(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に直接噴射した燃料を成層燃焼あるいは均一燃焼で燃焼させ、排気系に介装したＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化するために空燃比を一時的にリッチ化する筒内噴射エンジンの燃焼制御装置において、
上記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の設定値を越え、且つ、現在の燃焼形態が成層燃焼であるとき、成層燃焼からリーン空燃比の均一燃焼に移行させる手段と、
上記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が上記第１の設定値よりも大きい第２の設定値としてのＮＯｘ吸蔵量の飽和判定値を越え、且つ、現在の燃焼形態が均一燃焼であるとき、空燃比を一時的にリッチ化する手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン運転状況に応じて成層燃焼と均一燃焼とを切り換える筒内噴射エンジンの燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、気筒内に燃料を直接噴射し、火花点火により燃焼させる筒内噴射エンジンにおいては、エンジン運転状況に応じて成層燃焼の燃焼形態と均一燃焼の燃焼形態とを切り換えるようにしている。特に、成層燃焼では、燃料と空気との混合気を成層化し、点火プラグ付近の比較的濃い混合気に着火させるようにしており、全体として大幅にリーンな空燃比での運転が可能となって低燃費化を実現することができる。
【０００３】
この場合、理論空燃比での運転を前提とした通常の三元触媒ではリーン空燃比域で排出されるＮＯｘを浄化できないため、例えば、特開平６−６６１３５号公報や特開平９−７２２２９号公報に開示されているように、リーン空燃比の運転時に発生するＮＯｘを一時吸蔵し、一定蓄積量に達したとき空燃比を極短時間リッチ状態にする（リッチスパイクを与える）ことでＮＯｘを還元浄化する、いわゆるＮＯｘ吸蔵触媒を採用することが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、筒内噴射エンジンでは、成層燃焼時、リッチスパイクを与えるために燃料噴射量を増量すると、より高濃度の混合気が点火プラグ付近に集まり、酸素不足から失火を生じてしまう。このため、一般に、筒内噴射エンジンでは、リッチスパイクを与える場合、燃焼形態を成層燃焼から均一燃焼に燃焼形態を切り換えるようにしている。
【０００５】
しかしながら、リッチスパイクを与えるために燃焼形態を切り換えると、混合気の空燃比が急変するため、トルクショックが発生してドライバビリティが悪化するばかりでなく、燃焼が不安定となって失火発生の虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、触媒に吸蔵したＮＯｘを浄化するために空燃比をリッチ化する際、トルク変動によるドライバビリティの悪化や失火を防止することのできる筒内噴射エンジンの燃焼制御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、気筒内に直接噴射した燃料を成層燃焼あるいは均一燃焼で燃焼させ、排気系に介装したＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘを還元浄化するために空燃比を一時的にリッチ化する筒内噴射エンジンの燃焼制御装置において、上記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の設定値を越え、且つ、現在の燃焼形態が成層燃焼であるとき、成層燃焼からリーン空燃比の均一燃焼に移行させる手段と、上記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が上記第１の設定値よりも大きい第２の設定値としてのＮＯｘ吸蔵量の飽和判定値を越え、且つ、現在の燃焼形態が均一燃焼であるとき、空燃比を一時的にリッチ化する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の発明では、排気系に介装したＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の設定値を越え、且つ、現在の燃焼形態が成層燃焼であるとき、成層燃焼からリーン空燃比の均一燃焼に移行させ、移行後の均一燃焼状態の状態で、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の設定値よりも大きい第２の設定値としてのＮＯｘ吸蔵量の飽和判定値を越えたとき、空燃比を一時的にリッチ化することで、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化する。
【００１３】
【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６は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はリッチスパイク制御ルーチンのフローチャート、図２は燃焼形態制御ルーチンのフローチャート、図３は燃焼形態移行制御ルーチンのフローチャート、図４はエンジン制御系の概略構成図、図５は運転領域による燃焼形態の説明図、図６は成層燃焼から均一燃焼への移行を示す説明図である。
【００１４】
図４において、符号１は、気筒内に燃料を直接噴射し、火花点火により混合気を燃焼させる筒内噴射エンジンであり、吸気管２の中途に、スロットルバルブ３ａ及びスロットルバルブ３ａを駆動するスロットルアクチュエータ３ｂを内設したスロットルボディ３が介装され、スロットルボディ３上流側に吸入空気量センサ４を介してエアクリーナ５が介装されている。
【００１５】
また、エンジン１の排気管８には、排気ガスを浄化する触媒９が介装され、触媒９下流側にマフラ１０が取付けられている。触媒９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るＮＯｘ吸蔵型の触媒であり、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を酸化還元すると共にＮＯｘを吸蔵する。そして、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、酸化還元されずに余剰となったＨＣ，ＣＯでＮＯｘを還元浄化する。
【００１６】
一方、符号２０は、エンジン１を電子的に制御して燃料噴射制御や点火時期制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０であり、マイクロコンピュータを中心として構成され、各種センサ・スイッチ類、各種アクチュエータ類が接続されている。
【００１７】
ＥＣＵ２０に接続されるセンサ・スイッチ類としては、前述の吸入空気量センサ４、所定のクランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ１１、冷却水温を検出するための水温センサ１２、図示しないアクセルペダルに連設され、アクセルペダルの踏み込み量に応じた電圧信号を出力するアクセル開度センサ１３、アクセル全閉（アクセルペダルの踏み込み量が略０）でＯＮとなるアイドルスイッチ１４、車速を検出するための車速センサ１５等がある。
【００１８】
また、ＥＣＵ２０に接続されるアクチュエータ類としては、前述のスロットルアクチュエータ３ｂ、燃料を噴射する各気筒のインジェクタ１６、気筒毎の点火プラグに連設される点火コイルの一次電流を断続するためのイグナイタ１７等がある。
【００１９】
ＥＣＵ２０では、各種センサ・スイッチ類によって検出した運転状態に基づいて燃料噴射量や点火時期等の各種制御量を演算し、制御量に対応する駆動信号を各種アクチュエータ類に出力して運転状態に応じた燃焼形態での空燃比が常に適正な空燃比となるよう制御している。具体的には、アクセル開度とエンジン回転数とからエンジン１の出力目標値を設定し、設定した出力目標値に応じて燃料噴射量を制御するとともに、スロットル開度を調整して吸入空気量を制御する。
【００２０】
エンジン１では、燃料と空気との混合気を成層化して点火プラグ付近の比較的濃い混合気に着火させ、着火した火種により燃焼室内の希薄な混合気に火炎伝幡させる成層燃焼と、燃料と空気との混合気を筒内で均一に混合した後に燃焼させる均一燃焼とを切り換えるようにしており、成層燃焼ではリーン空燃比によるリーンバーン運転を行い、均一燃焼では、パワー域でリッチ空燃比、パワー域以外でストイキオ（理論空燃比）あるいはリーン空燃比による運転を行う。
【００２１】
尚、ＥＣＵ２０は燃焼形態毎に、燃料噴射時期、点火時期、目標空燃比、目標空気量のマップを備えており、後述する目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに基づいてマップを参照して燃料噴射時期、点火時期、目標空燃比、目標空気量を求める。
【００２２】
また、リーン空燃比での運転継続において触媒９に吸蔵されたＮＯｘを放出・還元させるため、一時的に空燃比をリッチ化するリッチスパイクを入れるようにしている。以下、ＥＣＵ２０によるリッチスパイクの実施に係る処理について、図１乃至図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
図２は所定時間毎に実行される燃焼形態制御ルーチンであり、先ず、ステップS101で、アクセル開度センサ１３、クランク角センサ１１、水温センサ１２から各センサ値を読み込み、アクセル開度α、エンジン回転数Ｎｅ、水温Ｔｗを算出すると、ステップS102でエンジン出力軸トルクの目標値である目標トルクＴｅを、アクセル操作量としてのアクセル開度αとエンジン回転数Ｎｅとを格子とするマップ参照等によって算出する。
【００２４】
次に、ステップS103へ進んで、現在の水温Ｔｗや現在の運転領域等から目標燃焼形態を判定する。すなわち、水温Ｔｗが設定温度以下の場合には均一ストイキオの燃焼形態を選択し、水温Ｔｗが設定温度を越えている場合には、図５に示すように、運転領域に応じた燃焼形態を選択する。
【００２５】
例えば、現在の運転領域を目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとによって特定し、高負荷運転領域のときには均一ストイキオの燃焼形態、中負荷運転領域のときには均一リーンの燃焼形態、また、低負荷運転領域のときには成層燃焼の燃焼形態を選択する。さらに、加速等による過渡運転時には、均一リッチの燃焼形態を選択する。
【００２６】
以上により、目標燃焼形態を決定すると、次にステップS104へ進み、ステップS104で、リッチスパイクを実行するか否かを後述するリッチスパイク制御ルーチンにより調べ、リッチスパイクを実行するときは、フラグ１をオンとし、リッチスパイクを実行しないときはフラグ１をオフとする。
【００２７】
ステップS105では、フラグ１がオンでリッチスパイクを実行するときは、ステップS107へ分岐し、フラグ１がオフでリッチスパイクを実行する必要のないときは、ステップS106へ進む。
【００２８】
ステップS106では目標燃焼形態に現在の燃焼形態を移行させるよう燃焼形態の移行制御を行い、ステップS107ではリッチスパイク制御を行う。
【００２９】
現在の燃焼形態を目標燃焼形態に移行させる燃焼形態移行制御ルーチンでは、ステップS301で現在の燃焼形態と目標とする燃焼形態が一致するか否かを調べる。その結果、現在の燃焼形態が目標燃焼形態になっているときには、ステップS304へ進み、続いてステップS305で現在の燃焼形態を目標燃焼形態に設定する。
【００３０】
現在の燃焼形態が目標燃焼形態に一致しないとき、ステップS302へ進む。ステップS302では、カウント値Ｎが１以上であるか否かを調べ、１以上のときはステップS304へ進み、カウント値をクリアする。また、カウント値が１より小さいときはステップS303へ進み、カウント値Ｎの値を所定量αだけインクリメントする。
【００３１】
このカウント値Ｎは、現在の燃焼形態から目標燃焼形態への移行度合いを表す値であり、カウント値Ｎが０のときは、現在の燃焼形態が実施され、カウント値Ｎが１以上のときは、現在の燃焼形態から目標燃焼形態への燃焼形態の移行が終了したものとし、ステップS304にてカウント値をクリアし、ステップS305にて現在の燃焼形態を目標燃焼形態とする。
【００３２】
また、カウント値Ｎが０から１の間の値であるときは、燃焼形態が現在の燃焼形態から目標燃焼形態への移行途中の燃焼形態を実施していることを示す。
【００３３】
次に、ステップS306で、エンジン制御のための各種制御量を算出し、これに基づき駆動制御を行う。
【００３４】
目標空燃比ＡＢＦＩは、目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅのマップを参照して現在の燃焼形態における目標空燃比ＡＢＦＩ１と目標燃焼形態における目標空燃比ＡＢＦＩ２を求め、以下の式により目標空燃比ＡＢＦＩを算出する。
ＡＢＦＩ＝（Ｎ−１）×ＡＢＦＩ１＋Ｎ×ＡＢＦＩ２
【００３５】
燃焼噴射時期ＴＪ＿Ｍは、目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅのマップを参照して現在の燃焼形態における燃料噴射時期ＴＪ＿Ｍ１と目標燃焼形態における燃焼噴射時期ＴＪ＿Ｍ２を求め、以下の式により燃焼噴射時期を算出する。
ＴＪ＿Ｍ＝（Ｎ−１）×ＴＪ＿Ｍ１＋Ｎ×ＴＪ＿Ｍ２
【００３６】
点火時期ＩＧ＿Ｍは、目標トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅのマップを参照して現在の燃焼形態における点火時期ＩＧ＿Ｍ１と目標燃焼形態における点火時期ＩＧ＿Ｍ２を求め、以下の式により点火時期ＩＧ＿Ｍを算出する。
ＩＧ＿Ｍ＝（Ｎ−１）×ＩＧ＿Ｍ１＋Ｎ×ＩＧ＿Ｍ２
【００３７】
スロットルアクチュエータの駆動量は、目標空燃比ＡＢＦＩと燃料噴射量ＧＦから目標空気量Ｑａを算出し、目標空気量Ｑａを得るためのスロットルバルブ開度Ｔｈを求める。このスロットルバルブ開度ＴｈになるようＥＴＣを駆動制御する。スロットルバルブ開度Ｔｈは、目標空気量Ｑａとエンジン回転数のマップを参照して求める。
【００３８】
これら制御量に基づき、燃料噴射量、点火時期制御、ＥＴＣ制御を実施する。
【００３９】
尚、ステップS301及びステップS302で、現在の燃焼形態と目標燃焼形態が一致するときは、カウント値Ｎ＝０となるため、ステップS306にて現在の燃焼形態を目標燃焼形態として目標空燃比ＡＢＦＩ、燃料噴射時期ＴＪ＿Ｍ、点火時期ＩＧ＿Ｍ、目標空気量Ｑａ、燃料噴射量ＧＦを求めることになる。
【００４０】
尚、成層燃焼から均一リーンへの燃焼形態移行制御時に、図６に示すように、成層限界Ａ／Ｆより目標空燃比ＡＢＦＩがリッチ側に達した後は、ステップ的に燃焼形態を均一リーンに切換え、現在の燃焼形態及び目標燃焼形態を均一リーンとして制御を行う。また、均一リーンから成層燃焼への燃焼形態移行制御時に、成層限界Ａ／Ｆより目標空燃比ＡＢＦＩがリーン側に達した後は、ステップ的に燃焼形態を成層燃焼に切換え、これ以降の制御を成層燃焼に基づき行っても良い。
【００４１】
以上の燃焼形態制御ルーチンにおいて、ステップS104のリッチスパイク制御ルーチン（図１）が定期的に実行され、リーン空燃比の運転で触媒９に吸蔵されたＮＯｘを放出・還元させる。
【００４２】
リッチスパイク制御ルーチンでは、先ず、ステップS201で触媒９のＮＯｘ吸蔵量を推定する。触媒９のＮＯｘ吸蔵量は、例えば、成層燃焼或いは均一リーン燃焼に移行してからの経過時間ｔをパラメータとして、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各運転領域毎にエンジンの排気ガスを分析して求めたＮＯｘ排出量を積算した値を予めマップに格納しておき、このマップを参照することで推定する。
【００４３】
そして、触媒９のＮＯｘ吸蔵量を推定した後、ステップS202へ進み、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａ以上か否かを調べる。設定値Ａは、触媒９によるＮＯｘ吸蔵量が少ないときには、リッチスパイク制御を行わない処理を行うと共に、リッチスパイク制御の実施によりＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さくなった場合にリッチスパイクの実施を終了させる判定値である。
【００４４】
ステップS202にてＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さいと判定されると、ステップS208へ進み、ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａ以上と判定されると、ステップS203へ進む。
【００４５】
ステップS203では触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｂ（第１の設定値；設定値Ｂ＞設定値Ａ）を越えているか否かを調べる。触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｂ以下の場合にはルーチンを抜け、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｂを越えているとき、ステップS204へ進んで現在の燃焼形態が均一燃焼か否かを調べる。
【００４６】
その結果、現在の燃焼形態が成層燃焼形態であるときには、ステップS204からステップS205へ進み、目標燃焼形態を均一リーンに設定し、ルーチンを抜け、現在の燃焼形態が既に均一燃焼であるときには、ステップS206へ進む。尚、現在の燃焼形態が成層燃焼形態であるときには、燃焼形態制御ルーチン（図２）におけるステップS106にて均一リーンへの燃焼形態移行制御が行われる。
【００４７】
ステップS204からステップS206へ進むと、ステップS206で触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｃ（第２の設定値；設定値Ｃ＞設定値Ｂ）に達しているか否かを調べる。設定値Ｃは、触媒９のＮＯｘ吸蔵量の飽和値に相当する判定値であり、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｃ以下のときにはルーチンを抜け、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｃを越えたとき、ステップS207へ進んでフラグ１をオンとしルーチンを抜ける。
【００４８】
フラグ１がオンになると、燃焼形態制御ルーチン（図２）にてステップS105からステップS107へ進み、均一リッチ（或は均一ストイキオ）の燃焼形態にステップ的に移行させ空燃比を一時的にリッチするリッチスパイク制御を実施し、触媒９に吸蔵されたＮＯｘを放出・還元させる。
【００４９】
リッチスパイク制御を実施し、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さくなったときには、上述したように、ステップS202からステップS208へ進み、フラグ１をオフにする。フラグ１がオフになると、燃焼形態制御ルーチンにおけるステップS105からステップS106へ進みリッチスパイク制御を終了する。
【００５０】
すなわち、従来のように、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が飽和に達したと判定したときにリッチスパイクを入れるのではなく、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が飽和判定値に対してマージンを持たせた判定値に達したとき、成層燃焼から均一リーンに移行させ、その後、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が飽和に達したと判定されるときに、リッチスパイクを入れるため、急激なリッチスパイクの実施によるトルクショックを防止することができるとともに、燃焼形態の切り換えに伴う失火発生を防止することができるのである。
【００５１】
図７は本発明の実施の第２形態に係わり、リッチスパイク制御ルーチンのフローチャートである。
【００５２】
第２形態は、第１形態に対し、リッチスパイク制御ルーチンの一部を変更してリッチスパイクを入れるタイミングを変更するものである。
【００５３】
すなわち、第２形態のリッチスパイク制御ルーチンでは、図７に示すように、ステップS201で触媒９のＮＯｘ吸蔵量を推定すると、ステップS202を介してステップS203'で、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値に達したか否かを調べる。ステップS203'における設定値は、第１形態のリッチスパイク制御ルーチンにおけるステップS206での設定値Ｃに相当するものである。
【００５４】
そして、ステップS203'で触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値以下のときには、ルーチンを抜け、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値を越えたとき、ステップS204へ進んで現在の燃焼形態が均一燃焼か否かを調べ、成層燃焼のとき、第１形態と同様、ステップS205の処理によって目標燃焼形態を均一リーンに設定し、ルーチンを抜ける。燃焼形態制御ルーチン（図２）のステップS106にて成層燃焼から均一リーンへ燃焼形態を移行させる。現在の燃焼形態が均一燃焼のときには、ステップS204からステップS209へ進む。
【００５５】
ステップS209では、現在の車速が設定値を越えているか否かを調べ、車速が設定値以下のときにはルーチンを抜け、車速が設定値を越えているとき、更に、ステップS210でアイドルスイッチ１４がＯＮか否かを調べ、スロットルバルブ３ａが閉の減速状態であるか否かを判定する。減速状態の判定は、アイドルスイッチ１４に代えて、アクセル開度が閉じる方向に変化し、スロットルバルブ３ａが閉方向にあるか否かで判定しても良い。
【００５６】
その結果、アイドルスイッチ１４がＯＮでないときには、リッチスパイク制御を実施せずにルーチンを抜け、アイドルスイッチ１４がＯＮであるとき、ステップS211で、第１形態と同様、フラグ１をオンとしルーチンを抜ける。
【００５７】
フラグ１がオンになると、燃焼形態制御ルーチン（図２）にてステップS105からステップS107へ進み、均一リッチ（或は均一ストイキオ）の燃焼形態にステップ的に移行させ空燃比を一時的にリッチするリッチスパイク制御を実施し、触媒９に吸蔵されたＮＯｘを放出・還元させる。
【００５８】
リッチスパイク制御を実施し、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さくなったときには、上述したように、ステップS202からステップS212へ進み、フラグ１をオフにする。フラグ１がオフになると、燃焼形態制御ルーチンにおけるステップS105からステップS106へ進みリッチスパイク制御を終了する。
【００５９】
第２形態では、燃焼形態が均一燃焼となってから、車速が設定値以上でトルクショックの影響が少なく、且つ、スロットルバルブ３ａが閉或いは閉方向で吸入空気量が少ない条件を満足するときに初めてリッチスパイクを入れるため、急激なリッチスパイクの実施によるトルクショックの防止や燃焼形態の切り換えに伴う失火発生を、より効果的に防止することができる。
【００６０】
図８は本発明の実施の第３形態に係わり、リッチスパイク制御ルーチンのフローチャートである。
【００６１】
第３形態は、成層燃焼時、所定の条件を満たしたときには、触媒９のＮＯｘ吸蔵量に係わりなく、リッチスパイクを実施するものである。
【００６２】
このため、第３形態のリッチスパイク制御ルーチンでは、図８に示すように、先ず、ステップS401にて触媒９のＮＯｘ吸蔵量を推定し、ステップS402へ進む。ステップS402ではＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａ以上であるか否かを判断し、設定値Ａより少ないときはステップS412及びS413へ進む。
【００６３】
ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａ以上のときは、ステップS403へ進み、ステップS403にて現在の燃焼形態が成層燃焼形態か否かを調べ、成層燃焼であるときはステップS404、S405へ進み、成層燃焼以外のときはステップS411へ進む。ステップS404,S405で、車速が設定値を越えているか否か、アイドルスイッチ１４がＯＮか否か（或はアクセル開度が閉じる方向に変化したか否か）を調べる。
【００６４】
その結果、現在の燃焼形態が成層燃焼で車速が設定値を越えており、且つ、アイドルスイッチ１４がＯＮ（或はアクセル開度が閉じる方向に変化）の条件が成立するときは、ステップS406でフラグ２をＯＮとし、ステップS407で目標燃焼形態を均一リーンに設定してルーチンを抜け、燃焼形態制御ルーチン（図２）のステップS106にて燃焼形態を均一リーンへ移行させる。
【００６５】
燃焼形態が均一リーンに移行されると、ステップS403からステップS411へ進み、フラグ２がＯＮであるか否かを判定し、フラグ２がＯＮのときは、成層燃焼で車速が設定値を越えており、且つ、アイドルスイッチ１４がＯＮ（或はアクセル開度が閉じる方向に変化）の条件が成立したものと判断し、ステップS410へ進む。ステップS410にてフラグ１をＯＮとしルーチンを抜ける。フラグ１がＯＮになると、燃焼形態制御ルーチン（図２）にてステップS105からステップS107へ進み、リッチスパイク制御を実施する。
【００６６】
リッチスパイク制御を実施し、ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さくなると、ステップS402からステップS412,S413へ進み、フラグ２及びフラグ１をＯＦＦにし、ルーチンを抜ける。フラグ１がＯＦＦになると、燃焼形態制御ルーチン（図２）にてステップS105からステップS106へ進むことになり、リッチスパイク制御が終了する。
【００６７】
一方、現在の燃焼形態が成層燃焼でないときは、当該ステップからステップS411へ進み、フラグ２がＯＮであるか否かを調べる。ステップS411は、成層燃焼で車速が設定値を越えており、且つ、アイドルスイッチ１４がＯＮ（或はアクセル開度が閉じる方向に変化）の条件が成立して燃焼形態が成層燃焼以外に移行されたのか否かを調べるステップである。したがって、条件が成立していないときは、ステップS411からステップS408へ進み、ステップS408,S409,S410にて、ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｄを越えており、且つ、均一燃焼のときは、フラグ１をＯＮとし、ルーチンを抜ける。また、ステップS408でＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｄ以下のときは、そのままルーチンを抜ける。ステップS408における設定値Ｄは、第１形態のリッチスパイク制御ルーチンにおけるステップS206での設定値Ｃよりも小さい値であり、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が飽和に達する前にリッチスパイクを実施するためのものである。
【００６８】
更に、現在の燃焼形態が成層燃焼であっても、車速が設定値を越えていない場合又はアイドルスイッチ１４がＯＮでないときには、当該ステップからステップS408，S409に進み、ＮＯｘ吸蔵量を調べ、ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ｄを越えていても均一燃焼でないときは、ステップS406へ進み、フラグ２をＯＮとし、目標燃焼形態を均一リーンに設定してルーチンを抜ける。燃焼形態が成層燃焼から均一リーンに移行されると、ステップS403からステップS411に進み、フラグ２がＯＮであるか否かを調べる。この場合、フラグ２はＯＮになっているため、ステップS410へ進み、フラグ１をＯＮにする。フラグ１をＯＮにするとこにより、ＮＯｘ吸蔵量が設定値Ａより小さくなるまで、上述したようにリッチスパイク制御を実施する。
【００６９】
第３形態では、元々空気量が少なくトルクが小さい成層燃焼時で、しかも、車速が設定値以上でトルクショックの影響が小さく、且つ、スロットルバルブ３ａが閉或いは閉方向で吸入空気量が少ない条件を満足するとき、触媒９のＮＯｘ吸蔵量が飽和に達する前に予めリッチスパイクを入れるため、空燃比のリッチ化度合いを小さくすることが可能であり、リッチスパイクによるトルクショックと空燃比の変化による失火発生とを極めて小さく抑えることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、触媒に吸蔵したＮＯｘを浄化するために空燃比をリッチ化する際、急激なリッチスパイクの実施を避けて燃焼形態の切り換えに伴うトルクショックや失火発生を防止することができ、トルク変動によるドライバビリティの悪化や失火発生による燃費悪化を未然に防止することができ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、リッチスパイク制御ルーチンのフローチャート
【図２】同上、燃焼形態制御ルーチンのフローチャート
【図３】同上、燃料形態移行制御ルーチンのフローチャート
【図４】同上、エンジン制御系の概略構成図
【図５】同上、運転領域による燃焼形態の説明図
【図６】同上、成層燃焼から均一燃焼への移行を示す説明図
【図７】本発明の実施の第２形態に係わり、リッチスパイク制御ルーチンのフローチャート
【図８】本発明の実施の第３形態に係わり、リッチスパイク制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１  …エンジン
３  …スロットルバルブ
２０…ＥＣＵ
Ｂ  …第１の設定値
Ｃ  …第２の設定値
【図１】
0004263286.tif 000002
【図２】
0004263286.tif 000003
【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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