(57)【要約】【課題】  排気系の上流側にプレ触媒２４を、その下流側にＮＯｘ吸蔵タイプのメイン触媒２６をそれぞれ備えたエンジン１の運転中に、ＮＯｘパージやＳパージを行う場合に、そのための空燃比のリッチ化の度合いをできるだけ小さくして、余計な燃料消費を抑えるとともに、特にＮＯｘパージの初期にＨＣが大気放出されることを防止する。【解決手段】  ＮＯｘパージの際、エンジン１の複数の気筒２，２，…をリッチ、リーンに振り分けて平均的には理論空燃比よりもややリッチになるように空燃比を制御することで、比較的低温から反応する還元剤成分であるＣＯの生成量を増大させる。そのリッチ、リーンな排気中のＨＣ、ＮＯｘが上流側のプレ触媒２４により浄化されて、ＣＯのみ多い排気が下流側のメイン触媒２６に供給されることで、当該触媒２６の温度が低下していてもＨＣなどが大気放出されることはなく、ＣＯの反応熱によって触媒２６を速やかに活性化することができる。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが順に配設された多気筒エンジンに備えられ、このエンジンの運転中の所定時期に、前記ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させて還元浄化するために、排気の空燃比を略理論空燃比乃至それよりもリッチ側に変化させるようにしたエンジンの空燃比制御装置であって、
前記三元触媒よりも上流側の排気の空燃比を検出するためのセンサと、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化する期間の少なくとも初期において、排気の空燃比Ａ／Ｆが１４．０以上で且つ理論空燃比以下の目標値を中心として周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒をリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比を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と、を備える
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィードバック制御手段は、エンジンがアイドル運転状態のときには、それ以外の運転状態のときよりも排気空燃比の振れ幅が小さくなるように、気筒内空燃比のリッチ及びリーンの度合いを相対的に小さく設定するものであることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】
排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが順に配設された多気筒エンジンに備えられ、このエンジンの運転状態に応じて気筒内の空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態と略理論空燃比乃至それよりもリッチな状態とのいずれかに切換えて制御するようにしたエンジンの空燃比制御装置であって、
前記三元触媒よりも上流側で排気の空燃比を検出するためのセンサと、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が所定値よりも低いことを判定する温度状態判定手段と、
前記空燃比のリーン状態からリッチ状態への切換えの際に、前記温度状態判定手段によってＮＯｘ吸蔵触媒の温度が低いことが判定されたとき、所定期間は排気の空燃比Ａ／Ｆが１４．０以上で且つ理論空燃比以下の目標値を中心として周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒をリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比を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と、を備える
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィードバック制御手段は、エンジンの複数の気筒をその点火順に交互にリッチ側、リーン側に設定するものであることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィードバック制御手段は、
リッチ側の気筒において、排気空燃比の目標値とその振れ幅とに基づいて気筒内空燃比のリッチ側目標値を決定し、このリッチ側目標値に基づいて決定したリッチ側目標燃料噴射量をセンサからの信号によって補正する一方、
リーン側の気筒においては、前記排気空燃比の目標値に対応する全気筒平均の基準燃料噴射量と、これに対する前記リッチ側目標燃料噴射量の増分とをそれぞれ計算し、その基準燃料噴射量からリッチ側目標燃料噴射量の増分を減算して、リーン側の目標燃料噴射量を決定した上で、このリーン側目標燃料噴射量を前記センサからの信号によって補正するように構成されている
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の空燃比制御装置において、
上流側の三元触媒は、排気の空燃比が理論空燃比からリッチ側に変化するときに、これに伴うＣＯ浄化率の低下度合いがＨＣ浄化率の低下度合いよりも所定以上、大きくなるものであることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィードバック制御手段は、エンジンの運転中にＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させるときにも、少なくとも１つの気筒をリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ空燃比のフィードバック制御を行うものであり、
前記硫黄成分の離脱のときには、空燃比の振れ幅がＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化するときよりも大きくなるように、前記空燃比フィードバック制御手段により制御される気筒内空燃比のリッチ及びリーンの度合いが相対的に大きく設定される
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項８】
排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが順に配設された多気筒エンジンに備えられ、このエンジンの運転中の所定時期に、前記ＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させるために、排気の温度を上昇させるとともに、その空燃比を略理論空燃比乃至それよりもリッチ側に変化させるようにしたエンジンの空燃比制御装置であって、
前記三元触媒よりも上流側の排気の空燃比を検出するためのセンサと、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させる期間において、排気の空燃比が周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒を理論空燃比よりもリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比を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と、を備える
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィードバック制御手段は、エンジンの複数の気筒をその点火順に交互にリッチ側、リーン側に設定するものであるものであることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とを備えた多気筒エンジンの空燃比制御装置に関し、特に、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出させて還元浄化したり、或いはＮＯｘ吸蔵触媒を硫黄被毒から回復させるための空燃比制御の技術分野に属する。
【０００２】
尚、ＮＯｘ吸蔵触媒とは、排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンなときにＮＯｘを吸蔵する一方、その吸蔵したＮＯｘを空燃比のリッチ化に応じて放出し且つ還元浄化するものであり、既に種々のものが公知であって、それらはＮＯｘ吸収タイプ或いはＮＯｘ吸着タイプなどと呼ばれることもある。
【背景技術】
【０００３】
従来より、この種の空燃比制御装置としては、例えば特許文献１に開示されるように、エンジンの排気通路に配置されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定以上に多くなったときに、排気の空燃比を強制的にリッチ化させて、触媒のＮＯｘ吸蔵材からＮＯｘの放出を促し、これを還元浄化するようにしたものが知られている（このように強制的に空燃比をリッチ化させて触媒からＮＯｘを放出させることを以下、ＮＯｘパージともいう）。
【０００４】
前記ＮＯｘ吸蔵触媒としては、一般に、担体に酸化バリウム等のＮＯｘ吸蔵材と白金やパラジウム等の貴金属とを担持させたものが知られており、排気の空燃比がリーンな酸素過剰雰囲気では、排気中のＮＯｘが触媒金属上で酸素と反応して、その一部がバリウムなどのＮＯｘ吸蔵材と結合しながら、硝酸塩として吸蔵される一方、排気の空燃比が略理論空燃比乃至それよりもリッチな状態であれば、前記とは逆向きに反応が進行し、ＮＯｘ吸蔵材から離れたＮＯ2が排気中のＨＣ，ＣＯと反応して（還元反応）、窒素と酸素とに分解されると考えられている。
【０００５】
また、前記のようなＮＯｘ吸蔵触媒では、排気に含まれる硫黄成分がＮＯｘ吸蔵材と強く結びついて、ＮＯｘの吸蔵能を阻害することがあるが（硫黄被毒）、こうなったときには、排気の空燃比をリッチな状態に保ちながら、例えばガソリンエンジンならば点火時期の遅角制御などによって排気温度を高くして、触媒をかなり温度の高い（例えば６００°Ｃ以上）状態に維持することにより、この触媒のＮＯｘ吸蔵材から硫黄成分を離脱させて、ＮＯｘの吸蔵能を回復することができる（以下、このことを硫黄パージともいう）。
【０００６】
尚、排気の空燃比という表現は、排気中の酸素濃度と還元剤濃度とが、その排気に直接対応する混合気の燃料及び空気の比率（空燃比）によって決まることを考慮したものである。すなわち、排気空燃比が理論空燃比（ガソリンの場合１４．７）であるというのは、排気中の酸素濃度が例えば０．５％くらいの所定範囲にあるときを指し、それ以上の酸素過剰雰囲気をリーン状態と呼ぶ一方、それよりも酸素濃度が低ければリッチ状態と呼ぶ。
【特許文献１】特開平８−２３２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般に、ガソリンエンジンを搭載した自動車においては、排気中の有害成分（特にＨＣ，ＣＯ）の大部分が触媒の活性化していないエンジン始動直後に排出されることが知られており、この排出量を減らすために、近年ではエンジン始動後にできるだけ速く触媒を活性化させるべく、排気マニホルドの直下に比較的熱容量が小さくて暖まりやすいプレ触媒を追加することが多くなっている。
【０００８】
しかしながら、そのように上流側にプレ触媒を追加した場合、その下流側に離れて配置されることになるＮＯｘ吸蔵触媒の温度が下がりやすくなることから、エンジンのリーン運転など排気温度の比較的低い状態が継続したときに、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度がその活性温度域の下限付近（例えば３５０〜４００°Ｃ）まで低下してしまうことがある。
【０００９】
そして、その状態で上述したＮＯｘパージが行われると、触媒の活性が低下していることから狙い通りＮＯｘの放出を促すことができず、また、放出されたＮＯｘと排気中の還元剤成分（ＨＣ，ＣＯ）との反応も鈍くなるので、ＮＯｘパージのためにリッチ化された排気中の前記還元剤成分が触媒を通り抜けて、大気中に放出されてしまう虞れがある。
【００１０】
また、硫黄パージについても、前記のように温度の下がりやすいＮＯｘ吸蔵触媒に高温の排気を供給して、その温度を上述のようにかなり高い状態に維持しなくてはならないことから、そのための余計な燃料消費が嵩んで、燃費の悪化が著しいという問題が生じる。
【００１１】
そのような問題を解決するために、本願の発明者は、特にＮＯｘパージについて実験・研究を重ねた結果、前記のようにＮＯｘ吸蔵触媒の温度が低下した状態でＮＯｘパージを行ったときに触媒の下流側において増大する還元剤成分の多くがＨＣであり、そのように触媒の温度が低い状態でもＣＯは十分に浄化されていることを見出した。
【００１２】
斯かる知見に基づいて、本発明は、ＮＯｘパージや硫黄パージなどの際の空燃比制御の仕方に工夫を凝らし、空燃比のリッチ化の度合いをできるだけ小さくして、余計な燃料消費を抑えるとともに、特にＮＯｘパージの場合にはＮＯｘ吸蔵触媒の温度が低い初期の期間におけるＨＣの排出量を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の解決手段は、エンジンの排気通路下流側のＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘが放出されて還元浄化されるときに、当該エンジンの複数の気筒をリッチ、リーンに振り分けて、それらの平均的な空燃比がややリッチになるように制御することで、燃焼に伴うＣＯの生成量を増大させて、上流側の三元触媒を通り抜けた後でも、還元剤として十分な量のＣＯをＮＯｘ吸蔵触媒へ供給できるようにした。
【００１４】
具体的に、請求項１の発明は、排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが上流側から順に配設された多気筒エンジンに備えられ、該エンジンの運転中の所定時期に、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出させて還元浄化するために、排気の空燃比を略理論空燃比乃至それよりもリッチ側に変化させるようにしたエンジンの空燃比制御装置を対象として、
前記三元触媒よりも上流側で排気の空燃比を検出するためのセンサと、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化する期間の少なくとも初期において、排気の空燃比Ａ／Ｆが１４．０以上で且つ理論空燃比以下の目標値を中心として周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒をリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比を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と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記の構成により、例えばエンジンのリーン運転が継続してＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定以上に多くなり、このＮＯｘを放出させて還元浄化する（ＮＯｘパージ）ときには、少なくともその期間の初期に、空燃比フィードバック制御手段により複数の気筒がリッチ、リーンに振り分けられて、それぞれ気筒内空燃比のフィードバック制御が行われる。このことで、各気筒からの排気はそれぞれリッチな状態（ＨＣ，ＣＯなど還元剤成分の多い状態）及びリーンな状態（ＮＯｘや酸素など酸化成分の多い状態）になり、これらリッチ、リーンな排気が排気系の集合部よりも下流に流れて、その空燃比が周期的にリッチ、リーンに変化するようになる。
【００１６】
このときに、前記リッチ側の気筒では空燃比のリッチ化に伴いＣＯの生成量が急増し、ＮＯｘの生成量が急減するとともに、ＨＣの生成量は漸増する一方、前記リーン側の気筒では、空燃比のリーン化に伴いＣＯ，ＨＣの生成量が漸減するとともに、ＮＯｘの生成量が急増する（図８参照）。従って、前記のようにややリッチな目標値を中心として複数の気筒をリッチ、リーンに振り分けると、それらの気筒全体としては、燃焼に伴い生成されるＮＯｘが少なくなる一方、ＨＣはやや増大し、ＣＯは大幅に増大することになる。
【００１７】
また、前記のようにリッチ気筒、リーン気筒からそれぞれ排出されたリッチ、リーンな排気は、まず、上流側の三元触媒に流入することになるが、このリッチ、リーンな排気の空燃比が平均的には理論空燃比よりもややリッチな状態（例えば、理論空燃比Ａ／Ｆが１４．７とすれば、Ａ／Ｆが１４．６以下の状態）であり、三元触媒内では酸素吸蔵能（ＯＳＣ）によって空燃比が前記のややリッチな状態に維持されるため、当該三元触媒によるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率は極めて高くなる。
【００１８】
しかも、通常、ＮＯｘパージの行われるエンジン運転状態では排気の流速があまり高くはないので、比較的容量の小さな上流側の三元触媒においても排気の吹き抜けは少なくなり、この結果として、排気中のＨＣ、ＮＯｘの大部分が三元触媒において浄化されるとともに、それらに対応する分量のＣＯも反応して浄化されることになる。このため、下流側のＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気中はＨＣ、ＮＯｘが非常に少なく、ＣＯだけが比較的多い還元雰囲気になる。
【００１９】
ここで、上述したように、ＣＯは同じ還元剤成分であっても、ＨＣよりも低い温度状態で触媒により浄化されるという性質を有するので、エンジンのリーン運転状態が継続していて、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が活性温度域の下限付近まで低下していても、このＮＯｘ吸蔵触媒において放出されるＮＯｘや排気中の酸素などと反応して、ＣＯは十分に浄化される。一方、前記のようにＮＯｘ吸蔵触媒へ流入する排気中のＨＣ、ＮＯｘが非常に少なくなっているので、これらが大気放出される虞れは殆どない。
【００２０】
そして、前記ＣＯの反応熱によってＮＯｘ吸蔵触媒の温度が上昇し、これにより該触媒の活性が高くなると、ＨＣの反応も活発に行われるようになり、この反応熱も加わって、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が速やかに上昇する。こうして活性の高くなったＮＯｘ吸蔵触媒からはＮＯｘが盛んに放出され、前記の如く反応しやすい還元剤成分であるＣＯが多いことも相俟って、ＮＯｘパージが極めて効果良く行われるようになる。
【００２１】
つまり、ＮＯｘパージの際に、空燃比を平均的にはあまりリッチにすることなく、即ちリッチ化に起因する燃費悪化などを抑制しつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒に対して、比較的低温から反応するＣＯを多く含み、一方、ＨＣ、ＮＯｘは殆ど含まない還元雰囲気の排気を供給することができ、これにより、ＮＯｘパージの初期に触媒の温度が低くなっていても、ＨＣなどの大気放出を防止しながら、その温度を速やかに上昇させて活性を高め、効率の良いＮＯｘパージを行うことができる。
【００２２】
前記の如くＮＯｘパージを行うにあたって、エンジンがアイドル運転状態であれば、それ以外の運転状態のときよりも排気空燃比の振れ幅が小さくなるように、空燃比フィードバック制御手段において気筒内空燃比のリッチ及びリーンの度合いを相対的に小さく設定することが好ましい（請求項２の発明）。
【００２３】
すなわち、エンジンのアイドル運転状態のように排気の流量が特に少ないときには、その流速が低くなることから、排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの多くが三元触媒乃至その上流側の排気通路で反応してしまい、その反応熱によって三元触媒の温度が過度に上昇する虞れがある。これに対し、前記のように気筒内空燃比のリッチ、リーンの度合いを相対的に小さく設定すれば、その分、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの濃度が低くなるので、それらの反応による発熱量が少なくなり、触媒の過熱を防止することができる。
【００２４】
次に、請求項３の発明は、排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが順に配設された多気筒エンジンに備えられ、このエンジンの運転状態に応じて気筒内の空燃比を理論空燃比よりもリーンな状態と略理論空燃比乃至それよりもリッチな状態とのいずれかに切換えて制御するようにしたエンジンの空燃比制御装置を対象として、
前記請求項１の発明と同じく、前記三元触媒よりも上流側で排気の空燃比を検出するためのセンサを備えるとともに、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が所定値よりも低いことを判定する温度状態判定手段を備えて、
前記空燃比のリーン状態からリッチ状態への切換えの際に、前記温度状態判定手段によってＮＯｘ吸蔵触媒の温度が低いことが判定されたときに所定期間は、前記請求項１の発明と同様に空燃比フィードバック制御手段によって、排気の空燃比Ａ／Ｆが１４．０以上で且つ理論空燃比以下の目標値を中心として周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒をリッチ側にまた別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比をフィードバック制御するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
前記の構成により、エンジンの運転状態の変化に応じて気筒内及び排気の空燃比がリーンからリッチに変化し、これによりＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘが放出されるときにも、このＮＯｘ吸蔵触媒の温度が所定値よりも低ければ、即ち活性温度域の下限付近まで低下していれば、前記請求項１の発明と同様に空燃比フィードバック制御手段により複数の気筒をリッチ、リーンに振り分けて空燃比の制御が行われ、これにより、ＨＣなどの大気への放出を防止しながら、主にＣＯの反応によって触媒の昇温を促進することができる。
【００２６】
上述の如き空燃比制御装置（請求項１〜３）において、好ましいのは、前記空燃比フィードバック制御手段により、エンジンの複数の気筒をその点火順に交互にリッチ側、リーン側に設定することである（請求項４の発明）。こうすれば、空燃比のリッチ、リーンの変化の周期が最小になり、ＮＯｘ吸蔵触媒におけるＣＯなどの時間当たりの反応回数が最大になって、当該触媒の温度を極めて効率良く上昇させることができる。
【００２７】
また、前記空燃比フィードバック制御手段のより具体的な構成として、好ましいのは、リッチ側の気筒において、排気空燃比の目標値とその振れ幅とに基づいて気筒内空燃比のリッチ側目標値を決定し、このリッチ側目標値に基づいて決定したリッチ側目標燃料噴射量をセンサからの信号によって補正する一方、
リーン側の気筒においては、前記排気空燃比の目標値に対応する全気筒平均の基準燃料噴射量と、これに対する前記リッチ側目標燃料噴射量の増分とをそれぞれ計算し、その基準燃料噴射量からリッチ側目標燃料噴射量の増分を減算して、リーン側の目標燃料噴射量を決定した上で、このリーン側目標燃料噴射量を前記センサからの信号によって補正するようにすることである（請求項５の発明）。
【００２８】
すなわち、一般的に、燃料噴射弁や燃料供給部材などの個体ばらつきを考慮すれば、正確な空燃比制御を行うためにはフィードバック制御をすることが必要であるが、全気筒の平均的な空燃比の偏差に応じてフィードバック補正を行う場合に、仮にリッチ側及びリーン側の両方についてそれぞれ制御目標値を決めてしまうと、例えばリッチ側にばらつきなどの原因のある空燃比の偏差に応じてリーン側も補正される結果として、このリーン側の気筒において空燃比の目標値からのずれが拡大することがあり、こうしたリッチ側、リーン側の相互作用によって制御が目標値へ収束し難くなるとともに、発散してしまう虞れもある。
【００２９】
これに対し、前記のようにリッチ、リーンのいずれか一方のみ目標空燃比を設定して、これに対応する目標燃料噴射量を決めるようにし、他方については目標空燃比は設定せず、前記リッチ側の目標燃料噴射量と全気筒平均の基準燃料噴射量とから目標燃料噴射量を決めるようにすれば、前記した制御上の不具合を招くことなく、フィードバック制御によって全気筒の平均的な空燃比を速やかに目標値に収束させることができる。
【００３０】
上述の如き空燃比制御装置において、好ましくは、排気通路の上流側の三元触媒を、排気の空燃比が理論空燃比からリッチ側に変化するときに、これに伴うＣＯ浄化率の低下の度合いがＨＣ浄化率の低下度合いよりも所定以上、大きくなるものとすることである（請求項６の発明）。こうすれば、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘパージを行うときに、その上流の三元触媒によって排気中のＨＣ、ＮＯｘを十分に浄化して、大気への排出を防止できるとともに、下流側のＮＯｘ吸蔵触媒へ還元剤として供給するＣＯの量はより多くすることができる。
【００３１】
さらに、前記空燃比制御装置において好ましいのは、前記空燃比フィードバック制御手段を、エンジンの運転中にＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させるときにも、少なくとも１つの気筒をリッチ側に、また別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ空燃比のフィードバック制御を行うものとし、そうして硫黄成分を離脱させるときには、空燃比の振れ幅がＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化するときよりも大きくなるように、前記空燃比フィードバック制御手段により制御される気筒内空燃比のリッチ及びリーンの度合いを相対的に大きく設定することである（請求項７の発明）。
【００３２】
前記の構成により、エンジンの運転中にＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させるとき（以下、硫黄パージ）には、上述のＮＯｘパージのときと同様にエンジンの複数の気筒がリッチ、リーンに振り分けられて、空燃比フィードバック制御手段により空燃比のフィードバック制御が行われることにより、各気筒からそれぞれリッチな排気とリーンな排気とが排出されるとともに、全体としてＣＯの生成量が増大する。
【００３３】
ここで、一般的に、硫黄パージを行うときにはＮＯｘ吸蔵触媒をかなり温度の高い状態に維持しなくてはならないから、通常は硫黄パージは、相対的にエンジン負荷や回転数の高い状態で行われ、しかも、ガソリンエンジンであれば点火時期の遅角制御によって排気温度を上昇させるとともに、これによる出力の低下を補うべく、気筒内の空燃比は全体的にＮＯｘパージのときよりもリッチ側に制御することになる。
【００３４】
そのため、硫黄パージのときには、ＮＯｘパージのときよりも排気の流速がかなり高くなり、前記のように各気筒からそれぞれ排出されるリッチな排気とリーンな排気とが上流側の三元触媒を吹き抜けて、その下流側に流れるようになる。そして、下流側のＮＯｘ吸蔵触媒においてリッチな排気中のＨＣやＣＯとリーンな排気中のＮＯｘや酸素とが反応することによって触媒の温度が速やかに上昇する。
【００３５】
その際、前記のように気筒がリッチ、リーンに振り分けられていることから、空燃比のリッチ、リーンの変化の周期は非常に短くなり、ＮＯｘ吸蔵触媒における時間あたりの反応回数が非常に多くなるとともに、そのリッチ、リーンの度合いがＮＯｘパージのときよりも大きくて、その分、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの濃度が高くなっていることから、１回の反応による発熱量も多くなり、それらの相乗的な作用によって触媒の温度が可及的に速やかに上昇するものである。
【００３６】
したがって、従来までと比べれば点火時期の遅角量を小さくしても、ＮＯｘ吸蔵触媒を硫黄パージに適した高い温度状態に維持することができるとともに、上述したようにＣＯの生成量が増えることで、空燃比のリッチ化も抑えつつ、即ちリッチ化に起因する燃費の悪化などを抑制しつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒内を硫黄パージに適した還元雰囲気に保つことができる。よって、硫黄パージのための無駄な燃料消費が大幅に削減できる。
【００３７】
尚、上述したように、硫黄パージのときには排気流速がかなり高くなって、リッチ、リーンな排気が上流側の三元触媒を吹き抜けることから、リッチ、リーンの振れ幅を大きくしていても、三元触媒の過熱を招くことはない。
【００３８】
次に、請求項８の発明は、排気系の集合部よりも下流に三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とが順に配設された多気筒エンジンに備えられ、このエンジンの運転中の所定時期に、前記ＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させるために、排気の温度を上昇させるとともに、その空燃比を略理論空燃比乃至それよりもリッチ側に変化させるようにしたエンジンの空燃比制御装置を前提として、
前記三元触媒よりも上流側の排気の空燃比を検出するためのセンサと、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒から硫黄成分を離脱させる期間において、排気の空燃比が周期的にリッチ側及びリーン側に変化するように、少なくとも１つの気筒を理論空燃比よりもリッチ側に、また別の少なくとも１つの気筒をリーン側に設定して、それぞれ前記センサからの信号に基づいて気筒内の空燃比を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と、を備える構成とする。
【００３９】
前記の構成により、エンジンの運転中にＮＯｘ吸蔵触媒の硫黄パージを行うときには、空燃比フィードバック制御手段により複数の気筒をリッチ、リーンに振り分けて空燃比の制御が行われることで、前記請求項７の発明と同様の作用が得られ、これにより従来までと比べれば点火時期の遅角量を小さくし、且つ空燃比のリッチ化も抑えながら、ＮＯｘ吸蔵触媒を硫黄パージに適した高い温度状態及び還元雰囲気に保つことができる。よって、硫黄パージのための無駄な燃料消費を大幅に削減できる。
【００４０】
前記請求項８の空燃比制御装置においても、空燃比フィードバック制御手段は、エンジンの複数の気筒をその点火順に交互にリッチ側、リーン側に設定するものとするのが好ましい（請求項９の発明）。こうすれば、上述した請求項４の発明と同様に空燃比のリッチ、リーンの変化の周期が最小になり、ＮＯｘ吸蔵触媒における発熱反応の時間当たりの回数が最大になって、当該触媒を極めて効率良く昇温できるからである。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本願の請求項１〜７の発明に係るエンジンの空燃比制御装置によると、排気上流側に三元触媒を、その下流側にＮＯｘ吸蔵触媒を備えたエンジンの運転中に、該ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化する期間の少なくとも初期において、複数の気筒をリッチ、リーンに振り分けて平均的には理論空燃比よりもややリッチになるように空燃比を制御することにより、空燃比のリッチ化に起因する燃費の悪化などを抑制しつつ、比較的低温から反応する還元剤成分であるＣＯの生成量を増大させることができる。そして、そのリッチ、リーンな排気中のＨＣ、ＮＯｘを上流側の三元触媒により浄化して、ＣＯのみ多い排気を下流側のＮＯｘ吸蔵触媒に供給することにより、当該ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が活性温度域の下限付近まで低下していても、ＨＣやＮＯｘを大気放出することなく、ＣＯの反応熱によって触媒を速やかに活性化させて、効率の良いＮＯｘパージを行うことができる。
【００４２】
特に請求項２の発明では、アイドル運転時にＮＯｘパージを行う場合に空燃比の振れ幅を小さくすることで、上流側の三元触媒の過熱を防止することができる。
【００４３】
また、請求項５の発明では、リッチ側の目標空燃比を設定する一方、リーン側の目標空燃比は設定しないことで、制御上の不具合を招くことなく、全気筒の平均的な空燃比を目標値に収束させることができる。
【００４４】
さらに、請求項７、８の発明では、ＮＯｘ吸蔵触媒を硫黄被毒から回復させる硫黄パージの際に、前記ＮＯｘパージのときと同様に気筒をリッチ、リーンに振り分けて、空燃比のフィードバック制御を行うことにより、その空燃比のリッチ化の度合いや点火時期の遅角量を抑えつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒を硫黄パージに適した高い温度状態及び還元雰囲気に保つことができ、硫黄パージのための無駄な燃料消費を大幅に削減できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４６】
（エンジンの概略構成）
図１は、本発明の実施形態に係る空燃比制御装置Ａを備えた筒内噴射式のガソリンエンジン１を模式的に示し、この実施形態のエンジン１は、図には１つのみ示すが、４つのシリンダ（気筒）２，２，…が直列に配置されたものである。図示の如く、気筒２の上端はシリンダブロック３の上端面に開口していて、そこに載置されたシリンダヘッド４の下面により閉塞されている。該気筒２内にはピストン５が往復動可能に嵌挿されていて、このピストン５の上面と前記シリンダヘッド４の下面との間に燃焼室６が区画されている。
【００４７】
一方、ピストン５の下方のクランクケース内にはクランク軸７が配設され、コネクティングロッドによって各気筒２のピストン５とそれぞれ連結されている。また、クランクケース内には、クランク軸７の一端側において、その回転角度を検出するようにクランク角センサ８が配設されている。
【００４８】
前記シリンダヘッド４には、各気筒２毎にその軸心に沿うようにして点火プラグ９が配設されている。この点火プラグ９の先端の電極は燃焼室６に臨むように配置され、一方、点火プラグ９の基端部は点火回路１０に接続されている。この点火回路１０にはイグナイタ及びイグニッションコイルが含まれており、後述のＥＣＵ３０からの制御信号を受けて各気筒２毎に所定のタイミングで点火プラグ９に通電するようになっている。
【００４９】
また、各気筒２の周縁部には燃料噴射弁１２が配設されていて、その先端の噴口が燃焼室６を臨む一方、燃料噴射弁１２の基端部は図示しない燃料供給系に接続されている。そして、ＥＣＵ３０からの制御信号を受けて燃料噴射弁１２が気筒２の圧縮行程の所定のタイミングで噴射作動すると、その噴口から噴出した燃料噴霧が点火プラグ９周りに層状に分布した混合気を形成し、一方、燃料噴射弁１２が気筒２の吸気行程で噴射作動すると、燃料噴霧は燃焼室６に拡散して均一な混合気を形成するようになる。
【００５０】
さらに、前記シリンダヘッド４には、各気筒２毎の燃焼室６に臨んで開口するように吸気ポート１３及び排気ポート１４がそれぞれ形成され、その各ポート開口部にはそれぞれ図示しないカム軸によって開閉されるように吸気弁１５及び排気弁１６が配設されている。そのカム軸は吸気側及び排気側に１本ずつ設けられており、共通のタイミングチェーンによってクランク軸７と同期して回転されるようになっている。
【００５１】
前記シリンダヘッド４の吸気側（図の右側）には、吸気ポート１３に連通するようにして吸気通路１７が接続されている。この吸気通路１７は、各気筒２の燃焼室６に対して図外のエアクリーナにより濾過した空気を供給するためのものであり、サージタンク１８よりも上流の共通通路には、電動アクチュエータ１９などにより駆動されて吸気を絞るスロットル弁２０が配設されている。また、サージタンク１８よりも下流側は各気筒２毎の独立通路に分かれていて、これらの独立通路とサージタンク１８とが一体に吸気マニホルドとして形成されており、そのサージタンク１８において吸気の圧力状態（マニホルド負圧）を検出するように吸気圧センサ２１が配設されている。
【００５２】
一方、シリンダヘッド４の排気側（図の左側）には、排気ポート１４に連通するようにして、各気筒２の燃焼室６から既燃ガスを排出するための排気通路２２が接続されている。この排気通路２２の上流側は、各気筒２毎の独立通路からなる排気マニホルド２３によって構成されており、この排気マニホルド２３の集合部の下流には、エンジン１の冷間始動時に早期に活性化するよう、比較的容量の小さな三元触媒２４（以下、プレ触媒ともいう）が直接、接続されている。
【００５３】
前記プレ触媒２４は、詳細は図示しないが、ケーシング内に収容したハニカム構造の担体の各貫通孔壁面に触媒層を形成したものであって、従来より周知の通り白金やパラジウムなどの貴金属を含有し、所定温度域にて活性化して、図２に示すように、排気の空燃比が略理論空燃比近傍にあるとき（例えば排気中の酸素濃度が０．５％くらいのとき）に、排気中の有害成分である炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）について略１００％の浄化率を示す。また、排気の空燃比がリッチ側に変化すると、これに伴いＨＣ，ＣＯの浄化率は低下するが、その際、ＣＯ浄化率の低下の度合いはＨＣ浄化率よりも大きくなっている。
【００５４】
また、前記三元触媒２４の触媒層は酸化セリウムなどの酸素吸蔵物質も含有しており、排気のリーンな状態のときに酸素を吸蔵し、排気の酸素濃度が低下してリッチな状態になると吸蔵した酸素を放出する、所謂酸素吸蔵能（oxygen storage capacity：以下、ＯＳＣと略称する）を有するものである。尚、この実施形態では、前記プレ触媒２４の温度状態を検出するために、当該触媒２４のケーシングの上流端部に温度センサ２５を配設している。
【００５５】
前記プレ触媒２４よりも下流の排気通路２２には、相対的に容量の大きな別の触媒２６が配設されている（以下、メイン触媒ともいう）。このメイン触媒２６は、詳細は図示しないが、この実施形態では、１つのケーシング内に２つの担体を直列に収容して、そのうちの上流側の担体の各貫通孔壁面に所謂ＮＯｘ吸蔵タイプの触媒層を形成する一方、下流側の担体には前記プレ触媒２４と同じ触媒層を形成したものである。
【００５６】
そのような構成により、前記メイン触媒２６は、排気の空燃比が理論空燃比近傍にあるときに、温度状態が十分に高ければ前記プレ触媒２４と同様の高い浄化率特性を示すが、特にＨＣ、ＣＯについては図３に一例を示すような温度依存性を有している。すなわち、図示の如く、メイン触媒２６のＨＣ、ＣＯ浄化率は、その温度が十分に高いとき（図の例では４００°Ｃ以上）にはいずれも１００％近くになるが、温度が低くなると徐々に低下し、活性温度域の下限付近（図の例では３５０°Ｃくらい）では、ＣＯ浄化率はあまり低下していないが、ＨＣ浄化率はかなり低くなってしまう（図の例では６０％くらい）。
【００５７】
また、前記メイン触媒２６は、ＮＯｘ吸蔵タイプの触媒層（以下、単にＮＯｘ吸蔵触媒ともいう）によって、排気の空燃比がリーンな状態でもＮＯｘを浄化可能なものである。すなわち、ＮＯｘ吸蔵触媒は、例えばゼオライト等のベースコートに酸化バリウム等のＮＯｘ吸蔵材と白金やパラジウム等の貴金属とを担持させてなり、排気の空燃比状態が理論空燃比よりもリーンな状態で排気中のＮＯｘを吸蔵する一方、そのようにして吸蔵したＮＯｘを空燃比状態のリッチ化に応じて放出し、且つ還元浄化するという機能を有する。
【００５８】
そのようなＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘの吸蔵・放出のメカニズムは、従来より以下のようなものであると考えられている。すなわち、排気ガスの空燃比状態がリーンな状態のときには、酸素過剰雰囲気の排気ガス中のＮＯｘが触媒金属上で酸素Ｏ2と反応して、その一部がバリウムと結合しながら、硝酸塩ＮＯ3として吸蔵される。一方、排気ガスの空燃比状態が略理論空燃比乃至それよりもリッチな状態であれば、前記とは反対の向きに反応が進行し、バリウムから離れたＮＯ2が排気ガス中のＨＣ，ＣＯと反応して（還元反応）、窒素Ｎ2と酸素Ｏ2とに分解される。
【００５９】
さらに、前記のようなＮＯｘ吸蔵触媒では、一般的に、排気中の硫黄成分（例えば硫黄酸化物Ｓ０ｘ）が前記ＮＯｘと同様のメカニズムによって徐々にバリウムに吸蔵され、このバリウムとＳＯｘとの結びつきがバリウムとＮＯｘとの結びつきよりも強いことから、硫黄成分の吸蔵量が時間の経過とともに徐々に増大し、その結果としてＮＯｘの吸蔵能が低下するという現象が見られる（硫黄被毒）。
【００６０】
そして、そのように硫黄被毒されたＮＯｘ吸蔵触媒を還元雰囲気下で所定以上の高温状態（例えば６００°Ｃ以上）に維持すれば、その触媒のバリウムからＳＯｘが離脱して、前記のＮＯｘの場合と同様に排気ガス中のＨＣ，ＣＯによって還元されるようになり、これにより触媒のＮＯｘの吸蔵能が回復することが知られている（所謂硫黄パージ、以下、Ｓパージともいう）。
【００６１】
前記エンジン１の排気マニホルド２３の集合部付近には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２７（所定範囲において酸素濃度に応じたリニアな信号を出力する広帯域センサ）が配設されており、主にこのセンサ２７からの信号に基づいてエンジン１の空燃比フィードバック制御が行われるようになっている。一方、前記下流側のメイン触媒２６の下流には、排気の空燃比が理論空燃比のときを境に出力が反転する所謂ラムダセンサ２８が配設されている。
【００６２】
さらに、前記排気マニホルド２３には、その排気通路から分岐するようにして排気の一部を吸気通路１７に還流させる排気還流通路（以下、ＥＧＲ通路という）の上流端が接続されている。このＥＧＲ通路の下流端は前記サージタンク１８の内部に臨んで開口していて、その近傍のＥＧＲ通路にはデューティソレノイド弁からなるＥＧＲ弁２９が配設されており、このＥＧＲ弁２９によってＥＧＲ通路における排気の還流量が調節されるようになっている。
【００６３】
そうして、前記の如く構成されたエンジン１の運転制御は、エンジンコントロールユニット３０（以下、ＥＣＵという）によって行われる。このＥＣＵ３０は、周知の如くＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏインターフェース回路等を備え、少なくとも前記のクランク角センサ８、吸気圧センサ２１、酸素濃度センサ２７、ラムダセンサ２８からの信号を入力するとともに、スロットル弁２０よりも上流の吸気通路１７に配設された吸気流量センサ３１及び吸気温度センサ３２からの信号と、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ３３からの信号と、吸気側のカム軸に取り付けられたカム角センサ３４からの信号と、車両のアクセルペダルの踏み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３５からの信号とを入力する。
【００６４】
そして、ＥＣＵ３０は、前記各センサからの入力信号などに基づいてエンジンの運転状態を判定し、これに応じて所定の制御プログラムに従って、前記エンジン１の点火回路１０、燃料噴射弁１２、スロットル弁２０、ＥＧＲ弁２９などの作動を制御することにより、エンジンの運転制御を行うようになっている。すなわち、例えば図４にエンジン暖機後（温間）の制御マップの一例を示すように、相対的に低負荷低回転側の運転領域（Ｌ）では、燃料噴射弁１２により気筒２の圧縮行程で燃料を噴射させ、点火プラグ９の周りに混合気が偏在する状態で燃焼させる（成層燃焼）。この際、スロットル弁２０は比較的大きく開いてポンプ損失を低減するようにしており、この結果、各気筒２の平均的な空燃比は理論空燃比よりも大幅にリーンな状態になる。
【００６５】
一方、前記のリーン運転領域（Ｌ）以外の運転領域（Ｒ）では、インジェクタ１２により主に気筒２の吸気行程で燃料を噴射させて、気筒２内に形成した概ね均一な混合気を燃焼させる（均一燃焼）。この均一燃焼の領域（Ｒ）のうちの大部分では、気筒２内の空燃比が略理論空燃比（Ａ/Ｆ≒１４．７）になるように制御するが、特に全負荷付近では理論空燃比よりもリッチな状態（例えばＡ/Ｆ＝１２〜１４）になるように制御して、高負荷に対応した大出力を得られるようにする。
【００６６】
つまり、この実施形態のエンジン１は、基本的に負荷状態（目標トルク）やエンジン回転速度に応じて、気筒２内の空燃比が理論空燃比よりもリーンな成層燃焼の状態で運転するリーン運転モードと、気筒２内の空燃比が略理論空燃比乃至それよりもリッチな均一燃焼の状態で運転するリッチ運転モードとに切換えられるようになっている。
【００６７】
そのような基本的な運転制御の他に、この実施形態の空燃比制御装置Ａでは、メイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘ吸蔵能を常に或る程度以上のレベルに維持するために、例えばエンジン１のリーン運転が所定時間（例えば５〜１５分くらい）以上、継続して触媒のＮＯｘの吸蔵量が所定以上に多くなったときに、エンジン１の運転状態を強制的にリッチ運転に切換えることにより触媒からＮＯｘを放出させて、還元浄化するようにしている（ＮＯｘパージ）。
【００６８】
また、エンジン１の運転期間の積算が所定値（例えば自動車の走行距離にして数万キロメートル）を越えて、ＮＯｘ吸蔵触媒における硫黄成分の吸蔵量が所定以上に多くなり、これにより硫黄被毒が発生していると考えられるときには、ＮＯｘ吸蔵触媒を還元雰囲気下でかなり高い温度状態に維持することにより、触媒中のバリウムからＳＯｘを離脱させて、ＮＯｘ吸蔵能を回復させるようにしている（Ｓパージ）。
【００６９】
前記のようにＥＣＵ３０よって行われるエンジン１の運転制御の概要を、図５のフローチャート図に基づいて説明すると、まず、スタート後のステップＳ１において、前記した各センサからの信号や燃料噴射弁１２、スロットル弁２０などの状態に基づいて求められるエンジン１の制御パラメータ、すなわち、吸気流量、燃料噴射量、空燃比、エンジン回転速度、点火時期、燃料噴射時期、アクセル開度、スロットル開度、気筒識別信号、エンジン水温、吸気温度、吸気圧力、触媒温度等を読み込む。
【００７０】
続いて、ステップＳ２において、エンジン１の負荷状態及び回転数に基づいて、図４の如き制御マップからエンジン１の現在の運転モードを決定する。すなわち、エンジン１の負荷状態及び回転数により規定される運転状態が低負荷側のリーン運転領域（Ｌ）にあれば、リーン運転モードとし、一方、高負荷側のリッチ運転領域（Ｒ）にあれば、リッチ運転モードとする。尚、エンジン１の負荷状態は、例えば現在のエンジン回転速度とアクセル開度とに基づいて、予め実験などにより設定したマップを参照して決定すればよい。
【００７１】
続いて、ステップＳ３においてリーン運転モードかどうか判別し、ＮＯでリッチ運転モードであればステップＳ４に進んで、エンジン１の各気筒２内が理論空燃比乃至それよりもリッチな空燃比で均一燃焼状態になるようにインジェクタ１２やスロットル弁２０等を制御し、しかる後にリターンする。一方、ＹＥＳでリーン運転モードであればステップＳ５に進み、ここでは、エンジン１の運転履歴などに基づいてメイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量が所定以上に多くなったかどうか判別する。
【００７２】
すなわち、例えば、酸素濃度センサ２７による検出値に基づいてエンジン１の空燃比のリーンな運転状態が継続していると判定される間、該エンジン１の運転状態や吸気流量の検出値などから排気流量を推定し、その排気流量と空燃比とからＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量を計算する（後述のステップＳ１０におけるＮＯｘ吸蔵量の計算）。そして、それが所定量になったＹＥＳと判別すればステップＳ６に進んで、エンジン１を均一燃焼状態になるように制御するとともに、空燃比を強制的にリッチ側に変更して（ＮＯｘパージ）、しかる後に、リターンする。
【００７３】
つまり、エンジン１のリーン運転が継続してメイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が所定以上に多くなり、これによりリーン状態でのＮＯｘ浄化率の低下が懸念されるようになれば、ＮＯｘパージによりＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させて還元浄化するようにしている。
【００７４】
また、前記ステップＳ５においてＮＯｘ吸蔵量は所定量に達していないＮＯと判定すればステップＳ７に進み、今度はＳパージを行うかどうか判定する。すなわち、ＮＯｘ吸蔵触媒の硫黄被毒が推定されているとともに、Ｓパージを行うのに適したエンジン運転状態であるとき、即ち、例えば完全暖機後でメイン触媒２６の温度状態が比較的高く、且つリーン運転領域（Ｌ）の中ではエンジン負荷及びエンジン回転数が比較的高くて、排気の熱量を多くしやすい状態のときに、Ｓパージを実行する。
【００７５】
尚、前記硫黄被毒の推定は、例えば、最後にＳパージを行ってからのエンジン１の運転時間（或いは自動車の走行距離）と、その間に消費した燃料の総量とに基づいて、ＮＯｘ吸蔵触媒における現在の硫黄成分の吸着量を推定し、これを予め設定した基準値と比較することで行える。
【００７６】
そして、前記ステップＳ７においてＳパージを行うＹＥＳと判定すればステップＳ８に進んで、エンジン１を均一燃焼状態になるように制御するとともに、空燃比を強制的にリッチ側に変更し、さらに、排気温度を高めるために点火時期を遅角させる（Ｓパージ）。こうしてＳパージによりメイン触媒２６の温度を高温に維持しながら、還元雰囲気下でＮＯｘ吸蔵材から硫黄成分を離脱させることで、ＮＯｘの吸蔵能を回復することができる。
【００７７】
さらに、前記ステップＳ７においてＳパージを行わないＮＯと判定すれば、ステップＳ９に進んで、エンジン１が成層燃焼状態になるようにインジェクタ１２やスロットル弁２０等を制御し、続くステップＳ１０において前記の如くＮＯｘ吸蔵量を推定する計算を行って、しかる後にリターンする。
【００７８】
（ＮＯｘパージ、Ｓパージの空燃比制御）
ところで、前記の如くエンジン１の運転中にＮＯｘパージが行われるのは、リーン運転などが継続して、メイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量が所定以上に多くなったときであるが、そのようにリーン運転が継続するのはリーン運転領域（Ｌ）の中でもあまり負荷や回転数の高くないときであり、このときには排気温度が比較的低いことから、ＮＯｘパージの開始時点ではメイン触媒２６の温度はあまり高くないことが多い。特に、この実施形態のように排気通路２２の上流側にプレ触媒２４が配置されている場合、その下流に離れて配置されているメイン触媒２６の温度が下がりやすくなり、前記ＮＯｘパージの開始時点でメイン触媒２６の温度がその活性温度域の下限付近まで低下していることがある。
【００７９】
そして、この実施形態では、メイン触媒２６の浄化特性が図３に示すような温度依存性を有していて、触媒温度が活性温度域の下限付近にあるときには、ＨＣの浄化率がかなり低くなってしまうため、そのようにメイン触媒２６の温度が低下した状態でＮＯｘパージが行われると、このＮＯｘパージのためにリッチ化された排気中のＨＣがメイン触媒２６を通り抜けてしまい、触媒下流の排気中のＨＣが増大するという問題があった。
【００８０】
一方、Ｓパージは、上述したように硫黄成分を離脱させるために触媒をかなり高い温度に維持しなくてはならないので、比較的メイン触媒２６の温度が高いときにのみ行われるものであるが、前記のように上流側にプレ触媒２４が配設されていることによってメイン触媒２６の温度が下がりやすいとすると、このメイン触媒２６を前記のかなり高い温度状態にまで昇温し且つその高温状態に維持するための余計な燃料消費が嵩んでしまい、燃費の悪化が著しいという問題が生じる。
【００８１】
そのような不具合や問題点を解決するために、この実施形態では、本発明の特徴として前記ＮＯｘパージやＳパージのときに、エンジン１の４つの気筒２，２，…をその点火順に交互にリッチ、リーンに振り分けて、平均的には理論空燃比よりもややリッチになるように気筒内の空燃比をフィードバック制御することにより（以下、気筒別リッチ・リーン制御ともいう）、全体的には空燃比のリッチ化を抑えながら、また、ＮＯｘパージ初期のＨＣなどの大気放出を抑制しながら、メイン触媒２６の昇温を効率良く促進できるようにしたものである。
【００８２】
−気筒別リッチ・リーン制御−
次に、まず、前記気筒別リッチ・リーン制御の具体的な手法について図６及び図７を参照して説明すると、エンジン１の運転中にＮＯｘパージやＳパージなどを行うときには、図６に示すように、ＥＣＵ３０において、排気空燃比のリッチ、リーンの中心の目標値（中心値）に対応する気筒内空燃比の平均的な目標値（基準空燃比）を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）よりもややリッチな値（例えばＮＯｘパージの場合にＡ／Ｆ＝１４．５）に設定するとともに、リッチ気筒２における気筒内空燃比の目標値を、排気空燃比のリッチ、リーンの振れ幅が所定以下になるように設定する（この例では振れ幅がＡ／Ｆで１になるように、リッチ側の目標空燃比をＡ／Ｆ＝１４．０としている）。
【００８３】
また、ＥＣＵ３０において、エンジン１の第１〜第４の４つの気筒２〜２のうち、例えば第１気筒２（＃１）及び第４気筒（＃４）をリッチ側に、また第２及び第３気筒２，２（＃２，＃３）をリーン側に設定して、４つの気筒２，２，…をその点火順（＃１，＃３，＃４，＃２）に交互にリッチ気筒、リーン気筒に振り分ける（なお、リッチ、リーン気筒の振り分け方は前記の例に限らない）。
【００８４】
そして、前記リッチ気筒２，２（＃１，＃４）については、従来周知の如く吸気流量とエンジン回転速度とから求められる気筒２の吸気充填効率に基づいて、前記リッチ側目標空燃比になるようにリッチ気筒燃料噴射量（リッチ側目標燃料噴射量）を決定し、それから、酸素濃度センサ２７からの信号に基づいて検出される排気集合部近傍の実空燃比と、前記基準空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）との偏差に応じて、前記リッチ気筒燃料噴射量を補正する。
【００８５】
一方、前記リーン気筒２，２（＃２，＃３）については、まず、前記吸気充填効率に基づいて、前記基準空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）になるような基準燃料噴射量を求め、これを前記リッチ気筒燃料噴射量から減算することにより、リッチ気筒２，２における燃料噴射量の増分を求める。そして、その燃料増分を前記基準燃料噴射量から減算して、リーン側の目標燃料噴射量を決定した上で、前記と同様に酸素濃度センサ２７からのフィードバック信号に基づいて補正する。
【００８６】
このような制御によって、図７に模式的に示すように、リッチ気筒２，２（＃１，＃４）においては図に破線で示す基準燃料噴射量よりも燃料が増量される一方、リーン気筒２，２（＃２，＃３）においては、直前の点火順のリッチ気筒２，２（＃１，＃４）における燃料の増量分だけ燃料噴射量が減量されることになり、これにより、リッチ気筒とリーン気筒の平均の燃料噴射量は、各気筒２の目標空燃比をいずれも基準空燃比にしたときの燃料噴射量（基準燃料噴射量）と同じになる。尚、図において破線で示す基準燃料噴射量の値が緩やかに変化しているのは、空燃比フィードバックによるものである。
【００８７】
そうして４つの気筒２，２，…をリッチ、リーンに振り分けると、図８に一例を示すように、リッチ側の気筒２では空燃比のリッチ化に伴いＣＯの生成量が急増し、ＮＯｘの生成量が急減するとともに、ＨＣの生成量は漸増する一方、リーン側の気筒２では、空燃比のリーン化に伴いＣＯ，ＨＣの生成量が漸減するとともに、ＮＯｘの生成量が急増する。つまり、ＨＣやＮＯｘの生成量がいずれもリッチ、リーンの両側で空燃比の変化に対して略同じように変化するのに対し、ＣＯの生成量はリッチ側でのみ急激に変化している。
【００８８】
そのため、前記のように気筒２，２，…をリッチ、リーンに振り分けたときには、そのリッチ気筒２及びリーン気筒２のそれぞれにおけるＣＯの生成量の平均値（図に☆印で示す）が、リッチ気筒２及びリーン気筒２の平均空燃比のときのＣＯの生成量を上回ることになる。しかも、前記図８のグラフから明らかなように、リッチ、リーンの振り分けを行わなくても空燃比が理論空燃比からリッチ側に変化すれば、ＣＯの生成量は増大する。
【００８９】
従って、前記のように基準空燃比をややリッチに設定した上で４つの気筒２，２，…をリッチ、リーンに振り分けて、空燃比をフィードバック制御することで、それらの平均的な空燃比はあまりリッチにすることなく、比較的低温から反応する還元剤成分であるＣＯの量を大幅に増やすことができるのである。
【００９０】
前記図６のブロック図に示す空燃比制御の手順は、ＥＣＵ３０のメモリに電子的に格納されているプログラムがＣＰＵにより実行されることによって実現されるものであり、言い換えると、ＥＣＵ３０は、ＮＯｘパージやＳパージを行うときに、排気の空燃比Ａ／Ｆがややリッチな目標値を中心として周期的にリッチ、リーンに変化するように、４つの気筒２，２，…をその点火順に交互にリッチ、リーンに設定し、該気筒２内の空燃比を酸素濃度センサ２７からの信号に基づいて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３０ａを備えている。
【００９１】
尚、前記の気筒別リッチ・リーン制御においてリッチ気筒２の目標空燃比を設定する一方、リーン気筒２では目標空燃比を設定していないのは、以下のような理由による。すなわち、上述の如く酸素濃度センサ２７による検出値に基づいて全気筒２，２，…の平均的な空燃比をフィードバック補正する場合に、仮にリッチ、リーンの両方でそれぞれ目標値を決めてしまうと、例えばリッチ気筒２の燃料噴射量ばらつきに起因する空燃比の偏差に応じてリーン気筒２の燃料噴射量も補正される結果として、このリーン気筒２において空燃比の目標値からのずれが拡大することがあり、こうしたリッチ気筒２、リーン気筒２におけるフィードバック補正の相互作用によって制御が収束し難くなるとともに、発散してしまう虞れもある。
【００９２】
これに対し、前記のように、リッチ気筒２では目標空燃比を設定して目標燃料噴射量を決めるようにし、一方、リーン気筒２では目標空燃比は設定せず、前記リッチ気筒２の目標燃料噴射量と全気筒２，２，…の平均である基準燃料噴射量とに基づいて目標燃料噴射量を決めるようにすれば、前記のように制御が発散する虞れはなくなり、空燃比のフィードバック制御によって全気筒２，２，…の平均的な空燃比を速やかに目標値に収束させることができる。
【００９３】
しかも、前記のように気筒内空燃比の平均の目標値（基準空燃比）を理論空燃比よりもややリッチにすると、この結果として、例えば燃料噴射量のばらつきによって空燃比がずれたときに、空燃比の理論空燃比からのずれはリッチ気筒２においてリーン気筒２よりも大きくなり易いが、この実施形態では、リッチ気筒２については目標空燃比を設定して目標燃料噴射量を決めるようにしており、このことでリーン気筒２に比べて空燃比の制御精度が高くなるので、結局、理論空燃比に対する空燃比のずれをリッチ、リーンの両側において略同じように小さくすることができる。
【００９４】
−ＮＯｘパージの場合−
次に、前記図５のフローのステップＳ６においてＮＯｘパージを行うときの気筒別リッチ・リーン制御について説明する。
【００９５】
上述したように、エンジン１のリーン運転状態が継続して、メイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量が所定量になったと判定されると、エンジン１が均一燃焼状態に切換えられるとともに、目標空燃比が強制的にリッチ側に変更される。すなわち、ＥＣＵ３０の空燃比フィードバック制御手段３０ａにより、気筒内空燃比の平均的な目標値（基準空燃比）が理論空燃比よりもややリッチな値に設定され、４つの気筒２，２，…が点火順に交互にリッチ、リーンに振り分けられる。
【００９６】
そして、そのリッチ、リーンの各気筒２からそれぞれ排出されたリッチな排気とリーンな排気とが排気マニホルド２３の集合部で合流して、周期的にリッチ、リーンに変化しながら、まず上流側のプレ触媒２４に流入する。ここで、上述したが、ＮＯｘパージはリーン運転が継続するような負荷や回転数の高くない運転状態で行われるものであり、このときには排気の流量があまり多くなく、その流速もあまり高くはならないので、比較的容量の小さなプレ触媒２４においても吹き抜けは少なくなる。
【００９７】
しかも、前記のようにリッチ、リーンに変化する排気の空燃比は平均的には理論空燃比よりもややリッチな値であって（この実施形態では例えばＡ／Ｆ＝１４．５）、プレ触媒２４内はＯＳＣによって空燃比が前記の平均的な状態に維持されるから、図２に示すように当該プレ触媒２４によるＨＣ及びＮＯｘの浄化率は略１００％に近くなり、排気中のＨＣ、ＮＯｘの大部分がプレ触媒２４において浄化されることになる。
【００９８】
これに対し、排気中のＣＯは、前記の如く気筒２，２，…がリッチ、リーンに振り分けられることにより、ＣＯの生成量が増大することに加えて、前記図２に示すようにリッチ側でプレ触媒２４によるＣＯの浄化率が低下していることから、このプレ触媒２４においても浄化されずに下流側に流れる量が比較的多くなる。この結果、ＮＯｘパージのときにプレ触媒２４を通過して下流側のメイン触媒２６に流入する排気中は、ＨＣ、ＮＯｘが非常に少なく、一方、ＣＯは比較的多い還元雰囲気になる。
【００９９】
そのため、前記ＮＯｘパージの開始時点でメイン触媒２６の温度がその活性温度域の下限付近まで低下していて、図３に示すようにＨＣの浄化率がかなり低くなっていても、そもそも該メイン触媒２６に流入する排気中のＨＣ、ＮＯｘが非常に少ないことから、これらが大気放出される虞れは殆どない。一方、排気中に含まれるＣＯは、前記のようにメイン触媒２６の活性が低下していても、そこから放出されるＮＯｘや排気中の酸素などと十分に反応する。
【０１００】
そして、そのＣＯの反応熱によってメイン触媒２６の温度が上昇し、これにより触媒の活性が高くなると、今度はＨＣの反応も活発に行われるようになり、この反応熱も加わってメイン触媒２６の温度は速やかに上昇する。こうして活性の高くなったメイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒からはＮＯｘが盛んに放出され、前記の如く反応しやすい還元剤成分であるＣＯが多いことも相俟って、ＮＯｘパージが効率良く行われる。
【０１０１】
つまり、前記の気筒別リッチ・リーン制御をＮＯｘパージのときに行うことで、空燃比を平均的にはあまりリッチにすることなく、即ちリッチ化に起因する燃費悪化などを抑制しつつ、下流側のメイン触媒２６に対し、比較的低温から反応するＣＯを多く含み、一方、ＨＣ、ＮＯｘは殆ど含まない還元雰囲気の排気を供給することができ、これにより、ＮＯｘパージの初期にメイン触媒２６の温度が低くなっていても、ＨＣなどの大気放出を防止しながら、その温度を速やかに上昇させて活性を高め、効率の良いＮＯｘパージを行うことができる。
【０１０２】
尚、そのように効率良くＮＯｘパージが行われても、その際の空燃比が平均的には理論空燃比よりもややリッチな程度であるから、ＮＯｘパージの期間自体は従来周知の所謂リッチスパイクに比べるとやや長めになる。
【０１０３】
−Ｓパージの場合−
続いて、前記図５のフローのステップＳ８におけるＳパージの場合について説明する。このＳパージは、硫黄成分を離脱させるためにＮＯｘ吸蔵触媒をかなり温度の高い状態に維持しなくてはならないから、上述したように、例えばメイン触媒２６の温度状態が比較的高く、且つリーン運転領域（Ｌ）の中では負荷や回転数の比較的高いときに限って行われる。そして、Ｓパージのときにはエンジン１が均一燃焼状態になるように制御されるとともに、排気温度を高めるための点火時期の遅角制御が行われ、さらに、基準空燃比を前記ＮＯｘパージのときよりもリッチ側とし（例えばＡ／Ｆ＝１４．０〜１４．３くらい）、且つリッチ、リーンの度合いも大きくして（例えば空燃比の振れ幅がＡ／Ｆで１．５くらい）、前記した気筒別リッチ・リーン制御が行われる。
【０１０４】
そのように比較的排気流量の多い状態で点火時期が遅角され、さらに、これによるエンジン出力の低下を補うように空燃比がリッチ化されることから、Ｓパージのときには、ＮＯｘパージのときよりも排気の流速がかなり高くなる。そして、このときに前記のように気筒別リッチ・リーン制御が行われると、リッチ気筒２及びリーン気筒２からそれぞれ排出されるリッチな排気とリーンな排気とは上流側のプレ触媒２４を吹き抜けて、その下流側に流れるようになる。
【０１０５】
こうして下流側のメイン触媒２６に供給されるリッチな排気中のＨＣやＣＯとリーンな排気中のＮＯｘや酸素とが反応すると、この反応熱によってメイン触媒２６の温度が上昇する。この際、前記のように気筒２，２，…が点火順に交互にリッチ、リーンに振り分けられていることから、排気の空燃比のリッチ、リーンの変化の周期は非常に短くなり、時間あたりの発熱反応の回数が非常に多くなるとともに、そのリッチ、リーンの度合いが比較的大きくて、その分、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの濃度が高いことから、１回の反応による発熱量も多くなり、それらの相乗的な作用によってメイン触媒２６の温度は可及的に速やかに上昇する。
【０１０６】
つまり、Ｓパージのときには気筒別リッチ・リーン制御によってメイン触媒２６の温度を極めて効率良く上昇させることができるので、その分、点火時期の遅角量を小さくし、空燃比の全体としてのリッチ化を抑えても、メイン触媒２６をＳパージに適した高い温度状態に維持することができる。また、気筒別リッチ・リーン制御によってＣＯの生成量が増えるので、前記のように空燃比のリッチ化を抑えていても、メイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒をＳパージに適した還元雰囲気に保つことができる。これにより、Ｓパージのための無駄な燃料消費を大幅に削減できる。
【０１０７】
尚、Ｓパージのときには、前記したように排気流速がかなり高くなって、リッチ、リーンな排気が上流側のプレ触媒２４を吹き抜けることから、リッチ、リーンの振れ幅を大きくしていても、プレ触媒２４の過熱を招く心配はない。
【０１０８】
以上、説明したように、この実施形態に係るエンジンの空燃比制御装置によると、まず、エンジン１が所定以上、継続してリーン運転領域（Ｌ）にあり、各気筒２内及び排気の空燃比のリーンな状態が続いて、メイン触媒２６におけるＮＯｘの吸蔵量が増大し、これによりＮＯｘ吸蔵能の低下が懸念される状態になると、ＮＯｘパージが行われ、メイン触媒２６においてＮＯｘが放出されて還元浄化される。これによりＮＯｘ吸蔵能の回復が図られる。
【０１０９】
その際に、ＥＣＵ３０の空燃比フィードバック制御手段３０ａにより気筒２，２，…がリッチ、リーンに振り分けられて、それぞれ空燃比のフィードバック制御が行われることで、ＮＯｘパージのための空燃比のリッチ化の度合いを比較的小さくして、燃費の悪化などを抑制しながら、比較的低温から反応する還元剤成分であるＣＯの生成量を増大させることができる。
【０１１０】
そして、そのリッチ、リーンな排気中のＨＣ、ＮＯｘを上流側のプレ触媒２４により浄化して、ＣＯのみ多い排気を下流側のメイン触媒２６（ＮＯｘ吸蔵触媒）に供給することにより、この触媒の温度が活性温度域の下限付近まで低下していても、ＨＣやＮＯｘを大気放出することなく、ＣＯの反応熱によって触媒を速やかに活性化させて、効率良くＮＯｘパージを行うことができる。
【０１１１】
また、エンジン１の運転期間の積算値が所定値を越えて、前記メイン触媒２６において硫黄被毒が推定されるときには、所定の条件下でＳパージが行われ、これにより該メイン触媒２６のＮＯｘ吸蔵触媒からの硫黄成分の離脱が促進されて、そのＮＯｘ吸蔵能の回復が図られる。
【０１１２】
そして、このときにも、前記ＮＯｘパージのときと同様に気筒別リッチ・リーン制御が行われるとともに、そのリッチ、リーンの度合いが大きくされることで、メイン触媒２６の温度を極めて効率良く上昇させ、且つそれをＳパージに適した還元雰囲気に保つことができる。それ故に、点火時期の遅角量を相対的に小さくし、空燃比の全体としてのリッチ化を抑えて、無駄な燃料消費を大幅に削減することができる。
【０１１３】
（他の実施形態）
本発明の構成は、前記の実施形態に限定されることはなく、その他の種々の構成をも包含するものである。すなわち、例えば、前記実施形態においては、ＮＯｘパージの期間全体に亘って気筒別リッチ・リーン制御を行うようにしているが、これに限らず、ＮＯｘパージの初期のメイン触媒２６の温度が低い期間だけ気筒別リッチ・リーン制御を行うようにしてもよい。また、前記実施形態ではＳパージ、ＮＯｘパージの両方で気筒別リッチ・リーン制御を行うようにしているが、いずれか一方のみとしてもよい。
【０１１４】
また、エンジン１がアイドル運転状態のときにＮＯｘパージを行う場合には、それ以外の運転状態のときよりも排気空燃比のリッチ、リーンの振れ幅が小さくなるよう、気筒内空燃比のリッチ及びリーンの度合いを相対的に小さくすることが好ましい。これは、アイドル運転状態のように排気の流量が特に少ないときには、その流速が低くなることから、排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの多くがプレ触媒２４乃至その上流の排気マニホルド２３で反応してしまい、その反応熱によってプレ触媒２４の温度が過度に上昇する虞れがあるからである。
【０１１５】
さらに、前記の実施形態では、ＮＯｘパージやＳパージのときに気筒別リッチ・リーン制御を行っているが、これに限るものではなく、例えば負荷の増大に伴いエンジン１がリーン運転モードからリッチ運転モードに切り換わるときに、メイン触媒２６の温度が低ければ、その温度が上昇するまでの所定期間だけは気筒別リッチ・リーン制御を行うようにしてもよい。この場合にはメイン触媒２６に温度状態を検出するための温度センサを配設し、このセンサからの信号に基づいてＥＣＵ３０によりメイン触媒２６の温度がその活性温度域の下限付近まで低下していることを判定するようにすればよい。こうすれば、ＥＣＵ３０は、メイン触媒２６の温度が所定値よりも低いことを判定する温度状態判定手段を備えることになる。
【０１１６】
また、前記実施形態において、プレ触媒２４の浄化特性は、図２に仮想線で示すように排気の空燃比が理論空燃比からリッチ側に変化するときに、これに伴うＣＯ浄化率の低下度合いがＨＣ浄化率の低下度合いよりも所定以上、大きくなるようなものとするのが好ましい。このような特性は触媒金属としてＰｄを用いたときに得られることが知られており、こうすることで、ＮＯｘパージのときに上流側のプレ触媒２４によって排気中のＨＣ、ＮＯｘを十分に浄化しつつ、下流側のメイン触媒２６へ還元剤として供給するＣＯの量はより多くすることができる。
【０１１７】
また、前記実施形態では、図５のフローに示すように、エンジンがリーン運転モードのときにＳパージを行うようにしているが、これに限るものではなく、リーン運転時よりもリッチ運転時の方がメイン触媒２６の温度が高くなりやすいことを考慮すれば、Ｓパージはリッチ運転モードのときに行うようにしてもよいし、運転モードに関係なく実行するようにしてもよい。
【０１１８】
さらにまた、前記実施形態では、本発明を筒内噴射式のガソリンエンジン１に適用しているが、これに限らず、所謂リーンバーン運転を行うようにしたポート噴射式のガソリンエンジンにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上、説明したように、本発明に係るエンジンの空燃比制御装置Ａは、エンジンの運転中にＮＯｘ吸蔵タイプの触媒の機能を回復させるＮＯｘパージ、Ｓパージなどの制御を行うようにしたものにおいて、そのための燃料消費を減らすことができるとともに、特にＮＯｘパージの場合には触媒の温度が低下していても、ＨＣなどの大気放出を抑えつつ、触媒の昇温を促進できるものなので、リーンバーン運転によって燃費の低減を図るようにした自動車用エンジンなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施形態に係る空燃比制御装置を備えたエンジンの概略構造図。
【図２】三元触媒によるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化特性を示すグラフ図。
【図３】メイン触媒のＨＣ、ＣＯ浄化率の温度依存性を示すグラフ図。
【図４】エンジンの運転制御マップの一例を模式的に示す説明図。
【図５】エンジンの空燃比制御の概要を示すフローチャート図。
【図６】気筒別リッチ・リーン制御の制御ロジックを示す機能ブロック図。
【図７】気筒別リッチ・リーン制御による燃料噴射量の変化を示す説明図。
【図８】均一燃焼における空燃比とＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの排出量との関係を示すグラフ図。
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ      空燃比制御装置
１      エンジン
２      気筒
２４    プレ触媒（上流側の三元触媒）
２６    メイン触媒（下流側のＮＯｘ吸蔵触媒）
２７    酸素濃度センサ
３０    エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３０ａ  空燃比フィードバック制御手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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