(57)【要約】【課題】第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比が共通の第１の目標空燃比にそれぞれ一致するようにし、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を互いに異ならせつつ共通の排気通路における排気ガスの平均空燃比が第２の目標空燃比に一致するようにする。【解決手段】第１の気筒群１ａの空燃比及び第２の気筒群１ｂの空燃比が共通の理論空燃比に一致するようにすべきときには、第１及び第２の排気分岐管１２ａ，１２ｂ内に配置された空燃比センサ１４ａ，１４ｂの出力に基づき第１及び第２の気筒群の空燃比をそれぞれフィードバック制御し、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を互いに異ならせつつ共通の排気管１３における排気ガスの平均空燃比が理論空燃比に一致するようにすべきときには、共通の排気管内に配置された空燃比センサ１６の出力に基づき第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御する。【選択図】図１
2008223620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、第１の気筒群に連結された第１の排気分岐通路と、第２の気筒群に連結された第２の排気分岐通路とを共通の排気通路に連結し、第１の排気分岐通路内、第２の排気分岐通路内、及び共通の排気通路内に空燃比センサをそれぞれ配置し、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比が共通の第１の目標空燃比にそれぞれ一致するようにする第１の空燃比制御を行うべきときには、第１の排気分岐通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される第１の個別フィードバック補正係数でもって第１の気筒群の空燃比をフィードバック制御すると共に、第２の排気分岐通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される第２の個別フィードバック補正係数でもって第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにし、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を互いに異ならせつつ共通の排気通路における排気ガスの平均空燃比が第２の目標空燃比に一致するようにする第２の空燃比制御を行うべきときには、共通の排気通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される共通フィードバック補正係数でもって第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにした内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
第１の空燃比制御を行うべきときには、第１の個別フィードバック補正係数と、該第１の個別フィードバック補正係数に応じて更新される第１の個別学習補正係数とでもって第１の気筒群の空燃比をフィードバック制御すると共に、第２の個別フィードバック補正係数と、該第２の個別フィードバック補正係数に応じて更新される第２の個別学習補正係数とでもって第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにし、第２の空燃比制御を行うべきときには、共通フィードバック補正係数と、該共通フィードバック補正係数に応じて更新される共通学習補正係数とでもって第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにした請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
第１の目標空燃比及び第２の目標空燃比が互いにほぼ等しく設定されており、第２の空燃比制御を開始すべきときの共通学習補正係数をこのときの第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数に応じて設定するようにした請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前回の第２の空燃比制御の停止時における第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数の平均値に対する共通学習補正係数の偏差を算出し、次回の第２の空燃比制御の開始時における共通学習補正係数を、このときの第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数の平均値を該偏差だけ補正したものに設定するようにした請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
第１の目標空燃比及び第２の目標空燃比が共に理論空燃比である請求項３又は４に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、第１の気筒群に連結された第１の排気分岐通路と、第２の気筒群に連結された第２の排気分岐通路とを共通の排気通路に連結し、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤と、空燃比センサとを共通の排気通路内にそれぞれ配置し、第１の気筒群の空燃比をリーン空燃比にしかつ第２の気筒群の空燃比をリッチ空燃比にしつつ、共通の排気通路における排気ガスの平均空燃比が目標となる理論空燃比に一致するようにすべきときには、共通の排気通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出されるフィードバック補正係数でもって第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにした内燃機関が公知である（例えば、特許文献１参照）。このようにするとＮＯｘ吸収剤からＳＯｘを確実に放出させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８９３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この内燃機関では第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比の平均値を検出しているに過ぎず、すなわち第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を個別に検出していない。このため、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を共通の目標空燃比にそれぞれ一致するように制御することが困難であるという問題点がある。このことは、例えば第１の排気分岐通路内及び第２の排気分岐通路内に三元触媒をそれぞれ配置し、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比がそれぞれ理論空燃比に一致するようにすべきときに問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、第１の気筒群に連結された第１の排気分岐通路と、第２の気筒群に連結された第２の排気分岐通路とを共通の排気通路に連結し、第１の排気分岐通路内、第２の排気分岐通路内、及び共通の排気通路内に空燃比センサをそれぞれ配置し、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比が共通の第１の目標空燃比にそれぞれ一致するようにする第１の空燃比制御を行うべきときには、第１の排気分岐通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される第１の個別フィードバック補正係数でもって第１の気筒群の空燃比をフィードバック制御すると共に、第２の排気分岐通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される第２の個別フィードバック補正係数でもって第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにし、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を互いに異ならせつつ共通の排気通路における排気ガスの平均空燃比が第２の目標空燃比に一致するようにする第２の空燃比制御を行うべきときには、共通の排気通路内に配置された空燃比センサの出力に基づき算出される共通フィードバック補正係数でもって第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにしている。
【０００６】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、第１の空燃比制御を行うべきときには、第１の個別フィードバック補正係数と、該第１の個別フィードバック補正係数に応じて更新される第１の個別学習補正係数とでもって第１の気筒群の空燃比をフィードバック制御すると共に、第２の個別フィードバック補正係数と、該第２の個別フィードバック補正係数に応じて更新される第２の個別学習補正係数とでもって第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにし、第２の空燃比制御を行うべきときには、共通フィードバック補正係数と、該共通フィードバック補正係数に応じて更新される共通学習補正係数とでもって第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比をフィードバック制御するようにしている。
【０００７】
また、３番目の発明によれば２番目の発明において、第１の目標空燃比及び第２の目標空燃比が互いにほぼ等しく設定されており、第２の空燃比制御を開始すべきときの共通学習補正係数をこのときの第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数に応じて設定するようにしている。
【０００８】
また、４番目の発明によれば３番目の発明において、前回の第２の空燃比制御の停止時における第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数の平均値に対する共通学習補正係数の偏差を算出し、次回の第２の空燃比制御の開始時における共通学習補正係数を、このときの第１の個別学習補正係数及び第２の個別学習補正係数の平均値を該偏差だけ補正したものに設定するようにしている。
【０００９】
また、５番目の発明によれば３番目又は４番目の発明において、第１の目標空燃比及び第２の目標空燃比が共に理論空燃比である。
【発明の効果】
【００１０】
第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比が共通の第１の目標空燃比にそれぞれ一致するようにすることもでき、第１の気筒群の空燃比及び第２の気筒群の空燃比を互いに異ならせつつ共通の排気通路における排気ガスの平均空燃比が第２の目標空燃比に一致するようにすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、機関本体１は第１及び第２の気筒群又はバンク１ａ，１ｂを有する。各気筒群１ａ，１ｂは少なくとも一つの気筒を備え、図１に示される例では３つの気筒２を備えている。各気筒群１ａ，１ｂの気筒２はそれぞれ対応する吸気枝管３を介して共通のサージタンク４に連結され、このサージタンク４は吸気ダクト５を介してエアクリーナ６に連結される。吸気ダクト５内には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７と、アクチュエータ８により駆動されるスロットル弁９とが配置される。また、吸気枝管３にはそれぞれ対応する気筒２に燃料を供給するための燃料噴射弁１０が取り付けられる。
【００１２】
一方、第１の気筒群１ａの気筒２は第１の排気マニホルド１１ａ及び第１の排気分岐管１２ａを介して、第２の気筒群１ｂの気筒２は第２の排気マニホルド１１ｂ及び第２の排気分岐管１２ｂを介して、共通の排気管１３にそれぞれ連結される。第１の排気分岐管１２ａ内には空燃比センサ１４ａ及び補助触媒１５ａが配置され、第２の排気分岐管１２ｂ内には空燃比センサ１４ｂ及び補助触媒１５ｂが配置され、共通の排気管１３内には空燃比センサ１６及び主触媒１７が配置される。本発明による実施例では主触媒１７はＮＯｘ吸蔵還元触媒から構成され、補助触媒１５ａ，１５ｂは三元触媒から構成される。
【００１３】
電子制御ユニット２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５及び出力ポート２６を具備する。エアフローメータ７及び空燃比センサ１４ａ，１４ｂ，１６の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。また、アクセルペダル２９にはアクセルペダル２９の踏込み量に比例した出力電圧を発生する踏み込み量センサ３０が接続され、踏み込み量センサ３０の出力電圧は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５には機関回転数ＮＥを表す出力パルスを発生する回転数センサ３１が接続される。出力ポート２６は対応する駆動回路２８を介してアクチュエータ８及び燃料噴射弁１０にそれぞれ接続される。
【００１４】
図２はＮＯｘ吸蔵還元触媒１７の構造を示している。図２に示される実施例ではＮＯｘ吸蔵還元触媒１７はハニカム構造をなしており、薄肉の隔壁４０により互いに分離された複数個の排気ガス流通路４１を具備する。各隔壁４０の両側表面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図３（Ａ）及び（Ｂ）はこの触媒担体４５の表面部分の断面を図解的に示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように触媒担体４５の表面上には貴金属触媒４６が分散して担持されており、更に触媒担体４５の表面上にはＮＯｘ吸収剤４７の層が形成されている。
【００１５】
本発明による実施例では貴金属触媒４６として白金Ｐｔが用いられており、ＮＯｘ吸収剤４７を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
【００１６】
機関吸気通路、燃焼室及びＮＯｘ吸蔵還元触媒１７上流の排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯｘ吸収剤４７は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行う。
【００１７】
すなわち、ＮＯｘ吸収剤４７を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、すなわち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるＮＯは図３（Ａ）に示されるように白金Ｐｔ６６上において酸化されてＮＯ２となり、次いでＮＯｘ吸収剤４７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ３−の形でＮＯｘ吸収剤４７内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮＯｘ吸収剤４７内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ６６の表面でＮＯ２が生成され、ＮＯｘ吸収剤４７のＮＯｘ吸収能力が飽和しない限りＮＯ２がＮＯｘ吸収剤４７内に吸収されて硝酸イオンＮＯ３−が生成される。
【００１８】
これに対し、排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比にされると排気ガス中の酸化濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ３−→ＮＯ２）に進み、斯くして図３（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤４７内の硝酸イオンＮＯ３−がＮＯ２の形でＮＯｘ吸収剤４７から放出される。次いで放出されたＮＯｘは排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。
【００１９】
本発明による実施例では、図４に示されるように機関負荷率Ｌがあらかじめ定められた設定負荷率ＬＸよりも大きい高負荷運転時には第１の気筒群１ａの空燃比及び第２の気筒群１ｂの空燃比がそれぞれ共通の理論空燃比ＡＦＳになるようにする理論空燃比制御が行われ、機関負荷率Ｌが設定負荷率ＬＸよりも小さい低負荷運転時には、第１の気筒群１ａの空燃比及び第２の気筒群１ｂの空燃比がそれぞれ共通のリーン空燃比ＡＦＬになるようにするリーン空燃比制御が行われる。なお、機関負荷率Ｌは全負荷に対する機関負荷の割合をいい、機関負荷は例えば吸入空気量などによって表すことができる。
【００２０】
したがって、リーン空燃比制御が行われているときには共通の排気管１３内を流通する排気ガスすなわちＮＯｘ吸収剤４７内に流入する排気ガスの空燃比はリーンとなり、このとき排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ吸収剤４７内に吸収される。しかしながらリーン空燃比制御が継続して行われるとその間にＮＯｘ吸収剤４７のＮＯｘ吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯｘ吸収剤４７によりＮＯｘを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤４７の吸収能力が飽和する前に排気ガスの空燃比を一時的にリッチし、それによってＮＯｘ吸収剤４７からＮＯｘを放出させ、排気中のＨＣ，ＣＯによりＮ２等に還元するようにしている。
【００２１】
すなわち、本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤４７に単位時間当り吸収されるＮＯｘ量が例えば機関負荷率Ｌ及び機関回転数ＮＥといった機関運転状態の関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されており、このＮＯｘ量を積算することによってＮＯｘ吸収剤４７に吸収されているＮＯｘ量の積算値ΣＮＸが算出される。その上で、この吸収ＮＯｘ量積算値ΣＮＸが上限値ＭＮＸを越えるごとに、第１の気筒群１ａの空燃比及び第２の気筒群１ｂの空燃比が共通のリッチ空燃比ＡＦＲになるようにするＮＯｘ放出制御が一時的に行われる。
【００２２】
本発明による実施例の理論空燃比制御、リーン空燃比制御、及びＮＯｘ放出制御では、第１の気筒群１ａの燃料噴射時間ＴＡＵ１及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ２が次式（１），（２）に基づいてそれぞれ算出される。
ＴＡＵ１＝ＴＢ・ＫＡＦ・（１＋ＦＡＦ１＋ＫＧ１）  …（１）
ＴＡＵ２＝ＴＢ・ＫＡＦ・（１＋ＦＡＦ２＋ＫＧ２）  …（２）
ここで、ＴＢは基本燃料噴射時間、ＫＡＦは第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂに共通の目標空燃比設定係数、ＦＡＦ１，ＦＡＦ２は第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂのフィードバック補正係数、ＫＧ１，ＫＧ２は第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの学習補正係数をそれぞれ示す。なお、加速補正係数など他の補正係数を導入することもできる。
【００２３】
基本燃料噴射時間ＴＢは各気筒群１ａ，１ｂの空燃比を理論空燃比にするのに必要な燃料噴射時間であって、例えば機関運転状態の関数としてマップの形であらかじめＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００２４】
目標空燃比設定係数ＫＡＦは第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂに共通の目標空燃比を設定するためのものである。この目標空燃比設定係数ＫＡＦは理論空燃比制御を行うべきときにはＫＳ（＝１．０）に設定され、リーン空燃比制御を行うべきときにはＫＬ（＜１．０）に設定され、ＮＯｘ放出制御を行うべきときにはＫＲ（＞１．０）に設定される。
【００２５】
フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はそれぞれ対応する気筒群１ａ，１ｂの空燃比を共通の目標空燃比に一致させるためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１は第１の気筒群１ａの空燃比センサ１４ａの出力に基づいて算出され、第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２は第２の気筒群１ｂの空燃比センサ１４ｂの出力に基づいて算出され、いずれもゼロを中心として変動する。
【００２６】
フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２について説明する。本発明による実施例では、空燃比センサ１４ａ，１４ｂ，１６は広い空燃比範囲にわたって空燃比に比例した出力電圧を発生するいわゆるリニア特性酸素濃度センサから構成される。すなわち、空燃比センサ１４ａ，１４ｂは図５に示されるように空燃比がリーンになるにつれて小さくなる出力電圧を発生する。なお、空燃比センサ１４ａ，１４ｂ，１６を、空燃比が理論空燃比を横切って変動すると出力電圧が急変する酸素濃度センサから構成することもできる。
【００２７】
図６はフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを示している。図６を参照すると、ステップ１００ではフィードバック制御を実行する条件が成立しているか否かが判別される。本発明による実施例では空燃比センサが活性化しておりかつ機関暖機運転が完了しているときにフィードバック制御実行条件が成立していると判断され、それ以外は成立していないと判断される。フィードバック制御実行条件が成立していないと判断されたときには次いでステップ１０１に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦがゼロに固定される。これに対し、フィードバック制御実行条件が成立していると判断されたときにはステップ１０２に進み、空燃比センサの出力電圧であるセンサ出力電圧Ｖが基準電圧ＲＥＦＶよりも高いか否かが判別される。Ｖ＞ＲＥＦＶのときには次いでステップ１０３に進み、前回の処理サイクルにおけるセンサ出力電圧ＶＰが基準電圧ＲＥＦＶ以下であるか否かが判別される。ＶＰ≦ＲＥＦＶのときすなわち空燃比が基準電圧ＲＥＦＶで表される目標空燃比に対しリーンからリッチに切り換わったときには次いでステップ１０４に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ値ＳＲだけ減算される。その結果、図７に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが大幅に減少する。次いでステップ１０９に進む。これに対し、ＶＰ＞ＲＥＦＶのときすなわち空燃比が継続して目標空燃比に対しリッチのときには次いでステップ１０５に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦから積分値ＩＲ（≪ＳＲ）だけ減算される。その結果、図７に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが徐々に減少する。次いでステップ１０９に進む。これに対し、ステップ１０２においてＶ≦ＲＥＦＶのときには次いでステップ１０６に進み、前回の処理サイクルにおけるセンサ出力電圧ＶＰが基準電圧ＲＥＦＶよりも高いか否かが判別される。ＶＰ＞ＲＥＦＶのときすなわち空燃比が目標空燃比に対しリッチからリーンに切り換わったときには次いでステップ１０７に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ値ＳＬだけ加算される。その結果、図７に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが大幅に増大する。次いでステップ１０９に進む。これに対し、ＶＰ≦ＲＥＦＶのときすなわち空燃比が継続して目標空燃比に対しリーンのときには次いでステップ１０８に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦに積分値ＩＬ（≪ＳＬ）だけ加算される。その結果、図７に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦが徐々に増大する。次いでステップ１０９に進む。ステップ１０９では、今回の処理サイクルにおけるセンサ出力電圧ＶがＶＰとして記憶される。
【００２８】
第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１を算出するときには、図６においてＦＡＦがＦＡＦ１とされ、センサ出力電圧Ｖが第１の空燃比センサ１４ａの出力電圧とされる。また、第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２を算出するときには、図６においてＦＡＦがＦＡＦ２とされ、センサ出力電圧Ｖが第２の空燃比センサ１４ｂの出力電圧とされる。一方、基準電圧ＲＥＦＶは、理論空燃比制御を行うときには理論空燃比ＡＦＳに相当するＶＳとされ（図５参照）、リーン空燃比制御を行うときにはリーン空燃比ＡＦＬに相当するＶＬとされ（図５参照）、ＮＯｘ放出制御を行うときにはリッチ空燃比ＡＦＲに相当するＶＲとされる（図５参照）。
【００２９】
学習補正係数ＫＧ１，ＫＧ２はそれぞれ対応するフィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２を当該フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２に応じて補正するためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。学習補正係数ＫＧ１，ＫＧ２は理論空燃比制御が行われるときにはそれぞれＫＧＳ１，ＫＧＳ２とされ、リーン空燃比制御が行われるときにはそれぞれＫＧＬ１，ＫＧＬ２とされ、ＮＯｘ放出制御が行われるときにはそれぞれＫＧＲ１，ＫＧＲ２とされる。
【００３０】
燃料噴射弁１０から実際に噴射される燃料量や吸入空気量等が燃料噴射弁１０やスロットル弁９等の個体バラツキや経時変化などによって正規の量から逸脱すると、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はゼロから大きく逸脱するおそれがある。しかしながら、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はゼロを中心として変動するのが制御上好ましい。そこで本発明による実施例では、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２がゼロから大きく逸脱したときにはフィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２をほぼゼロまで戻し、その分だけ学習補正係数ＫＧ１，ＫＧ２を変更するようにしている。
【００３１】
すなわち、図８にＸで示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦ１が上限値ＭＦを越えて増大すると、フィードバック補正係数ＦＡＦ１がＭＦだけ減少され、学習補正係数ＫＧ１がＭＦだけ増大される。また、フィードバック補正係数ＦＡＦ１が下限値−ＭＦを越えて減少すると、フィードバック補正係数ＦＡＦ１がＭＦだけ増大され、学習補正係数ＫＧ１がＭＦだけ減少される。フィードバック補正係数ＦＡＦ２及び学習補正係数ＫＧ２についても同様である。このようにすると、燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２を変更することなくフィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２の変動中心をほぼゼロに維持することができる。
【００３２】
図９は学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを示している。図９を参照すると、ステップ１５０ではフィードバック補正係数ＦＡＦが上限値ＭＦよりも大きいか否かが判別される。ＦＡＦ＞ＭＦのときにはステップ１５１に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦがＭＦだけ減少され（ＦＡＦ＝ＦＡＦ−ＭＦ）、学習補正係数ＫＧがＭＦだけ増大される（ＫＧ＝ＫＧ＋ＭＦ）。これに対し、ＦＡＦ≦ＭＦのときにはステップ１５０からステップ１５２に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値−ＭＦよりも小さいか否かが判別される。ＦＡＦ＜−ＭＦのときにはステップ１５３に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦがＭＦだけ増大され（ＦＡＦ＝ＦＡＦ＋ＭＦ）、学習補正係数ＫＧがＭＦだけ減少される（ＫＧ＝ＫＧ−ＭＦ）。ＦＡＦ≧−ＭＦのとき、すなわち−ＭＦ≦ＦＡＦ≦ＭＦのときにはフィードバック補正係数ＦＡＦ及び学習補正係数ＫＧは変更されない。
【００３３】
理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２を更新するときには図９においてＫＧがＫＧＳ１，ＫＧＳ２とされ、リーン空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＬ１，ＫＧＬ２を更新するときには図９においてＫＧがＫＧＬ１，ＫＧＬ２とされ、ＮＯｘ放出制御時の学習補正係数ＫＧＲ１，ＫＧＲ２を更新するときには図９においてＫＧがＫＧＲ１，ＫＧＲ２とされる。また、第１の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＬ１，ＫＧＲ１を更新するときには図９においてＦＡＦが第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１とされ、第２の学習補正係数ＫＧＳ２，ＫＧＬ２，ＫＧＲ２を更新するときには図９においてＦＡＦが第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２とされる。
【００３４】
ところで、排気ガス中にはイオウ分がＳＯｘの形で含まれており、ＮＯｘ吸収剤４７内にはＮＯｘばかりでなくＳＯｘも吸収される。このＳＯｘのＮＯｘ吸収剤４７内への吸収メカニズムはＮＯｘの吸収メカニズムと同じであると考えられる。すなわち、ＮＯｘ吸収剤４７を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって簡単に説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのときには上述したように酸素Ｏ２がＯ２−又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ２は白金Ｐｔの表面に付着し白金Ｐｔの表面上でＯ２−又はＯ２−と反応し、ＳＯ３となる。次いで生成されたＳＯ３は白金Ｐｔ上でさらに酸化されつつＮＯｘ吸収剤４７に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ４−の形でＮＯｘ吸収剤４７内に拡散する。この硫酸イオンＳＯ４−は次いでバリウムイオンＢａ＋と結合して硫酸塩ＢａＳＯ４を生成する。ところが、この硫酸塩ＢａＳＯ４は分解しにくく、排気ガスの空燃比をただ単にリッチにしてもＮＯｘ吸収剤４７内の硫酸塩ＢａＳＯ４の量は減少しない。このため、時間が経過するにつれてＮＯｘ吸収剤４７内の硫酸塩ＢａＳＯ４の量が増大し、その結果ＮＯｘ吸収剤４７が吸収しうるＮＯｘの量が減少することになる。
【００３５】
一方、ＮＯｘ吸収剤４７の温度をイオウ放出温度（例えば６００℃）以上に維持しつつ排気ガスの平均空燃比を理論空燃比又はリッチにすると、ＮＯｘ吸収剤４７内の硫酸塩ＢａＳＯ４が分解してＳＯ３の形でＮＯｘ吸収剤４７から放出される。この放出されたＳＯ３は排気ガス中のＨＣ，ＣＯと反応してＳＯ２に還元せしめられる。このようにしてＮＯｘ吸収剤４７内に硫酸塩ＢａＳＯ４の形で吸収されているＳＯｘの量が次第に減少し、このときＮＯｘ吸収剤４７からＳＯｘがＳＯ３の形で流出することがない。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤４７の吸収能力が飽和する前に、ＮＯｘ吸収剤４７の温度を一時的にイオウ放出温度以上に維持しつつＮＯｘ吸収剤４７内に流入する排気ガスの平均空燃比を一時的に理論空燃比にし、それによってＮＯｘ吸収剤４７からＳＯｘを放出させるようにしている。
【００３６】
機関から排出されるＳＯｘ量は燃料噴射弁１０から機関に供給された燃料量に比例することから、本発明による実施例では燃料噴射量を積算することによってＮＯｘ吸収剤４７内に吸収されたＳＯｘ量ΣＳＸが算出される。その上で、この吸収ＳＯｘ量積算値ΣＳＸが上限値ＭＳＸを越えるごとに、ＮＯｘ吸収剤４７の温度を一時的にイオウ放出温度以上に維持しつつＮＯｘ吸収剤４７内に流入する排気ガスの平均空燃比が理論空燃比になるようにするＳＯｘ放出制御が一時的に行われる。
【００３７】
本発明による実施例のＳＯｘ放出制御では、第１の気筒群１ａの空燃比をほぼリーン空燃比ＡＦＬにしかつ第２の気筒群１ｂの空燃比をほぼリッチ空燃比ＡＦＲにしつつＮＯｘ吸収剤４７内に流入する排気ガスの平均空燃比が理論空燃比ＡＦＳになるように第１の気筒群１ａの空燃比及び第２の気筒群１ｂの空燃比が制御される。このようにすると、第１の気筒群１ａからの排気ガス中に含まれる多量の酸素と、第２の気筒群１ｂからの排気ガス中に含まれる多量のＨＣ，ＣＯとがＮＯｘ吸蔵還元触媒１７において発熱反応を生ずるので、ＮＯｘ吸収剤４７の温度がイオウ放出温度以上に保持される。また、このときＮＯｘ吸収剤４７内に流入する排気ガスの平均空燃比が理論空燃比ＡＦＳに制御されるのでＮＯｘ吸収剤４７からＳＯｘが放出される。
【００３８】
本発明による実施例のＳＯｘ放出制御では、第１の気筒群１ａの燃料噴射時間ＴＡＵ１及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ２が次式（３），（４）に基づいてそれぞれ算出される。
【００３９】
ＴＡＵ１＝ＴＢ・ＫＡＦＣ・（１−α）・（１＋ＦＡＦＣ＋ＫＧＣ）  …（３）
ＴＡＵ２＝ＴＢ・ＫＡＦＣ・（１＋α）・（１＋ＦＡＦＣ＋ＫＧＣ）  …（４）
ここで、ＫＡＦＣはＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの目標空燃比設定係数、αは空燃比変更係数（０＜α＜１）、ＦＡＦＣは第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂに共通のフィードバック補正係数、ＫＧＣは第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂに共通の学習補正係数をそれぞれ示す。
目標空燃比設定係数ＫＡＦＣはＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの目標空燃比を設定するためのものであり、本発明による実施例では理論空燃比に相当するＫＳ（＝１．０）に設定される。
【００４０】
空燃比変更係数αは第１の気筒群１ａの空燃比と第２の気筒群１ｂの空燃比とを互いに異ならせるためのものである。本発明による実施例では（１−α）＝ＫＬ及び（１＋α）＝ＫＲとなるようにαが選択されている。したがって、第１の気筒群１ａの空燃比がほぼリーン空燃比ＡＦＬとされ、第２の気筒群１ｂの空燃比がほぼリッチ空燃比ＡＦＲとされる。
【００４１】
共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣはＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの平均空燃比を目標空燃比に一致させるためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣは共通の排気管１３内に配置された空燃比センサ１６の出力に基づいて算出される。すなわち、図６においてＦＡＦがＦＡＦＣとされ、センサ出力電圧Ｖが空燃比センサ１６の出力電圧とされ、基準電圧ＲＥＦＶが理論空燃比ＡＦＳに相当するＶＳとされる。
【００４２】
共通の学習補正係数ＫＧＣは共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣを当該共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣに応じて補正するためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。共通の学習補正係数ＫＧＣを更新するときには図９においてＫＧがＫＧＣとされ、ＦＡＦが共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣとされる。
【００４３】
そうすると、本発明による実施例では、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１、第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２、及びＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの平均空燃比ＡＦＣが図１０に示されるように制御されることになる。すなわち、高負荷運転時には図１０の期間ｔ１に示されるように理論空燃比制御が行われる。この理論空燃比制御では、理論空燃比ＡＦＳになるように第１の空燃比センサ１４ａの出力に基づき算出される第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１でもって第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１が制御され、理論空燃比ＡＦＳになるように第２の空燃比センサ１４ｂの出力に基づき算出される第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２でもって第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２が制御される。また、このとき理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２がそれぞれ更新され、他の学習補正係数ＫＧＬ１，ＫＧＬ２，ＫＧＲ１，ＫＧＲ２，ＫＧＣはそのまま維持される。
【００４４】
一方、低負荷運転時には図１０の期間ｔ２に示されるようにリーン空燃比制御が行われる。リーン空燃比制御では、リーン空燃比ＡＦＬになるように第１の空燃比センサ１４ａの出力に基づき算出される第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１でもって第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１が制御され、リーン空燃比ＡＦＬになるように第２の空燃比センサ１４ｂの出力に基づき算出される第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２でもって第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２が制御される。また、このときリーン空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＬ１，ＫＧＬ２がそれぞれ更新され、他の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２，ＫＧＲ１，ＫＧＲ２，ＫＧＣはそのまま維持される。
【００４５】
リーン空燃比制御が行われているときにＮＯｘ吸収剤４７の吸収ＮＯｘ量ΣＮＸが上限値ＭＮＸを越えるごとに、ＮＯｘ放出制御が行われる。このＮＯｘ放出制御では、リッチ空燃比ＡＦＲになるように第１の空燃比センサ１４ａの出力に基づき算出される第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１でもって第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１が制御され、リッチ空燃比ＡＦＲになるように第２の空燃比センサ１４ｂの出力に基づき算出される第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２でもって第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２が制御される。また、このときＮＯｘ放出制御時の学習補正係数ＫＧＲ１，ＫＧＲ２がそれぞれ更新され、他の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２，ＫＧＬ１，ＫＧＬ２，ＫＧＣはそのまま維持される。なお、このＮＯｘ放出制御は例えばあらかじめ定められた設定時間ｔＮＸだけ行われる。
【００４６】
ＮＯｘ吸収剤４７の吸収ＳＯｘ量ΣＳＸが上限値ＭＳＸを越えるごとに、図１０の期間ｔ３に示されるようにＳＯｘ放出制御が行われる。このＳＯｘ放出制御では、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１をほぼリーン空燃比ＡＦＬにしかつ第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２をほぼリッチ空燃比ＡＦＲにしながら、理論空燃比ＡＦＳになるように空燃比センサ１６の出力に基づき算出される共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣでもってＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの平均空燃比ＡＦＣが制御される。また、このとき共通の学習補正係数ＫＧＣが更新され、他の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２，ＫＧＬ１，ＫＧＬ２，ＫＧＲ１，ＫＧＲ２はそのまま維持される。なお、このＳＯｘ放出制御は例えばあらかじめ定められた設定時間ｔＳＸだけ行われる。ＳＯｘ放出制御が完了すると図１０の期間ｔ４に示されるようにリーン空燃比制御及びＮＯｘ放出制御が再開される。
【００４７】
したがって、一般化して言うと、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２が共通の第１の目標空燃比ＡＦＳ，ＡＦＬ，ＡＦＲにそれぞれ一致するようにする第１の空燃比制御、例えば理論空燃比制御、リーン空燃比制御、及びＮＯｘ放出制御を行うべきときには、第１の排気分岐管１２ａ内に配置された空燃比センサ１４ａの出力に基づき算出される第１の個別フィードバック補正係数ＦＡＦ１でもって第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１をフィードバック制御すると共に、第２の排気分岐管１２ｂ内に配置された空燃比センサ１４ｂの出力に基づき算出される第２の個別フィードバック補正係数ＦＡＦ２でもって第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２をフィードバック制御するようにし、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２を互いに異ならせつつ共通の排気管１３における排気ガスの平均空燃比ＡＦＣが第２の目標空燃比ＡＦＳに一致するようにする第２の空燃比制御、例えばＳＯｘ放出制御を行うべきときには、共通の排気管１３内に配置された空燃比センサ１６の出力に基づき算出される共通フィードバック補正係数ＦＡＦＣでもって第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２をフィードバック制御するようにしているということになる。
【００４８】
このようにすると、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２をそれぞれ第１の目標空燃比ＡＦＳ，ＡＦＬ，ＡＦＲに確実にかつ迅速に一致させることができ、ＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの平均空燃比ＡＦＣを第２の目標空燃比ＡＦＳに確実にかつ迅速に一致させることができる。
【００４９】
さて、これまでの説明からわかるように、共通の学習補正係数ＫＧＣは燃料噴射弁１０等の経時変化に応じて変化する。ところが、ＳＯｘ放出制御は例えば車両が数千キロメートルだけ走行するごとに行われ、すなわち頻繁に行われるものではない。にもかかわらず、ＳＯｘ放出制御が行われない限り学習補正係数ＫＧＣは更新されず、そのまま維持される。したがって、ＳＯｘ放出制御を開始するときに、前回のＳＯｘ放出制御時の学習補正係数ＫＧＣをそのまま用いると、ＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの空燃比ＡＦＣを目標の理論空燃比に速やかに一致させることができないおそれがある。
【００５０】
一方、理論空燃比制御は高負荷運転時に行われるのでＳＯｘ放出制御よりも頻繁に行われ、理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２は空燃比を理論空燃比に一致させるべきときの燃料噴射弁１０等の経時変化をより正確に表していると言える。また、共通の学習補正係数ＫＧＣは空燃比を理論空燃比に一致させるべきときの学習補正係数という点で学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２と一致し、このＫＧＣはこれらＫＧＳ１，ＫＧＳ２と同様に経時変化すると考えられる。すなわち、理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２に対する共通の学習補正係数ＫＧＣの偏差はほぼ一定に維持されると考えられる。
【００５１】
そこで本発明による実施例では、ＳＯｘ放出制御の開始時における共通の学習補正係数ＫＧＣを、このときの理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２に応じて設定するようにしている。具体的には、前回のＳＯｘ放出制御の停止時における理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２の平均値ＫＧＳＡ（＝（ＫＧＳ１＋ＫＧＳ２）／２）に対する共通の学習補正係数ＫＧＣの偏差ΔＫＧを算出し、次回のＳＯｘ放出制御の開始時における共通の学習補正係数ＫＧＣを、このときの理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２の平均値ＫＧＳＡを偏差ΔＫＧだけ補正したものに設定するようにしている。このことを、図１１を参照しながらさらに説明する。
【００５２】
図１１の期間ｔ１ではＳＯｘ放出制御が行われており、この期間ｔ１では共通の学習補正係数ＫＧＣが更新され、これに対し理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２は更新されず、したがってその平均値ＫＧＳＡはそのまま維持される。次いで、図１１にＸで示されるようにＳＯｘ放出制御が完了すると、このときの理論空燃比制御時の学習補正係数の平均値ＫＧＳＡと共通の学習補正係数ＫＧＣとの差ΔＫＧ（＝ＫＧＳＡ−ＫＧＣ）が算出され、記憶される。続く図１１の期間ｔ２では理論空燃比制御が行われるごとに理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２が更新され、したがってその平均値ＫＧＳＡが変化する。次いで、図１１にＹで示されるようにＳＯｘ放出制御を開始すべきときになると、このときの理論空燃比制御時の学習補正係数の平均値ＫＧＳＡから上述の差ΔＫＧだけ減算したもの（ＫＧＳＡ−ΔＫＧ）が共通の学習補正係数ＫＧに設定される。続く図１１の期間ｔ３ではＳＯｘ放出制御が行われ、共通の学習補正係数ＫＧが更新される。
【００５３】
このようにすると、ＳＯｘ放出制御時に、ＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの空燃比ＡＦＣを目標の理論空燃比に速やかに一致させることができ、したがってＳＯｘを確実にかつ速やかに放出させることができる。
【００５４】
図１２及び図１３は本発明による実施例の空燃比制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。
【００５５】
図１２及び図１３を参照すると、まずステップ２００では機関負荷率Ｌが設定負荷率ＬＸよりも大きいか否かが判別される。Ｌ≦ＬＸのときには次いでステップ２０１に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされているか否かが判別される。このＳＯｘ放出フラグＸＳＸはＳＯｘ放出制御を行うべきときにセットされ（ＸＳＸ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＳＸ＝０）。ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされているときには次いでステップ２０２に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされているか否かが判別される。このＮＯｘ放出フラグＸＮＸはＮＯｘ放出制御を行うべきときにセットされ（ＸＮＸ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＮＸ＝０）。ＮＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされているときには次いでステップ２０３に進み、図１４に示されるリーン空燃比制御ルーチンが実行される。
【００５６】
図１４を参照すると、ステップ２２０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される。続くステップ２２１では共通の目標空燃比設定係数ＫＡＦがリーン空燃比ＡＦＬに相当するＫＬに設定される。続くステップ２２２では基準電圧ＲＥＦＶがリーン空燃比ＡＦＬに相当するＶＬに設定される。続くステップ２２３では図６のフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを用いて第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２がそれぞれ算出される。続くステップ２２４では図９の学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを用いてリーン空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＬ１，ＫＧＬ２がそれぞれ更新される。続くステップ２２５では第１の学習補正係数ＫＧ１及び第２の学習補正係数ＫＧ２がそれぞれＫＧＬ１，ＫＧＬ２とされる。続くステップ２２６では式（１）及び（２）を用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２がそれぞれ算出される。
【００５７】
再び図１２及び図１３を参照すると、続くステップ２０４ではＮＯｘ吸収剤４７のＮＯｘ吸収量ΣＮＸ及びＳＯｘ吸収量ΣＳＸがそれぞれ算出される。続くステップ２０５ではＳＯｘ吸収量ΣＳＸが上限値ＭＳＸを越えているか否かが判別される。ΣＳＸ≦ＭＳＸのときには次いでステップ２０６に進み、ＮＯｘ吸収量ΣＮＸが上限値ＭＮＸを越えているか否かが判別される。ΣＮＸ≦ＭＮＸのときには処理サイクルを終了する。ΣＮＸ＞ＭＮＸのときには次いでステップ２０７に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされる。ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ２０２からステップ２０８に進み、図１５に示されるＮＯｘ放出制御ルーチンが実行される。
【００５８】
図１５を参照すると、ステップ２４０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される。続くステップ２４１では共通の目標空燃比設定係数ＫＡＦがリッチ空燃比ＡＦＲに相当するＫＲに設定される。続くステップ２４２では基準電圧ＲＥＦＶがリッチ空燃比ＡＦＲに相当するＶＲに設定される。続くステップ２４３では図６のフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを用いて第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２がそれぞれ算出される。続くステップ２４４では図９の学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを用いてＮＯｘ放出制御時の学習補正係数ＫＧＲ１，ＫＧＲ２がそれぞれ更新される。続くステップ２４５では第１の学習補正係数ＫＧ１及び第２の学習補正係数ＫＧ２がそれぞれＫＧＲ１，ＫＧＲ２とされる。続くステップ２４６では式（１）及び（２）を用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２がそれぞれ算出される。
【００５９】
再び図１２及び図１３を参照すると、続くステップ２０９ではＮＯｘ放出制御が開始されてから設定時間ｔＮＸだけ経過したか否かが判別される。設定時間ｔＮＸが経過したときには次いでステップ２１０に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがリセットされ、吸収ＮＯｘ量ΣＮＸがゼロに戻される。
【００６０】
一方、ステップ２０５においてΣＳＸ＞ＭＳＸのときには次いでステップ２１１に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされる。ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ２０１からステップ２１２に進み、図１６に示されるＳＯｘ放出制御ルーチンが実行される。
【００６１】
図１６を参照すると、ステップ２６０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される。続くステップ２６１では目標空燃比設定係数ＫＡＦＣが理論空燃比ＡＦＳに相当するＫＳに設定される。続くステップ２６２では基準電圧ＲＥＦＶが理論空燃比ＡＦＳに相当するＶＳに設定される。続くステップ２６３では図６のフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを用いて共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣが算出される。続くステップ２６４では前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされていたか否かが判別される。前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされていたとき、すなわちＳＯｘ放出制御を開始すべきときには次いでステップ２６５に進み、このときの理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２の平均値ＫＧＳＡが算出される。続くステップ２６６では共通の学習補正係数ＫＧＣが、この平均値ＫＧＳＡから差ΔＫＧを減算したもの（ＫＧＳＡ−ΔＫＧ）に設定される。なお、機関運転が開始された後初めてＳＯｘ放出制御が行われる場合には共通の学習補正係数ＫＧＣをゼロに設定してもよいし、差ΔＫＧをゼロとして理論空燃比制御時の学習補正係数の平均値ＫＧＳＡに設定してもよい。次いでステップ２６８に進む。これに対し、前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされていたとき、すなわちＳＯｘ放出制御がすでに開始されているときにはステップ２６４からステップ２６７に進み、図９の学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを用いて共通の学習補正係数ＫＧＣが更新される。続くステップ２６８では式（３）及び（４）を用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２がそれぞれ算出される。
【００６２】
再び図１２及び図１３を参照すると、続くステップ２１３ではＳＯｘ放出制御が開始されてから設定時間ｔＳＸだけ経過したか否かが判別される。設定時間ｔＳＸが経過したときには次いでステップ２１４に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされ、吸収ＳＯｘ量ΣＳＸ及び吸収ＮＯｘ量ΣＮＸがそれぞれゼロに戻される。続くステップ２１５では偏差ΔＫＧが算出される（ΔＫＧ＝ＫＧＳＡ−ＫＧＣ）。なお、この場合の学習補正係数の平均値ＫＧＳＡは図１６のステップ２６５で算出されている。
【００６３】
ステップ２００においてＬ＞ＬＸのときには次いでステップ２１６に進み、図１７に示される理論空燃比制御ルーチンが実行される。
【００６４】
図１７を参照すると、ステップ２８０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される。続くステップ２８１では共通の目標空燃比設定係数ＫＡＦが理論空燃比ＡＦＳに相当するＫＳに設定される。続くステップ２８２では基準電圧ＲＥＦＶが理論空燃比ＡＦＳに相当するＶＳに設定される。続くステップ２８３では図６のフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを用いて第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２がそれぞれ算出される。続くステップ２８４では図９の学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを用いて理論空燃比制御時の学習補正係数ＫＧＳ１，ＫＧＳ２がそれぞれ更新される。続くステップ２８５では第１の学習補正係数ＫＧ１及び第２の学習補正係数ＫＧ２がそれぞれＫＧＳ１，ＫＧＳ２とされる。続くステップ２８６では式（１）及び（２）を用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２がそれぞれ算出される。
【００６５】
次に、本発明による別の実施例を説明する。
本発明による別の実施例のＳＯｘ放出制御では、第１の気筒群１ａの燃料噴射時間ＴＡＵ１及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ２が次式（５），（６）に基づいてそれぞれ算出される。
ＴＡＵ１＝ＴＢ・ＫＡＦＣ・（１−α）・（１＋ＦＡＦＣ＋ＫＧＣ１）  …（５）
ＴＡＵ２＝ＴＢ・ＫＡＦＣ・（１＋α）・（１＋ＦＡＦＣ＋ＫＧＣ２）  …（６）
ここでＫＧＣ１，ＫＧＣ２は第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの学習補正係数をそれぞれ示す。
【００６６】
すなわち、本発明による別の実施例では学習補正係数ＫＧＣ１，ＫＧＣ２が気筒群ごとに設けられる。
【００６７】
ＳＯｘ放出制御時には、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１はほぼリーン空燃比ＡＦＬとされ、第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２はほぼリッチ空燃比ＡＦＲとされる。一方、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１がリーン空燃比ＡＦＬになるようにするリーン空燃比制御、及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２がリッチ空燃比ＡＦＲになるようにするＮＯｘ放出制御は頻繁に行われる。したがって、リーン空燃比制御時における第１の気筒群１ａの学習補正係数ＫＧＬ１は第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１がほぼリーン空燃比ＡＦＬのときの第１の気筒群１ａの経時変化をより正確に表しており、ＮＯｘ放出制御時における第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＲ２は第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２がほぼリッチ空燃比ＡＦＲのときの第２の気筒群１ｂの経時変化をより正確に表していると言える。
【００６８】
そこで本発明による別の実施例では、ＳＯｘ放出制御の開始時における第１の気筒群１ａの学習補正係数ＫＧＣ１をこのときのリーン空燃比制御時における第１の気筒群１ａの学習補正係数ＫＧＬ１に設定し、第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＣ２をこのときのＮＯｘ放出制御時における第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＲ２に設定するようにしている。その結果、ＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの空燃比ＡＦＣを目標の理論空燃比に速やかに一致させることができる。なお、これら学習補正係数ＫＧＣ１，ＫＧＣ２を更新するときには図９においてＫＧがＫＧＣ１，ＫＧＣ２とされ、ＦＡＦが共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣとされる。
【００６９】
さらに、本発明による別の実施例では、機関運転状態が図１８に示される許可領域ＡＬにあるときにはＳＯｘ放出制御を許容し、機関運転状態が図１８に示される禁止領域ＰＲにあるときにはＳＯｘ放出制御を禁止するようにしている。すなわち、ＮＯｘ吸収剤４７の吸収ＳＯｘ量ΣＳＸが上限値ＭＳＸを越えていても機関運転状態が禁止領域ＰＲにあるときにはＳＯｘ放出制御が禁止される。機関運転状態が禁止領域ＰＲにあるときにＳＯｘ放出制御を行うと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１７が溶損し、又はＳＯｘ放出のために多大なエネルギが必要となるおそれがあるからである。
【００７０】
ＳＯｘ放出制御が禁止されたときには、理論空燃比制御が行われる。このようにすると、ＮＯｘ吸収剤４７への流入排気ガスの空燃比ＡＦＣが理論空燃比になるので、リーン空燃比制御を行うよりもＮＯｘ吸収剤４７の温度が低下しない。また、理論空燃比制御では第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２がそれぞれ対応する空燃比センサ１４ａ，１４ｂの出力に基づいてフィードバック制御されるので、空燃比センサ１６の出力に基づいてフィードバック制御を行うよりも、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦ１及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦ２を目標となる理論空燃比に正確に一致させることができる。
【００７１】
図１９及び図２０は本発明による別の実施例の空燃比制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。
【００７２】
図１９及び図２０を参照すると、まずステップ２００では機関負荷率Ｌが設定負荷率ＬＸよりも大きいか否かが判別される。Ｌ≦ＬＸのときには次いでステップ２０１に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされているか否かが判別される。ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされているときには次いでステップ２０２に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされているときには次いでステップ２０３に進み、図１４に示されるリーン空燃比制御ルーチンが実行される。
【００７３】
続くステップ２０４ではＮＯｘ吸収剤４７のＮＯｘ吸収量ΣＮＸ及びＳＯｘ吸収量ΣＳＸがそれぞれ算出される。続くステップ２０５ではＳＯｘ吸収量ΣＳＸが上限値ＭＳＸを越えているか否かが判別される。ΣＳＸ≦ＭＳＸのときには次いでステップ２０６に進み、ＮＯｘ吸収量ΣＮＸが上限値ＭＮＸを越えているか否かが判別される。ΣＮＸ≦ＭＮＸのときには処理サイクルを終了する。ΣＮＸ＞ＭＮＸのときには次いでステップ２０７に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされる。ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ２０２からステップ２０８に進み、図１５に示されるＮＯｘ放出制御ルーチンが実行される。
【００７４】
続くステップ２０９ではＮＯｘ放出制御が開始されてから設定時間ｔＮＸだけ経過したか否かが判別される。設定時間ｔＮＸが経過したときには次いでステップ２１０に進み、ＮＯｘ放出フラグＸＮＸがリセットされ、吸収ＮＯｘ量ΣＮＸがゼロに戻される。
【００７５】
一方、ステップ２０５においてΣＳＸ＞ＭＳＸのときには次いでステップ２１１に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされる。ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされると次の処理サイクルにおいてステップ２０１からステップ２１２ａに進み、機関運転状態が図１８の許可領域ＡＬにあるか否かが判別される。機関運転状態が許可領域ＡＬにあるときには次いでステップ２１２に進み、図２１に示される本発明による別の実施例のＳＯｘ放出制御ルーチンが実行される。
【００７６】
図２１を参照すると、ステップ２６０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される。続くステップ２６１では目標空燃比設定係数ＫＡＦＣが理論空燃比ＡＦＳに相当するＫＳに設定される。続くステップ２６２では基準電圧ＲＥＦＶが理論空燃比ＡＦＳに相当するＶＳに設定される。続くステップ２６３では図６のフィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを用いて共通のフィードバック補正係数ＦＡＦＣが算出される。続くステップ２６４では前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされていたか否かが判別される。前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされていたとき、すなわちＳＯｘ放出制御を開始すべきときには次いでステップ２６６ａに進み、このときのリーン空燃比制御時における第１の気筒群１ａの学習補正係数ＫＧＬ１が第１の気筒群１ａの学習補正係数ＫＧＣ１に設定され、このときのＮＯｘ放出制御時における第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＲ２が第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＣ２に設定される。次いでステップ２６８に進む。これに対し、前回の処理サイクルにおいてＳＯｘ放出フラグＸＳＸがセットされていたとき、すなわちＳＯｘ放出制御がすでに開始されているときにはステップ２６４からステップ２６７ａに進み、図９の学習補正係数ＫＧの更新ルーチンを用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの学習補正係数ＫＧＣ１，ＫＧＣ２が更新される。続くステップ２６８では式（５）及び（６）を用いて第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの燃料噴射時間ＴＡＵ１，ＴＡＵ２がそれぞれ算出される。
【００７７】
再び図１９及び図２０を参照すると、続くステップ２１３ではＳＯｘ放出制御が開始されてから設定時間ｔＳＸだけ経過したか否かが判別される。設定時間ｔＳＸが経過したときには次いでステップ２１４に進み、ＳＯｘ放出フラグＸＳＸがリセットされ、吸収ＳＯｘ量ΣＳＸ及び吸収ＮＯｘ量ΣＮＸがそれぞれゼロに戻される。
【００７８】
ステップ２１２ａにおいて機関運転状態が許可領域ＡＬにないときすなわち禁止領域ＰＲにあるとき、又はステップ２００においてＬ＞ＬＸのときには、次いでステップ２１６に進み、図１７に示される理論空燃比制御ルーチンが実行される。
【００７９】
これまで述べてきた各実施例では三元触媒１５ａ，１５ｂ及びＮＯｘ吸蔵還元触媒１７それぞれの上流に配置された空燃比センサ１４ａ，１４ｂ，１６の出力に基づきフィードバック制御が行われる。しかしながら、三元触媒１５ａ，１５ｂ及びＮＯｘ吸蔵還元触媒１７の上流及び下流にそれぞれ一対の空燃比センサを設け、これら一対の空燃比センサの出力に基づきフィードバック制御するようにしてもよい。また、リーン空燃比制御及びＮＯｘ放出制御ではフィードバック制御でなく、オープンループ制御を行うようにしてもよい。さらに、第２の空燃比制御はＳＯｘ放出制御に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】ＮＯｘ吸蔵還元触媒の断面図である。
【図３】触媒担体の表面部分の断面図である。
【図４】設定負荷率ＬＸを説明する図である。
【図５】空燃比センサの出力を示す図である。
【図６】フィードバック補正係数ＦＡＦの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】フィードバック補正係数ＦＡＦの変化を説明するタイムチャートである。
【図８】学習補正係数ＫＧの変化を説明するタイムチャートである。
【図９】学習補正係数ＫＧの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】空燃比の変化を説明するタイムフローチャートである。
【図１１】共通の学習補正係数ＫＧＣを説明するタイムチャートである。
【図１２】空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】リーン空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】ＮＯｘ放出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】ＳＯｘ放出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】理論空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】本発明による別の実施例における領域ＡＬ及び領域ＰＲを説明する図である。
【図１９】本発明による別の実施例の空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】本発明による別の実施例の空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】本発明による別の実施例のＳＯｘ放出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１    機関本体
１ａ    第１の気筒群
１ｂ    第２の気筒群
１２ａ    第１の排気分岐管
１２ｂ    第２の排気分岐管
１３    共通の排気管
１４ａ    空燃比センサ
１４ｂ    空燃比センサ
１６    空燃比センサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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