JP2001041077A - 排気浄化触媒を有する内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の排気浄化触媒が機能する時に機関
出力の均一化を図る。 【解決手段】 機関排気通路に設けた触媒のＳＯｘ被毒
回避のため、エンジンＡ１の一部の気筒１Ａ，１Ｄおよ
び他の気筒１Ｂ，１Ｃによって混合気の空燃比を異なる
ものとし、その違いに基づいて、前記各気筒に吸入され
る吸入空気の量をこれが所定量になるように増減調節す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化触媒を有
する内燃機関に関し、詳しくは、希薄燃焼可能な内燃機
関が排出する排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）
を浄化する排気浄化装置が機能している時の機関出力を
制御する排気浄化触媒を有する内燃機関機に関する。

【０００２】

【従来の技術】希薄燃焼可能な内燃機関が排出する排気
ガスに含まれる窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という。）
を浄化する排気浄化装置として、例えば吸蔵還元型ＮＯ
ｘ触媒（以下特に断らない限り「ＮＯｘ触媒」とい
う。）を包蔵する触媒コンバータがある。

【０００３】この触媒コンバータは、内燃機関の排気系
に設けられ、排気ガスの空燃比がリーンのときに前記Ｎ
Ｏｘ触媒によってＮＯｘを吸収する。また、触媒コンバ
ータは、排気ガスの空燃比がストイキ（理論空燃比）あ
るいはリッチのときは、ＮＯｘ触媒がそれまで吸収して
いたＮＯｘをＮＯ₂として放出する。そして、このＮＯ
２を排気ガス中のＨＣやＣＯなどの還元成分によってＮ
₂に還元する。

【０００４】ところで、内燃機関の燃料に一般に含まれ
ている硫黄は、燃焼によってＳＯ₂やＳＯ₃などの硫黄酸
化物（以下「ＳＯx」という。）となって排気ガス中に
含まれる。そして、ＮＯｘ触媒はＳＯｘも吸収するの
で、それだけＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が減少する。

【０００５】このように、ＮＯｘ触媒がＳＯｘを吸収す
ることでＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が減少してしまうこ
とを、ＮＯｘ触媒がＳＯx被毒されたという。そして、
このようにＳＯx被毒されたＮＯｘ触媒からＳＯxを放出
する処理を被毒回復処理という。被毒回復処理によって
ＮＯｘ触媒はその機能が回復するので、これをＮＯｘ触
媒を活性化するという。

【０００６】ＮＯｘ触媒を活性化するには、ＮＯｘ触媒
に流入する排気ガスの空燃比を、理論空燃比またはリッ
チ空燃比にするとともに、ＮＯｘ触媒の温度を高める必
要がある。

【０００７】そこで、例えば特開平９−５３４８９号公
報は、次のような触媒活性化技術を開示する。この技術
によれば、内燃機関での燃料の燃焼を行うに当たり、一
部の気筒をリッチ空燃比にするとともに他の気筒をリー
ン空燃比にする、気筒別の空燃比制御を実行する（以下
「気筒別空燃比制御」という。）。

【０００８】この気筒別空燃比制御は、その実行によっ
て、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒からはリッチ空燃比
の排気ガスを、またリーン空燃比で燃焼を行う気筒から
はリーン空燃比の排気ガスを前記触媒に供給する。そし
て、前記リーン空燃比の排気ガス中に含まれる酸素と前
記リッチ空燃比の排気ガス中に含まれる還元剤成分とが
反応して生じる反応熱により、前記触媒の温度を高め
る。

【０００９】ところで、リーン燃焼運転においては、気
筒への燃料の供給量が少ないことからエンジン出力が小
さくなる。反対に、リッチ燃焼運転においては、気筒へ
の燃料の供給量が充分であるからエンジン出力が高くな
る。

【００１０】図１６は、４気筒の内燃機関の気筒群別
（１番気筒＃１＆４番気筒＃４の気筒群と、２番気筒＃
２＆３番気筒＃３の気筒群とに分けること）に空燃比を
変えて一部の気筒群（１番気筒＃１＆４番気筒＃４）に
ついてはリッチとし、他の気筒（２番気筒＃２＆３番気
筒＃３）についてはリーンとした場合に、各気筒群ごと
に発生するトルクの不均衡を示すグラフ図であって、縦
軸にトルクをまた横軸に空燃比をとってなるトルク−空
燃比線図である。

【００１１】また、図１６の縦軸に平行に延びる実線
は、この線を境に各気筒の空燃比がリッチ側にあるかリ
ーン側にあるかを示す境界線である。このトルク−空燃
比線図に示すグラフによって、空燃比の異なる前記各気
筒群のトルクが、所定のトルクに対して、どれだけかを
示したものである。

【００１２】所定のトルクとは、例えば、理論空燃比
（ストイキ）の場合のそれら気筒群のトルクのことであ
る。なお、理論空燃比の場合のそれら気筒群のトルクの
ことを以下、便宜上「要求トルク」といい、図１６の横
軸に平行に延びる破線で示す。

【００１３】図１６から、空燃比がリッチであるリッチ
燃焼状態の気筒群＃１＆＃４にあっては、要求トルクよ
りもトルクが大きく、反対に空燃比がリーンであるリー
ン燃焼状態の気筒群＃２＆＃３にあっては、要求トルク
よりもトルクが小さいことがわかる。

【００１４】したがって、上述のように気筒別空燃比制
御を行うと、触媒の被毒回復ができる一方で、気筒群に
よって発生するトルクに差があるため、リーン燃焼状態
の気筒とリッチ燃焼状態の気筒とでは、ピストンを押し
下げる力に差が出る。このため、クランクシャフトに回
転むらを生じ、運転フィーリングが悪化する虞がある。

【００１５】そこで、このような不都合を解消するため
に、前記公報では、内燃機関の燃焼室内での点火時期を
進角にして燃焼を早めたり、遅角にして燃焼を遅くした
りしてトルク補正を行う、点火時期補正制御の技術を開
示する。

【００１６】しかし、前記進角により点火時期を早める
と燃焼圧力がコンロッドを真っ直ぐに押すばかりでクラ
ンクシャフトを回す力になりにくかったり、上昇して来
るピストンを押し戻す力になってしまったりする虞があ
る。そして、そのような弊害以前にノッキング等の異常
燃焼が発生し易くなって好ましくない。

【００１７】反対に、遅角により点火時期を遅くする
と、混合気が燃え広がった時にはピストンが大きく下が
った状態にあり、それ故、燃焼容積が大きくなるので、
燃焼室内での圧力が上がらず、よって出力が出ない。加
えて、排気ガスの温度が上がるばかりで、燃費は悪化す
る。

【００１８】また、排気ガスの温度が上昇した場合にお
いて、排気系のＮＯｘ触媒よりも上流箇所にスタータコ
ンバータ、いわゆるスタコンＳ／Ｃを設置してある内燃
機関にあっては、スタコンの温度が必要以上に上昇して
しまい、熱害による触媒劣化の虞がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その解
決しようとする課題は、例えば、内燃機関の排気浄化装
置が機能している時、点火時期補正制御を行わずとも機
関出力を均一化にすることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は以下の
手段を採用した。 （１）本発明に係る排気浄化触媒を有する内燃機関は、
希薄燃焼可能でかつ複数の気筒を有する内燃機関の排気
系に配置された排気浄化触媒と、この排気浄化触媒が前
記排気ガス中の特定成分を吸収して被毒状態にあるとき
に、前記気筒に供給される混合気を前記一部の気筒につ
いてはリッチ空燃比に制御し、他の気筒についてはリー
ン空燃比に制御する気筒別空燃比制御手段と、この気筒
別空燃比制御手段の作動時に、前記各気筒の空燃比に応
じて、前記各気筒に導入される空気の量を増減調節する
気筒別空気量制御手段とを有することを特徴とする。

【００２１】ここで、「排気浄化触媒」としては、例え
ば吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を挙げられる。また、「特定成
分」とは、例えばＳＯｘを挙げられる。したがって、こ
の場合「被毒状態」とは、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒がＳＯ
x被毒された状態を挙げられる。

【００２２】「リッチ空燃比」および「リーン空燃比」
は、それぞれ混合気の空燃比がリッチ化およびリーン化
の状態にある空燃比のことである。 （２）前記気筒別空気量制御手段によって各気筒に増減
調節されて導入される前記空気は吸気系から供給される
吸入空気であって、この吸入空気の量の増減調節を行う
のと同時に、およびこの増減調節された吸入空気の量に
対応して、前記各気筒に噴射される燃料の量を増減調整
することで、前記各気筒の空燃比を変えずに各気筒の出
力を一定にすることが好ましい。

【００２３】ここで、「出力を一定」の出力とは、例え
ば、各気筒の空燃比が理論空燃比（ストイキ）あるいは
理論空燃比に近い空燃比の場合の出力を挙げられる。ま
た、混合気の空燃比を理論空燃比にする場合の混合気構
成成分の空気の量を以下「ストイキ空気量」という。

【００２４】（３）前記気筒別空気量制御手段は、前記
各気筒の吸気行程に同期して前記吸入空気に振動を付与
し、これにより、吸気脈動の圧力変動を制御する吸気脈
動制御装置であることが望ましい。

【００２５】（４）前記吸気脈動制御装置は、前記リッ
チ空燃比で燃焼を行う気筒に対しては、この気筒が吸気
行程にあるときにこの気筒に伝わる吸気脈動の圧力が負
圧となる振動を与え、前記リーン空燃比で燃焼を行う気
筒に対しては、この気筒が吸気行程にあるときにこの気
筒に伝わる吸気脈動の圧力が正圧となる振動を与えると
好適である。

【００２６】（５）前記気筒別空気量制御手段は、前記
気筒別空気量制御手段は、前記リッチ空燃比で燃焼を行
う気筒および前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒にそれ
ぞれ対応して設けた吸気絞り弁であって、これらの吸気
絞り弁を前記各気筒の吸気行程に同期させて開閉制御す
ることが好ましい。

【００２７】（６）前記吸気絞り弁は、前記リッチ空燃
比で燃焼を行う気筒に対しては、その弁開度を小さく
し、前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒に対しては、そ
の弁開度を大きくするものであってもよい。

【００２８】（７）前記気筒別空気量制御手段は、内燃
機関の排気系から吸気系に排気ガスを再循環する排気再
循環装置であって、この排気再循環装置によって再循環
される前記排気ガスを前記増減調節される空気とし、前
記排気再循環装置は、前記リーン空燃比で燃焼を行う気
筒および前記リッチ空燃比で燃焼を行う気筒ごとに設け
ることが好ましい。

【００２９】ここで、「排気再循環装置は、前記リーン
空燃比で燃焼を行う気筒および前記リッチ空燃比で燃焼
を行う気筒ごとに設ける」とは、リーン空燃比で燃焼を
行う気筒およびリッチ空燃比で燃焼を行う気筒それぞれ
に一つずつ対応させて排気再循環装置を設けてもよい
し、またはリーン空燃比で燃焼を行う気筒が複数あって
群をなし、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒も複数あって
群をなす場合は、リーン空燃比で燃焼を行う気筒群およ
びリッチ空燃比で燃焼を行う気筒群にそれぞれ対応させ
て、すなわち気筒群ごとに排気再循環装置を設けるよう
にしてもよいということである。

【００３０】（８）リッチ空燃比で燃焼を行う気筒に係
る排気再循環装置によって再循環される排気ガスの量
は、リーン空燃比で燃焼を行う気筒に係る排気再循環装
置によって再循環される排気ガスの量よりも多いことが
望まれる。

【００３１】（９）前記リッチ空燃比で燃焼を行う気筒
に導入される前記排気ガスの量は、前記リッチ空燃比で
燃焼を行う気筒に係る出力と前記リーン空燃比で燃焼を
行う気筒に係る出力との出力差を解消すべく前記リッチ
空燃比で燃焼を行う気筒に係る出力を低減する量である
ことことが好ましい。

【００３２】以上に述べた構成の本発明の排気浄化触媒
を有する内燃機関の作用効果を例示する。本発明にあっ
ては、気筒別空燃比制御手段の作動時に、一部の気筒お
よび他の気筒の空燃比に応じて、前記各気筒に導入され
る空気の量を、気筒別空気量制御手段によって増減調節
する。

【００３３】そして、この増減調節を行うのと同時に、
およびこの増減調節された空気の量に対応して、前記各
気筒に噴射される燃料の量を増減調整すれば、リッチ空
燃比に制御されていた気筒の出力は下がり、リーン空燃
比に制御されていた気筒の出力は上がる。この結果、前
記各気筒の空燃比を変えずに各気筒のトルク（出力）を
一定にできる。

【００３４】よって、前記気筒別空燃比制御実行手段に
よる空燃比制御に起因して生じる各気筒ごとの出力の差
を無くすことができる。このため、クランクシャフトが
回転むらを生じることが無く、それ故、運転フィーリン
グが良好となる。

【００３５】また、従来技術で述べた点火時期補正制御
を行わずに、各気筒の出力を均一化するので、ノッキン
グの発生を防止しかつ燃費性能が高まる。加えて、気筒
別空気量制御手段が振動発生装置の場合、振動発生装置
の作動によって前記各気筒の吸気行程に同期して前記吸
入空気に振動を付与し、これにより、吸気脈動の圧力変
動を制御する。

【００３６】この振動発生装置は、リッチ空燃比で燃焼
を行う気筒に対しては、この気筒が吸気行程にあるとき
にこの気筒に伝わる吸気脈動の圧力が負圧となる振動を
与え、前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒に対しては、
この気筒が吸気行程にあるときにこの気筒に伝わる吸気
脈動の圧力が正圧となる振動を与えるので、前者の、吸
気脈動の圧力が負圧となる振動を与えられる気筒では空
気量が相対的に低下し、後者の、吸気脈動の圧力が正圧
となる振動を与えられる気筒では空気量が相対的に増加
する。このため、それに応じて燃料量も気筒ごとに低下
および増加すれば、気筒の出力が均一化する。よって、
運転フィーリングが良好となる。

【００３７】また、気筒別空気量制御手段が吸気絞り弁
の場合、気筒が吸気行程にある時に、この吸気行程に同
期させて各気筒の吸気絞り弁を開閉制御する。この吸気
絞り弁は、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒に対しては、
その弁開度を小さくし、リーン空燃比で燃焼を行う気筒
に対しては、その弁開度を大きくするので、前者の気筒
では空気量が相対的に低下し、後者の気筒では空気量が
相対的に増加する。このため、それに応じて燃料量も気
筒ごとに低下および増加すれば、気筒のトルク（出力）
が均一化する。よって、運転フィーリングが良好とな
る。

【００３８】さらに、気筒別空気量制御手段が排気再循
環装置の場合、排気再循環装置をリッチ空燃比で燃焼を
行う気筒に対して設けるとともに当該気筒に再循環され
る排気ガスの量は、リーン空燃比で燃焼を行う気筒に係
る排気再循環装置によって当該リーン空燃比で燃焼を行
う気筒に再循環される排気ガスの量よりも多くする。

【００３９】したがって、前者リッチ空燃比で燃焼を行
う気筒では、再循環される排気ガス量が相対的に多い
分、出力が低下する。反対に、後者リーン空燃比で燃焼
される気筒では、再循環される排気ガス量が相対的に少
ない分、出力が増加する。このため、各気筒への再循環
する排気ガス量の設定調整によって各気筒のトルク（出
力）を均一化できる。よって、運転フィーリングを良好
にできる。

【００４０】このように各気筒にあっては、各気筒のト
ルク（出力）を均一化するのに点火時期を遅角しないで
も済むため、熱害の影響を触媒が受けることもなく、よ
って触媒劣化を引き起こす虞もない。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排気浄化触媒
を有する内燃機関の実施の形態を図１から図１５の図面
に基づいて説明する。

【００４２】〔第１の実施の形態〕本発明に係る排気浄
化触媒を有する内燃機関の第１の実施の形態を図１から
図６を参照して説明する。

【００４３】図１および図２に希薄燃焼可能な複数の気
筒（この実施の形態では４気筒として示す。）の車両用
ガソリンエンジンＡ１（以下「エンジンＡ１」とい
う。）の概略構成を示す。

【００４４】これらの図において、符号１は、１番気筒
１Ａ，２番気筒１Ｂ，３番気筒１Ｃ，４番気筒１Ｄを有
する機関本体を示す。また、各気筒１Ａ〜１Ｄの各々
は、符号２で示すピストン、符号３で示す燃焼室、符号
４Ａ〜４Ｄ（図面では気筒１Ａの点火栓４Ａのみ図１に
示す。）で示す点火栓、符号５で示す吸気弁、気筒ごと
にそれぞれ符号６Ａ，６Ｂ，６Ｃおよび６Ｄを用いて示
す吸気ポート（図面では気筒１Ａの吸気ポート６Ａのみ
図１に示す。）、符号７で示す排気弁、気筒ごとにそれ
ぞれ符号８Ａ，８Ｂ，８Ｃおよび８Ｄを用いて示す排気
ポート（図面では気筒１Ａの排気ポート８Ａのみ図１に
示す。）を有する。

【００４５】吸気ポート６Ａ〜６Ｄは、それらに対応す
る枝管９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを有する吸気マニホール
ド９を介して、吸気の脈動を平滑化するサージタンク１
０に連結され、前記各枝管９Ａ〜９Ｄには、前記各吸気
ポート６Ａ〜６Ｄ内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ（図面では気筒１Ａの
燃料噴射弁１１Ａのみ図１１に示す。）が取り付けられ
ている。

【００４６】サージタンク１０は、内部にスロットル弁
１２ａを有する吸気ダクト１２およびエアフロメータ１
３を介してエアクリーナ１４に連結されている。また、
サージタンク１０は、例えばスピーカ等の振動発生装置
５０をその一端側（この実施の形態では、前記枝管９Ａ
側）に設けてある。この振動発生装置５０については後
で詳しく述べる。

【００４７】一方、各気筒１Ａ〜１Ｄの各排気ポート８
Ａ〜８Ｄのうち、排気ポート８Ａおよび８Ｄは、それら
に対応する枝管１６Ａ，１６Ｄを有する排気マニホール
ド１６を介してＳＯx触媒１７を内蔵したスタコン１８
Ａに連結されている。また、排気ポート８Ｂおよび８Ｃ
は、それらに対応する枝管１６Ｂ，１６Ｃを有する排気
マニホールド１６’を介して、ＳＯx触媒１７を内蔵し
たスタコン１８Ｂに連結されている。

【００４８】ＳＯｘ触媒１７は、そこに流入する排気ガ
スの空燃比がリーン空燃比のときは、ＳＯxと共にＮＯ
ｘをも吸収する。その一方で、流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比のときは、ＳＯxば
かりかＮＯｘも放出する。

【００４９】スタコン１８Ａ，１８Ｂは、排気管１９を
介して、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒２０（排気浄化触媒）を
内蔵する触媒コンバータ２１にその上流で連結してあ
る。なお、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒２０のことを、以降、
単に「ＮＯｘ触媒２０」という。

【００５０】そして、周知のように、機関本体１を境に
吸気ポートよりも上流側に位置し、空気とガソリンの混
合気を気筒に吸入することに関わる部分を吸気系と称
し、排気ポートよりも下流側に位置し、燃焼ガスを排出
することに関わる部分を排気系と称する。

【００５１】次に、エンジンコントロール用の電子制御
ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略す。）３０について述
べる。ＥＣＵ３０はデジタルコンピュータからなり、双
方向バス３１によって相互に接続されたＲＯＭ（リード
オンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）３３、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）３
４、入力ポート３５、出力ポート３６を具備する。

【００５２】エアフロメータ１３は、吸入空気量に比例
した出力電圧を発生する。この出力電圧は、ＡＤ変換器
３７を介して、入力ポート３５に入力される。一方、Ｓ
Ｏx触媒１７の下流の排気管１９内にはＳＯx触媒１７を
通過した排気ガスの温度に比例した出力電圧を発生する
温度センサ２３を取り付けてある。この温度センサ２３
の出力電圧が、ＡＤ変換器３８を介して入力ポート３５
に入力される。

【００５３】また、入力ポート３５には、機関回転数を
表す出力パルスを発生する回転数センサ４１を接続して
ある。加えて、出力ポート３６は、これに対応する駆動
回路３９，３９および３９を介して、それぞれ各気筒１
Ａ〜１Ｄごとに設けた点火栓４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，
燃料噴射弁１１および振動発生装置５０に接続されてい
る。

【００５４】このエンジンＡ１では、例えば次式（１）
に基づいて各気筒ごとの燃料噴射時間ＴＡＵを算出す
る。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ…（１） ただし、ＴＰは基本燃料噴射時間を示し、Ｋは補正係数
を示す。

【００５５】基本燃料噴射時間ＴＰは、各気筒に供給さ
れる混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料
噴射時間を意味する。この基本燃料噴射時間ＴＰは、予
め実験により求められたものであり、機関負荷Ｑ／Ｎ
（但し、Ｑ：吸入空気量，Ｎ：機関回転数）と、機関回
転数Ｎとの関数として求められる。

【００５６】図３は、縦軸に機関負荷Ｑ／Ｎをとり、横
軸に機関回転数Ｎをとってなる、機関負荷−機関回転数
マップである。このマップの縦軸と横軸との適宜の各点
における交点が、基本燃料噴射時間ＴＰを示す。このマ
ップは、予めＲＯＭ３２内に記憶してある。

【００５７】補正係数Ｋは、気筒内に供給される混合気
の空燃比を制御するための係数である。Ｋ＝１．０であ
れば、気筒内に供給される混合気は理論空燃比となる。
また、Ｋ＜１．０であれば、気筒内に供給される混合気
の空燃比は理論空燃比よりも大きなリーン空燃比とな
る。反対にＫ＞１．０であれば、気筒内に供給される混
合気の空燃比は理論空燃比よりも小さなリッチ空燃比と
なる。

【００５８】よって、この補正係数Ｋを適宜変更するこ
とで、各気筒の混合気、延いてはＮＯｘ触媒２０に流れ
る排気ガスの空燃比（以下、「排気空燃比」という。）
を理論空燃比、リーン空燃比およびリッチ空燃比に変更
することができる。

【００５９】そして、この実施の形態では、既述したよ
うに、ＳＯx触媒１７を包蔵するスタコン１８Ａおよび
スタコン１８Ｂを、ＮＯｘ触媒２０よりも上流に配置し
てある。

【００６０】そして、前記のごとく、ＳＯｘ触媒１７
は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンのときは
ＳＯxとＮＯｘとを吸収する。しかし、ＳＯx触媒１７に
吸収されているＳＯx量が増えたときは、ＳＯx触媒１７
のＳＯx吸着力が弱くなるため、ＳＯx触媒１７にストイ
キまたはリッチ空燃比の排気ガスを短時間流した場合で
も、ＳＯx触媒１７からＳＯxが漏れ出て下流のＮＯｘ触
媒２０を被毒してしまう虞がある。

【００６１】そこで、このようなことがないように、エ
ンジンＡ１の運転状態の履歴からＳＯx触媒１７に吸収
されたＳＯx量を推定し、その推定量が所定量に達した
時をＳＯx触媒１７の再生時期と判断してＳＯx触媒１７
からＳＯxを放出させる、いわゆる被毒回復処理を実行
する。

【００６２】この被毒回復処理の実行にあたり、ＥＣＵ
３０は、機関回転数Ｎと機関負荷Ｑ／Ｎとから、その時
のエンジンＡ１の運転状態を判断する。加えて、温度セ
ンサ２３で検出したその時の排気ガス温度をＳＯx触媒
１７の温度として代用し、エンジンＡ１の運転状態とＳ
Ｏx触媒１７の温度とに基づいて、燃費悪化が少なく
て、しかも最も効率的にＳＯxを放出できる空燃比（ス
トイキまたはリッチ）条件および処理時間を選定する。
さらに、選定した空燃比条件の排気ガスを、前記選定し
た処理時間分、ＳＯx触媒１７に流す。

【００６３】加えて、この実施の形態では、ＮＯｘ触媒
２０が前記排気ガス中の特定成分であるＳＯｘを吸収し
てＳＯｘ被毒状態にあるときに、前記各気筒１Ａ〜１Ｄ
に供給される混合気を前記一部の気筒である１番気筒１
Ａと４番気筒１Ｄについては補正係数ＫをＫ＞１．０と
してリッチ空燃比に制御し、他の気筒である２番気筒１
Ｂと３番気筒１Ｃについては補正係数ＫをＫ＜１．０と
してリーン空燃比に制御する、周知の気筒別空燃比制御
によって、排気ガスの空燃比制御を行う（なお、気筒別
空燃比制御を行うのはＥＣＵ３０であるので、ＥＣＵ３
０のことを気筒別空燃比制御手段という。）。

【００６４】すなわち、前記のごとくスタコン１８Ａ，
１８Ｂの各ＳＯx触媒１７の被毒回復処理を同時に行
い、その被毒回復処理直後に２番気筒１Ｂと３番気筒１
Ｃについてはリーン空燃比で運転し、１番気筒１Ａと４
番気筒１Ｄについてはリッチ空燃比で運転する。

【００６５】この気筒別空燃比制御の実行によって、排
気管１９における排気ガス全体の空燃比としてはストイ
キまたは若干リッチ（スライトリッチ）にする。このと
き、両スタコン１８Ａ，１８Ｂの各ＳＯx触媒１７は、
前記のごとく被毒回復処理直後であり、ＳＯxを殆ど吸
着していない状態にある。よって、１番気筒１Ａと４番
気筒１Ｄから排出されるリッチ空燃比の排気ガスは、ス
タコン１８ＡのＳＯx触媒１７の通過中に、前記排気ガ
ス中の還元剤（ＨＣやＣＯ等）を被毒回復に消費するこ
となく、殆どそのまま素通りして排気管１９に流出す
る。

【００６６】一方、２番気筒のシリンダ１Ｂと３番気筒
のシリンダ１Ｃから排出されるリーン空燃比の排気ガス
は、スタコン１８ＢのＳＯx触媒１７を通過中に、排気
ガス中のＳＯxがＳＯx触媒１７に吸着されるので、ＳＯ
xを除去されたリーン空燃比の排気ガスとなって排気管
１９に流入する。

【００６７】そして、このようなリーン空燃比の排気ガ
スとリッチ空燃比の排気ガスが排気管１９から触媒コン
バータ２１に流入すると、触媒コンバータ２１内のＮＯ
ｘ触媒２０において、リーン空燃比の排気ガス中に含ま
れる多量の酸素とリッチ空燃比の排気ガス中に含まれる
多量の還元剤（ＨＣやＣＯ等）とが反応して反応熱を生
じる。

【００６８】ところで、このような気筒別空燃比制御を
行うと、発生するトルクが、気筒群によって差を生じる
ので、リーン燃焼状態の気筒とリッチ燃焼状態の気筒と
では、ピストンを押し下げる力に差が出る。このため、
クランクシャフトに回転むらを生じ、それ故、内燃機関
の出力がばらついて、運転フィーリングが悪化する虞が
ある、ということについては、従来技術の説明で既に述
べた（既述した図１６参照）。

【００６９】そこで、この実施の形態では、気筒別空燃
比制御手段の作動時に、前記各気筒、の空燃比に応じ
て、前記各気筒に導入される空気、すなわち吸入系から
供給される吸入空気の量を増減調節し、これによって各
気筒のトルク（出力）を均一化するようにしている。そ
して、これを担う装置が、気筒別空気量制御手段として
の前記振動発生装置５０である。

【００７０】振動発生装置５０は、図示しない空気穴を
有する振動板５１とこの振動板５１の振動を制御する前
記駆動回路３９とを有し、振動板５１を駆動回路３９介
して作動することにより、エンジン運転中に発生する吸
気系の動的効果を可変化して、吸入効率を調整する装置
である。換言すれば、振動発生装置５０は、前記気筒１
Ａ〜１Ｄの吸気行程に同期して吸入空気に振動を付与
し、これにより、吸気脈動の圧力変動を制御する。よっ
て、振動発生装置５０は、吸気脈動制御装置ということ
もできる。

【００７１】詳しく述べる。振動発生装置５０は、例え
ば回転数センサ４１等の出力パルスに基づいて作動す
る。

【００７２】そして、リッチ空燃比で燃焼を行う１番気
筒１Ａ＆４番気筒１Ｄに対しては、これらの気筒が吸気
行程にあるときに、これらの気筒に伝わる吸気脈動が負
圧となる振動を与える。反対に、リーン空燃比で燃焼を
行う２番気筒１Ｂ＆３番気筒１Ｃに対しては、これらの
気筒が吸気行程にあるときに、これらの気筒に伝わる吸
気脈動が正圧となる振動を与える（図４（ａ）：気筒の
吸気行程に同期して振動発生装置によって付与される振
動によって変化する吸気脈動の圧力を気筒群別に示す
図、参照）。

【００７３】このようにすると、前者の気筒１Ａおよび
１Ｄでは、吸入空気量が、例えばストイキ空気量に対し
て低下して吸入空気量ｂとなり、後者の気筒１Ｂと１Ｃ
とでは、吸入空気量が、前記ストイキ空気量に対して増
加して吸入空気量ａとなる（図４（ｂ）：気筒が吸気行
程にあるときに気筒別に吸入空気量ａおよびｂにまでそ
れぞれ増減する吸入空気量を示す図、参照）。

【００７４】この結果、各気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気の
空燃比が変化する。しかし、気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気
の空燃比が変化してしまうと、被毒回復処理ができなく
なる場合を招来することが考えられる。

【００７５】よって、ＮＯｘ触媒２０の被毒回復処理を
行いながら気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気の空燃比を変化さ
せずにかつ気筒ごとのトルク（出力）のばらつきを防止
するためには、前記各気筒の空燃比が変わらないように
かつ各気筒のトルク（出力）が一定のトルクに（例えば
要求トルク）になるように、吸入空気量の増減調節を行
いつつ、この増減調節された吸入空気量に対応して、前
記各気筒に噴射される燃料の量を補正する。

【００７６】例えば、空燃比がリッチである時の気筒の
トルクが１１０ｋｇ・ｍで、空燃比がリーンである時の
気筒のトルクが８５ｋｇ・ｍである場合であって、両者
のトルクを同じ１００ｋｇ・ｍの要求トルクにしたい場
合を想定してみる。

【００７７】この場合、リッチ空燃比で燃焼を行う１番
気筒１Ａと４番気筒１Ｄは、トルクが１１０ｋｇ・ｍで
あり、リーン空燃比で燃焼を行う２番気筒１Ｂと３番気
筒１Ｃは、トルクが８５ｋｇ・ｍであるから、両者のト
ルクは差がある。換言すれば出力差を生じ得る。よっ
て、このままではＮＯｘ触媒２０の被毒回復処理を行っ
ている間は、クランクシャフトに回転むらを生じ、運転
フィーリングが悪化する虞がある。

【００７８】そこで、リッチ空燃比で燃焼を行う１番気
筒１Ａと４番気筒１Ｄとリーン空燃比で燃焼を行う２番
気筒１Ｂと３番気筒１Ｃの吸入空気量を振動発生装置５
０によって増減調整をするのと同時に、およびこの増減
調整された吸入空気の量に対応して、前記各気筒に噴射
される燃料の量も増減調整する。このようにして両者の
出力を一定とすれば、運転フィーリングを良好にでき
る。

【００７９】具体的に例示すれば、リッチ空燃比で燃焼
を行う１番気筒１Ａおよび４番気筒１Ｄにあっては、吸
入空気量の低減（例えば１０％の低減）をするのと同時
に、およびこの低減された吸入空気の量に対応して、前
記各気筒に噴射される燃料の量も低減（例えば１０％の
低減）してトルクを要求トルクの１００ｋｇ・ｍにす
る。

【００８０】また、リーン空燃比で燃焼を行う２番気筒
１Ｂと３番気筒１Ｃとにあっては、吸入空気量の増量
（例えば１５％の増量）をするのと同時に、およびこの
増量された吸入空気の量に対応して、前記各気筒に噴射
される燃料の量も増量（例えば１５％の増量）してトル
クを要求トルクの１００ｋｇ・ｍにする。

【００８１】すると前者のリッチ空燃比で燃焼を行う１
番気筒１Ａと４番気筒１Ｄにあっては、リッチ空燃比の
まま、すなわち空燃比を元のリッチのまま変えずに、ト
ルク（出力）だけを要求トルクにまで下げることができ
る。また、後者のリーン空燃比で燃焼を行う２番気筒１
Ｂと３番気筒１Ｃにあっては、リーン空燃比のまま、す
なわち空燃比を元のリーンのまま変えずにトルク（出
力）だけを要求トルクにまで上げることができる。。

【００８２】なお、前記のようにリッチ空燃比で燃焼を
行う気筒群（１Ａ，１Ｄ）とリーン空燃比で燃焼を行う
気筒群（１Ｂ，１Ｃ）ごとに、それらの気筒群に噴射さ
れる燃料の補正を行うべくその補正量を算出することを
燃料補正量の算出ということにする。

【００８３】そして、この燃料補正量に応じて前記各気
筒群のトルク差を図示しないマップを用いて求める（燃
料補正量に応じたトルク差算出）。加えて、この求めた
トルク差を解消して両気筒群の出力が同じになるよう
に、各気筒の吸入空気量と燃料量とを増減調整すれば、
当該各気筒の混合気の空燃比を変更せずに、すなわち被
毒回復処理を行いながら、各気筒のトルク（出力）が均
一化する（図４（ｃ）：気筒が吸気行程にあるときに吸
入空気量と燃料量とを気筒別に増減調節することでトル
ク差を無くしてトルクを要求トルクに補正することを示
す図、参照。）。よって、前記のごとく運転フィーリン
グが良好となる。

【００８４】そして、エンジンＡ１では、各気筒ごとの
吸入空気量の前記増減を既述のように振動発生装置５０
によって行う。また、前記のごとく、振動発生装置５０
で吸気脈動の圧力変動を気筒の空燃比状態に合わせて補
正すること、すなわち、吸気脈動の圧力を正圧にしたり
負圧にしたりすることを吸気脈動の補正実行という。ま
た、吸気脈動の圧力をどの程度正圧にするか負圧にする
かを決めることを補正量算出という。補正量算出には予
め用意しておいた図示しないマップを用いると好適であ
る。

【００８５】次に図５を用いて各気筒の吸気脈動の補正
実行のためのルーチンを実現するためのプログラムにつ
いて述べる。このプログラムは、以下に述べるステップ
１０１〜ステップ１０４からなる。

【００８６】また、プログラムは、ＥＣＵ３０のＲＯＭ
３２に記憶してある。さらに、前記各ステップにおける
処理は、すべてＥＣＵ３０のＣＰＵ３４による。

【００８７】なお、記号Ｓを用い、例えばステップ１０
１であればＳ１０１と省略して示す。 加えて、プログ
ラムに係るこれらの事項は、第２の実施の形態および第
３の実施の形態の場合にもいえる事項である。

【００８８】Ｓ１０１ではＮＯｘ触媒２０の温度を高め
る必要のある昇温制御実行条件が成立したかどうかを判
定する。昇温制御実行条件とは、ＮＯｘ触媒２０がＳＯ
ｘ被毒され、よって被毒回復処理を要する時をいう。

【００８９】Ｓ１０１で肯定判定すればＳ１０２に進
み、否定判定すればこのルーチンを終了する。Ｓ１０２
では、昇温制御実行条件が成立したとき、すなわち現在
の機関回転数Ｎおよび機関負荷Ｑ／Ｎを記憶する。

【００９０】Ｓ１０３では吸気脈動の補正実行を目的と
して、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒群１Ａ，１Ｄおよ
びリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１Ｂ，１Ｃによって
それぞれ発生するトルクの差に応じた吸気脈動の補正量
を算出する。

【００９１】この吸気脈動補正量の算出にあたっては、
前記のようにリッチ空燃比で燃焼を行う気筒群１Ａ，１
Ｄおよびリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１Ｂ，１Ｃご
とに燃料補正量を算出する。そして、この燃料補正量に
応じたトルク差をマップから求める。

【００９２】トルク差を算出したら実験等によって予め
用意しておいた適宜のマップから前記トルク差に応じた
吸気脈動の補正量を算出する。Ｓ１０４では、吸気脈動
の補正を実行し、その後、このルーチンを終了する。

【００９３】図６は、点火時期補正制御を行った場合の
従来のエンジンと、エンジンＡ１との比較して示し、縦
軸に燃費を、横軸にトルクをとって示す燃費−トルク線
図である。

【００９４】図６から、トルクを要求トルクにした場合
の燃費がエンジンＡ１では改善されたことがわかり、リ
ッチ空燃比で燃焼を行う場合の気筒群，ストイキで燃焼
を行う場合の気筒群およびリーン空燃比で燃焼を行う場
合の気筒群のトルクに応じた燃費がいくらかを図６は示
す。

【００９５】図中縦軸に対して平行に延びる破線は要求
トルクを示す要求トルク線であって、三本の斜線はそれ
ぞれ図４（ｂ）の吸入空気量ａ，ストイキ空気量および
吸入空気量ｂを意味する。

【００９６】要求トルク線上の×印は、リッチ気筒群の
点火時期遅角によるトルク補正を行って、トルクを要求
トルクとした場合の燃費を示す。また、要求トルク線と
吸入空気量ｂに係る斜線との交点（黒丸印Ｂｂ）は、リ
ッチ気筒群の吸入空気量をｂとした結果、トルクが要求
トルクとなった場合の燃費を示す。

【００９７】要求トルク線上の×印と黒丸印Ｂｂとの位
置関係から、エンジンＡ１にあっては、点火時期遅角の
場合よりもかなり燃費がよくなったことがわかる。さら
に、要求トルク線と吸入空気量ａに係る斜線との交点
（黒丸印Ｂａ）は、リッチ気筒群の吸入空気量をａとし
た結果、トルクが要求トルクとなった場合の燃費を示
す。この場合も、燃費性が高まったことがわかる。

【００９８】〔第２の実施の形態〕次に、図７〜図１１
を用いて、第２の実施の形態に係るエンジンＡ２を説明
する。

【００９９】この第２の実施の形態が第１の実施の形態
と異なる点は、図７および図８に示すように、振動発生
装置５０を無くし、その代わりに、吸気絞り弁１５０
Ａ、１５０Ｄおよび１５０Ｂ，１５０Ｃを、気筒別空気
量制御手段として用いた点およびそれに関連する点にあ
る。よって、他の同一部分には、第１の実施の形態で述
べたと同一の符号を付して説明を省略する。

【０１００】吸気絞り弁１５０Ａ〜１５０Ｄは、リッチ
空燃比で燃焼を行う気筒１Ａ，１Ｄおよびリーン空燃比
で燃焼を行う気筒１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するよう
に、枝管９Ａ〜９Ｄにそれぞれ設けてある。

【０１０１】また、前記吸気絞り弁１５０Ａ〜１５０Ｄ
は、気筒別空燃比制御手段であるＥＣＵ３０の作動時で
あって、それら吸気絞り弁１５０Ａ〜１５０Ｄがそれぞ
れ対応する各気筒１Ａ〜１Ｄの吸気行程に同期して開閉
制御を行う。そして、各気筒１Ａ〜１Ｄの空燃比に応じ
て、前記各気筒１Ａ〜１Ｄに導入される空気の量を前記
開閉制御によって増減調節する。

【０１０２】すなわち、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒
１Ａおよび１Ｄに対しては、これらの気筒にそれぞれ対
応する吸気絞り弁１５０Ａおよび１５０Ｄの弁開度を小
さくし、リーン空燃比で燃焼を行う気筒１Ｂおよび１Ｃ
に対しては、吸気絞り弁１５０Ｂおよび１５０Ｃの弁開
度を大きくする。

【０１０３】よって、前者の気筒１Ａおよび１Ｄでは空
気量が相対的に低下し、後者の気筒１Ｂおよび１Ｃでは
空気量が相対的に増加する。このため、それに応じて燃
料量も気筒ごとに低下および増加すれば、気筒のトルク
（出力）が均一化する。よって、運転フィーリングが良
好となる。

【０１０４】詳しく述べる。吸気絞り弁１５０Ａ〜１５
０Ｄは、例えば回転数センサ４１等の出力パルスに基づ
いて作動する。

【０１０５】そして、リッチ空燃比で燃焼を行う１番気
筒１Ａ＆４番気筒１Ｄに対しては、これらの気筒が吸気
行程にあるときに、吸気絞り弁１５０Ａおよび１５０Ｄ
を絞り、反対に、リーン空燃比で燃焼を行う２番気筒１
Ｂ＆３番気筒１Ｃに対しては、これらの気筒が吸気行程
にあるときに、吸気絞り弁１５０Ｂおよび１５０Ｃを開
く。

【０１０６】このように吸気絞り弁１５０Ａ〜１５０Ｄ
の開閉調整を適宜行うことによって、前者の気筒１Ａお
よび１Ｄでは、吸入空気量が、例えばストイキ空気量に
対して低下して吸入空気量ｂとなり、後者の気筒１Ｂと
１Ｃでは、吸入空気量が、前記ストイキ空気量に対して
増加して吸入空気量ａとなる（図９（ａ）：気筒が吸気
行程にあるときに、吸気絞り弁１５０Ａ〜１５０Ｄの開
閉調整（スロットル開度調整）によって吸入空気量が気
筒別にそれぞれ吸入空気量ａおよびｂにまで増減するこ
とを示す図、参照）。

【０１０７】この結果、各気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気の
空燃比が変化する。しかし、気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気
の空燃比が変化してしまうと、被毒回復処理ができなく
なることが考えられる。

【０１０８】よって、被毒回復処理を行いながら気筒１
Ａ〜１Ｄの各混合気の空燃比を変化させずにかつ気筒ご
とのトルク（出力）のばらつきを防止するためには、前
記各気筒の空燃比が変わらないようにかつ各気筒のトル
ク（出力）が一定のトルク（例えば要求トルク）になる
ように、吸入空気量の増減調節を行いつつ、この増減調
節された吸入空気量に対応して、前記各気筒に噴射され
る燃料の量を補正する。

【０１０９】また、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒群
（１Ａ，１Ｄ）とリーン空燃比で燃焼を行う気筒群（１
Ｂ，１Ｃ）ごとに、それらの気筒群に噴射される燃料の
補正を行うべくその補正量を算出することを第１の実施
の形態と同様燃料補正量の算出という。

【０１１０】そして、この燃料補正量に応じて前記各気
筒群のトルク差を図示しないマップを用いて求めること
についても第１の実施の形態の場合と同じである。加え
て、この求めたトルク差を解消して両気筒群の出力が同
じになるように、各気筒の吸入空気量と燃料量とを増減
調整すれば、当該各気筒の混合気の空燃比を変更せず
に、すなわち被毒回復処理を行いながら、各気筒のトル
ク（出力）が均一化する（図９（ｂ）：気筒が吸気行程
にあるときに吸入空気量と燃料量とを気筒別に増減調節
することでトルク差を無くしトルクを要求トルクに補正
することを示す図、参照。）。よって、運転フィーリン
グが良好となる。

【０１１１】そして、エンジンＡ２では、各気筒ごとの
吸入空気量の前記増減を既述のごとく吸気絞り弁１５０
Ａ〜１５０Ｄによって行う。すなわち、前記リッチ空燃
比で燃焼を行う気筒１Ａ，１Ｄに対しては、これらの気
筒１Ａ，１Ｄが吸気行程にあるときにこれらの気筒１
Ａ，１Ｄに吸気絞り弁１５０Ａおよび１５０Ｄを絞って
吸入空気量を吸入空気量ｂにまで減らす。このようにす
ることで、気筒１Ａ，１Ｄについては吸入空気量がスト
イキ空気量よりも低減し、この状態で前記のごとく燃料
量も低減するようにする。

【０１１２】また、リーン空燃比で燃焼を行う気筒１
Ｂ，１Ｃに対しては、これらの気筒１Ｂ，１Ｃが吸気行
程にあるときに、これらの気筒１Ｂ，１Ｃに吸気絞り弁
１５０Ｂおよび１５０Ｃを開いて吸入空気量を吸入空気
量ａにまで増やす。このようにすることで、気筒１Ｂ，
１Ｃについては吸入空気量がストイキ空気量よりも増大
し、この状態で前記のごとく燃料量も増大する。

【０１１３】このように気筒の空燃比状態に合わせて吸
気絞り弁の開度を調節することを吸気絞り弁の開度補正
実行という。また、吸気絞り弁の閉じ具合や開き具合を
どの程度にするかを決めることを吸気絞り弁の開度補正
量（目標スロットル開度補正量）算出という。補正量算
出には予め用意しておいた図示しないマップを用いると
好適である。

【０１１４】次に図１０を用いて各気筒の吸気絞り弁の
開度補正実行のためのルーチンを実現するためのプログ
ラムについて述べる。このプログラムは、以下に述べる
ステップ２０１〜ステップ２０４からなる。

【０１１５】なお、Ｓ２０１とＳ２０２については、第
１の実施の形態のＳ１０１およびＳ１０２と同じである
ので、説明を省略し、Ｓ２０３およびＳ２０４について
述べる。

【０１１６】Ｓ２０３では吸気絞り弁の開度補正実行を
目的として、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒群１Ａ，１
Ｄおよびリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１Ｂ，１Ｃに
よってそれぞれ発生するトルクの差に応じた吸気絞り弁
の開度補正量を算出する。

【０１１７】この吸気絞り弁の開度補正量の算出にあた
っては、前記のようにリッチ空燃比で燃焼を行う気筒群
１Ａ，１Ｄおよびリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１
Ｂ，１Ｃごとに燃料補正量を算出する。そして、この燃
料補正量に応じたトルク差を求める。トルク差を算出し
たら、そのトルク差に応じた吸気絞り弁の開度補正量を
算出する。

【０１１８】Ｓ２０４では、吸気絞り弁の開度補正実行
を行いこのルーチンを終了する。また、図１１は、第１
の実施の形態の図６に相等する図である。図１１から第
２の実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様、
点火時期遅角の場合に比べて燃費がよいことがわかる。

【０１１９】〔第３の実施の形態〕図１２〜図１５を用
いて第３の実施の形態に係るエンジンＡ３を説明する。
この第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点
は、図１１および図１２に示すように、振動発生装置５
０を無くし、その代わりに、リッチ空燃比で燃焼を行う
気筒群１Ａ，１Ｄおよびリーン空燃比で燃焼を行う気筒
群１Ｂ，１Ｃにそれぞれ対応するように、エンジンＡ３
の排気系から吸気系に排気ガスを再循環する排気再循環
装置（以下「ＥＧＲ装置」という。）２５０および３５
０を、気筒別空気量制御手段として用いた点およびそれ
に関連する点にある。

【０１２０】よって、他の同一部分には、第１の実施の
形態で述べたと同一の符号を付して説明を省略する。Ｅ
ＧＲ装置２５０および３５０は、同じ構成部材でできて
おり、排気管１９と吸入マニホールド９とを機関本体１
をバイパスして結ぶバイパス通路（以下「ＥＧＲ通路」
という。）と、ＥＧＲ通路内を排気系側から吸入系側に
流れる排気ガスの量を制御する制御弁（以下「ＥＧＲバ
ルブ」という。）とからなる。

【０１２１】ＥＧＲ装置２５０のＥＧＲ通路およびＥＧ
Ｒバルブをそれぞれ符号２５０ａおよび２５０ｂで示
し、ＥＧＲ装置３５０のＥＧＲ通路およびＥＧＲバルブ
をそれぞれ符号３５０ａおよび３５０ｂで示す。

【０１２２】ＥＧＲ装置２５０のＥＧＲ通路２５０ａと
ＥＧＲ装置３５０のＥＧＲ通路３５０ａが、排気管１９
と接続している箇所は同じであるが、両ＥＧＲ通路２５
０ａ，３５０ａは、吸入マニホールド９との接続箇所が
異なる。

【０１２３】すなわち、ＥＧＲ通路２５０ａは、リッチ
空燃比で燃焼を行う１番気筒１Ａ＆４番気筒１Ｄにその
先端が分岐して接続しているのに対し、ＥＧＲ通路３５
０ａは、リーン空燃比で燃焼を行う２番気筒１Ｂ＆３番
気筒１Ｃにその先端が分岐して接続している。よって、
ＥＧＲ装置２５０および３５０は、それぞれ各気筒１
Ａ，１Ｄおよび１Ｂ，１Ｃに対応する。そして、これら
気筒の吸気行程に同期して、当該気筒に対応するＥＧＲ
装置２５０，３５０のＥＧＲバルブ２５０ｂ，３５０ｂ
が、ＥＧＲ通路２５０ａおよび３５０ａをＥＣＵ３０が
気筒別空燃比制御手段として作動する時に開閉制御す
る。この実施の形態では、例えばＥＧＲバルブ２５０ｂ
の開度を大きくし、ＥＧＲバルブ３５０をそのまますな
わち相対的に開度小としたものを例示する（図１４の
（ａ）：リッチ空燃比で燃焼を行う気筒１Ａ＆１ＤのＥ
ＧＲバルブの開度を大きくし、リーン空燃比で燃焼を行
う気筒１Ｂ＆１ＣのＥＧＲバルブの開度はそのままであ
ることを示す図、参照）。

【０１２４】また、各気筒１Ａ〜１Ｄの空燃比に応じ
て、前記各気筒１Ａ〜１Ｄに再循環されて導入される排
気ガスの量を増減調節する。すなわち、リッチ空燃比で
燃焼を行う気筒１Ａおよび１Ｄに係るＥＧＲ装置２５０
によって再循環される排気ガス（以下「再循環排気」と
いう。）の量がリーン空燃比で燃焼を行う気筒１Ｂおよ
び１Ｃに係るＥＧＲ装置３５０による再循環排気の量よ
りも多くなるようにＥＧＲバルブ２５０ａの弁開度を大
きく設定する。

【０１２５】このようにすることで、前記リッチ空燃比
で燃焼を行う気筒１Ａおよび１Ｄに導入される前記排気
ガスの量は、前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒１Ｂお
よび１Ｃに導入される前記排気ガスの量よりも多くな
る。

【０１２６】そして、前記リッチ空燃比で燃焼を行う気
筒１Ａおよび１Ｄに導入される前記排気ガスの量は、前
記リッチ空燃比で燃焼を行う気筒１Ａおよび１Ｄに係る
出力と前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒１Ｂおよび１
Ｃに係るトルク（出力）との出力差を解消すべく、前記
リッチ空燃比で燃焼を行う気筒１Ａおよび１Ｄに係るト
ルク（出力）を低減する量である。

【０１２７】この結果、各気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気の
空燃比が変化する。しかし、気筒１Ａ〜１Ｄの各混合気
の空燃比が変化してしまうと、被毒回復処理ができなく
なることが考えられる。

【０１２８】よって、被毒回復処理を行いながら気筒１
Ａ〜１Ｄの各混合気の空燃比を変化させずにかつ気筒ご
とのトルク（出力）のばらつきを防止するためには、前
記各気筒の空燃比が変わらないようにかつ各気筒のトル
ク（出力）が一定のトルク（例えば要求トルク）になる
ように、再循環排気の増減調節を行いつつ、この増減調
節された再循環排気の量に対応して、前記各気筒に噴射
される燃料の量を補正する。

【０１２９】燃料補正量の算出，各気筒群のトルク差を
図示しないマップを用いて求めることについては、第１
の実施の形態の場合と同じである。そして、求めたトル
ク差を解消して両気筒群の出力が同じになるように、各
気筒への循環排気ガスと燃料量とを増減調整すれば、当
該各気筒の混合気の空燃比を変更せずに、すなわち被毒
回復処理を行いながら、各気筒のトルク（出力）が均一
化する（図１４（ｂ）：気筒が吸気行程にあるときに循
環排気ガスと燃料量とを気筒別に増減調節することで気
筒群間のトルク差を無くしトルクを均一にすることを示
す図、参照。）。よって、運転フィーリングが良好とな
る。

【０１３０】そして、気筒の空燃比状態に合わせてＥＧ
Ｒバルブの開度を調節することをＥＧＲバルブの開度補
正実行という。また、気筒の空燃比状態に合わせてＥＧ
Ｒバルブの開度をどれだけにするかを決めることをＥＧ
Ｒバルブの開度補正量の算出という。補正量算出には予
め用意しておいた図示しないマップを用いると好適であ
る。

【０１３１】次に図１５を用いて各気筒のＥＧＲバルブ
の開度補正実行のためのルーチンを実現するためのプロ
グラムについて述べる。このプログラムは、以下に述べ
るステップ３０１〜ステップ３０４からなる。

【０１３２】Ｓ３０１とＳ３０２については、第１の実
施の形態のＳ１０１およびＳ１０２と同じであるので、
説明を省略し、Ｓ３０３およびＳ３０４について述べ
る。Ｓ３０３ではＥＧＲバルブの開度補正実行を目的と
して、リッチ空燃比で燃焼を行う気筒群１Ａ，１Ｄおよ
びリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１Ｂ，１Ｃによって
それぞれ発生するトルクの差に応じたＥＧＲバルブの開
度補正量を算出する。

【０１３３】このＥＧＲバルブの開度補正量の算出にあ
たっては、前記のようにリッチ空燃比で燃焼を行う気筒
群１Ａ，１Ｄおよびリーン空燃比で燃焼を行う気筒群１
Ｂ，１Ｃごとに燃料補正量を算出し、この燃料補正量に
応じたトルク差をマップから求める。トルク差を算出し
たら実験等によって予め用意しておいた適宜のマップか
ら、前記トルク差に応じた吸気絞り弁の開度補正量を算
出する。

【０１３４】Ｓ３０４では、ＥＧＲバルブの開度補正実
行を行いこのルーチンを終了する。

【０１３５】

【発明の効果】本発明の排気浄化触媒を有する内燃機関
によれば、例えば、排気浄化触媒が機能している時、点
火時期補正制御を行わずとも機関出力を均一化すること
ができる。したがって、クランクシャフトが回転むらを
生じることが無く、それ故、運転フィーリングが良好と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る排気浄化触媒を有する内燃機関
の第１の実施の形態の概略構成図である。

【図２】 図１の矢印II方向から見た図である。

【図３】 基本燃料噴射時間ＴＡＵを求めるためのマッ
プの一例を示す図である。

【図４】 第１の実施の形態の作用効果を示す図であっ
て、（ａ）は気筒の吸気行程に同期して振動発生装置に
よって付与される振動によって変化する吸気脈動の圧力
を気筒群別に示し、（ｂ）は気筒が吸気行程にあるとき
に気筒別に吸入空気量ａおよびｂにまでそれぞれ増減す
る吸入空気量を示し、（ｃ）は気筒が吸気行程にあると
きに吸入空気量と燃料量とを気筒別に増減調節すること
でトルク差を無くしてトルクを要求トルクに補正するこ
とを示す。

【図５】 第１の実施の形態に係る吸気脈動補正実行の
ためのルーチンを説明するためのフローチャートであ
る。

【図６】 点火時期補正制御を行った場合の従来のエン
ジンと、第１の実施の形態に係るエンジンとの比較図で
あり、トルクを要求トルクにした場合の燃費が第１の実
施の形態に係るエンジンでは改善されたことを示すグラ
フ図である。

【図７】 本発明に係る排気浄化触媒を有する内燃機関
の第２の実施の形態の概略構成図である。

【図８】 図７の矢印VIII方向から見た図である。

【図９】 第２の実施の形態の作用効果を示す図であっ
て、（ａ）は気筒が吸気行程にあるときに気筒別に吸入
空気量ａおよびｂにまでそれぞれ増減する吸入空気量を
示し、（ｂ）は気筒が吸気行程にあるときに吸入空気量
と燃料量とを気筒別に増減調節することでトルク差を無
くしてトルクを要求トルクに補正することを示す。

【図１０】 第２の実施の形態に係る吸気絞り弁の開度
補正実行のためのルーチンを説明するためのフローチャ
ートである。

【図１１】 第２の実施の形態に係り、図６に相当する
図である。

【図１２】 本発明に係る排気浄化触媒を有する内燃機
関の第３の実施の形態の概略構成図である。

【図１３】 図１２の矢印XIII方向から見た図である。

【図１４】 第３の実施の形態の作用効果を示す図であ
って、（ａ）はリッチ空燃比で燃焼を行う気筒群のＥＧ
Ｒバルブの開度を大きくし、リーン空燃比で燃焼を行う
気筒群のＥＧＲバルブの開度はそのままであることを示
し、（ｂ）は気筒が吸気行程にあるときに循環排気ガス
と燃料量とを気筒別に増減調節することでのトルク差を
無くしトルクを均一にすることを示す。

【図１５】 第３の実施の形態に係るＥＧＲバルブの開
度補正実行のためのルーチンを説明するためのフローチ
ャートである。

【図１６】 従来の問題点を示す図である。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ３ 車両用ガソリンエンジン １Ａ １番気筒（一部の気筒，リッチ空燃比で燃焼を行
う気筒） １Ｂ ２番気筒（他の気筒，リーン空燃比で燃焼を行う
気筒） １Ｃ ３番気筒（他の気筒，リーン空燃比で燃焼を行う
気筒） １Ｄ ４番気筒（一部の気筒，リッチ空燃比で燃焼を行
う気筒） ２ ピストン ３ 燃焼室 ４Ａ〜４Ｄ 点火栓 ５ 吸気弁 ６Ａ〜６Ｄ 吸気ポート ７ 排気弁 ８Ａ〜８Ｄ 排気ポート ９Ａ〜９Ｄ 枝管 ９ 吸気マニホールド １０ サージタンク １１Ａ〜１１Ｄ 燃料噴射弁 １２ 吸気ダクト １２ａ スロットル弁 １３ エアフロメータ １４ エアクリーナ １６Ａ〜１６Ｄ 枝管 １７ ＳＯx触媒 １８Ａ，１８Ｂ スタコン １６’ 排気マニホールド １９ 排気管 ２０ 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（排気浄化触媒） ２１ 触媒コンバータ ３０ ＥＣＵ（気筒別空燃比制御手段） ３１ 双方向バス ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ ３４ ＣＰＵ ３５ 入力ポート ３６ 出力ポート ３７ ＡＤ変換器 ３９ 駆動回路 ４１ 回転数センサ ５０ 振動発生装置（気筒別空気量制御手段，吸気脈動
制御装置） ５１ 振動板 １５０Ａ〜１５０Ｄ 吸気絞り弁（気筒別空気量制御手
段） ２５０，３５０ 排気再循環装置（気筒別空気量制御手
段） ２５０ａ ＥＧＲ通路 ２５０ｂ ＥＧＲバルブ ａ，ｂ 吸入空気量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/06 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３１０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ｍ (72)発明者 角岡 卓 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA03 BA02 BA04 DA01 DA02 EA10 ED05 ED07 ED12 ED15 FA05 FA06 FA23 GA01 GA06 GA09 GA17 3G091 AA02 AA11 AA13 AA17 AA28 AB06 AB08 AB09 BA11 CB02 CB07 DA01 DA02 DB10 EA01 EA03 EA05 EA17 EA18 EA30 EA33 FB10 FB11 FB12 FC01 FC04 HA08 HA18 HB05 3G301 HA01 HA06 HA13 HA15 HA18 JA02 JA04 JA22 JA28 JA29 LA00 LA03 LB02 MA01 MA11 NA08 NB02 NB06 NB14 NC02 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 NE16 NE23 PA01Z PA18Z PD01Z PD11Z PD12Z PE01Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希薄燃焼可能でかつ複数の気筒を有する
   内燃機関の排気系に配置された排気浄化触媒と、 この排気浄化触媒が前記排気ガス中の特定成分を吸収し
   て被毒状態にあるときに、前記気筒に供給される混合気
   を前記一部の気筒についてはリッチ空燃比に制御し、他
   の気筒についてはリーン空燃比に制御する気筒別空燃比
   制御手段と、 この気筒別空燃比制御手段の作動時に、前記各気筒の空
   燃比に応じて、前記各気筒に導入される空気の量を増減
   調節する気筒別空気量制御手段とを有する、排気浄化触
   媒を有する内燃機関。
2. 【請求項２】 前記気筒別空気量制御手段によって各気
   筒に増減調節されて導入される前記空気は吸気系から供
   給される吸入空気であって、 この吸入空気の量の増減調節を行うのと同時に、および
   この増減調節された吸入空気の量に対応して、前記各気
   筒に噴射される燃料の量を増減調整することで、前記各
   気筒の空燃比を変えずに各気筒の出力を一定にすること
   を特徴とする請求項１記載の排気浄化触媒を有する内燃
   機関。
3. 【請求項３】 前記気筒別空気量制御手段は、前記各気
   筒の吸気行程に同期して前記吸入空気に振動を付与し、
   これにより、吸気脈動の圧力変動を制御する吸気脈動制
   御装置であることを特徴とする請求項１または２記載の
   排気浄化触媒を有する内燃機関。
4. 【請求項４】 前記吸気脈動制御装置は、前記リッチ空
   燃比で燃焼を行う気筒に対しては、この気筒が吸気行程
   にあるときにこの気筒に伝わる吸気脈動の圧力が負圧と
   なる振動を与え、前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒に
   対しては、この気筒が吸気行程にあるときにこの気筒に
   伝わる吸気脈動の圧力が正圧となる振動を与えることを
   特徴とする請求項３記載の排気浄化触媒を有する内燃機
   関。
5. 【請求項５】 前記気筒別空気量制御手段は、前記リッ
   チ空燃比で燃焼を行う気筒および前記リーン空燃比で燃
   焼を行う気筒にそれぞれ対応して設けた吸気絞り弁であ
   って、これらの吸気絞り弁を前記各気筒の吸気行程に同
   期させて開閉制御することを特徴とする請求項１または
   ２記載の排気浄化触媒を有する内燃機関。
6. 【請求項６】 前記吸気絞り弁は、前記リッチ空燃比で
   燃焼を行う気筒に対しては、その弁開度を小さくし、前
   記リーン空燃比で燃焼を行う気筒に対しては、その弁開
   度を大きくすることを特徴とする請求項５記載の排気浄
   化触媒を有する内燃機関。
7. 【請求項７】前記気筒別空気量制御手段は、内燃機関の
   排気系から吸気系に排気ガスを再循環する排気再循環装
   置であって、この排気再循環装置によって再循環される
   前記排気ガスを前記増減調節される空気とし、前記排気
   再循環装置は、前記リーン空燃比で燃焼を行う気筒およ
   び前記リッチ空燃比で燃焼を行う気筒ごとに設けること
   を特徴とする請求項１記載の排気浄化触媒を有する内燃
   機関。
8. 【請求項８】リッチ空燃比で燃焼を行う気筒に係る排気
   再循環装置によって再循環される排気ガスの量は、リー
   ン空燃比で燃焼を行う気筒に係る排気再循環装置によっ
   て再循環される排気ガスの量よりも多いことを特徴とす
   る請求項７記載の排気浄化触媒を有する内燃機関。
9. 【請求項９】前記リッチ空燃比で燃焼を行う気筒に導入
   される前記排気ガスの量は、前記リッチ空燃比で燃焼を
   行う気筒に係る出力と前記リーン空燃比で燃焼を行う気
   筒に係る出力との出力差を解消すべく前記リッチ空燃比
   で燃焼を行う気筒に係る出力を低減する量であることを
   特徴とする請求項８記載の排気浄化触媒を有する内燃機
   関。