(57)【要約】      （修正有）【課題】より適切な手法で触媒を急速暖機して、エミッション性能のさらなる向上を図る。【解決手段】内燃機関の触媒暖機制御装置は、排気空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で交互に振ることにより、排気通路に配設される触媒の暖機を行う手段と、少なくとも吸気弁のバルブタイミングを変化させることにより燃焼室に吸入する吸入空気量を調節する可変動弁手段とを備える。ここで、前記リーン空燃比の値を、該バルブタイミングに応じて設定する。一実施例では、バルブタイミングに応じて混合気が燃焼限界となる所定の空燃比を、前記リーン空燃比の値に設定すると共に、各気筒からの排気空燃比の平均がリーンとなるように前記リッチ空燃比の値を設定する。こうして、バルブタイミングに応じた最適な触媒昇温を実現することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の触媒暖機制御装置であって、
排気通路に配設される触媒と、
排気空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で交互に振ることにより前記触媒の暖機を行う触媒暖機制御手段と、
少なくとも吸気弁のバルブタイミングを変化させることにより燃焼室に吸入する吸入空気量を調節する可変動弁手段と、を備え、
前記リーン空燃比の値を、前記バルブタイミングに応じて設定することを特徴とする、触媒暖機制御装置。
【請求項２】
前記触媒暖機制御手段は、前記バルブタイミングに応じて混合気が燃焼限界となる所定の空燃比を、前記リーン空燃比の値に設定すると共に、各気筒からの排気空燃比の平均がリーンとなるように前記リッチ空燃比の値を設定する、
請求項１に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項３】
前記可変動弁手段は、前記吸気弁のリフト量を可変に設定することにより、前記燃焼室に吸入する吸入空気量を調節し、前記リーン空燃比の値を、該リフト量に応じて設定する、
請求項１または２に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項４】
前記可変動弁手段は、前記吸気弁の位相角を可変に設定することにより、前記燃焼室に吸入する吸入空気量を調節し、前記リーン空燃比の値を、該位相角に応じて設定する、
請求項１または２に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項５】
吸入空気量が他の気筒に対して少ない気筒の空燃比を、該他の気筒に対して相対的にリーンとなるように前記リーン空燃比の値を設定し、吸入空気量が他の気筒に対して相対的に多い気筒の空燃比を、該他の気筒の空燃比に対して相対的にリッチとなるように前記リッチ空燃比の値を設定する、
請求項１から４のいずれかに記載の触媒暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排気系に設けられた触媒の暖機制御を行うための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に設けられた触媒は、低温では不活性状態にある。このような不活性状態にある触媒は、浄化能力を発揮しない。したがって、内燃機関を始動した時には、触媒の温度を早期に上昇させて該触媒を活性化させる手法が従来より提案されている。
【０００３】
この点について、下記の特許文献１には、触媒を活性する前に、排気空燃比がリッチ側とリーン側とに交互に振れるように空燃比制御を行い、該振幅の大きさを触媒の酸素ストレージ能力に応じて設定することが記載されている。ここで、交互に振れている間の排気の平均空燃比は、理論空燃比としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
触媒が活性する前においては、触媒の浄化能力を発揮することはできないため、上記技術のように、空燃比の振幅を触媒の酸素ストレージ能力に応じて設定し、触媒内の空燃比を理論空燃比に制御しても、触媒内で排ガスを浄化することは困難である。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、より適切な手法で触媒を急速暖機して、エミッション性能のさらなる向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一つの側面によると、内燃機関の触媒暖機制御装置は、排気通路に配設される触媒と、  各気筒からの排気空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で交互に振ることにより前記触媒の暖機を行う触媒暖機制御手段と、少なくとも吸気弁のバルブタイミングを変化させることにより燃焼室に吸入する吸入空気量を調節する可変動弁手段と、を備え、前記リーン空燃比の値を、前記バルブタイミングに応じて設定することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、触媒の暖機に用いられるリーン空燃比の値を、バルブタイミングにより変化する気筒内の吸入空気の燃焼特性に応じて設定するので、触媒暖機の早期化を実現すると共に、エミッション排出の低減を実現することができる。
【０００９】
この発明の一実施形態によると、前記触媒暖機制御手段は、バルブタイミングに応じて混合気が燃焼限界となる所定の空燃比を、前記リーン空燃比の値に設定すると共に、各気筒からの排気空燃比の平均がリーンとなるように前記リッチ空燃比の値を設定する。
【００１０】
この発明によると、触媒暖機制御で用いるリーン空燃比を、バルブタイミングに応じて変化する燃焼限界空燃比に設定し、この値に応じてリッチ空燃比を設定するので、空燃比の振幅幅を大きくすることができる。これにより、触媒内での反応熱を増やすことができるので、触媒暖機の早期化を図ることができる。また、各気筒からの排気空燃比の平均がリーンとなるようにリッチ空燃比を設定するので、発生しうる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を低減させることができ、エミッション性能を向上させることができる。
【００１１】
この発明の一実施形態によると、前記可変動弁手段は、前記吸気弁のリフト量を可変に設定することにより、前記燃焼室に吸入する吸入空気量を調節し、前記リーン空燃比の値を、該リフト量に応じて設定する。
【００１２】
この発明によると、吸気弁のリフト量を変化させる動弁機構において、気筒内に流入する空気の流動により変化する燃焼限界空燃比に応じたリーン空燃比に設定することができるので、触媒暖機の早期化と共に、エミッション排出の低減を図ることができる。
【００１３】
さらに、この発明の一実施形態によると、前記可変動弁手段は、前記吸気弁の位相角を可変に設定することにより、前記燃焼室に吸入する吸入空気量を調節し、前記リーン空燃比の値を、該位相角に応じて設定する。
【００１４】
この発明によれば、吸気弁の位相角を変化させる動弁機構において、気筒内に残留するＥＧＲの量により変化する気筒内に吸入される新気の密度に応じた燃焼限界空燃比を、リーン空燃比に設定することができるので、触媒暖機の早期化と共に、エミッション排出の低減を図ることができる。
【００１５】
この発明の一実施形態によると、吸入空気量が他の気筒に対して少ない気筒の空燃比を、該他の気筒に対して相対的にリーンとなるように前記リーン空燃比の値を設定し、吸入空気量が他の気筒に対して相対的に多い気筒の空燃比を、該他の気筒の空燃比に対して相対的にリッチとなるように前記リッチ空燃比の値を設定する。
【００１６】
この発明によると、吸入空気量が相対的に多い気筒をリッチ空燃比とすることにより、燃料噴射量の絶対量が増し、触媒暖機中の反応熱を大きくすることができる。よって、触媒暖機を、より早期に実現することができる。
【００１７】
本発明のその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態に従う、エンジンおよびその制御装置の全体的な構成を示す図。
【図２】この発明の一実施形態に従う、空燃比センサの配置を説明するための図。
【図３】この発明の一実施形態に従う、可変動弁機構を示す図。
【図４】この発明の一実施形態に従う、可変動弁機構の作動特性を示す図。
【図５】この発明の一実施形態に従う、触媒暖機制御における各種パラメータの時間的推移を示す図
【図６】この発明の一実施形態に従う、バルブタイミングに応じた燃焼限界空燃比の設定を示す図。
【図７】この発明の一実施形態に従う、触媒暖機制御プロセスのフローチャート。
【図８】この発明の一実施形態に従う、リーン制御プロセスのフローチャート。
【図９】この発明の一実施形態に従う、リッチリーン制御プロセスのフローチャート。
【図１０】この発明の一実施形態に従う、気筒別空燃比補正量の学習プロセスのフローチャート。
【図１１】この発明の一実施形態に従う、空燃比偏差信号および各気筒の基準信号の挙動を示す図。
【図１２】この発明の一実施形態に従う、触媒暖機制御の効果を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）およびその制御装置の全体的な構成図である。
【００２０】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータ（マップを含む）を格納することができる。ＥＣＵ１は、車両の各部から信号を受取ると共に、該メモリに記憶されたデータおよびプログラムに従って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。
【００２１】
エンジン２は、複数の気筒（この実施形態では、４気筒）を有するエンジンである。エンジン２には、吸気バルブのバルブタイミングを変更可能な連続可変動弁機構３１が設けられている。この実施形態では、連続可変動弁機構３１は、可変リフト機構および可変位相機構を含んでおり、よって、バルブタイミングには、吸気バルブのリフト量だけでなく、吸気バルブの位相（位相角）も含まれる。
【００２２】
可変リフト機構は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、各気筒の吸気バルブのリフト量を連続的に変更することができる機構である。可変リフト機構の一例は、後述される。可変位相機構は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、各気筒の吸気バルブの位相を連続的に変更することができる機構である。可変位相機構は、任意の既知の手法により実現することができる。たとえば、電磁的に吸気バルブの位相を進角または遅角に制御する手法が提案されている（たとえば、特開２０００―２２７０３３号を参照）。
【００２３】
連続可変動弁機構３１には、各気筒の吸気バルブのリフト量を検出するためのセンサ３２および該吸気バルブの位相を検出するためのセンサ３３が設けられており、該センサ３２および３３の検出結果は、ＥＣＵ１に送られる。
【００２４】
なお、この実施形態では、リフト量および位相を連続的に変更可能なようになっているが、これに限定されるものではなく、リフト量および位相を段階的（ステップ状）に変更可能な機構にも、本願発明は適用可能である。
【００２５】
エンジン２には、吸気通路３および排気通路４が連結されている。吸気通路３には、スロットル弁５が設けられている。スロットル弁５の開度は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って制御される。スロットル弁５には、スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度（θＴＨ）センサ６が連結されており、この検出値は、ＥＣＵ１に送られる。
【００２６】
この実施形態では、エンジン２の各気筒への吸入空気量は、スロットル弁５の開度を制御することだけでなく、連続可変動弁機構３１を介して各気筒の吸気バルブのリフト量を制御することによって実現される。
【００２７】
燃料噴射弁７が、エンジン２とスロットル弁５との間であって、エンジン２の吸気バルブ（図示せず）の少し上流側に、気筒ごとに設けられている。燃料噴射弁７は、燃料タンクに接続されており、燃料タンクからの燃料を噴射する。燃料噴射弁７の燃料噴射時期および燃料噴射量は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って変更される。
【００２８】
スロットル弁５の上流には、吸気通路３を流れる空気の量を検出するエアフローメータ（ＡＦＭ）８が設けられている。
【００２９】
スロットル弁５の下流には、絶対圧（ＰＢ）センサ９が設けられており、吸気通路３内の圧力ＰＢを検出する。また、絶対圧センサ９の下流には吸気温（ＴＡ）センサ１０が設けられており、吸気通路３内の温度を検出する。これらの検出値は、ＥＣＵ１に送られる。また、エンジン２には、エンジンの水温ＴＷを検出するためのエンジン水温センサ１１が設けられており、該センサの検出値は、ＥＣＵ１に送られる。さらに、大気圧ＰＡを検出するための大気圧センサ１２がエンジン外部の任意の位置に設置されており、該センサの検出値はＥＣＵ１に送られる。
【００３０】
ＥＣＵ１には、エンジン２のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ１３が接続されており、該センサの検出値はＥＣＵ１に供給される。クランク角センサ１３は、所定のクランク角度（たとえば３０度）毎に１パルス（ＣＲＫパルス）を発生し、該パルスにより、クランク軸の回転角度位置を特定することができる。ＥＣＵ１は、該ＣＲＫパルスに基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。また、クランク角センサ１３は、ピストンの上死点（ＴＤＣ）位置に関連したクランク角度で、ＴＤＣ信号をＥＣＵ１に出力する。
【００３１】
燃料噴射弁７からの燃料および吸気通路３からの空気の混合気がエンジン２の各気筒内で燃焼した結果、各気筒からの排気ガスが排気通路４に流出される。排気通路４には、たとえば種々の触媒によって実現されることのできる触媒装置（ＣＡＴ）１５が設けられており、該排気通路に流出される排気ガスを浄化して、大気に放出する。
【００３２】
触媒装置１５の上流には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比（ＬＡＦ）センサ１６が設けられている。空燃比センサ１６は、混合気のリーンからリッチにわたる領域の空燃比をリニアに検出してＥＣＵ１に送る。この実施例では、空燃比センサ１６の出力から、検出当量比ＫＡＣＴが検出される。検出当量比ＫＡＣＴは、空燃比を示す信号であり、「理論空燃比／空燃比」によって算出される。検出当量比ＫＡＣＴの値が１より小さければ、空燃比がリーンであることを示し、１より大きければリッチであることを示す。
【００３３】
触媒装置１５の下流には、排ガス（Ｏ２）センサ１７が設けられている。排ガスセンサ１７は、２値型の排気ガス濃度センサである。排ガスセンサ１７は、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとき高レベルの信号を出力し、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき低レベルの信号を出力する。出力された信号は、ＥＣＵ１に送られる。
【００３４】
ＥＣＵ１は、上記各種センサからの入力信号に応じて、メモリに記憶されたプログラムおよびデータ（マップを含む）に従い、エンジン２の運転状態を検出すると共に、スロットル弁５、燃料噴射弁７、および可変動弁機構３１等を制御するための制御信号を生成する。
【００３５】
図２は、図１のエンジン２が直列４気筒エンジンである場合の、空燃比（ＬＡＦ）センサ１６の配置を説明するための概略図である。このエンジンでは、４つの気筒２ａから２ｄが設けられ、吸気通路３の集合部３５で分岐された吸気管３ａから３ｄは各気筒に連結され、各気筒の排気管４ａ〜４ｂは、集合部３６において排気通路４に連結されている。空燃比センサ１６は、該排気通路４上の該集合部３６よりも下流に設けられている。
【００３６】
図３は、図１の可変動弁機構３１に搭載される可変リフト機構の一例を説明するための図である。可変リフト機構は、（ａ）に示すように、カム６２が設けられたカムシャフト６１と、カムホルダに支持部６５ａを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム６５と、コントロールアーム６５を揺動させるコントロールカム６７が設けられた制御軸（コントロールシャフト）６６と、コントロールアーム６５にサブカムシャフト６３ｂを介して揺動可能に支持されると共に、カム６２に従動して揺動するサブカム６３と、サブカム６３に従動し、吸気バルブ１４を駆動するロッカーアーム６４とを備えている。ロッカーアーム６４は、コントロールアーム６５内に、ロッカーシャフト６８によって揺動可能に支持されている。
【００３７】
サブカム６３は、カム６２に当接するローラ６３ａを有し、カムシャフト６１の回転により、サブカムシャフト６３ｂを中心として揺動する。ロッカーアーム６４は、サブカム６３に当接するローラ６４ａを有し、サブカム６３の動きが、ローラ６４ａを介して、ロッカーアーム６４に伝達される。コントロールアーム６５は、コントロールカム６７に当接するローラ６５ｂを有し、制御軸６６の回転により、支持部６５aを中心として揺動する。
【００３８】
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、矢印で示されているように、吸気バルブ１４の高リフト状態、中リフト状態、低リフト状態をそれぞれ示している。制御軸６６を介してコントロールアーム６５の位置を変化させることにより、（ａ）のような高リフト状態と、（ｃ）のような低リフト状態の間を連続的に遷移させることができる。（ａ）に示す状態では、サブカム６３の動きがロッカーアーム６４を介して吸気バルブ１４に伝達され、吸気バルブ１４は、最大のリフト量で開弁する。（ｂ）に示す状態では、サブカム６３の動きの、ロッカーアーム６４を介した吸気バルブ１４への伝達量は、（ａ）よりも少なく、よって（ａ）よりも小さいリフト量で開弁する。（ｃ）に示す状態では、サブカム６３の動きはロッカーアーム６４にほとんど伝達されないため、吸気バルブ１４は低リフト状態となる。
【００３９】
制御軸６６には、アクチュエータのモータ（図示せず）が接続されており、該モータによって制御軸６６を回転させることにより、吸気弁１４のリフト量を連続的に変更して、燃焼室内（気筒内）への吸入空気量を連続的に変更することができる。この実施形態では、前述したリフト量を検出するセンサ３２（図１）は、制御軸６６の回転角度位置を検出するよう設けられている。検出された制御軸６６の回転角度位置ＣＳＡが、リフト量を示すパラメータとして使用される。
【００４０】
図４を参照すると、各気筒の排気バルブの作動特性と、連続可変動弁機構３１によって制御される吸気バルブ１４の作動特性が示されている。縦軸はリフト量を示し、横軸は、１燃焼サイクルにおけるクランク角度を表している。
【００４１】
ＥＸは、排気バルブの作動特性を示す。ＩＮは、吸気バルブ１４の作動特性を示し、複数の実線で表されるように、エンジンの運転状態に従って作動特性ＩＮを連続的に変化させる、すなわち吸気バルブの位相およびリフト量を連続的に変化させることができる。このように、この実施形態において、吸気バルブ１４のリフト量は、エンジンの運転状態に応じて、低リフトから高リフトまで連続的に変化可能なようになっている。なお、以下の説明における「リフト量」は、各作動特性におけるピークすなわち最大リフト量（吸気バルブを開ける量（ｍｍ））を表している。
【００４２】
図５は、エンジン始動時の触媒暖機制御における各種パラメータの挙動の一例を示す。触媒暖機制御は、吸入空気量を増大させることで熱量を増やすとともに、点火時期を遅角させることによって触媒に供給される熱量を増大させ、これにより、排気通路４に設けられた触媒１５を早期に活性化する制御である。図において、エンジン回転数ＮＥの挙動は、ほぼ吸入空気量の挙動と考えることができるため、吸入空気量の挙動は省略されている。
【００４３】
図の時刻ｔ０において、スタータモータによりクランキングさせると、エンジンは始動領域に入る。該始動領域では、点火時期は所定の基準値に固定される。吸気バルブのリフト量は、所定の低値に維持される。エンジン回転数ＮＥは低く、吸入空気量も小さいため、触媒はまだ活性化されていない。よって、触媒の温度は低いままである。
【００４４】
エンジン回転数ＮＥが所定値（たとえば、４００ｒｐｍ）に達すると、第１の制御領域が開始する。第１制御領域は、触媒の温度が、触媒内で化学反応（酸化反応）が起こり始める温度Ｔ１（促進温度と呼ばれ、所定値と考えることができる）に達するまでの領域を示す。この領域では、触媒の温度は上昇し始めるものの、活性化にはまだ達しない。第１の制御領域が開始すると、完爆となり、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量は増大する。吸気バルブのリフト量は、始動領域と同様に、該所定の低値に維持されており、吸入空気量の増大は、主にスロットル弁を介して制御される。始動領域および第１制御領域において、リフト量を低値に一定とするのは、吸入空気の流動を強化して、気筒内での燃焼をより良好な状態で行うことを優先させるためである。点火時期のフィードバック制御が開始され、エンジン回転数ＮＥが、所定の目標アイドル回転数に収束するように、点火時期は遅角される。
【００４５】
第１制御領域において、すべての気筒の空燃比は、所定のリーン空燃比値に制御される（リーン制御）。好ましくは、すべての気筒の空燃比は、燃焼限界空燃比値に設定される。燃焼限界空燃比値は、失火を起こすことなく、気筒内で混合気が燃焼可能なリーン側の限界値を示す。このようなリーン側の限界値を用いることにより、可能な限り空燃比がリーンにされるため、ＨＣ排出量を最も低減することができる。また、リーン空燃比とすることにより、増大した空気量でガス温度を上昇させることができ、よって、触媒温度を早期に上げることができる。
【００４６】
この実施形態では、燃焼限界空燃比値は、可変動弁機構３１のバルブタイミングに応じて決定される。可変動弁機構３１のバルブタイミングにより、エンジンの燃焼状態は影響を受けるおそれがあるが、該燃焼限界空燃比値をバルブタイミングに応じて設定することにより、バルブタイミングに変動があっても、最適な燃焼限界空燃比値を設定することができ、よって最適な触媒昇温を図ることができる。
【００４７】
より具体的には、この実施形態では、燃焼限界空燃比値は、吸気バルブのリフト量に応じて設定される。この一例が、図６の（ａ）に示されている。リフト量が小さくなるほど、燃焼限界空燃比値は大きくなる（リーン側に向かう）。これは、リフト量が小さくなるほど、気筒内に流入する空気の速度が速くなり、よって、燃焼がより促進されるためである。
【００４８】
図５に戻り、触媒の温度が促進温度Ｔ１に達したならば、第２制御領域が開始する。点火時期のフィードバック制御が継続的に行われ、これにより、エンジン回転数ＮＥは、目標アイドル回転数に収束していく。吸気バルブのリフト量が、該所定の低値から除々に増やされ、これは、第３制御領域においても継続する。このようにリフト量を増加するのは、吸入空気量の気筒間のばらつきの影響を小さくするためである。第２制御領域では、第１制御領域と同様に、すべての気筒の空燃比が燃焼限界空燃比値に設定されるリーン制御が実行される。しかしながら、図６の（ａ）に示すように、リフト量の増大に伴い、燃焼限界空燃比値は小さくなる（リッチ側へ変化する）。したがって、各気筒の空燃比もリッチ側に変化することとなる。
【００４９】
リフト量に応じた燃焼限界空燃比値は、リフト量が大きくなるほど、リッチ側へと変化し（すなわち、値が小さくなる）、理論空燃比（ストイキ）に近づく。理論空燃比に近づくと、リーン空燃比にして空気量を増大させることによる触媒昇温効果が小さくなる。したがって、リフト量の増大によって、燃焼限界空燃比値がしきい値（たとえば、１５．５）を下回ったときには（図の時間ｔ１）、第３制御領域を開始する。
【００５０】
第３制御領域では、全気筒をリーン空燃比にするリーン制御に代えて、触媒装置１５に、リッチ空燃比の排気ガスとリーン空燃比の排気ガスが交互に供給されるように、符号１０１に示すように一部の気筒の空燃比をリーンにし、符号１０３に示すように他の気筒の空燃比をリッチにするリッチリーン制御を実施する。リッチ空燃比の排気ガスとリーン空燃比の排気ガスを交互を触媒に当てることで、空燃比の振れによって触媒内の化学反応をより活発化させることができる。これにより、反応熱が増大するため、触媒温度を、より早期に上げることができる。
【００５１】
この実施形態では、気筒数は４であり、第１気筒、第３気筒、第４気筒および第２気筒の順番に燃焼が行われるとすると、第１および第４気筒とが組み合わされ、第２および第３気筒とが組み合わされ、いずれか一方の組み合わせについては空燃比がリッチにされ、他方の組み合わせについては空燃比がリーンにされる。こうして、１燃焼サイクルにおいて、リッチ空燃比とリーン空燃比の排気ガスが交互に触媒に供給されることとなる。
【００５２】
なお、この実施形態では、リッチリーン制御において、１気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比を交互に振っているが、代替的に、複数の気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比を交互に振ってもよい。たとえば、排気行程が連続する複数の気筒と、それ以外の気筒とをグループ分けし、１燃焼サイクルにおいて、一方のグループの気筒をリッチ空燃比とし、他方のグループの気筒をリーン空燃比として、リッチ空燃比の排気ガスとリーン空燃比の排気ガスを交互に触媒に供給するようにしてもよい。ここで、１燃焼サイクルは、すべての気筒が１回ずつ燃焼を実行するのに要する期間であり、たとえば気筒数が４の場合には、７２０度のクランク角度期間である。
【００５３】
リッチリーン制御において、リッチ空燃比とリーン空燃比の間の偏差（振れ幅）は、可変動弁機構３１のバルブタイミングによって決定される。好ましくは、該一部の気筒のリーン空燃比の値は、図６の（ａ）に示すように、リフト量に応じた燃焼限界空燃比値に設定され、該他の気筒のリッチ空燃比の値は、全気筒の空燃比の平均が、所定のリーン空燃比値になるように設定される。こうして、リッチ空燃比とリーン空燃比の偏差を大きくすることができるので、触媒内の化学反応をより促進することができる。また、全体としてはリーン空燃比にすることで、空気量を増やしてガス温度の上昇を早めることができる。
【００５４】
なお、上記の「全気筒の空燃比の平均が所定のリーン空燃比値になる」は、１燃焼サイクルにおいて、すべての気筒が１回ずつ燃焼を行うことにより排出される排気ガスの空燃比の平均値が、所定のリーン空燃比値になることを示している。前述したような、１気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比とを交互に振る形態の場合も、また、複数の気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比とを交互に振る形態の場合も、１燃焼サイクルにおける空燃比の平均値が所定のリーン空燃比となるように設定されるのが好ましい。
【００５５】
より好ましくは、吸入空気量が他の気筒よりも相対的に少ない気筒の空燃比を、該他の気筒に対して相対的にリーン空燃比となるようにし、吸入空気量が他の気筒に対して相対的に多い気筒の空燃比を、該他の気筒の空燃比に対して相対的にリッチ空燃比となるようにする。これにより、吸入空気量が多い気筒についてはリッチ空燃比となるため、それに応じて燃料噴射量を増大させることができる。その結果、熱量が増大し、触媒昇温のさらなる早期化を図ることができる。
【００５６】
第３制御領域において、リッチリーン制御が実行されると、気筒間の出力トルクにばらつきが生じる。これを補償するため、気筒毎に、点火時期が制御される。たとえば、リッチ空燃比に制御される気筒については、符号１１３に示すように、点火時期をさらに遅角し、リーン側に制御される気筒については、符号１１１に示すように、その値を維持する。前述したように、吸入空気量が相対的に多い気筒の空燃比をリッチにすると、該気筒の出力トルクは、他の気筒の出力トルクに比べて増大する。そのため、リッチ空燃比に制御される気筒については、リーン空燃比に制御される気筒よりも、点火時期をさらに遅角化する。こうして、気筒間における出力トルクのばらつきを抑制することができる。なお、点火時期の遅角制御は引き続き行われるため、第３制御領域においても、回転数ＮＥは目標アイドル回転数に維持される。
【００５７】
触媒の温度が、該触媒が活性化する温度Ｔ２（活性化温度と呼ばれ、所定値と考えることができる）に達したならば、第４制御領域に入る。空燃比のリッチリーン制御を停止し、全気筒の空燃比は、  触媒装置１５の浄化性能が最大となる所定の目標空燃比（ここでは、理論空燃比（ストイキ））になるように制御される。車両の発進に応じて、点火時期の遅角制御が解消され、点火時期は、通常の基準値に戻される。吸入空気量は、スロットル弁５を介して増大され、エンジン回転数ＮＥは、目標アイドル回転数から上昇していく。
【００５８】
なお、触媒温度が活性化温度Ｔ２を超える前に車両が走行を開始する（発進）ことも考えられる。この場合には、点火時期の遅角化を停止して点火時期を基準値に戻すが、触媒温度が活性化温度Ｔ２に達するまで、空燃比のリッチリーン制御を強制的に実施することができる。これにより、該リッチリーン制御を実施しないことに比べて、触媒を早期に活性化させることができる。
【００５９】
上記の実施形態では、燃焼限界空燃比値を求めるためのバルブタイミングとして、吸気バルブのリフト量を用いたが、代替的に、吸気バルブの位相を用いてもよい。位相に応じて設定される燃焼限界空燃比値の一例が、図６の（ｂ）に示されている。ここでは、位相は、最遅角をゼロとし、進角されるほど大きな値を持つ。図４からも明らかなように、吸気バルブの位相が遅角されるほど、オーバーラップ期間（排気バルブと吸気バルブが共に開いている期間）が短くなり、よって、気筒内のＥＧＲ量（内部ＥＧＲ量）が減り、新気の密度が高くなり、燃焼をより促進させることができる。したがって、位相が遅角されるほど、燃焼限界空燃比値は大きくなる（リーン側に向かう）。
【００６０】
位相に応じた燃焼限界空燃比値を用いた場合、第１制御領域においては、吸気バルブの位相を所定の遅角された値に維持し、第２および第３制御領域においては、該位相を、該遅角された値から除々に進角させるように、可変位相機構を制御することができる。こうすることにより、図５に示されるような燃焼限界空燃比値の挙動、すなわち、第１制御領域では所定の高い値に維持され、第２および第３制御領域では除々に値が低くなる、という挙動を実現することができる。
【００６１】
図７は、図５を参照して述べた触媒暖機制御における空燃比制御を実現するためのプロセスのフローチャートを示す。該プロセスは、ＥＣＵ１のＣＰＵによって、所定の時間間隔で実行されることができる。
【００６２】
ステップＳ１１において、始動領域が終了したかどうかを判定する。たとえば、クランク角センサ１３を介してエンジン回転数ＮＥを検出し、これが、所定値（たとえば、４００ｒｐｍ）より小さいかどうかにより判定することができる。小さければ、まだ始動領域にあるので、ステップＳ１２で、必要な始動制御（たとえば、点火時期を所定の基準値に維持する制御等）を行い、当該プロセスを抜ける。
【００６３】
ステップＳ１１において、始動領域が終了したならば、ステップＳ１３に進み、触媒の温度を推定する処理を行う。触媒の温度は、任意の適切な手法で推定されることができる。たとえば、特開２００３−３４３２４２号公報には、エンジン回転数および負荷に基づいて触媒の温度を推定する手法の一例が記載されている。
【００６４】
ステップＳ１４において、吸気バルブのバルブタイミングに応じた燃料限界空燃比を求める。たとえば、センサ３２を介して吸気バルブのリフト量を検出し、該リフト量に基づいて、図６の（ａ）に示すようなテーブルを参照し、対応する燃焼限界空燃比値を求める。代替的に、センサ３３を介して吸気バルブの位相を検出し、該位相に基づいて、図６の（ｂ）に示すようなテーブルを参照し、対応する燃焼限界空燃比値を求めてもよい。これらのテーブルは、ＥＣＵ１のメモリ等に予め記憶されることができる。
【００６５】
前述したように、燃焼限界空燃比は、失火を起こすことなく混合気の燃焼が可能な、限界となるリーン空燃比値を示す。吸気バルブのリフト量が小さいほど、気筒内に入る空気量の流速は大きくなるため、気筒内での燃焼が良好になる。また、吸気バルブの位相が遅角されるほど、気筒内に入る新気の密度が高くなり、気筒内での燃焼が良好になる。したがって、リフト量が小さいほど、または位相が遅角側にあるほど、燃焼限界空燃比値は、よりリーンな空燃比に設定される。
【００６６】
ステップＳ１５において、ステップＳ１３において推定された触媒温度が、所定の促進温度（たとえば、１５０度）より低いかどうかを判断する。この判断がＹｅｓであれば、触媒温度は促進温度にまだ到達しておらず、よって、前述した第１制御領域内に存在することを示す。この場合、ステップＳ１６に進み、リーン制御（これは、図８に後述される）を実行する。
【００６７】
ステップＳ１５の判断がＮｏであれば、触媒温度が促進温度に到達したことを示す。ステップＳ１７に進み、ステップＳ１４で求めた燃焼限界空燃比がしきい値（たとえば、１５．５）より小さいかどうかを示す。この判断がＮｏであれば、第２制御領域に存在することを示す。この判断がＹｅｓであれば、第３制御領域に存在することを示す。
【００６８】
前述したように、燃焼限界空燃比値が理論空燃比値に近くなると、空燃比のリーン化による触媒昇温効果は小さくなるので、リーン制御を行うよりも、リッチリーン制御によって化学反応を活発化させた方が、触媒昇温の効果が高い。したがって、ステップＳ１７の判断がＮｏのときは、ステップＳ１６においてリーン制御を行い、ステップＳ１７の判断がＹｅｓのときには、ステップＳ１８において、リッチリーン制御（これは、図９に後述される）を行う。
【００６９】
ステップＳ１９において、気筒別点火時期の算出処理を実行する。前述したように、これは、リッチリーン制御による気筒間の出力トルクの変動を補償するための処理である。該処理において、気筒間の出力トルクが平滑化されるように、各気筒の点火時期が算出され、該点火時期に従って、各気筒の点火が行われる。これにより、リッチの気筒は、リーンの気筒に比べて、その点火時期がさらに遅角されるよう制御される。このような気筒別点火時期の算出処理は、たとえば、特開２００８−２１５３３８号公報に記載されている。
【００７０】
この実施例では、ステップＳ１５の判断を、触媒の推定温度を用いて行った。代替的に、始動時（たとえば、始動領域終了時）にタイマを起動し、該タイマにより示される経過時間を用いて当該判断を行ってもよい。該経過時間が、所定値（たとえば、１０秒）未満であれば、ステップＳ１６に進み、該経過時間が該所定値以上であれば、ステップＳ１７に進むことができる。
【００７１】
図８は、図７のステップＳ１６で実行されるリーン制御のプロセスを示す。
【００７２】
ステップＳ３１において、各気筒の空燃比を、図７のステップＳ１４で求めた燃焼限界空燃比値に設定する。こうして、各気筒の空燃比が該設定された燃焼限界空燃比値になるように、該気筒の燃料噴射量が制御される。
【００７３】
ステップＳ３２において、クランク角センサ１３を介して検出されたエンジン回転数ＮＥが、所定の目標アイドル回転数に収束するように、点火時期をフィードバック制御する。図５を参照して述べたように、点火時期は、該制御によって、基準値に対して所定量だけ遅角される。
【００７４】
図９は、図７のステップＳ１８で実行されるリッチリーン制御のプロセスを示す。
【００７５】
ステップＳ４１において、充填空気量（気筒への吸入空気量）を比較する。この実施例では、前述したように、第１、第３、第４および第２気筒の順番で排気ガスが排出されるため、第１および第４気筒の両方の充填空気量の和と、第２および第３気筒の充填空気量の和とを比較する。
【００７６】
充填空気量の当該比較は、任意の適切な手法で実現されることができる。たとえば、前回の運転サイクルで気筒別空燃比制御を実施している間に学習された、各気筒についての空燃比補正量ＫＡＦ（ｉ）を用いることができる。該補正量ＫＡＦ（ｉ）の算出手法については、後述される。ここで、ｉは、気筒識別番号を示す。該空燃比補正量ＫＡＦ（ｉ）は、気筒間の空燃比のばらつきをなくすように、各気筒の燃料噴射量を補正するためのものである。該補正量ＫＡＦ（ｉ）は、値１より大きいときには、空燃比をリッチ方向に変化させ、値１より小さいときには、空燃比をリーン方向に変化させる。
【００７７】
気筒間の空燃比のばらつきは、気筒間で吸入空気量が揃っていないために発生すると考えることができるので（たとえば、リフト量のわずかなずれ等に起因して）、該空燃比補正量ＫＡＦ（ｉ）の逆数に応じた量の空気が、各気筒に流入すると考えることができる。したがって、ステップＳ４１において、第１気筒の補正量ＫＡＦ（１）の逆数と第４気筒の補正量ＫＡＦ（４）の逆数の和と、第２気筒の補正量ＫＡＦ（２）の逆数と第３気筒の補正量ＫＡＦ（３）の逆数の和とを比較し、大きい方が、充填空気量が大きいと判断することができる。代替的に、第１気筒の補正量ＫＡＦ（１）と第４気筒の補正量ＫＡＦ（４）の和と、第２気筒の補正量ＫＡＦ（２）と第３気筒の補正量ＫＡＦ（３）の和とを比較し、小さい方が、充填空気量が大きいと判断することができる。
【００７８】
さらに、代替的に、補正量ＫＡＦ（ｉ）の逆数に代えて、各気筒の空燃比ＡＦ（ｉ）を用いてもよい。第１気筒の空燃比ＡＦ（１）と第４気筒の空燃比ＡＦ（４）の和と、第２気筒の空燃比ＡＦ（２）と第３気筒の空燃比ＡＦ（３）の和とを比較し、大きい方が、充填空気量が大きいと判断することができる。
【００７９】
さらなる代替として、各気筒の出力トルクを用いてもよい。各気筒の出力トルクを示すパラメータの算出は、特開２００８−２１５３３８号公報に記載されている。第１気筒のトルクと第４気筒のトルクの和と、第２気筒のトルクと第３のトルクの和とを比較し、大きい方が、充填空気量が大きいと判断することができる。
【００８０】
なお、上記のように、補正量ＫＡＦや出力トルクに代えて、より簡単に、ＡＦＭ（エアフローメータ）８の出力に基づいて、移送遅れ（ＡＦＭ８によって検出されてから、その後に気筒内に流入するまでの時間遅れ）を考慮し、各気筒の充填空気量を算出するようにしてもよい。
【００８１】
第１および第４気筒の充填空気量の和が、第２および第３気筒の充填空気量の和より大きければ、ステップＳ４２において、第２および第３の気筒の空燃比を、ステップＳ１４で求めた燃焼限界空燃比（これは、前述したようにリーン空燃比である）に設定し、ステップＳ４３において、第１および第３の気筒の空燃比を、リッチ空燃比に設定する。該リッチ空燃比は、理論空燃比よりわずかにリッチな所定値（たとえば、１４．０）に設定してもよい。好ましくは、１燃焼サイクルにおける平均空燃比がリーンになるように、該リッチ空燃比が設定される。平均空燃比をリーンにすることで、空気量を多くして、熱量を増大させることができる。
【００８２】
他方、第２および第３気筒の充填空気量の和が、第１および第４気筒の充填空気量の和よりも大きければ、ステップＳ４４において、第１および第４の気筒の空燃比を、ステップＳ１４で求めた燃焼限界空燃比に設定し、第２および第３の気筒の空燃比を、上記のステップＳ４３で述べたのと同様の手法で、リッチ空燃比にする。
【００８３】
こうして、各気筒の空燃比が、該設定された空燃比値になるように、該気筒の燃料噴射量が制御される。
【００８４】
前述したように、吸入空気量（充填空気量）が多い気筒を、リッチ空燃比に制御する気筒に選択するのが好ましい。吸入空気量が多いため、それに応じて燃料噴射量も多くなり、よって、生成される熱量を増大させることができる。したがって、触媒の温度上昇を早めることができる。
【００８５】
なお、第１および第４気筒の充填空気量の和と第２および第３気筒の充填空気量の和が等しい場合には、ステップＳ４２およびＳ４４のどちらに進んでもよい。
【００８６】
当該プロセスのリッチリーン制御では、１気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比を交互に振っているが、前述したように、１燃焼サイクルにおいて、複数の気筒の燃焼毎に、リッチ空燃比とリーン空燃比を交互に振ってもよい。たとえば、排気行程が連続する複数の気筒と、それ以外の気筒とがグループ分けされた場合、ステップＳ４１において、一方のグループに含まれる気筒の充填空気量の和と、他のグループに含まれる気筒の充填空気量の和とを比較すればよい。そして、比較の結果、充填空気量の小さいグループの気筒について、空燃比を燃焼限界空燃比に設定し、充填空気量の大きいグループの気筒について、好ましくは１燃焼サイクルの平均空燃比がリーンになるよう設定された所定のリッチ空燃比に設定すればよい。
【００８７】
図１０は、気筒別空燃比補正量ＫＡＦ（ｉ）の学習プロセスの一例を示すフローチャートである。
【００８８】
ステップＳ５１において、気筒別空燃比の学習条件が成立しているかどうかを判断する。たとえば、エンジンがアイドリング運転を行っており、かつ完全に暖機していること（エンジン水温が、たとえば８０度以上になったとき）を、該学習条件に設定することができる。この判断がＮｏならば、学習をすることなく、当該プロセスを抜ける。この判断がＹｅｓならば、ステップＳ５２に進む。ステップＳ５２以降の学習を行うときには、図に示していないが、各気筒の吸気バルブのリフト量を所定の低値に制御した状態で行うのがよい。リフト量が低い場合には、リフト量が高い場合に比べて、リフト量のずれによる吸入空気量に対する感度（相対的な割合）が大きいためである。
【００８９】
ステップＳ５２において、空燃比センサ１６から、空燃比ＫＡＣＴ（当量比で表される）を表す信号を取得する。ステップＳ５３において、該空燃比ＫＡＣＴを表す信号に基づいて、空燃比ＫＡＣＴの目標空燃比ＫＣＭＤに対する偏差を表す空燃比偏差ＤＫＣＭＤの信号を生成し、空燃比偏差ＤＫＣＭＤの信号と、各気筒用に設定された所定の基準信号とを乗算することにより、気筒毎に相関関数を算出する。ここで、該相関関数の算出手法について、図１１を参照する。
【００９０】
図１１には、１燃焼サイクル（この実施形態では、７２０度のクランク角度の期間）における、目標空燃比ＫＣＭＤ（この実施形態では、理論空燃比とする）に対する空燃比偏差ＤＫＣＭＤの信号の推移の一例が示されている。１燃焼サイクルにおいて、この実施形態では、１８０度のクランク角度期間ごとに、第１気筒、第３気筒、第４気筒および第２気筒の順番で燃焼が行われる。したがって、第１期間においては、第１気筒の燃焼の結果の排気ガスの空燃比が検出され、図の例では、目標空燃比ＫＣＭＤよりリッチであることが示されている（ＤＫＣＭＤが正値）。第２の期間においては、第３気筒の燃焼の結果の排気ガスの空燃比が検出され、図の例では、目標空燃比ＫＣＭＤよりリーンであることが示されている（ＤＫＣＭＤが負値）。同様に、第３の期間においては、第４気筒の排気ガスの空燃比が検出され、これは、リッチであり、第４の期間においては、第２気筒の排気ガスの空燃比が検出され、これはリーンである。
【００９１】
さらに、図には、第１の気筒用の基準信号Ｆｃｒ＃１、第３の気筒用の基準信号Ｆｃｒ＃３、第４の気筒用の基準信号Ｆｃｒ＃４および第２の気筒用の基準信号Ｆｃｒ＃２の推移が示されている。基準信号は、各気筒について予め決められており、各気筒の排気ガスの排出挙動に対応するよう生成されている。この例では、基準信号は、各気筒の排気タイミングのクランク角度範囲にのみ、ピークの大きさが値１の三角波状の信号を有するよう生成されている。たとえば、Ｆｃｒ＃１は、第１の気筒の排気ガスが排出される第１の期間において、三角波状の信号を有する。なお、基準信号の形状は、三角波に限定されるものではなく、正弦波でもよいし、方形波でもよい。
【００９２】
各気筒の相関関数Ｃｒ＃ｉは、以下の式に示すように、ＤＫＣＭＤ信号と、該気筒の基準信号Ｆｃｒ＃ｉとの乗算によって算出される。ここで、Ｎは１燃焼サイクルあたりのＣＲＫ信号のパルス数である。ＣＲＫ信号が３０度毎に発せられるとすると、Ｎ＝２４である。また、ｋは時間ステップである。
【数１】
2011241698.tif 000003
【００９３】
たとえば、ＤＫＣＭＤ信号と第１の気筒用の基準信号Ｆｃｒ＃１を乗算すると、第１の基準信号Ｆｃｒ＃１は、第１の期間にのみ値を持つため、第１の気筒の相関関数Ｃｒ＃１は、第１の期間に対応する区間のみ、空燃比偏差ＤＫＣＭＤの値を反映した値を持つように、すなわち空燃比ＫＡＣＴの値を反映した値を持つように算出される。空燃比ＫＡＣＴの値がリッチなほど、相関関数Ｃｒは大きな値をとり、リーンなほど、小さな値を取る。こうして、各気筒の空燃比の大きさを表す信号が、相関関数Ｃｒ＃ｉとして算出される。
【００９４】
各気筒の排気ガスの挙動、より具体的には各気筒からの排気ガスが空燃比センサ１６に到達するタイミングは、エンジン回転数と負荷に応じて変動するおそれがある。このタイミングが変動すると、各期間における空燃比ＫＡＣＴ信号のピーク位置（図の例では、第１の期間では最大値となるクランク角度位置であり、第２の期間では最小値となるクランク角度位置）が変動し、対応する基準信号のピーク位置がずれるおそれがある。したがって、より精度を上げるため、エンジン回転数ＮＥおよび負荷に応じて、該ピーク位置を予め規定してマップ等に記憶することができる。該負荷を示すパラメータとして、吸入空気量を用いることができる。ステップＳ５３では、クランク角センサ１３およびＡＦＭ８を介して検出されたエンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＧＡＩＲＡＦＭに基づいて該マップを参照し、対応するピーク位置を求め、求めた位置でピークとなるような三角波を持つ基準信号を生成し、これを、上記の相関関数Ｃｒ＃ｉの算出に用いることができる。
【００９５】
各気筒について、空燃比が目標空燃比ＫＣＭＤであるとき、偏差ＤＫＣＭＤの値はゼロとなるため、相関関数Ｃｒ＃ｉの値もゼロとなる。したがって、各気筒の空燃比を目標空燃比ＫＣＭＤにするためには、該相関関数Ｃｒ＃ｉをゼロに収束させるような補正量（該気筒の燃料噴射量を補正するための補正量）ＫＡＦ（ｉ）を算出すればよい。たとえば、ＰＩ制御のようなフィードバック制御を用いることにより、補正量ＫＡＦ（ｉ）を算出することができる。該補正量ＫＡＦ（ｉ）は、対応する気筒の燃料噴射量を補正するのに用いられ、これにより、気筒間の空燃比のばらつきを解消することができる。
【００９６】
こうして算出された補正量ＫＡＦ（ｉ）は、学習値として、たとえば車両のイグニションをオフしてもその内容が保持されるメモリ等に記憶され、次の運転サイクルに用いることができる。前述した、図９のステップＳ４１では、該記憶した学習値ＫＡＦ（ｉ）を用いて、前述したように充填空気量の比較を行うことができる。
【００９７】
さらに、空燃比補正量ＫＡＦ（ｉ）に代えて、各気筒の空燃比ＡＦ（ｉ）を用いてもよいことは、前述した通りである。この場合には、各気筒の空燃比ＡＦ（ｉ）を表すパラメータとして、上記の相関関数Ｃｒ＃ｉを用いることができる。各気筒の相関関数値Ｃｒ＃ｉも、上記のように、たとえば車両のイグニションをオフしてもその内容が保持されるメモリ等に記憶されることができる。
【００９８】
相関関数Ｃｒ＃ｉは、リッチな空燃比の気筒については大きい値を取り、リーンな空燃比の気筒については小さい値を取る。そして、空燃比がリーンな気筒であるほど、該気筒の充填空気量は大きいと考えることができる。したがって、図９のステップＳ４１では、該記憶された相関関数値Ｃｒ＃ｉの逆数を、各気筒の空燃比ＡＦ（ｉ）として用い、前述したように充填空気量の比較を行うことができる。代替的に、逆数を用いることなく、第１気筒の相関関数Ｃｒ＃１と第４気筒の相関関数Ｃｒ＃４の和と、第２気筒の相関関数Ｃｒ＃２と第３気筒の相関関数Ｃｒ＃３の和とを比較し、小さい方を、充填空気量が大きいと判断することができる。
【００９９】
図１２は、本願発明の一実施形態に従う、触媒暖機制御において上記のような空燃比制御を行うことによる効果を説明するための図である。
【０１００】
比較のため、符号１３１および１３３は、従来の触媒昇温制御（リッチリーン制御を行わない制御）による、触媒温度とＨＣの濃度の推移を示している。符号１４１および１４３は、本発明の上記のリッチリーン制御を触媒昇温制御で行った場合の、触媒温度とＨＣの濃度の推移を示している。ＶＰは、車両の速度を表している。
【０１０１】
符号１３１と１４１のグラフを比較して明らかなように、本願発明の手法によると、触媒の温度を、より早期に上昇させることができる。したがって、触媒のより早期の活性化を実現することができる。また、符号１３３と１４３のグラフを比較して明らかなように、本願発明によれば、第２および第３制御領域において、燃焼限界空燃比値を用いてリーン空燃比を実現するので、ＨＣの排出量を、従来よりも低減させることができる。
【０１０２】
以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明はこのような実施例に限定されるものでなく、また、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのいずれに対しても使用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１      電子制御ユニット（ECU）
２      エンジン
１６    空燃比センサ
【図１】
2011241698.tif 000004
【図２】
2011241698.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011241698.tif 000014
【図１２】
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