JP2000320371A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JP2000320371A JP11128686A JP12868699A JP2000320371A JP 2000320371 A JP2000320371 A JP 2000320371A JP 11128686 A JP11128686 A JP 11128686A JP 12868699 A JP12868699 A JP 12868699A JP 2000320371 A JP2000320371 A JP 2000320371A
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exhaust
exhaust gas
fuel
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Naoto Suzuki
直人 鈴木
Hiroshi Tanaka
比呂志 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流入排気平均空燃比をその目標値に維持しつ
つＮＯX 吸収剤を加熱する。 【解決手段】 第１及び第２の気筒群１ａ，１ｂを合流
排気管１１を介しＮＯX吸収剤１２に接続する。第１及
び第２の気筒群の排気の空燃比の目標値をそれぞれリッ
チ及びリーンに設定すると共に、ＮＯX 吸収剤１２への
流入排気平均空燃比がわずかばかりリッチになるように
第１及び第２の気筒群の排気の空燃比の目標値を設定す
る。第１の気筒群１ａの排気中のＨＣと第２の気筒群１
ｂの排気中の酸素とをＮＯX 吸収剤１２内で反応させ、
ＮＯX 吸収剤１２を加熱してＮＯX吸収剤１２からＳＯ
X を放出させる。ＮＯX 吸収剤１２下流に配置された空
燃比センサ３０の出力信号に基づいて流入排気平均空燃
比がその目標値になるように第１及び第２の気筒群の燃
料噴射量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の空燃比制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気通路内の或る位置よりも上流の排気
通路内、燃焼室内、及び吸気通路内に供給された全燃料
量及び全還元剤量に対する全空気量の比をその位置を流
通する排気の空燃比と称すると、従来より、リーン混合
気を燃焼せしめるようにした内燃機関において、流入す
る排気の空燃比がリーンのときにＮＯX を吸収し、流入
する排気中の酸素濃度が低くなると吸収しているＮＯX
を放出するＮＯX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、Ｎ
ＯX 吸収剤内に流入する排気の空燃比を一時的にリッチ
にしてＮＯX 吸収剤から吸収されているＮＯX を放出さ
せると共に放出されたＮＯX を還元するようにした内燃
機関が知られている。
【０００３】ところが燃料及び機関の潤滑油内にはイオ
ウ分が含まれているので排気中にはイオウ分例えばＳＯ
X が含まれており、このＳＯX も例えばＳＯ4 2- の形で
ＮＯ X と共にＮＯX 吸収剤に吸収される。しかしながら
このＳＯX はＮＯX 吸収剤に流入する排気の空燃比をた
だ単にリッチにしてもＮＯX 吸収剤から放出されず、従
ってＮＯX 吸収剤内のＳＯX の量は次第に増大すること
になる。ところがＮＯ X 吸収剤内のＳＯX の量が増大す
るとＮＯX 吸収剤が吸収しうるＮＯX の量が次第に低下
し、ついにはＮＯX 吸収剤がＮＯX をほとんど吸収でき
なくなる。
【０００４】ところが、ＮＯX 吸収剤の温度が高いとき
にＮＯX 吸収剤内に流入する排気中の酸素濃度を低くす
ると吸収されているＳＯX が例えばＳＯ2 の形で放出さ
れる。そこで、従来より、ＮＯX 吸収剤を加熱しつつＮ
ＯX 吸収剤内に流入する排気の空燃比を一時的にリッチ
又は理論空燃比にしてＮＯX 吸収剤からＳＯX を放出さ
せるようにした排気浄化装置が知られている。
【０００５】一方、ＮＯX 吸収剤に流入する排気中に多
量の酸素と多量のＨＣとが同時に含まれていると、これ
ら酸素及びＨＣがＮＯX 吸収剤において反応するために
この反応熱でもってＮＯX 吸収剤を加熱することができ
る。そこで、複数の気筒を第１の気筒群と第２の気筒群
とに分割し、第１の気筒群で燃焼せしめられる混合気の
空燃比をリッチにして多量のＨＣが含まれる排気を形成
し、第２の気筒群で燃焼せしめられる混合気の空燃比を
リーンにして多量の酸素が含まれる排気を形成し、これ
ら排気を同時にＮＯX 吸収剤に導入してＮＯX 吸収剤を
加熱すると共に、ＮＯX 吸収剤に流入する排気の平均空
燃比である流入排気平均空燃比をリッチ又は理論空燃比
にしてＮＯX 吸収剤からＳＯX を放出させるようにした
排気浄化装置が公知である（特開平８−６１０５２号公
報参照）。
【０００６】ＮＯX 吸収剤に流入する酸素及びＨＣをＮ
ＯX 吸収剤の加熱のために有効に利用するためには流入
排気平均空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに
維持する必要がある。そこでこの排気浄化装置では、Ｎ
ＯX 吸収剤上流の排気通路内に流入排気平均空燃比を検
出する空燃比センサを設け、この空燃比センサの出力信
号に基づいて流入排気平均空燃比がその目標値例えば理
論空燃比になるように第１及び第２の気筒群の燃料噴射
量を制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の排気
浄化装置では空燃比センサがＮＯX 吸収剤上流の排気通
路内に配置されているためにこの空燃比センサには多量
のＨＣが接触し、その結果多量の水素Ｈ2 が発生して空
燃比センサが多量のＨ2 により覆われる恐れがある。こ
のように空燃比センサがＨ2 により覆われると、排気中
の酸素が空燃比センサに接触しにくくなるので空燃比セ
ンサは流入排気平均空燃比がリッチであると誤検出し、
この検出結果に基づいて第１及び第２の気筒群の燃料噴
射量を制御すると流入排気平均空燃比がリーン側に誤補
正されるという問題点がある。
【０００８】従って本発明の目的は流入排気平均空燃比
をその目標値に維持しつつ排気浄化触媒を加熱すること
ができる内燃機関の空燃比制御を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、複数の気筒が第１の気筒群と
第２の気筒群とに分割されると共にこれら第１及び第２
の気筒群が共通の合流排気通路に接続されており、合流
排気通路内に排気浄化触媒が配置されている内燃機関に
おいて、排気浄化触媒に流入する排気の平均空燃比であ
る流入排気平均空燃比の目標値を設定する流入排気平均
空燃比目標値設定手段と、第１の気筒群の排気の空燃比
の目標値を流入排気平均空燃比の目標値よりもリッチに
設定しかつ第２の気筒群の排気の空燃比の目標値を流入
排気平均空燃比の目標値よりもリーンに設定すると共
に、第１及び第２の気筒群の排気の空燃比がそれぞれ対
応する目標値のときに流入排気平均空燃比がこの流入排
気平均空燃比の目標値となるように第１及び第２の気筒
群の排気の空燃比の目標値を設定する気筒群排気空燃比
目標値設定手段と、第１及び第２の気筒群の排気の空燃
比がそれぞれ対応する目標値となるように第１及び第２
の気筒群の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段
と、排気浄化触媒下流の合流排気通路内に配置された空
燃比センサと、空燃比センサの出力信号に基づいて流入
排気平均空燃比がこの流入排気平均空燃比の目標値とな
るように第１及び第２の気筒群の燃料噴射量を補正する
第１の補正手段とを具備している。すなわち１番目の発
明では、空燃比センサが排気浄化触媒下流の排気通路内
に配置されるので空燃比センサに多量のＨＣが接触する
のが阻止され、従って流入排気平均空燃比が誤補正され
るのが阻止され、斯くして流入排気平均空燃比がその目
標値に制御される。
【００１０】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、前記排気浄化触媒を、流入する排気の空燃比
が理論空燃比よりもリーンのときにＮＯX を吸収し、流
入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収しているＮＯ
X を放出するＮＯX 吸収剤から形成し、流入排気平均空
燃比の目標値を理論空燃比よりもわずかばかりリッチに
設定している。すなわち２番目の発明では、ＮＯX 吸収
剤からＳＯX を放出すべきときに第１の補正手段による
燃料噴射量補正が行われる。
【００１１】また、３番目の発明によれば２番目の発明
において、第１及び第２の気筒群の排気の空燃比の目標
値をそれぞれ理論空燃比に設定する手段と、前記空燃比
センサの出力信号に基づいて第１及び第２の気筒群の排
気の空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック補
正作用でもって第１及び第２の気筒群の燃料噴射量を補
正する第２の補正手段とを具備し、前記第１の補正手段
はフィードバック補正作用でもって第１及び第２の気筒
群の燃料噴射量を補正し、第１の補正手段のフィードバ
ックゲインの絶対値を第２の補正手段のフィードバック
ゲインの絶対値よりも小さく設定している。すなわち、
詳細には後述するが、ＮＯX 吸収剤からＳＯX が放出さ
れている間はＮＯX 吸収剤から排出される排気の空燃比
は概ね理論空燃比に維持されると考えられている。この
ため、検出排気空燃比が理論空燃比ということで、流入
排気平均空燃比をわずかばかりリッチにすべく第１の気
筒群及び第２の気筒群の燃料噴射量を増量補正すると、
流入排気平均空燃比が過度にリッチになる恐れがある。
そこで３番目の発明では、第１の補正手段のフィードバ
ックゲインの絶対値を小さく設定して第１及び第２の気
筒群の燃料噴射量の補正速度が小さくなるようにし、そ
れにより流入排気平均空燃比が過補正されるのを阻止す
るようにしている。
【００１２】また、４番目の発明によれば１番目の発明
において、前記空燃比センサを、排気の空燃比が予め定
められた基準空燃比よりもリッチであるかリーンである
かを検出するセンサから形成し、空燃比センサにより検
出された排気の空燃比である検出排気空燃比が基準空燃
比よりもリーンのときには第１及び第２の気筒群の燃料
噴射量を増量補正し、検出排気空燃比が基準空燃比より
もリッチのときには第１及び第２の気筒群の燃料噴射量
の増量補正を禁止するようにしている。すなわち４番目
の発明では、流入排気平均空燃比が空燃比センサの基準
空燃比よりもリッチに維持される。
【００１３】また、５番目の発明によれば４番目の発明
において、検出排気空燃比が基準空燃比よりもリッチか
らリーンに切り替わってから予め定められた第１の設定
時間だけ経過した後に第１及び第２の気筒群の燃料噴射
量の増量補正を開始するようにしている。すなわち５番
目の発明では、検出排気空燃比が一時的に基準空燃比よ
りもリーンに切り替わったときに増量補正が開始される
のが阻止され、従って安定した制御性が確保される。
【００１４】また、６番目の発明によれば５番目の発明
において、検出排気空燃比が基準空燃比よりもリーンか
らリッチに切り替わってから前記第１の設定時間よりも
長く定められた第２の設定時間だけ経過した後に第１及
び第２の気筒群の燃料噴射量の増量補正を禁止するよう
にしている。すなわち、ＮＯX 吸収剤から流出した排気
の空燃比が基準空燃比よりもリーンからリッチに切り替
わったときに検出排気空燃比が安定するまでに要する時
間はＮＯX 吸収剤から流出した排気の空燃比が基準空燃
比よりもリッチからリーンに切り替わったときに比べて
長い。そこで６番目の発明では、第２の設定時間を第１
の設定時間よりも長く定め、検出排気空燃比が基準空燃
比よりもリーンからリッチに切り替わってから第２の設
定時間だけ経過した後に燃料噴射量の増量補正を停止す
るようにしている。
【００１５】また、７番目の発明によれば４番目の発明
において、検出排気空燃比が基準空燃比よりもリッチの
ときに第１及び第２の気筒群の燃料噴射量の補正作用を
停止するようにしている。すなわち７番目の発明では、
検出排気空燃比が基準空燃比よりもリッチのときには燃
料噴射量の増量補正も減量補正も行われないので流入排
気平均空燃比が過度にリーン側に補正されるのが阻止さ
れる。
【００１６】なお、本明細書においてリッチ及びリーン
という語は特に断りのない限り理論空燃比を基準として
用いられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、機関本体１は
複数例えば四つの気筒を具備する。各気筒は対応する吸
気枝管２を介してサージタンク３に接続され、サージタ
ンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に接続さ
れる。吸気ダクト４内にはスロットル弁６が配置され
る。また、各気筒には筒内に燃料を直接噴射する燃料噴
射弁７が取り付けられる。一方、機関本体１の気筒は１
番気筒＃１及び４番気筒＃４からなる第１の気筒群１ａ
と、２番気筒＃２及び３番気筒＃３からなる第２の気筒
群１ｂとに分割されている。機関本体１の排気行程順序
は＃１−＃３−＃４−＃２であるので機関の気筒が第１
の気筒群と、第１の気筒群と排気行程が重ならない第２
の気筒群とに分割されていることになる。第１の気筒群
１ａは排気マニホルド８ａを介して始動時触媒９ａを収
容したケーシング１０ａに接続され、第２の気筒群１ｂ
は排気マニホルド８ｂを介して始動時触媒９ｂを収容し
たケーシング１０ｂに接続される。これらケーシング１
０ａ，１０ｂは共通の合流排気管１１を介してＮＯX 吸
収剤１２を収容したケーシング１３に接続され、ケーシ
ング１３は排気管１４に接続される。
【００１８】電子制御ユニット２０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス２１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）２４、常時電力が供給されているＢ−ＲＡＭ（バ
ックアップＲＡＭ）２５、入力ポート２６及び出力ポー
ト２７を具備する。サージタンク３にはサージタンク３
内の絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ２
８が取り付けられ、合流排気管１１の集合部にはＮＯX
吸収剤１２に流入する排気の温度に比例した出力電圧を
発生する温度センサ２９が取り付けられ、ＮＯX 吸収剤
１２下流の排気管１４にはＮＯX 吸収剤１２から排出さ
れた排気の空燃比を表す出力電圧を発生する空燃比セン
サ３０が取り付けられる。温度センサ２９により検出さ
れる排気温度はＮＯX 吸収剤１２の温度ＴＮＡを表して
いる。これらセンサ２８，２９，３０の出力電圧はそれ
ぞれ対応するＡＤ変換器３１を介して入力ポート２６に
入力される。ＣＰＵ２４では圧力センサ２８の出力電圧
に基づいて吸入空気量Ｑが算出される。また、入力ポー
ト２６には機関回転数Ｎを表す出力パルスを発生する回
転数センサ３２が接続される。一方、出力ポート２７は
対応する駆動回路３３を介して燃料噴射弁７及び点火栓
（図示しない）に接続される。従って、燃料噴射弁７及
び点火栓は電子制御ユニット２０の出力信号に基づいて
制御されることになる。
【００１９】図２は気筒から排出される排気中の代表的
な成分の濃度を概略的に示している。図２からわかるよ
うに、気筒から排出される排気中の未燃ＨＣ，ＣＯの量
は気筒で燃料せしめられる混合気の空燃比がリッチにな
るほど増大し、気筒から排出される排気中の酸素Ｏ2 の
量は気筒で燃料せしめられる混合気の空燃比がリーンに
なるほど増大する。
【００２０】始動時触媒９ａ，９ｂはＮＯX 吸収剤１２
が活性化していない機関始動時に排気を浄化するための
ものであり、例えばアルミナ担体上に白金Ｐｔのような
貴金属が担持された三元触媒から形成される。一方、Ｎ
ＯX 吸収剤１２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Ｌ
ｉ，セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢ
ａ，カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬ
ａ，イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なく
とも一つと、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲ
ｈ、イリジウムＩｒのような貴金属とが担持されてい
る。このＮＯX 吸収剤１２は流入する排気の平均空燃比
すなわち流入排気平均空燃比がリーンのときにはＮＯX
を吸収し、流入する排気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、ＮＯX 吸収剤１２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平均空燃比は各気筒
に供給される全燃料量に対する全空気量の比に一致す
る。
【００２１】上述のＮＯX 吸収剤１２を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯX 吸収剤１２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３（Ａ），３（Ｂ）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及びバリウム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。
【００２２】すなわち、流入排気平均空燃比が理論空燃
比よりもかなりリーンになると流入する排気中の酸素濃
度が大巾に増大し、図３（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、流入する排気中のＮＯは白金Ｐｔの表面上
でＯ2 - 又はＯ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ
2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金
Ｐｔ上でさら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、図３（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１２内に吸収され
る。
【００２３】流入する排気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。これに対して流入する排
気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。すなわち、流入する排気中の酸素濃度が低
下するとＮＯX 吸収剤１２からＮＯX が放出されること
になる。流入する排気のリーンの度合が低くなれば流入
する排気中の酸素濃度が低下し、従って流入する排気の
リーンの度合を低くすればＮＯX 吸収剤１２からＮＯX
が放出されることになる。
【００２４】一方、このとき流入排気平均空燃比をリッ
チ側に移行せしめると、特に理論空燃比よりもリッチに
すると図２に示されるようにこの排気中には多量のＨ
Ｃ，ＣＯが含まれ、これら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、
流入排気平均空燃比をリッチ側に移行せしめると、特に
理論空燃比よりもリッチにすると流入する排気中の酸素
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ＮＯ2 は図３（Ｂ）に示されるようにＨＣ，Ｃ
Ｏと反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐ
ｔの表面上にＮＯ 2 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。従って流入排気平均空燃
比を理論空燃比よりもリッチにすると短時間のうちにＮ
ＯX 吸収剤１２からＮＯX が放出されることになる。な
お、流入排気平均空燃比がリーンであってもＮＯX 吸収
剤１２からＮＯX が放出され、放出されたＮＯX が還元
されうる。
【００２５】本実施態様では、第１の気筒群１ａの各気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵ１及び第２の気筒群１ｂの各気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵ２は次式に基づいてそれぞれ算
出される。 ＴＡＵ１＝ＴＡＵＣ・（１＋ＫＣ） ＴＡＵ２＝ＴＡＵＣ・（１−ＫＣ） ここでＴＡＵＣは補正済み燃料噴射時間、ＫＣは変更係
数をそれぞれ表している。
【００２６】補正済み燃料噴射時間ＴＡＵＣは次式に基
づいて算出される。 ＴＡＵＣ＝（ＴＢ・ＫＴ）・（１＋ＦＡＦ＋ＫＫ） ここでＴＢは基本燃料噴射時間、ＫＴは目標空燃比係
数、ＦＡＦはフィードバック補正係数、ＫＫは補正係数
をそれぞれ表している。基本燃料噴射時間ＴＢは機関に
供給される全燃料量に対する全空気量の割合を理論空燃
比にするのに必要な燃料噴射時間であって予め実験によ
り求められている。この基本燃料噴射時間ＴＢは機関運
転状態例えば機関負荷を表すサージタンク３内の絶対圧
ＰＭ及び機関回転数Ｎの関数として図４に示すマップの
形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００２７】目標空燃比係数ＫＴはＮＯX 吸収剤１２の
流入排気平均空燃比の目標値に応じて定められる係数で
ある。流入排気平均空燃比の目標値が理論空燃比のとき
にはＫＴ＝１．０とされ、リッチのときにはＫＴ＞１．
０とされ、リーンのときにはＫＴ＜１．０とされる。従
って、積（ＴＢ・ＫＴ）は機関に供給される全燃料量に
対する全空気量の割合を流入排気平均空燃比の目標値に
するのに必要な燃料噴射時間を表していることになる。
【００２８】フィードバック補正係数ＦＡＦは流入排気
平均空燃比の目標値が理論空燃比またはわずかばかりリ
ッチのときに空燃比センサ３０の出力信号に基づいて流
入排気平均空燃比をその目標値に維持するためのもので
ある。流入排気平均空燃比の目標値がリーン又はリッチ
のときにはフィードバック補正係数ＦＡＦは零に固定さ
れる。
【００２９】ＫＫは暖機運転時増量補正係数、加速時増
量補正係数、学習補正係数などを一まとめにして表した
ものであり、補正する必要がないときには零にされる。
変更係数ＫＣは第１の気筒群１ａで燃焼せしめられる混
合気の空燃比と第２の気筒群１ｂで燃焼せしめられる混
合気の空燃比とを互いに異ならしめるためのものであ
り、特に第１の気筒群１ａで燃焼せしめられる混合気の
空燃比を流入排気平均空燃比の目標値よりもリッチにし
かつ第２の気筒群１ｂで燃焼せしめられる混合気の空燃
比を流入排気平均空燃比の目標値よりもリーンにするた
めのものである。全気筒で燃焼せしめられる混合気の空
燃比を等しくすべきときには変更係数ＫＣは零に固定さ
れる。この変更係数ＫＣはＮＯX 吸収剤温度ＴＮＡが後
述するＳＯX 放出温度よりも高く維持されるように予め
定められており、機関運転状態例えばサージタンク３内
の絶対圧ＰＭ及び機関回転数Ｎの関数として図５に示す
マップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００３０】本実施態様では、リーン条件成立時には両
気筒群１ａ，１ｂで燃焼せしめられる混合気の空燃比が
リーンにされ、リーン条件不成立時には両気筒群１ａ，
１ｂで燃焼せしめられる混合気の空燃比が理論空燃比に
される。例えば機関負荷が予め定められた設定負荷より
も高いとき、暖機運転時、又はＮＯX 吸収剤１２が活性
状態にないときにリーン条件が不成立であると判断さ
れ、それ以外はリーン条件が成立していると判断され
る。従って、リーン条件成立時には流入排気平均空燃比
の目標値がリーンにされ、リーン条件不成立時には流入
排気平均空燃比の目標値が理論空燃比にされることにな
る。従って、リーン条件成立時には目標空燃比係数ＫＴ
が１．０よりも小さいＫＬ（例えば０．６）とされ、フ
ィードバック補正係数ＦＡＦが零に固定され、変更係数
ＫＣが零に固定される。また、リーン条件不成立時には
目標空燃比係数ＫＴが１．０に固定され、フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが空燃比センサ３０の出力信号に基づ
いて算出され、変更係数ＫＣが零に固定される。
【００３１】リーン条件成立時に機関から排出される排
気中のＮＯX はＮＯX 吸収剤１２に吸収される。ところ
が、ＮＯX 吸収剤１２のＮＯX 吸収能力には限界がある
のでＮＯX 吸収剤１２のＮＯX 吸収能力が飽和する前に
ＮＯX 吸収剤１２からＮＯXを放出させる必要がある。
そこで本実施態様では、ＮＯX 吸収剤１２のＮＯX 吸収
量が予め定められた設定量よりも多くなったときには両
気筒群１ａ，１ｂで燃焼せしめられる混合気の空燃比を
一時的に理論空燃比よりもリッチにしてＮＯX吸収剤１
２からＮＯX を放出させると共に還元するようにしてい
る。すなわち、流入排気平均空燃比の目標値が一時的に
リッチに切り換えられる。従って、ＮＯ X 吸収剤１２内
のＮＯX を放出、還元すべきときには目標空燃比係数Ｋ
Ｔが１．０よりも大きいＫＮ（例えば１．３）に一時的
に切り換えられ、フィードバック補正係数ＦＡＦが零に
固定され、変更係数ＫＣが零に固定されることになる。
【００３２】ところが、燃料及び機関の潤滑油内にはイ
オウ分が含まれているのでＮＯX 吸収剤１２に流入する
排気中にはイオウ分例えばＳＯX が含まれており、ＮＯ
X 吸収剤１２にはＮＯX ばかりでなくＳＯX も吸収され
る。このＮＯX 吸収剤１２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。
【００３３】すなわち、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及びバリウム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
に流入排気平均空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき
には酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ 2-の形で白金Ｐｔの表面に
付着しており、流入する排気中のＳＯX 例えばＳＯ2は
白金Ｐｔの表面でＯ2 - 又はＯ2-と反応してＳＯ3 とな
る。次いで生成されたＳＯ3 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ＳＯ4 2- の形で吸収剤内に拡散す
る。次いでこの硫酸イオンＳＯ4 2- はバリウムイオンＢ
ａ2+と結合して硫酸塩ＢａＳＯ4 を生成する。
【００３４】しかしながらこの硫酸塩ＢａＳＯ4 は分解
しずらく、流入排気平均空燃比を単に理論空燃比よりも
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１２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１２が吸収し
うるＮＯX 量が低下することになる。
【００３５】ところがＮＯX 吸収剤１２内で生成された
硫酸塩ＢａＳＯ4 はＮＯX 吸収剤１２の温度がＳＯX 放
出温度よりも高いときに流入排気平均空燃比を理論空燃
比又は理論空燃比よりもリッチにすると分解して硫酸イ
オンＳＯ4 2- がＳＯ3 の形で吸収剤から放出される。そ
こで本実施態様では、ＮＯX 吸収剤１２のＳＯX 吸収量
が予め定められた設定量よりも多くなったときにはＮＯ
X 吸収剤１２を加熱しつつ流入排気平均空燃比を一時的
にわずかばかりリッチ（例えば１３．５から１４．０程
度）にし、それによってＮＯX 吸収剤１２からＳＯX を
放出させるようにしている。このとき放出されたＳＯ3
は流入する排気中のＨＣ，ＣＯによってただちにＳＯ2
に還元せしめられる。
【００３６】冒頭で述べたように、ＮＯX 吸収剤１２に
流入する排気中に多量の酸素と多量のＨＣとが同時に含
まれていると、これら酸素及びＨＣがＮＯX 吸収剤１２
において反応するためにこの反応熱でもってＮＯX 吸収
剤１２を加熱することができ、このとき流入排気平均空
燃比が理論空燃比よりもわずかばかりリッチであるとＮ
ＯX 吸収剤１２においてＨＣをＮＯX 吸収剤１２の加熱
のために有効に利用することができる。一方、図２に示
されるように気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比を
リッチにすれば排気中に多量のＨＣが含まれ、リーンに
すれば排気中に多量の酸素が含まれる。そこで本実施態
様では、ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX を放出すべきとき
には第１の気筒群１ａで燃焼せしめられる混合気の空燃
比をリッチにして多量のＨＣが含まれる排気を形成し、
第２の気筒群１ｂで燃焼せしめられる混合気の空燃比を
リーンにして多量の酸素が含まれる排気を形成すると共
に、流入排気平均空燃比をわずかばかりリッチにしてい
る。すなわち、流入排気平均空燃比の目標値が一時的に
わずかばかりリッチに切り換えられる。従って、ＮＯX
吸収剤１２からＳＯX を放出すべきときには目標空燃比
係数ＫＴが１．０よりも大きいＫＳ（例えば１．１）に
一時的に切り換えられ、フィードバック補正係数ＦＡＦ
が空燃比センサ３０の出力信号に基づいて算出され、変
更係数ＫＣが零に固定されることになる。
【００３７】従って一般的に云うと、ＮＯX 吸収剤１２
からＳＯX を放出すべきときには流入排気平均空燃比の
目標値をわずかばかりリッチにし、第１の気筒群１ａの
排気の空燃比の目標値を流入排気平均空燃比の目標値よ
りもリッチに設定しかつ第２の気筒群１ｂの排気の空燃
比の目標値を流入排気平均空燃比の目標値よりもリーン
に設定すると共に、第１及び第２の気筒群の排気の空燃
比がそれぞれ対応する目標値のときに流入排気平均空燃
比がわずかばかりリッチとなるように第１及び第２の気
筒群の排気の空燃比の目標値をそれぞれ設定していると
いうことになる。
【００３８】ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX を放出すべき
ときに流入排気平均空燃比がその目標値よりもリーンに
なると、ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX が放出にくくなる
だけでなくＮＯX 吸収剤１２から一旦放出されたＳＯX
が再びＮＯX 吸収剤１２に吸収される恐れがあり、目標
値よりも過度にリッチになると燃料消費率が悪化し又は
ＮＯX 吸収剤１２が過熱される恐れがある。従って、Ｎ
ＯX 吸収剤１２からＳＯX を放出すべきときに流入排気
平均空燃比をその目標値に維持するのが好ましい。そこ
で本実施態様では、ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX を放出
すべきときに流入排気平均空燃比がその目標値になるよ
うにフィードバック補正係数ＦＡＦでもって流入排気平
均空燃比をフィードバック制御するようにしている。一
方、上述したようにリーン条件不成立時には流入排気平
均空燃比の目標値が理論空燃比とされる。ＮＯX 吸収剤
１２は三元触媒としても作用しうるので、このとき流入
排気平均空燃比を理論空燃比に維持するのが排気浄化作
用のために好ましい。そこで本実施態様では、リーン条
件不成立時にも流入排気平均空燃比がその目標値になる
ようにフィードバック補正係数ＦＡＦでもって流入排気
平均空燃比をフィードバック制御するようにしている。
【００３９】フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比セ
ンサ３０の出力信号に基づいて算出される。空燃比セン
サ３０にはどのようなセンサを用いてもよいが、本実施
態様では排気中の酸素濃度に応じて出力電圧が変化する
空燃比センサが用いられる。この空燃比センサ３０の出
力電圧Ｖは図６に示すように、空燃比が理論空燃比であ
ると基準電圧ＶＳ（例えば０．４５Ｖ）となり、空燃比
がかなりリッチになるとリッチ側基準電圧ＶＲよりも大
きな値（約０．９Ｖ）で一定となり、空燃比がかなりリ
ーンになるとリーン側基準電圧ＶＬよりも小さな値（約
０．１Ｖ）で一定となる。
【００４０】次にまず、リーン条件不成立時のフィード
バック補正係数ＦＡＦの算出方法について説明する。こ
の場合のフィードバック補正係数ＦＡＦは図７に示され
る第２のＦＡＦ算出ルーチンにより算出される。図７を
参照すると、まず初めにステップ１００では空燃比セン
サ３０の出力電圧Ｖが基準電圧ＶＳよりも高いか否か、
すなわち空燃比センサ３０により検出される排気の空燃
比である検出排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであ
るか否かが判別される。Ｖ≧ＶＳのときすなわち検出排
気空燃比がリッチのときにはステップ１０１に進み、前
回の処理サイクル時にリーンであったか否かが判別され
る。前回の処理サイクル時にリーンのとき、すなわちリ
ーンからリッチに変化したときにはステップ１０２に進
んでフィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ値ＳＬ
２が減算され、従って図８に示されるようにフィードバ
ック補正係数ＦＡＦはスキップ値ＳＬ２だけ急激に減少
せしめられる。これに対し、ステップ１０１において前
回の処理サイクル時にリッチのときにはステップ１０３
に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦから積分値ＫＬ
２（≪ＳＬ２）が減算される。従って図８に示されるよ
うにフィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に減少せしめ
られる。
【００４１】一方、ステップ１００においてＶ＜ＶＳの
ときにはステップ１０４に進み、前回の処理サイクル時
にリッチであったか否かが判別される。前回の処理サイ
クル時にリッチのとき、すなわちリッチからリーンに変
化したときにはステップ１０５に進んでフィードバック
補正係数ＦＡＦにスキップ値ＳＲ２が加算され、従って
図８に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦは
スキップ値ＳＲ２だけ急激に増大せしめられる。これに
対し、ステップ１０４において前回の処理サイクル時に
リーンのときにはステップ１０６に進み、フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦに積分値ＫＲ２（≪ＳＲ２）が加算さ
れる。従って図８に示されるようにフィードバック補正
係数ＦＡＦは徐々に増大せしめられる。
【００４２】次に、図９を参照してＮＯX 吸収剤１２か
らＳＯX を放出すべきときのフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの算出方法について説明する。この場合のフィード
バック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ３０の出力信号に
基づいて算出される補正係数ＦＡＦ１と、空燃比センサ
３０の出力信号と無関係に算出される補正係数ＦＡＦ２
との和の形で算出される（ＦＡＦ＝ＦＡＦ１＋ＦＡＦ
２）。まず、補正係数ＦＡＦ１の算出方法について説明
する。ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX が放出されている間
はＮＯX 吸収剤１２から排出される排気の空燃比は概ね
理論空燃比に維持されると考えられている。これはＮＯ
X 吸収剤１２内に残存する酸素が流入排気中のＨＣ，Ｃ
Ｏと反応し、さらにＳＯ3 の形で放出されたＳＯX が流
入排気中のＨＣ，ＣＯにより還元されるためであると考
えられている。従って、ＳＯX が放出されている間は検
出排気空燃比が概ね理論空燃比であっても流入排気平均
空燃比がその目標値に制御されているか否かはわからな
いことになる。
【００４３】一方、上述したようにＳＯX を放出すべき
ときに流入排気平均空燃比がリーンになるのは好ましく
ない。そこで本実施態様では、検出排気空燃比が概ね理
論空燃比のとき、すなわち空燃比センサ３０の出力電圧
Ｖがリッチ側基準電圧ＶＲよりも低いときには、積分値
ＫＲ１でもって補正係数ＦＡＦ１を徐々に増大させるよ
うにしている。すなわち、リッチ側基準電圧ＶＲにより
表される排気の空燃比を基準空燃比と称すると、検出排
気空燃比が基準空燃比よりもリーンのときには補正係数
ＦＡＦ１が徐々に増大される。従って、流入排気平均空
燃比が理論空燃比よりもリーンになりにくくなる。
【００４４】ところが、補正係数ＦＡＦ１が過度に大き
くなって流入排気平均空燃比が過度にリッチになるのは
好ましくない。一方、流入排気平均空燃比が過度にリッ
チになれば検出排気空燃比もかなりリッチになる、すな
わち出力電圧Ｖがリッチ側基準電圧ＶＲよりも高くな
る。そこで本実施態様では、出力電圧Ｖがリッチ側基準
電圧ＶＲよりも高いとき、すなわち検出排気空燃比が基
準空燃比よりもリッチのときには補正係数ＦＡＦ１を零
に固定するようにしている。
【００４５】この場合、補正係数ＦＡＦ１を負値にして
もよいが、補正係数ＦＡＦ１を負値にすると流入排気平
均空燃比が急激にリーン側に補正される恐れがある。こ
れに対し、ＦＡＦ１＝０にするとこのときの流入排気平
均空燃比はＫＳで表される空燃比に概ね一致し、このと
き検出排気空燃比は徐々にリーン側に移行すると考えら
れる。従って、流入排気平均空燃比が理論空燃比よりも
リーンになりにくくなる。
【００４６】従って、一般的にいうと、検出排気空燃比
が基準空燃比よりもリーンのときには第１及び第２の気
筒群１ａ，１ｂの燃料噴射量を増量補正し、検出排気空
燃比が基準空燃比よりもリッチのときには第１及び第２
の気筒群の燃料噴射量の増量補正を禁止しているという
ことになる。さらに、この場合のフィードバックゲイン
の絶対値は流入排気平均空燃比の目標値が理論空燃比の
ときのフィードバックゲインの絶対値よりも小さく定め
られる。すなわち、図８の積分値ＫＲ２に対応する積分
値ＫＲ１はＫＲ２よりも小さく、積分値ＫＬ２対応する
積分値は零であり、スキップ値ＳＲ２に対応するスキッ
プ値は零であり、スキップ値ＳＬ２に対応するスキップ
値ＳＬ１はＳＬ２よりも小さくなっている。このように
すると、第１及び第２の気筒群１ａ，１ｂの燃料噴射量
の補正速度が小さくなるので流入排気平均空燃比がリー
ンになりにくくなると共に、過度にリッチになるのを阻
止できる。
【００４７】ところが、空燃比センサ３０の出力電圧Ｖ
にはノイズが含まれうるので、検出排気空燃比が基準空
燃比よりも例えばリーンからリッチに切り替わったとき
に直ちに補正係数ＦＡＦ１を零に切り換えるのは好まし
くない。そこで本実施態様では、検出排気空燃比が基準
空燃比よりもリッチからリーンに切り替わってから予め
定められた第１の設定時間Ｄ１だけ経過した後に補正係
数ＦＡＦ１の増大作用を開始し、検出排気空燃比が基準
空燃比よりもリーンからリッチに切り替わってから第２
の設定時間Ｄ２だけ経過した後に補正係数ＦＡＦ１を零
に固定するようにしている。さらに、第２の設定時間Ｄ
２を第１の設定時間Ｄ１よりも長く設定している。とい
うのは、リーン側に変化するときの空燃比センサ３０の
出力電圧Ｖの変化率がリッチ側に変化するときの変化率
よりも小さいからである。従って、正確な補正作用を得
ることができる。
【００４８】一方、補正係数ＦＡＦ２は例えば次式によ
り算出される。 ＦＡＦ２＝ａ・ｓｉｎ（ｂ・ｔ＋ｃ） ここでｔは時間、ａ，ｂ，ｃは係数をそれぞれ表してい
る。すなわち、補正係数ＦＡＦ２は時間に対して振動
し、従ってフィードバック補正係数ＦＡＦが時間に対し
て振動せしめられる。このようにすると流入排気平均空
燃比がその目標値から大きくずれるのを阻止することが
できる。
【００４９】図１０はＮＯX 吸収剤１２からＳＯX 放出
すべきときのフィードバック補正係数ＦＡＦを算出する
ための第１のＦＡＦ算出ルーチンを示している。図１０
を参照すると、まず初めにステップ２００では空燃比セ
ンサ３０の出力電圧Ｖがリッチ側基準電圧ＶＲよりも低
いか否か、すなわち検出排気空燃比が基準空燃比よりも
リーンであるか否かが判別される。Ｖ≦ＶＲのときすな
わち検出排気空燃比が基準空燃比よりもリーンのときに
はステップ２０１に進み、前回の処理サイクル時に検出
排気空燃比が基準空燃比よりもリッチであったか否かが
判別される。前回の処理サイクル時に検出排気空燃比が
基準空燃比よりもリッチのとき、すなわち検出排気空燃
比が基準空燃比よりもリッチからリーンに変化したとき
にはステップ２０２に進んでカウント値ＣＦが１だけイ
ンクリメントされる。すなわち、カウント値ＣＦのイン
クリメントが開始される。続くステップ２０３では補正
係数ＦＡＦ１が零に維持される。次いでステップ２１３
に進む。
【００５０】これに対し、前回の処理サイクル時に検出
排気空燃比が基準空燃比よりもリーンのときにはステッ
プ２０１からステップ２０４に進み、カウント値ＣＦが
第１の設定時間Ｄ１を表す設定値Ｃ１よりも大きいか否
かが判別される。ＣＦ≦Ｃ１のときには次いでステップ
２０２及び２０３に進んだ後にステップ２１３に進む。
これに対しＣＦ＞Ｃ１のときには次いでステップ２０５
に進み、補正係数ＦＡＦ１に積分値ＫＲ１が加算され
る。続くステップ２０６ではカウント値ＣＦがクリアさ
れる。従って図９に示されるように、補正係数ＦＡＦ１
は第１の設定時間Ｄ１が経過するまでは零に固定され、
第１の設定時間Ｄ１が経過すると徐々に増大せしめられ
る。
【００５１】一方、ステップ２００においてＶ＞ＶＲの
ときにはステップ２０７に進み、前回の処理サイクル時
に検出排気空燃比が基準空燃比よりもリーンであったか
否かが判別される。前回の処理サイクル時に検出排気空
燃比が基準空燃比よりもリーンのとき、すなわち検出排
気空燃比が基準空燃比よりもリーンからリッチに変化し
たときにはステップ２０８に進んでカウント値ＣＦが１
だけインクリメントされる。すなわち、カウント値ＣＦ
のインクリメントが開始される。続くステップ２０９で
は補正係数ＦＡＦ１に積分値ＫＲ１が加算される。次い
でステップ２１３に進む。
【００５２】これに対し、前回の処理サイクル時に検出
排気空燃比が基準空燃比よりもリッチのときにはステッ
プ２０７からステップ２１０に進み、カウント値ＣＦが
第２の設定時間Ｄ２を表す設定値Ｃ２よりも大きいか否
かが判別される。ＣＦ≦Ｃ２のときには次いでステップ
２０８及び２０９に進んだ後にステップ２１３に進む。
これに対しＣＦ＞Ｃ２のときには次いでステップ２１１
に進み、補正係数ＦＡＦ１が零に固定される。続くステ
ップ２１２ではカウント値ＣＦがクリアされる。従って
図９に示されるように、補正係数ＦＡＦ１は第２の設定
時間Ｄ２が経過するまでは徐々に増大せしめられ、第２
の設定時間Ｄ２が経過すると零に固定される。
【００５３】ステップ２１３では補正係数ＦＡＦ２が算
出される（ＦＡＦ２＝ａ・ｓｉｎ（ｂ・ｔ＋ｃ））。続
くステップ２１４ではフィードバック補正係数ＦＡＦが
算出される（ＦＡＦ＝ＦＡＦ１＋ＦＡＦ２）。このよう
に本実施態様では空燃比センサ３０がＮＯX 吸収剤１２
下流に配置されているので空燃比センサ３０に多量のＨ
Ｃが接触するのが阻止され、従って流入排気平均空燃比
が誤補正されるのが阻止され、斯くして流入排気平均空
燃比がその目標値に制御される。
【００５４】図１１及び１２は本実施態様におけるフラ
グ制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定め
られた設定時間毎の割り込みによって実行される。図１
１及び１２を参照すると、まずステップ３００ではＮＯ
X 吸収剤１２からＳＯX を放出させるべきときにセット
され、それ以外はリセットされるＳＯX フラグがセット
されているか否かが判別される。ＳＯX フラグがリセッ
トされているときにはステップ３０１に進み、ＮＯX 吸
収剤１２からＮＯX を放出させるべきときにセットさ
れ、それ以外はリセットされるＮＯX フラグがセットさ
れているか否かが判別される。ＮＯX フラグがリセット
されているときにはステップ３０２に進み、ＮＯX 吸収
剤１２に吸収されているＳＯX 量ＳＳが例えば機関運転
状態に基づいて算出される。続くステップ３０３ではＮ
ＯX 吸収剤１２に吸収されているＮＯX 量ＳＮが例えば
機関運転状態に基づいて算出される。続くステップ３０
４では吸収ＳＯX 量ＳＳが一定値ＳＳ１よりも大きいか
否かが判別される。ＳＳ＞ＳＳ１のときには次いでステ
ップ３０５に進み、ＳＯX フラグがセットされる。これ
に対し、ＳＳ≦ＳＳ１のときには次いでステップ３０６
に進み、吸収ＮＯX 量ＳＮが一定値ＳＮ１よりも大きい
か否かが判別される。ＳＮ＞ＳＮ１のときには次いでス
テップ３０７に進み、ＮＯX フラグがセットされる。こ
れに対し、ＳＳ≦ＳＳ１のときには処理サイクルを終了
する。
【００５５】ＮＯX フラグがセットされたときにはステ
ップ３０１からステップ３０８に進み、ＮＯX フラグが
セットされてから予め定められた設定時間だけ経過した
か否か、すなわちＮＯX 吸収剤１２のＮＯX 放出作用が
完了したか否かが判別される。ＮＯX フラグがセットさ
れてから設定時間だけ経過していないときには処理サイ
クルを終了する。これに対し、ＮＯX フラグがセットさ
れてから設定時間だけ経過したときにはステップ３０９
に進み、ＮＯX フラグがリセットされる。次いでステッ
プ３１０に進み、吸収ＮＯX 量がクリアされる。
【００５６】一方、ＳＯX フラグがセットされたときに
はステップ３００からステップ３１１に進み、ＳＯX フ
ラグがセットされてから予め定められた設定時間だけ経
過したか否か、すなわちＮＯX 吸収剤１２のＳＯX 放出
作用が完了したか否かが判別される。ＳＯX フラグがセ
ットされてから設定時間だけ経過していないときには処
理サイクルを終了する。これに対し、ＳＯX フラグがセ
ットされてから設定時間だけ経過したときには次いでス
テップ３１２に進み、ＳＯX フラグがリセットされる。
続くステップ３１３では吸収ＳＯX 量がクリアされる。
次いでステップ３０９及び３１０に進んでＮＯX フラグ
がリセットされると共に吸収ＮＯX 量がクリアされる。
【００５７】すなわち、ＮＯX 吸収剤１２からＳＯX を
放出させるべく流入排気平均空燃比をリッチにするとこ
のときＮＯX 吸収剤１２から吸収されているＮＯX も放
出される。ＮＯX 吸収剤１２のＮＯX 放出作用を完了さ
せるために必要な時間はＮＯ X 吸収剤１２のＳＯX 放出
作用を完了させるために必要な時間よりもかなり短く、
従ってＮＯX 吸収剤１２のＳＯX 放出作用が完了したと
きにはＮＯX 放出作用も完了している。そこで、ＳＯX
放出作用が完了したときにはＳＯX フラグをリセットす
るだけでなく、ＮＯX フラグもリセットするようにして
いる。
【００５８】図１３及び１４は本実施態様における燃料
噴射時間算出ルーチンを示している。このルーチンは予
め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行
される。図１３及び１４を参照すると、まずステップ４
００では基本燃料噴射時間ＴＢが図４のマップから算出
される。続くステップ４０１では補正係数ＫＫが算出さ
れる。続くステップ４０２ではリーン条件が成立してい
るか否かが判別される。リーン条件が成立しているとき
には次いでステップ４０３に進み、ＳＯX フラグがセッ
トされているか否かが判別される。ＳＯX フラグがセッ
トされているときにはステップ４０４に進み、目標空燃
比係数ＫＴがＫＳとして記憶される。続くステップ４０
５では図１０の第１のＦＡＦ算出ルーチンが実行され
る。続くステップ４０６では変更係数ＫＣが図５のマッ
プから算出される。次いでステップ４１４に進む。
【００５９】これに対し、ＳＯX フラグがリセットされ
ているときにはステップ４０３からステップ４０７に進
み、ＮＯX フラグがセットされているか否かが判別され
る。ＮＯX フラグがセットされているときにはステップ
４０８に進み、目標空燃比係数ＫＴがＫＮとして記憶さ
れる。続くステップ４０９ではフィードバック補正係数
ＦＡＦが１．０に固定され、続くステップ４１０では変
更係数ＫＣが零に固定される。次いでステップ４１４に
進む。一方、ＮＯX フラグがリセットされているときに
はステップ４０７からステップ４１１に進み、目標空燃
比係数ＫＴをＫＬとして記憶し、続くステップ４０９に
おいてフィードバック補正係数ＦＡＦを１．０に固定
し、続くステップ４１０において変更係数ＫＣを零に固
定した後にステップ４１４に進む。
【００６０】これに対し、リーン条件が不成立のときに
はステップ４０２からステップ４１２に進み、目標空燃
比係数ＫＴが１．０に固定される続くステップ４１３で
は図７の第２のＦＡＦ算出ルーチンが実行される。続く
ステップ４１０では変更係数ＫＣが零に固定される。次
いでステップ４１４に進む。ステップ４１４では補正済
み燃料噴射時間ＴＡＵＣが算出される（ＴＡＵＣ＝（Ｔ
Ｂ・ＫＴ）・（１＋ＦＡＦ＋ＫＫ））。続くステップ４
１５では第１の気筒群１ａの気筒の燃料噴射時間ＴＡＵ
１が算出される（ＴＡＵ１＝ＴＡＵＣ・（１＋Ｋ
Ｃ））。続くステップ４１６では第２の気筒群１ｂの気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵ２が算出される（ＴＡＵ２＝Ｔ
ＡＵＣ・（１−ＫＣ））。
【００６１】これまで述べてきた実施態様では、各気筒
群で燃焼せしめられる混合気の空燃比は各気筒の排気の
空燃比の目標値に一致せしめられている。しかしなが
ら、例えば第１の気筒群で燃焼せしめられる混合気の空
燃比をリーンにしつつ、機関膨張行程又は排気行程に２
回目の燃料噴射を行うことにより第１の気筒群の排気の
空燃比をリッチにすることもできる。
【００６２】
【発明の効果】流入排気平均空燃比をその目標値に維持
しつつ排気浄化触媒を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】機関から排出される排気中の未燃ＨＣ，ＣＯ及
び酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図３】ＮＯX の吸放出作用を説明するための図であ
る。
【図４】基本燃料噴射時間ＴＢのマップを示す図であ
る。
【図５】変更係数ＫＣのマップを示す図である。
【図６】空燃比センサの出力電圧を示す線図である。
【図７】第２のＦＡＦ算出ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図８】第２のＦＡＦ算出ルーチンによるフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦの変化を示す線図である。
【図９】第２のＦＡＦ算出ルーチンによる第１及び第２
の補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２の変化を示す線図であ
る。
【図１０】第１のＦＡＦ算出ルーチンを示すフローチャ
ートである。
【図１１】フラグ制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図１２】フラグ制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図１３】燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。
【図１４】燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。
【符号の説明】
１ａ…第１の気筒群 １ｂ…第２の気筒群 ７…燃料噴射弁 １１…合流排気管 １２…ＮＯX 吸収剤 ３０…空燃比センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AA24 AA28 AB03 AB05 AB09 AB11 BA13 CA18 CB02 DA07 DB04 DB06 DB10 DC02 DC03 EA01 EA05 EA06 EA17 EA34 FB10 FB12 FC07 GB02Y GB03Y GB04Y GB05Y GB06X GB06Y GB07X GB07Y GB10X HA19 HA36 HA37 HA42 HB02 3G301 HA04 HA15 JA21 LB04 MA01 MA11 NA03 NA04 NA08 NB11 NC08 ND02 ND05 ND21 NE13 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PD03A PD11Z PE01Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の気筒が第１の気筒群と第２の気筒
    群とに分割されると共にこれら第１及び第２の気筒群が
    共通の合流排気通路に接続されており、該合流排気通路
    内に排気浄化触媒が配置されている内燃機関において、
    排気浄化触媒に流入する排気の平均空燃比である流入排
    気平均空燃比の目標値を設定する流入排気平均空燃比目
    標値設定手段と、第１の気筒群の排気の空燃比の目標値
    を流入排気平均空燃比の目標値よりもリッチに設定しか
    つ第２の気筒群の排気の空燃比の目標値を流入排気平均
    空燃比の目標値よりもリーンに設定すると共に、第１及
    び第２の気筒群の排気の空燃比がそれぞれ対応する目標
    値のときに流入排気平均空燃比が該流入排気平均空燃比
    の目標値となるように第１及び第２の気筒群の排気の空
    燃比の目標値を設定する気筒群排気空燃比目標値設定手
    段と、第１及び第２の気筒群の排気の空燃比がそれぞれ
    対応する目標値となるように第１及び第２の気筒群の燃
    料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、排気浄化触
    媒下流の合流排気通路内に配置された空燃比センサと、
    空燃比センサの出力信号に基づいて流入排気平均空燃比
    が該流入排気平均空燃比の目標値となるように第１及び
    第２の気筒群の燃料噴射量を補正する第１の補正手段と
    を具備した内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 前記排気浄化触媒を、流入する排気の空
    燃比が理論空燃比よりもリーンのときにＮＯX を吸収
    し、流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収してい
    るＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤から形成し、流入排気
    平均空燃比の目標値を理論空燃比よりもわずかばかりリ
    ッチに設定した請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御
    装置。
  3. 【請求項３】 第１及び第２の気筒群の排気の空燃比の
    目標値をそれぞれ理論空燃比に設定する手段と、前記空
    燃比センサの出力信号に基づいて第１及び第２の気筒群
    の排気の空燃比が理論空燃比となるようにフィードバッ
    ク補正作用でもって第１及び第２の気筒群の燃料噴射量
    を補正する第２の補正手段とを具備し、前記第１の補正
    手段はフィードバック補正作用でもって第１及び第２の
    気筒群の燃料噴射量を補正し、第１の補正手段のフィー
    ドバックゲインの絶対値を第２の補正手段のフィードバ
    ックゲインの絶対値よりも小さく設定した請求項２に記
    載の内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項４】 前記空燃比センサを、排気の空燃比が予
    め定められた基準空燃比よりもリッチであるかリーンで
    あるかを検出するセンサから形成し、該空燃比センサに
    より検出された排気の空燃比である検出排気空燃比が基
    準空燃比よりもリーンのときには第１及び第２の気筒群
    の燃料噴射量を増量補正し、検出排気空燃比が基準空燃
    比よりもリッチのときには第１及び第２の気筒群の燃料
    噴射量の増量補正を禁止するようにした請求項２に記載
    の内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項５】 検出排気空燃比が基準空燃比よりもリッ
    チからリーンに切り替わってから予め定められた第１の
    設定時間だけ経過した後に第１及び第２の気筒群の燃料
    噴射量の増量補正を開始するようにした請求項４に記載
    の内燃機関の空燃比制御装置。
  6. 【請求項６】 検出排気空燃比が基準空燃比よりもリー
    ンからリッチに切り替わってから前記第１の設定時間よ
    りも長く定められた第２の設定時間だけ経過した後に第
    １及び第２の気筒群の燃料噴射量の増量補正を禁止する
    ようにした請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装
    置。
  7. 【請求項７】 検出排気空燃比が基準空燃比よりもリッ
    チのときに第１及び第２の気筒群の燃料噴射量の補正作
    用を停止するようにした請求項４に記載の内燃機関の空
    燃比制御装置。
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