(57)【要約】【課題】高精度な空燃比制御を行うことができる内燃機関を提供する。【解決手段】一方の気筒群１２ａと他方の気筒群１３ａとで排出される排気ガスの空燃比を異ならせ排気集合通路６１で当該排気ガスを合流させることで浄化触媒６２の温度を上昇させるバンク制御を実行すると共に、空燃比検出手段９３により検出される排気ガスの空燃比に応じた出力値が所定の空燃比に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御を実行する制御手段８１ｄと、空燃比検出手段９３の素子の温度に応じて出力値又は目標出力値を補正する補正手段８１ｆとを備える。【選択図】図１
2009264341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室からなる少なくとも２つの気筒群と、
前記２つの気筒群に対してそれぞれ独立して設けられ前記燃料室から排気ガスを排出可能な２つの排気通路と、
前記２つの排気通路が合流した排気集合通路と、
前記排気集合通路に設けられ前記排気ガスを浄化する浄化触媒と、
前記排気ガスの排気方向に対して前記排気集合通路の前記浄化触媒より下流側に設けられ前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
一方の前記気筒群と他方の前記気筒群とで排出される前記排気ガスの空燃比を異ならせ前記排気集合通路で当該排気ガスを合流させることで前記浄化触媒の温度を上昇させるバンク制御を実行すると共に、前記空燃比検出手段により検出される前記排気ガスの空燃比に応じた出力値が所定の空燃比に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御を実行する制御手段と、
前記空燃比検出手段の素子の温度に応じて前記出力値又は前記目標出力値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする、
内燃機関。
【請求項２】
前記排気ガスの排気方向に対して前記排気集合通路の前記浄化触媒より下流側に設けられ前記浄化触媒を通過した前記排気ガスのアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段を備え、
前記補正手段は、前記アンモニア濃度検出手段により検出される前記アンモニア濃度と、前記空燃比検出手段により検出される前記排気ガスの空燃比に応じた目標アンモニア濃度との偏差に基づいて前記出力値又は前記目標出力値を補正することを特徴とする、
請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記アンモニア濃度検出手段により検出される前記アンモニア濃度と、前記目標アンモニア濃度との偏差に基づいて前記素子の温度を推定する推定手段を備えることを特徴とする、
請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記目標アンモニア濃度は、一方の前記気筒群から排出される前記排気ガスの空燃比と他方の前記気筒群から排出される前記排気ガスの空燃比との空燃比比率に基づいて設定されることを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記浄化触媒は、前記排気ガスの空燃比がリーンのときに当該排気ガス中に含まれる窒素酸化物を吸蔵し、前記排気ガスの空燃比がリッチ又はストイキにあるときに、吸蔵した前記窒素酸化物を放出して還元し、
前記アンモニア濃度検出手段は、前記排気ガス中に含まれる前記窒素酸化物の濃度を検出可能であることを特徴とする、
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記空燃比検出手段は、前記排気ガスの空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有すると共に前記空燃比検出手段の素子の温度が上昇するとリッチ領域では前記出力値が低下する出力特性を有し、
前記補正手段は、前記空燃比検出手段の素子の温度が高い側における前記出力値を低い側における前記出力値より高く設定する、又は、前記空燃比検出手段の素子の温度が高い側における前記目標出力値を低い側における前記目標出力値より低く設定することを特徴とする、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に、空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室からなる少なくとも２つの気筒群を備える内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の空燃比を制御するために、排気通路に複数の酸素センサを備えた内燃機関が知られている。すなわち、このような内燃機関は、排気通路に配置された触媒の上流側に設けられ排気ガス中の空燃比を検出するリニア空燃比センサと、上記触媒の下流側に設けられ当該触媒を経た排気ガスの酸素濃度を検出するサブＯ２センサとを備える。リニア空燃比センサは、空燃比に対してリニアな出力特性を有する酸素センサである一方、サブＯ2センサは、空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサである。そして、このような内燃機関は、上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記触媒に流入する排気ガスの空燃比を例えば目標空燃比とするためのメインフィードバック制御を行う一方、上記サブＯ２センサの出力に基づいて上記触媒を経た排気ガスの空燃比を例えば理論空燃比とするためのサブフィードバック制御を行う。
【０００３】
このような従来の内燃機関として、特許文献１に記載の内燃機関の空燃比制御装置は、サブフィードバック制御を行うときに、積算吸入空気量が所定値を超えてサブＯ２センサのハウジング部温度が安定したら、供給熱量を算出しハウジング部の温度を算出する。つぎに、この温度に基づいてサブフィードバック制御目標電圧を算出する。このとき、当該温度が低い場合には当該目標電圧が高く設定され、当該温度が高い場合には当該目標電圧が低く設定される。これにより、サブＯ２センサの温度に応じてそのセンサ出力特性を補正することができ、高精度な空燃比制御を実行している。
【０００４】
また、従来の内燃機関として、いわゆるＶ型多気筒エンジンが知られている。すなわち、一般的なＶ型多気筒エンジンにおいて、シリンダブロックは、上部に所定角度で傾斜した２つのバンクを有しており、各バンクに複数の気筒が設けられて２つの気筒群が構成されている。そして、各バンクに設けられた複数のシリンダにピストンが移動自在に嵌合し、各ピストンは下部に回転自在に支持されたクランクシャフトに連結されている。また、シリンダブロックの各バンクの上部にはシリンダヘッドが締結されることで各燃焼室が構成されており、各燃焼室には吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気弁及び排気弁により開閉可能となっている。そして、各バンクの吸気ポートに吸気管が連結される一方、各バンクの各排気ポートにそれぞれ排気管が連結され、この各排気管に前段浄化触媒として、例えば、三元触媒が装着され、各排気管が合流した排気集合管に後段浄化触媒として、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が装着されている。ここで、前段三元触媒は、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。一方、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したＮＯｘを放出し、添加した還元剤としての燃料によりＮＯｘを還元するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０７７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなＶ型多気筒エンジンでは、燃料に硫黄成分が含まれていることからこの硫黄成分を含む燃料が燃焼して排気ガスとして排出されると、例えば、排気ガス中の硫黄成分がＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸着されて被毒し、ＮＯｘの浄化効率が低下するおそれがある。このため、このようなＶ型多気筒エンジンでは、例えば、一方の気筒群と他方の気筒群とで排出される排気ガスの空燃比を異ならせ、一方の排気ガスの空燃比をリッチ雰囲気、他方の排気ガスの空燃比をリーン雰囲気とし、これらの排気ガスをＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流で合流させることで酸化発熱反応を利用してＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度を上昇させ、これにより、リッチ雰囲気にてＮＯｘ吸蔵還元型触媒に蓄積された硫黄成分を放出して再生するバンク制御を実行することがある。そして、このようなエンジンにおいては、一方の気筒群と他方の気筒群とで排出される排気ガスの空燃比を異ならせてＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度を上昇させるバンク制御中であっても、高精度な空燃比の制御が望まれているが、上述した特許文献１に記載されている内燃機関の空燃比制御装置では、この点は開示されておらず、したがって、さらなる高精度な空燃比の制御が望まれていた。
【０００７】
そこで本発明は、高精度な空燃比制御を行うことができる内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による内燃機関は、空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室からなる少なくとも２つの気筒群と、前記２つの気筒群に対してそれぞれ独立して設けられ前記燃料室から排気ガスを排出可能な２つの排気通路と、前記２つの排気通路が合流した排気集合通路と、前記排気集合通路に設けられ前記排気ガスを浄化する浄化触媒と、前記排気ガスの排気方向に対して前記排気集合通路の前記浄化触媒より下流側に設けられ前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、一方の前記気筒群と他方の前記気筒群とで排出される前記排気ガスの空燃比を異ならせ前記排気集合通路で当該排気ガスを合流させることで前記浄化触媒の温度を上昇させるバンク制御を実行すると共に、前記空燃比検出手段により検出される前記排気ガスの空燃比に応じた出力値が所定の空燃比に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御を実行する制御手段と、前記空燃比検出手段の素子の温度に応じて前記出力値又は前記目標出力値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明による内燃機関では、前記排気ガスの排気方向に対して前記排気集合通路の前記浄化触媒より下流側に設けられ前記浄化触媒を通過した前記排気ガスのアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段を備え、前記補正手段は、前記アンモニア濃度検出手段により検出される前記アンモニア濃度と、前記空燃比検出手段により検出される前記排気ガスの空燃比に応じた目標アンモニア濃度との偏差に基づいて前記出力値又は前記目標出力値を補正することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明による内燃機関では、前記アンモニア濃度検出手段により検出される前記アンモニア濃度と、前記目標アンモニア濃度との偏差に基づいて前記素子の温度を推定する推定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明による内燃機関では、前記目標アンモニア濃度は、一方の前記気筒群から排出される前記排気ガスの空燃比と他方の前記気筒群から排出される前記排気ガスの空燃比との空燃比比率に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明による内燃機関では、前記浄化触媒は、前記排気ガスの空燃比がリーンのときに当該排気ガス中に含まれる窒素酸化物を吸蔵し、前記排気ガスの空燃比がリッチ又はストイキにあるときに、吸蔵した前記窒素酸化物を放出して還元し、前記アンモニア濃度検出手段は、前記排気ガス中に含まれる前記窒素酸化物の濃度を検出可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明による内燃機関では、前記空燃比検出手段は、前記排気ガスの空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有すると共に前記空燃比検出手段の素子の温度が上昇するとリッチ領域では前記出力値が低下する出力特性を有し、前記補正手段は、前記空燃比検出手段の素子の温度が高い側における前記出力値を低い側における前記出力値より高く設定する、又は、前記空燃比検出手段の素子の温度が高い側における前記目標出力値を低い側における前記目標出力値より低く設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る内燃機関によれば、空燃比検出手段の素子の温度に応じて空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正する補正手段を備えるので、制御手段が補正手段により空燃比検出手段の素子の温度に応じて補正された出力値又は目標出力値を用いて、出力値が目標出力値となるようにフィードバック制御を実行することから、高精度な空燃比制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係るエンジンの概略平面図  図２は、本発明の実施例に係るエンジンの概略断面図、図３は、本発明の実施例に係るエンジンの排気空燃比とＯ２センサの出力及びＮＯｘセンサの出力との関係を表す線図、図４は、本発明の実施例に係るエンジンにおけるＯ２センサ素子温度判定制御を説明するフローチャート、図５は、本発明の実施例に係るエンジンにおけるＯ２センサ目標電圧補正制御を説明するフローチャートである。
【００１７】
本実施例に係る内燃機関としてのエンジン１は、図１、図２に示すように、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるＶ型６気筒エンジンであり、シリンダボア１４、１５内に往復運動可能に設けられるピストン１６、１７が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンである。
【００１８】
このエンジン１において、シリンダブロック１１は上部に所定角度で傾斜した左右のバンク１２、１３を有しており、各バンク１２、１３に複数の気筒が設けられて２つの気筒群１２ａ、１３ａが構成されている。この各バンク１２、１３は、それぞれ３つのシリンダボア１４、１５が形成され、各シリンダボア１４、１５にピストン１６、１７がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１６、１７はコネクティングロッド１８、１９を介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００１９】
一方、シリンダブロック１１の各バンク１２、１３の上部にはシリンダヘッド２０、２１が締結されており、シリンダブロック１１とピストン１６、１７とシリンダヘッド２０、２１により各燃焼室２２、２３が構成されている。そして、この燃焼室２２、２３の上部、つまり、シリンダヘッド２０、２１の下面に吸気ポート２４、２５及び排気ポート２６、２７が対向して形成され、この吸気ポート２４、２５及び排気ポート２６、２７に対して吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１の下端部が位置している。この吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１は、シリンダヘッド２０、２１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート２４、２５及び排気ポート２６、２７を閉止する方向に付勢支持されている。また、シリンダヘッド２０、２１には、吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５が回転自在に支持されており、吸気カム３６、３７及び排気カム３８、３９が図示しないローラロッカアームを介して吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１の上端部に接触している。
【００２０】
したがって、エンジンに同期して吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５が回転すると、吸気カム３６、３７及び排気カム３８、３９がローラロッカアームを作動させ、吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート２４、２５及び排気ポート２６、２７を開閉し、吸気ポート２４、２５と燃焼室２２、２３、燃焼室２２、２３と排気ポート２６、２７とをそれぞれ連通することができる。
【００２１】
また、このエンジンの動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１を最適な開閉タイミングに制御する吸気可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ−ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）４０、４１と排気可変動弁機構４２、４３により構成されている。この吸気可変動弁機構４０、４１及び排気可変動弁機構４２、４３は、例えば、吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５の軸端部にＶＶＴコントローラが設けられて構成され、油圧ポンプ（または電動モータ）によりカムスプロケットに対する各カムシャフト３２、３３、３４、３５の位相を変更することで、吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、各可変動弁機構４０、４１、４２、４３は、吸気弁２８、２９及び排気弁３０、３１の作用角（開放期間）を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト３２、３３及び排気カムシャフト３４、３５には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ４４、４５、４６、４７が設けられている。
【００２２】
各シリンダヘッド２０、２１の吸気ポート２４、２５には吸気マニホールド４８、４９を介してサージタンク５０が連結されている。一方、吸気管（吸気通路）５１の空気取入口にはエアクリーナ５２が取付けられており、この吸気管５１には、エアクリーナ５２の下流側に位置してスロットル弁５３を有する電子スロットル装置５４が設けられている。そして、この吸気管５１の下流端部がサージタンク５０に連結されている。
【００２３】
排気ポート２６、２７は、各燃焼室２２、２３から排出される排気ガスが集合する集合通路５５、５６に連通しており、各集合通路５５、５６には、排気管接続部５５ａ、５６ａを介して排気通路としての第１、第２排気管５７、５８が連結されている。なお、ここでは、排気ポート２６、２７と集合通路５５、５６と排気管接続部５５ａ、５６ａは、左右のバンク１２、１３の各シリンダヘッド２０、２１内に一体に形成されている。
【００２４】
そして、第１排気管５７には、前段三元触媒５９が装着される一方、第２排気管５８には、前段三元触媒６０が装着されており、第１、第２排気管５７、５８の下流端部は排気集合通路としての排気集合管６１に合流して連結されている。この排気集合管６１には浄化触媒としてのＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２が装着されている。この各前段三元触媒５９、６０は、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元反応によりＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へと同時に浄化処理すると共に、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したＮＯｘを放出し、添加した還元剤としての燃料によりＮＯｘを還元するものである。
【００２５】
各シリンダヘッド２０、２１には、各燃焼室２２、２３に直接燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ７２、７３が装着されており、各インジェクタ７２、７３にはデリバリパイプ７４、７５が連結され、この各デリバリパイプ７４、７５には高圧燃料ポンプ７６から所定圧の燃料を供給可能となっている。また、シリンダヘッド２０、２１には、燃焼室２２、２３の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ７７、７８が装着されている。
【００２６】
車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）８１が搭載されており、このＥＣＵ８１は、インジェクタ７２、７３の燃料噴射タイミングや点火プラグ７７、７８の点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。すなわち、吸気管５１の上流側にはエアフローセンサ８２及び吸気温センサ８３が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をＥＣＵ８１に出力している。また、電子スロットル装置５４にはスロットルポジションセンサ８４が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ８５が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をＥＣＵ８１に出力している。さらに、クランクシャフトにはクランク角センサ８６が設けられ、検出したクランク角度をＥＣＵ８１に出力し、ＥＣＵ８１はクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン１のエンジン回転数（ｒｐｍ）を算出する。また、シリンダブロック１１には水温センサ８７が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ８１に出力している。
【００２７】
また、第１、第２排気管５７、５８における各前段三元触媒５９、６０よりも上流側には、それぞれＡ／Ｆセンサ８８、８９が設けられている。このＡ／Ｆセンサ８８、８９は、排気空燃比に対してリニアな出力特性を有する酸素センサであって、各燃焼室２２、２３から各排気ポート２６、２７を通して第１、第２排気管５７、５８に排気された排気ガスの排気空燃比を検出し、検出した排気空燃比をＥＣＵ８１に出力している。すなわち、Ａ／Ｆセンサ８８、８９は、例えば、限界電流式の酸素濃度センサであり、各前段三元触媒５９、６０に導入される前の排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出する。また、第１、第２排気管５７、５８における各前段三元触媒５９、６０よりも下流側には、それぞれＯ2センサ９０、９１が設けられている。このＯ2センサ９０、９１は、排気空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサであって、各燃焼室２２、２３から各排気ポート２６、２７、第１、第２排気管５７、５８を通して各前段三元触媒５９、６０に排気された排気ガスのストイキ空燃比を検出し、ストイキ検出信号をＥＣＵ８１に出力している。すなわち、Ｏ2センサ９０、９１は、例えば、起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサであり、理論空燃比を境界としてストイキ検出信号（出力電圧）を急変させる特性を有する。ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９及びＯ2センサ９０、９１が検出した排気空燃比及びストイキ検出信号に基づいて後述する空燃比制御を実行している。
【００２８】
また、排気集合管６１におけるＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２よりも上流側には、Ａ／Ｆセンサ９２が設けられている。このＡ／Ｆセンサ９２は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９と同様に、排気空燃比に対してリニアな出力特性を有する酸素センサであって、各燃焼室２２、２３から各第１、第２排気管５７、５８、各前段三元触媒５９、６０を通して排気集合管６１に排気された排気ガスの排気空燃比を検出し、検出した排気空燃比をＥＣＵ８１に出力している。すなわち、Ａ／Ｆセンサ９２は、例えば、限界電流式の酸素濃度センサであり、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に導入される前の排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出する。また、排気集合管６１におけるＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２よりも下流側には、空燃比検出手段としてのＯ2センサ９３が設けられている。このＯ2センサ９３は、Ｏ2センサ９０、９１と同様に、排気空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサであって、各燃焼室２２、２３から各第１、第２排気管５７、５８、各前段三元触媒５９、６０を通して排気集合管６１に排気されＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を通過した排気ガスのストイキ空燃比を検出し、ストイキ検出信号をＥＣＵ８１に出力している。すなわち、Ｏ2センサ９３は、例えば、起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサであり、理論空燃比を境界としてストイキ検出信号（出力電圧）を急変させる特性を有する。ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ９２及びＯ2センサ９３が検出した排気空燃比及びストイキ検出信号に基づいて後述する空燃比制御を実行している。
【００２９】
さらに、排気集合管６１におけるＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２よりも下流側、ここでは、Ｏ2センサ９３の下流側には、ＮＯｘセンサ９４が設けられている。ＮＯｘセンサ９４は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物、すなわち、ＮＯｘの濃度を検出し、検出したＮＯｘ濃度検出信号（出力電圧）をＥＣＵ８１に出力している。ＮＯｘセンサ９４は、例えば、ジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質層を有するものである。上述のＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、吸蔵できるＮＯｘ量に限界があるため、一定量のＮＯｘを吸蔵した後、吸蔵しきれなかったＮＯｘ量が排気ガス中に増加する。そして、このＮＯｘがＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の下流側に流出すると、ＮＯｘセンサ９４によって排気ガス中のＮＯｘ濃度として検出される。
【００３０】
上記のように構成されるエンジン１は、エアクリーナ５２を通して吸気管５１に導入された空気は、スロットル弁５３に調量されてからサージタンク５０に流れ、各吸気マニホールド４８、４９を介して各吸気ポート２４、２５に至り、吸気弁２８、２９の開放時に、吸気ポート２４、２５の空気が燃焼室２２、２３に吸入される。そして、この吸気行程時またはピストン１６、１７が上昇して吸入空気を圧縮する圧縮行程時に、インジェクタ７２、７３が燃焼室２２、２３に対して所定量の燃料を噴射する。すると、燃焼室２２、２３にて、高圧空気と霧状の燃料とが混合し、この混合気に対して点火プラグ７７、７８が着火して爆発することで、ピストン１６、１７が押し下げられて駆動力を出力する一方、排気弁３０、３１の開放時に、燃焼室２２、２３の排気ガスが排気ポート２６、２７から集合通路５５、５６で集合されてから第１排気管５７及び第２排気管５８に排出される。
【００３１】
そして、バンク１２にて、燃焼室２２から排気ポート２６及び集合通路５５を通して第１排気管５７に排出された排気ガスは、前段三元触媒５９を暖機して活性化させると共に、含有する有害物質が浄化処理されて排気集合管６１に流れる。一方、バンク１３にて、燃焼室２３から排気ポート２７及び集合通路５６を通して第２排気管５８に排出された排気ガスは、前段三元触媒６０を暖機して活性化させると共に、含有する有害物質が浄化処理されて排気集合管６１に流れる。そして、排気集合管６１に流れ込んだ排気ガスは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を暖機して活性化させると共に、排気ガスが適正に浄化処理されてから大気に放出される。
【００３２】
また、ＥＣＵ８１は、エンジン運転状態に基づいて吸気可変動弁機構４０、４１及び排気可変動弁機構４２、４３を制御可能となっている。すなわち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁３０、３１の開放時期と吸気弁２８、２９の開放時期のオーバーラップとをなくすことで、排気ガスが吸気ポート２４、２５または燃焼室２２、２３に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。さらに、高負荷低中回転時には、吸気弁２８、２９の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート２４、２５に吹き返す量を少なくして体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁２８、２９の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとして体積効率を向上させる。
【００３３】
そして、本実施例のＶ型６気筒のエンジン１では、上述したように、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９及びＯ2センサ９０、９１の検出結果に基づいて空燃比制御を実行している。ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９が検出した排気空燃比とエンジン運転状態に応じて設定された目標の空燃比である目標空燃比とを比較して燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比メインフィードバック制御を実行している。さらに、ＥＣＵ８１は、Ｏ2センサ９０、９１が検出したストイキ検出信号（出力電圧）に基づいて、Ａ／Ｆセンサ８８、８９の検出信号（出力電圧）、あるいは、燃料噴射量の補正量を補正する空燃比サブフィードバック制御を実行する。
【００３４】
すなわち、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９によって検出される排気空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、当該排気空燃比が目標空燃比（例えば、理論空燃比）となるように燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比メインフィードバック制御を実行する。これにより、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９により検出される前段三元触媒５９、６０通過前の排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に収束するようにエンジン１の各部を制御し、燃焼室２２、２３における混合気の燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御する。すなわち、空燃比メインフィードバック制御では、前段三元触媒５９、６０通過前の排気ガスの排気空燃比を目標空燃比に近づけるような燃料噴射量の補正量が設定される。
【００３５】
そして、ＥＣＵ８１は、Ｏ2センサ９０、９１によって検出される出力電圧と所定の空燃比（例えば、理論空燃比）に応じた目標電圧との偏差に基づいて、当該Ｏ2センサ９０、９１の出力電圧が目標電圧となるようにＡ／Ｆセンサ８８、８９の出力電圧（検出信号）、あるいは、燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比サブフィードバック制御を実行する。これにより、ＥＣＵ８１は、前段三元触媒５９、６０通過後の排気ガスの排気空燃比が所定の空燃比に収束するようにエンジン１の各部を制御し、前段三元触媒５９、６０における浄化処理が効率的に行われる最適な排気空燃比に制御する。すなわち、空燃比サブフィードバック制御では、前段三元触媒５９、６０通過後の排気ガスの排気空燃比を所定の空燃比に近づけるようなＡ／Ｆセンサ８８、８９の出力電圧（検出信号）、あるいは、燃料噴射量の補正量が設定される。つまり、空燃比サブフィードバック制御は、基本的には、前段三元触媒５９、６０の下流に流出してくる排気ガスがリッチあるいはリーンに偏った場合に、Ｏ2センサ９０、９１によって検出される出力電圧と理論空燃比に応じた目標電圧との偏差に基づいて、その偏りを是正するように空燃比メインフィードバック制御の制御パラメータを補正するための制御である。
【００３６】
なお、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ８８、８９が検出した検出信号に基づいて、空燃比メインフィードバック制御で用いられるフィードバック補正値（燃料噴射量の補正量）とその制御中心との間のずれに応じてメイン学習値を統計的に学習し、これを空燃比メインフィードバック制御に反映させるメイン空燃比学習制御を実行することで、各種装置の定常的なずれを補償するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ８１は、Ｏ2センサ９０、９１が検出したストイキ検出信号（出力電圧）に基づいて、Ａ／Ｆセンサ８８、８９の検出信号（出力電圧）を補正するサブ空燃比学習制御を実行することで、メインＡ／Ｆ学習制御で使用されるＡ／Ｆセンサ８８、８９の検出信号を補正してもよい。
【００３７】
ここで、本実施例のエンジン１では、エンジン１の運転状態に応じて、圧縮行程中に燃焼室２２、２３に燃料を噴射して点火プラグ７７、７８の近傍に混合気を形成する成層燃焼を実行可能であると共に、吸気行程中に燃焼室２２、２３に燃料を噴射して均一な混合気を形成する均質燃焼が実現可能となっている。また、エンジン１は、エンジン１の運転状態に応じて、成層リーン燃焼と均質リーン燃焼とを選択的に実現可能となっている。そして、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、このエンジン１のリーン運転（成層リーン燃焼または均質リーン燃焼）時に、排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ運転時に、吸蔵したＮＯｘを放出し、リッチ空燃比となった排気ガス中の還元剤（ＨＣ、ＣＯ）によりこの放出したＮＯｘをＮ2に還元している。
【００３８】
すなわち、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、エンジン１のリーン運転時に、排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵しており、ＥＣＵ８１は、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２におけるＮＯｘ吸蔵量が予め設定された所定量を超えたとき、例えば、ＮＯｘセンサ９４により検出されるＮＯｘ濃度が所定濃度を超えたときには、空燃比をリッチに変化させることで排気空燃比をリッチ状態とする、いわゆる、リッチスパイク制御を実行する。このリッチスパイク制御が実行されると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に吸蔵されているＮＯｘが放出され、このＮＯｘが排気ガス中の還元剤（ＨＣ、ＣＯ）により還元されることで、ＮＯｘ吸蔵能力を回復させることができる。
【００３９】
ところで、燃料には硫黄成分が含まれており、この硫黄成分を含む燃料が燃焼して排気ガスとして各第１、第２排気管５７、５８に排出されると、排気ガス中の硫黄成分がＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に吸着されて被毒し、ＮＯｘの浄化効率は低下してしまうおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施例のＶ型６気筒エンジン１では、ＥＣＵ８１は、例えば、バンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、バンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とし、バンク１２の気筒群１２ａから排出されたリーン雰囲気の排気ガスを第１排気管５７に流し、バンク１３の気筒群１３ａから排出されたリッチ雰囲気の排気ガスを第２排気管５８に流し、排気集合管６１で合流させ、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２における酸化発熱反応を利用してこのＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を高温でかつリッチ雰囲気とすることで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に蓄積された硫黄成分を放出して再生するバンク制御を実行している。
【００４１】
すなわち、ＥＣＵ８１は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に蓄積された硫黄成分を放出してＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を再生するバンク制御として、バンク１２の気筒群１２ａとバンク１３の気筒群１３ａとで排出される排気ガスの空燃比を異ならせる制御を実行する。つまり、ＥＣＵ８１は、バンク１２の気筒群１２ａとバンク１３の気筒群１３ａとで燃焼室２２、２３で燃焼させる混合気の燃料と空気との混合比（空燃比）を異ならせることで、例えば、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とする。そして、これらの空燃比の異なる排気ガスが第１排気管５７、第２排気管５８を介して排気集合管６１で合流することで、リーン空燃比の排気ガスに含まれる酸素とリッチ空燃比の排気ガスに含まれる炭化水素とがＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２にて酸化反応し、この酸化反応に伴う発熱によってＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度が上昇する。この結果、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は硫黄成分を放出できる温度に達し、かつ、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２をリッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出するので、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の浄化能力を再生し確保することができる。また、これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を迅速に活性化温度まで暖機することもできる。
【００４２】
なお、ＥＣＵ８１は、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に付着した硫黄付着量が予め設定された所定値を超え、かつ、エンジン負荷やエンジン回転数などのエンジン運転状態がバンク制御可能な範囲にある際に、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させるバンク制御を実行すればよい。また、ＥＣＵ８１は、例えば、前回のバンク制御を実行してからの車両の走行距離や時間などに基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に付着した硫黄成分の付着量を推定すればよい。
【００４３】
ここで、本実施例のＶ型６気筒のエンジン１では、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御を実行している際には、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ９２及びＯ2センサ９３の検出結果に基づいて空燃比制御を実行している。ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ９２が検出した排気空燃比とエンジン運転状態に応じて設定された目標の空燃比である目標空燃比とを比較して燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比メインフィードバック制御を実行している。さらに、ＥＣＵ８１は、Ｏ2センサ９３が検出したストイキ検出信号（出力電圧）に基づいて、Ａ／Ｆセンサ９２の検出信号（出力電圧）、あるいは、燃料噴射量の補正量を補正する空燃比サブフィードバック制御を実行する。
【００４４】
すなわち、ＥＣＵ８１は、バンク制御中においては、Ａ／Ｆセンサ９２によって検出される排気空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、当該排気空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比メインフィードバック制御を実行する。これにより、ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｆセンサ９２により検出されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２通過前の排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に収束するようにエンジン１の各部を制御し、燃焼室２２、２３における混合気の燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御する。すなわち、空燃比メインフィードバック制御では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２通過前の排気ガスの排気空燃比を目標空燃比に近づけるような燃料噴射量の補正量が設定される。
【００４５】
そして、ＥＣＵ８１は、バンク制御中においては、Ｏ2センサ９３によって検出される出力値としての出力電圧と所定の空燃比（例えば、理論空燃比から弱リッチ空燃比）に応じた目標出力値としての目標電圧との偏差に基づいて、当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が目標電圧となるようＡ／Ｆセンサ９２の出力電圧（検出信号）、あるいは、燃料噴射量の補正量を算出し、各バンク１２、１３の気筒ごとに燃料噴射量を補正する空燃比サブフィードバック制御を実行する。これにより、ＥＣＵ８１は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２通過後の排気ガスの排気空燃比が所定の空燃比に収束するようにエンジン１の各部を制御し、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２における浄化処理が効率的に行われる最適な排気空燃比に制御する。すなわち、空燃比サブフィードバック制御では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２通過後の排気ガスの排気空燃比を所定の空燃比に近づけるようなＡ／Ｆセンサ９２の出力電圧（検出信号）、あるいは、燃料噴射量の補正量が設定される。つまり、空燃比サブフィードバック制御は、基本的には、Ｏ2センサ９３によって検出される出力電圧と所定の空燃比に応じた目標電圧との偏差に基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の下流に流出してくる排気ガスの排気空燃比を補正するように空燃比メインフィードバック制御の制御パラメータを補正するための制御である。
【００４６】
ところで、バンク制御中の空燃比サブフィードバック制御に用いられるＯ2センサ９３は、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度が上昇するとリッチ領域では出力値としての出力電圧が低下する出力特性を有していることから、このバンク制御中の空燃比サブフィードバック制御による空燃比制御の精度が低下するおそれがある。
【００４７】
図３の上段の図は、本発明の実施例に係るエンジン１の排気空燃比とＯ２センサ９３の出力電圧との関係を表す線図である。本図では、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度が比較的に低い場合の出力電圧を実線で示し、比較的に高い場合の出力電圧を一点鎖線で示している。すなわち、Ｏ2センサ９３は、検出素子の温度が所定の許容温度を超えて上昇すると、同一の排気空燃比であってもリッチ領域では出力電圧が低下する。そして、温度上昇により本来よりもリッチ領域での出力が低下したままのＯ2センサ９３の出力電圧Ｂを目標電圧Ａに収束させるように空燃比サブフィードバック制御を実行すると、本来よりも出力電圧が低下しているがために、実際の排気ガスの空燃比がこの出力電圧の低下分に応じて所定の空燃比よりリッチ側にずれてしまうおそれがあり、この結果、空燃比制御の精度が低下するおそれがある。
【００４８】
特に、このエンジン１は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の硫黄成分を放出、還元させるバンク制御においては、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させることから、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度が許容温度を超えて上昇しやすいこともあり、この空燃比のリッチずれが顕著に発生するおそれがあり、このため、空燃比制御の精度が顕著に低下するおそれがある。そして、このバンク制御中の空燃比サブフィードバック制御による空燃比制御の精度が低下することで、ＴＨＣ、ＣＯなどの流出によるエミッション性の悪化やＳＯ２、Ｓ２Ｈの流出による触媒臭の増加などをまねくおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施例のエンジン１は、図１に示すように、Ｏ2センサ９３の素子の温度に応じて目標電圧を補正する補正手段としての補正部８１ｆを設けることで、バンク制御中においても高精度な空燃比制御を行い、これにより、エミッション性の悪化や触媒臭の増加を抑制している。
【００５０】
具体的には、本実施例のエンジン１は、図１に示すように、機能概念的に、例えば、制御手段としてのエンジン制御部８１ｄと、推定手段としての素子温度判定部８１ｅと、補正手段としての補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈとがＥＣＵ８１に設けられる。
【００５１】
ここで、このＥＣＵ８１は、マイクロコンピュータを中心として構成され処理部８１ａ、記憶部８１ｂ及び入出力部８１ｃを有し、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。入出力部８１ｃには上述したようにエンジン１の各部を駆動する不図示の駆動回路、Ａ／Ｆセンサ８８、８９、Ｏ2センサ９０、９１、Ａ／Ｆセンサ９２、Ｏ2センサ９３、ＮＯｘセンサ９４などの各種センサが接続されており、この入出力部８１ｃは、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部８１ｂには、エンジン１の各部を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部８１ｂは、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。処理部８１ａは、不図示のメモリ及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により構成されており、上述のエンジン制御部８１ｄと、素子温度判定部８１ｅと、補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈとを有している。図４で説明するＯ２センサ素子温度判定制御、図５で説明するＯ２センサ目標電圧補正制御は、各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて、処理部８１ａが前記コンピュータプログラムを当該処理部８１ａに組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて制御信号を送ることにより実行される。その際に処理部８１ａは、適宜記憶部８１ｂへ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このエンジン１を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８１とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００５２】
そして、エンジン制御部８１ｄは、上述したように、インジェクタ７２、７３の燃料噴射タイミングや点火プラグ７７、７８の点火時期などを制御可能となっており、エンジン１の全体を制御するものである。そして、このエンジン制御部８１ｄは、例えば、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御を実行すると共に、空燃比メインフィードバック制御や空燃比サブフィードバック制御を実行するものである。
【００５３】
素子温度判定部８１ｅは、Ｏ2センサ９３の素子温度を推定し、この素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したか否かを判定するものである。ここで、所定の許容温度は、同一の空燃比に対するＯ2センサ９３の出力電圧が顕著に低下する温度である。
【００５４】
補正部８１ｆなす目標電圧補正量算出部８１ｇは、素子温度判定部８１ｅによりＯ2センサ９３の素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したと判定された際に、Ｏ2センサ９３の素子温度に基づいて、Ｏ2センサ９３の目標電圧の補正量を算出するものである。
【００５５】
補正部８１ｆなす目標電圧補正部８１ｈは、素子温度判定部８１ｅによりＯ2センサ９３の素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したと判定された際に、目標電圧補正量算出部８１ｇが算出した補正量に基づいて、補正後のＯ2センサ９３の目標電圧を算出するものである。
【００５６】
ここで、上述した排気ガス中に含まれるＮＯｘの濃度を検出可能なＮＯｘセンサ９４は、バンク制御中において、排気ガス中のアンモニア、すなわち、ＮＨ３の濃度を検出することができる。つまり、ＮＯｘセンサ９４は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を通過した排気ガスのＮＨ３濃度を検出する本発明のアンモニア濃度検出手段に相当する。
【００５７】
図３の下段の図は、本発明の実施例に係るエンジン１の排気空燃比とＮＯｘセンサ９４の出力電圧との関係を表す線図である。すなわち、ＮＯｘセンサ９４は、上述したように、リーン運転時に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の下流側にＮＯｘが流出すると、この流出したＮＯｘの濃度を出力電圧として検出する（図３に示す一点鎖線参照）。一方、このＮＯｘセンサ９４は、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御中においては、このバンク制御中に発生するＮＨ３の濃度を出力電圧として検出する特性を有する（図３に示す実線参照）。バンク制御中の空燃比がリッチのときに、すなわち、還元雰囲気のときには、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２に流入し硫黄成分を還元させる還元剤の量がＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２にて消費しうる還元剤の量よりも多いと、排気ガス中の窒素Ｎ２が炭化水素ＨＣにより還元され、ＮＨ３が生成される。すなわち、余剰の還元剤がＮＨ３の形でＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２から流出し、これがＮＯｘセンサ９４によって検出される。一方、空燃比がリーンのとき、すなわち酸化雰囲気のときには、ＮＨ３は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２からほとんど流出しない。つまり、このＮＯｘセンサ９４は、一点鎖線で示すようにリーン運転時の出力電圧がＮＯｘ濃度に相当する一方、実線で示すように、バンク制御中のリッチ運転時の出力電圧がＮＨ３濃度に相当し、共に排気ガスの空燃比に応じた値となる。
【００５８】
そして、本実施例の素子温度判定部８１ｅ、補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈは、バンク制御中の空燃比がリッチのときにこのＮＯｘセンサ９４により検出される出力電圧に応じたＮＨ３濃度を利用して、Ｏ2センサ９３の素子温度の推定、Ｏ2センサ９３の目標電圧の補正を行っている。
【００５９】
すなわち、ＮＯｘセンサ９４により検出されるＮＨ３濃度は、上述したように排気ガスの空燃比に応じた値となることから、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に応じて当該空燃比のときにＮＯｘセンサ９４により検出されるはずのＮＨ３濃度、すなわち、当該空燃比のときにＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２から流出するはずのＮＨ３量に応じたＮＨ３濃度を推定することができる。そして、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて推定されるＮＨ３濃度を目標ＮＨ３濃度とすると、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度上昇によりＯ2センサ９３の出力が本来よりも低下していた場合、Ｏ2センサ９３により検出された排気ガスの空燃比が実際の排気ガスの空燃比からずれた値となっていることから、実際にＮＯｘセンサ９４により検出されるＮＨ３濃度は、目標ＮＨ３濃度に対してずれた値として検出される。つまり、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度が上昇してＯ2センサ９３の出力電圧が低下すると、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度とに偏差が生じる。例えば、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度が目標ＮＨ３濃度より高い場合、Ｏ2センサ９３の素子温度が上昇しＯ2センサ９３の出力電圧が本来よりも低下していることで、実際の排気ガスの空燃比がこの出力電圧の低下分に応じて所定の空燃比（目標電圧に応じた空燃比）よりリッチ側にずれてしまっていると推定できる。さらに言えば、Ｏ2センサ９３の素子温度が上昇しＯ2センサ９３の出力電圧が本来よりも低下している分、実際の排気ガスの空燃比が所定の空燃比よりリッチ側に偏り、これに応じてＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度が高くなり、この結果、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度とに偏差が生じる。
【００６０】
言い換えれば、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度とに偏差が生じている場合、その分、実際の排気ガスの空燃比が所定の空燃比よりリッチ側に偏っていると推定でき、Ｏ2センサ９３により検出された排気ガスの空燃比と実際の排気ガスの空燃比とがずれていると推定でき、つまり、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度が上昇し所定の許容温度を超えてＯ2センサ９３の出力が本来よりも低下していると推定できる。そして、目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差は、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度上昇分、すなわち、Ｏ2センサ９３の出力電圧の低下分に相当することとなる。
【００６１】
したがって、素子温度判定部８１ｅは、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の素子温度を推定することができ、当該偏差が許容温度に応じた許容値を超えたか否かを判定することで、この素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したか否かを判定することができる。
【００６２】
同様に、補正部８１ｆなす目標電圧補正量算出部８１ｇは、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の目標電圧の補正量を算出することで、Ｏ2センサ９３の素子温度に基づいたＯ2センサ９３の目標電圧の補正量を算出することができる。そして、補正部８１ｆなす目標電圧補正部８１ｈは、目標電圧補正量算出部８１ｇが算出した補正量に基づいて、補正後のＯ2センサ９３の目標電圧を算出することで、Ｏ2センサ９３の素子温度に基づいた補正後のＯ2センサ９３の目標電圧を算出することができる。したがって、補正部８１ｆは、目標電圧補正量算出部８１ｇがＯ2センサ９３の目標電圧の補正量を算出し、目標電圧補正部８１ｈがこの補正量に基づいて補正後のＯ2センサ９３の目標電圧を算出することで、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の目標電圧を補正することができ、Ｏ2センサ９３の素子の温度に応じて、言い換えれば、Ｏ2センサ９３の出力低下分に応じて当該目標電圧を補正することができる。
【００６３】
したがって、素子温度判定部８１ｅ、補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈは、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差に基づいて、Ｏ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことで、例えば、Ｏ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正をＯ2センサ９３への供給熱量演算などに基づいて行う場合と比較して、より正確にＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことができる。また、例えば、熱電対を用いてＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行う場合と比較して、上述の素子温度判定部８１ｅ、補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈのように、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行う構成であれば、応答遅れなどが生じるおそれも少ないことから、より正確にＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことができる。また、ＮＯｘ濃度を検出するために用いられるＮＯｘセンサ９４によって検出されるＮＨ３濃度に基づいて、素子温度判定部８１ｅ、補正部８１ｆをなす目標電圧補正量算出部８１ｇ及び目標電圧補正部８１ｈがＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことで、部品点数を増やすことなく、より正確にＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことができる。
【００６４】
そして、補正部８１ｆは、Ｏ2センサ９３の素子の温度が高い側、すなわち、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差が大きい側における目標電圧をＯ2センサ９３の素子の温度が低い側、すなわち、当該偏差が小さい側における目標電圧より低く設定する。つまり、目標電圧補正量算出部８１ｇは、Ｏ2センサ９３の素子の温度が高い側、すなわち、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度とＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度との偏差が大きい側において目標電圧の補正量を大きく設定し、目標電圧補正部８１ｈは、例えば、通常時の目標電圧からこの補正量を減算するなどして補正後の目標電圧を相対的に低い値に設定する。
【００６５】
そして、エンジン制御部８１ｄは、Ｏ2センサ９３の素子温度が所定の許容温度を超えて上昇した際に、Ｏ2センサ９３によって検出される出力電圧と補正部８１ｆにより補正された目標電圧との偏差に基づいて、当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が目標電圧となるよう空燃比サブフィードバック制御を実行することで、バンク制御中においても、Ｏ2センサ９３の温度上昇によるＯ2センサ９３の出力電圧の低下の影響を抑制したより高精度な空燃比制御を行うことができる。これにより、常に最適な空燃比を設定でき、エミッション性の悪化や触媒臭の増加を抑制することができる。
【００６６】
なお、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比と目標ＮＨ３濃度との対応関係は、エンジン１の運転条件などに応じて予め実験等により作成された目標ＮＨ３濃度マップとして記憶部８１ｂに記憶しておけばよい。そして、素子温度判定部８１ｅや補正部８１ｆは、この目標ＮＨ３濃度マップに基づいてＯ2センサ９３により検出された空燃比に応じた目標ＮＨ３濃度を設定するようにすればよい。
【００６７】
また、この目標ＮＨ３濃度は、バンク制御の際に一方のバンク１２の気筒群１２ａから排出される排気ガスの空燃比と他方のバンク１３の気筒群１３ａから排出される排気ガスの空燃比との空燃比比率、いわゆる、リッチ／リーン比率に基づいて設定するようにしてもよい。すなわち、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比と目標ＮＨ３濃度との対応関係を示す目標ＮＨ３濃度マップは、エンジン１の運転条件と共にこのリッチ／リーン比率に応じて予め実験等により作成しておくとよい。この場合、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御の際のリッチ／リーン比率に応じて目標電圧の補正量を設定し、補正後の目標電圧を算出することができることから、エンジン制御部８１ｄは、より精度の高い空燃比制御を実行することができる。
【００６８】
次に、図４、図５のフローチャートを参照して、本実施例に係るエンジン１におけるＯ２センサ素子温度判定制御、Ｏ２センサ目標電圧補正制御を説明する。なお、この制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。
【００６９】
まず、図４に示すＯ２センサ素子温度判定制御において、ＥＣＵ８１の素子温度判定部８１ｅは、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比を取得し、予め記憶部８１ｂに記憶されている目標ＮＨ３濃度マップに基づいてこの空燃比に応じた目標ＮＨ３濃度を設定する。そして、素子温度判定部８１ｅは、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度を取得し、この実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差を算出する。そして、この実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差が許容値より大きいか否かを判定する（Ｓ１００）。
【００７０】
そして、実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差が許容値以下であると判定した場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、すなわち、Ｏ2センサ９３の素子温度が当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が顕著に低下する許容温度以下であると判定された場合、Ｓ１００の処理を繰り返し実行する。一方、実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差が許容値より大きいと判定した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、すなわち、Ｏ2センサ９３の素子温度が当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が顕著に低下する許容温度を超えたと判定された場合、素子温度判定部８１ｅは、Ｏ2センサ素子温度上昇フラグを「ＯＮ」にして（Ｓ１０２）、このＯ２センサ素子温度判定制御を終了する。なお、Ｏ2センサ素子温度上昇フラグは、実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差が再び許容値以下となった場合に「ＯＦＦ」にすればよい。
【００７１】
次に、図５に示すＯ２センサ目標電圧補正制御において、エンジン制御部８１ｄは、所定の開始条件が成立すると一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御を実行する（Ｓ２００）。すでにバンク制御が実行中であれば、このバンク制御を継続する。
【００７２】
そして、ＥＣＵ８１の素子温度判定部８１ｅは、Ｏ2センサ素子温度上昇フラグがＯＮか否かを判定する（Ｓ２０２）。Ｏ2センサ素子温度上昇フラグがＯＦＦであると判定された場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、すなわち、Ｏ2センサ９３の素子温度が当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が顕著に低下する許容温度以下である判定された場合、Ｓ２００に戻って以降の処理を繰り返し実行する。この場合、エンジン制御部８１ｄは、補正部８１ｆにより補正されていない目標電圧に基づいて、Ｏ2センサ９３の出力電圧が目標電圧となるよう空燃比サブフィードバック制御を実行している。
【００７３】
一方、Ｏ2センサ素子温度上昇フラグがＯＮであると判定された場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、すなわち、Ｏ2センサ９３の素子温度が当該Ｏ2センサ９３の出力電圧が顕著に低下する許容温度を超えたと判定された場合、ＥＣＵ８１の目標電圧補正量算出部８１ｇは、Ｏ2センサ９３により検出された空燃比を取得し、予め記憶部８１ｂに記憶されている目標ＮＨ３濃度マップに基づいてこの空燃比に応じた目標ＮＨ３濃度を設定する。そして、目標電圧補正量算出部８１ｇは、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出される実ＮＨ３濃度を取得し、この実ＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差を算出し、この偏差に基づいてＯ2センサ９３の目標電圧の補正量を算出する（Ｓ２０４）。
【００７４】
ＥＣＵ８１の目標電圧補正部８１ｈは、Ｓ２０４にて、目標電圧補正量算出部８１ｇが算出したＯ2センサ９３の目標電圧の補正量に基づいて、例えば、通常時の目標電圧からこの補正量を減算するなどして、Ｏ2センサ９３の目標電圧を補正して（Ｓ２０６）、このＯ２センサ目標電圧補正制御を終了する。そして、この場合、エンジン制御部８１ｄは、補正された目標電圧との偏差に基づいて、Ｏ2センサ９３の出力電圧が目標電圧となるよう空燃比サブフィードバック制御を実行する。
【００７５】
以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室２２、２３からなる少なくとも２つの気筒群１２ａ、１３ａと、２つの気筒群１２ａ、１３ａに対してそれぞれ独立して設けられ燃料室２２、２３から排気ガスを排出可能な２つの第１、第２排気管５７、５８と、２つの第１、第２排気管５７、５８が合流した排気集合管６１と、排気集合管６１に設けられ排気ガスを浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２と、排気ガスの排気方向に対して排気集合管６１のＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２より下流側に設けられ排気ガスの空燃比を検出するＯ2センサ９３と、一方の気筒群１２ａと他方の気筒群１３ａとで排出される排気ガスの空燃比を異ならせ排気集合管６１でこの排気ガスを合流させることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させるバンク制御を実行すると共に、Ｏ2センサ９３により検出される排気ガスの空燃比に応じた出力電圧が所定の空燃比に応じた目標電圧となるように空燃比サブフィードバック制御を実行するエンジン制御部８１ｄと、Ｏ2センサ９３の素子の温度に応じて目標電圧を補正する補正部８１ｆとを備える。
【００７６】
したがって、Ｏ2センサ９３の素子の温度に応じてＯ2センサ９３の目標電圧を補正する補正部８１ｆを備えるので、エンジン制御部８１ｄが補正部８１ｆによりＯ2センサ９３の素子の温度に応じて補正された目標電圧を用いて、Ｏ2センサ９３の出力値が補正された目標電圧となるように空燃比サブフィードバック制御を実行することから、高精度な空燃比制御を行うことができる。これにより、エミッション性の悪化や触媒臭の増加を抑制している。
【００７７】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、排気ガスの排気方向に対して排気集合管６１のＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２より下流側に設けられＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を通過した排気ガスのＮＨ３の濃度を検出するＮＯｘセンサ９４を備え、補正部８１ｆは、ＮＯｘセンサ９４により検出されるＮＨ３濃度と、Ｏ2センサ９３により検出される排気ガスの空燃比に応じた目標ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の目標電圧を補正する。したがって、補正部８１ｆがＯ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度との偏差に基づいて、Ｏ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことで、より正確にＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことができる。この結果、より高精度な空燃比制御を行うことができる。
【００７８】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、ＮＯｘセンサ９４により検出されるＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との偏差に基づいてＯ2センサ９３の素子の温度を推定する素子温度判定部８１ｅを備える。したがって、素子温度判定部８１ｅがＯ2センサ９３により検出された空燃比に基づいて設定される目標ＮＨ３濃度と、ＮＯｘセンサ９４により実際に検出されるＮＨ３濃度との偏差に基づいて、Ｏ2センサ９３の素子温度の推定及び判定を行うことで、より正確にＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定を行うことができる。この結果、より高精度な空燃比制御を行うことができる。
【００７９】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、目標ＮＨ３濃度は、一方の気筒群１２ａから排出される排気ガスの空燃比と他方の気筒群１３ａから排出される排気ガスの空燃比との空燃比比率、いわゆる、リッチ／リーン比率に基づいて設定される。したがって、一方のバンク１２の気筒群１２ａからの排気ガスをリーン雰囲気とし、他方のバンク１３の気筒群１３ａからの排気ガスをリッチ雰囲気とすることでＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２の温度を上昇させ、かつ、リッチ雰囲気とすることで硫黄成分を放出、還元させるバンク制御の際のリッチ／リーン比率に応じてＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定をすると共に、目標電圧の補正量を設定し、補正後の目標電圧を算出することができることから、より精度の高い空燃比制御を実行することができる。
【００８０】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２は、排気ガスの空燃比がリーンのときに当該排気ガス中に含まれるＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチ又はストイキにあるときに、吸蔵したＮＯｘを放出して還元し、ＮＯｘセンサ９４は、排気ガス中に含まれるＮＯｘの濃度を検出可能である。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を通過した排気ガスのＮＯｘの濃度を検出する手段と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２を通過した排気ガスのＮＨ３の濃度を検出する手段とをＮＯｘセンサ９４により兼用することができるので、部品点数を増やすことなく、より正確にＯ2センサ９３の素子温度の推定及び判定やＯ2センサ９３の目標電圧の補正を行うことができ、より精度の高い空燃比制御を実行することができる。
【００８１】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン１によれば、Ｏ2センサ９３は、排気ガスの空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有すると共にＯ2センサ９３の素子の温度が上昇するとリッチ領域では出力値が低下する出力特性を有し、補正部８１ｆは、Ｏ2センサ９３の素子の温度が高い側における目標電圧を低い側における目標電圧より低く設定する。したがって、Ｏ2センサ９３の検出素子の温度上昇によりリッチ領域でのＯ2センサ９３の出力が本来よりも低下していた場合であっても、補正部８１ｆがＯ2センサ９３の目標電圧を低く設定することから、実際の排気ガスの空燃比がＯ2センサ９３の出力電圧の低下分に応じて所定の空燃比よりリッチ側にずれてしまうことを抑制することができ、この結果、空燃比制御の精度が低下することを抑制することができる。
【００８２】
なお、上述した本発明の実施例に係る内燃機関は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上で説明した実施例では、内燃機関としてＶ型６気筒エンジンを適用したが、気筒数などは実施例に限定されるものではない。さらに、内燃機関の燃料噴射形式を筒内噴射式としたが、ポート噴射式であってもよい。
【００８３】
また、以上の説明では、排気集合通路に設けられ排気ガスを浄化する浄化触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６２であるものとして説明したがこれに限らない。
【００８４】
また、以上の説明では、空燃比検出手段の素子の温度に応じて空燃比検出手段の目標出力値としての目標電圧を補正するものとして説明したが、空燃比検出手段の出力値としての出力電圧そのものを補正するようにしてもよい。この場合、補正手段は、空燃比検出手段の素子の温度が高い側における出力電圧を低い側における出力電圧より高く設定すればよい。
【００８５】
また、以上の説明では、浄化触媒を通過した排気ガスのアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を検出するＮＯｘセンサ９４により兼用されるものとして説明したが、ＮＯｘセンサ９４とは別体にアンモニア濃度センサを設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、以上の説明では、補正手段は、アンモニア濃度検出手段により検出されるアンモニア濃度と、空燃比検出手段により検出される排気ガスの空燃比に応じた目標アンモニア濃度との偏差に基づいて空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正することで、空燃比検出手段の素子の温度に応じて空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正するものとして説明したが、これに限らない。例えば、空燃比検出手段の素子の温度を熱電対などにより検出、推定して、補正手段は、この検出、推定された空燃比検出手段の素子の温度に応じて空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正するようにしてもよい。
【００８７】
同様に、推定手段としての素子温度判定部８１ｅは、アンモニア濃度検出手段により検出されるアンモニア濃度と、目標アンモニア濃度との偏差に基づいて素子温度を推定し、この素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したか否かを判定するものとして説明したが、熱電対などにより検出、推定された空燃比検出手段の素子の温度に応じてこの素子温度が所定の許容温度を超えて上昇したか否かを判定するようにしてもよい。また、以上の説明では、補正手段は、空燃比検出手段の素子温度が許容温度を超えた場合に空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正するものとして説明したが、空燃比検出手段の素子の温度に対してリニアに空燃比検出手段の出力値又は目標出力値を補正するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明に係る内燃機関は、高精度な空燃比制御を行うことができるものであり、空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室からなる少なくとも２つの気筒群を備える内燃機関に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施例に係るエンジンの概略平面図である。
【図２】本発明の実施例に係るエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るエンジンの排気空燃比とＯ２センサの出力及びＮＯｘセンサの出力との関係を表す線図である。
【図４】本発明の実施例に係るエンジンにおけるＯ２センサ素子温度判定制御を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係るエンジンにおけるＯ２センサ目標電圧補正制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１    エンジン（内燃機関）
１２、１３    バンク
１２ａ、１３ａ    気筒群
２２、２３    燃焼室
５７    第１排気管（排気通路）
５８    第２排気管（排気通路）
５９、６０    前段三元触媒
６１    排気集合管（排気集合通路）
６２    ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（浄化触媒）
７２、７３    インジェクタ
７７、７８    点火プラグ
８１    ＥＣＵ
８１ａ    処理部
８１ｂ    記憶部
８１ｃ    入出力部
８１ｄ    エンジン制御部（制御手段）
８１ｅ    素子温度判定部（推定手段）
８１ｆ    補正部（補正手段）
８１ｇ    目標電圧補正量算出部
８１ｈ    目標電圧補正部
８８、８９、９２    Ａ／Ｆセンサ
９０、９１    Ｏ２センサ
９３    Ｏ２センサ（空燃比検出手段）
９４    ＮＯｘセンサ（アンモニア濃度検出手段）
【図１】
2009264341.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009264341.tif 000005
【図４】
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【図５】
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