(57)【要約】【課題】  排気浄化手段の再生処理の際に減筒制御が行われる内燃機関において、再生処理の際に排気浄化手段が過昇温されるのを抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  排気通路に排気浄化手段を有する多気筒内燃機関に対して、排気浄化手段の昇温を伴う再生処理を実施する時には排気温度を上昇させるために内燃機関の一部の気筒について吸排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する減筒制御を実施し、内燃機関の搭載された車両の減速時には内燃機関の各気筒への燃料の供給を停止する燃料カットを実施する多気筒内燃機関の制御装置において、上記再生処理の実施中（ステップ１０１）に上記燃料カットを実施する時（ステップ１０３）には、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにする（ステップ１０５）多気筒内燃機関の制御装置を提供する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に排気浄化手段を有する多気筒内燃機関に対して、
上記排気浄化手段の排気浄化性能の回復を図るべく昇温を伴う再生処理を実施する時には、排気温度を上昇させるために上記多気筒内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する減筒制御を実施し、
上記多気筒内燃機関の搭載された車両の減速時には上記多気筒内燃機関の各気筒への燃料の供給を停止する燃料カットを実施する、多気筒内燃機関の制御装置において、
上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時には、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにすることを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を有していて、
上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時に、上記温度検出手段により検出された上記排気浄化手段の温度が予め定めた温度以上である場合にのみ、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにする請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を有していて、
上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時に、上記温度検出手段により検出された上記排気浄化手段の温度に基づいて、上記一部の気筒のうち、吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにする気筒の数が決定される請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量を推定する流入酸素量推定手段を有していて、
上記再生処理の実施に際して上記減筒制御を実施する時に、上記流入酸素量推定手段により推定された上記酸素量に基づいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒の数が決定される請求項１から３の何れか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項５】
排気通路に排気浄化手段を有する多気筒内燃機関に対して、上記排気浄化手段の排気浄化性能の回復を図るべく昇温を伴う再生処理を実施する時に、排気温度を上昇させるために上記多気筒内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する減筒制御を実施する、多気筒内燃機関の制御装置において、
上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量を推定する流入酸素量推定手段を有していて、
上記再生処理の実施に際して上記減筒制御を実施する時に、上記流入酸素量推定手段により推定された上記酸素量に基づいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒の数が決定される、多気筒内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多気筒内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、内燃機関の排気系には排気ガスを浄化するために排気浄化装置が設けられている。このような排気浄化装置としては従来より種々のものが用いられているが、その一つとして排気通路にＮＯｘ吸蔵触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、「ＮＯｘ吸蔵フィルタ」と言う。）を配置するようにしたものが知られている。このようなＮＯｘ吸蔵フィルタを用いた排気浄化装置によれば、排気ガス中に含まれる煤等の排気微粒子（ＰＭ:Particulate Matter）を除去すると共に窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去することが可能となる。
【０００３】
一方、上記のようなＮＯｘ吸蔵フィルタを用いた場合には、同フィルタの排気浄化性能の回復を目的とした各種の再生処理が定期的に実施されることとなる。すなわち、例えば、ＮＯｘ吸蔵フィルタ上に堆積した排気微粒子を酸化除去するためのＰＭ再生処理、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵させたＮＯｘを離脱させ還元浄化するＮＯｘ還元浄化処理、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵された硫黄酸化物（ＳＯｘ）を放出させる硫黄被毒再生処理等が実施される。
【０００４】
そしてこのような再生処理を実施する場合には、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタの温度を上昇させる必要のある場合があり、そのような場合に減筒を行って一気筒当たりの負荷を増大させ排気ガスの温度を上昇せしめることによってフィルタ温度を上昇させる方法が知られている。
【０００５】
しかしながら、この方法によってフィルタ温度を上昇させて再生処理を実施する場合、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタが損傷（例えばフィルタの溶損やフィルタに担持されたＮＯｘ吸蔵触媒の熱劣化等）を受ける程昇温されてしまう場合がある。
【０００６】
このような過昇温は、例えば上述したような再生処理の実施中にいわゆる「燃料カット」が行われた場合等に生じ得る。燃料カットとは、車両が燃料供給の必要のない減速状態（例えば、エンジンブレーキ状態）にあると判定された時等に燃料の供給を停止することであり、これによって燃費の向上が図られる。ところが、このような燃料カットが上述のように再生処理を減筒制御によってフィルタ温度を上昇させつつ行っている時に実施されると、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタを流通する排気ガスの量が急激に低下し、その結果ＮＯｘ吸蔵フィルタから奪われる熱量が急低下して同フィルタが過昇温され、フィルタに担持されたＮＯｘ吸蔵触媒の熱劣化等が生じてしまう場合があるのである。
【０００７】
一方、このような燃料カットに伴う触媒の劣化を防止する技術としては、例えば特許文献１に、燃料カットの実施中において触媒の温度が所定値以上ならば、少なくとも吸気弁または排気弁のどちらか一方を閉じて触媒への排気ガスの導入を禁止するようにする構成が開示されている。しかしながら、これは高温の触媒に空気がそのまま流入して触媒が酸素過多雰囲気にさらされて劣化するのを抑制するためのものであり、上述したような再生処理の実施中に燃料カットが行われる場合には適用することはできない。
【０００８】
すなわち、例えば上記再生処理の実施中に燃料カットが行われる場合において上記ＮＯｘ吸蔵フィルタへの排気ガスの導入を禁止してしまうと、流通する排気ガスによってＮＯｘ吸蔵フィルタから奪われる熱量が低下するため、フィルタ温度が急上昇し、フィルタの溶損やフィルタに担持されたＮＯｘ吸蔵触媒の熱劣化等の可能性は却って大きくなってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−７４３８５
【特許文献２】特開２００２−１０６３２５
【特許文献３】特開２００１−２７１６６３
【特許文献４】特開平１１−２９４１４６
【特許文献５】特開平１０−２２３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のようなことに鑑みてなされたもので、その目的は、排気系に排気浄化手段（例えば上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ等）を備えていて同排気浄化手段に対する再生処理の際に減筒制御が行われて排気温度が上昇せしめられる多気筒内燃機関において、上記再生処理の実施に際して上記排気浄化手段が過昇温されるのを抑制することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された多気筒内燃機関の制御装置を提供する。
【００１２】
１番目の発明は、排気通路に排気浄化手段を有する多気筒内燃機関に対して、上記排気浄化手段の排気浄化性能の回復を図るべく昇温を伴う再生処理を実施する時には、排気温度を上昇させるために上記多気筒内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する減筒制御を実施し、上記多気筒内燃機関の搭載された車両の減速時には上記多気筒内燃機関の各気筒への燃料の供給を停止する燃料カットを実施する、多気筒内燃機関の制御装置において、上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時には、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにすることを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置を提供する。
【００１３】
上記のように減筒制御を実施し排気温度を上昇させて再生処理を実施している時に燃料カットが実施されると、稼動中であった気筒に吸入される空気の量が低下して同気筒から排出される排気ガスの量が低下し、結果として上記排気浄化手段を流通する排気ガスの量が急激に低下することになる。そしてこのように流通する排気ガスの量が急低下すると、上記排気浄化手段の温度が急上昇する場合がある。これは、流通する排気ガスによって上記排気浄化手段から奪われる熱量が急速に低下するためであり、この結果上記排気浄化手段が過昇温されてしまう場合がある。
【００１４】
これに対し、一番目の発明では、上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時には、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにされる。このようにすることによって、減筒制御によって不稼動とされ吸排気を行わなくなっていた気筒が吸排気を行うようにされ排気ガスの量が補われることになるので、上記のように燃料カットの実施に伴って上記排気浄化手段を流通する排気ガスの量が急激に低下することが防止され、その結果上記排気浄化手段が過昇温されるのを抑制することができる。
【００１５】
なお、燃料カットが行われている場合には気筒内で燃焼が行われておらず、空気は気筒を通過するだけであるが、本明細書ではこの場合も含め気筒から排出されるガスを排気ガスと称することとする。
【００１６】
２番目の発明では１番目の発明において、上記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を有していて、上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時に、上記温度検出手段により検出された上記排気浄化手段の温度が予め定めた温度以上である場合にのみ、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにする。
【００１７】
上記排気浄化手段を流通する排気ガスの量が増えると、同排気浄化手段の温度上昇が抑制され、延いてはその温度が低下せしめられる。上記排気浄化手段の温度が低くなり過ぎると、実施中の再生処理は一旦停止されることになり、再生処理を再開する際にはもう一度上記排気浄化手段を昇温させる必要が生じる。この排気浄化手段の昇温には燃料等が必要となるので、再生処理の効率的な実施の点からは排気浄化手段の温度は必要以上に下げ過ぎないようにすることが好ましい。
【００１８】
一方、上述したように減筒制御を実施し排気温度を上昇させて再生処理を実施している時に燃料カットが実施されると、上記排気浄化手段の温度が上昇するが、排気浄化手段のもとの温度が低い場合にはある程度の温度上昇では過昇温までには至らず問題がない。つまり、２番目の発明のようにすれば、上記予め定めた温度を適切に設定することによって、過昇温の可能性のより高い場合にのみ減筒制御によって不稼動とされ吸排気を行わなくなっていた気筒が吸排気を行うようにされて排気ガスの量が補われるようになるので、過昇温の発生を抑制しつつ再生処理の効率的な実施を図ることができる。
【００１９】
３番目の発明では１番目の発明において、上記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を有していて、上記再生処理の実施中に上記燃料カットを実施する時に、上記温度検出手段により検出された上記排気浄化手段の温度に基づいて、上記一部の気筒のうち、吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにする気筒の数が決定される。
【００２０】
３番目の発明のようにすれば、上記排気浄化手段の温度に応じて同排気浄化手段を流通させる排気ガスの量を調整することができる。このようにすることによって、上記排気浄化手段の温度が必要以上に下げられることを抑制することができるので、過昇温の発生を抑制しつつ再生処理の効率的な実施を図ることができる。
【００２１】
４番目の発明では１番目から３番目の何れかの発明において、上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量を推定する流入酸素量推定手段を有していて、上記再生処理の実施に際して上記減筒制御を実施する時に、上記流入酸素量推定手段により推定された上記酸素量に基づいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒の数が決定される。
【００２２】
上記排気浄化手段の温度は同排気浄化手段における炭化水素等の酸化反応によっても上昇せしめられるので、この温度上昇の程度は上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量に依存する。また、上記減筒制御を行った場合、稼動気筒数が減る分だけ稼動気筒一気筒当たりの吸排気量が増加すると共に吸気及び排気それぞれの間隔が長くなり、結果として上記排気浄化手段に流入する排気ガスの流れは大きく脈動することとなる。排気ガス中には酸素が含まれているので、上記のように排気浄化手段に流入する排気ガスの流れが大きく脈動すると、上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量も大きく脈動することとなる。
【００２３】
そして、このように上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量が大きく脈動すると、平均的な流入酸素量としては上記排気浄化手段の過昇温を生じる程ではなくても、流入酸素量のピーク時には上記排気浄化手段の過昇温を生じる恐れが生じる。つまり、上記減筒制御の実施時には、上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量の脈動に起因して上記排気浄化手段の過昇温を生じる可能性がある。
【００２４】
これに対し、４番目の発明では、上記再生処理の実施に際して上記減筒制御を実施する時に、上記排気浄化手段に単位時間に流入すると推定される酸素量に基づいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒の数が決定されるようになっている。減筒制御の実施に伴って発生する上記流入酸素量の脈動のピーク時における流入酸素量は、減筒制御において休止する気筒数を増やせば増加し、休止する気筒数を減らせば低下する傾向がある。したがって、４番目の発明のようにすることによって上記流入酸素量の脈動のピーク時における流入酸素量が上記排気浄化手段が過昇温される流入酸素量未満になるように調整することができ、上記排気浄化手段が過昇温されるのを抑制することができる。
【００２５】
５番目の発明は、排気通路に排気浄化手段を有する多気筒内燃機関に対して、上記排気浄化手段の排気浄化性能の回復を図るべく昇温を伴う再生処理を実施する時に、排気温度を上昇させるために上記多気筒内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する減筒制御を実施する、多気筒内燃機関の制御装置において、上記排気浄化手段に単位時間に流入する酸素量を推定する流入酸素量推定手段を有していて、上記再生処理の実施に際して上記減筒制御を実施する時に、上記流入酸素量推定手段により推定された上記酸素量に基づいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒の数が決定される、多気筒内燃機関の制御装置を提供する。
５番目の発明によっても、４番目の発明について説明したのと同様にして、上記再生処理の実施に際して上記排気浄化手段が過昇温されるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
各請求項に記載の発明は、排気系に排気浄化手段を備えていて同排気浄化手段に対する再生処理の際に減筒制御が行われて排気温度が上昇せしめられる多気筒内燃機関において、上記再生処理の実施に際して上記排気浄化手段が過昇温されるのを抑制することができるという共通の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。
【００２８】
図１は、本発明を車両に搭載された四気筒の筒内噴射型圧縮着火式内燃機関に適用した場合について説明するための図である。なお、本発明は他の種類の多気筒内燃機関、例えば筒内噴射型火花点火式内燃機関に適用することもできる。また、図２は図１に示した内燃機関の吸気系等の概略平面図であり、図中の＃１〜＃４はそれぞれ第一気筒から第四気筒を示している。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、１は内燃機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。図２中の２ａは各気筒の吸気弁を示し、２ｂは排気弁を示している。
【００３０】
図１に示されているように、吸気マニホルド４は下流側吸気ダクト６を介して可変容量タイプの排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口は上流側吸気ダクト８及びエアフローメータ９を介してエアクリーナ１０に連結される。下流側吸気ダクト６内にはステップモータ１１により駆動されるスロットル弁１２が配置され、更に下流側吸気ダクト６周りには同吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するためのインタークーラ１３が配置される。図１に示される構成では機関冷却水がインタークーラ１３内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【００３１】
一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７のタービン７ｂの入口に連結され、タービン７ｂの出口には、排気管１４を介して、排気浄化手段を構成するＮＯｘ吸蔵触媒が担持されたパティキュレートフィルタ（すなわち、ＮＯｘ吸蔵フィルタ）１５を内蔵したケーシング１６が連結される。ケーシング１６にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を検出もしくは推定するための温度センサ２１が取付けられている。なお、このような温度センサ２１を設けることなく、機関の運転状態とＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度との関係を予め求めておき、機関の運転状態に基づいてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を推定することもできる。
【００３２】
排気管１４と下流側吸気ダクト６とは排気再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１７を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１７内にはステップモータ１８により駆動されるＥＧＲ制御弁１９が配置される。また、ＥＧＲ通路１７にはＥＧＲ通路１７内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が配置される。図１に示される構成では機関冷却水がＥＧＲクーラ２０内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。
【００３３】
また、燃料噴射弁３は燃料供給管３１を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３２に連結される。このコモンレール３２内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３３から燃料が供給され、コモンレール３２内に供給された燃料は各燃料供給管３１を介して燃料噴射弁３に供給される。コモンレール３２にはコモンレール３２内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３４が取付けられ、燃料圧センサ３４の出力信号に基づいてコモンレール３２内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ３３の吐出量が制御される。
【００３４】
電子制御ユニット５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５及び出力ポート５６を具備する。エアフローメータ９、温度センサ２１、並びに燃料圧センサ３４の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。
【００３５】
また、アクセルペダル４４にはアクセルペダル４４の踏込み量（アクセル開度）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４５が接続され、負荷センサ４５の出力電圧は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。更に、入力ポート５５には、クランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４６が接続される他、内燃機関が搭載されている車両の車速を検知する車速センサ（図示なし）も接続されており、電子制御ユニット５０ではこの車速センサからの信号に基づいて車両の加速度が計算されるようになっている。
【００３６】
一方、出力ポート５６は対応する駆動回路５８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１２駆動用ステップモータ１１、ＥＧＲ制御弁１９駆動用ステップモータ１８、及び燃料ポンプ３３等に接続され、これらの各構成要素を電子制御ユニット５０からの信号により制御することができるようになっている。
【００３７】
そして本実施形態においては、上記内燃機関が搭載された車両が減速状態（例えば、エンジンブレーキ状態）にあると判定された時に、各気筒への燃料の供給を停止する「燃料カット」が行われるようになっている。より詳細には、本実施形態では、例えば所定時間以上にわたってアクセル開度がゼロとされ、且つ機関回転数が所定回転数以上の時に燃料カットが実行される。そして燃料カット状態に入った後に機関回転数が上記所定回転数を下回った場合、または燃料カット状態に入った後にアクセル開度が増加された場合には燃料カット状態は解除され、燃料の供給が再開される。
【００３８】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の構造を示す。なお、図３（Ａ）はＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の正面図を示しており、図３（Ｂ）はＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の側面断面図を示している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸蔵フィルタ１５はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路６０，６１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓６２により閉塞された排気ガス流入通路６０と、上流端が栓６３により閉塞された排気ガス流出通路６１とにより構成される。なお、図３（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓６３を示している。したがって排気ガス流入通路６０及び排気ガス流出通路６１は薄肉の隔壁６４を介して交互に配置される。言い換えると排気ガス流入通路６０及び排気ガス流出通路６１は各排気ガス流入通路６０が４つの排気ガス流出通路６１によって包囲され、各排気ガス流出通路６１が４つの排気ガス流入通路６０によって包囲されるように配置される。
【００３９】
ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５は例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、したがって排気ガス流入通路６０内に流入した排気ガスは図３（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁６４内を通って隣接する排気ガス流出通路６１内に流出する。そしてこの際、排気ガス中に含まれている排気微粒子が多孔質材料によって捕集されて排気ガス中から除去され、排気微粒子の大気への放出が防止される。
【００４０】
また、上記隔壁６４の表面及び内部の細孔内にはＮＯｘ吸蔵触媒が担持されている。ここで用いられるＮＯｘ吸蔵触媒は、例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、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と、白金Ｐｔのような貴金属とから成る。
【００４１】
このようなＮＯｘ吸蔵触媒は流通する排気ガスの空燃比（すなわち、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５より上流側の排気通路、燃焼室２または吸気通路等に供給された空気と燃料との比率）がリーンの時にはＮＯｘを吸蔵し、流通する排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを離脱させ還元浄化する作用（ＮＯｘの吸蔵離脱及び還元浄化作用）を有する。
【００４２】
図１に示されるような圧縮着火式内燃機関では、通常時は燃焼空燃比、すなわち燃焼室２内における平均空燃比がリーンであるので排気ガス空燃比もリーンであり、ＮＯｘ吸蔵触媒は排気ガス中のＮＯｘの吸蔵を行う。また、燃料噴射量が増加される等して燃焼空燃比がリッチ状態にされると排気ガスの空燃比が小さくされ且つ還元剤の存在する状態にされるのでＮＯｘ吸蔵触媒は吸蔵したＮＯｘを離脱させると共に離脱させたＮＯｘを還元浄化する。
【００４３】
本実施形態においては、このようなＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘの吸蔵離脱及び還元浄化作用を利用して、燃焼空燃比がリーンの状態で内燃機関を運転した時に排気ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵させ、一定期間使用してＮＯｘ浄化率が低下した時等、吸蔵したＮＯｘの離脱及び還元浄化が必要と判断された時に、内燃機関の燃焼空燃比をリッチ状態に変化させることによってＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵したＮＯｘを離脱させ還元浄化するＮＯｘ還元浄化処理を実施し、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるようにしている。
【００４４】
また、内燃機関の燃料には硫黄成分が含まれている場合があり、この場合には排気ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれることとなる。排気ガス中にＳＯｘが存在するとＮＯｘ吸蔵触媒はＮＯｘの吸蔵作用を行うのと全く同じメカニズムで排気ガス中のＳＯｘの吸蔵を行う。
【００４５】
ところが、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘは比較的安定であり、一般にＮＯｘ吸蔵触媒に蓄積されやすい傾向がある。そしてＮＯｘ吸蔵触媒のＳＯｘ蓄積量が増大すると、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵容量が減少して排気ガス中のＮＯｘの除去を充分に行うことができなくなるため、ＮＯｘの浄化効率が低下するいわゆる硫黄被毒の問題が生じる。
【００４６】
一方、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘについても、ＮＯｘと同じメカニズムで離脱させることが可能である。但し、ＳＯｘは比較的安定した形でＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されるため、通常のＮＯｘ還元浄化制御が行われる温度（例えば２５０℃程度以上）ではＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘを離脱させることは困難である。このため、硫黄被毒を解消するためには、ＮＯｘ吸蔵触媒をＮＯｘ還元浄化処理時より高い温度、すなわち硫黄分放出温度（例えば６００℃以上）に昇温した上で、流入する排気ガスの空燃比をリッチ状態にする硫黄被毒再生処理を実施する必要がある。本実施形態では、車両走行距離または燃料消費量等からＮＯｘ吸蔵触媒に蓄積されたＳＯｘ量を推定し、その値に基づいてＳＯｘの離脱が必要と判断された時に、後述する減筒制御を実施することによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を昇温すると共に燃焼空燃比、すなわち燃焼室２内における平均空燃比をリッチ状態に変化させることによって上述のような硫黄被毒再生処理を実施し、フィルタに担持されているＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるようにしている。
【００４７】
更に、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に捕集された排気微粒子は通常は連続的に酸化され除去されるのであるが、排気微粒子の量が極めて多い場合等には除去しきれずにフィルタ上に層状に堆積してしまう場合がある。このようになると、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５による排気微粒子除去能力が低下すると共に、担持されているＮＯｘ吸蔵触媒と排気ガスとの接触機会が減少し、結果的にそのＮＯｘ吸蔵能力も低下することになる。そのため、上記のような場合にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を昇温して堆積した排気微粒子を強制的に酸化させて除去するＰＭ再生処理を行う必要がある。本実施形態では、定期的に、もしくはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５における圧力損失等に基づいて堆積した排気微粒子の除去が必要と判断された時に、後述する減筒制御を実施することによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を昇温して上述のようなＰＭ再生処理を実施するようにしている。
【００４８】
以上で説明したように、本実施形態においては、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５のＮＯｘ吸蔵能力や排気微粒子除去能力等の排気浄化性能の回復を図るべく、種々の再生処理（ＮＯｘ還元浄化処理、硫黄被毒再生処理、ＰＭ再生処理）が実施される。そしてこれら再生処理を実施する際にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を上昇させる必要のある場合があり、本実施形態では、そのような場合、減筒制御を実施することによって排気温度を上昇させてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を上昇させるようにしている。
【００４９】
本実施形態において、上記減筒制御は上記内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の両方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止することによって行われる。なお、他の実施形態においては内燃機関の一部の気筒について吸気弁及び排気弁の何れか一方を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止することによって行うようにしてもよい。
【００５０】
そしてこの減筒制御が実施されると、上記一部の気筒が休止され、残りの気筒のみが稼動されて要求トルクを発生させる状態となるため、稼動している気筒の一気筒当たりの負荷が大きくなって排気温度が上昇し、それによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を上昇させることができる。
【００５１】
本実施形態における減筒制御おいて、吸・排気弁を閉弁停止状態にすると共に燃料供給を停止する気筒（すなわち、休止気筒）の数は、機関回転数や要求トルク（アクセル開度）等の機関運転状態に応じて、予め求めておいたマップに基づいて決定される。すなわち、このマップは排気温度を実施する再生処理に適する温度に上昇せしめる休止気筒数と上記機関運転状態との関係を表すものであって事前に実験等によって求めて電子制御ユニット５０のＲＯＭ５２に記憶させておく。
【００５２】
ところが、このような減筒制御を実施してＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を上昇させて再生処理を実施する場合、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が損傷（例えばフィルタの溶損やフィルタに担持されたＮＯｘ吸蔵触媒の熱劣化等）を受ける程昇温されてしまう場合がある。
【００５３】
そして、このような過昇温の生じ易い場合の一つが、上記再生処理の実施中に燃料カットが行われた場合である。すなわち、上記のように減筒制御を実施し排気温度を上昇させて再生処理を実施している時に燃料カットが実施されると、稼動中であった気筒に吸入される空気の量が低下して同気筒から排出される排気ガスの量が低下し、結果として上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量が急激に低下することになる。そしてこのように流通する排気ガスの量が急低下すると、流通する排気ガスによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５から奪われる熱量が急速に低下するために、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度が急上昇して過昇温されてしまう場合がある。
【００５４】
本実施形態はこのような問題に鑑み、上記のようにしてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されてしまうのを抑制するためのものであり、次に、その実現のために図１及び図２に示した構成によって実施され得る具体的な方法について説明する。図４はこの方法を実施するための制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは電子制御ユニット５０により一定時間毎の割込みによって実施される。
【００５５】
この制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ１０１において、上述したようなＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温を伴う再生処理（硫黄被毒再生処理、ＰＭ再生処理）の実施中であるか否かが判定される。そしてこの判定は、これまでの説明からも明らかなように、実質的には上述した減筒制御が実施中であるか否かの判定である。ステップ１０１において上記再生処理の実施中でないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、上記再生処理の実施中であると判定された場合にはステップ１０３に進む。
【００５６】
ステップ１０３では上述した燃料カットの実施中であるか否かが判定される。本実施形態では上述したように内燃機関が搭載された車両が減速状態（例えば、エンジンブレーキ状態）にあると判定された時に燃料カットが行われるようになっている。ステップ１０３において燃料カットの実施中でないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、燃料カットの実施中であると判定された場合にはステップ１０５に進む。
【００５７】
そして、続くステップ１０５において、再生処理のための減筒制御において休止されることとなった気筒の閉弁停止状態にある吸・排気弁が通常の開閉動作状態にされ、本制御ルーチンは終了する。つまり、ステップ１０５においては、休止気筒の吸・排気弁が、稼動気筒（但し、燃料カット実施中なので燃料供給は停止されている）の吸・排気弁と同様に気筒内の燃焼室に対して吸排気を行うようにピストンの動作に対応して開閉されるようにされる。
【００５８】
このようにすると、減筒制御によって不稼動とされ吸排気を行わなくなっていた休止気筒が吸排気を行うようにされるので、稼動気筒からの排気ガスの量が燃料カットの実施によって低下するのをある程度補うことができ、燃料カット実施によってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量が急激に低下するのを防ぐことができる。そしてこれにより、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されるのを抑制することができる。
なお、ステップ１０５において実施される制御は、燃料カット実施中であることを前提としていることを考慮すると、減筒制御の中止であるとも言える。
【００５９】
ところで、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量が増えると、同フィルタ１５の温度上昇が抑制され、延いてはその温度が低下せしめられる。上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度が低くなり過ぎると、実施中の再生処理は一旦停止されることになり、再生処理を再開する際にはもう一度上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を昇温させる必要が生じる。このＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温には燃料等が必要となるので、再生処理の効率的な実施の点からは上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度は必要以上に下げ過ぎないようにすることが好ましい。
【００６０】
一方、上述したように減筒制御を実施し排気温度を上昇させて上記再生処理を実施している時に燃料カットが実施されると、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度が上昇するが、もとのフィルタ温度が低い場合にはある程度の温度上昇では過昇温までには至らず問題がない。
【００６１】
そこで、本発明の他の実施形態では、フィルタ温度が高く過昇温の可能性のより高い場合にのみ上述したステップ１０５における制御を行うようにし、過昇温の発生を抑制しつつ再生処理の効率的な実施を図るようにしてもよい。
【００６２】
図５は、この場合の制御ルーチンを示すフローチャートである。ここでステップ２０１及びステップ２０３における制御は、図４のステップ１０１及びステップ１０３の制御と同様である。そして、ステップ２０３で燃料カットの実施中であると判定された場合にはステップ２０５に進み、そこでＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃが検出される。
【００６３】
そして、続くステップ２０７において、ステップ２０５で得られた温度Ｔｃが予め定められた所定温度Ｔｂ以上であるか否かが判定される。ここで所定温度Ｔｂは、例えば流通排気ガス量の低下に起因してＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温される可能性のある最低温度であり、予め実験等によって求められる。つまり、ここでの判定は、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温される可能性があるか否かについての判定であると言える。
【００６４】
ステップ２０７においてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃが予め定められた所定温度Ｔｂ未満であると判定された場合は、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温される可能性がない場合であり、この場合には本制御ルーチンは終了する。一方、ステップ２０７においてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃが予め定められた所定温度Ｔｂ以上であると判定された場合は、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温される可能性がある場合であり、この場合にはステップ２０９に進む。
【００６５】
ステップ２０９においては、図４の制御ルーチンのステップ１０５に相当する制御が実施される。つまり、再生処理のための減筒制御において休止されることとなった気筒の閉弁停止状態にある吸・排気弁が通常の開閉動作状態にされる。そして、このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量が補われて、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されるのが抑制される。
【００６６】
以上のように、この実施形態ではフィルタ温度が高く過昇温の可能性のより高い場合にのみ、休止気筒の閉弁停止状態にある吸・排気弁を通常の開閉動作状態にする制御を行うようにされている。そしてこのことによって、上述したように過昇温の発生を抑制しつつ再生処理の効率的な実施を図ることができる。
【００６７】
また、他の実施形態では、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃに応じて、閉弁停止状態にある吸・排気弁を通常の開閉動作状態にする気筒の数を変更するようにして、過昇温の発生の抑制と再生処理の効率的な実施の両立を図るようにしてもよい。
【００６８】
すなわち、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温しないようにするために必要な流通排気ガス量はＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃに応じて定まる。また、燃料カットを実施している場合、排気ガス量は機関回転数と吸・排気弁が開閉動作状態にある気筒数とによって定まる。したがって、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃに応じて、機関回転数を考慮しつつ吸・排気弁を開閉動作状態にする気筒数を変更して排気ガス量を調整すれば、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃを調節することができ、過昇温の発生の抑制と再生処理の効率的な実施の両立を図ることができる。
【００６９】
図６は、このような実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである。ここでステップ３０１及びステップ３０３における制御は、図４のステップ１０１及びステップ１０３、並びに図５のステップ２０１及びステップ２０３の制御と同様であり、ステップ３０５における制御は図５のステップ２０５の制御と同様である。そして、ステップ３０５でＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃが検出されるとステップ３０７に進む。
【００７０】
ステップ３０７においては、ステップ３０５で得られた温度Ｔｃに基づいて、閉弁停止状態にしていた吸・排気弁を開閉動作状態にする気筒数が決定される。より詳細には本実施形態においては、まずステップ３０５で得られた温度Ｔｃに基づいてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されないために必要な最低流通排気ガス量が求められ、次いでその排気ガス量を実現する気筒数、もしくはその排気ガス量を上回る排気ガス量を実現する最低気筒数が、機関回転数に応じて求められる。そして、このようにして求められた気筒数から再生処理のための減筒制御においても稼動されていた気筒（すなわち、もともと吸・排気弁が開閉動作状態である気筒）の数を差し引くことで、求めるべき気筒数を算出するようにしている。
【００７１】
このようにしてステップ３０７で閉弁停止状態にしていた吸・排気弁を開閉動作状態にする気筒数が決定されると、ステップ３０９に進む。ステップ３０９においては、ステップ３０７で得られた気筒数の気筒に対して図４の制御ルーチンのステップ１０５もしくは図５の制御ルーチンのステップ２０９に相当する制御が実施される。つまり、閉弁停止状態にある吸・排気弁が通常の開閉動作状態にされる。
【００７２】
このようにすると結果として、吸・排気弁が通常の開閉動作状態にされている気筒の数が、その時の機関回転数において、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されないために必要な最低流通排気ガス量を実現する気筒数、もしくはその排気ガス量を上回る排気ガス量を実現する最低気筒数となる。そして、これにより、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量が適切に調節され、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されてしまうこととその温度Ｔｃが下がり過ぎてしまうこととの両方を抑制することができる。
【００７３】
以上のように、この実施形態によれば、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃに応じて、閉弁停止状態にある吸・排気弁を通常の開閉動作状態にする気筒の数を変更するようにすることで、過昇温の発生の抑制と再生処理の効率的な実施の両立を図ることができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態では、減筒制御において休止する気筒については吸気弁及び排気弁の両方を閉弁停止状態にし、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制すべく排気ガスの量を補う必要のある時にはその閉弁停止状態にしていた吸・排気弁を通常の開閉動作状態にするようにしていたが、他の実施形態においては、減筒制御において休止する気筒について吸気弁及び排気弁の一方を閉弁停止状態にし（この場合、他方は通常の開閉動作状態である。）、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制すべく排気ガスの量を補う必要のある時にはその閉弁停止状態にしていた弁を開いて開弁状態とするようにしてもよい。あるいは、減筒制御において休止する気筒については吸気弁及び排気弁の両方を閉弁停止状態にし、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制すべく排気ガスの量を補う必要のある時にはその閉弁停止状態にしていた吸気弁及び排気弁の一方を通常の開閉動作状態にすると共に他方を開弁状態とするようにしてもよい。また、上述の開閉動作状態や開弁状態にする弁の開度を調整することによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を流通する排気ガスの量を調整するようにしてもよい。  更に、上述の各実施形態では開閉動作状態として、ピストンの動作に同期した通常の開閉動作を行う状態をとる場合を説明したが、他の実施形態では開閉動作状態としてそれとは異なる開度やタイミングで開閉動作を行う状態をとるようにしてもよい。
【００７５】
更に他の実施形態においては、排気ターボチャージャ７の制御を上述した各制御と組合せて行うことで、より確実にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する、もしくはより詳細にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃを調節するようにしてもよい。この場合、排気ターボチャージャ７のタービン７ｂの容量を小さくして回収エネルギを大きくすると、吸気量が多くなって結果的に排気ガス量が多くなると共にタービン７ｂ出口での排気温度（すなわちＮＯｘ吸蔵フィルタ１５入口での排気温度）が低くなることを利用する。すなわち、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃをより低く抑えたい場合ほどタービン７ｂの容量を小さくするようにする。
【００７６】
また、電動ターボチャージャを用いている場合においても同様に、電動ターボチャージャの制御を上述した各制御と組合せて行うことで、より確実にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する、もしくはより詳細にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃを調節するようにすることができる。すなわち、この場合には電動ターボチャージャにおける回生量を増加することによってタービン出口での排気温度（すなわちＮＯｘ吸蔵フィルタ１５入口での排気温度）を低くできることを利用し、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃをより低く抑えたい場合ほど上記回生量を大きくするようにする。
【００７７】
更に電動ターボチャージャを用いている場合においては、電動ターボチャージャのコンプレッサを力行駆動すると共にＥＧＲ制御弁１９を開き、新気がＥＧＲ通路１７を逆流してＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入するようにしてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する、もしくはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃを調節することができる。
【００７８】
すなわち、減筒制御を行っている場合に電動ターボチャージャのコンプレッサを力行駆動すると、下流側吸気ダクト６や吸気マニホルド４内の圧力は容易に排気管１４内の圧力よりも高くなる。そしてこのような状態でＥＧＲ制御弁１９を開くと新気がＥＧＲ通路１７を逆流し、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入することとなる。この時、新気はＥＧＲ通路１７やＥＧＲクーラ２０を通ることになるが、気筒内での圧縮、膨張を経た排気ガスよりも低温であるため、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を冷却する効果は大きい。
【００７９】
電動ターボチャージャのコンプレッサとＥＧＲ制御弁１９とを制御することでＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する新気量は調節することができ、それによってＮＯｘ吸蔵フィルタ１５を冷却する程度を調節することができるので、この方法によってもＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する、もしくはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度Ｔｃを調節するようにすることができる。
【００８０】
ところで、減筒制御を実施してＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度を上昇させて再生処理を実施する場合においては、上述したような燃料カットが行われない場合であっても、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が損傷（例えばフィルタの溶損やフィルタに担持されたＮＯｘ吸蔵触媒の熱劣化等）を受ける程昇温されてしまう場合がある。
【００８１】
このような過昇温の発生する理由の一つは、減筒制御の実施に伴う排気ガス流の脈動である。すなわち、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の温度は同フィルタ１５における炭化水素等の酸化反応によっても上昇せしめられるので、その温度上昇の程度は上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に単位時間に流入する酸素量に依存する。また、上記減筒制御を行った場合、稼動気筒数が減る分だけ稼動気筒一気筒当たりの吸排気量が増加すると共に吸気及び排気それぞれの間隔が長くなり、結果として上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する排気ガスの流れは大きく脈動することとなる。排気ガス中には酸素が含まれているので、上記のようにＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する排気ガスの流れが大きく脈動すると、上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に単位時間に流入する酸素量も大きく脈動することとなる。
【００８２】
そして、このように上記ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に単位時間に流入する酸素量が大きく脈動すると、平均的な流入酸素量としてはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を生じる程ではなくても、流入酸素量のピーク時にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温される恐れが生じるのである。
【００８３】
このことについて、図７を参照してより具体的に説明する。図７はＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に単位時間に流入する排気ガス量及び酸素量の経時変化を図示した一例である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、同負荷の運転を、減筒制御を実施しないで行った場合（図７（Ａ））と、減筒制御を実施して行った場合（図７（Ｂ））とを示している。図中、実線が排気ガス量、点線が酸素量を表しており、ＫはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されない流入酸素量の上限値を示している。
【００８４】
例えば内燃機関が４サイクル内燃機関であるとすると、クランク軸が２回転する間に排出される排気ガス量（及び酸素量）は、負荷が同じであれば減筒制御の実施中であっても減筒制御を実施していない場合とほぼ同じになる。つまり、この間における単位時間当たりの流入排気ガス量（及び流入酸素量）の平均値は、減筒制御の実施中であっても減筒制御を実施していない場合とほぼ同じになる。
【００８５】
ところが、上述したように、また、図７（Ｂ）から明らかように、減筒制御を実施している場合には、単位時間にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する排気ガス量（及び酸素量）が大きく脈動する。その結果、流入酸素量を平均値で考えた場合には上記上限値Ｋを超えていなくても流入酸素量のピーク時には上記上限値Ｋを超える場合があり、この時にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温が生じる可能性がある。つまり、流入排気ガス量（及び流入酸素量）があまり脈動せず、その値が常に平均値に近い減筒制御を行っていない場合にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温が生じなくても、同負荷で減筒制御を行った場合にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温が生じる可能性がある。
【００８６】
以下で説明する実施形態は、このようにしてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されてしまうのを抑制するためのものであり、その構成は図１及び図２に示した構成と同様である。図８は、本実施形態においてＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されてしまうのを抑制するために実施され得る制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは電子制御ユニット５０により一定時間毎の割込みによって実施される。
【００８７】
この制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ４０１において、上述したようなＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温を伴う再生処理（硫黄被毒再生処理、ＰＭ再生処理）の実施条件が成立しているか否かが判定される。そして本実施形態においても、上記再生処理に必要なＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温は減筒制御を実施することによって排気温度を上昇させて行われるので、ここでの判定は、実質的にはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温のための減筒制御の実施条件が成立しているか否かの判定である。ステップ４０１において上記再生処理の実施条件が成立していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、上記再生処理の実施条件が成立していると判定された場合にはステップ４０３に進む。
【００８８】
ステップ４０３では減筒制御の際に休止するべき気筒の数Ｓが仮に決定される。すなわち、例えば、機関運転状態に応じて休止するべき気筒数が決定されるようにしたマップを予め作成しておき、そのマップに基づいてその時の機関運転状態に応じて休止気筒数Ｓを仮決定する。ステップ４０３で休止気筒数Ｓが仮決定されるとステップ４０５に進む。
【００８９】
ステップ４０５では、ステップ４０３で仮決定された休止気筒数Ｓで減筒制御が実施された場合にＮＯｘ吸蔵フィルタ流入酸素量が上記上限値Ｋ（すなわち、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されない流入酸素量の上限値であり、事前に実験等によって決定される。）以下であるか否かが判定される。すなわち、ここでは機関運転状態と休止気筒数Ｓに基づいて単位時間にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する酸素量（すなわち、その経時変化もしくは脈動の様子）が推定され、流入酸素量のピーク時における値が上記上限値Ｋ以下であるか否かが推定される。なお、流入酸素量の推定は、その都度計算によって行ってもよいし、予めマップを作成しておき、それに基づいて行うようにしてもよい。
【００９０】
ステップ４０５において、推定される流入酸素量が上記上限値Ｋより多くなると判定された場合には、ステップ４０７に進んで休止気筒数Ｓが一つ減らされ、再びステップ４０５へ戻される。そして、その新たな休止気筒数で減筒制御が実施された場合について上述したステップ４０５での判定がなされる。休止気筒数Ｓが少なくなるとＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する排気ガスの脈動の程度は小さくなり、単位時間にＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に流入する酸素量のピーク時の値も小さくなるので、ステップ４０５での判定とステップ４０７での休止気筒数Ｓの低減を繰り返せば、推定流入酸素量が上記上限値Ｋを超えなくなる休止気筒数が求められる。
【００９１】
ステップ４０５において推定流入酸素量が上記上限値Ｋ以下であると判定された場合にはステップ４０９に進み、その場合の休止気筒数Ｓが減筒制御に用いる休止気筒数Ｓとして決定される。そして、ステップ４１１に進んで休止気筒数Ｓで減筒制御が実施され本制御ルーチンは終了する。
【００９２】
以上のように本実施形態によれば、上記再生処理のためにＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の昇温を図るべく減筒制御を実施する際に、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５に単位時間に流入する酸素量がＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を生じ得る酸素量未満になるように休止気筒数が調整される。そしてこれにより、減筒制御の実施に伴って排気ガス流が脈動することに起因してＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が過昇温されてしまうのを抑制することができる。
【００９３】
また、他の実施形態においては、上記ステップ４０５における判定で推定流入酸素量が上記上限値Ｋを超えると判定された場合に、排気ターボチャージャ７のタービン７ｂの容量を小さくしてタービン７ｂの入口側圧力を高めるようにしてもよい。このようにすると、排気ガス流がせき止められるような形となって脈動の程度が緩和されるので流入酸素量のピーク値を下げることができ、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する効果がある。更に、電動ターボチャージャを用いている場合においては、電動ターボチャージャにおける回生量を増加することによって排気ガス流をせき止めるようにし、排気ガス流の脈動の程度を緩和して流入酸素量のピーク値を下げ、ＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制するようにしてもよい。
【００９４】
なお、これまでの説明からも明らかであるが、図８を参照する等して後に説明した減筒制御の実施に際して生じ得るＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する制御と、図４から図６を参照する等して先に説明した減筒制御実施中における燃料カットの実施に際して生じ得るＮＯｘ吸蔵フィルタ１５の過昇温を抑制する制御とを合わせて実施するようにすることもできる。
【００９５】
また、上述の各実施形態においてはＮＯｘ吸蔵フィルタ１５が用いられていたが、他の実施形態においてはその代わりにパティキュレートフィルタまたはＮＯｘ吸蔵触媒が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、本発明を車両に搭載された四気筒の筒内噴射型圧縮着火式内燃機関に適用した場合について説明するための図である。
【図２】図２は、図１に示した内燃機関の吸気系等の概略平面図である。
【図３】図３は、ＮＯｘ吸蔵フィルタの構造を示す図であり、図３（Ａ）が正面図であり、図３（Ｂ）が側面断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態において実行され得る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態において実行され得る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の更に他の実施形態において実行され得る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、ＮＯｘ吸蔵フィルタに単位時間に流入する排気ガス量及び酸素量の経時変化を図示した一例であり、図７（Ａ）が減筒制御を実施していない場合であり、図７（Ｂ）が減筒制御を実施している場合である。
【図８】図８は、本発明の更に他の実施形態において実行され得る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１…内燃機関本体
２ａ…吸気弁
２ｂ…排気弁
３…燃料噴射弁
１２…スロットル弁
１５…ＮＯｘ吸蔵フィルタ
１９…ＥＧＲ制御弁
【図１】
2005220880.tif 000003
【図２】
2005220880.tif 000004
【図３】
2005220880.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005220880.tif 000007
【図６】
2005220880.tif 000008
【図７】
2005220880.tif 000009
【図８】
2005220880.tif 000010