JP2004232477A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御する触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が発生した場合に、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保できるようにする。
【解決手段】触媒再生要求が発生している期間は、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制する。この触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御して火時期を遅角補正するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行する。これにより、リッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態でトルクダウン制御を実行して、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する。
【選択図】 図１２
【解決手段】触媒再生要求が発生している期間は、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制する。この触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御して火時期を遅角補正するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行する。これにより、リッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態でトルクダウン制御を実行して、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する。
【選択図】 図１２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御する触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときの制御方法を改善した内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費向上を目的として、空燃比をストイキよりもリーン側に制御してリーン燃焼させる筒内噴射式エンジンやリーンバーンエンジンが実用化されている。これらのリーン燃焼を行うエンジンは、一般的なエンジンよりも窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と表記する）の生成量が多くなるため、特許文献１（特許第２５８６７３８号公報）に示すように、排気管にＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を設置することが多い。このＮＯｘ触媒は、排出ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【０００３】
一般に、内燃機関の燃料や潤滑油には硫黄（以下「Ｓ」と表記する）成分が含まれているため、排出ガスにはＳ成分が含まれており、そのＳ成分がＮＯｘ触媒に吸着する“Ｓ被毒”によってＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下する。
【０００４】
そこで、特許文献２（特開２０００−３４９４３号公報）に示すように、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下したときに、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒の温度を上昇させる触媒再生制御を行ってＮＯｘ触媒をＳ被毒から回復させるようにしたものがある。
【０００５】
更に、この触媒再生制御によって空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御するときのトルク変動を抑制するために、特許文献３（特開２００１−２２７３９９号公報）に示すトルク変動抑制制御を利用して、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御したときに点火時期を遅角補正し、空燃比をリーンに制御したときに点火時期を進角補正するようにしたものがある。
【０００６】
一方、特許文献４（特開２０００−３８９５３号公報）に示すように、自動変速装置の変速時等に発生するトルクショックを抑制するために、自動変速装置の変速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生したときに、点火時期を一時的に遅角補正するトルクダウン制御を行うようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５８６７３８号公報（第４頁〜第５頁等）
【特許文献２】
特開２０００−３４９４３号公報（第２頁等）
【特許文献３】
特開２００１−２２７３９９号公報（第２頁等）
【特許文献４】
特開２０００−３８９５３号公報（第２頁等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、図１５に示すように、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制するシステムでは、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御しているとき（つまり点火時期を遅角補正しているとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合に、次のような問題が生じる。
【０００９】
リッチ制御中にトルクダウン要求が発生したときに、そのままトルクダウン制御を実行して点火時期を遅角補正すると、既にリッチ制御に伴って遅角限界値付近まで遅角された点火時期を更に遅角することになるため、点火時期が遅角限界値を越えて燃焼状態が悪化してしまい、排気エミッションが悪化してしまう。このような問題を回避するために、従来のシステムでは、トルクダウン要求に対する点火時期の遅角補正量を、遅角限界値を越えないように非常に小さい値に制限するようにしているため、トルクダウン要求に見合った遅角補正量（トルクダウン量）を確保する余裕がなく、トルクショックを十分に抑制することができないという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御する触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が発生した場合に、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、所定の触媒再生要求が生じたときに触媒再生制御手段により空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒を再生させる触媒再生制御を実行すると共に、少なくとも触媒再生制御の実行中にトルク変動抑制手段により空燃比の変化に応じて点火時期を補正してトルク変動を抑制し、更に、所定のトルクダウン要求が生じたときにトルクダウン制御手段により点火時期を遅角補正するトルクダウン制御を実行するシステムにおいて、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比をストイキ（理論空燃比）又はその付近に制御してトルクダウン制御を実行するようにしたものである。
【００１２】
触媒再生制御の実行中に空燃比をストイキ又はその付近に制御して空燃比のリッチ／リーン制御を停止すれば、トルク変動抑制手段による空燃比のリッチ／リーンに応じた点火時期の遅角補正／進角補正も停止される。従って、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期が遅角補正されるとき）にトルクダウン要求が発生した場合は、本発明のように、空燃比をストイキ又はその付近に制御すれば、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行する場合でも、点火時期を遅角限界内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することが可能となり、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる。
【００１３】
この場合、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比のリッチ／リーンに拘らず、常に空燃比をストイキ又はその付近に制御するようにしても良いが、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときには、点火時期が進角補正されるため、空燃比をストイキ又はその付近に制御しなくても、トルクダウン要求に応じた点火時期の遅角補正の余裕が十分にある。
【００１４】
この点を考慮して、請求項２のように、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御している期間は、トルクダウン要求が生じても空燃比をリーンに制御する状態を維持してトルクダウン制御を実行し、空燃比をリッチに制御している期間にトルクダウン要求が生じた場合のみ、空燃比をストイキ又はその付近に制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御している期間は、トルクダウン要求が発生しても、リーン制御をそのまま続けてＮＯｘ触媒を再生しながら、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、ＮＯｘ触媒の再生とトルクショック抑制とを並行して行うことができる。
【００１５】
ところで、触媒再生制御では、空燃比を交互にリッチ／リーンに制御して、排気管内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管内やＮＯｘ触媒内部で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒を再生するようにしているため、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、ストイキ制御に切り換えると、触媒再生制御によって排気管内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスが崩れて、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果が得られなくなってしまったり、排気エミッションが増加する懸念がある。
【００１６】
そこで、請求項３のように、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキ又は又はその付近に制御して、トルクダウン制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、トルクダウン要求が生じた場合でも、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなるまで待ってから、空燃比をストイキ又はその付近に制御して、トルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御によって排気管内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスを崩すことなく、ストイキ制御に切り換えてトルクダウン制御を実行することができ、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果を確実に得ることができると共に、トルクダウン制御による排気エミッションの増加も回避することができる。
【００１７】
また、請求項４のように、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行したときに、該トルクダウン制御の終了後に触媒再生制御を再開して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御するようにすれば良い。このようにすれば、トルクダウン制御の終了後に、速やかに空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、触媒再生制御を最後まで実行することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図１２に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって駆動されるスロットルバルブ１６が設けられ、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１７によって検出される。
【００１９】
また、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に、筒内の気流強度（スワール流強度やタンブル流強度）を制御する気流制御弁３１が設けられている。
【００２０】
エンジン１１の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。また、エンジン１１の吸気バルブ３７と排気バルブ３８には、それぞれバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング機構３９，４０が設けられている。
【００２１】
エンジン１１のシリンダブロックには、ノッキングを検出するノックセンサ３２と、冷却水温を検出する冷却水温センサ２３とが取り付けられている。また、クランク軸（図示せず）の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２４が取り付けられている。このクランク角センサ２４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２２】
一方、エンジン１１の排気管２５には、排出ガスを浄化する上流側触媒２６と下流側触媒２７が設けられ、上流側触媒２６の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２８（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。本実施形態では、上流側触媒２６としてストイキ付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒が設けられ、下流側触媒２７としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下「ＮＯｘ触媒」という）が設けられている。このＮＯｘ触媒２７は、排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２３】
また、排気管２５のうちの上流側触媒２６の下流側と吸気管１２のうちのスロットルバルブ１６の下流側のサージタンク１８との間に、排出ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ配管３３が接続され、このＥＧＲ配管３３の途中に排出ガス還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ弁３４が設けられている。また、アクセルペダル３５の踏込量（アクセル開度）がアクセルセンサ３６によって検出される。
【００２４】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ２２の点火時期等を制御する。
【００２５】
このＥＣＵ３０は、後述する図６に示す燃焼モード決定ルーチンを実行することで、エンジン運転状態（要求トルクやエンジン回転速度等）に応じて成層燃焼モードと均質燃焼モードとを切り換える。成層燃焼モードでは、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグ２２の近傍に成層混合気を形成して成層燃焼（リーン燃焼）させることで、燃費を向上させる。一方、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高める。
【００２６】
更に、ＥＣＵ３０は、後述する図７乃至図１０に示す触媒再生制御用の各ルーチンを実行することで、図１１のタイムチャートに示すように、排出ガス中のＳ成分がＮＯｘ触媒２７に吸着する“Ｓ被毒”によってＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒２７の温度を上昇させる触媒再生制御を実行して、ＮＯｘ触媒２７をＳ被毒から回復させてＮＯｘ吸蔵能力を再生させる。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、触媒再生制御時の目標空燃比、各種補正量（例えば、暖機時、高負荷時の補正量）等に基づいて最終的な目標空燃比を算出し、この目標空燃比に基づいて空燃比効率及び点火時期効率を用いて点火時期の補正量を算出することで、空燃比の変化に応じて点火時期を補正してトルク変動を抑制する。この機能が特許請求の範囲でいうトルク変動抑制手段としての役割を果たす。
【００２８】
ここで、空燃比効率は、空燃比がトルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメータであり、図３に示すように、空燃比に応じてマップにより設定される。空燃比効率は、空燃比がストイキのときのトルクの大きさを「１」とし、これを基準にして、空燃比に対応するトルクの大きさを相対的に表すものである。
【００２９】
また、点火時期効率は、点火時期がトルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメータであり、図４に示すように、点火時期に応じてマップにより設定される。点火時期効率は、点火時期がＭＴＢ時（最もトルクが高くなる時期）のときのトルクの大きさを「１」とし、これを基準にして、点火時期に対応するトルクの大きさを相対的に表すものである。これらの空燃比効率のマップと点火時期効率のマップは、予め実験又はシミュレーション等によって設定され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。
【００３０】
例えば、目標空燃比をストイキからリッチに制御する場合には、そのときの空燃比効率の増加分［ΔＡ］（図３参照）を、点火時期効率の減少分［−ΔＡ］（図４参照）で打ち消すように点火時期の補正量を求めて、トルク変動を抑制する。一方、目標空燃比をストイキからリーンに制御する場合には、空燃比効率の減少分［−ΔＢ］（図３参照）を、点火時期効率の増加分［ΔＢ］（図４参照）で打ち消すように点火時期の補正量を求めて、トルク変動を抑制する。
【００３１】
そして、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、目標空燃比に基づいて算出した点火時期の補正量、ベース点火時期、各種補正量（例えば、トルクダウン要求時の遅角補正量）等に基づいて最終的な点火時期を算出する。更に、目標空燃比、吸入空気量、各種補正量（例えば、暖機時、高負荷時の補正量）等に基づいて燃料噴射量を算出する。
【００３２】
また、ＥＣＵ３０は、図５に示すように、アクセル開度、エンジン回転速度Ｎｅ、車速等に基づいて要求軸トルクを算出し、この要求軸トルクに内部損失トルク、外部負荷トルク、アイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）による補正トルク等を加算して要求図示トルクを求める。
【００３３】
ここで、要求軸トルクに加算する内部損失トルクは、機械摩擦損失とポンピング損失であり、機械摩擦損失は、エンジン回転速度Ｎｅと冷却水温とに基づいてマップ等により算出され、ポンピング損失は、エンジン回転速度Ｎｅと吸気管圧力とに基づいてマップ等により算出される。また、要求軸トルクに加算する外部負荷トルクは、エンジン１１の動力で駆動される補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワーステアリングのポンプ等）の負荷トルクであり、エアコン信号、オルタネータの負荷電流等に応じて設定される。また、要求軸トルクに加算するＩＳＣによる補正トルクは、目標アイドル回転速度と現在のエンジン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により算出される。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、例えば、自動変速機の変速時、燃料カット復帰時、加速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生したときに、トルクショックを抑制するのに必要なトルクダウン量を算出し、このトルクダウン量を要求図示トルクから減算して要求図示トルクを一時的に補正する。そして、補正後の要求図示トルクを補正前の要求図示トルクで除算してトルクダウン率を求め、このトルクダウン率を実現するように点火時期効率のマップを用いて点火時期の遅角補正量を算出することで、トルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正してトルクを低下させるトルクダウン制御を実行する。この機能が特許請求の範囲でいうトルクダウン制御手段としての役割を果たす。
【００３５】
本実施形態（１）のシステムでは、図１１のタイムチャートに示すように、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角補正／進角補正してトルク変動を抑制する。
【００３６】
しかし、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期を遅角補正するとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合に、既にリッチ制御に伴って点火時期が遅角限界値付近まで遅角補正されていると、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する余裕がない。
【００３７】
そこで、ＥＣＵ３０は、後述する図９及び図１０に示す触媒再生制御ルーチンを実行することで、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するときにトルクダウン要求が生じたときには、空燃比をストイキ（理論空燃比）に制御して触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止する。これにより、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行して、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する。
【００３８】
以下、ＥＣＵ３０が実行する図６乃至図１０に示す各ルーチンの処理内容を説明する。
【００３９】
［燃焼モード決定ルーチン］
図６に示す燃焼モード決定ルーチンは、例えばイグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、要求燃焼モード判定のマップを検索して現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと要求図示トルク）に応じて成層燃焼モードと均質燃焼モードのいずれか一方を要求燃焼モードとして選択する。この要求燃焼モード判定マップは、低回転、低トルク領域では、燃費節減を優先して成層燃焼モードが選択され、一方、高回転、高トルク領域では、エンジン出力を優先して均質燃焼モードが選択されるように設定されている。
【００４０】
この後、ステップ１０２に進み、現在のエンジン運転状態に応じて選択した要求燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、要求燃焼モードが均質燃焼モードであれば、ステップ１０３に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える（又は維持する）。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２で、要求燃焼モードが均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定された場合には、ステップ１０４に進み、燃焼モードを成層燃焼モードに切り換える（又は維持する）。
【００４２】
［目標空燃比算出ルーチン］
図７に示す目標空燃比算出ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、ベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅのマップを検索して現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと要求図示トルク）に応じてベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを算出する。
【００４３】
この後、ステップ２０２に進み、ストイキ要求が有るか否かをストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、ストイキ要求有り（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０７に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅをそのまま最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ
【００４４】
これに対して、上記ステップ２０２で、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ２０３に進み、リッチ要求が有るか否かをリッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０５に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを所定値αだけリッチ方向に補正した値を最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ−α
【００４５】
上記ステップ２０３で、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ２０４に進み、リーン要求が有るか否かをリーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リーン要求有り（ＸＬｅａｎ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０６に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを所定値βだけリーン方向に補正した値を最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ＋β
【００４６】
［触媒再生要求ルーチン］
図８に示す触媒再生要求ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、触媒再生制御の実行中であるか否かを判定する。その結果、触媒再生制御の実行中でない判定された場合には、ステップ３０２に進み、ＮＯｘ触媒２７に吸蔵可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ吸蔵可能量）を算出する。ここで、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量は、ＮＯｘセンサ等のセンサ出力（ＮＯｘ触媒２７から流出する排出ガス中のＮＯｘ濃度）に基づいて算出するようにしても良いが、ＮＯｘ触媒２７に吸蔵したＮＯｘを還元浄化して放出するためのリッチパージ制御時のリッチ成分供給量とＮＯｘ供給量とに基づいてＮＯｘ吸蔵可能量を推定するようにしても良い。
【００４７】
ＮＯｘ吸蔵可能量の算出後、ステップ３０３に進み、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１よりも少ないか否かを判定する。その結果、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１よりも少ないと判定された場合には、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下していると判断して、ステップ３０４に進み、触媒再生要求有りと判定する。
【００４８】
これに対して、上記テップ３０３で、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１以上であると判定された場合には、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が維持されていると判断して、ステップ３０６に進み、触媒再生要求無しと判定する。
【００４９】
一方、上記ステップ３０１で、触媒再生制御の実行中であると判定された場合には、ステップ３０５に進み、触媒再生制御が終了したか否かを判定し、触媒再生制御が終了したと判定された時点で、ステップ３０６に進み、触媒再生要求無しと判定する。
【００５０】
［触媒再生制御ルーチン］
図９及び図１０に示す触媒再生制御ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう触媒再生制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、触媒再生要求が有るか否かを判定し、次のステップ４０２で、触媒再生制御実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒再生制御実行条件は、例えば、中・高負荷領域で、且つ、エンジン回転速度、トルク等が定常状態であることである。これにより、排出ガス温度の昇温があまり望めない低負荷領域や、空燃比のリッチ／リーンを安定して制御できない過渡状態では、触媒再生制御実行条件が不成立となる。
【００５１】
上記ステップ４０１で触媒再生要求無しと判定された場合、又は、ステップ４０２で触媒再生制御実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ４０３以降の触媒再生制御に関する処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００５２】
一方、ステップ４０１で触媒再生要求有りと判定され、且つ、ステップ４０２で、触媒再生制御実行条件が成立していると判定された場合には、次のようにして触媒再生制御に関する処理を実行する。まず、ステップ４０３に進み、現在の燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定されれば、ステップ４０４に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える。
【００５３】
その後、ステップ４０３で現在の燃焼モードが均質燃焼モードであると判定されたときに、ステップ４０５に進み、トルクダウン要求が有るか否かを判定する。その結果、トルクダウン要求が無いと判定された場合には、ステップ４０８に進み、ストイキ要求無しと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＦＦにセットする。
【００５４】
この後、図１０のステップ４０９に進み、触媒再生制御の実行時間をカウントする触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたか否かを判定し、判定値Ｋ２を越えていなければ、ステップ４１１に進み、触媒再生時間カウンタをカウントアップする。
【００５５】
この後、ステップ４１２に進み、リッチ要求が有るか否かをリッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ４１６に進み、リーン要求が有るか否かを、リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされているか否かによって判定する。リッチ要求とリーン要求が両方とも無いと判定された場合、つまり、触媒再生制御の初回は、ステップ４１９に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチ制御の実行時間をカウントするリッチカウンタＣＲｉｃｈ（ダウンカウンタ）を所定値ＫＲにセットし、リーン制御の実行時間をカウントするリーンカウンタＣＬｅａｎ（ダウンカウンタ）を０にリセットする。
【００５６】
リッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに対してリッチ側に設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ−α）。そして、上記ステップ４１２で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ４１３に進み、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０よりも大きいか否かを判定し、０よりも大きければ、ステップ４１４に進み、リッチカウンタＣＲｉｃｈをカウントダウンする。
【００５７】
その後、ステップ４１３で、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になったと判定されたときに、ステップ４１５に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＦＦし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＮすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを０にリセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値ＫＬ（但しＫＬ＝ＫＲ）にセットする。
【００５８】
リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに対してリーン側に設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ＋β）。そして、上記ステップ４１２で「Ｎｏ」、上記ステップ４１６で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ４１７に進み、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０よりも大きいか否かを判定し、０よりも大きければ、ステップ４１８に進み、リーンカウンタＣＬｅａｎをカウントダウンする。
【００５９】
その後、ステップ４１７で、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になったと判定されたときに、ステップ４１９に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを０にリセットする。
【００６０】
以上説明したステップ４１２〜４１９の処理により空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、排気管２５内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生する。
【００６１】
その後、上記ステップ４０９で、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたと判定されたときに、ステップ４１０に進み、触媒再生制御終了フラグをＯＮにして触媒再生制御を終了し、触媒再生時間カウンタを０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００６２】
一方、触媒再生制御の実行中に、例えば、自動変速機の変速時、燃料カット復帰時、加速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生すると、図９のステップ４０５で、トルクダウン要求有りと判定され、ステップ４０６に進み、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）か否かを判定する。
【００６３】
その結果、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合、つまり、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御する（つまり点火時期を遅角補正するとき）ときに、トルクダウン要求が発生した場合には、ステップ４０７に進み、ストイキ要求有りと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＮにセットして、本ルーチンを終了する。
【００６４】
ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈがＯＮにセットされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ）。これにより、触媒再生制御の実行中に空燃比をストイキに制御して空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止するため、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御が実行される。
【００６５】
その後、上記ステップ４０５で、トルクダウン要求無しと判定されてトルクダウン制御が終了したときに、ステップ４０８に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）にセットして空燃比をストイキに制御する処理を終了し、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開する。
【００６６】
尚、上記ステップ４０６で、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合、つまり、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御する（つまり点火時期を進角補正するとき）ときに、トルクダウン要求が発生した場合には、ステップ４０８に戻り、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）に維持して、触媒再生制御による空燃比のリーン制御を実行しながらトルクダウン制御を実行する。この場合、空燃比がリーンに制御されて点火時期が進角補正された状態でトルクダウン制御が実行される。
【００６７】
以上説明した本実施形態（１）の制御例を図１１及び図１２に示すタイムチャートを用いて説明する。ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求有りとされている期間は、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制する。
【００６８】
そして、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期を遅角補正するとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合には、図１２に示すように、空燃比をストイキに制御して触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止する。これにより、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行する場合でも、点火時期を遅角限界内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することが可能となり、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる。
【００６９】
一方、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するとき（つまり点火時期を進角補正するとき）に、トルクダウン要求が発生した場合には、そのまま触媒再生制御による空燃比のリーン制御を実行しながらトルクダウン制御を実行する。触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときには、点火時期が進角補正されるため、空燃比をストイキに制御せずにリーンに制御した状態（つまり点火時期が進角補正された状態）で、トルクダウン制御を実行して点火時期を遅角補正しても、点火時期が遅角限界値を越える心配はなく、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができる。これにより、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御する期間は、トルクダウン要求が発生しても、リーン制御をそのまま続けてＮＯｘ触媒を再生しながら、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、ＮＯｘ触媒２７の再生とトルクショック抑制とを並行して行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態（１）では、触媒再生制御の途中で空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行した場合、トルクダウン要求が無くなってトルクダウン制御が終了したときに、空燃比をストイキに制御する処理を終了して、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開するようにしたので、トルクダウン制御の終了後に、速やかに触媒再生制御を再開してＮＯｘ触媒２７を再生することができる。
【００７１】
尚、本実施形態（１）では、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、そのままリーン制御を継続しながらトルクダウン制御を実行するようにしたが、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合に、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。この方法は、リーン制御時に点火時期を遅角補正すると燃焼状態が悪化するエンジンに有効である。
【００７２】
《実施形態（２）》
次に、図１３及び図１４を用いて本発明の実施形態（２）を説明する。
触媒再生制御では、空燃比を交互にリッチ／リーンに制御して、排気管２５内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生するようにしているため、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、ストイキ制御に切り換えると、触媒再生制御によって排気管２５内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスが崩れて、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果が得られなくなってしまったり、排気エミッションが増加する懸念がある
。
【００７３】
そこで、本実施形態（２）では、図１３及び図１４に示す触媒再生制御ルーチンを実行することで、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行するようにしている。
【００７４】
［触媒再生制御ルーチン］
図１３及び図１４に示す触媒再生制御ルーチンが起動されると、ステップ５０１で、触媒再生要求が有るか否かを判定し、ステップ５０２で、触媒再生制御実行条件が成立しているか否かを判定する。ステップ５０１で触媒再生要求無しと判定された場合、又は、ステップ５０２で触媒再生制御実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ５０５に進み、リッチ制御の実行回数をカウントするリッチ回数カウンタと、リーン制御の実行回数をカウントするリーン回数カウンタを、両方とも０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００７５】
一方、ステップ５０１で触媒再生要求有りと判定され、且つ、ステップ５０２で、触媒再生制御実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ５０３に進み、現在の燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定されれば、ステップ５０４に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える。
【００７６】
その後、ステップ５０３で現在の燃焼モードが均質燃焼モードであると判定されたときに、ステップ５０６に進み、トルクダウン要求が有るか否かを判定する。トルクダウン要求が無いと判定された場合には、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無しと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＦＦにセットする。
【００７７】
この後、図１４のステップ５１２に進み、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えていなければ、ステップ５１４に進み、触媒再生時間カウンタをカウントアップする。
【００７８】
この後、触媒再生制御の初回は、ステップ５１５→ステップ５１９→ステップ５２２と進み、リッチ回数カウンタとリーン回数カウンタを両方とも０にリセットした後、ステップ５２４に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈ（ダウンカウンタ）を所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎ（ダウンカウンタ）を０にリセットする。
【００７９】
リッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされている期間は、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になるまで、リッチカウンタＣＲｉｃｈをカウントダウンする処理を繰り返し（ステップ５１６、５１７）、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になったときに、ステップ５１８に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＦＦし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＮすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを０にリセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値ＫＬ（但しＫＬ＝ＫＲ）にセットし、更に、リッチ回数カウンタをカウントアップする。
【００８０】
リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされている期間は、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になるまで、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値だけカウントダウンする処理を繰り返し（ステップ５２０、５２１）、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になった時点で、ステップ５２３に進み、リーン回数カウンタのカウント値をカウントアップした後、ステップ５２４に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを０にリセットする。
【００８１】
これらのステップ５１５〜５２４の処理によりリッチ回数とリーン回数をカウントしながら空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、排気管２５内にリッチガスとリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生する。
【００８２】
その後、上記ステップ５１２で、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたと判定されたときに、ステップ５１３に進み、触媒再生制御終了フラグをＯＮにして触媒再生制御を終了し、触媒再生時間カウンタを０にリセットすると共に、リッチ回数カウンタとリーン回数カウンタを両方とも０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００８３】
一方、触媒再生制御の実行中に、図１３のステップ５０６で、トルクダウン要求有りと判定された場合には、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいか否かを、次の▲１▼〜▲３▼の条件を全て満たしているか否かによって判定する。
【００８４】
▲１▼リッチ回数とリーン回数が同じであること（ステップ５０７）
▲２▼リッチカウンタＣＲｉｃｈがリッチ制御開始時の値［ＫＲ］であること（ステップ５０８）
▲３▼リーンカウンタＣＬｅａｎがリーン制御終了時の値［０］であること（ステップ５０９）
これら３つの条件▲１▼〜▲３▼を全て満たせば、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいと判定するが、３つの条件▲１▼〜▲３▼のうち１つでも満たさない条件があれば、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくないと判定する。
【００８５】
空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくないと判定された場合には、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）に維持して、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を継続する。
【００８６】
その後、上記ステップ５０７〜５０９で、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいと判定されたときに、ステップ５１０に進み、ストイキ要求有り（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＮ）にして、本ルーチンを終了する。これにより、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなってから、空燃比がストイキに制御されて、トルクダウン制御が実行される。
【００８７】
その後、上記ステップ５０６で、トルクダウン要求無しと判定されてトルクダウン制御が終了したときに、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）にセットして空燃比をストイキに制御する処理を終了し、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開する。
【００８８】
以上説明した本実施形態（２）では、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行するようにしたので、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、トルクダウン要求が生じた場合でも、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなるまで待ってから、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御によって排気管２５内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスを崩すことなく、ストイキ制御に切り換えてトルクダウン制御を実行することができ、触媒再生制御の実行時間に見合った触媒再生効果を得ることができると共に、トルクダウン制御による排気エミッションの増加も回避することができる。
【００８９】
尚、本実施形態（２）においても、前記実施形態（１）と同じように、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、そのままリーン制御を継続しながらトルクダウン制御を実行するようにしても良い。
【００９０】
また、上記実施形態（１），（２）では、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行するようにしたが、空燃比をストイキ付近（弱リッチ又は弱リーン）に制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。
【００９１】
その他、本発明は、筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射エンジンであっても、リーンバーンエンジンのように、ＮＯｘ触媒を再生させる触媒再生制御を実行して空燃比をリーン及びリーンに交互に制御する機能を備えたエンジンに適用して実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】点火時期及び燃料噴射量の算出方法を説明するための機能ブロック図
【図３】空燃比効率のマップを概念的に示す図
【図４】点火時期効率のマップを概念的に示す図
【図５】トルクダウン要求時の点火時期の遅角補正量の算出方法を説明するための機能ブロック図
【図６】燃焼モード決定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図７】目標空燃比算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】触媒再生要求ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施形態（１）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図１０】実施形態（１）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図１１】実施形態（１）の触媒再生制御（トルクダウン要求なし時）の実行例を示すタイムチャート
【図１２】実施形態（１）の触媒再生制御（トルクダウン要求あり時）の実行例を示すタイムチャート
【図１３】実施形態（２）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図１４】実施形態（２）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図１５】従来の触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が発生したときの制御例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２５…排気管、２６…上流側触媒（三元触媒）、２７…ＮＯｘ触媒、３０…ＥＣＵ（触媒再生制御手段，トルク変動抑制手段，トルクダウン制御手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御する触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときの制御方法を改善した内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費向上を目的として、空燃比をストイキよりもリーン側に制御してリーン燃焼させる筒内噴射式エンジンやリーンバーンエンジンが実用化されている。これらのリーン燃焼を行うエンジンは、一般的なエンジンよりも窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と表記する）の生成量が多くなるため、特許文献１（特許第２５８６７３８号公報）に示すように、排気管にＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を設置することが多い。このＮＯｘ触媒は、排出ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【０００３】
一般に、内燃機関の燃料や潤滑油には硫黄（以下「Ｓ」と表記する）成分が含まれているため、排出ガスにはＳ成分が含まれており、そのＳ成分がＮＯｘ触媒に吸着する“Ｓ被毒”によってＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下する。
【０００４】
そこで、特許文献２（特開２０００−３４９４３号公報）に示すように、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下したときに、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒の温度を上昇させる触媒再生制御を行ってＮＯｘ触媒をＳ被毒から回復させるようにしたものがある。
【０００５】
更に、この触媒再生制御によって空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御するときのトルク変動を抑制するために、特許文献３（特開２００１−２２７３９９号公報）に示すトルク変動抑制制御を利用して、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御したときに点火時期を遅角補正し、空燃比をリーンに制御したときに点火時期を進角補正するようにしたものがある。
【０００６】
一方、特許文献４（特開２０００−３８９５３号公報）に示すように、自動変速装置の変速時等に発生するトルクショックを抑制するために、自動変速装置の変速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生したときに、点火時期を一時的に遅角補正するトルクダウン制御を行うようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５８６７３８号公報（第４頁〜第５頁等）
【特許文献２】
特開２０００−３４９４３号公報（第２頁等）
【特許文献３】
特開２００１−２２７３９９号公報（第２頁等）
【特許文献４】
特開２０００−３８９５３号公報（第２頁等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、図１５に示すように、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制するシステムでは、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御しているとき（つまり点火時期を遅角補正しているとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合に、次のような問題が生じる。
【０００９】
リッチ制御中にトルクダウン要求が発生したときに、そのままトルクダウン制御を実行して点火時期を遅角補正すると、既にリッチ制御に伴って遅角限界値付近まで遅角された点火時期を更に遅角することになるため、点火時期が遅角限界値を越えて燃焼状態が悪化してしまい、排気エミッションが悪化してしまう。このような問題を回避するために、従来のシステムでは、トルクダウン要求に対する点火時期の遅角補正量を、遅角限界値を越えないように非常に小さい値に制限するようにしているため、トルクダウン要求に見合った遅角補正量（トルクダウン量）を確保する余裕がなく、トルクショックを十分に抑制することができないという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御する触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が発生した場合に、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、所定の触媒再生要求が生じたときに触媒再生制御手段により空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒を再生させる触媒再生制御を実行すると共に、少なくとも触媒再生制御の実行中にトルク変動抑制手段により空燃比の変化に応じて点火時期を補正してトルク変動を抑制し、更に、所定のトルクダウン要求が生じたときにトルクダウン制御手段により点火時期を遅角補正するトルクダウン制御を実行するシステムにおいて、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比をストイキ（理論空燃比）又はその付近に制御してトルクダウン制御を実行するようにしたものである。
【００１２】
触媒再生制御の実行中に空燃比をストイキ又はその付近に制御して空燃比のリッチ／リーン制御を停止すれば、トルク変動抑制手段による空燃比のリッチ／リーンに応じた点火時期の遅角補正／進角補正も停止される。従って、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期が遅角補正されるとき）にトルクダウン要求が発生した場合は、本発明のように、空燃比をストイキ又はその付近に制御すれば、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行する場合でも、点火時期を遅角限界内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することが可能となり、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる。
【００１３】
この場合、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比のリッチ／リーンに拘らず、常に空燃比をストイキ又はその付近に制御するようにしても良いが、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときには、点火時期が進角補正されるため、空燃比をストイキ又はその付近に制御しなくても、トルクダウン要求に応じた点火時期の遅角補正の余裕が十分にある。
【００１４】
この点を考慮して、請求項２のように、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御している期間は、トルクダウン要求が生じても空燃比をリーンに制御する状態を維持してトルクダウン制御を実行し、空燃比をリッチに制御している期間にトルクダウン要求が生じた場合のみ、空燃比をストイキ又はその付近に制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御している期間は、トルクダウン要求が発生しても、リーン制御をそのまま続けてＮＯｘ触媒を再生しながら、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、ＮＯｘ触媒の再生とトルクショック抑制とを並行して行うことができる。
【００１５】
ところで、触媒再生制御では、空燃比を交互にリッチ／リーンに制御して、排気管内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管内やＮＯｘ触媒内部で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒を再生するようにしているため、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、ストイキ制御に切り換えると、触媒再生制御によって排気管内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスが崩れて、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果が得られなくなってしまったり、排気エミッションが増加する懸念がある。
【００１６】
そこで、請求項３のように、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキ又は又はその付近に制御して、トルクダウン制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、トルクダウン要求が生じた場合でも、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなるまで待ってから、空燃比をストイキ又はその付近に制御して、トルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御によって排気管内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスを崩すことなく、ストイキ制御に切り換えてトルクダウン制御を実行することができ、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果を確実に得ることができると共に、トルクダウン制御による排気エミッションの増加も回避することができる。
【００１７】
また、請求項４のように、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行したときに、該トルクダウン制御の終了後に触媒再生制御を再開して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御するようにすれば良い。このようにすれば、トルクダウン制御の終了後に、速やかに空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、触媒再生制御を最後まで実行することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図１２に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって駆動されるスロットルバルブ１６が設けられ、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１７によって検出される。
【００１９】
また、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に、筒内の気流強度（スワール流強度やタンブル流強度）を制御する気流制御弁３１が設けられている。
【００２０】
エンジン１１の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。また、エンジン１１の吸気バルブ３７と排気バルブ３８には、それぞれバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング機構３９，４０が設けられている。
【００２１】
エンジン１１のシリンダブロックには、ノッキングを検出するノックセンサ３２と、冷却水温を検出する冷却水温センサ２３とが取り付けられている。また、クランク軸（図示せず）の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２４が取り付けられている。このクランク角センサ２４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２２】
一方、エンジン１１の排気管２５には、排出ガスを浄化する上流側触媒２６と下流側触媒２７が設けられ、上流側触媒２６の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２８（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。本実施形態では、上流側触媒２６としてストイキ付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒が設けられ、下流側触媒２７としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下「ＮＯｘ触媒」という）が設けられている。このＮＯｘ触媒２７は、排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がストイキ付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２３】
また、排気管２５のうちの上流側触媒２６の下流側と吸気管１２のうちのスロットルバルブ１６の下流側のサージタンク１８との間に、排出ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ配管３３が接続され、このＥＧＲ配管３３の途中に排出ガス還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ弁３４が設けられている。また、アクセルペダル３５の踏込量（アクセル開度）がアクセルセンサ３６によって検出される。
【００２４】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ２２の点火時期等を制御する。
【００２５】
このＥＣＵ３０は、後述する図６に示す燃焼モード決定ルーチンを実行することで、エンジン運転状態（要求トルクやエンジン回転速度等）に応じて成層燃焼モードと均質燃焼モードとを切り換える。成層燃焼モードでは、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグ２２の近傍に成層混合気を形成して成層燃焼（リーン燃焼）させることで、燃費を向上させる。一方、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高める。
【００２６】
更に、ＥＣＵ３０は、後述する図７乃至図１０に示す触媒再生制御用の各ルーチンを実行することで、図１１のタイムチャートに示すように、排出ガス中のＳ成分がＮＯｘ触媒２７に吸着する“Ｓ被毒”によってＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御してＮＯｘ触媒２７の温度を上昇させる触媒再生制御を実行して、ＮＯｘ触媒２７をＳ被毒から回復させてＮＯｘ吸蔵能力を再生させる。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、触媒再生制御時の目標空燃比、各種補正量（例えば、暖機時、高負荷時の補正量）等に基づいて最終的な目標空燃比を算出し、この目標空燃比に基づいて空燃比効率及び点火時期効率を用いて点火時期の補正量を算出することで、空燃比の変化に応じて点火時期を補正してトルク変動を抑制する。この機能が特許請求の範囲でいうトルク変動抑制手段としての役割を果たす。
【００２８】
ここで、空燃比効率は、空燃比がトルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメータであり、図３に示すように、空燃比に応じてマップにより設定される。空燃比効率は、空燃比がストイキのときのトルクの大きさを「１」とし、これを基準にして、空燃比に対応するトルクの大きさを相対的に表すものである。
【００２９】
また、点火時期効率は、点火時期がトルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメータであり、図４に示すように、点火時期に応じてマップにより設定される。点火時期効率は、点火時期がＭＴＢ時（最もトルクが高くなる時期）のときのトルクの大きさを「１」とし、これを基準にして、点火時期に対応するトルクの大きさを相対的に表すものである。これらの空燃比効率のマップと点火時期効率のマップは、予め実験又はシミュレーション等によって設定され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。
【００３０】
例えば、目標空燃比をストイキからリッチに制御する場合には、そのときの空燃比効率の増加分［ΔＡ］（図３参照）を、点火時期効率の減少分［−ΔＡ］（図４参照）で打ち消すように点火時期の補正量を求めて、トルク変動を抑制する。一方、目標空燃比をストイキからリーンに制御する場合には、空燃比効率の減少分［−ΔＢ］（図３参照）を、点火時期効率の増加分［ΔＢ］（図４参照）で打ち消すように点火時期の補正量を求めて、トルク変動を抑制する。
【００３１】
そして、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、目標空燃比に基づいて算出した点火時期の補正量、ベース点火時期、各種補正量（例えば、トルクダウン要求時の遅角補正量）等に基づいて最終的な点火時期を算出する。更に、目標空燃比、吸入空気量、各種補正量（例えば、暖機時、高負荷時の補正量）等に基づいて燃料噴射量を算出する。
【００３２】
また、ＥＣＵ３０は、図５に示すように、アクセル開度、エンジン回転速度Ｎｅ、車速等に基づいて要求軸トルクを算出し、この要求軸トルクに内部損失トルク、外部負荷トルク、アイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）による補正トルク等を加算して要求図示トルクを求める。
【００３３】
ここで、要求軸トルクに加算する内部損失トルクは、機械摩擦損失とポンピング損失であり、機械摩擦損失は、エンジン回転速度Ｎｅと冷却水温とに基づいてマップ等により算出され、ポンピング損失は、エンジン回転速度Ｎｅと吸気管圧力とに基づいてマップ等により算出される。また、要求軸トルクに加算する外部負荷トルクは、エンジン１１の動力で駆動される補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワーステアリングのポンプ等）の負荷トルクであり、エアコン信号、オルタネータの負荷電流等に応じて設定される。また、要求軸トルクに加算するＩＳＣによる補正トルクは、目標アイドル回転速度と現在のエンジン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により算出される。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、例えば、自動変速機の変速時、燃料カット復帰時、加速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生したときに、トルクショックを抑制するのに必要なトルクダウン量を算出し、このトルクダウン量を要求図示トルクから減算して要求図示トルクを一時的に補正する。そして、補正後の要求図示トルクを補正前の要求図示トルクで除算してトルクダウン率を求め、このトルクダウン率を実現するように点火時期効率のマップを用いて点火時期の遅角補正量を算出することで、トルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正してトルクを低下させるトルクダウン制御を実行する。この機能が特許請求の範囲でいうトルクダウン制御手段としての役割を果たす。
【００３５】
本実施形態（１）のシステムでは、図１１のタイムチャートに示すように、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求が発生したときに、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角補正／進角補正してトルク変動を抑制する。
【００３６】
しかし、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期を遅角補正するとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合に、既にリッチ制御に伴って点火時期が遅角限界値付近まで遅角補正されていると、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する余裕がない。
【００３７】
そこで、ＥＣＵ３０は、後述する図９及び図１０に示す触媒再生制御ルーチンを実行することで、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するときにトルクダウン要求が生じたときには、空燃比をストイキ（理論空燃比）に制御して触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止する。これにより、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行して、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保する。
【００３８】
以下、ＥＣＵ３０が実行する図６乃至図１０に示す各ルーチンの処理内容を説明する。
【００３９】
［燃焼モード決定ルーチン］
図６に示す燃焼モード決定ルーチンは、例えばイグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、要求燃焼モード判定のマップを検索して現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと要求図示トルク）に応じて成層燃焼モードと均質燃焼モードのいずれか一方を要求燃焼モードとして選択する。この要求燃焼モード判定マップは、低回転、低トルク領域では、燃費節減を優先して成層燃焼モードが選択され、一方、高回転、高トルク領域では、エンジン出力を優先して均質燃焼モードが選択されるように設定されている。
【００４０】
この後、ステップ１０２に進み、現在のエンジン運転状態に応じて選択した要求燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、要求燃焼モードが均質燃焼モードであれば、ステップ１０３に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える（又は維持する）。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２で、要求燃焼モードが均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定された場合には、ステップ１０４に進み、燃焼モードを成層燃焼モードに切り換える（又は維持する）。
【００４２】
［目標空燃比算出ルーチン］
図７に示す目標空燃比算出ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、ベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅのマップを検索して現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと要求図示トルク）に応じてベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを算出する。
【００４３】
この後、ステップ２０２に進み、ストイキ要求が有るか否かをストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、ストイキ要求有り（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０７に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅをそのまま最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ
【００４４】
これに対して、上記ステップ２０２で、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ２０３に進み、リッチ要求が有るか否かをリッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０５に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを所定値αだけリッチ方向に補正した値を最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ−α
【００４５】
上記ステップ２０３で、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ２０４に進み、リーン要求が有るか否かをリーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リーン要求有り（ＸＬｅａｎ＝ＯＮ）と判定された場合には、ステップ２０６に進み、現在のエンジン運転状態に応じて算出したベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅを所定値βだけリーン方向に補正した値を最終的な目標空燃比ＡＦとして設定する。
ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ＋β
【００４６】
［触媒再生要求ルーチン］
図８に示す触媒再生要求ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、触媒再生制御の実行中であるか否かを判定する。その結果、触媒再生制御の実行中でない判定された場合には、ステップ３０２に進み、ＮＯｘ触媒２７に吸蔵可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ吸蔵可能量）を算出する。ここで、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量は、ＮＯｘセンサ等のセンサ出力（ＮＯｘ触媒２７から流出する排出ガス中のＮＯｘ濃度）に基づいて算出するようにしても良いが、ＮＯｘ触媒２７に吸蔵したＮＯｘを還元浄化して放出するためのリッチパージ制御時のリッチ成分供給量とＮＯｘ供給量とに基づいてＮＯｘ吸蔵可能量を推定するようにしても良い。
【００４７】
ＮＯｘ吸蔵可能量の算出後、ステップ３０３に進み、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１よりも少ないか否かを判定する。その結果、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１よりも少ないと判定された場合には、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下していると判断して、ステップ３０４に進み、触媒再生要求有りと判定する。
【００４８】
これに対して、上記テップ３０３で、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵可能量が判定値Ｋ１以上であると判定された場合には、ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が維持されていると判断して、ステップ３０６に進み、触媒再生要求無しと判定する。
【００４９】
一方、上記ステップ３０１で、触媒再生制御の実行中であると判定された場合には、ステップ３０５に進み、触媒再生制御が終了したか否かを判定し、触媒再生制御が終了したと判定された時点で、ステップ３０６に進み、触媒再生要求無しと判定する。
【００５０】
［触媒再生制御ルーチン］
図９及び図１０に示す触媒再生制御ルーチンは、例えばイグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう触媒再生制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、触媒再生要求が有るか否かを判定し、次のステップ４０２で、触媒再生制御実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒再生制御実行条件は、例えば、中・高負荷領域で、且つ、エンジン回転速度、トルク等が定常状態であることである。これにより、排出ガス温度の昇温があまり望めない低負荷領域や、空燃比のリッチ／リーンを安定して制御できない過渡状態では、触媒再生制御実行条件が不成立となる。
【００５１】
上記ステップ４０１で触媒再生要求無しと判定された場合、又は、ステップ４０２で触媒再生制御実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ４０３以降の触媒再生制御に関する処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００５２】
一方、ステップ４０１で触媒再生要求有りと判定され、且つ、ステップ４０２で、触媒再生制御実行条件が成立していると判定された場合には、次のようにして触媒再生制御に関する処理を実行する。まず、ステップ４０３に進み、現在の燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定されれば、ステップ４０４に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える。
【００５３】
その後、ステップ４０３で現在の燃焼モードが均質燃焼モードであると判定されたときに、ステップ４０５に進み、トルクダウン要求が有るか否かを判定する。その結果、トルクダウン要求が無いと判定された場合には、ステップ４０８に進み、ストイキ要求無しと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＦＦにセットする。
【００５４】
この後、図１０のステップ４０９に進み、触媒再生制御の実行時間をカウントする触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたか否かを判定し、判定値Ｋ２を越えていなければ、ステップ４１１に進み、触媒再生時間カウンタをカウントアップする。
【００５５】
この後、ステップ４１２に進み、リッチ要求が有るか否かをリッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされているか否かによって判定する。その結果、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合には、ステップ４１６に進み、リーン要求が有るか否かを、リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされているか否かによって判定する。リッチ要求とリーン要求が両方とも無いと判定された場合、つまり、触媒再生制御の初回は、ステップ４１９に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチ制御の実行時間をカウントするリッチカウンタＣＲｉｃｈ（ダウンカウンタ）を所定値ＫＲにセットし、リーン制御の実行時間をカウントするリーンカウンタＣＬｅａｎ（ダウンカウンタ）を０にリセットする。
【００５６】
リッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに対してリッチ側に設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ−α）。そして、上記ステップ４１２で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ４１３に進み、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０よりも大きいか否かを判定し、０よりも大きければ、ステップ４１４に進み、リッチカウンタＣＲｉｃｈをカウントダウンする。
【００５７】
その後、ステップ４１３で、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になったと判定されたときに、ステップ４１５に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＦＦし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＮすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを０にリセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値ＫＬ（但しＫＬ＝ＫＲ）にセットする。
【００５８】
リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに対してリーン側に設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ＋β）。そして、上記ステップ４１２で「Ｎｏ」、上記ステップ４１６で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ４１７に進み、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０よりも大きいか否かを判定し、０よりも大きければ、ステップ４１８に進み、リーンカウンタＣＬｅａｎをカウントダウンする。
【００５９】
その後、ステップ４１７で、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になったと判定されたときに、ステップ４１９に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを０にリセットする。
【００６０】
以上説明したステップ４１２〜４１９の処理により空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、排気管２５内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生する。
【００６１】
その後、上記ステップ４０９で、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたと判定されたときに、ステップ４１０に進み、触媒再生制御終了フラグをＯＮにして触媒再生制御を終了し、触媒再生時間カウンタを０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００６２】
一方、触媒再生制御の実行中に、例えば、自動変速機の変速時、燃料カット復帰時、加速時等のトルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生すると、図９のステップ４０５で、トルクダウン要求有りと判定され、ステップ４０６に進み、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）か否かを判定する。
【００６３】
その結果、リッチ要求有り（ＸＲｉｃｈ＝ＯＮ）と判定された場合、つまり、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御する（つまり点火時期を遅角補正するとき）ときに、トルクダウン要求が発生した場合には、ステップ４０７に進み、ストイキ要求有りと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＮにセットして、本ルーチンを終了する。
【００６４】
ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈがＯＮにセットされている期間には、図７の目標空燃比算出ルーチンにより目標空燃比ＡＦがベース目標空燃比ＡＦｂａｓｅに設定される（ＡＦ＝ＡＦｂａｓｅ）。これにより、触媒再生制御の実行中に空燃比をストイキに制御して空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止するため、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御が実行される。
【００６５】
その後、上記ステップ４０５で、トルクダウン要求無しと判定されてトルクダウン制御が終了したときに、ステップ４０８に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）にセットして空燃比をストイキに制御する処理を終了し、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開する。
【００６６】
尚、上記ステップ４０６で、リッチ要求無し（ＸＲｉｃｈ＝ＯＦＦ）と判定された場合、つまり、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御する（つまり点火時期を進角補正するとき）ときに、トルクダウン要求が発生した場合には、ステップ４０８に戻り、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）に維持して、触媒再生制御による空燃比のリーン制御を実行しながらトルクダウン制御を実行する。この場合、空燃比がリーンに制御されて点火時期が進角補正された状態でトルクダウン制御が実行される。
【００６７】
以上説明した本実施形態（１）の制御例を図１１及び図１２に示すタイムチャートを用いて説明する。ＮＯｘ触媒２７のＮＯｘ吸蔵能力が低下して触媒再生要求有りとされている期間は、触媒再生制御を実行して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御すると共に、リッチ／リーンに応じて点火時期を遅角／進角補正してトルク変動を抑制する。
【００６８】
そして、触媒再生制御の実行中に空燃比をリッチに制御するとき（つまり点火時期を遅角補正するとき）に、トルクショックが発生する運転状態になってトルクダウン要求が発生した場合には、図１２に示すように、空燃比をストイキに制御して触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を一時的に停止する。これにより、空燃比のリッチ制御に伴う点火時期の遅角補正が実施されていない状態（つまりトルクダウン要求に応じて点火時期を遅角補正する余裕を十分に確保した状態）でトルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御の実行中にトルクダウン制御を実行する場合でも、点火時期を遅角限界内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することが可能となり、排気エミッションとドライバビリティ（トルクショック抑制）とを両立させることができる。
【００６９】
一方、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するとき（つまり点火時期を進角補正するとき）に、トルクダウン要求が発生した場合には、そのまま触媒再生制御による空燃比のリーン制御を実行しながらトルクダウン制御を実行する。触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときには、点火時期が進角補正されるため、空燃比をストイキに制御せずにリーンに制御した状態（つまり点火時期が進角補正された状態）で、トルクダウン制御を実行して点火時期を遅角補正しても、点火時期が遅角限界値を越える心配はなく、点火時期を適正範囲内に収めながらトルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができる。これにより、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御する期間は、トルクダウン要求が発生しても、リーン制御をそのまま続けてＮＯｘ触媒を再生しながら、トルクダウン要求に見合った点火時期の遅角補正量を確保することができ、ＮＯｘ触媒２７の再生とトルクショック抑制とを並行して行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態（１）では、触媒再生制御の途中で空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行した場合、トルクダウン要求が無くなってトルクダウン制御が終了したときに、空燃比をストイキに制御する処理を終了して、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開するようにしたので、トルクダウン制御の終了後に、速やかに触媒再生制御を再開してＮＯｘ触媒２７を再生することができる。
【００７１】
尚、本実施形態（１）では、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、そのままリーン制御を継続しながらトルクダウン制御を実行するようにしたが、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合に、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。この方法は、リーン制御時に点火時期を遅角補正すると燃焼状態が悪化するエンジンに有効である。
【００７２】
《実施形態（２）》
次に、図１３及び図１４を用いて本発明の実施形態（２）を説明する。
触媒再生制御では、空燃比を交互にリッチ／リーンに制御して、排気管２５内にＣＯ，ＨＣの濃度が高いリッチガスとＯ２ 濃度が高いリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生するようにしているため、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、ストイキ制御に切り換えると、触媒再生制御によって排気管２５内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスが崩れて、触媒再生制御の実行時間に見合った分の触媒再生効果が得られなくなってしまったり、排気エミッションが増加する懸念がある
。
【００７３】
そこで、本実施形態（２）では、図１３及び図１４に示す触媒再生制御ルーチンを実行することで、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行するようにしている。
【００７４】
［触媒再生制御ルーチン］
図１３及び図１４に示す触媒再生制御ルーチンが起動されると、ステップ５０１で、触媒再生要求が有るか否かを判定し、ステップ５０２で、触媒再生制御実行条件が成立しているか否かを判定する。ステップ５０１で触媒再生要求無しと判定された場合、又は、ステップ５０２で触媒再生制御実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ５０５に進み、リッチ制御の実行回数をカウントするリッチ回数カウンタと、リーン制御の実行回数をカウントするリーン回数カウンタを、両方とも０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００７５】
一方、ステップ５０１で触媒再生要求有りと判定され、且つ、ステップ５０２で、触媒再生制御実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ５０３に進み、現在の燃焼モードが均質燃焼モードであるか否かを判定し、均質燃焼モードでない（成層燃焼モードである）と判定されれば、ステップ５０４に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える。
【００７６】
その後、ステップ５０３で現在の燃焼モードが均質燃焼モードであると判定されたときに、ステップ５０６に進み、トルクダウン要求が有るか否かを判定する。トルクダウン要求が無いと判定された場合には、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無しと判定して、ストイキ要求フラグＸＳｔｏｉｃｈをＯＦＦにセットする。
【００７７】
この後、図１４のステップ５１２に進み、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えていなければ、ステップ５１４に進み、触媒再生時間カウンタをカウントアップする。
【００７８】
この後、触媒再生制御の初回は、ステップ５１５→ステップ５１９→ステップ５２２と進み、リッチ回数カウンタとリーン回数カウンタを両方とも０にリセットした後、ステップ５２４に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈ（ダウンカウンタ）を所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎ（ダウンカウンタ）を０にリセットする。
【００７９】
リッチ要求フラグＸＲｉｃｈがＯＮされている期間は、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になるまで、リッチカウンタＣＲｉｃｈをカウントダウンする処理を繰り返し（ステップ５１６、５１７）、リッチカウンタＣＲｉｃｈのカウント値が０以下になったときに、ステップ５１８に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＦＦし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＮすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを０にリセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値ＫＬ（但しＫＬ＝ＫＲ）にセットし、更に、リッチ回数カウンタをカウントアップする。
【００８０】
リーン要求フラグＸＬｅａｎがＯＮされている期間は、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になるまで、リーンカウンタＣＬｅａｎを所定値だけカウントダウンする処理を繰り返し（ステップ５２０、５２１）、リーンカウンタＣＬｅａｎのカウント値が０以下になった時点で、ステップ５２３に進み、リーン回数カウンタのカウント値をカウントアップした後、ステップ５２４に進み、リッチ要求フラグＸＲｉｃｈをＯＮし、リーン要求フラグＸＬｅａｎをＯＦＦすると共に、リッチカウンタＣＲｉｃｈを所定値ＫＲにセットし、リーンカウンタＣＬｅａｎを０にリセットする。
【００８１】
これらのステップ５１５〜５２４の処理によりリッチ回数とリーン回数をカウントしながら空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して、排気管２５内にリッチガスとリーンガスを交互にバランス良く排出することで、リッチガスとリーンガスを排気管２５内やＮＯｘ触媒２７内で混合させて酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒温度を上昇させてＮＯｘ触媒２７を再生する。
【００８２】
その後、上記ステップ５１２で、触媒再生時間カウンタのカウント値が判定値Ｋ２を越えたと判定されたときに、ステップ５１３に進み、触媒再生制御終了フラグをＯＮにして触媒再生制御を終了し、触媒再生時間カウンタを０にリセットすると共に、リッチ回数カウンタとリーン回数カウンタを両方とも０にリセットして、本ルーチンを終了する。
【００８３】
一方、触媒再生制御の実行中に、図１３のステップ５０６で、トルクダウン要求有りと判定された場合には、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいか否かを、次の▲１▼〜▲３▼の条件を全て満たしているか否かによって判定する。
【００８４】
▲１▼リッチ回数とリーン回数が同じであること（ステップ５０７）
▲２▼リッチカウンタＣＲｉｃｈがリッチ制御開始時の値［ＫＲ］であること（ステップ５０８）
▲３▼リーンカウンタＣＬｅａｎがリーン制御終了時の値［０］であること（ステップ５０９）
これら３つの条件▲１▼〜▲３▼を全て満たせば、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいと判定するが、３つの条件▲１▼〜▲３▼のうち１つでも満たさない条件があれば、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくないと判定する。
【００８５】
空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくないと判定された場合には、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）に維持して、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を継続する。
【００８６】
その後、上記ステップ５０７〜５０９で、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しいと判定されたときに、ステップ５１０に進み、ストイキ要求有り（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＮ）にして、本ルーチンを終了する。これにより、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなってから、空燃比がストイキに制御されて、トルクダウン制御が実行される。
【００８７】
その後、上記ステップ５０６で、トルクダウン要求無しと判定されてトルクダウン制御が終了したときに、ステップ５１１に進み、ストイキ要求無し（ＸＳｔｏｉｃｈ＝ＯＦＦ）にセットして空燃比をストイキに制御する処理を終了し、触媒再生制御による空燃比のリッチ／リーン制御を再開する。
【００８８】
以上説明した本実施形態（２）では、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行するようにしたので、触媒再生制御によって空燃比をリッチ制御（又はリーン制御）している期間の途中で、トルクダウン要求が生じた場合でも、空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなるまで待ってから、空燃比をストイキに制御して、トルクダウン制御を実行することができる。これにより、触媒再生制御によって排気管２５内に交互に排出されるリッチガス量とリーンガス量のバランスを崩すことなく、ストイキ制御に切り換えてトルクダウン制御を実行することができ、触媒再生制御の実行時間に見合った触媒再生効果を得ることができると共に、トルクダウン制御による排気エミッションの増加も回避することができる。
【００８９】
尚、本実施形態（２）においても、前記実施形態（１）と同じように、触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御するときに、トルクダウン要求が発生した場合には、そのままリーン制御を継続しながらトルクダウン制御を実行するようにしても良い。
【００９０】
また、上記実施形態（１），（２）では、触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が生じたときに、空燃比をストイキに制御してトルクダウン制御を実行するようにしたが、空燃比をストイキ付近（弱リッチ又は弱リーン）に制御してトルクダウン制御を実行するようにしても良い。
【００９１】
その他、本発明は、筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射エンジンであっても、リーンバーンエンジンのように、ＮＯｘ触媒を再生させる触媒再生制御を実行して空燃比をリーン及びリーンに交互に制御する機能を備えたエンジンに適用して実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】点火時期及び燃料噴射量の算出方法を説明するための機能ブロック図
【図３】空燃比効率のマップを概念的に示す図
【図４】点火時期効率のマップを概念的に示す図
【図５】トルクダウン要求時の点火時期の遅角補正量の算出方法を説明するための機能ブロック図
【図６】燃焼モード決定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図７】目標空燃比算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】触媒再生要求ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施形態（１）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図１０】実施形態（１）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図１１】実施形態（１）の触媒再生制御（トルクダウン要求なし時）の実行例を示すタイムチャート
【図１２】実施形態（１）の触媒再生制御（トルクダウン要求あり時）の実行例を示すタイムチャート
【図１３】実施形態（２）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）
【図１４】実施形態（２）の触媒再生制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）
【図１５】従来の触媒再生制御の実行中にトルクダウン要求が発生したときの制御例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２５…排気管、２６…上流側触媒（三元触媒）、２７…ＮＯｘ触媒、３０…ＥＣＵ（触媒再生制御手段，トルク変動抑制手段，トルクダウン制御手段）。
Claims (4)
- 内燃機関の排出ガス中の窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と表記する）を浄化するためのＮＯｘ触媒と、
所定の触媒再生要求が生じたときに空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御して前記ＮＯｘ触媒を再生させる触媒再生制御を実行する触媒再生制御手段と、
少なくとも前記触媒再生制御の実行中に空燃比の変化に応じて点火時期を補正してトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
所定のトルクダウン要求が生じたときに点火時期を遅角補正するトルクダウン制御を実行するトルクダウン制御手段とを備えたシステムにおいて、
前記トルクダウン制御手段は、前記触媒再生制御の実行中に前記トルクダウン要求が生じたときに空燃比をストイキ又はその付近に制御して前記トルクダウン制御を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記トルクダウン制御手段は、前記触媒再生制御の実行中に空燃比をリーンに制御している期間には、前記トルクダウン要求が生じても空燃比をリーンに制御する状態を維持して前記トルクダウン制御を実行し、空燃比をリッチに制御している期間に前記トルクダウン要求が生じた場合のみ、空燃比をストイキ又はその付近に制御して前記トルクダウン制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記トルクダウン制御手段は、前記触媒再生制御の実行中に前記トルクダウン要求が生じたときに、該触媒再生制御によって空燃比をリッチに制御した合計時間とリーンに制御した合計時間とが等しくなった時点で、空燃比をストイキ又はその付近に制御して前記トルクダウン制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記触媒再生制御手段は、前記触媒再生制御の実行中に前記トルクダウン制御を実行したときに、該トルクダウン制御の終了後に前記触媒再生制御を再開して空燃比をリッチ及びリーンに交互に制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2003
- 2003-01-28 JP JP2003018696A patent/JP2004232477A/ja active Pending
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| JP4534968B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2010-09-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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