(57)【要約】【課題】リーンＮＯｘ触媒の状態を下流側のＮＯｘセンサ計測値から判定し、リーンＮＯｘ触媒のパージ制御期間を最適に設定してＮＯｘ吸蔵およびＮＯｘパージ制御を行うことにより、排気ガスの悪化を抑制するとともに、過剰リッチパージ投入による燃費の悪化を防止したエンジン制御装置を得る。【解決手段】エンジンの回転数、負荷または空燃比を含む運転状態を検出する運転状態検出手段１２〜１５と、ＮＯｘパージ制御の開始を判定するＮＯｘパージ制御投入判定手段２０と、ＮＯｘパージ制御時の空燃比リッチ度合いを設定するＮＯｘパージ空燃比設定手段２０と、ＮＯｘパージ制御の継続による吸蔵ＮＯｘの放出および還元浄化の完了を判定するＮＯｘパージ制御停止手段２０とを備えている。【選択図】図１
2007170233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射して、空気過剰状態で前記燃料を成層燃焼させる筒内直噴式のエンジン制御装置であって、
前記エンジンの排気管に設置されて、排気ガス中の有害成分を浄化する第１の触媒と、
前記第１の触媒の下流側の排気系に設置されて、リーン燃焼後の排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵ＮＯｘとして貯蔵するとともに、リッチ燃焼後の排気ガスに対して前記吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化する第２の触媒と、
前記第２の触媒の下流側の排気系に設けられて、排気ガス中のＮＯｘ濃度に相関した信号を出力するＮＯｘセンサと、
前記エンジンの回転数、負荷または空燃比を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記第２の触媒内の吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化するＮＯｘパージ制御を実行するための空燃比リッチ状態への投入開始条件を判定するＮＯｘパージ制御投入判定手段と、
前記空燃比リッチ状態の度合いを設定するＮＯｘパージ空燃比設定手段と、
前記ＮＯｘパージ制御により還元剤投入量が不足した場合に、排気行程噴射による還元剤の追加供給の実行条件を判定する排気行程噴射判定手段と、
前記ＮＯｘパージ制御の停止条件を判定するＮＯｘパージ制御停止手段と、
前記ＮＯｘパージ制御投入判定手段、前記排気行程噴射判定手段および前記ＮＯｘパージ制御停止手段の判定結果と、前記ＮＯｘパージ空燃比設定手段の設定結果とに基づいて前記燃焼室内への燃料噴射量を制御する燃料制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記ＮＯｘパージ制御投入判定手段は、前記運転状態に基づいてＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出信号と前記ＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度とを比較して、前記検出信号が前記ＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度よりも大きくなった時点で、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始条件の成立を判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘパージ制御投入判定手段は、前記運転状態に基づいてＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出信号積分値と前記ＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値とを比較して、前記検出信号積分値が前記ＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値よりも大きくなった時点で、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始条件の成立を判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘパージ空燃比設定手段は、前記運転状態に基づいてＮＯｘパージ空燃比を算出し、前記ＮＯｘパージ空燃比を前記空燃比リッチ状態の度合いとして設定することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記ＮＯｘパージ空燃比設定手段は、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始までの空燃比リーン時間を計測し、前記空燃比リーン時間に応じて前記ＮＯｘパージ空燃比を補正することを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記排気行程噴射判定手段は、前記運転状態に応じてＮＯｘスリップ濃度許容値を算出し、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始時の前記ＮＯｘセンサの検出信号と前記ＮＯｘスリップ濃度許容値とを比較して、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始時の検出信号が、前記ＮＯｘスリップ濃度許容値以上を示す場合に、前記排気行程噴射の実行条件の成立を判定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記ＮＯｘパージ制御停止手段は、前記運転状態に応じてＮＯｘ浄化完了濃度を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出信号に基づくＮＯｘ濃度と前記ＮＯｘ浄化完了濃度とを比較して、前記ＮＯｘパージ制御の投入開始後の時間経過とともに前記吸蔵ＮＯｘの還元浄化が進行して、前記ＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ浄化完了濃度以下まで低下した時点で、前記ＮＯｘパージ制御の停止条件の成立を判定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室に燃料（ガソリン）を直接噴射する筒内直噴式エンジンに適用されるエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気管内に燃料を噴射する一般的なポート噴射式エンジンにおいては、燃料と空気中の酸素とからなる混合気の空燃比が、酸素の過不足を生じることなく反応する理論空燃比となるように燃料噴射量が制御されている。
また、ポート噴射式エンジンの場合、燃焼室内で混合気が均質に混合されることから、燃焼後の排気ガス中には酸素が存在しないので、排気ガス中に含まれるＮＯｘは、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ、ＣＯ）とともに、排気系に設けられた三元触媒上で反応して還元浄化される。
【０００３】
しかし、筒内直噴式エンジンにおいては、リーン状態（エンジン筒内に噴射された燃料に対して酸素が過剰に存在する状態）で燃焼するリーン燃焼方式が用いられることから、排気ガス中に酸素が存在することになる。
したがって、筒内直噴式エンジンの場合には、排気ガス中に、ＮＯｘおよびＮＯｘの還元剤（未燃成分ＨＣ、ＣＯ）が共存しているものの、ＨＣ、ＣＯが酸素と優先的に反応してしまうので、ＮＯｘが三元触媒上で還元浄化されなくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、近年では、リーンＮＯｘ触媒が用いられている。
リーンＮＯｘ触媒の担持成分は、リーン燃焼後の排気ガス中に含まれるＮＯｘと反応して化合物を形成し、触媒内に貯蔵するようになっている。
リーンＮＯｘ触媒における反応は、排気ガス中に酸素が含まれた状態で進行するので、リーン燃焼後の排ガス中のＮＯｘ処理方法として有効である。
【０００５】
なお、実際のエンジンの運転においては、リーンＮＯｘ触媒に吸蔵ＮＯｘとして貯蔵されるＮＯｘ量が飽和状態になるまでリーン燃焼状態を継続し、吸蔵ＮＯｘの飽和が判定された時点で、リーン燃焼状態からリッチ燃焼状態（酸素不足となる燃料過剰な状態）に切り替える。
このリッチ燃焼状態において、リーンＮＯｘ触媒は、化合物として貯蔵した吸蔵ＮＯｘを放出する。このとき、放出されたＮＯｘは、排気ガス中の未燃成分ＨＣ、ＣＯと反応して、ＮＯｘ触媒に担持された貴金属上で、三元触媒の場合と同様に還元浄化される。
【０００６】
このように、リーン燃焼時にエンジンから排出されるＮＯｘを、リーンＮＯｘ触媒を用いて吸蔵ＮＯｘとして貯蔵した後、吸蔵ＮＯｘの飽和後に燃焼状態をリッチ燃焼に切り替え、リーン燃焼時に吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化するエンジン制御装置は、よく知られている。
このように、吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化する方法は、一般に「ＮＯｘパージ制御」と呼ばれている。
【０００７】
ところで、リーンＮＯｘ触媒を用いた排気ガス浄化方法においては、リーンＮＯｘ触媒内の吸蔵ＮＯｘの貯蔵量（以下、「ＮＯｘ吸蔵量」という）を推定することが重要な要素である。
すなわち、リーンＮＯｘ触媒のＮＯ吸蔵量が増大して、貯蔵可能なＮＯｘ量を超過した場合には、超過分のＮＯｘが大気中に放散される前に、燃焼状態をリッチ燃焼に切り替える必要がある。
【０００８】
しかしながら、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵容量は、エンジンの運転状態、触媒の温度や劣化状況によって大きく変化するうえ、経時変化するので、正確に推定することは極めて困難である。
したがって、吸蔵容量をオーバーしたＮＯｘが大気に放出されるのを回避するためには、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量に余裕があるにも関わらず、リッチ燃焼状態への切り替え頻度を高く設定することが必要となり、燃費を逆に悪化させてしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、この問題を解決するために、リーンＮＯｘ触媒の下流側に設置されたＮＯｘセンサによりＮＯｘのオーバーフローを検出し、その後、燃焼状態をリッチ化することにより、触媒に貯蔵されたＮＯｘを還元浄化するように構成したエンジン制御装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献１に記載の従来装置においては、リーンＮＯｘ触媒の下流側にＮＯｘセンサを設けることにより、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量のオーバーフロー状態を検出し、ＮＯｘセンサ出力（オーバーフロー状態）に応じてリッチ燃焼状態に切り替え、ＮＯｘパージ制御を開始する。
これにより、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定することなく、実際のＮＯｘ吸蔵量に応じてＮＯｘパージ制御を開始するようになっている。
なお、還元浄化時のリッチ用の燃料噴射パルス幅は、吸蔵ＮＯｘが充分余裕をもって還元浄化できるような固定値に設定されている。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１の装置においては、ＮＯｘを還元浄化するためのＮＯｘパージ制御を投入した直後のＮＯｘスリップを低減させることができない。
ここで、ＮＯｘスリップとは、空燃比をリッチに切換えた直後に、短時間で放出される貯蔵ＮＯｘが、排気ガス中に含まれる未燃成分ＨＣ、ＣＯだけでは全て還元浄化されずに触媒下流に排出される現象のことである。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３５１０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のエンジン制御装置では、特許文献１の場合、ＮＯｘパージ制御の投入直後のＮＯｘスリップを低減させることができないという課題があった。
また、還元浄化時のリッチ用の燃料噴射パルス幅が固定値に設定されているので、ＮＯｘ触媒の還元性能が劣化していない状態では、還元浄化の完了後もリッチ燃焼が継続することによって、逆に燃費の悪化が発生する可能性があるという課題があった。
【００１４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リーンＮＯｘ触媒を用いた排気ガス浄化システムにおいて、リッチスパイク投入時のＮＯｘスリップを低減するとともに、リッチスパイク投入時の燃費悪化を最小限に抑制したエンジン制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明によるエンジン制御装置は、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射して、空気過剰状態で燃料を成層燃焼させる筒内直噴式のエンジン制御装置であって、エンジンの排気管に設置されて、排気ガス中の有害成分を浄化する第１の触媒と、第１の触媒の下流側の排気系に設置されて、リーン燃焼後の排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵ＮＯｘとして貯蔵するとともに、リッチ燃焼後の排気ガスに対して吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化する第２の触媒と、第２の触媒の下流側の排気系に設けられて、排気ガス中のＮＯｘ濃度に相関した信号を出力するＮＯｘセンサと、エンジンの回転数、負荷または空燃比を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、第２の触媒内の吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化するＮＯｘパージ制御を実行するための空燃比リッチ状態への投入開始条件を判定するＮＯｘパージ制御投入判定手段と、空燃比リッチ状態の度合いを設定するＮＯｘパージ空燃比設定手段と、ＮＯｘパージ制御により還元剤投入量が不足した場合に、排気行程噴射による還元剤の追加供給の実行条件を判定する排気行程噴射判定手段と、ＮＯｘパージ制御の停止条件を判定するＮＯｘパージ制御停止手段と、ＮＯｘパージ制御投入判定手段、排気行程噴射判定手段およびＮＯｘパージ制御停止手段の判定結果と、ＮＯｘパージ空燃比設定手段の設定結果とに基づいて燃焼室内への燃料噴射量を制御する燃料制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、リーンＮＯｘ触媒の下流側にＮＯｘセンサを設け、ＮＯｘセンサの検出信号に基づいてリーンＮＯｘ触媒の状態を判定しながらフィードバック制御を行うことにより、リーンＮＯｘ触媒の温度および性能に応じて変化するパージ期間を最適に制御し、大気中に放出される排気ガスの悪化を抑制するとともに、過剰リッチパージ投入による燃費の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置をエンジン周辺要素とともに示す構成図である。
図１において、エンジンのシリンダ１９内には、摺動自在のピストン１７が設けられ、ピストン１７の一端側には、燃焼室１が形成されている。
【００１８】
燃焼室１には、吸気弁２を介して吸気管３が連通されるとともに、排気弁８を介して排気管９が連通されている。
また、燃焼室１には、燃料噴射弁６および点火プラグ７が設けられている。
一方、ピストン１７の他端には、コネクティングロッド１８を介してクランクシャフト１６が接続されている。
【００１９】
燃焼室１には、吸気弁２の開放時に吸気管３からの吸入空気が導入され、所定のタイミングで燃料噴射弁６から燃料が噴射される。
燃焼室１に噴射された燃料は、吸入空気中の酸素と混合気を形成した後、所定のタイミングで放電する点火プラグ７により点火されて燃焼する。
これにより、燃焼室１内の反応エネルギは、燃焼圧力に変換されて、ピストン１７およびコネクティングロッド１８を介してクランクシャフト１６を回転駆動する。
【００２０】
ピストン１７は、エンジンのシリンダ１９内を摺動移動して、燃焼室１に吸入空気を導入するとともに、燃焼室１内の混合気の点火時に燃焼圧力を運動エネルギに変換した後、燃焼後の既燃ガスを排出する。
コネクティングロッド１８は、ピストン１７とクランクシャフト１６とを接続することにより、ピストン１７の往復摺動運動をクランクシャフト１６の回転運動に変換する。
クランクシャフト１６には、クランクシャフト１６の回転数（エンジン回転数に対応）を検出するエンジン回転数センサ１５が設けられている。
【００２１】
吸気弁２は、クランクシャフト１６と同期してベルト駆動されるカム（図示せず）により駆動され、エンジンの吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程に応じて開閉されることにより、燃焼室１への吸入空気の導入を制御する。
排気弁８は、吸気弁２と同様に駆動されて、燃焼室１での燃焼後の既燃ガスの排出を制御する。
点火プラグ７は、燃料噴射弁６から燃焼室１内に噴射された燃料が形成する可燃混合気に着火するための点火火花を発生させる。
【００２２】
大気中からの吸入空気を吸気弁２まで導入する吸気管３には、スロットルバルブ４およびスロットルアクチュエータ５が設けられている。
スロットルバルブ４は、スロットルアクチュエータ５により開閉駆動されて、吸気管３内の吸気流量を制御する。
スロットルアクチュエータ５は、たとえばＤＣモータやステッピングモータにより構成され、スロットルバルブ４の開閉量を制御する。
【００２３】
排気管９は、燃焼室１から排気弁８を介して排出される既燃ガス（排気ガス）を大気に放出する。
排気管９には、三元触媒１０およびリーンＮＯｘ触媒１１と、各触媒１０、１１に関連した空燃比センサ１２およびＮＯｘセンサ１３とが設けられている。
【００２４】
三元触媒１０は、排気管９の上流側に設置されて、燃焼室１内への噴射燃料が理論空燃比（完全燃焼する空燃比）で燃焼した場合の排気ガス中に含まれる３つ成分の有害ガス（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）を同時に酸化還元浄化する。
すなわち、三元触媒１０は、空燃比がリーン状態（空気過剰状態）の場合には、ＣＯおよびＨＣを酸化浄化する酸化触媒として作用し、空燃比がリッチ状態（燃料過剰状態）の場合には、ＮＯｘを還元浄化する還元触媒として作用する。
【００２５】
リーンＮＯｘ触媒１１は、三元触媒１０の下流に設置され、筒内直噴エンジンでリーン燃焼した場合に三元触媒１０で浄化されない有害成分ＮＯｘを、反応化合物からなる吸蔵ＮＯｘとして貯蔵する。
これにより、リーンＮＯｘ触媒１１は、ＮＯｘ吸蔵量の限界に達するまでは、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側へのＮＯｘ排出を抑制するようになっている。
【００２６】
一方、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘは、燃焼室１内での制御空燃比をリーンからリッチに切り替えることにより、反応化合物（吸蔵ＮＯｘ）が分解して放出される。
リーンＮＯｘ触媒１１から放出されたＮＯｘは、リッチ燃焼後の排気ガス（酸素が存在しない）中に含まれるＨＣやＣＯ（還元剤として作用する）により、リーンＮＯｘ触媒１１上で還元浄化（ＮＯｘパージ）される。
このように、リーンＮＯｘ触媒１１は、ＮＯｘ吸蔵およびＮＯｘパージからなるサイクルを繰り返すことにより、排気ガス中のＮＯｘを浄化するようになっている。
【００２７】
空燃比センサ１２は、三元触媒１０の上流側の排気管９に設けられ、燃焼室１から排出された直後の排気ガスの空燃比を計測する。
ＮＯｘセンサ１３は、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側の排気管９に設けられ、排気ガス中のＮＯｘ濃度を計測する。
【００２８】
アクセルポジションセンサ１４は、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み位置を計測して電気信号に変換する。
ＥＣＵ（電子式エンジン制御ユニット）２０は、各種センサ１２〜１５の検出信号（エンジンの運転状態）を取り込み、各種アクチュエータ５、６、７を駆動制御することにより、燃料噴射制御、点火制御および吸入空気量制御を行う。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、後述するように、ＮＯｘパージ制御投入判定手段と、ＮＯｘパージ空燃比設定手段と、ＮＯｘパージ制御停止手段と、燃料制御手段とを備えている。
ＥＣＵ２０内のＮＯｘパージ制御投入判定手段は、エンジンの運転状態に基づいてＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度を算出し、ＮＯｘセンサ１３の検出信号とＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度とを比較して、検出信号（ＮＯｘ濃度）がＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度よりも大きくなった時点で、ＮＯｘパージ制御の投入開始条件の成立を判定する。
【００３０】
ＮＯｘパージ空燃比設定手段は、運転状態に基づいてＮＯｘパージ空燃比（リッチ空燃比）を算出し、ＮＯｘパージ空燃比を空燃比リッチ状態の度合い（ＮＯｘパージ制御への投入時の還元剤濃度）として設定する。
また、ＮＯｘパージ空燃比設定手段は、ＮＯｘパージ制御の投入開始までの空燃比リーン時間を計測し、空燃比リーン時間に応じてＮＯｘパージ空燃比を補正する。
【００３１】
また、排気行程噴射判定手段は、運転状態に応じてＮＯｘスリップ濃度許容値を算出し、ＮＯｘパージ制御の投入開始時のＮＯｘセンサ１３の検出信号（ＮＯｘパージ制御への投入直後のＮＯｘスリップ量に相当）とＮＯｘスリップ濃度許容値とを比較して、ＮＯｘパージ制御の投入開始時の検出信号が、ＮＯｘスリップ濃度許容値以上を示す場合に、ＮＯｘスリップ量に応じて、必要な排気行程噴射（還元剤の追加供給）の実行条件の成立を判定する。
【００３２】
また、ＮＯｘパージ制御停止手段は、運転状態に応じてＮＯｘ浄化完了濃度を算出し、ＮＯｘセンサの検出信号に基づくＮＯｘ濃度とＮＯｘ浄化完了濃度とを比較して、ＮＯｘパージ制御の投入開始後の時間経過とともに吸蔵ＮＯｘの還元浄化が進行して、ＮＯｘ濃度がＮＯｘ浄化完了濃度以下まで低下した時点で、ＮＯｘパージ制御の停止条件の成立を判定する。
つまり、燃料制御手段は、ＮＯｘパージ制御の継続による吸蔵ＮＯｘの放出および還元浄化の完了をＮＯｘセンサ出力値から判定する。
さらに、ＥＣＵ２０内の燃料制御手段は、各手段を用いて実行されるリーンＮＯｘ触媒１１の各制御指示に基づいて、燃焼室１への燃料噴射を制御する。
【００３３】
図２は空燃比センサ１２の出力特性を示す説明図であり、図２において、横軸は空燃比Ａ／Ｆ、縦軸は空燃比センサ１２の出力電圧（検出信号）に対応する。
図２から明らかなように、空燃比センサ１２は、空燃比Ａ／Ｆに対して線形出力特性を持つことが分かる。
また、図３はＮＯｘセンサ１３の出力特性を示す説明図であり、図３において、横軸はＮＯｘ濃度、縦軸はＮＯｘセンサ１３の出力電圧（検出信号）に対応する。
図３から明らかなように、ＮＯｘセンサ１３は、ＮＯｘ濃度に対して線形出力特性を持つことが分かる。
【００３４】
次に、図４を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による排気ガス浄化処理動作について説明する。
図４はこの発明の実施の形態１による排気ガス浄化装置の処理動作を示すタイミングチャートであり、横軸は時間に対応し、縦軸はセンサ出力電圧に対応する。
図４は、リーン燃焼時のＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）と、リッチ燃焼時のＮＯｘパージ制御（Ｂ）とを繰り返したときの、空燃比センサ１２およびＮＯｘセンサ１３の各出力電圧の挙動（時間変化）を示している。
【００３５】
図４において、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側に設けられたＮＯｘセンサ１３の出力電圧（検出信号）３１は、ＮＯｘ吸蔵制御（リーン燃焼時）（Ａ）において、時間経過とともに上昇する。
一方、三元触媒１０の上流側に設けられた空燃比センサ１２の出力電圧（検出信号）３２は、リーン燃焼時のＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）においては「Ｈレベル」となり、リッチ燃焼時のＮＯｘパージ制御（Ｂ）においては「Ｌレベル」となる。
なお、空燃比センサ１２の出力電圧のＨレベルとＬレベルとの間に、１点鎖線で示すストイキ空燃比（１４．７）が位置する。
【００３６】
図４において、まず、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）における挙動について説明する。
なお、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）の状態になる前に、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘは、あらかじめリッチ燃焼により、充分にＮＯｘパージされているものとする。
ＥＣＵ２０は、時刻ｔ１において、ＮＯｘパージの完了を判定すると、燃料噴射弁６の開弁駆動時間を減少させて、リーン空燃比による成層燃焼状態に切り替える。
ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）において、空燃比センサ１２の出力電圧３２は、リーン状態（Ｈレベル）を示している。
【００３７】
空燃比がリーンに切り替わった時刻ｔ１の直後においては、リーンＮＯｘ触媒１１には、排出ガス中のＮＯｘを貯蔵する能力が十分にあり、下流側のＮＯｘセンサ１３の出力電圧３１は低い値のままである。
しかし、時間経過とともに、リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵量が増加して、空き容量が少なくなるにつれて、排気ガス中から吸蔵（貯蔵）しきれないＮＯｘがリーンＮＯｘ触媒１１の下流側に流れ出し、ＮＯｘセンサ１３の出力電圧３１が増大する。
【００３８】
その後、時刻ｔ２において、ＮＯｘセンサ１３の出力電圧３１が、運転状態に応じて設定された許容ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶ（上限値）に対応した電圧レベルを超過すると、リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵量が飽和することになる。
したがって、ＥＣＵ２０は、リーン運転によるＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）をこれ以上継続すると、排気ガス規制値をオーバーするものと判定し、リーン運転からリッチ運転に切り替えて、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘのパージ制御（Ｂ）を開始する。
【００３９】
ＮＯｘパージ制御（Ｂ）は、具体的には、エンジンの空燃比をリーンからリッチに変更することにより行われる。
このときのリッチ空燃比のレベル設定は、空燃比センサ１２の出力電圧３２において、破線３３で示すように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）に切り替わる前のリーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵状態に基づいて補正設定する必要がある。
【００４０】
ここで、図５を参照しながら、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）におけるリッチ空燃比レベルの補正設定の必要性について説明する。
図５はリーンＮＯｘ触媒１１に関するＮＯｘ流入速度（実線）およびＮＯｘ吸蔵容量（破線）とＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎとの関係を示す説明図である。
図５において、横軸は、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）に入る前の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎに対応し、左側の縦軸（実線）は、リーンＮＯｘ触媒１１へのＮＯｘ流入速度に対応し、右側の縦軸（破線）は、リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵容量に対応する。
【００４１】
図５から明らかなように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）に入る前のＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎが長い場合には、リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵容量が大きい状態、または、リーンＮＯｘ触媒１１へのＮＯｘ流入速度が小さい状態を示している。
つまり、ＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎが長い場合には、リーンＮＯｘ触媒１１内に、（ａ）大量のＮＯｘが貯蔵されている状態、または、（ｂ）時間をかけて安定したＮＯｘ化合物が形成されている状態を示している。
【００４２】
したがって、空燃比リーン時間ＴＬｅａｎが長かった場合には、（ａ）または（ｂ）のいずれの状態であっても、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）を充分に行うために、通常よりも多くの還元剤を投入する必要がある。
【００４３】
次に、図４において、時刻ｔ２以降のＮＯｘセンサ１３の出力電圧３４に示すように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）への投入直後には、過渡的にＮＯｘ濃度が高くなる「ＮＯｘスリップ」という現象が発生する。
【００４４】
このように、ＮＯｘパージ制御時に過渡的に増加するＮＯｘ濃度により、ＮＯｘセンサ１３の出力電圧３４が、所定のＮＯｘスリップ許容濃度設定値ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍに対応した電圧レベルを超過した場合には、排気ガス中のＮＯｘ濃度は、破線３５に示すような挙動を示す。
このとき、ＥＣＵ２０は、排気ガス規制を達成できないものと判定し、排気行程噴射による還元剤（ＨＣ、ＣＯ）の追加投入を行う。
【００４５】
これにより、時刻ｔ２以降のＮＯｘセンサ１３の出力電圧３５（破線）に示すように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）においては、パージ空燃比の設定とともに、排気行程噴射による還元剤の追加投入による吸蔵ＮＯｘの還元浄化にともなって、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘ濃度は低下する。
【００４６】
ただし、ＮＯｘの還元浄化が完了して、還元剤が不要になっているにも関わらず、リッチ状態でのＮＯｘパージ制御（Ｂ）を継続することは、燃費を悪化させる懸念がある。
そこで、ＥＣＵ２０は、吸蔵ＮＯｘの還元浄化完了を示すＮＯｘパージ制御終了ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄをあらかじめ設定しておき、ＮＯｘセンサ１３の出力電圧３４が設定濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄに対応した電圧レベルまで低下した時点ｔ３で、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）を終了させる。
【００４７】
このように、ＮＯｘパージ制御終了ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄの電圧レベルに応答して、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）を遅れなく完了することにより、燃費悪化を招く空燃比リッチ時間の過剰設定を防ぐことができる。
【００４８】
次に、図６を参照しながら、この発明の実施の形態１による燃料噴射制御動作について説明する。
図６は燃料噴射弁６の駆動信号を燃焼室１およびピストン１７の状態とともに示すタイミングチャートであり、横軸はエンジンの吸気上死点からのクランク角［°］に対応している。
【００４９】
図６において、燃料噴射弁６の駆動信号（燃料噴射タイミング）は、４サイクルのガソリンエンジンの各行程（吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程）に関連付けて示されている。
すなわち、エンジンは、１８０［°］のクランク角度ごとに吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程と経過し、各行程での吸気弁２および排気弁８の開閉動作は、吸気および排気の流れ（破線矢印参照）とともに概略的に示されている。
【００５０】
図６において、吸気行程（吸気弁２が開放、排気弁８が閉成）で燃料噴射する場合は、通常タイミングで燃料噴射弁６が駆動され、圧縮行程（吸気弁２および排気弁８が閉成）で燃料噴射する場合は、通常よりも遅角タイミングで燃料噴射弁６が駆動される。
また、爆発行程（吸気弁２が開放、排気弁８が閉成）では燃料噴射が行われず、排気行程（吸気弁２が開放、排気弁８が閉成）で燃料噴射する場合は、通常タイミングで燃料噴射弁６が駆動される。
【００５１】
図６内の右端に示す排気行程噴射においては、既燃ガスの排出中に燃料を噴射することにより、排気ガス中に燃料が混合されて排出され、この未燃燃料がリーンＮＯｘ触媒の追加還元剤として作用することになる。
ＮＯｘパージのリッチ空燃比は吸気行程噴射で形成される。またリーン燃焼の成層混合気は圧縮行程噴射で形成される。
【００５２】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１による排気ガス浄化用の制御処理動作について具体的に説明する。
図７は成層燃焼状態でのＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）およびＮＯｘパージ制御（Ｂ）のサブルーチンを示しており、ＥＣＵ２０内のメインプログラム（図示せず）において、成層燃焼が可能な運転状態であると判定された後に実行される。
【００５３】
図７において、ステップＳ４までの処理は、前述（図４参照）のＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）に対応し、ステップＳ４以降の処理は、前述のＮＯｘパージ制御（Ｂ）に対応する。
まず、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）において、エンジン回転数センサ１５の検出信号に基づくエンジン回転数、および、アクセルポジションセンサ１４の検出信号に基づくアクセル開度などから、エンジンの運転状態を検出する（ステップＳ１）。
【００５４】
続いて、検出された運転状態に基づいて、リッチ燃焼によるＮＯｘパージ制御（Ｂ）への投入開始の判定条件として、エンジンから排出されるＮＯｘ濃度を予測し、予測したＮＯｘ濃度の排気ガスが三元触媒１０を通過してリーンＮＯｘ触媒１１に流入したときに、ＮＯｘが吸蔵されずにリーンＮＯｘ触媒１１の下流側にあふれ出た場合のオーバーフロー許容濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶを設定する（ステップＳ２）。
【００５５】
オーバーフロー許容濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶは、現在の運転状態におけるＮＯｘ排出量を抑制して排気ガス規制が達成されるように、リーンＮＯｘ触媒１１に流入するガス濃度に所定の係数を乗算した値により設定される。
【００５６】
次に、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘセンサ１３により、現時点での下流ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐを計測する（ステップＳ３）。
続いて、計測された下流ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐと、オーバーフロー許容濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶとを比較して、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ≧ＣＮＯｘ＿ＯＶの関係を満たすか否かにより、リーンＮＯｘ触媒１１へのＮＯｘ吸蔵状態の継続可否を判定する（ステップＳ４）。
【００５７】
ステップＳ４において、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ＜ＣＮＯｘ＿ＯＶ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、リーンＮＯｘ触媒１１から下流側へのＮＯｘオーバーフロー量が許容上限値よりも小さいので、ＮＯｘ吸蔵状態をさらに継続し、下流ＮＯｘ濃度計測処理（ステップＳ３）に戻る。
【００５８】
一方、ステップＳ４において、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ≧ＣＮＯｘ＿ＯＶ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ＮＯｘオーバーフロー量が許容上限値以上の状態なので、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）を停止してＮＯｘパージ制御（Ｂ）に切り替えるために、ステップＳ５以降の処理に進む。
【００５９】
まず、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）の第１ステップとして、今回のＮＯｘパージ制御（Ｂ）に入る前のＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎを算出する（ステップＳ５）。
なお、ＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎは、たとえばＥＣＵ２０内に設けられたタイマによって算出される。
【００６０】
続いて、ステップＳ１で検出された運転状態に応じて、標準的なＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎ＿ｓｔを設定する（ステップＳ６）。
このとき、標準的な空燃比リーン時間ＴＬｅａｎ＿ｓｔは、図５に示したように、ＮＯｘ吸蔵容量が大きくなるほど長く、リーンＮＯｘ触媒１１へのＮＯｘ流入速度が小さいほど長くなる。
【００６１】
ここで、ＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間ＴＬｅａｎが標準リーン時間ＴＬｅａｎ＿ｓｔよりも長くなるということは、リーンＮＯｘ触媒１１内でＮＯｘ化合物が安定化することを示している。
また、このように安定化したＮＯｘを還元浄化するためには、より多くの高濃度還元ガスを供給する必要がある。
【００６２】
したがって、空燃比リーン時間ＴＬｅａｎおよび標準リーン時間ＴＬｅａｎ＿ｓｔを用いて、標準的な空燃比Ａ／Ｆ＿ｓｔに補正をかけることにより、以下の式（１）のように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）における設定空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈを算出する（ステップＳ７）。
【００６３】
Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈ＝Ａ／Ｆ＿ｓｔ×ＴＬｅａｎ／ＴＬｅａｎ＿ｓｔ  ・・・（１）
【００６４】
式（１）において、比率「ＴＬｅａｎ／ＴＬｅａｎ＿ｓｔ」は、標準空燃比Ａ／Ｆ＿ｓｔに対する補正値である。
続いて、式（１）で算出したリッチ燃焼用（ＮＯｘパージ制御用）の空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈを、設定空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈとして設定し（ステップＳ８）、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）を開始する。
【００６５】
ところで、ＮＯｘパージを開始した直後には、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘが急に放出されるので、パージ排気ガスに含まれる還元ガスＨＣ、ＣＯのみでは還元浄化しきれないＮＯｘがリーンＮＯｘ触媒１１の下流側に排出される可能性がある。
この現象は「ＮＯｘスリップ」と呼ばれており、このときのスリップ量が多くなると、排気ガス規制値をオーバーするなどの問題が発生する。
【００６６】
上記ＮＯｘスリップを抑制するためには、排気行程噴射を行うことにより、未燃燃料をＮＯｘに対する還元剤としてリーンＮＯｘ触媒１１に供給する必要がある。
したがって、排気行程噴射の実行判定基準値として、ＮＯｘスリップ許容濃度ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍを設定し（ステップＳ９）、現時点でのリーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐを計測する（ステップＳ１０）。
【００６７】
次に、ＮＯｘスリップ許容濃度ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍと、ステップＳ１０で計測されたＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐとを比較し、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ≦ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍの関係を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１において、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ≦ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、排気行程噴射によるＮＯｘスリップの低減処理が不要な状態であると見なし、直ちにステップＳ１５（後述する）に進む。
【００６８】
一方、ステップＳ１１において、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ＞ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、排気行程噴射によるＮＯｘスリップの低減処理が必要な状態であると見なし、以下の式（２）のように、燃料噴射弁６に対する排気行程噴射パルス幅Ｐｉｎｊを算出する（ステップＳ１２）。
【００６９】
Ｐｉｎｊ＝（ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ−ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍ）×Ｋｄｒｖ  ・・・（２）
【００７０】
式（２）において、排気行程噴射パルス幅Ｐｉｎｊは、ＮＯｘ濃度偏差（ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ−ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍ）に対して比例関係を有しており、運転状態に応じた係数Ｋｄｒｖを乗算した値となる。
続いて、式（２）で算出された排気行程噴射パルス幅Ｐｉｎｊにより排気行程噴射を実行し（ステップＳ１３）、現時点でのリーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐを再度計測して（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。
【００７１】
ステップＳ１５において、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘパージ制御終了ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄを設定する。
ＮＯｘパージ制御（Ｂ）が開始されてから時間が経過すると、リーンＮＯｘ触媒１１内に吸蔵されていたＮＯｘがすべて還元浄化されるので、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐは低下していく。
前述した通り、従来装置の制御では、実際の還元浄化に必要な時間に対して充分長い時間をパージ時間と設定していたので、パージ時間の長期化（空燃比リッチ時間の増大）によって燃費の悪化を招いていた。
【００７２】
しかし、この発明の実施の形態１による制御では、以下のように、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）の完了タイミングを的確に判定することができる。
すなわち、ステップＳ１５においてＮＯｘパージ制御終了ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄを設定し、続いて、ＮＯｘパージ制御終了ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄと、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側で計測された現時点でのＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐとを比較し、ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄ≦ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐの関係を満たすか否かにより、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）の完了タイミングを判定する（ステップＳ１６）。
【００７３】
ステップＳ１６において、ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄ＞ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）が未完了の状態と見なし、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）を継続して、ステップＳ１０に戻る。
一方、ステップＳ１６において、ＣＮＯｘ＿ｐｅｎｄ≦ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）の終了タイミングであると見なし、リッチ燃焼用（パージ制御用）の設定空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈ設定を解除して（ステップＳ１７）、図７の処理ルーチンを終了する。
【００７４】
以上のように、この発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置は、燃焼室１内に燃料を直接噴射して空気過剰（リーン）状態で燃料を成層燃焼させる筒内直噴式のエンジン制御装置であって、排気管９に設置されて排気ガス中の有害成分を浄化する三元触媒（第１の触媒）１０と、三元触媒１０の下流側の排気系に設置されて、リーン燃焼後の排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵ＮＯｘとして貯蔵するとともに、リッチ燃焼後の排気ガスに対して吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化するリーンＮＯｘ触媒（第２の触媒）１１と、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側の排気系に設けられて、排気ガス中のＮＯｘ濃度に相関した信号を出力するＮＯｘセンサ１３と、エンジンの回転数、負荷または空燃比を含む運転状態を検出する各種センサ（運転状態検出手段）１２〜１５と、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘを放出して還元浄化するＮＯｘパージ制御を実行するための空燃比リッチ状態への投入開始条件を判定するＮＯｘパージ制御投入判定手段（ＥＣＵ２０、ステップＳ４）と、空燃比リッチ状態の度合い（空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈ）を設定するＮＯｘパージ空燃比設定手段（ＥＣＵ２０、ステップＳ７、Ｓ８）と、ＮＯｘパージ制御により還元剤投入量が不足した場合に、排気行程噴射による還元剤の追加供給の実行条件を判定する排気行程噴射判定手段（ＥＣＵ２０、ステップＳ１１）と、ＮＯｘパージ制御の停止条件を判定するＮＯｘパージ制御停止手段（ＥＣＵ２０、ステップＳ１６）と、ＮＯｘパージ制御投入判定手段、排気行程噴射判定手段およびＮＯｘパージ制御停止手段の判定結果と、ＮＯｘパージ空燃比設定手段の設定結果とに基づいて燃焼室内への燃料噴射量を制御する燃料制御手段（ＥＣＵ２０）とを備えている。
【００７５】
ＮＯｘパージ制御投入判定手段（ステップＳ４）は、ＮＯｘセンサ１３により検出されたリーンＮＯｘ触媒１１の下流側のＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐと、エンジンの運転状態に応じて定められたリーンＮＯｘ触媒１１の下流側でのオーバーフロー許容濃度（リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵容量のオーバーフローを示す）ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍとを比較し、ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ≧ＣＮＯｘ＿Ｌｉｍを満たす場合に、ＮＯｘパージ制御の開始条件成立を判定する。
【００７６】
ＮＯｘパージ空燃比設定手段（ステップＳ７、Ｓ８）は、触媒状態および運転状態に基づいてＮＯｘパージ制御（Ｂ）への投入時の還元剤濃度（空燃比リッチ度合い）を判定して、空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈを設定する。
また、排気行程噴射判定手段（ステップＳ１１）は、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）に投入した直後のＮＯｘスリップ量をＮＯｘセンサ１３で計測し、ＮＯｘスリップ量に応じて、ＮＯｘスリップの抑制に要する還元剤をエンジンの排気行程中に追加供給することの必要性を判定する。
【００７７】
ＮＯｘパージ制御停止手段（ステップＳ１６）は、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）の継続による吸蔵ＮＯｘの放出および還元浄化の完了を、ＮＯｘセンサ１３により計測されたＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐから判定する。
さらに、ＥＣＵ２０内の燃料制御手段は、上記各手段を用いて実行されるリーンＮＯｘ触媒１１に対する各制御指示に基づいて、燃焼室１内への燃料噴射量および噴射タイミングを制御する。
【００７８】
この発明の実施の形態１によれば、エンジン筒内に燃料を直接噴射してリーン（希薄燃料）燃焼を行う筒内直噴エンジン制御装置において、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側に設けられたＮＯｘセンサ１３の検出信号（ＮＯｘ濃度）を用いて、ＮＯｘの貯蔵およびパージ制御を行うとともに、ＮＯｘパージ制御を継続することによる吸蔵ＮＯｘの放出条件および還元浄化の完了条件を判定することができる。
【００７９】
すなわち、リーンＮＯｘ触媒１１の下流側にＮＯｘセンサ１３を設け、リーンＮＯｘ触媒１１に対する従来のオープンループ制御に代えて、ＮＯｘセンサ１３の検出信号に基づいてリーンＮＯｘ触媒１１の状態を判定しながらフィードバック制御を行うことにより、リーンＮＯｘ触媒１１の温度および性能に応じて変化するパージ期間およびパージ制御投入時の空燃比Ａ／Ｆ＿Ｒｉｃｈ（空燃比リッチ度合い）を最適に制御することができる。
したがって、大気中に放出される排気ガスの悪化を抑制するとともに、過剰リッチパージ投入による燃費の悪化を防止することができる。
【００８０】
また、ＮＯｘセンサ１３の検出信号に基づいて、リーンＮＯｘ触媒１１のＮＯｘ吸蔵容量の飽和状態（ＮＯｘオーバーフロー）を検出し、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）への投入条件を判定することにより、リーンＮＯｘ触媒１１の温度や経時劣化などに起因したＮＯｘ貯蔵性能の変化を考慮して、過剰に設定したＮＯｘ吸蔵量の最大値を用いることなく、実際のＮＯｘ吸蔵量に応じたリーン燃焼時間（ＮＯｘ吸蔵期間）を設定することができる。
したがって、ＮＯｘ吸蔵容量の低下状態が推測結果よりも進んでいたことによるＮＯｘの大気放散や、ＮＯｘ吸蔵量を低く推測したことによるＮＯｘパージ過剰投入による燃費の悪化などを抑制することができる。
【００８１】
また、ＮＯｘパージ制御（Ｂ）への投入時に、ＮＯｘセンサの出力信号に基づいて、ＮＯｘ還元剤（ＨＣ、ＣＯ）を、ＮＯｘ浄化に必要最小限の量で、かつ余剰燃料が触媒下流から排出されない量を、排気行程噴射による燃料として追加投入することにより、ＮＯｘパージ制御の投入時に発生するＮＯｘスリップ量を減少させて、ＮＯｘスリップを効果的に低減することができる。
【００８２】
また、ＮＯｘパージ制御中においても、ＮＯｘセンサ１３の検出信号に基づいて、リーンＮＯｘ触媒１１内の吸蔵ＮＯｘの還元浄化の完了を判定することにより、リーンＮＯｘ触媒１１の温度および性能に応じて変化するパージ期間を最適に制御して、過剰リッチパージ投入による燃費の悪化を防止することができる。
【００８３】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、ＥＣＵ２０内のＮＯｘパージ制御投入判定手段（ステップＳ４）において、ＮＯｘセンサ１３の計測値（ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘ＿ｓａｍｐ）をそのままオーバーフロー許容濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶと比較したが、積分処理後の計測値を鑑定基準値（オーバーフロー許容濃度）と比較してもよい。
【００８４】
この場合、ＮＯｘパージ制御投入判定手段は、たとえば図４内のＮＯｘセンサ１３の出力電圧３１に対し、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）の期間中にわたって積分処理を施し、運転状態に基づくＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値を算出する。
また、ＮＯｘパージ制御投入判定手段は、ＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値の判定用基準値となるオーバーフロー許容濃度ＣＮＯｘ＿ＯＶに対しても、同様の積分処理を施し、対応したＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値として設定変更する。
【００８５】
以下、前述と同様に、ＮＯｘセンサの検出信号積分値とＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値とを比較して、検出信号積分値がＮＯｘパージ制御投入開始ＮＯｘ濃度積分値よりも大きくなった時点で、ＮＯｘパージ制御の投入開始条件の成立を判定する。
これにより、ＮＯｘ吸蔵制御（Ａ）におけるＮＯｘセンサ１３の計測値（ＮＯｘ濃度）の変化分も考慮することができるので、排気ガス浄化処理の信頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置を示す構成図である。
【図２】図１内の空燃比センサの出力特性を示す説明図である。
【図３】図１内のＮＯｘセンサの出力特性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるリーンＮＯｘ触媒の制御動作をＮＯｘセンサの出力電圧とともに示すタイミングチャートである。
【図５】図１内のリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵時の空燃比リーン時間とＮＯｘ吸蔵容量およびＮＯｘ流入速度との関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による燃料噴射タイミングをエンジン行程と関連させて示すタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１による制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１  燃焼室、９  排気管、１０  三元触媒（第１の触媒）、１１  リーンＮＯｘ触媒（第２の触媒）、１２  空燃比センサ（運転状態検出手段）、１３  ＮＯｘセンサ、１４  アクセルポジションセンサ（運転状態検出手段）、１５  エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）、２０  ＥＣＵ、Ｓ４  ＮＯｘパージ制御投入判定手段、Ｓ７、Ｓ８  ＮＯｘパージ空燃比設定手段、Ｓ１１  排気行程噴射判定手段、Ｓ１６  ＮＯｘパージ制御停止手段。
【図１】
2007170233.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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