(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する窒素酸化物吸蔵還元触媒が排気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、前記内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比をリッチにするリッチスパイク制御を行う希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、
トルク変動が許容値を超えない範囲で希薄燃焼時の空燃比をリーンとするように、吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかを補正するリミット制御について、その希薄燃焼時における前記吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかの補正量を検出するとともに、
前記リッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクを基準とし、前記検出された補正量に基づいて、前記リミット制御での補正に応じて変化した前記基準となるトルクと前記リッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるように前記リッチスパイク制御時の燃料噴射量を設定する
ことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する窒素酸化物吸蔵還元触媒が排気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、前記内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比をリッチにするリッチスパイク制御を行う希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、
前記内燃機関のノッキングを抑制すべく点火時期を調整するノッキング抑制制御について、その点火時期遅角量を検出するとともに、
前記リッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクを基準とし、前記検出された点火時期遅角量に基づいて、前記ノッキング抑制制御での点火時期の調整に応じて変化した前記基準となるトルクと前記リッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるように前記リッチスパイク制御時の燃料噴射量を設定する
ことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼を行いうる内燃機関の燃焼制御装置に係り、詳しくは、内燃機関の排気通路に窒素酸化物吸蔵還元触媒を有してなる希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に使用されているエンジンにおいては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動するスロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉により、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調整され、もってエンジン出力が制御される。
【０００３】
しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低くなる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍に可燃混合気を存在させ、当該部分の混合気濃度を高めて、着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」という技術が知られている。
【０００４】
かかる技術においては、エンジンの低負荷時には、噴射された燃料が、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、スロットル弁がほぼ全開に開かれて成層燃焼が実行される。これにより、ポンピングロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。
【０００５】
ところで、上記成層燃焼の如く、希薄（リーン）空燃比での運転が行われるエンジンにおいては、リーン空燃比領域で発生しやすい窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化させるべく、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置なるものが用いられている。
【０００６】
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、例えばゼオライトを主成分とするものであり、排気中の炭化水素（ＨＣ）を一時的に吸着し、このＨＣによりＮＯｘを還元するものであると推定されている。かかるＮＯｘ吸蔵還元触媒装置を有する技術として、例えば特開平８−３１９８６２号公報に開示されたものが知られている。この技術では、基本的な制御として、いわゆるリッチスパイク制御なるものが行われる。すなわち、リーン空燃比での運転が続けられると、前記触媒に吸着されるＮＯｘが飽和状態に達し、余剰のＮＯｘは排気ガス中に放出されてしまうおそれがある。このため、本制御では、所定のタイミングを見計らって、空燃比が一時的に強制的にリッチに制御される。このような制御が行われることで、排気中のＨＣの量が増大し、ＮＯｘが窒素ガス（Ｎ２  ）に還元されて大気中に放出されるのである。
【０００７】
また、上記技術では、リッチスパイク制御時のエンジンのトルクの急激な変動を抑制するためにリッチ量を設定するようにしている。すなわち、リッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比における出力トルクと、リッチスパイク制御が行われる際のリッチ空燃比における出力トルクとがほぼ等しくなるよう、燃料噴射量等が設定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、次に記すような問題があった。すなわち、リッチスパイク制御を行う以前の通常（ベース）状態において、トルク変動やノッキングを抑制するために、吸気量、ＥＧＲ量、燃料噴射量、点火時期等の各種制御パラメータを変更する制御が行われることがあり、これにより、リッチスパイク制御を行う基準となる実際のトルク状態が変化してしまうおそれがあった。このため、実際にリッチスパイク制御が行われた際に設定される燃料噴射量が、等トルクを維持するための燃料噴射量に対しずれたものとなってしまうおそれがあり、その結果、トルク段差が発生してしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気通路に窒素酸化物吸蔵還元触媒を有してなる希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、実際のトルクを直接検出することなく、リッチスパイク制御時のトルク段差を抑制することのできる希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する窒素酸化物吸蔵還元触媒が排気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、前記内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比をリッチにするリッチスパイク制御を行う希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、トルク変動が許容値を超えない範囲で希薄燃焼時の空燃比をリーンとするように、吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかを補正するリミット制御について、その希薄燃焼時における前記吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかの補正量を検出するとともに、前記リッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクを基準とし、前記検出された補正量に基づいて、前記リミット制御での補正に応じて変化した前記基準となるトルクと前記リッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるように前記リッチスパイク制御時の燃料噴射量を設定することをその要旨としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する窒素酸化物吸蔵還元触媒が排気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、前記内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比をリッチにするリッチスパイク制御を行う希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、前記内燃機関のノッキングを抑制すべく点火時期を調整するノッキング抑制制御について、その点火時期遅角量を検出するとともに、前記リッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクを基準とし、前記検出された点火時期遅角量に基づいて、前記ノッキング抑制制御での点火時期の調整に応じて変化した前記基準となるトルクと前記リッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるように前記リッチスパイク制御時の燃料噴射量を設定することをその要旨としている。
【００１５】
（作用）
上記請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた窒素酸化物吸蔵還元触媒は、空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する。そして、窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、リッチスパイク制御手段により、内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比がリッチにされる。これにより、排気中の炭化水素の量が増大し、前記触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元されて放出される。
【００１６】
また、本発明では、トルク変動が許容値を超えない範囲で希薄燃焼時の空燃比をリーンとするように、吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかを補正するリミット制御について、その希薄燃焼時における前記吸気量、ＥＧＲ量及び燃料噴射量のいずれかの補正量が検出される。そして、その検出された補正量に基づいて、リミット制御での補正に応じて変化した基準となるリッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクとリッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるようにリッチスパイク制御時の燃料噴射量が設定される。このため、リッチスパイク制御が行われる以前の通常状態において、トルク変動を抑制するためのリミット制御が行われた場合でも、リッチスパイク制御時の燃料噴射量が適正に設定されることとなる。従って、リミット制御が行われているリーン空燃比におけるトルクとリッチスパイク制御時のトルクとの等トルク化が図られる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた窒素酸化物吸蔵還元触媒は、空燃比がリーンのときには窒素酸化物を吸蔵し、空燃比がリッチのときには吸蔵した窒素酸化物を還元し放出する。そして、窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を還元し放出すべき際には、リッチスパイク制御手段により、内燃機関の燃焼室内に導入される混合気の空燃比がリッチにされる。これにより、排気中の炭化水素の量が増大し、前記触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元されて放出される。
【００１９】
また、本発明では、内燃機関のノッキングを抑制すべく点火時期を調整するノッキング抑制制御について、その点火時期遅角量が検出される。そして、その検出された点火時期遅角量に基づいて、前記ノッキング抑制制御での点火時期の調整に応じて変化した基準となるリッチスパイク制御が行われる前のリーン空燃比におけるトルクとリッチスパイク制御におけるリッチ空燃比におけるトルクとがほぼ等しくなるようにリッチスパイク制御時の燃料噴射量が設定される。このため、リッチスパイク制御が行われる以前のリーン空燃比での希薄燃焼時において、ノッキングを抑制するための制御が行われた場合でも、リッチスパイク制御時の燃料噴射量が適正に設定されることとなる。従って、前記抑制のための制御が行われているリーン空燃比におけるトルクとリッチスパイク制御時のトルクとの等トルク化が図られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置を具体化した一実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は本実施の形態において、車両に搭載された筒内噴射式希薄燃焼エンジンの燃焼制御装置を示す概略構成図である。内燃機関としてのエンジン１は、例えば４つの気筒１ａを具備し、これら各気筒１ａの燃焼室構造が図２に示されている。これらの図に示すように、エンジン１はシリンダブロック２内にピストンを備えており、当該ピストンはシリンダブロック２内で往復運動する。シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成されている。また、本実施の形態では１気筒１ａあたり、４つの弁が配置されており、図中において、符号６ａとして第１吸気弁、６ｂとして第２吸気弁、７ａとして第１吸気ポート、７ｂとして第２吸気ポート、８として一対の排気弁、９として一対の排気ポートがそれぞれ示されている。
【００２３】
図２に示すように、第１の吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プラグ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、図示しないディストリビュータを介して点火コイルからの高電圧が印加されるようになっている。そして、この点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１２からの点火信号の出力タイミングにより決定される。さらに、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置されている。すなわち、本実施の形態においては、燃料噴射弁１１からの燃料は、直接的に気筒１ａ内に噴射されうるようになっている。
【００２４】
図１に示すように、各気筒１ａの第１吸気ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結されている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワールコントロールバルブ１７が配置されている。これらのスワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を介して例えばステップモータ１９に連結されている。このステップモータ１９は、後述する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３０からの出力信号に基づいて制御される。なお、当該ステップモータ１９の代わりに、エンジン１の吸気ポート７ａ，７ｂの負圧に応じて制御されるものを用いてもよい。
【００２５】
前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０内には、ステップモータ２２によって開閉されるスロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の形態のスロットル弁２３は、いわゆる電子制御式のものであり、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、スロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロットル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようになっている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージタンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂ等により、吸気通路が構成されている。
【００２６】
また、スロットル弁２３の近傍には、その開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサ２５が設けられている。なお、前記各気筒の排気ポート９には排気マニホルド１４が接続されている。そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を介して排気通路を構成する排気ダクト５５へ排出されるようになっている。
【００２７】
さらに、本実施の形態では、公知の排気ガス再循環（ＥＧＲ）機構５１が設けられている。このＥＧＲ機構５１は、排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通路５２と、同通路５２の途中に設けられたＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクト５５との間を連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させることにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開くことにより、排気ダクト５５へ排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、排気ガスの一部がＥＧＲ機構５１によって吸入混合気中に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調節されることにより、排気ガスの再循環量が調整されるのである。
【００２８】
併せて、本実施の形態では、前記排気ダクト５５内には、窒素酸化物吸蔵還元触媒５６が設けられている。この触媒５６は、基本的には、リーン空燃比での運転が行われると、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵する。また、空燃比がリッチに制御されると、排気中のＨＣ量の増大により、吸蔵されていたＮＯｘが窒素ガス（Ｎ２  ）に還元されて大気中に放出されるようになっている（リッチスパイク制御）。
【００２９】
さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備している。
【００３０】
運転者により操作されるアクセルペダル２４には、当該アクセルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該アクセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂが設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂは、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００３１】
また、上死点センサ２７は例えば１番気筒１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クランク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスからクランク位置やエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。
【００３２】
さらに、前記シャフト１８の回転角度はスワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、これによりスワールコントロールバルブ１７の開度（ＳＣＶ開度）が検出される。そして、スワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００３３】
併せて、前記スロットルセンサ２５により、スロットル開度が検出される。このスロットルセンサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００３４】
加えて、本実施の形態では、サージタンク１６内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ６２が設けられている。また、排気ダクト５５の窒素酸化物吸蔵還元触媒５６よりも上流側においては、排気中の酸素濃度を検出するための酸素センサ６３が設けられている。この酸素センサ６３は、理論空燃比近傍で、出力電圧が急変する特性を有している。そして、本実施の形態では、かかる特性に基づいて空燃比Ａ／Ｆが検出されるようになっている。さらに、ＥＧＲバルブ５３の近傍には、該バルブ５３の開度（ＥＧＲ開度）を検出するためのＥＧＲセンサ６４が設けられている。これら各センサ６１，６２，６３，６４の出力も、Ａ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００３５】
一方、出力ポート３６は、対応する駆動回路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は各センサ等２５〜２９，６１〜６４からの信号に基づき、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイタ１２（点火プラグ１０）及びＥＧＲバルブ５３等を好適に制御する。
【００３６】
次に、上記構成を備えた希薄燃焼エンジンの燃焼制御装置における本実施の形態に係る各種制御に関するプログラムについて、フローチャートを参照して説明する。すなわち、図３は、本実施の形態において、リッチスパイク制御を行うか否かに応じて最終的な目標噴射量Ｑを算出するべくＥＣＵ３０により実行される「目標噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートであって、所定クランク角毎の割り込みで実行される。
【００３７】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１０１において、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等を読み込む。
次に、ステップ１０２において、ＥＣＵ３０は、今回読み込んだエンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰに基づいて、図示しないマップを参酌することにより、基本噴射量Ｑ０を算出する。
【００３８】
さらに、ステップ１０３において、ＥＣＵ３０は、現在、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳが「１」に設定されているか否かを判断する。ここで、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳというのは、上述したリッチスパイク制御を実行するか否かに関するフラグである。このリッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳが「１」に設定されている場合には、リッチスパイク制御が実行され、「０」に設定されている場合には、リッチスパイク制御は行われない。なお、このリッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳは、別途のルーチン（図示しない）において設定されるものである。例えば、ＥＣＵ３０は別途のルーチンにおいて、現在の運転状態における窒素酸化物吸蔵還元触媒５６での単位時間当たりのＮＯｘ吸蔵量を算出するとともに、現在、窒素酸化物吸蔵還元触媒５６において吸蔵されている総合ＮＯｘ吸蔵量を算出し、その総合ＮＯｘ吸蔵量が、予め定められた限界基準値を超えているような場合にリッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳを「１」に設定する。また、リッチスパイク制御を行うことにより、総合ＮＯｘ吸蔵量がほぼ「０」となったような場合に、ＥＣＵ３０は、別途のルーチンにおいて、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳを「０」に設定する。
【００３９】
さて、上記ステップ１０３において、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳが「１」に設定されていない、すなわち、「０」の場合には、リッチスパイク制御が行われず、通常状態にあるものとして、ステップ１０４へ移行する。ステップ１０４においては、今回算出された基本噴射量Ｑ０を最終的な目標噴射量Ｑとして設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００４０】
一方、ステップ１０３において、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳが「１」に設定されている場合には、ステップ１０５へ移行する。ステップ１０５においては、通常状態において行われるリミット制御により設定されるスロットル補正係数ＫＴＬＭＴに基づきスロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴを算出する。ここで、リミット制御とは、別途のルーチンで行われるエンジン１のトルク変動を抑制するための制御であり、エンジン１のトルク変動が許容値を超えず、燃費や排気エミッションの点で最適なリーン空燃比となるよう希薄燃焼時の空燃比を補正する制御である。本実施の形態では、エンジン１のトルク変動が目標値となるようにスロットル弁２３の開度をフィードバック制御する。そして、スロットル補正係数ＫＴＬＭＮとは、上記フィードバック制御により得られたスロットル開度の補正係数である。なお、スロットル補正係数ＫＴＬＭＴは、本発明にいうトルク変動を抑制するための制御状態を意味する。
【００４１】
また、スロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴの算出に際しては、図４に示すようなマップが参酌される。すなわち、リミット制御時のスロットル補正係数ＫＴＬＭＴが「１．０」の場合には、スロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴも「１．０」に設定される。さらに、リミット制御時のスロットル補正係数ＫＴＬＭＴが増大するのにしたがって、スロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴも大きくなるよう設定される。
【００４２】
続いて、ステップ１０６において、ＥＣＵ３０は、今回算出された基本噴射量Ｑ０に対し、上記スロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴを乗算した値を、リッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’として設定する。
【００４３】
さらに、次なるステップ１０７においては、今回算出されたエンジン回転数ＮＥ及びリッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’に基づき、最終的な目標噴射量Ｑを、図示しないマップを参酌することにより算出する。そして、ＥＣＵ３０は、その後の処理を一旦終了する。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
・本実施の形態では、リッチスパイクフラグＸＲＩＣＨＳが「１」に設定されている場合には、リミット制御時のスロットル補正係数ＫＴＬＭＴに基づきスロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴを算出し、それに基づいて、リッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’を求め、それを最終的な目標噴射量Ｑの算出に反映させることとした。このため、リッチスパイク制御が行われる以前の通常状態において、トルク変動を抑制するためのリミット制御が行われた場合でも、リッチスパイク制御時に、その制御状態に応じて目標噴射量Ｑが適正に補正されることとなる。従って、前記通常時のリミット制御状態におけるトルク状態と、リッチスパイク制御時のトルク状態との等トルク化が図られる。その結果、実際のトルクを直接検出することなく、リッチスパイク制御時におけるトルク段差を抑制することができる。
【００４５】
・また、本実施の形態によれば、リミット制御時のスロットル補正係数ＫＴＬＭＴが大きくなるにしたがって、リッチスパイク制御時のスロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴ、ひいてはリッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’が大きく設定されるようにした。このため、最終的な目標噴射量Ｑについてもその分適正化が図られることとなり、結果として上記作用効果をより確実なものとすることができる。
【００４７】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。
（１）上記実施の形態では、スロットル弁２３を対象にリミット制御を行い、リミット制御時のスロットル補正係数ＫＴＬＭＴに基づいてリッチスパイク制御時のスロットルトルク感度係数ＫＱＴＲＴ、リッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’を算出し、ひいては最終的な目標噴射量Ｑを算出することとした。これに対し、ＥＧＲバルブ５３を対象にリミット制御を行い、リミット制御時のＥＧＲ補正係数ＫＥＬＭＴに基づいてリッチスパイク制御時のＥＧＲトルク感度係数ＫＱＥＧＲを算出したり、燃料噴射弁１１を対象にリミット制御を行い、リミット制御時の噴射量補正係数ＫＴＡＵＬＭＴに基づいてリッチスパイク制御時の噴射量トルク感度係数ＫＱＴＡＵを算出したり、これらを適宜組み合わせたリミット制御を考慮して、リッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’等を算出するようにしてもよい（図４参照）。これは、リミット制御には、そのときどきの燃焼状態に応じた種々の制御内容が伴う（例えば、成層燃焼実行時にはＥＧＲバルブ５３を主として制御したり、均質リーン燃焼実行時には燃料噴射弁１１を制御したりする）ためである。このように、空燃比制御に際して種々の制御対象及びパラメータを考慮することで、より精度の高い制御が可能となる。
【００４８】
（２）また、上記実施の形態及び（１）で例示したパラメータは、いずれもトルク変動を抑制するための制御状態であり、これらに基づいて、空燃比（目標噴射量Ｑ）を補正（算出）するようにしたが、それ以外にもエンジン１のノッキングを抑制するための制御状態に基づいて、空燃比を補正するようにしてもよい。例えば、図５は、ノッキングを抑制するための点火時期遅角量ＡＲＴＤに対する遅角量トルク感度係数ＫＱＡＲの関係を示すマップである。同図に示すように、点火時期遅角量ＡＲＴＤに基づいてリッチスパイク制御時の遅角量トルク感度係数ＫＱＡＲを算出し、これを基本噴射量Ｑ０に乗算することにより、リッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’を算出するようにしてもよい。だたし、この場合には、点火時期遅角量ＡＲＴＤが大きくなるにしたがって遅角量トルク感度係数ＫＱＡＲひいてはリッチスパイク用基本噴射量Ｑ０’を小さくするのが望ましい。また、このような制御内容と、上記実施の形態及び（１）で例示した種々の制御内容とを組み合わせるようにしてもよい。
【００５０】
（３）上記実施の形態では、筒内噴射式のエンジン１に本発明を具体化するようにしたが、いわゆる一般的な成層燃焼、或いは弱成層燃焼を行うタイプのものに具体化してもよい。例えば吸気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸気弁６ａ，６ｂ側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、直接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射するタイプのものも含まれる。さらに、その上位の概念たる希薄燃焼及びストイキ燃焼を行いうるエンジンにも具体化できる。
【００５１】
また、燃焼モードを切換えないタイプのエンジンにも具体化できる。
（４）また、上記各実施の形態では、ヘリカル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態におけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモータ１９等を省略することもできる。
【００５２】
（５）さらに、上記各実施の形態では、内燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも具体化できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、排気通路に窒素酸化物吸蔵還元触媒を有してなる希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置において、実際のトルクを直接検出することなく、リッチスパイク制御時のトルク段差を抑制することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における希薄燃焼エンジンの燃焼制御装置を示す概略構成図。
【図２】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図。
【図３】ＥＣＵにより実行される「目標噴射量算出ルーチン」を示すフローチャート。
【図４】リミット制御時のスロットル補正係数に対するリッチスパイク制御時のスロットルトルク感度係数の関係、ＥＧＲ補正係数に対するＥＧＲトルク感度係数の関係、及び噴射量補正係数に対する噴射量トルク感度係数の関係を示すマップ。
【図５】別の実施の形態における点火時期遅角量に対する遅角量トルク感度係数の関係を示すマップ。
【符号の説明】
１…エンジン、１１…燃料噴射弁、２３…スロットル弁、２５…スロットルセンサ、２６Ａ…アクセルセンサ、２７…上死点センサ、２８…クランク角センサ、３０…ＥＣＵ、５３…ＥＧＲバルブ、５５…排気通路を構成する排気ダクト、５６…窒素酸化物吸蔵還元触媒。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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