(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼制御装置において、触媒装置の昇温制御による昇温効果を高めつつ、こうした昇温制御に起因する失火等、燃焼の悪化を抑制する。【解決手段】内燃機関１０は、その排気通路１３にＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２を備える。電子制御装置５０は、このＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２のＳＯｘ被毒量が所定値を超えてその昇温要求があるときに、機関燃焼モードを目標空燃比が理論空燃比に設定された通常の均質燃焼（通常モード）に切り替え、更にその後、昇温モードに切り替える。この昇温モードでは、一部の気筒の空燃比がリッチに、残りの気筒の空燃比がリーンに設定される。電子制御装置５０は、上記昇温モードへの切り替えに際し、通常モードにおけるフィードバック補正量を監視し、これがその平均値を中心とする所定範囲にあることその切替実行条件とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒において実空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を排気の酸素濃度に基づいてフィードバック制御する通常制御を実行する一方、機関排気系に設けられる触媒装置の昇温要求があるときに、前記各気筒のうち一部の気筒の目標空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定するとともに、残りの気筒の少なくとも一部の目標空燃比を理論空燃比よりもリーンに設定し、前記触媒装置に流入する排気の平均的な酸素濃度が前記通常制御において実空燃比を所定の目標空燃比としたときの濃度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御する昇温制御を実行する制御手段を備える内燃機関の燃焼制御装置において、
前記制御手段は、前記通常制御から前記昇温制御への切り替えに際して、前記通常制御におけるフィードバック補正量が所定条件を満たしていることをその切替実行条件として少なくとも含む
内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の燃焼制御装置において、
前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離状態が所定条件を満たしていることを前記切替実行条件とする
内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、
前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離量が所定範囲内にあることを前記切替実行条件とする
内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項４】
請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、
前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を増量する側にあることを前記切替実行条件とする
内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項５】
請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、
前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を減量する側にあることを前記切替実行条件とする
内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置において、
前記内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関であり、
前記制御手段は、前記昇温制御の実行に際して目標空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定される気筒では圧縮行程燃料噴射を実行する
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】
この発明は、触媒装置の昇温要求があるときに、これを昇温するための空燃比制御を実行する内燃機関の燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関には、通常、排気を浄化するための触媒装置が排気系に設けられている。こうした触媒装置は、所定の排気浄化機能を得るために、触媒本体をその活性化温度以上にまで温度上昇させる必要がある。従って、この触媒装置の温度低下が懸念される場合には、排気温度を上昇させる等してその昇温を図るのが所定の排気浄化能力を維持するうえでは好ましい。
【０００３】
ところで、燃焼室内に燃料を直接噴射するようにした筒内噴射式の内燃機関にあっては、その空燃比を理論空燃比よりも大幅にリーン側に設定する燃焼が行われる。こうしたリーン燃焼時には、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）といった燃料未燃成分は減少するものの、多量の窒素酸化物（ＮＯｘ）が排気に含まれるようになる。このため、筒内噴射式内燃機関においては、特にＮＯｘをその浄化対象とするＮＯｘ用触媒装置を備えるようにしている。
【０００４】
こうしたＮＯｘ用触媒装置では、リーン燃焼時に排気中に含まれるＮＯｘを触媒本体に吸蔵する一方、これをストイキ燃焼時やリッチ燃焼時に排気に含まれるＨＣやＣＯといった燃料未燃成分を還元剤として還元浄化するようにしている。従って、上述したようなリーン燃焼が継続して行われるような場合であっても、その時に排出されるＮＯｘを外部に排出することなくこれを処理することができる。
【０００５】
そして、こうしたＮＯｘ用触媒装置においても、その排気浄化能力を維持するために、上述したような昇温制御が必要になることがある。
例えば、ＮＯｘ用触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力は通常、温度に依存する傾向があり、排気温度が低くなる成層燃焼が長期間にわたって行われると、ＮＯｘ用触媒装置の温度が低下して所定のＮＯｘ吸蔵能力を維持できなくなる。このため、ＮＯｘ用触媒装置の温度が所定温度を下回るようになった場合には、速やかに同触媒装置の昇温を行う必要がある。
【０００６】
その他、ＮＯｘ用触媒装置では、燃料等に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が触媒本体に吸着されてＮＯｘの吸蔵が阻害される現象、いわゆるＳＯｘ被毒が発生することにより、そのＮＯｘ吸蔵能力が低下することがある。このため、ＮＯｘ触媒装置を備える内燃機関では、こうしたＳＯｘ被毒量を機関運転状態に基づいて監視しており、同被毒量が所定量を上回った場合には、排気の酸素濃度を所定濃度以下に低下させるとともに同装置を温度上昇させる処理が実行される。こうした処理が実行されることにより、触媒本体に吸着しているＳＯｘは脱離され、ＮＯｘ吸蔵能力を回復させることができるようになる。このため、こうしたＳＯｘ被毒量が所定量を上回る状況になった場合においても、速やかに同触媒装置の昇温を行う必要がある。
【０００７】
また、こうした触媒装置の昇温制御としては、例えば特開２０００−３２０３７１号公報に記載されるものが知られている。同公報に記載のものでは、各気筒のうち一部の気筒を理論空燃比よりもリッチに、残りの気筒を理論空燃比よりもリーンに設定するとともに、触媒装置に流入する排気の平均的な酸素濃度が比較的低くなるように、燃料噴射量をフィードバック制御するようにしている。
【０００８】
こうした昇温制御が実行されることにより、空燃比がリッチに設定された気筒からはＨＣ，ＣＯといった燃料未燃成分が排気系に排出され、また空燃比がリーンに設定された気筒からは燃焼に供されない過剰な空気が排気系に排出されるようになる。その結果、これら未燃成分と空気に含まれる酸素とが排気通路の途中や触媒装置において反応し、その反応熱によって触媒装置を温度上昇させることができるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記昇温制御において、その昇温効果を高めるためには、目標空燃比をリーンとする気筒に関してはそのリーン度合を、同リッチとする気筒に関してはそのリッチ度合を大きく設定するのが望ましい。しかしながら、このように昇温効果を高めるべく、リーン度合及びリッチ度合をそれぞれ大きく設定しようとすると、以下のような不都合が避けきれないようになる。
【００１０】
即ち、上記フィードバック制御に際しては、排気系に設けられた酸素濃度センサにより排気の酸素の濃度が監視され、この酸素濃度が混合気の空燃比を理論空燃比等、目標空燃比としたときの酸素濃度と一致するように燃料噴射量が調節されている。ここで、機関燃焼室から酸素濃度センサの取付位置までの距離や排気流速等々の影響により、上記酸素濃度センサの検出結果は、現在機関燃焼に供されている混合気の空燃比の状態に対して所定の応答遅れをもって変化するようになる。このため、仮に機関定常運転時にあっても、上記酸素濃度センサの検出結果から推定される混合気の空燃比（以下、これを実際の空燃比に対して「排気空燃比」と称する）は、その平均値を中心としてその上下に変動するようになる。
【００１１】
このため、こうしたフィードバック制御にあっては、平均的にみれば排気空燃比と目標空燃比とが一致するように制御されるものの、排気空燃比の変動が避けきれず、その変動に応じてフィードバック補正量も変動するようになる。このため、リーン度合及びリッチ度合をそれぞれ設定する際には、こうしたフィードバック補正量の変動も予め考慮し、こうした変動幅が大きい場合であっても点火プラグ近傍の混合気が過度にリーン、或いは過度にリッチとならない範囲で、これらを設定する必要がある。このため、従来の装置にあっては、昇温効果を高めるべく、リーン度合及びリッチ度合をそれぞれ大きく設定するにも自ずと限界があり、この点でなお改良の余地を残すものとなっていた。
【００１２】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の燃焼制御装置において、触媒装置の昇温制御による昇温効果を高めつつ、こうした昇温制御に起因する失火等、燃焼の悪化を抑制することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１記載の発明は、内燃機関の各気筒において実空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を排気の酸素濃度に基づいてフィードバック制御する通常制御を実行する一方、機関排気系に設けられる触媒装置の昇温要求があるときに、前記各気筒のうち一部の気筒の目標空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定するとともに、残りの気筒の少なくとも一部の目標空燃比を理論空燃比よりもリーンに設定し、前記触媒装置に流入する排気の平均的な酸素濃度が前記通常制御において実空燃比を所定の目標空燃比としたときの濃度と一致するように燃料噴射量をフィードバック制御する昇温制御を実行する制御手段を備える内燃機関の燃焼制御装置において、前記制御手段は、前記通常制御から前記昇温制御への切り替えに際して、前記通常制御におけるフィードバック補正量が所定条件を満たしていることをその切替実行条件として少なくとも含むものであるとしている。
【００１４】
同構成では、通常制御から昇温制御に切り替えるに際し、フィードバック制御のフィードバック補正量を監視しつつ、同フィードバック補正量が所定条件を満たしていることを条件にしている。このため、こうしたフィードバック補正量について何ら考慮していない場合とは異なり、フィードバック補正量の変動による悪影響が極力少なくなる時期など、上記切り替えを適切な時期をもって行うことが可能になる。従って、昇温制御においては、その目標空燃比を理論空燃比よりもリーンとする気筒と、同理論空燃比よりもリッチとする気筒とについても、それらのリーン度合及びリッチ度合を極力大きく設定することが可能になる。その結果、上記構成によれば、触媒装置の昇温制御による昇温効果を高めつつ、こうした昇温制御に起因する失火等、燃焼の悪化を抑制することができるようになる。尚、通常制御から昇温制御に切り替えられた後は、その昇温制御において燃料噴射量のフィードバック制御が行われるため、上述したような燃焼の悪化は回避される。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離状態が所定条件を満たしていることを前記切替実行条件としている。
【００１６】
フィードバック補正量についてその変動量の大きさ、具体的にはそれが各気筒の空燃比をリーン側にどれだけの大きさをもって補正するものであるか、或いはリッチ側にどれだけの大きさをもって補正するものであるかは、同フィードバック補正量についてその平均値からの乖離状態に基づいて判断することができる。
【００１７】
この点に着目し、請求項２記載の発明による上記構成では、通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離状態が所定条件を満たしていることを切替実行条件としている。このため、こうしたフィードバック補正量の変動による悪影響が極力少なくなる時期を一層的確に判断して上記切り替えを行うことが可能になり、請求項１記載の発明による効果を一層効果的に奏することができるようになる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離量が所定範囲内にあることを前記切替実行条件とするものであるとしている。
【００１９】
同構成によれば、通常制御におけるフィードバック補正量についてその平均値からの乖離量が所定範囲内にあること、換言すれば同フィードバック補正量が燃料噴射量を減量補正するものであれ、或いは増量補正するものであれ、その補正度合が小さいときに、通常制御から昇温制御への切り替えが行われる。従って、その切替直後において、通常制御において求められたフィードバック補正量に基づいて燃料噴射量が補正され、その補正を通じて昇温制御時の空燃比が過度にリーン或いはリッチになることが抑えられる。その結果、昇温制御時における失火等、燃焼の悪化をより確実に抑制することができるようになる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を増量する側にあることを前記切替実行条件とするものであるとしている。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記制御手段は、前記通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を減量する側にあることを前記切替実行条件とするものであるとしている。
【００２２】
空燃比の変化と機関燃焼状態の変化との関係についてみると、空燃比が理論空燃比よりもリーン側に外れるか或いはリッチ側に外れるかに応じてその影響度が異なる場合がある。即ち、内燃機関はその個々の特性として、例えば、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に外れたときには、燃焼状態の悪化が発生し難い傾向を有するものの、リーン側に外れたときにはこうした燃焼状態の悪化が顕著に現われる特性を有するものがある一方で、その逆の特性を有するものもある。
【００２３】
請求項４記載の構成では、通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を増量する側にあることを条件に昇温制御への切り替えを行うようにしているため、空燃比がリーン側にあるときに上記燃焼状態の悪化を生じやすい内燃機関であっても、そうした燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００２４】
これに対して、請求項５記載の構成では、通常制御におけるフィードバック補正量がその平均値よりも燃料噴射量を減量する側にあることを条件に昇温制御への切り替えを行うようにしているため、空燃比がリッチ側にあるときに上記燃焼状態の悪化を生じやすい内燃機関であっても、そうした燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００２５】
請求項６記載の発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関であり、前記制御手段は、前記昇温制御の実行に際して空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定される気筒では圧縮行程燃料噴射を実行するものであるとしている。
【００２６】
リーン気筒において圧縮行程燃料噴射を実行する内燃機関にあっては、点火プラグ近傍に燃料濃度の高い混合気層を形成し、その混合気をいわば火種としてその周辺にある燃料濃度の低い混合気を燃焼させるようにしている。このため、空燃比が僅かにその許容範囲から外れた場合でも、上記燃料濃度の高い混合気層の燃焼状態に及ぼす悪影響は大きく、リッチ失火等、燃焼状態の悪化が発生しやすい傾向にある。
【００２７】
この点、請求項６記載の発明によれば、こうした傾向を有する筒内噴射式内燃機関において、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明による作用効果を一層顕著に奏することができるようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１は本実施形態にかかる燃焼制御装置及び同装置が適用される筒内噴射式の４気筒内燃機関の構成を概略的に示している。
【００２９】
同図１に示されるように、内燃機関１０の燃焼室１２（同図には一つの気筒の燃焼室のみを示す）には、吸気通路１１及び排気通路１３がそれぞれ接続されている。吸気通路１１にはモータにより開閉駆動されるスロットル弁２６が設けられている。このスロットル弁２６により調量された吸入空気は、吸気バルブ２１の開弁に伴って燃焼室１２に導入される。燃料噴射弁２０から燃焼室１２に直接噴射される燃料は、この吸入空気と混合され、点火プラグ２２による点火により燃焼した後、排気バルブ２３の開弁に伴って排気通路１３に排出される。
【００３０】
排気通路１３には排気浄化機能を有する触媒装置３０が設けられている。この触媒装置３０は、三元触媒装置３１とＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２とによって構成されており、これら各触媒装置３１，３２はそれぞれ異なった機能を有している。
【００３１】
即ち、三元触媒装置３１は、主に排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）をその酸化還元作用を通じて浄化する機能を有している。これに対して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２は、成層燃焼時等、リーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、それをリッチ空燃比或いは理論空燃比のもとで燃焼が行われているときの排気に含まれる還元成分（ＨＣ及びＣＯ）によって還元浄化する機能を有している。
【００３２】
燃料噴射弁２０は、各気筒の燃焼室１２内に燃料を直接噴射供給する筒内噴射式の電磁弁であり、デリバリパイプ２４から高圧の燃料が供給されている。デリバリパイプ２４は、図示しない高圧ポンプを介してフィードポンプ、燃料タンクに順に接続されており、同高圧ポンプにより加圧された燃料が供給される。
【００３３】
その他、内燃機関１０には、機関運転状態等を検出するための各種センサが設けられている。例えば、吸気通路１１においてスロットル弁２６よりも上流側の部分には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ４２が設けられている。機関ピストン１４にコネクティングロッド１８を介して連結されたクランクシャフト（図示略）の近傍には、その回転速度（機関回転速度）と回転位相（クランク角）を検出するクランクセンサ４３が設けられている。また、アクセルペダル６０の近傍にはその踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ４４が設けられている。また、排気通路１３には、三元触媒装置３１とＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２との間に位置して酸素濃度センサ４５が取り付けられている。この酸素濃度センサ４５は濃淡電池型のセンサであり、その検出部が排気通路１３を流れる排気と接触することにより、排気の酸素濃度に応じた電圧を出力する。
【００３４】
具体的には、排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、その出力電圧が所定の基準電圧未満になる一方、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、同出力電圧が上記基準電圧以上になる。従って、この酸素濃度センサ４５では、その出力電圧と上記基準電圧とを比較することにより、排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであるか或いはリッチであるかを検出することができる。
【００３５】
これら各センサ４２〜４５の検出信号は内燃機関１０の各種制御を統括して実行する電子制御装置５０に取り込まれる。電子制御装置５０は、これら検出信号に基づいて、燃料噴射弁２０、点火プラグ２２、スロットル弁２６（正確にはこれを駆動するモータ）等のアクチュエータを駆動することにより、空燃比制御、機関燃焼モードの切替制御等、機関燃焼にかかる各種制御を実行する。電子制御装置５０は、これら各種制御にかかる制御プログラムやその実行に際して必要となる関数マップ、並びにそれに基づく制御結果を記憶するためのメモリ５２を備えている。
【００３６】
上記機関燃焼にかかる各種制御のうち、機関燃焼モードの切替制御では、内燃機関１０の機関燃焼モードが基本的には成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えられる。
【００３７】
例えば、機関運転状態が低負荷低回転領域にあるときには、機関燃焼モードが成層燃焼に切り替えられる。この成層燃焼では、空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定されるとともに、燃料噴射時期が圧縮行程後期に設定される。
【００３８】
これに対して、機関運転状態が機関始動時や高負荷高回転領域にあるときには、機関燃焼モードが均質燃焼に切り替えられる。従って、例えば車両加速時等においては、通常、機関負荷が高負荷領域に移行するため、機関燃焼モードは均質燃焼に設定される。この均質燃焼では、空燃比が理論空燃比近傍或いはそれよりもリッチに設定されるとともに、燃料噴射時期が吸気行程時に設定される。
【００３９】
このように機関燃焼モードの切り替えは、基本的には機関運転状態に基づいて行われるが、先の触媒装置３０、特にＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の排気浄化性能を維持するために、こうしたアクセル操作等とは無関係に機関燃焼モードの切り替えが実行される場合がある。
【００４０】
例えば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２におけるＳＯｘ被毒量がその限界量近傍の所定量以上にまで増大したときには、機関運転状態に基づく機関燃焼モードが成層燃焼である場合であっても、これが目標空燃比を理論空燃比とする均質燃焼に切り替えられる。尚、以下に説明する「昇温モード」に対して、この場合の均質燃焼を特に「通常モード」と称する。そして、この均質燃焼時のおけるフィードバック補正量とその平均値とが比較され、その比較結果が所定の切替実行条件を満たしているときに、機関燃焼モードが昇温モードに切り替えられる。
【００４１】
この昇温モードでは、全４気筒のうち３気筒については、その目標空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定される。一方、残りの１気筒については、その目標空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定される。また、目標空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定される３つの気筒（リーン気筒）では圧縮行程後期に燃料噴射が行われ、同目標空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定される気筒（リッチ気筒）では吸気行程噴射が行われる。即ち、この昇温モードにあっては、リーン気筒では成層燃焼、リッチ気筒では均質燃焼が行われる。
【００４２】
そして、排気空燃比が理論空燃比と一致するように燃料噴射量がフィードバック制御される。換言すれば、酸素濃度センサ４５により検出される排気の平均的な酸素濃度が、通常モード時に目標空燃比を理論空燃比としたときの濃度と一致するように、同フィードバック制御が行われる。尚、上述したＳＯｘ被毒量の監視処理、機関燃焼モードの通常モードへの切替処理、並びに通常モードから昇温モードへの機関燃焼モードの切替処理といった一連の処理を以下では、「被毒回復制御」と称する。
【００４３】
こうした被毒回復制御が実行されることにより、目標空燃比がリッチに設定された気筒からはＨＣ，ＣＯといった燃料未燃成分が、また目標空燃比がリーンに設定された気筒からは燃焼に供されない過剰な空気が排気通路１３に排出されるようになる。その結果、これら未燃成分と空気に含まれる酸素とが燃焼室１２から三元触媒装置３１までの排気通路１３や三元触媒装置３１において反応し、その反応熱によって排気温度が上昇するようになる。従って、三元触媒装置３１はもとより、その下流側に配設されているＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２は、このような高温の排気によって加熱されて温度上昇するようになる。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の触媒本体に吸着されているＳＯｘが脱離され、ＳＯｘ被毒が解消されるようになる。
【００４４】
以下、機関燃焼モードが上記通常モード及び昇温モードを含む均質燃焼に設定されているときに実行される空燃比フィードバック制御、並びに被毒回復制御について更に詳細に説明する。
【００４５】
図２は、燃料噴射量ＱＩＮＪの算出手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は電子制御装置５０により所定クランク角毎に繰り返し実行される。
【００４６】
この一連の処理では、まず、吸入空気量及び機関回転速度等、現在の機関運転状態を示す各パラメータが読み込まれる（ステップＳ１００）。そして、これら各パラメータに基づいて基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが算出される（ステップＳ１１０）。このように基本燃料噴射量ＱＢＡＳＥが算出されると、次に、以下の演算式（１）に基づいて燃料噴射量ＱＩＮＪが算出される（ステップＳ１２０）。
【００４７】
ＱＩＮＪ
←ＱＢＡＳＥ・Ｋ　・・・（１）
（Ｋ＝１＋（ＦＡＦ−１．０）＋（ＫＧ−１．０））
上式（１）において、フィードバック補正量ＦＡＦは目標空燃比（ここでは理論空燃比）に対する実空燃比の一時的な乖離を補償するためのものである。また、空燃比学習値ＫＧは、この目標空燃比に対する実空燃比の定常的な乖離傾向を補償するためのものである。このようにして燃料噴射量ＱＩＮＪが算出されると、この一連の処理は一旦終了される。
【００４８】
次に、上記フィードバック補正量ＦＡＦの算出手順について図４を参照して説明する。図４はこの算出手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は電子制御装置５０により所定クランク角毎に繰り返し実行される。
【００４９】
この一連の処理では、まず、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２００）。この空燃比フィードバック制御の実行条件としては、例えば、機関始動時ではない、燃料カットが行われていない、機関冷却水温が所定温度以上である、酸素濃度センサ４５が活性化している、等々を挙げることができる。
【００５０】
これら各条件のうち少なくとも一つが成立していないときには、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立していないと判断される（ステップＳ２００：ＮＯ）。そして、この場合、上記フィードバック補正量ＦＡＦが「１．０」に設定され（ステップＳ２４０）、この一連の処理は一旦終了される。従って、この場合には、フィードバック補正量ＦＡＦに基づく燃料噴射量のフィードバック制御は実質的に行われず、オープンループ制御が実行される。
【００５１】
一方、上記各条件が全て成立しており、空燃比フィードバック制御の実行が許可される場合には（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、まず、酸素濃度センサ４５の出力電圧Ｖｏｘが所定の基準電圧Ｖｒよりも小さいか否かが判定される（ステップＳ２０２）。
【００５２】
ここで出力電圧Ｖｏｘが上記基準電圧Ｖｒ未満である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとして、空燃比識別フラグＸＯＸが「０」に設定される（ステップＳ２１０）。尚、この空燃比識別フラグＸＯＸは、現在の排気空燃比がリーンである場合には「０」に、リッチである場合には「１」にそれぞれ設定される。
【００５３】
次に、空燃比識別フラグＸＯＸの値と同空燃比識別フラグＸＯＸの前制御周期における値ＸＯＸＯ（以下、単に「前回値ＸＯＸＯ」という）とが比較される（ステップＳ２１２）。これらが一致している場合には（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値にある状態が継続しているものと判断される。そして、この場合には、上記フィードバック補正量ＦＡＦに所定の積分量ａ（ａ＞０）が加算され、その加算値（＝ＦＡＦ＋ａ）が新たなフィードバック補正量ＦＡＦとして設定される（ステップＳ２１４）。
【００５４】
一方、空燃比識別フラグＸＯＸの値がその前回値ＸＯＸＯと異なっている場合（ステップＳ２１２：ＮＯ）、排気空燃比が理論空燃比を基準としてこれよりもリッチ側の値からリーン側の値に反転したものと判断される。そして、この場合には、フィードバック補正量ＦＡＦに所定のスキップ量Ａ（Ａ＞０）が加算され、その加算値（＝ＦＡＦ＋Ａ）が新たなフィードバック補正量ＦＡＦとして設定される（ステップＳ２１６）。尚、このスキップ量Ａは先の積分量ａと比較して十分に大きな値に設定されている。
【００５５】
これに対して、酸素濃度センサ４５の出力電圧Ｖｏｘが基準電圧Ｖｒ以上である場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとして、空燃比識別フラグＸＯＸが「１」に設定される（ステップＳ２２０）。
【００５６】
次に、空燃比識別フラグＸＯＸの値とその前回値ＸＯＸＯとが比較される（ステップＳ２２２）。そして、これらが一致している場合には（ステップＳ２２２：ＹＥＳ）、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にある状態が継続しているものと判断される。そして、この場合には、フィードバック補正量ＦＡＦから所定の積分量ｂ（ｂ＞０）が減算され、その減算値（＝ＦＡＦ−ｂ）が新たなフィードバック補正量ＦＡＦとして設定される（ステップＳ２２４）。
【００５７】
一方、空燃比識別フラグＸＯＸの値がその前回値ＸＯＸＯと異なっている場合（ステップＳ２２２：ＮＯ）、排気空燃比が理論空燃比を基準としてこれよりもリーン側の値からリッチ側の値に反転したものと判断される。そして、この場合には、フィードバック補正量ＦＡＦから所定のスキップ量Ｂ（Ｂ＞０）が減算され、その減算値（＝ＦＡＦ−Ｂ）が新たなフィードバック補正量ＦＡＦとして設定される（ステップＳ２２６）。尚、このスキップ量Ｂは先の積分量ｂと比較して十分に大きな値に設定されている。
【００５８】
そして、このステップＳ２２６、或いは先のステップＳ２１６の処理を実行した後、次に空燃比学習処理、即ち空燃比学習値ＫＧの算出が行われる（ステップＳ２３０）。以下、空燃比学習値ＫＧの算出手順について説明する。
【００５９】
図３は、こうした空燃比フィードバック制御を通じて算出されるフィードバック補正量ＦＡＦの推移例を示している。同図３に示されるように、フィードバック補正量ＦＡＦは、酸素濃度センサ４５の出力電圧Ｖｏｘが上記基準電圧Ｖｒを跨いで変化するとき（スキップタイミング）には、比較的大きく変化するように上記各スキップ量Ａ，Ｂに基づいて増減操作される。一方、酸素濃度センサ４５の出力電圧Ｖｏｘが上記基準電圧Ｖｒを跨いで変化したときから再び同基準電圧Ｖｒを跨いで変化するときまでの期間（積分期間）では、徐々に変化するように上記積分量ａ，ｂに基づいて増減操作される。
【００６０】
ここで、排気空燃比と理論空燃比とが定常的に乖離する傾向を有していない場合には、フィードバック補正量ＦＡＦはその基準値である「１．０」を中心としてその近傍で変動するようになる。従って、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥは略「１．０」と等しくなる。一方、例えば燃料噴射弁２０の固体差等に起因して排気空燃比が理論空燃比からリッチ側或いはリーン側に定常的に乖離する傾向がある場合、フィードバック補正量ＦＡＦはその基準値である「１．０」とは異なる値を中心としてその近傍で変動するようになる。従って、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥは、その乖離傾向に応じて「１．０」とは異なる値に収束するようになる。このため、このフィードバック補正量ＦＡＦの基準値（＝「１．０」）とその平均値ＦＡＦＡＶＥとの間の乖離に基づいて実空燃比と理論空燃比との定常的な乖離傾向を監視することができる。
【００６１】
この空燃比学習値ＫＧの算出に際しては、まず、以下の演算式（２）に従ってフィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥが算出される。
ＦＡＦＡＶＥ←（ＦＡＦＳ（ｉ−１）＋ＦＡＦＳ（ｉ））／２　・・・（２）
上式（２）において、「ＦＡＦＳ（ｉ−１）」は、前回のスキップ処理、即ち各スキップ量Ａ，Ｂに基づく増減操作がなされる直前のフィードバック補正量ＦＡＦの値であり、「ＦＡＦＳ（ｉ）」は、今回のスキップ処理がなされる直前のフィードバック補正量ＦＡＦの値である。
【００６２】
即ち、出力電圧Ｖｏｘが基準電圧Ｖｒを跨いで変化したときのフィードバック補正量ＦＡＦの値ＦＡＦＳ（ｉ−１）と、その後、再び出力電圧Ｖｏｘが基準電圧Ｖｒを跨いで変化したときのフィードバック補正量ＦＡＦの値ＦＡＦＳ（ｉ）との相加平均が上記平均値ＦＡＦＡＶＥとして算出される。
【００６３】
次に、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥと所定値α，β（β＞１．０＞α）との比較が行われる。そして、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥが所定値α未満である場合には、排気空燃比が理論空燃比に対してリッチ側に乖離する傾向があると判断され、この乖離傾向を補償すべく空燃比学習値ＫＧがより小さい値になるように学習される。即ち、現在の空燃比学習値ＫＧから所定値γが減算され、その減算値（ＫＧ−γ）が新たな空燃比学習値ＫＧとして設定される。
【００６４】
一方、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥが所定値β以上である場合には、排気空燃比が理論空燃比に対してリーン側に乖離する傾向があると判断され、この乖離傾向を補償すべく空燃比学習値ＫＧがより大きな値になるように学習される。即ち、現在の空燃比学習値ＫＧに所定値γが加算され、その加算値（ＫＧ＋γ）が新たな空燃比学習値ＫＧとして設定される。
【００６５】
これに対して、フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥが（α≦ＦＡＦＡＶＥ＜β）の範囲にあるときには、同平均値ＦＡＦＡＶＥがその基準値「１．０」の近傍で変動しており、排気空燃比が理論空燃比から乖離する傾向はないと判断される。そしてこの場合には、上記空燃比学習値ＫＧの更新が行われることなく、現在の値がそのまま保持される。
【００６６】
このようにして空燃比学習値ＫＧが算出された後、次回の処理に備えて現在の空燃比識別フラグＸＯＸが前回値ＸＯＸＯとして記憶され（ステップＳ２３２）、この一連の処理が一旦終了される。
【００６７】
次に、被毒回復制御の実行手順について図５〜図７を参照して説明する。
図５は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２における総ＳＯｘ被毒量を算出する際の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は所定クランク角の割り込み処理として電子制御装置５０により実行される。
【００６８】
この一連の処理では、まず、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」であるか否かが判断される（ステップＳ３１０）。この被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘは、機関燃焼モードの切替状態に対応しており、所定条件のもとでこれが「オン」に設定されると、機関燃焼モードが通常モードから昇温モードに切り替えられる。
【００６９】
ここで、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」である場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、次にＳＯｘ被毒量についてその増大量（被毒増大量）ＤＩＳＯｘが算出される（ステップＳ３２０）。
【００７０】
この増大量ＤＩＳＯｘは、吸入空気量が多くなるほど、また排気空燃比がリッチ側にあるときほど、即ち燃料濃度が濃いときほど、大きな値に設定される。これは吸入空気量が多いときほど、また燃料濃度が濃いときほど単位時間当たりにＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の触媒本体に接触してこれに吸着されるＳＯｘ被毒量が増大するためである。
【００７１】
更に、この増大量ＤＩＳＯｘは、使用燃料のイオウ含有量によっても変化する。例えば、高オクタン価ガソリンの場合には低オクタン価ガソリンよりもイオウ含有量は少ないので、この増大量ＤＩＳＯｘは小さく設定され、逆に低オクタン価ガソリンの場合にはこれが大きく設定される。因みに、高オクタン価ガソリンの場合にはノッキングが発生し難いため、内燃機関１０の点火時期は点火進角制御を通じてより進角側の時期に設定されるのに対し、低オクタン価ガソリンの場合はこれと比較して遅角側の時期に設定される。このため、このような燃料種類の判定は、例えばノッキング制御における点火時期の調整度合に基づいて行うことができる。
【００７２】
これら吸入空気量、排気空燃比、及びイオン含有量と増大量ＤＩＳＯｘとの関係は実験等を通じて予め求められ、電子制御装置５０のメモリ５２に記憶されている。
【００７３】
次に、以下の演算式（３）に基づいて総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが算出される（ステップＳ３３０）。
ΣＳＯｘ←ΣＳＯｘＯ＋ＤＩＳＯｘ　・・・（３）
上式（３）において「ΣＳＯｘＯ」は前回の制御周期における総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘの値である。
【００７４】
このようにして総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが算出されると、次に、この総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量αを超えているか否かが判断される（ステップＳ３４０）。この所定量αは、ＮＯｘ吸蔵能力の低下が無視できない程度にまでＳＯｘ被毒量が増大したことを判定するための値である。ここで、総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量αを超えている場合には（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の昇温を行う必要があるものとして被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘが「オン」に設定され（ステップＳ３５０）、この一連の処理は一旦終了される。
【００７５】
また、上記判断において、総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量α以下であり、ＳＯｘ被毒量についてまだ余裕がある旨判断された場合（ステップＳ３４０：ＮＯ）には、被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘの操作はなされないまま、一連の処理は一旦終了される。
【００７６】
一方、先のステップＳ３１０において、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オン」である旨判断された場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、被毒回復量ＤＤＳＯｘが算出される（ステップＳ３２５）。
【００７７】
この被毒回復量ＤＤＳＯｘは、前回の制御周期から今回の制御周期までの期間において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２から脱離されたＳＯｘ量の総量であり、被毒回復処理を通じてＳＯｘ被毒量が減少する際の減少速度に相当するものである。この被毒回復量ＤＤＳＯｘは、排気空燃比がリッチであるときほど、大きな値として算出される。これは、排気空燃比がリッチであり、排気の酸素濃度が低いときほど、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の触媒本体からＳＯｘが脱離し易い状況におかれ、これが促進されるためである。尚、本実施形態にかかる装置では、被毒回復制御における目標空燃比を理論空燃比に設定しているため、この被毒回復量ＤＤＳＯｘは理論空燃比に対応するものとなっている。
【００７８】
更に、この被毒回復量ＤＤＳＯｘは吸入空気量が多いときほど大きな値として算出される。これは、吸入空気量が多いときほど、排気通路１３や三元触媒装置３１において発生する反応熱が増大し、それに伴う排気温度の上昇によってＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２がより高い温度下におかれてＳＯｘの脱離が促進されるためである。こうした排気空燃比及び吸入空気量と被毒回復量ＤＤＳＯｘとの関係は実験等を通じて予め求められ、電子制御装置５０のメモリ５２に演算用のデータとして記憶されている。
【００７９】
このようにして被毒回復量ＤＤＳＯｘが算出された後、以下の演算式（４）に基づいて総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが算出される（ステップＳ３３５）
ΣＳＯｘ←ΣＳＯｘＯ−ＤＤＳＯｘ　・・・（４）
次に、この総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量βを下回っているか否かが判断される（ステップＳ３４５）。この所定量βは、ＮＯｘ吸蔵能力の低下が無視できるまでにＳＯｘ被毒量が十分に減少したことを判定するための値であり、先の所定量αよりも小さい値（α＞β）に設定されている。
【００８０】
この判断において、総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量βを下回っている旨の判断がなされた場合（ステップＳ３４５：ＹＥＳ）には、被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘが「オフ」に設定される（ステップＳ３５５）。そして更に、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」に設定された後（ステップＳ３６０）、この一連の処理は一旦終了される。このように、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」に設定されると、機関燃焼モードを昇温モードとした機関運転は停止され、同機関燃焼モードは機関運転状態に基づくモードに切り替えられる。また、先の総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘと所定量βとの比較において、総ＳＯｘ被毒量ΣＳＯｘが所定量β以上である場合にも（ステップＳ３４５：ＮＯ）、この一連の処理は一旦終了される。
【００８１】
次に、上記被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘが「オン」に設定されることに基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２を昇温すべく機関燃焼モードを切り替える際の処理手順について説明する。図６は、この処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は所定クランク角の割り込み処理として電子制御装置５０により実行される。また、図７は、フィードバック補正量ＦＡＦ及びその平均値ＦＡＦＡＶＥの推移の一例を示すタイミングチャートである。
【００８２】
この一連の処理では、まず、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」に設定されているか否かが判断される（ステップＳ４００）。ここで、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オン」に設定されており、機関燃焼モードが既に通常モードから昇温モードに切り替えられている場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、この一連の処理は一旦終了される。
【００８３】
一方、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」である場合には（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、更に被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘが「オン」に設定されているか否かが判断される（ステップＳ４１０）。ここで、被毒回復処理要求フラグＸＳＯｘが「オン」に設定されており、ＳＯｘ被毒によるＮＯｘ吸蔵能力の低下が無視できないと判断された場合には（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、まず機関燃焼モードが上記通常モードに設定される（ステップＳ４２０）。そして次に、このように通常モードでの機関運転が開始されてから所定期間が経過したか否かが判断される（ステップＳ４３０）。機関燃焼モードが、例えば成層燃焼から通常モードに切り替えられた直後、即ち空燃比フィードバック制御が開始された直後は、フィードバック補正量ＦＡＦ及びその平均値ＦＡＦＡＶＥが不安定でその信頼性が低い傾向にある。このため、上記ステップＳ４３０の処理では、空燃比フィードバック制御が開始されてからの経過時間に基づいて、これら各パラメータＦＡＦ，ＦＡＦＡＶＥの信頼性を評価するようにしている。
【００８４】
ここで、機関燃焼モードが通常モードに切り替えられてから所定期間が経過し、フィードバック補正量ＦＡＦ及びその平均値ＦＡＦＡＶＥの信頼性が高いと判断された場合には（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、現在のフィードバック補正量ＦＡＦ及びその平均値ＦＡＦＡＶＥが読み込まれる（ステップＳ４４０）。
【００８５】
次に、昇温モード切替条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ４５０）。具体的には、・ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の触媒床温が所定温度以上である、・吸入空気量が所定量以上である、といった２つの条件の双方が成立しているか否かが判断される。ここでは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２の触媒本体からのＳＯｘの脱離を効率的に行うことができるか否かが判断され、効率的に行うことができるときにのみ、機関燃焼モードを昇温モードに切り替えるようにしている。これにより、機関燃焼モードを昇温モードに設定する期間を極力短くすることができる。
【００８６】
上記判断において昇温モード切替条件が成立している旨判断された場合には（ステップＳ４５０：ＹＥＳ）、フィードバック補正量ＦＡＦがその平均値ＦＡＦＡＶＥを中心とした所定範囲Ｓ（図７参照）にあるか否かが以下の条件式（５）に基づいて判断される（ステップＳ４６０）。
【００８７】
（１−ｃ）ＦＡＦＡＶＥ＜ＦＡＦ＜（１＋ｃ）ＦＡＦＡＶＥ　・・・（５）
ここでは、フィードバック補正量ＦＡＦについてその平均値ＦＡＦＡＶＥからの乖離量が所定範囲Ｓにあることを判断し、同所定範囲Ｓにあることを機関燃焼モードを昇温モードに切り替える際の実行条件にしている。従って、通常モードでの機関運転が開始されてから所定期間が経過し、且つ、昇温モード切替条件が成立していても（例えば図７のタイミングｔ７１）、その切り替えの実行が保留されるようになる。
【００８８】
そして、上記条件式（５）が成立するようになると（ステップＳ４６０：ＹＥＳ）、リーン気筒の燃料噴射量ＱＩＮＪＬと、リッチ気筒の燃料噴射量ＱＩＮＪＲとがそれぞれ以下の式（６），（７）に基づいて算出される。
【００８９】
ＱＩＮＪＬ←ＱＩＮＪ・（１−Ｐ／３）　・・・（６）
ＱＩＮＪＲ←ＱＩＮＪ・（１＋Ｐ）　・・・（７）
（０＜Ｐ＜１．０）
上記各式（６），（７）において、「Ｐ」は、リーン気筒におけるリーン度合及びリッチ気筒におけるリッチ度合に相当する係数である。即ち、この係数Ｐが大きくなるほど、上記リーン度合及びリッチ度合が大きくなる。そして、このように、上記係数Ｐに基づいてリーン度合及びリッチ度合が大きく設定されるほど、機関燃焼モードを昇温モードに設定することによる昇温効果、ひいてはＳＯｘの脱離効果が高められるようになる。この係数Ｐは、目標空燃比が過度にリーン或いはリッチに設定されることに起因する燃焼の悪化を招かない範囲に設定されている。
【００９０】
このようにして各燃料噴射量ＱＩＮＪＬ，ＱＩＮＪＲが算出されると、機関燃焼モードが昇温モードに切り替えられ、上記各燃料噴射量ＱＩＮＪＬ，ＱＩＮＪＲに基づいてリーン気筒及びリッチ気筒での燃料噴射が実行される（ステップＳ４８０）。そして、こうした機関燃焼モードの切り替えに合わせて被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オン」に設定される（ステップＳ４９０）。このステップＳ４９０の処理を実行した後、或いは先のステップＳ４００，Ｓ４１０，Ｓ４３０，Ｓ４５０，Ｓ４６０の各判断において否定判断された場合には、この一連の処理は一旦終了される。尚、このように機関燃焼モードが通常モードから昇温モードに切り替えられた後は、図５のステップＳ３６０の処理を通じて、被毒回復処理実行フラグＸＥＸＥＳＯｘが「オフ」に設定されるまで、同昇温モードでの機関運転が継続される。
【００９１】
以上説明した態様をもって機関燃焼状態を制御する本実施形態の装置によれば、以下の作用効果を得ることができる。
・本実施形態にかかる装置では、機関燃焼モードを通常モードから昇温モードに切り替えて昇温制御を実行するに際して、通常モードにおけるフィードバック補正量ＦＡＦが所定条件を満たしていることを上記機関燃焼モードの切替実行条件としている。具体的には、通常モードにおけるフィードバック補正量ＦＡＦがその平均値ＦＡＦＡＶＥを中心とする所定範囲Ｓにあることを上記切替実行条件としている。従って、フィードバック補正量ＦＡＦの変動による悪影響が極力少なくなる時期、具体的には同フィードバック補正量ＦＡＦによる燃料噴射量の補正度合が小さいときに、機関燃焼モードが通常モードから昇温モードに切り替えられるようになる。また、これによりリーン気筒及びリッチ気筒において、それらのリーン度合及びリッチ度合を極力大きく設定することも可能になる。その結果、昇温制御による昇温効果を高めつつ、こうした昇温制御に起因する失火等、燃焼の悪化を抑制することができるようになる。
【００９２】
・また、本実施形態にかかる装置の適用対象となる内燃機関１０は、筒内噴射式内燃機関であり、また、昇温モードに際してリーン気筒では燃料噴射時期を圧縮行程後期に設定して成層燃焼を実行するようにしている。このように、成層燃焼を行う場合、空燃比が僅かにその許容範囲から外れた場合でも、点火プラグ２２の近傍に形成される燃料濃度の高い混合気層の燃焼状態に及ぼす悪影響は大きく、リッチ失火等、燃焼状態の悪化が発生しやすい傾向がある。しかしながら、こうした傾向を有する内燃機関１０であっても、リッチ失火等の燃焼悪化を抑制することができるようになる。
【００９３】
尚、上記実施形態は以下のようにその制御手順等の一部を変更することもできる。
・上記実施形態では、通常モードでのフィードバック補正量ＦＡＦがその平均値ＦＡＦＡＶＥを中心とする所定範囲Ｓにあることを、機関燃焼モードを通常モードから昇温モードに切り替える実行条件とした。これに対して、例えば、フィードバック補正量ＦＡＦがその平均値ＦＡＦＡＶＥよりも燃料噴射量を増量する側にあることを上記切替実行条件としてもよい。この場合、図６に示されるステップＳ４６０の処理では、例えば、フィードバック補正量ＦＡＦが以下の条件式（８）を満たすことを判断するようにする。
【００９４】
ＦＡＦ＞ＦＡＦＡＶＥ　・・・（８）
こうした構成によれば、空燃比がリーン側にあるときに燃焼状態の悪化を生じやすい内燃機関であっても、そうした燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００９５】
・また、例えば、フィードバック補正量ＦＡＦがその平均値ＦＡＦＡＶＥよりも燃料噴射量を減量する側にあることを上記切替実行条件としてもよい。この場合、図６に示されるステップＳ４６０の処理では、例えば、フィードバック補正量ＦＡＦが以下の条件式（９）を満たすことを判断するようにする。
【００９６】
ＦＡＦ＜ＦＡＦＡＶＥ　・・・（９）
こうした構成によれば、空燃比がリッチ側にあるときに燃焼状態の悪化を生じやすい内燃機関であっても、そうした燃焼状態の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００９７】
・上記実施形態では、上記所定範囲Ｓをフィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶＥを中心とした上下に均等な領域としたが、これを同平均値ＦＡＦＡＶＥを含んだ不均等な領域に設定することもできる。
【００９８】
・上記実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２のＳＯｘ被毒回復を昇温制御の主な目的とする場合を例示したが、本発明は、こうしたＳＯｘ被毒回復に限らず、同ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２におけるＮＯｘ吸蔵能力が低下するの避けることを目的とした昇温制御にも適用できる。また、三元触媒装置３１の触媒活性化等、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２に限らず、三元触媒装置３１のための昇温制御にも適用することができる。
【００９９】
・上記実施形態では、全４気筒のうち３つの気筒をリーン気筒、１つの気筒をリッチ気筒とする場合を例示したが、リーン気筒及びリッチ気筒の数は任意に設定することができる。また、機関運転状態に応じてこうしたリーン気筒及びリッチ気筒の数を可変とすることも可能である。
【０１００】
・昇温モードにおけるリーン気筒では燃料噴射時期を圧縮行程後期とすることにより成層燃焼を実行するようにしたが、均質燃焼を実行するようにしてもよい。
【０１０１】
・また、昇温モードでは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置３２に流入する排気の平均的な酸素濃度が通常モードにおいて実空燃比を理論空燃比としたときの濃度と一致させるようにした。これに対して、昇温モードにおける排気の平均的な酸素濃度が、通常モードにおいて実空燃比を理論空燃比よりも僅かにリッチとしたときの濃度と一致させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる内燃機関の燃焼制御装置についてその概要を示す概略構成図。
【図２】燃料噴射制御の実行手順を示すフローチャート。
【図３】フィードバック補正量の推移例を示すタイミングチャート。
【図４】空燃比フィードバック制御の実行手順を示すフローチャート。
【図５】ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置の総ＳＯｘ被毒量を算出する際の手順を示すフローチャート。
【図６】機関燃焼モードを切り替える際の処理手順を示すフローチャート。
【図７】フィードバック補正量及びその平均値の推移と機関燃焼モードの切り替えタイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…燃焼室、１３…排気通路、１４…機関ピストン、１８…コネクティングロッド、２１…吸気バルブ、２０…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気バルブ、２４…デリバリパイプ、２６…スロットル弁、３０…触媒装置、３１…三元触媒装置、３２…ＮＯｘ吸蔵還元触媒装置、４２…吸入空気量センサ、４３…クランクセンサ、４４…アクセルセンサ、４５…酸素濃度センサ、５０…電子制御装置（制御手段）、５２…メモリ、６０…アクセルペダル、ＦＡＦ…フィードバック補正量。
【図１】
2004092513.tif 000003
【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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