(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのリーン運転中にＮＯｘを吸蔵し、リーン運転からリッチ運転へ一時的に切り換えたときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化する触媒を排気系に介装したエンジンの排気浄化装置において、
エンジンを一時的にリーン運転からリッチ運転へ切り換えるときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で切り換える手段と、
リッチ運転開始後の吸入空気量を積算し、この吸入空気量の積算値が設定値を超えたとき、上記触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定する手段と、
上記触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定されたとき、リッチ運転からリーン運転へ気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で復帰させる手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
エンジンのリーン運転中にＮＯｘを吸蔵し、リーン運転からリッチ運転へ一時的に切り換えたときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化する触媒を排気系に介装したエンジンの排気浄化装置において、
エンジンを一時的にリーン運転からリッチ運転へ切り換えるときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で切り換える手段と、
リッチ運転からリーン運転へ復帰するときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で復帰させる手段とを備え、
リーン運転からリッチ運転への切り換え及びリッチ運転からリーン運転への復帰を気筒別にタイミングをずらしながら実施する際、リーン運転の運転領域が高負荷・高回転側にある程、切り換え間隔及び復帰間隔を長くすることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
リーン運転からリッチ運転への切り換え及びリッチ運転からリーン運転への復帰を気筒別にタイミングをずらしながら実施する際、リーン運転の運転領域が高負荷・高回転側にある程、切り換え間隔及び復帰間隔を長くすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
上記切り換え間隔及び復帰間隔を、点火順序に従ったエンジン２回転毎、点火順序とは異なる気筒順序に従ったエンジン１回転毎、あるいは、点火順とすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、ＨＣ，ＣＯとともに還元浄化する三元触媒を排気系に介装したエンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンの空燃比制御においては、排気ガスを触媒により浄化するため、触媒の排気ガス浄化効率の最も良い領域に空燃比が収まるように燃料噴射量等を制御しているが、最近のエンジンでは燃焼過程の解析が進み、希薄な空燃比であっても失火せず、少ない燃料量で効率的に燃焼させることのできる希薄燃焼（リーンバーン）を採用するエンジンが開発されている。
【０００３】
このような、いわゆるリーンバーンエンジンでは、排気ガスの酸素濃度が高いとき、ＨＣ，ＣＯを酸化還元するとともにＮＯｘを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸蔵したＮＯｘを放出して酸化還元されずに余剰となったＨＣ，ＣＯで還元浄化する三元触媒を採用するものがあり、このような希薄燃焼用の三元触媒では、リーン空燃比での運転中に排出されるＮＯｘの吸蔵量が飽和に達する前に短時間のリッチ空燃比での運転を実施して一時的にＨＣ，ＣＯの排出量を増大させ、ＮＯｘを還元浄化する必要がある。
【０００４】
このＮＯｘ浄化のためのリーン運転からリッチ運転への切り換えに際しては、エンジントルクの変動によるトルクショック発生といった問題があり、例えば、特開平７−２６９９９号公報には、ＮＯｘ浄化のためのリッチ運転をエンジン負荷が減少したときに限定して実施することにより、運転者にトルクショックを感じさせることなく、ＮＯｘ浄化を行う技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＮＯｘ浄化のためのリッチ運転をエンジン負荷が減少したときに限定する等の制限を設けると、高速道路等の中負荷以上の運転条件が持続する一定速走行時等のようにリッチ運転を実施する頻度の少ない運転条件下では、ＮＯｘ吸蔵量が飽和に達し、浄化されずに排出される虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ＮＯｘ浄化のためのリッチ空燃比での運転を適切に実施し、且つ、トルクショック軽減することのできるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、エンジンのリーン運転中にＮＯｘを吸蔵し、リーン運転からリッチ運転へ一時的に切り換えたときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化する触媒を排気系に介装したエンジンの排気浄化装置において、エンジンを一時的にリーン運転からリッチ運転へ切り換えるときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で切り換える手段と、リッチ運転開始後の吸入空気量を積算し、この吸入空気量の積算値が設定値を超えたとき、上記触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定する手段と、上記触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定されたとき、リッチ運転からリーン運転へ気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で復帰させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、エンジンのリーン運転中にＮＯｘを吸蔵し、リーン運転からリッチ運転へ一時的に切り換えたときに、吸蔵したＮＯｘを還元浄化する触媒を排気系に介装したエンジンの排気浄化装置において、エンジンを一時的にリーン運転からリッチ運転へ切り換えるときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で切り換える手段と、リッチ運転からリーン運転へ復帰するときに、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で復帰させる手段とを備え、リーン運転からリッチ運転への切り換え及びリッチ運転からリーン運転への復帰を気筒別にタイミングをずらしながら実施する際、リーン運転の運転領域が高負荷・高回転側にある程、切り換え間隔及び復帰間隔を長くすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、リーン運転からリッチ運転への切り換え及びリッチ運転からリーン運転への復帰を気筒別にタイミングをずらしながら実施する際、リーン運転の運転領域が高負荷・高回転側にある程、切り換え間隔及び復帰間隔を長くすることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、上記切り換え間隔及び復帰間隔を、点火順序に従ったエンジン２回転毎、点火順序とは異なる気筒順序に従ったエンジン１回転毎、あるいは、点火順とすることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明では、エンジンのリーン運転中に触媒に吸蔵したＮＯｘを還元浄化するためリーン運転からリッチ運転へ一時的に切り換えるとき、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で切り換え、また、リッチ運転からリーン運転に復帰するときには、気筒別にタイミングをずらしながら所定の間隔で復帰させる。
【００１４】
リッチ運転からリーン運転への復帰は、リッチ運転開始後の吸入空気量の積算値が設定値を超えたとき、触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定することによって実施することが望ましく、また、リーン運転からリッチ運転への切り換え間隔及びリッチ運転からリーン運転への復帰間隔は、点火順序に従ったエンジン２回転毎、点火順序とは異なる気筒順序に従ったエンジン１回転毎、あるいは、点火順とする等して、リーン空燃比でのエンジン運転領域が高負荷・高回転側にある程、長くすることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図１１は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は制御装置の機能ブロック図、図２はリッチ運転実施許可ルーチンのフローチャート、図３は＃１気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート、図４は＃３（２，４）気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート、図５はＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンのフローチャート、図６はＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンのフローチャート、図７はＮＯｘ浄化終了判定ルーチンのフローチャート、図８はＮＯｘ排出量推定マップの説明図、図９はリーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート、図１０はリッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャート、図１１はエンジン制御系の概略構成図である。
【００１６】
図１１において、符号１はエンジン（本形態においては、水平対向型４気筒エンジン）であり、高出力を要求される高負荷・加速運転時等の一部の運転領域を除く全運転領域で希薄燃焼（リーンバーン）を行うリーンバーンエンジンである。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、それぞれシリンダヘッド２が設けられ、このシリンダヘッド２と上記シリンダブロック１ａとで形成される気筒毎の燃焼室３に、吸気ポート４を介してインテークマニホルド５が連通されるとともに排気ポート６を介してエキゾーストマニホルド７が連通されている。
【００１７】
上記吸気ポート４の直上流側にはインジェクタ８が臨まされ、上記シリンダヘッド２には、先端を上記燃焼室３に露呈する点火プラグ９が各気筒毎に取り付けられている。この点火プラグ９には、点火コイル１０が連設され、この点火コイル１０にイグナイタ１１が接続されている。
【００１８】
また、上記インテークマニホルド５の上流側集合部にエアチャンバ１２が形成されて吸気管１３に連通され、この吸気管１３の上流の空気取入れ口側にはエアクリーナ１４が取付けられ、中途にスロットルバルブ１５が介装されている。さらに、上記吸気管１３には、上記スロットルバルブ１５をバイパスするバイパス通路１６が接続されており、このバイパス通路１６にアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）１７が介装されている。
【００１９】
一方、上記エキゾーストマニホルド７には排気管１８が連通され、この排気管１８の上記エキゾーストマニホルド７の集合部直下流に、希薄燃焼用三元触媒を内蔵した触媒コンバータ１９が介装され、さらに、下流端にマフラ２０が介装されている。上記希薄燃焼用三元触媒は、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類等のＮＯｘ吸蔵物質と白金等の貴金属とをアルミナ等の担体上に担持させてなり、ＮＯｘ及びＯ2のストレージ機能により、排気ガスの酸素濃度が高いとき、ＨＣ，ＣＯを酸化還元するとともにＮＯｘを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸蔵したＮＯｘを放出して酸化還元されずに余剰となったＨＣ，ＣＯで還元浄化する。
【００２０】
また、上記エンジン１には、各種センサ類が配置されており、そのセンサ類としては、上記スロットルバルブ１５に連設され、スロットル開度を検出するスロットル開度センサとスロットル全閉でＯＮするアイドルスイッチとを内蔵したスロットルセンサ２１、上記吸気管１３の上記エアクリーナ１４の直下流に介装されるホットワイヤ式あるいはホットフィルム式等の吸入空気量センサ２２、上記シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路１ｂに臨まされる冷却水温センサ２３、クランクシャフト１ｃに軸着されたクランクロータ２４の外周に対設されるクランク角センサ２５、カムシャフト１ｄに連設するカムロータ２６に対設される気筒判別用センサ２７、上記排気管１８の触媒コンバータ１９上流側に臨まされる広域空燃比センサ２８、その他、図示しない各種センサ類がある。
【００２１】
上記各種センサ類は、上記エンジン１の空燃比制御等を電子的に行う電子制御装置（ＥＣＵ）５０に接続されている。このＥＣＵ５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、バックアップＲＡＭ５４、Ｉ／Ｏインタフェース５５等からなるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電圧を供給する電源回路５６、上記Ｉ／Ｏインタフェース５５の出力ポートからの信号によりアクチュエータ類を駆動する駆動回路５７、及び、センサ類からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５８等の周辺回路が組み込まれている。
【００２２】
上記Ｉ／Ｏインタフェース５５の入力ポートには、上記クランク角センサ２５、上記気筒判別用センサ２７、その他、図示しないセンサ類・スイッチ類が接続され、さらに、上記Ａ／Ｄ変換器５８を介して、上記スロットルセンサ２１、上記吸入空気量センサ２２、上記冷却水温センサ２３、上記広域空燃比センサ２８等が接続されている。一方、上記Ｉ／Ｏインタフェース５５の出力ポートには、上記イグナイタ１１が接続されるとともに、上記駆動回路５７を介して、上記インジェクタ８、上記ＩＳＣＶ１７、その他、図示しない各種アクチュエータ類が接続されている。
【００２３】
また、上記電源回路５６は、ＥＣＵリレー６０のリレー接点を介してバッテリ６１に接続され、このバッテリ６１に、上記ＥＣＵリレー６０のリレーコイルがイグニッションスイッチ６２を介して接続されている。また、上記電源回路５６は、直接、上記バッテリ６１に接続されており、上記イグニッションスイッチ６２がＯＮされてＥＣＵリレー６０のリレー接点が閉となったとき、上記電源回路５６から各部へ電源が供給される一方、上記イグニッションスイッチ６２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、上記バックアップＲＡＭ５４にバックアップ用の電源が供給される。
【００２４】
上記ＥＣＵ５０では、ＲＯＭ５２に記憶されている制御プログラムに従い、上記各センサ、スイッチからの出力信号を読込んでエンジン運転状態を検出し、検出したエンジン運転状態から最適な燃料噴射量、点火時期等を演算してリーンあるいはストイキオでの空燃比制御を行い、燃費向上、排気エミッションの改善を図るとともに、エンジン出力を確保する。
【００２５】
さらに、上記ＥＣＵ５０では、図１に示すように、運転領域判定部７１、リーン運転許可部７２、気筒別燃料噴射制御部７３、気筒別点火時期制御部７４、ＮＯｘ吸蔵量推定部７５、ＮＯｘ吸蔵能力飽和判定部７６、気筒別リッチ運転実施部７７の機能により、リーン空燃比での運転時に希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力を監視し、ＮＯｘ吸蔵能力が飽和に達したと判定すると、リーン空燃比での運転からリッチ空燃比での運転へ気筒別に所定の間隔をあけてタイミングをずらしならが切り換えることでトルクショックを軽減しつつ一時的にＨＣ，ＣＯの排出量を増大させ、希薄燃焼用三元触媒内のＮＯｘを還元浄化する。そして、ＮＯｘ浄化終了後、同様にトルクショックを軽減するため、リッチ空燃比での運転を気筒別に所定の間隔をあけてタイミングをずらしながらリーン空燃比での運転に復帰させるようにしている。
【００２６】
すなわち、運転領域判定部７１で判定した運転領域がリーン運転領域のとき、リーン運転許可部７２でリーン運転を許可し、気筒別燃料噴射制御部７３における気筒別の燃料噴射量を減量補正させるとともに、気筒別点火時期制御部７４における気筒別の点火時期をリーン空燃比に応じて補正させ、同時に、ＮＯｘ吸蔵量推定部７５により、リーン運転開始後の希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定させる。
【００２７】
気筒別燃料噴射制御部７３では、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとから基本燃料噴射パルス幅ＴPを算出し（ＴP←Ｋ×Ｑ／ＮE；但し、Ｋはインジェクタ特性補正定数）、以下の(1)式に示すように、基本燃料噴射パルス幅ＴPを、冷却水温ＴW等に基づく補正係数ＣＯＥＦ、＃１〜＃４の気筒別に設定される目標空燃比補正係数ＫＴＧＴ#n（ｎ＝１〜４）、広域空燃比センサ２８の出力電圧に基づいて空燃比を目標空燃比に近付けるための空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ、吸入空気量計測系や燃料供給系の生産時のバラツキあるいは経時変化による空燃比のずれを迅速に補正するための学習補正係数ＫＢＬＲＣ、ポート壁面等に付着する燃料の影響を補正する燃料付着補正係数ＫＸにより補正して有効燃料噴射パルス幅ＴEを算出する。そして、この有効燃料噴射パルス幅ＴEに、以下の(2)式に示すように、バッテリ電圧ＶBに基づいて設定したインジェクタ８の無効噴射時間を補償する無効噴射パルス幅ＴVを加算し、最終的な燃料噴射パルス幅Ｔiを気筒別に算出する。
ＴE＝ＴP×ＣＯＥＦ×ＫＴＧＴ#n×ＬＡＭＢＤＡ×ＫＢＬＲＣ×ＫＸ…(1)
Ｔi＝ＴE＋ＴV                                                 …(2)
その際、気筒別に設定される上記目標空燃比補正係数ＫＴＧＴ#nは、リーン運転時とリッチ運転時とで異なる値が採用され、例えば、０．６〜０．８のリーン値で各気筒の燃料噴射量が減量され、１．２〜１．５のリッチ値で各気筒の燃料噴射量が増量される。尚、上記燃料付着補正係数ＫＸも気筒別に設定することが望ましい（ＫＸ１〜ＫＸ４）。
【００２８】
気筒別点火時期制御部７４では、エンジン回転数ＮEと、基本燃料噴射パルス幅Ｔp等のエンジン負荷とをパラメータとするマップ参照により、気筒別に基本点火時期ＩＧＲＥＧを設定し、以下の(3)式に示すように、この基本点火時期ＩＧＲＥＧを、冷却水温ＴWに基づく水温補正値ＡＤＶＴＷ、スロットルセンサ２１からの信号に基づいて検出した加速時の補正値である加速補正値ＡＤＶＭＡＣ、ノック回避のためのノック制御補正値ＫＢで補正して最終的な点火時期ＡＤＶを気筒別に算出する。
ＡＤＶ＝ＩＧＲＥＧ±ＡＤＶＴＷ±ＡＤＶＭＡＣ−ＫＢ            …(3)
この点火時期算出の際においても、上記基本点火時期ＩＧＲＥＧは、リーン運転時とリッチ運転時とに対応して、リーン運転時用基本点火時期マップとリッチ運転時用点火時期マップとの２つのマップが用意されており、リーン運転／リッチ運転に応じてマップを選択するようにしている。
【００２９】
また、ＮＯｘ吸蔵量推定部７５では、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとによって特定される運転領域毎のＮＯｘ排出量を、リーン運転時のみ設定時間毎に積算し、この積算値を希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵量推定値として求める。このＮＯｘ吸蔵量推定値は、リッチ運転実施時にクリアされる。
【００３０】
そして、ＮＯｘ吸蔵能力飽和判定部７６で、上記ＮＯｘ吸蔵量推定部７５で推定したＮＯｘ吸蔵量推定値を設定値と比較し、ＮＯｘ吸蔵量推定値が設定値を超えたとき、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和状態に達したと判定し、気筒別リッチ運転実施部７７へ気筒別のリッチ運転開始を指示する。
【００３１】
気筒別リッチ運転実施部７７では、希薄燃焼用三元触媒に吸蔵されたＮＯｘを浄化するため、まず、一つの気筒の燃料噴射量及び点火時期をリーン運転時の値からリッチ運転時の値に切り換えてリッチ運転を実施し、その後、所定の間隔をあけて次の気筒をリッチ運転に切り換え、順次、所定の間隔で全ての気筒をリッチ運転に切り換える。同時に、リッチ運転切り換え開始後の吸入空気量を設定時間毎に積算し、この積算値が設定値に達したとき、リーン運転からリッチ運転への切り換えによって希薄燃焼用三元触媒に吸蔵されたＮＯｘの浄化が終了したと判定し、リーン運転からリッチ運転への切り換えと同様に、一つの気筒の燃料噴射量及び点火時期をリッチ運転時の値からリーン運転時に値に戻し、所定の間隔をあけて次々と他の気筒をリーン運転に戻し、全ての気筒をリーン運転に戻す。
【００３２】
本形態では、リーン運転からリッチ運転への切り換えを、各気筒間でエンジン２回転（１サイクル）以上の間隔をあけて＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒の点火順序に従って実施し、また、リッチ運転からリーン運転へ、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒の点火順序で各気筒間でエンジン２回転以上の間隔をあけて復帰させる。
【００３３】
以下、上記ＥＣＵ５０によるリーン運転許可後のリーン運転からリッチ運転への切り換え、及び、リッチ運転からリーン運転への復帰に係わる処理について、図２〜図７のフローチャートに従って説明する。
【００３４】
リーン運転許可後のリーン運転からリッチ運転への切り換えは、図５のＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンによって求めた希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵量推定値から、図６のＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンによって希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和に達したと判定されたとき、図２のリッチ運転実施許可ルーチンでリーン運転からリッチ運転への切り換えを許可するリッチ運転実施フラグがセットされることで実施される。一方、リッチ運転からリーン運転への復帰は、図７のＮＯｘ浄化終了判定ルーチンによって希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定されたとき、図２のリッチ運転実施許可ルーチンによってリッチ運転実施フラグがクリアされることで実施される。
【００３５】
また、各気筒のリーン運転からリッチ運転への切り換え、及び、リッチ運転からリーン運転への復帰は、最初に＃１気筒に対し、図３のリッチ運転実施ルーチンにおいてリッチ運転実施フラグを参照することで実施され、次いで、図４に示すリッチ運転実施ルーチンにおいて、リッチ運転実施フラグ、及び、直前の点火気筒のリッチ運転実施を示すリッチフラグ（後述する＃１，＃２，＃３，＃４リッチフラグ）を参照し、点火順に従って＃３，２，４気筒へとエンジン２回転以上の間隔をあけて順次実施される。尚、上記リッチ運転実施フラグ、及び、各気筒の＃１〜＃４リッチフラグは、システム電源投入時の初期化で予めクリアされている。
【００３６】
まず、図２のリッチ運転実施許可ルーチンについて説明する。このルーチンでは、ステップS101で、リッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べ、リッチ運転実施フラグがセットされていないときには、ステップS102へ進んで図６のＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンによる判定結果を参照し、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しているか否かを調べる。
【００３７】
そして、ＮＯｘ吸蔵能力が飽和していないと判定されているときには、上記ステップS102からステップS104へ進んでリッチ運転実施フラグをクリアしてルーチンを抜け、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しているとの判定結果であるとき、上記ステップS102からステップS105へ進んでリッチ運転実施フラグをセットし、ルーチンを抜ける。
【００３８】
一方、上記ステップS101で既にリッチ運転実施フラグがセットされているときには、上記ステップS101からステップS103へ分岐して後述する図７のＮＯｘ浄化終了判定ルーチンの判定結果を参照し、図３，４に示すリッチ運転実施ルーチンによってリーン運転から切り換えられた＃１〜＃４気筒のリッチ運転の実施により、希薄燃焼用三元触媒に吸蔵されたＮＯｘの浄化が終了しているか否かを調べる。
【００３９】
その結果、ＮＯｘ浄化が終了していないときには、上記ステップS103から前述のステップS105へ進んでリッチ運転実施フラグをセット状態のままルーチンを抜け、ＮＯｘ浄化が終了したとき、上記ステップS103から前述のステップS104へ進んでリッチ運転実施フラグをクリアし、ルーチンを抜ける。
【００４０】
以上のリッチ運転実施許可ルーチンに対し、図３の＃１気筒に対するリッチ運転実施ルーチンでは、まず、ステップS201でリッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べる。そして、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しておらず、リーン運転からリッチ運転への切り換えが必要ないためリッチ運転実施フラグがセットされていないとき、あるいは、既に希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ浄化のためにリーン運転からリッチ運転への切り換えが実施されており、一旦セットされたリッチ運転実施フラグがＮＯｘ浄化終了判定によってクリアされたときには、ステップS201からステップS202へ進んで＃１気筒のリッチ運転実施を示す＃１リッチフラグをクリアし、ステップS203で＃１気筒のリーン運転を実施してルーチンを抜ける。
【００４１】
一方、上記ステップS201で、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和してＮＯｘ浄化のためにリーン運転からリッチ運転へ切り換えるリッチ運転実施フラグがセットされているときには、上記ステップS201からステップS204へ進んで＃１リッチフラグをセットし、ステップS205で＃１気筒のリッチ運転を実施してルーチンを抜ける。
【００４２】
次に、＃３，＃２，＃４気筒に対するリッチ運転実施ルーチンについて説明する。図４のフローチャートは、＃３，＃２，＃４気筒に対するリーン／リッチ運転実施処理のアルゴリズムを総括的に記載したものであり、ここでの説明は３気筒によって代表するものとする。
【００４３】
尚、各気筒に対するリーン運転の実施は、各気筒に対する目標空燃比補正係数ＫＴＧＴ#nをリーン値として最終的な燃料噴射パルス幅Ｔiをセットするとともに、リーン運転時用の基本点火時期マップを選択して点火時期ＡＤＶをリーン運転時の値にセットすることで行われる。また、各気筒に対するリッチ運転の実施は、各気筒に対する目標空燃比補正係数ＫＴＧＴ#nをリッチ値として燃料噴射パルス幅Ｔiをセットするとともに、リッチ運転時用の基本点火時期マップを選択して点火時期ＡＤＶをリッチ運転時の値にセットすることで行われる。
【００４４】
＃３気筒に対するリッチ運転実施ルーチンでは、まず、ステップS301でリッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べ、ＮＯ（リッチ運転実施フラグがセットされていない）のとき、ステップS302へ進んで、直前の点火気筒である＃１気筒の＃１リッチフラグがクリアされているか否かを調べる。
【００４５】
この場合、リーン運転を開始して希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和していない状態では、リッチ運転実施フラグはセットされておらず、＃１気筒の＃１リッチフラグもクリアされているため、当初、上記ステップS301からステップS302を経てステップS303へ進み、タイマを参照して＃１リッチフラグがクリアされた後の経過時間がエンジン２回転に相当する時間以上経過しているか否かを調べる。
【００４６】
尚、上記経過時間は、例えばシステム内のハードウエアタイマあるいはソフトウエアタイマを参照することで知ることができ、＃１リッチフラグがクリアされたときに計時が開始され、＃１リッチフラグがセットされたときにリセットされるまでの間、計時が継続される。
【００４７】
前述したように、＃１〜＃４リッチフラグは、システム電源投入時の初期化によってクリアされるため、リーン運転開始時には＃１リッチフラグがクリアされてからエンジン２回転以上の時間が経過しており、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和していない当初の状態では、ステップS303からステップS306へ進んで＃３リッチフラグをクリアし、ステップS307で＃３気筒のリーン運転を実施してルーチンを抜ける。
【００４８】
その後、リーン運転が継続され、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和して前述の図２のリッチ運転実施許可ルーチンによってリッチ運転実施フラグがセットされると、リッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べる上記ステップS301でＹＥＳとなって上記ステップS301からステップS304へ進み、＃１リッチフラグがセットされているか否かを調べる。そして、＃１リッチフラグがセットされておらず、＃１気筒が未だリーン運転からリッチ運転に切り換っていないときには、上記ステップS304から前述のステップS306,S307を経て＃３気筒のリーン運転実施を継続し、ルーチンを抜ける。
【００４９】
一方、上記ステップS304で＃１リッチフラグがセットされており、既に＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換っているときには、上記ステップS304からステップS305へ進み、タイマを参照して＃１リッチフラグがセットされた後の経過時間（＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換った後の経過時間）がエンジン２回転に相当する時間以上経過しているか否かを調べる。
【００５０】
上記ステップS305で参照される経過時間は、前述のステップS303で参照される経過時間に対し、＃１リッチフラグがセットされたときに計時が開始され、＃１リッチフラグがクリアされたときにリセットされるまで計時を継続するものである。ここで、＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換った後にエンジン２回転以上の時間が経過していないときには、上記ステップS305から前述のステップS306,S307を経て＃３気筒をリーン運転実施状態としたままルーチンを抜け、＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換った後にエンジン２回転以上の時間が経過しているとき、上記ステップS305からステップS308へ進んで＃３リッチフラグをセットし、ステップS309で＃３気筒のリッチ運転を実施し、リーン運転からリッチ運転に切り換えてルーチンを抜ける。
【００５１】
その後、ルーチンが繰り返されると、リッチ運転実施フラグがセットされている間、すなわち、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘの還元浄化が完了しない間は、上記ステップS301からステップS304,S305を経てステップS308へ至り、ステップS309で＃３気筒のリッチ運転実施が継続される。
【００５２】
そして、図９に示すように、ＮＯｘ吸蔵飽和判定によって＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換わった後、エンジン２回転以上の間隔をあけて＃３気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換わると、同様にして、エンジン２回転以上の間隔をあけて＃２気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられ、さらに、＃２気筒がリッチ運転に切り換わった後、エンジン２回転以上の間隔をあけて＃４気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられる。
【００５３】
尚、＃２気筒に対するリッチ運転実施ルーチンは、図４のフローチャートにおける“＃１（３，２）”の表記を直前の点火気筒である＃３気筒を指す＃３と解釈し、“＃３（２，４）”の表記を自己気筒である＃２気筒を指す＃２と解釈すれば良く、ステップS303,S305における経過時間は、それぞれ、＃３リッチフラグがクリアされた後の経過時間、＃３リッチフラグがセットされた後の経過時間である。また、＃４気筒に対するリッチ運転実施ルーチンでは、“＃１（３，２）”の表記を、直前の点火気筒である＃２気筒を指す＃２と解釈し、“＃３（２，４）”の表記を、自己気筒である＃４気筒を指す＃４と解釈すれば良く、ステップS303,S305における経過時間は、それぞれ、＃２リッチフラグがクリアされた後の経過時間、＃２リッチフラグがセットされた後の経過時間である。
【００５４】
そして、全気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換わり、このリッチ運転の実施によって希薄燃焼用三元触媒に吸蔵されたＮＯｘが還元浄化され、ＮＯｘ浄化が終了した判定されると、前述の図２のリッチ運転実施許可ルーチンによってリッチ運転実施フラグがクリアされ、前述の図３の＃１気筒に対するリッチ運転実施ルーチンによって＃１気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰する。
【００５５】
このとき、＃３気筒に対する図４のリッチ運転実施ルーチンでは、リッチ運転実施フラグのクリアによってステップS301からステップS302へ進み、直前の点火気筒である＃１気筒の＃１リッチフラグがクリアされているか否かを調べる。そして、＃１リッチフラグがクリアされていないとき、ＮＯｘ浄化終了判定直後で未だ＃１気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰していないときであるため、ステップS302から＃３リッチフラグをセットする前述のステップS308へジャンプし、ステップS309を経て＃３気筒のリッチ運転実施を継続する。
【００５６】
一方、上記ステップS302で＃１リッチフラグがクリアされているときには、前述したように、上記ステップ302からステップS303へ進んで、＃１リッチフラグがクリアされた後にエンジン２回転以上の時間が経過しているか否かを調べ、エンジン２回転以上の時間が経過していないとき、ステップS303から前述のステップS308へジャンプし、ステップS309を経て＃３気筒をリッチ運転実施状態としてルーチンを抜ける。
【００５７】
そして、＃１リッチフラグがクリアされた後にエンジン２回転以上の時間が経過すると、上記ステップS303からステップS306へ進んで＃３リッチフラグをクリアし、ステップS307で＃３気筒のリーン運転を実施してルーチンを抜ける。これにより、図１０に示すように、＃１気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰した後、エンジン２回転以上の間隔をあけて＃３気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰し、同様にして、エンジン２回転以上の間隔をあけて、＃２気筒、＃４気筒が順次リーン運転に復帰する。
【００５８】
以上により、ポート壁面への燃料付着等の影響により瞬時に（ステップ的に）筒内の空燃比が切り換わらず出力変動の大きいリーン・リッチ運転切り換え過渡時、特に、出力変動の大きい切り換え直後最初のサイクルにおいて、適切にＮＯｘ浄化のためのリッチ空燃比での運転を実施することができ、トルクショックを軽減してドライバビリティを確保することができる。
【００５９】
次に、希薄燃焼用三元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を推定する図５のＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンについて説明する。
【００６０】
このＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンは設定時間毎に割り込み実行される定期処理ルーチンであり、ステップS401で、吸入空気量センサ２２からの信号に基づいて吸入空気量Ｑを算出するとともに、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン回転数ＮEを算出し、ステップS402で、現在の運転状態がリーン運転実施中か否かを調べる。
【００６１】
そして、リーン運転実施中でないときには、上記ステップS402からルーチンを抜け、リーン運転実施中のとき、上記ステップS402からステップS403へ進んでリッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べ、リッチ運転実施フラグがセットされていないとき、ステップS404へ進んで、吸入空気量Ｑとエンジン回転数ＮEとをパラメータとしてＮＯｘ排出量推定マップから運転状態に応じたＮＯｘ排出量を推定し、ステップS405へ進む。
【００６２】
上記ＮＯｘ排出量推定マップは、図８に示すように、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとによって特定される運転領域毎に、エンジンの排気ガスを分析して求めた単位時間当たりのＮＯｘ排出量を、推定ＮＯｘ排出量として予め格納しておくものであり、上記ＮＯｘ排出量推定マップを参照することにより、エンジンの運転状態に応じたＮＯｘ排出量を推定することができる。
【００６３】
ステップS405では、上記ＮＯｘ排出量推定マップを参照して得られた推定ＮＯｘ排出量を、前回ルーチン実行時に求めた希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵量推定値に加算することにより現時点でのＮＯｘ吸蔵量推定値として更新し、ルーチンを抜ける。
【００６４】
一方、上記ステップS403でリッチ運転実施フラグがセットされているときには、前述した図３，４のリッチ運転実施ルーチンによる＃１〜＃４気筒のリッチ運転の実施により、希薄燃焼用三元触媒に吸蔵されたＮＯｘの浄化が始まっているため、上記ステップS403からステップS406へ進んでＮＯｘ吸蔵量推定値をクリアし、ルーチンを抜ける。
【００６５】
上記ＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンで求めたＮＯｘ吸蔵量推定値は、図６のＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンで参照される。このＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンでは、ステップS501でＮＯｘ吸蔵量推定値を設定値と比較し、ＮＯｘ吸蔵量推定値が設定値を超えたとき、ステップS502でＮＯｘ吸蔵能力飽和と判定して判定結果をＲＡＭ５３の所定アドレスにストアし、ＮＯｘ吸蔵量推定値が設定値以下のときには、ステップS503でＮＯｘ吸蔵能力飽和判定を解除し、ＲＡＭ５３の所定アドレスにストアした判定結果をクリアする。
【００６６】
また、＃１〜＃４気筒のリッチ運転実施による希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ浄化終了を判定する図７のＮＯｘ浄化終了判定ルーチンでは、まず、ステップS601でリッチ運転実施フラグがセットされているか否かを調べ、リッチ運転実施フラグがセットされていないとき、ステップS602へ進んでＮＯｘ浄化量カウンタをクリアしてルーチンを抜け、リッチ運転実施フラグがセットされているとき、ステップS603へ進んで、リッチ運転開始後の吸入空気量Ｑを積算するＮＯｘ浄化量カウンタへ、今回の吸入空気量Ｑを加算する。
【００６７】
そして、上記ステップS603からステップS604へ進み、ＮＯｘ浄化量カウンタの値を、飽和判定された吸蔵ＮＯｘ量を還元浄化するために必要な排気ガス量に相当する吸入空気量の設定値と比較し、設定値以下のときにはルーチンを抜け、設定値を超えているとき、ステップS605でＮＯｘ浄化終了と判定してＲＡＭ５３の所定アドレスに判定結果をストアし、ルーチンを抜ける。
【００６８】
図１２〜図１６は本発明の実施の第２形態に係わり、図１２は制御選択ルーチンのフローチャート、図１３は領域判定テーブルの説明図、図１４は制御領域の区分を示す説明図、図１５はリーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート、図１６はリッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャートである。
【００６９】
本形態は、前述の第１形態の気筒別リッチ運転実施部７７の機能を若干変更し、リーン運転からリッチ運転への切換え、及び、リッチ運転からリーン運転への復帰を、前述の第１形態で説明した１サイクル以上の間隔をあけて気筒別にリーン／リッチ運転を切換えるトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードと、点火順序に応じて順次リーン／リッチ運転を切換える通常ＮＯｘ浄化制御モードとに分け、この２つの制御モードを運転領域に応じて選択するものである。
【００７０】
このため、本形態では、リーン運転からリッチ運転への切り換えは、前述の第１形態と同様、図２，５，６，７のルーチンにより、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ吸蔵量推定値からＮＯｘ吸蔵能力が飽和に達したと判定されたとき、リッチ運転実施フラグがセットされることで実施され、リッチ運転からリーン運転への復帰は、希薄燃焼用三元触媒のＮＯｘ浄化が終了したと判定されたとき、リッチ運転実施フラグがクリアされることで実施されるが、実際の各気筒のリーン運転からリッチ運転への切り換え処理及びリッチ運転からリーン運転への復帰処理は、図１２の制御選択ルーチンによって選択される。
【００７１】
図１２の制御選択ルーチンでは、ステップS51で、吸入空気量センサ２２からに信号に基づいて吸入空気量Ｑを算出するとともに、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン回転数ＮEを算出し、ステップS52で、エンジン回転数ＮEをパラメータとして、図１３に示すように、エンジン回転数ＮE毎に、通常ＮＯｘ浄化制御領域とトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御領域とを区分するシリンダ内吸入空気量のスライスレベル値が格納されている領域判定テーブルを参照し、この領域判定テーブルの参照値（スライスレベル値）と上記ステップS51で算出した吸入空気量Ｑとを比較し、現在の運転領域が予め設定した低回転・低負荷領域にあるか否かを調べる。
【００７２】
すなわち、希薄燃焼用三元触媒に吸蔵したＮＯｘを放出するには、全気筒の平均空燃比をリッチとして排気ガス中の酸素濃度を低下させる必要があるが、１サイクル以上の間隔をあけて気筒別にリーン／リッチ運転を切換えるトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードでは、リーン運転からリッチ運転への切り換え時、一時的にリッチ気筒とリーン気筒とが混在するため、平均空燃比がリーンとなって、ＮＯｘ浄化の効果が上がらない反面、燃費が悪化する虞がある。
【００７３】
このため、図１４に示すように、もともとエンジン出力が低く、トルクショックも小さい低負荷・低回転領域では、点火順序に応じて順次リーン／リッチ運転を切換える通常ＮＯｘ浄化制御モードの領域とし、他の領域では、１サイクル以上の間隔をあけて気筒別にリーン／リッチ運転を切換えるトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードの領域とする。
【００７４】
そして、現在の運転領域が予め設定した低回転・低負荷領域にあるとき、上記ステップS52からステップS53へ進んで通常ＮＯｘ浄化制御モードを選択してルーチンを抜け、一方、現在の運転領域が予め設定した低回転・低負荷領域外の高回転・高負荷側にあるときには、上記ステップS52からステップS54へ進んで、トルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードを選択し、ルーチンを抜ける。
【００７５】
通常ＮＯｘ浄化制御モードでは、最初の運転切り換え気筒である＃１気筒に対しては、図３のリッチ運転実施ルーチンによる処理が適用され、＃３，＃２，＃４気筒に対しては、図４のリッチ運転実施ルーチンから各気筒間でエンジン２回転以上の間隔をあけるためのステップS203,S205を省略した処理が適用される。
【００７６】
すなわち、図１５に示すように、ＮＯｘ吸蔵能力飽和判定によって＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられると、点火順序に従って＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒と順次リーン運転からリッチ運転に切り換えられる。そして、全気筒がリッチ運転に切り換えれた後、ＮＯｘ浄化が終了した判定されると、図１６に示すように、＃１気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰し、次いで、＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒の順にリッチ運転からリーン運転に復帰する。
【００７７】
トルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードは、前述の第１形態で説明した通りであり、本形態では、低回転・低負荷領域で通常ＮＯｘ浄化制御モードを選択することでドライバビリティを維持したまま燃費悪化を最小限に抑えることが可能となる。
【００７８】
図１７〜図２１は本発明の実施の第３形態に係わり、図１７は制御選択ルーチンのフローチャート、図１８は＃３（２，４）気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート、図１９は制御領域の区分を示す説明図、図２０はリーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート、図２１はリッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャートである。
【００７９】
本形態は、前述の第２形態に対し、点火順序とは異なる気筒順で１サイクルより短い間隔をあけて気筒別にリーン／リッチ運転を切換える第２のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードを追加し、この第２のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードと、点火順序に従って１サイクル以上の間隔をあけて気筒別にリーン／リッチ運転を切換える前述のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モード（第１のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モード）と、点火順序に応じて順次リーン／リッチ運転を切換える前述の通常ＮＯｘ浄化制御モードとを、運転領域に応じて選択するものである。
【００８０】
上記３つのモードの制御は、第２形態の図１２の制御選択ルーチンに代えて図１７の制御選択ルーチンによって行われる。このルーチンでは、ステップS61で、吸入空気量センサ２２からの信号に基づいて吸入空気量Ｑを算出するとともに、クランク角センサ２５からの信号に基づいてエンジン回転数ＮEを算出し、ステップS62で、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとから特定される現在の運転領域が、高回転・高負荷の運転領域であるか否かを調べる。
【００８１】
そして、現在の運転領域が高回転・高負荷の運転領域にあるとき、上記ステップS62からステップS66へ進んで第１のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードを選択してルーチンを抜け、現在の運転領域が高回転・高負荷の運転領域にないとき、上記ステップS62からステップS63へ進み、さらに、現在の運転領域が低回転・低負荷の運転領域にあるか否かを調べ、低回転・低負荷の運転領域にあるとき、ステップS64で通常ＮＯｘ浄化制御モードを選択してルーチンを抜け、低回転・低負荷の運転領域にないとき、ステップS65で第２のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードを選択してルーチンを抜ける。
【００８２】
すなわち、図１９に示すように、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとによって特定される運転領域が、低負荷・低回転側のときには、リーン運転からリッチ運転への切り換え時間及びリッチ運転からリーン運転への復帰時間が短い通常ＮＯｘ浄化制御領域モードを選択し、高負荷・高回転側になるにつれて、通常ＮＯｘ浄化制御モードよりも切り換え時間及び復帰時間が長い第２のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モード、さらに、この第２のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードよりも切り換え時間及び復帰時間が長い第１のトルクショック軽減ＮＯｘ浄化制御モードを選択するのである。
【００８３】
第２のトルクショック軽減ＮＯｘ制御モードは、リーン運転からリッチ運転への切り換えを、各気筒間でエンジン１回転程度の間隔をあけて＃１気筒→＃４気筒→＃２気筒→＃３気筒の点火順序とは異なる順序で実施し、また、リッチ運転からリーン運転へ、＃１気筒→＃４気筒→＃２気筒→＃３気筒の点火順序とは異なる順序で各気筒間でエンジン１回転程度の間隔をあけて復帰させる。
【００８４】
この場合、運転を切り換える最初の気筒である＃１気筒に対しては、図３のリッチ運転実施ルーチンによる処理が適用され、＃３，＃２，＃４気筒に対しては、図１８に示すリッチ運転実施ルーチンによる処理が適用される。
【００８５】
図１８に示すリッチ運転実施ルーチンのフローチャートは、第１形態において説明した図４のリッチ運転実施ルーチンのフローチャートと同様、＃３，＃２，＃４気筒に対するリーン／リッチ運転実施処理のアルゴリズムを総括的に記載したものであり、その処理内容は、図４のリッチ運転実施ルーチンに準じる。
【００８６】
すなわち、＃３気筒に対する処理のときには、図中の“＃２（４，１）”の表記を直前の運転切り換え気筒である＃２気筒を指す＃２と解釈するとともに、“＃３（２，４）”の表記を自己気筒である＃３気筒を指す＃３と解釈し、ステップS352,S355におけるエンジン１回転の経過時間を、それぞれ、＃２リッチフラグがクリアされた後の経過時間、＃２リッチフラグがセットされた後の経過時間とする。
【００８７】
同様に、＃２気筒に対する処理のときには、“＃２（４，１）”の表記を直前の運転切り換え気筒である＃４気筒を指す＃４と解釈するとともに、“＃３（２，４）”の表記を自己気筒である＃２気筒を指す＃２と解釈し、ステップS352,S355における経過時間を、＃４リッチフラグがクリアされた後の経過時間、＃４リッチフラグがセットされた後の経過時間とする。さらに、＃４気筒に対する処理のときには、“＃２（４，１）”の表記を直前の運転切り換え気筒である＃１気筒を指す＃１と解釈するとともに、“＃３（２，４）”の表記を自己気筒である＃４気筒を指す＃４と解釈し、ステップS352,S355におけるエンジン１回転の経過時間を、＃１リッチフラグがクリアされた後の経過時間、＃１リッチフラグがセットされた後の経過時間とする。
【００８８】
これにより、図２０に示すように、ＮＯｘ吸蔵飽和判定によって＃１気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換わると、同じサイクル内の次の点火気筒である＃３気筒、さらに次の点火気筒である＃２気筒はリーン運転のまま、サイクル内の最後の点火気筒である＃４気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられ、次のサイクルで、＃２気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられる。
【００８９】
そして、最後に、＃３気筒がリーン運転からリッチ運転に切り換えられ、全気筒のリッチ運転実施によってＮＯｘ浄化終了判定がなされると、図２１に示すように、＃１気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰した後、同じサイクル内で＃４気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰し、次のサイクルで＃２気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰し、さらに次のサイクルで＃３気筒がリッチ運転からリーン運転に復帰する。
【００９０】
本形態では、前述の第１，第２形態に比較し、リーン運転からリッチ運転への切り換え時間及びリッチ運転からリーン運転への復帰時間をエンジン運転状態に応じて変えることができるため、制御の自由度がより大きくなり、ドライバビリティを維持したまま燃費悪化を最小限に抑えるという効果を最大限に引き出すことが可能となる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＮＯｘ浄化のためのリッチ空燃比での運転を適切に実施することができ、且つ、トルクショック軽減してドライバビリティを維持したまま燃費悪化を最小限に抑えることが可能になる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、制御装置の機能ブロック図
【図２】同上、リッチ運転実施許可ルーチンのフローチャート
【図３】同上、＃１気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート
【図４】同上、＃３（２，４）気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート
【図５】同上、ＮＯｘ吸蔵量推定ルーチンのフローチャート
【図６】同上、ＮＯｘ吸蔵能力飽和判定ルーチンのフローチャート
【図７】同上、ＮＯｘ浄化終了判定ルーチンのフローチャート
【図８】同上、ＮＯｘ排出量推定マップの説明図
【図９】同上、リーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート
【図１０】同上、リッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャート
【図１１】同上、エンジン制御系の概略構成図
【図１２】本発明の実施の第２形態に係わり、制御選択ルーチンのフローチャート
【図１３】同上、領域判定テーブルの説明図
【図１４】同上、制御領域の区分を示す説明図
【図１５】同上、リーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート
【図１６】同上、リッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャート
【図１７】本発明の実施の第３形態に係わり、制御選択ルーチンのフローチャート
【図１８】同上、＃３（２，４）気筒リッチ運転実施ルーチンのフローチャート
【図１９】同上、制御領域の区分を示す説明図
【図２０】同上、リーン運転からリッチ運転への移行を示すタイムチャート
【図２１】同上、リッチ運転からリーン運転への移行を示すタイムチャート
【符号の説明】
１  …エンジン
１９…触媒コンバータ
５０…ＥＣＵ
７５…ＮＯｘ吸蔵量推定部
７６…ＮＯｘ吸蔵能力飽和判定部
７７…気筒別リッチ運転実施部
【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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