。
【００２４】
コンプレッサ６の入り口側には、絞り弁８が内蔵された吸気管９が接続され、タービン７の出口側には、中途部にＤＰＦや触媒ＤＰＦ等のパティキュレート除去装置１０を備えた排ガス管１１が接続されている。
【００２５】
排ガス管１１のパティキュレート除去装置１０接続部よりも排ガス流れ方向下流側と吸気管９の絞り弁８よりも吸気流れ方向下流側とは、中途部にＥＧＲクーラ１２を備えたＥＧＲ管１３が接続されており、ＥＧＲ管１３のＥＧＲクーラ１２接続部よりも排ガス（ＥＧＲガス）流れ方向下流側には、ＥＧＲガス流れ方向上流側から下流側へ向けて、順次絞り弁１４及び制御弁１５が接続されている。制御弁１５はＥＧＲ率の制御を行わない場合にＥＧＲ管１３にＥＧＲガスが流れないようＥＧＲ管１３を完全に遮断するためのものである。
【００２６】
ＥＧＲ管１３を排ガス管１１及び吸気管９に接続するのは、ロープレッシャループのＥＧＲシステムを用いて大量のＥＧＲガスをＥＧＲ管１３へ導入し得るようにするためである。すなわち、ＥＧＲ管１３の排ガス管１１接続側の圧力（正圧）は、ＥＧＲ管１３の吸気管９接続側の圧力（負圧）よりも高いため、排ガスは容易にＥＧＲ管１３内を流れるようにすることができる。
【００２７】
なお、ハイプレッシャループのＥＧＲシステムの場合には、ＥＧＲ管をエキゾーストマニホールド３とインテークマニホールド２とに接続し、排ガスをエキゾーストマニホールド３からインテークマニホールド２側へ流通させるようにするが、エキゾーストマニホールド３側の圧力はインテークマニホールド２側の圧力より必ずしも高くないため、排ガスはエキゾーストマニホールド３からインテークマニホールド２側へ大量に流れ難く、従って、低圧側から高圧側へ排ガスの一部を流すため、ブロワ等を設ける必要がある。
【００２８】
排ガス管１１のＥＧＲ管１３接続部よりタービン７側にパティキュレート除去装置１０を設けるのは、コンプレッサ６やインタクーラ４がパティキュレート（煤）により汚染されないようにするためである。
【００２９】
各気筒の燃焼室へ燃料を噴射するための噴射ノズル１６には、燃料供給管１７の一端が接続され、燃料供給管１７の他端には、フィードポンプ１８から加圧ポンプ１９を介して送給された燃料を蓄圧するためのコモンレール２０が接続されている。而して、フィードポンプ１８及び加圧ポンプ１９はエンジン出力の一部によって駆動されるようになっている。
【００３０】
吸気管９のＥＧＲ管１３接続部よりもコンプレッサ６側には酸素濃度センサ２１が、又、排ガス管１１のＥＧＲ管１３接続部よりも排ガス流れ方向下流側には、空気過剰率センサ２２が、更には、ＥＧＲ管１３のＥＧＲクーラ１２接続部よりもＥＧＲガス流れ方向下流側にはＥＧＲガス温度センサ２３が、夫々接続されており、酸素濃度センサ２１で検出した吸気管９内の吸気の酸素濃度Ｏ２及び空気過剰率センサ２２で検出した排ガス管１１内の排ガスの空気過剰率λ並びにＥＧＲガス温度センサ２３で検出したＥＧＲ管１３内のＥＧＲガスの温度Ｔは、夫々電気信号として電子制御装置２４へ入力し得るようになっている。
【００３１】
又、エンジン本体１にはエンジン回転数センサ２５及びクランク軸角度センサ２６が備えられており、エンジン回転数センサ２５で検出したエンジン回転数Ｎｅ及びクランク軸角度センサ２６で検出したクランク軸角度θは、電子制御装置２４へ入力し得るようになっている。
【００３２】
更に、エンジン負荷を検出するために、アクセル開度センサ２７が設けられており、アクセル開度センサ２７で検出したアクセル開度Ａｃｃは電子制御装置２４へ入力し得るようになっている。
【００３３】
更に又、コモンレール２０には圧力検出器２８が取り付けられており、圧力検出器２８で検出したコモンレール２０内の燃料の圧力Ｐは電子制御装置２４へ入力し得るようになっている。
【００３４】
電子制御装置２４では、入力された各信号が処理されて絞り弁８の駆動装置２９に絞り角度指令Ｖ１を、又絞り弁１４の駆動装置３０に絞り角度指令Ｖ２を、夫々与え得るようになっていると共に、制御弁１５及びＥＧＲクーラ１２へ冷却水を送給する冷水管３１に設けた制御弁３２へ弁開度指令Ｖ３，Ｖ４を与え得るようになっている。
【００３５】
又、電子制御装置２４からは、噴射ノズル１６の弁開閉用のソレノイドコイルへオン指令Ｖ５を与え得るようになっていると共に加圧ポンプ１９の圧力制御弁３３におけるソレノイドコイルに弁開度指令Ｖ６を与え得るようになっており、ターボチャージャにおけるタービン７の羽根を開閉する駆動装置３４へ羽根開度指令Ｖ７を与え得るようになっている。
【００３６】
電子制御装置２４には、検出されたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃに基づき、装備されている各機器を制御するための各種のマップがインプットされており、その例は図２〜図７に示されている。
【００３７】
而して、図２は噴射ノズル１６から噴射する燃料噴射量を決定するためのマップで、各線Ｑ１，Ｑ２・・・Ｑｎは、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でも燃料噴射量が同一の線図を表わしており、Ｑ１，Ｑ２・・・からＱｎに向かうに従い燃料噴射量は多くなる。
【００３８】
図３は噴射ノズル１６から燃料を噴射する時期を決定するためのマップで、各線ｔｉ１，ｔｉ２，・・・ｔｉｎは、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でも噴射時期が同一の線図を表わしており、ｔｉ１，ｔｉ２・・・からｔｉｎに向かうに従い噴射時期は速くなる。
【００３９】
図４は絞り弁８の開度を決定するためのマップで、各線λ１，λ２・・・λｎは、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でも空気過剰率が同一の線図を表わしており、λ１，λ２・・・からλｎに向かうに従い空気過剰率λは小さくなり、絞り弁８の開度は小さくなる。
【００４０】
図５は絞り弁１４の開度を決定するためのマップで、各線ＥＧＲ１，ＥＧＲ２・・・ＥＧＲｎは、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でもＥＧＲ率が同一の線図を表わしており、ＥＧＲ１、ＥＧＲ２・・・からＥＧＲｎに向かうに従いＥＧＲ率は小さくなり、絞り弁１４の開度は小さくなる。
【００４１】
図６はエンジンの各気筒へ吸気を行うための吸気弁を開く時期を決定するマップで、各線ｔｓ１，ｔｓ２・・・ｔｓｎは、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でも吸気弁開時期が同一の線図を表わしており、ｔｓ１，ｔｓ２・・・からｔｓｎに向かうに従い吸気弁開時期は早くなる。
【００４２】
図７は吸気弁を閉じる時期を決定するマップで、各線ｔｅ１，ｔｅ２・・・ｔｅ３は、アクセル開度Ａｃｃやエンジン回転数Ｎｅが異なる場合でも吸気弁閉止時期が同一の線図を表わしており、ｔｅ１，ｔｅ２・・・からｔｅｎに向かうに従い吸気弁閉止時期は早くなる。
【００４３】
各機器を制御するために電子制御装置２４に設定されるマップとしては、上述の例の他に、ターボチャージャのタービン７の羽根の開度（ＶＧＴ開度）、コモンレール２０の圧力等種々のものがある。
【００４４】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００４５】
上述のエンジンにおいては、吸気管９に吸引された新気は、ＥＧＲ管１３からのＥＧＲガスと混合した吸気としてターボチャージャのコンプレッサ６に吸引され、コンプレッサ６より圧縮されて吸気管５へ導入され、インタクーラ４で冷却されたうえインテークマニホールド２からエンジン本体１の各気筒へ導入される。
【００４６】
又、コモンレール２０からの燃料は噴射ノズル１６から各気筒の燃焼室へ噴射され吸気と混合して急激に燃焼し、このときに生じる力によりエンジンの駆動が行われる。
【００４７】
各気筒から排出された排ガスは、エキゾーストマニホールド３からターボチャージャのタービン７に導入され、タービン７を介してコンプレッサ６を駆動し、タービン７から排ガス管１１を介してパティキュレート除去装置１０へ供給される。
【００４８】
而して、パティキュレート除去装置１０へ導入された排ガス中のパティキュレートはパティキュレート除去装置１０で除去され、パティキュレートの除去された排ガスは排ガス管１１を通って後工程へ送られる。この際、排ガスの一部は、ＥＧＲ管１３へ導入され、ＥＧＲガスとしてＥＧＲクーラ１２で所定の温度に冷却され、ＥＧＲ管１３から吸気管９へ導入されて排ガス再循環（ＥＧＲ制御）が行なわれる。
【００４９】
従って、上述の運転を行うことにより、ＮＯｘ及び煤の低減を図ることができる。
【００５０】
次に、ＥＧＲ制御を行う場合のエンジン運転の全体的な概要を図８をも参照しつつ説明する。
【００５１】
エンジンの運転時には、アクセル開度センサ２７で検出されたアクセル開度Ａｃｃ、エンジン回転数センサ２５で検出されたエンジン回転数Ｎｅ、クランク軸角度センサ２６で検出されたクランク軸角度θ、酸素濃度センサ２１で検出した酸素濃度Ｏ２、空気過剰率センサ２２で検出された空気過剰率λ、ＥＧＲガス温度センサ２３で検出されたＥＧＲガスの温度Ｔ等のデータが電気信号として電子制御装置２４へ入力され、電子制御装置２４では、予め入力されている各種のマップを基としてデータの処理が行われ、各指令Ｖ１〜Ｖ７等が出力される。
【００５２】
すなわち、電子制御装置２４では、入力されたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃを基として、予め設定された各マップから、噴射ノズル１６の噴射量、噴射時期、コモンレール２０内の燃料の圧力、各気筒へ導入される吸気の空気過剰率、ＥＧＲクーラ１２出口のＥＧＲガスの温度の各目標値が読み込まれ、これらの目標値を基として噴射ノズル１６における弁を開閉するためのソレノイドコイルへオン指令Ｖ５が与えられて噴射ノズル１６の噴射量、噴射時期が目標値になるよう制御されると共に、加圧ポンプ１９の圧力制御弁３３に弁開度指令Ｖ６が与えられてコモンレール２０内に蓄圧される燃料の圧力が目標値になるよう制御される。
【００５３】
又、続いて電子制御装置２４では、所定のマップからターボチャージャにおけるタービン７のＶＧＴ開度、ＥＧＲクーラ１２の制御弁３２の開度、ＥＧＲ管１３の制御弁１５の開度（全開又は全閉）、ＥＧＲ管１３の絞り弁１４の絞り角度、吸気管９の絞り弁８の絞り角度等の各目標値が読み込まれ、これらの目標値を基として、駆動装置３４には羽根開度指令Ｖ７が与えられてタービン７のＶＧＴ開度が目標値となるよう制御が行われると共に、ＥＧＲクーラ１２の制御弁３２へは弁開度指令Ｖ４が与えられて制御弁３２の開度が目標値となるよう制御が行われ、制御弁１５には弁開度指令Ｖ３が与えられて制御弁１５の開度（全開又は全閉）が目標値となるよう制御が行なわれ、駆動装置３０には絞り角度指令Ｖ２が与えられて絞り弁１４の絞り角度が目標値となるよう制御が行なわれ、駆動装置２９には絞り角度指令Ｖ１が与えられて絞り弁８の絞り角度が目標値となるよう制御が行われる。
【００５４】
更に、空気過剰率センサ２２で検出した空気過剰率λの実測値が目標値と一致するか否か、空気過剰率センサ２２で検出した空気過剰率λ及び酸素濃度センサ２１で検出した酸素濃度Ｏ２を基として求めた実測のＥＧＲ率が目標値と一致するか否か、ＥＧＲガス温度センサ２３で検出したＥＧＲガスの温度Ｔが目標値と一致するか否かが判断され、実測値と目標値が一致する場合には、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃを基とした各種のマップの読み込みに戻る。
【００５５】
しかし、実測値と目標値が一致しない場合には、タービン７のＶＧＴ開度、ＥＧＲクーラ１２の制御弁３２の開度、ＥＧＲ管１３の制御弁１５の開度、ＥＧＲ管１３の絞り弁１４の絞り角度、吸気管９の絞り弁８の絞り角度の各目標値が修正され、ＶＧＴ開度、制御弁３２の開度、制御弁１５の開度、絞り弁１４，８の絞り角度が目標値になるよう制御が行われる。
【００５６】
続いて、エンジンの軽負荷から高負荷に亘る全負荷域において、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＮＯｘ及び煤を確実に低減させると共に燃費をも低減させる場合の制御の仕方について、図９〜図２２をも参照して具体的に説明する。
【００５７】
Ｉ）軽負荷から中負荷までの場合
この場合には、噴射ノズル１６から燃料の噴射を開始する時期を図９の位置Ｘに示す如く１０〜３０ＢＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）とし、空気過剰率λを１．２〜２と大きくし、ＥＧＲ率を４０〜６０％と低くするよう制御を行う。このため、図１０に示す如く着火遅れＤが増大し、燃料の噴射は着火遅れＤの間に完了させる。このようにすると、噴射終了後の燃料は希薄な混合気を形成して低温で燃焼（希薄予混合圧縮着火）するため、ＮＯｘ及び煤が排出されることはない。筒内圧は図１１に示す如くになる。
【００５８】
ＩＩ）中負荷から高負荷までの場合
この場合には、噴射ノズル１６から燃料の噴射を開始する時期を図１２に示す如く０〜１０ＢＴＤＣとし、空気過剰率λを１．０〜１．２と低くし、ＥＧＲ率を５０〜７０％と高くするよう制御を行う。このため、図１３に示す如く膨張工程で低温の燃焼が行なわれ、ＮＯｘ及び煤が排出されることはない。筒内圧は図１４に示す如くになる。
【００５９】
燃料噴射時期と燃費及び発生する煤との関係を表わすグラフは図１８に示され、このグラフから、燃費を低減させるように燃料噴射時期を選定すると、パティキュレートが発生することが分かる。しかし、パティキュレートはパティキュレート除去装置１０により捕集されるため、パティキュレートが大気中に排出されることはない。
【００６０】
ＩＩＩ）高負荷の場合
この場合には、噴射ノズル１６から燃料の噴射を開始する時期を図１５に示す如く０〜２０ＢＴＤＣとし、空気過剰率λを１．５〜２と大きくし、ＥＧＲ率を０〜５０％と低くするような通常のディーゼル燃焼を行うよう制御を行う。この場合の燃焼状態は図１６に示す如くになり、筒内圧は図１７に示す如くになる。又、この条件では発生するＮＯｘやパティキュレートの量は零にはできないが、パティキュレートはパティキュレート除去装置１０により捕集される。
【００６１】
上述のＩ）、ＩＩ）、ＩＩＩ）のように燃焼制御した場合の各負荷における当量比（空気過剰率λの逆数）と絶対温度との関係は図１９のグラフに示されており、イは軽負荷から中負荷までの燃焼の領域、ロは中負荷から高負荷までの燃焼の領域、ハは高負荷の燃焼領域を示す。而して、図１９のグラフから軽負荷、中負荷においては、ＮＯｘ及び煤の発生を殆ど零にすることができるが、高負荷においては、条件によっては若干ＮＯｘ及び煤が発生することが分かる。
【００６２】
上述の燃焼制御を行う際の各気筒における排気弁リフト及び吸気弁リフトを制御する場合の状態は、図２０〜図２２に実線で示されている。而して、図２０は低速軽負荷の場合の排気弁リフト及び吸気弁リフトの状態を示し、図２１は低速中〜高負荷の場合の排気弁リフト及び吸気弁リフトの状態を示し、図２２は高速高負荷の場合の排気弁リフト及び吸気弁リフトの状態を示している。
【００６３】
而して、図２１の低速高負荷の場合には、吸気弁が閉止するタイミングは、低速軽負荷の場合に比べてｔ１秒だけ早くし、又、図２２の高速高負荷の場合には、吸気弁が開くタイミングはｔ２秒だけ早く、閉止するタイミングはｔ３秒だけ早くする。これらのタイミングは図１に示す電子制御装置２４からの指令により行う。
【００６４】
尚、本発明の内燃機関は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、着火遅れを増大するための手段としては、ピストンの圧縮比を変更しても、或いは燃焼室や噴射ノズルの形状、構造を適宜変更するようにしても可能である。又、大量のＥＧＲガスを再循環させるための手段としては、ＥＧＲポンプを使用するようにしても良い。更に、熱発生がＴＤＣ近傍になるよう制御を行うためには、噴射ノズルを多段としたり、噴射時期のタイミングを制御したり、ＥＧＲ率を制御するようにしても良い。
【００６５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜７記載の内燃機関によれば、軽負荷から高負荷の全負荷域において、エンジンから排出されるＮＯｘ及び煤を低減させることができると共に、燃費を削減させることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の実施の形態の一例を示す制御系統ブロック図である。
【図２】図１の電子制御装置に入力する噴射ノズルの噴射量マップの一例を示すグラフである。
【図３】図１の電子制御装置に入力する噴射ノズルの噴射時期マップの一例を示すグラフである。
【図４】図１の電子制御装置に入力する空気過剰率マップの一例を示すグラフである。
【図５】図１の電子制御装置に入力するＥＧＲ率マップの一例を示すグラフである。
【図６】図１の電子制御装置に入力する吸気弁開時期マップの一例を示すグラフである。
【図７】図１の電子制御装置に入力する吸気弁閉止時期マップの一例を示すグラフである。
【図８】図１に示す制御系統ブロック図により各機器の制御を行う場合の手順を示すフロー図である。
【図９】エンジン負荷が軽負荷の場合の燃料噴射時期を示すグラフである。
【図１０】エンジン負荷が軽負荷の場合の熱発生率を示すグラフである。
【図１１】エンジン負荷が軽負荷の場合の筒内圧を示すグラフである。
【図１２】エンジン負荷が中負荷の場合の燃料噴射時期を示すグラフである。
【図１３】エンジン負荷が中負荷の場合の熱発生率を示すグラフである。
【図１４】エンジン負荷が中負荷の場合の筒内圧を示すグラフである。
【図１５】エンジン負荷が高負荷の場合の燃料噴射時期を示すグラフである。
【図１６】エンジン負荷が高負荷の場合の熱発生率を示すグラフである。
【図１７】エンジン負荷が高負荷の場合の筒内圧を示すグラフである。
【図１８】燃料噴射時期と燃費及び煤の量との関係を示すグラフである。
【図１９】本発明の内燃機関において燃焼制御を行った場合の燃焼室内における絶対温度と吸気の当量比を示すグラフである。
【図２０】本発明の内燃機関において、低速軽負荷時に排気弁と吸気弁が開閉する状態を示すグラフである。
【図２１】本発明の内燃機関において、低速高負荷時に排気弁と吸気弁が開閉する状態を示すグラフである。
【図２２】本発明の内燃機関において、高速高負荷時に排気弁と吸気弁が開閉する状態を示すグラフである。
【符号の説明】
６ コンプレッサ
７ タービン
１０ パティキュレート除去装置（パティキュレートを除去する手段）
１１ 排ガス管（排ガス通路）
１２ ＥＧＲクーラ（冷却する手段）
１３ ＥＧＲ管（排ガス再循環通路）
２４ 電子制御装置（制御手段）

Claims (7)

  1. 機関負荷が軽負荷から中負荷までは、燃焼温度を低減させる手段及び着火遅れを増大させる手段により、機関内の燃料の燃焼を、ＮＯxが生成されるよりも低い温度でしかも煤が生成されるよりも低い当量比で行わせるよう構成し、機関負荷が中負荷から高負荷までは、燃焼温度を低減させる手段により、機関内の燃料の燃焼を、煤が生成されるよりも低い温度で行わせるよう構成したことを特徴とする内燃機関。
  2. ターボチャージャのタービン下流側とコンプレッサ上流側を接続して排ガス再循環通路を形成すると共に、タービン下流側の排ガス通路における排ガス再循環通路接続部よりも上流側にパティキュレートを除去する手段を備えた請求項１記載の内燃機関。
  3. 着火遅れを増大させる手段を、燃料の噴射時期を制御して燃料の噴射時期を早めることのできる制御手段により構成した請求項１記載の内燃機関。
  4. 燃焼温度を低減させる手段を、排ガス再循環通路を経て機関へ排ガス循環させる排ガス再循環手段により構成した請求項２記載の内燃機関。
  5. 排ガス再循環通路を経て機関へ循環される排ガスの循環率を機関負荷が軽負荷から中負荷までは約４０％以上とし、機関負荷が中負荷から高負荷までは、約５０％以上とし、機関負荷が高負荷の場合は約５０％以下とするよう構成した請求項２記載の内燃機関。
  6. 排ガス再循環通路に排ガスを冷却する手段を設けた請求項２記載の内燃機関。
  7. 機関負荷の増加と共に機関へ吸気を行う吸気弁の閉止時期を、該閉止時期を調整することのできる制御手段により遅延させるよう構成した請求項１記載の内燃機関。
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