JP2914121B2

JP2914121B2 - 希薄燃焼式内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2914121B2
Application number: JP24498193A
Authority: JP
Inventors: 和宏一本; 喜朗団野; 一雄古賀; 嘉明児玉; 大介三林
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH07103016A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所要の運転条件下では
理論空燃比よりも希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行な
う希薄燃焼式内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、所要の運転条件下では理論空燃比
（ストイキオ）よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄
燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃機関（所謂リーンバー
ンエンジン）が提供されている。そして、かかるリーン
バーンエンジンでは、排ガス対策として、排気系に三元
触媒を設置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のリーンバーンエンジンにおける排ガス対策で
は、加速時等、ストイキオで運転する場合は、三元触媒
が機能して排ガスを浄化するが、定常走行時等、リーン
状態で運転する場合は、三元触媒が機能せず、特に排ガ
ス中のＮＯｘ成分が増加する。

【０００４】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、リーン運転時におけるＮＯｘ浄化を効果的に
行なえるようにした、希薄燃焼式内燃機関の制御装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明の希薄燃焼式内燃機関の制御装置は、所要の運転
条件下では理論空燃比よりも希薄側空燃比での希薄燃焼
運転を行なう希薄燃焼式内燃機関において、その排気系
に、希薄燃焼状態で運転すると時間経過とともにＮＯｘ
浄化効率が低下するが該理論空燃比または該理論空燃比
よりも過濃側空燃比での運転状態に切り替えるとＮＯｘ
浄化効率が回復するような特性を有するＮＯｘ浄化部材
をそなえるとともに、内燃機関の負荷状態の変化と相関
するパラメータを検出する負荷変化パラメータ検出手段
と、加速判定値を設定する加速判定値設定手段と、希薄
燃焼運転中に該負荷変化パラメータ検出手段からの出力
情報と該加速判定値設定手段で設定された該加速判定値
とを比較して、該出力情報が該加速判定値よりも大きい
と、加速運転であると判定して、該内燃機関に供給され
る燃料空気の混合割合を上記の理論空燃比状態または過
濃側空燃比状態にする空燃比制御手段とをそなえ、該Ｎ
Ｏｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これに応
じて、該加速判定値設定手段で設定される該加速判定値
をより小さい値に変化させることを特徴としている。

【０００６】さらに、請求項２記載の発明の希薄燃焼式
内燃機関の制御装置は、所要の運転条件下では理論空燃
比よりも希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行なう希薄燃
焼式内燃機関において、その排気系に、希薄燃焼状態で
運転すると時間経過とともにＮＯｘ浄化効率が低下する
が該理論空燃比または該理論空燃比よりも過濃側空燃比
での運転状態に切り替えるとＮＯｘ浄化効率が回復する
ような特性を有するＮＯｘ浄化部材をそなえるととも
に、内燃機関の負荷状態の変化と相関するパラメータを
検出する負荷変化パラメータ検出手段と、減速判定値を
設定する減速判定値設定手段と、加速判定値を設定する
加速判定値設定手段と、該負荷変化パラメータ検出手段
からの出力情報と該減速判定値設定手段で設定された該
減速判定値とを比較して、該出力情報が該減速判定値よ
りも小さいと、減速運転であると判定して、該内燃機関
に供給される燃料をカットする燃料カット制御手段と、
該負荷変化パラメータ検出手段からの出力情報と該加速
判定値設定手段で設定された該加速判定値とを比較し
て、該出力情報が該加速判定値よりも大きいと、加速運
転であると判定して、該内燃機関に供給される燃料空気
の混合割合を上記の理論空燃比状態または過濃側空燃比
状態にする空燃比制御手段とをそなえ、該ＮＯｘ浄化部
材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これに応じて、該減
速判定値設定手段で設定される該減速判定値をより大き
な値に変化させることを特徴としている。

【０００７】また、請求項３記載の制御装置は、請求項
２記載の装置において、該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化
効率が低下すると、これに応じて、該加速判定値設定手
段で設定される該加速判定値をより小さい値に変化させ
ることを特徴としている。さらに、請求項４記載の制御
装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の装置におい
て、希薄側空燃比状態での運転中に、機関の運転状態に
応じて設定される時間が経過すると、該ＮＯｘ浄化部材
のＮＯｘ浄化効率が低下したと推定することを特徴とし
ている。

【０００８】

【作用】上述の請求項１記載の発明の希薄燃焼式内燃機
関の制御装置では、希薄燃焼運転中に、負荷変化パラメ
ータ検出手段からの出力情報と加速判定値設定手段で設
定された該加速判定値とを比較して、出力情報が加速判
定値よりも大きいと、加速運転であると判定して、空燃
比制御手段により、内燃機関に供給される燃料空気の混
合割合を上記の理論空燃比状態または過濃側空燃比状態
にすることが行なわれるが、このとき、ＮＯｘ浄化部材
のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これに応じて、加速判
定値設定手段で設定される加速判定値をより小さい値に
変化させることが行なわれる。これにより、希薄燃焼運
転中において、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下
すると、アクセルペダルを僅かに踏み込んでも、加速運
転であると判定されるため、燃料空気の混合割合が上記
の理論空燃比状態または過濃側空燃比状態にされる。そ
の結果、ＮＯｘ浄化部材は、低下していたＮＯｘ浄化効
率を回復する。

【０００９】また、請求項２記載の発明の希薄燃焼式内
燃機関の制御装置では、負荷変化パラメータ検出手段か
らの出力情報と減速判定値設定手段で設定された該減速
判定値とを比較して、該出力情報が該減速判定値よりも
小さいと、減速運転であると判定して、燃料カット制御
手段により、内燃機関に供給される燃料をカットすると
ともに、負荷変化パラメータ検出手段からの出力情報と
加速判定値設定手段で設定された加速判定値とを比較し
て、出力情報が加速判定値よりも大きいと、加速運転で
あると判定して、空燃比制御手段により、内燃機関に供
給される燃料空気の混合割合を上記の理論空燃比状態ま
たは過濃側空燃比状態にすることが行なわれるが、この
とき、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、
これに応じて、減速判定値設定手段で設定される該減速
判定値をより大きな値に変化させることが行なわれる。
これにより、希薄燃焼運転中において、ＮＯｘ浄化部材
のＮＯｘ浄化効率が低下すると、運転者がアクセルペダ
ルを僅かに戻しても、燃料カットされるため、これに応
動して、運転者はアクセルペダルを踏み込む。これに伴
い、加速運転であると判定されて、燃料空気の混合割合
が上記の理論空燃比状態または過濃側空燃比状態にされ
る。その結果、ＮＯｘ浄化部材は、低下していたＮＯｘ
浄化効率を回復する。

【００１０】また、請求項３記載の制御装置では、請求
項２記載の装置において、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化
効率が低下すると、これに応じて、加速判定値設定手段
で設定される該加速判定値をより小さい値に変化させ
る。これにより、燃料カット後の運転者によるアクセル
ペダルの僅かな踏み込みでも、加速運転であると判定さ
れて、燃料空気の混合割合が上記の理論空燃比状態また
は過濃側空燃比状態にされる。

【００１１】さらに、請求項４記載の制御装置では、希
薄側空燃比状態での運転中に、機関の運転状態に応じて
設定される時間が経過すると、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ
浄化効率が低下したと推定することが行なわれる。

【００１２】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。（ａ）第１実施例の説明図１〜図７は本発明の第１実施例としての希薄燃焼式内
燃機関の制御装置を示すもので、図１は本装置の制御ブ
ロック図、図２は本装置を有するエンジンシステムの全
体構成図、図３は本装置を有するエンジンシステムの制
御系を示すハードブロック図、図４は本装置の動作を説
明するためのフローチャート、図５は本装置の動作を説
明するためのタイムチャート、図６はＮＯｘ浄化部材の
特性図、図７は１０モード，１５モード走行時の特性図
である。

【００１３】さて、本装置を装備する自動車用のエンジ
ンは、所要の運転条件下では理論空燃比（ストイキオ）
よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄燃焼運転（リー
ンバーン運転）を行なうリーンバーンエンジンとして構
成されているが、このエンジンシステムは、図２に示す
ようになる。すなわち、この図２において、エンジン
（内燃機関）１は、その燃焼室２に通じる吸気通路３お
よび排気通路４を有しており、吸気通路３と燃焼室２と
は吸気弁５によって連通制御されるとともに、排気通路
４と燃焼室２とは排気弁６によって連通制御されるよう
になっている。

【００１４】また、吸気通路３には、その上流側から順
に、エアクリーナ７，スロットル弁８および電磁式燃料
噴射弁（インジェクタ）９が設けられており、排気通路
４には、その上流側から順に、ＮＯｘ浄化部材１００，
三元触媒１０および図示しないマフラ（消音器）が設け
られている。なお、インジェクタ９は、エンジン１の各
気筒毎に設けられている。また、吸気通路３には、図示
しないサージタンクが設けられている。

【００１５】ここで、ＮＯｘ浄化部材１００は、希薄燃
焼状態で運転すると時間経過とともにＮＯｘ浄化効率が
低下するがストイキオまたはストイキオよりも過濃側空
燃比（リッチ）での運転状態に切り替えるとＮＯｘ浄化
効率が回復するような特性（図６参照）を有するもの
で、このＮＯｘ浄化部材１００は、上記のような特性を
得るために次のような特徴を有している。

【００１６】すなわち、ＮＯｘ浄化部材１００は、一般
的には、ハニカム担体に触媒活性成分と耐火性無機酸化
物とを含有してなるものを担持して構成される。例え
ば、触媒活性成分は、白金，パラジウムよりなる群から
選ばれた少なくとも１種の貴金属およびカリウム，ナト
リウム，ルビジウム，セシウムよりなる群から選ばれた
少なくとも１種のアルカリ金属からなる触媒活性成分と
ジルコニア，チタニア，アルミナ，アルミナ−チタニ
ア，アルミナ−ジルコニア，チタニア−ジルコニアより
なる群から選ばれた少なくとも１種の耐火性無機酸化物
とを含有するものである。

【００１７】また、ＮＯｘ浄化部材１００の形態として
は、ハニカム状のコージェライト質担体に上記の構成成
分を担持したものである。さらに、白金，パラジウムよ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の貴金属量は、担
体１リットル当たり０．１〜１０ｇである。カリウム，
ナトリウム，ルビジウム，セシウムよりなる群から選ば
れた少なくとも１種のアルカリ金属の使用量は、担体１
リットル当たり１〜３０ｇである。上記の耐火性無機酸
化物は、通常、粉末状であり、そのＢＥＴ比表面積は、
５０〜３００ｍ²／ｇであり、その使用量は、担体１リ
ットル当たり１００〜３００ｇである。

【００１８】ＮＯｘ浄化部材１００の調製としては、通
常の調製方法でもできるが、例えば以下の方法がある。
貴金属を含有する水溶液と耐火性無機酸化物とを混合し
た後、乾燥および焼成し、貴金属担持耐火性酸化物の粉
体を得る。この粉体を湿式粉砕し、水性スラリーを得、
このスラリーを担体に被覆した後、乾燥および焼成す
る。さらに、スラリーを被覆した担体をアルカリ金属の
水溶液に浸漬した後、乾燥および焼成する。

【００１９】なお、上記のようなＮＯｘ浄化部材１００
の特性は、希薄燃焼状態で運転中は、ＮＯｘを吸着して
いき、時間経過とともにＮＯｘの吸着能力が飽和してい
くため、ＮＯｘ浄化効率が低下するが、ストイキオまた
はストイキオよりも過濃側空燃比（リッチ）での運転状
態に切り替えると、吸着していたＮＯｘを放出あるいは
自浄するため、ＮＯｘ浄化効率が回復するものと考えら
れる。

【００２０】また、三元触媒１０は、ストイキオ運転状
態で、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するもので、公知のも
のである。さらに、スロットル弁８は、ワイヤケーブル
を介してアクセルペダル（図示せず）に連結されてお
り、このアクセルペダルの踏込み量に応じて開度を調整
されるようになっている。

【００２１】また、このエンジンシステムを制御するた
めに、種々のセンサが設けられている。まず、図２に示
すように、エアクリーナ７を通過した吸気が吸気通路３
内に流入する部分には、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出するエアフローセンサ（吸気量センサ）１７や吸
気温センサ１８，大気圧センサ１９がそなえられてい
る。

【００２２】また、吸気通路３におけるスロットル弁８
の配設部分には、スロットル弁８の開度を検出するポテ
ンショメータ式のスロットルポジションセンサ２０のほ
かに、アイドルスイッチ２１がそなえられている。さら
に、排気通路４側におけるＮＯｘ浄化部材１００の上流
側部分に、排気ガス中の酸素濃度（Ｏ₂濃度）を空燃比
リーン側において線形に検出するリニア酸素濃度センサ
（以下、単に「リニアＯ₂センサ」という）２２がそな
えられるほか、その他のセンサとして、エンジン１用の
冷却水の温度を検出する水温センサ２３や、図３に示す
クランク角度を検出するクランク角センサ２４（このク
ランク角センサ２４はエンジン回転数Ｎｅを検出する回
転数センサとしての機能も兼ねている）や車速センサ３
０などがそなえられている。

【００２３】そして、これらのセンサやスイッチからの
検出信号は、図３に示すような制御ユニット（コンピュ
ータ）２５へ入力されるようになっている。ここで、こ
の制御ユニット２５のハードウェア構成は、図４に示す
ようになるが、この制御ユニット２５は、その主要部と
してＣＰＵ（演算装置）２６をそなえたコンピュータと
して構成されており、ＣＰＵ２６には、吸気温センサ１
８，大気圧センサ１９，スロットルポジションセンサ２
０，リニアＯ₂センサ２２，水温センサ２３等からの検
出信号が、入力インタフェース２８およびアナログ／デ
ィジタルコンバータ２９を介して入力されるようになっ
ている。

【００２４】また、ＣＰＵ２６には、エアフローセンサ
１７，アイドルスイッチ２１，クランク角センサ２４，
車速センサ３０等からの検出信号が、入力インタフェー
ス３５を介して直接入力されるようになっている。さら
に、ＣＰＵ２６は、バスラインを介して、プログラムデ
ータや固定値データのほか各種データを記憶するＲＯＭ
（記憶手段）３６や更新して順次書き替えられるＲＡＭ
３７との間でデータの授受を行なうようになっている。

【００２５】また、ＣＰＵ２６による演算の結果、制御
ユニット２５からは、エンジン１の運転状態を制御する
ための信号、例えば、燃料噴射制御信号，点火時期制御
信号等の各種制御信号が出力されるようになっている。
ここで、燃料噴射制御（空燃比制御）信号は、ＣＰＵ２
６から噴射ドライバ３９を介して、インジェクタ９を駆
動させるためのインジェクタソレノイド９ａ（正確には
インジェクタソレノイド９ａ用のトランジスタ）へ出力
されるようになっており、点火時期制御信号は、ＣＰＵ
２６から点火ドライバ４０を介して、パワートランジス
タ４１へ出力され、このパワートランジスタ４１から点
火コイル４２を介しディストリビュータ４３により各点
火プラグ１６に順次火花を発生させるようになってい
る。

【００２６】今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目す
ると、この燃料噴射制御（インジェクタ駆動時間制御）
のために、制御ユニット２５は、図１に示すように、基
本駆動時間決定手段５０，空燃比係数設定手段５１，リ
ーン空燃比係数設定手段５２，加速ストイキオ運転用空
燃比係数設定手段５３，その他補正係数設定手段５４，
デッドタイム補正手段５５，選択手段５６，５７の機能
をそなえており、更にリーン運転条件判定手段５８，ス
ロットル開度変化検出手段（負荷変化パラメータ検出手
段）５９，第１切替制御手段６０，第２切替制御手段６
１の機能も有している。

【００２７】ここで、基本駆動時間決定手段５０は、イ
ンジェクタ９のための基本駆動時間Ｔ_Bを決定するもの
で、このため、この基本駆動時間決定手段５０はエアフ
ローセンサ１７からの吸入空気量Ａ情報とクランク角セ
ンサ（エンジン回転数センサ）２４からのエンジン回転
数Ｎ情報とからエンジン１回転あたりの吸入空気量Ａ／
Ｎ情報を求め、この情報に基づき基本駆動時間Ｔ_Bを決
定するようになっている。

【００２８】空燃比係数設定手段５１は、運転状態に応
じて空燃比をリッチまたはストイキオにするための空燃
比係数ＫＡＦＳを設定するものである。リーン空燃比係
数設定手段５２は、空燃比をリーンにするための空燃比
係数ＫＡＦＬを設定するものであり、加速ストイキオ運
転用空燃比補正係数設定手段５３は、リーン運転中に加
速と判定されたときに空燃比をストイキオにするための
加速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣを設定する
ものである。

【００２９】その他補正係数設定手段５４は、エンジン
冷却水温，吸気温，大気圧等に応じた補正係数Ｋを設定
するものである。また、デッドタイム補正手段５５はバ
ッテリ電圧に応じて駆動時間を補正するためデッドタイ
ム（無効時間）Ｔ_Dを設定するものである。選択手段５
６は、リーン空燃比係数設定手段５２からの空燃比係数
ＫＡＦＬ，加速ストイキオ運転用空燃比係数設定手段５
３からの加速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣの
いずれかを選択するもので、選択手段５７は、空燃比係
数設定手段５２からの空燃比補正係数ＫＡＦＳまたは選
択手段５６で選択された空燃比係数ＫＡＦＬ又はＫＡＦ
ＡＣのいずれかを選択するものである。

【００３０】リーン運転条件判定手段５８は、リーンバ
ーン運転を行なうことができる条件が成立したかどうか
を判定するものである。スロットル開度変化検出手段５
９は、スロットルポジションセンサ２０からの検出信号
を微分して、エンジン１の負荷状態の変化と相関するパ
ラメータとしてのスロットル弁８の開度変化を検出する
ものである。

【００３１】第１切替制御手段６０は、リーン運転条件
判定手段５８での判定結果及び内蔵するタイマでの経時
情報に基づいて、選択手段５７の切替制御を行なうもの
である。第２切替制御手段６１は、加速判定閾値ΔθＳ
を設定する加速判定閾値設定手段６１Ａの機能を内蔵し
て、選択手段５６の切替制御を行なうものであるが、更
に具体的に言えば、リーン運転中にスロットル開度変化
検出手段５９からの出力情報と加速判定閾値設定手段６
１Ａで設定された加速判定閾値ΔθＳとを比較して、出
力情報が加速判定閾値ΔθＳよりも大きいと、加速運転
であると判定して、この場合は、選択手段５６に、加速
ストイキオ運転用空燃比補正係数設定手段５３からの加
速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣを選択させ、
リーン運転時におけるその他の場合は、選択手段５６
に、リーン空燃比係数設定手段５２からの空燃比係数Ｋ
ＡＦＬを選択させるように、制御するものである。

【００３２】そして、リーン運転中に所定時間が経過し
て、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率が低下する
と、これに応じて、加速判定閾値設定手段６１Ａでは、
ここで設定される加速判定閾値ΔθＳをより小さい値
（ΔθＦ−Δθ）に変化させるようになっている。そし
て、燃料噴射時間Ｔ_INJは、Ｔ_B×ＫＡＦＳ×Ｋ＋Ｔ_D
又はＴ_B×ＫＡＦＬ×Ｋ＋Ｔ_D又はＴ_B×ＫＡＦＡＣ×
Ｋ＋Ｔ_Dのいずれかとなり、この時間Ｔ_IN _Jで燃料が噴
射されるようになっているのである。

【００３３】これにより、この制御ユニット２５は、リ
ーン運転中にスロットル開度変化検出手段５９からの出
力情報と加速判定閾値設定手段６１Ａで設定された加速
判定閾値ΔθＳとを比較して、出力情報が加速判定閾値
ΔθＳよりも大きいと、加速運転であると判定して、エ
ンジン１に供給される燃料空気の混合割合をストイキオ
状態（またはリッチ状態）にする空燃比制御手段の機能
を有していることになる。

【００３４】次に、上記のようにＮＯｘ浄化部材１００
や三元触媒１０を排気系に有するリーンバーンエンジン
における燃料噴射制御（空燃比制御）について、図４に
示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ
Ａ１で、Ａ／Ｎ（エンジン１回転当たりの吸気量）やエ
ンジン回転数Ｎｅや冷却水温Ｔｗ等を読み込んで、ステ
ップＡ２で、リーン運転条件が成立したかどうかを判定
する。最初は、リーン運転条件が成立していないので、
ステップＡ３で、ストイキオまたはリッチ運転状態に応
じた空燃比係数ＫＡＦＳをＫＡＦとおく。

【００３５】その後は、ステップＡ４で、タイマ値ＴＢ
を０にし、ステップＡ５で、リッチ化フラグをリセット
し、ステップＡ６で、加速判定閾値変化量Δθを０にし
てから、ステップＡ７で、ＫＡＦに応じて、空燃比を設
定する。これにより、エンジン運転状態に応じて、スト
イキオまたはリッチにするための燃料噴射制御が実行さ
れる。

【００３６】次に、ステップＡ２で、リーン運転条件が
成立したとすると、ステップＡ２でＹＥＳルートをとっ
て、ステップＡ８で、加速判定閾値ΔθＳをΔθＦ−Δ
θ（ΔθＦは加速判定閾値の初期値で正の値）として設
定し、ステップＡ９で、スロットル開度変化ｄθを読み
込む。最初はΔθ＝０である。そして、ステップＡ１０
で、加速継続中かどうかを判定する。最初はＮＯである
とすると、ステップＡ１１で、スロットル開度変化ｄθ
が加速判定閾値ΔθＳより大きいかどうかを判定する。
ステップＡ１１でＮＯであるなら、ステップＡ１１−２
で、リーン運転状態に応じた空燃比係数ＫＡＦＬをＫＡ
Ｆとして設定する。

【００３７】そして、次のステップＡ１２で、リッチ化
フラグセットかどうかを判定する。リーン運転条件成立
前に、ステップＡ５でリッチ化フラグリセットにされる
から、最初はＮＯルートをとって、ステップＡ１３で、
Ａ／Ｎやエンジン回転数Ｎｅに応じたＮＯｘ浄化部材性
能低下時間ｔｂを設定し、ステップＡ１４で、タイマ値
ＴＢが設定時間ｔｂを越えたかどうかを判定する。

【００３８】もし、越えていない場合は、ステップＡ１
４で、ＮＯルートをとって、ステップＡ１５で、Δθ＝
０としてから、ステップＡ１１−２で設定したリーン運
転状態に応じた空燃比係数ＫＡＦＬに応じ、空燃比を設
定する（ステップＡ７）。これにより、リーン運転状態
に応じて燃料噴射制御が実行される。なお、このリーン
運転時においては、排気通路４に設けられたＮＯｘ浄化
部材１００は、時間経過とともにＮＯｘ浄化効率が低下
してきている。

【００３９】その後、ステップＡ１４で、タイマ値ＴＢ
が設定時間ｔｂを越えると、ステップＡ１６で、タイマ
値ＴＢを０にし、ステップＡ１７で、リッチ化フラグを
セットし、ステップＡ１８で、Δθ＝γ（γ＞０）とお
き、更にステップＡ７の処理を続行する。その後も、リ
ーン運転条件が成立しているとすると、ステップＡ２で
ＹＥＳルートをとり、ステップＡ８で、加速判定閾値Δ
θＳがΔθＦ−Δθ即ちΔθＦ−γとして設定される。
これにより、リーン運転中に所定時間ｔｂが経過して、
ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率が低下すると、
これに応じて、加速判定閾値ΔθＳがより小さい値に変
更される。

【００４０】従って、ステップＡ１１では、アクセルペ
ダルを僅かに踏み込んでも、ＹＥＳルートをとる、即ち
加速運転であると判定されるため、ステップＡ１９で、
加速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣをＫＡＦと
おき、ステップＡ４で、タイマ値ＴＢを０にし、ステッ
プＡ５で、リッチ化フラグをリセットし、ステップＡ６
で、加速判定閾値変化量Δθを０にしてから、ステップ
Ａ７で、加速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣに
応じて、空燃比を設定する。

【００４１】これにより、リーン運転中に、アクセルペ
ダルを僅かに踏み込むだけで、ストイキオまたはリッチ
にするための燃料噴射制御が実行される。その結果、Ｎ
Ｏｘ浄化部材１００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を
回復する。そして、このようにストイキオまたはリッチ
に切り替えると、トルク変動によりショックを生じる可
能性があるが、この場合、運転者はアクセルペダルを踏
み込んでいるため、仮にトルク変動によりショックが生
じても、ショックと感じない。

【００４２】なお、その後も、アクセルペダルを僅かに
踏み込むことを続けていると、ステップＡ１０でＹＥＳ
ルートをとるため、リーン運転中でも、ストイキオまた
はリッチにするための燃料噴射制御が続行される。も
し、ステップＡ１８での設定でも、加速と判定されない
場合は、ステップＡ１１でＮＯルート、ステップＡ１２
でＹＥＳルートをとって、ステップＡ２０で、Δθ＝Δ
θ＋Δγ（Δγ＞０）とおいて、ステップＡ７の処理を
行なう。

【００４３】これにより、ステップＡ８では、更に加速
判定閾値ΔθＳがΔθＦ−（Δθ＋Δγ）即ちΔθＦ−
（γ＋Δγ）として設定される。これにより、ステップ
Ａ１１では、アクセルペダルの更に僅かな踏み込みに対
しても、ＹＥＳルートをとって、加速運転であると判定
され、ストイキオまたはリッチにするための燃料噴射制
御が実行される。勿論、これにより、ＮＯｘ浄化部材１
００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復する。

【００４４】さらに、これでも加速と判定されない場合
は、ステップＡ２０で、更にΔθ＝Δθ＋Δγ（Δγ＞
０）とおく処理を繰り返す。これにより、加速判定閾値
ΔθＳが段々小さい値に変更されていく。しかし、この
場合でも、加速判定閾値ΔθＳの最小値は規定しておく
ことが好ましい。なお、ステップＡ１８で設定される値
で十分である場合は、上記のステップＡ２０は省略する
ことが可能である。

【００４５】ところで、上記のように加速と判定され、
加速続行中は、リーン運転中でも、ストイキオまたはリ
ッチにするための燃料噴射制御が実行されるが、スロッ
トル開度変化がなくなって所定時間が経過すると、加速
続行中が解除されたとして、再度ステップＡ１０，Ａ１
１でＮＯルートをとり、再度リーン運転を再開する。こ
のときはＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率は回復
しているので、再度リーンバーン運転を行なっても、Ｎ
Ｏｘ浄化を期待できる。

【００４６】以降は、リ−ンバーン状態での運転が継続
している場合に、同様の処理を繰り返す。これにより、
排気通路４に設けられたＮＯｘ浄化部材１００は、リー
ンバーン運転中において、時間経過とともにＮＯｘ浄化
効率が低下するが、設定時間ｔｂが経過すると、これに
応じて、加速判定閾値設定手段６０Ａで設定される加速
判定閾値ΔθＳをより小さい値に変化させることが行な
われるので、アクセルペダルを僅かに踏み込んでも、加
速運転であると判定されて、燃料空気の混合割合がスト
イキオ状態またはリッチ状態にされ、その結果、ＮＯｘ
浄化部材１００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復
することができる。そして、このとき、トルク変動によ
りショックを生じる可能性があるが、この場合、運転者
はアクセルペダルを踏み込んでいるため、仮にトルク変
動によりショックが生じても、ショックと感じない。

【００４７】なお、通常運転時に、加速判定閾値ΔθＳ
を小さくしないのは、燃費の観点からなるべくストイキ
オ加速と判定しないようにするためである。ここで、上
記のフローチャートによって実行される燃料噴射制御等
に関するタイムチャートを示すと、図５のようになる。
なお、リーン運転条件が成立していない図７に示すよう
な１０モード，１５モード走行時の運転又は一般走行時
においては、自然に加減速を繰り返すため、設定空燃比
はリッチ／ストイキオとリーンと変化し、ＮＯｘ浄化部
材１００による浄化性能は自然に回復する。

【００４８】（ｂ）第２実施例の説明図８〜図１０は本発明の第２実施例としての希薄燃焼式
内燃機関の制御装置を示すもので、図８は本装置の制御
ブロック図、図９は本装置の動作を説明するためのフロ
ーチャート、図１０は本装置の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【００４９】さて、この第２実施例は、図３に示すよう
な制御系を有する図２に示すようなエンジンシステムに
おいて、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯ
ｘ浄化効率が低下すると、これに応じて、減速判定閾値
ΔθＤをより大きな値に変化させ、運転者による僅かな
アクセルペダル戻し操作により、燃料カットを強行し
て、運転者によるアクセルペダル踏み込み操作を促すよ
うにするとともに、上記のＮＯｘ浄化部材１００のＮＯ
ｘ浄化効率が低下に応じて、加速判定閾値ΔθＳをより
小さな値に変化させて、運転者によるアクセルペダル踏
み込み操作が行なわれた場合に、僅かな踏込み動作で加
速と判定して、加速ストイキオ運転を行なえるようにし
たものである。

【００５０】この第２実施例においても、燃料噴射制御
（空燃比制御）に着目すると、この第２実施例にかかる
燃料噴射制御（インジェクタ駆動時間制御）のために、
制御ユニット２５は、図８に示すように、基本駆動時間
決定手段５０，空燃比係数設定手段５１，リーン空燃比
係数設定手段５２，加速ストイキオ運転用空燃比係数設
定手段５３，その他補正係数設定手段５４，デッドタイ
ム補正手段５５，選択手段５６，５７の機能をそなえて
おり、更にリーン運転条件判定手段５８，スロットル開
度変化検出手段（負荷変化パラメータ検出手段）５９，
第１切替制御手段６０，第２切替制御手段６１，燃料カ
ット制御手段６２の機能も有している。

【００５１】ここで、基本駆動時間決定手段５０，空燃
比係数設定手段５１，リーン空燃比係数設定手段５２，
加速ストイキオ運転用空燃比係数設定手段５３，その他
補正係数設定手段５４，デッドタイム補正手段５５，選
択手段５６，５７，リーン運転条件判定手段５８，スロ
ットル開度変化検出手段（負荷変化パラメータ検出手
段）５９，第１切替制御手段６０，第２切替制御手段６
１については、前述の第１実施例と同じであるので、そ
の説明は省略する。

【００５２】燃料カット制御手段６２は、スロットル開
度変化検出手段５９からの出力情報と減速判定閾値Δθ
Ｄとを比較し、出力情報が減速判定閾値ΔθＤよりも小
さいと、減速運転であると判定して、エンジン１に供給
される燃料をカットするもので、このために、スイッチ
手段６２Ａとスイッチ開閉制御手段６３Ｂとから構成さ
れている。

【００５３】ここで、スイッチ手段６２Ａはインジェク
タ９への信号をオンオフするもので、スイッチ開閉制御
手段６３Ｂは、減速判定閾値ΔθＤを設定する減速判定
閾値設定手段６２Ａ−１を内蔵して、スイッチ手段６２
Ａをオンオフ制御するもので、具体的には、スロットル
開度変化検出手段５９からの出力情報と減速判定閾値設
定手段６２Ａ−１で設定された減速判定閾値ΔθＤとを
比較して、出力情報が減速判定閾値ΔθＤよりも小さい
と、減速運転であると判定して、スイッチ手段６２Ａを
オフにし、それ以外ではスイッチ手段６２Ａをオンにす
るものである。

【００５４】また、リーン運転中に所定時間が経過し
て、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率が低下する
と、これに応じて、減速判定閾値設定手段６２Ａ−１で
は、減速判定閾値ΔθＤをより大きな値（ΔθＥ＋Δθ
２）に変化させるようになっている。次に、上記のよう
にＮＯｘ浄化部材１００や三元触媒１０を排気系に有す
るリーンバーンエンジンにおける燃料噴射制御（空燃比
制御）について、図９に示すフローチャートを用いて説
明する。

【００５５】まず、ステップＢ１で、Ａ／Ｎ（エンジン
１回転当たりの吸気量）やエンジン回転数Ｎｅや冷却水
温Ｔｗ等を読み込んで、ステップＢ２で、リーン運転条
件が成立したかどうかを判定する。最初は、リーン運転
条件が成立していないので、ステップＢ３で、ストイキ
オまたはリッチ運転状態に応じた空燃比係数ＫＡＦＳを
ＫＡＦとおく。

【００５６】その後は、ステップＢ４で、燃料カットフ
ラグをリセットし、ステップＢ５で、タイマ値ＴＢを０
にし、ステップＢ６で、リッチ化フラグをリセットし、
ステップＢ７で、加速判定閾値変化量Δθを０にし、ス
テップＢ８で、減速判定閾値変化量Δθ２を０にしてか
ら、ステップＢ９で、燃料カットフラグがセットされて
いるかどうかを判定する。この場合は、ステップＢ６
で、リッチ化フラグはリセットされているから、ステッ
プＢ１０で、ＫＡＦに応じて、空燃比を設定する。

【００５７】これにより、エンジン運転状態に応じて、
ストイキオまたはリッチにするための燃料噴射制御が実
行される。次に、ステップＢ２で、リーン運転条件が成
立したとすると、ステップＢ２でＹＥＳルートをとっ
て、ステップＢ１１で、加速判定閾値ΔθＳをΔθＦ−
Δθ（ΔθＦは加速判定閾値の初期値で正の値）として
設定するとともに、ステップＢ１２で、減速判定閾値Δ
θＤをΔθＥ＋Δθ２（ΔθＥは減速判定閾値の初期値
で負の値）として設定し、ステップＢ１３で、スロット
ル開度変化ｄθを読み込む。最初はΔθ，Δθ２はいず
れも０である。

【００５８】そして、ステップＢ１４で、加速継続中か
どうかを判定する。最初はＮＯであるとすると、ステッ
プＢ１４−２で、スロットル開度変化ｄθが加速判定閾
値ΔθＳより大きいかどうかを判定する。ステップＢ１
４−２でＮＯであるなら、ステップＢ１５で、スロット
ル開度変化ｄθが減速判定閾値ΔθＤより小さいかどう
かを判定する。この場合も、最初はＮＯであるとする
と、ステップＢ１６で、リーン運転状態に応じた空燃比
係数ＫＡＦＬをＫＡＦとして設定し、ステップＢ１７
で、燃料カットフラグをリセットする。

【００５９】そして、次のステップＢ１８で、リッチ化
フラグセットかどうかを判定する。リーン運転条件成立
前に、ステップＢ６でリッチ化フラグリセットにされる
から、最初はＮＯルートをとって、ステップＢ１９で、
Ａ／Ｎやエンジン回転数Ｎｅに応じたＮＯｘ浄化部材性
能低下時間ｔｂを設定し、ステップＢ２０で、タイマ値
ＴＢが設定時間ｔｂを越えたかどうかを判定する。

【００６０】もし、越えていない場合は、ステップＢ２
０で、ＮＯルートをとって、ステップＢ２１，Ｂ２２
で、Δθ＝０，Δθ２＝０としてから、ステップＢ９
で、燃料カットフラグがセットされているかどうかを判
定する。この場合も、ステップＢ６で、リッチ化フラグ
はリセットされているから、ステップＢ１０で、ＫＡＦ
に応じて、空燃比を設定する。

【００６１】これにより、リーン運転状態に応じた燃料
噴射制御が実行される。なお、このリーン運転時におい
ては、排気通路４に設けられたＮＯｘ浄化部材１００
は、時間経過とともにＮＯｘ浄化効率が低下してきてい
る。その後、ステップＢ２０で、タイマ値ＴＢが設定時
間ｔｂを越えると、ステップＢ２３で、タイマ値ＴＢを
０にし、ステップＢ２３−２で、リッチ化フラグをセッ
トし、ステップＢ２４，Ｂ２５で、Δθ＝γ（γ＞
０），Δθ２＝η（η＞０）とおき、更にステップＢ
９，Ｂ１０の処理を続行する。

【００６２】その後も、リーン運転条件が成立している
とすると、ステップＢ２でＹＥＳルートをとり、ステッ
プＢ１１で、加速判定閾値ΔθＳがΔθＦ−Δθ即ちΔ
θＦ−γとして設定されるとともに、ステップＢ１２
で、減速判定閾値ΔθＤがΔθＥ＋Δθ２即ちΔθＥ＋
ηとして設定される。これにより、リーン運転中に所定
時間ｔｂが経過して、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄
化効率が低下すると、これに応じて、加速判定閾値Δθ
Ｓがより小さい値に変更されるとともに、減速判定閾値
ΔθＤがより大きい値に変更される。

【００６３】従って、ステップＢ１５では、急激な減速
をさせようとする意思を持たずに運転者がアクセルペダ
ルを僅かに戻しても、ＹＥＳルートをとる、即ち減速運
転であると判定されるため、ステップＢ２６で、燃料カ
ットフラグをセットする。これにより、燃料カットが実
施される。その結果、減速したいと思っていない運転者
は、減速したことを体感して自然にアクセルペダルを踏
み込む。そして、ステップＢ１４−２では、アクセルペ
ダルを僅かに踏み込んでも、ＹＥＳルートをとる、即ち
加速運転であると判定して、ステップＢ２８で、加速ス
トイキオ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣをＫＡＦとおき、
ステップＢ４で、燃料カットフラグをリセットし、ステ
ップＢ５で、タイマ値ＴＢを０にし、ステップＢ６で、
リッチ化フラグをリセットし、ステップＢ７，Ｂ８で、
加速判定閾値変化量Δθ，減速判定閾値変化量Δθ２を
それぞれ０にしてから、ステップＢ９，Ｂ１０の処理を
施すことにより、加速ストイキオ運転用空燃比係数ＫＡ
ＦＡＣに応じて、空燃比を設定する。

【００６４】これにより、リーン運転中に、所定時間が
経過すると、運転者の僅かな減速操作により燃料カット
が実施されるので、これに促されるように、運転者がア
クセルペダルを踏み込むが、このようにアクセルペダル
を踏み込むと、ストイキオまたはリッチにするための燃
料噴射制御が実行される。その結果、ＮＯｘ浄化部材１
００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復する。

【００６５】そして、このようにストイキオまたはリッ
チに切り替えると、この実施例でも、トルク変動により
ショックを生じる可能性があるが、この場合、運転者は
アクセルペダルを踏み込んでいるため、仮にトルク変動
によりショックが生じても、ショックと感じない。な
お、その後も、アクセルペダルを僅かに踏み込むことを
続けていると、ステップＢ１４でＹＥＳルートをとるた
め、リーン運転中でも、ストイキオまたはリッチにする
ための燃料噴射制御が続行される。

【００６６】もし、ステップＢ２４，Ｂ２５での設定で
も、加速あるいは減速と判定されない場合は、ステップ
Ｂ１８でＹＥＳルートをとって、ステップＢ２９，Ｂ３
０で、Δθ＝Δθ＋Δγ（Δγ＞０），Δθ２＝Δθ２
＋Δη（Δη＞０）とおいて、ステップＢ９，Ｂ１０の
処理を行なう。これにより、ステップＢ１１では、更に
加速判定閾値ΔθＳがΔθＦ−（Δθ＋Δγ）即ちΔθ
Ｆ−（γ＋Δγ）として設定されるとともに、ステップ
Ｂ１２では、更に減速判定閾値ΔθＤがΔθＥ＋（Δθ
２＋Δη）即ちΔθＥ＋（η＋Δη）として設定され
る。これにより、運転者の更に僅かな減速操作によって
も燃料カットが実施されるので、これに促されるよう
に、運転者がアクセルペダルを踏み込んで、運転者によ
るアクセルペダルの更に僅かな踏み込みにより、ストイ
キオまたはリッチにするための燃料噴射制御が実行され
る。その結果、ＮＯｘ浄化部材１００は、低下していた
ＮＯｘ浄化効率を回復する。

【００６７】さらに、これでも減速あるいは加速と判定
されない場合は、ステップＢ２９，Ｂ３０の処理を繰り
返す。これにより、加速判定閾値ΔθＳが段々小さい値
に変更されていくとともに、減速判定閾値ΔθＤが段々
大きい値に変更されていく。しかし、この場合でも、加
速判定閾値ΔθＳの最小値，減速判定閾値ΔθＤの最大
値は規定しておくことが好ましい。

【００６８】なお、ステップＢ２４，Ｂ２５で設定され
る値で十分である場合は、上記のステップＢ２９，Ｂ３
０は省略することが可能である。ところで、上記のよう
に減速と判定された後、加速と判定されて、加速を続行
している間は、リーン運転中でも、ストイキオまたはリ
ッチにするための燃料噴射制御が実行されるが、スロッ
トル開度変化がなくなって所定時間が経過すると、加速
続行中が解除されたとして、再度ステップＢ１４，Ａ１
４−２でＮＯルートをとり、再度リーン運転を再開す
る。このときはＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率
は回復しているので、再度リーンバーン運転を行なって
も、ＮＯｘ浄化を期待できる。

【００６９】以降は、リ−ンバーン状態での運転が継続
している場合に、同様の処理を繰り返す。これにより、
排気通路４に設けられたＮＯｘ浄化部材１００は、リー
ンバーン運転中において、時間経過とともにＮＯｘ浄化
効率が低下するが、設定時間ｔｂが経過すると、これに
応じて、減速判定閾値設定手段６２Ｂ−１で設定される
減速判定閾値ΔθＤをより大きい値に変化させることが
行なわれるので、リーン運転中に、所定時間が経過する
と、運転者の僅かな減速操作により燃料カットが実施さ
れて、これに促されるように、運転者がアクセルペダル
を踏み込むが、このときは運転者がアクセルペダルを僅
かに踏み込んでも、ストイキオまたはリッチにするため
の燃料噴射制御が実行されるので、その結果、ＮＯｘ浄
化部材１００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復す
ることができる。そして、このとき、ストイキオまたは
リッチへの切替時に、トルク変動によりショックが生じ
る可能性があるが、この場合、運転者はアクセルペダル
を踏み込んでいるため、仮にトルク変動によりショック
が生じても、ショックと感じない。

【００７０】なお、通常運転時に、加速判定閾値ΔθＳ
を小さくしないのは、燃費の観点からなるべくストイキ
オ加速と判定しないようにするためであり、減速判定閾
値ΔθＤを大きくしないのは、不意の減速状況（トルク
の落ち込み）を多発させないためである。ここで、上記
のフローチャートによって実行される燃料噴射制御等に
関するタイムチャートを示すと、図１０のようになる。

【００７１】なお、リーン運転条件が成立していない図
７に示すような１０モード，１５モード走行時の運転又
は一般走行時においては、前述の第１実施例と同様にし
て、自然に加減速を繰り返すため、設定空燃比はリッチ
／ストイキオとリーンと変化し、ＮＯｘ浄化部材１００
による浄化性能は自然に回復する。（ｃ）第３実施例の説明図１１〜図１３は本発明の第３実施例としての希薄燃焼
式内燃機関の制御装置を示すもので、図１１は本装置の
制御ブロック図、図１２は本装置の動作を説明するため
のフローチャート、図１３は本装置の動作を説明するた
めのタイムチャートである。

【００７２】さて、この第３実施例は、図３に示すよう
な制御系を有する図２に示すようなエンジンシステムに
おいて、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯ
ｘ浄化効率が低下すると、これに応じて、減速判定閾値
ΔθＤをより大きな値に変化させ、運転者による僅かな
アクセルペダル戻し操作により、燃料カットを強行し
て、運転者によるアクセルペダル踏み込み操作を促すよ
うにしたものである。

【００７３】この第３実施例においても、燃料噴射制御
（空燃比制御）に着目すると、この第３実施例にかかる
燃料噴射制御（インジェクタ駆動時間制御）のために、
制御ユニット２５は、図１１に示すように、基本駆動時
間決定手段５０，空燃比係数設定手段５１，リーン空燃
比係数設定手段５２，加速ストイキオ運転用空燃比係数
設定手段５３，その他補正係数設定手段５４，デッドタ
イム補正手段５５，選択手段５６，５７の機能をそなえ
ており、更にリーン運転条件判定手段５８，スロットル
開度変化検出手段（負荷変化パラメータ検出手段）５
９，第１切替制御手段６０，第２切替制御手段６１′，
燃料カット制御手段６２の機能も有している。

【００７４】ここで、基本駆動時間決定手段５０，空燃
比係数設定手段５１，リーン空燃比係数設定手段５２，
加速ストイキオ運転用空燃比係数設定手段５３，その他
補正係数設定手段５４，デッドタイム補正手段５５，選
択手段５６，５７，リーン運転条件判定手段５８，スロ
ットル開度変化検出手段（負荷変化パラメータ検出手
段）５９，第１切替制御手段６０，燃料カット制御手段
６２については、前述の第２実施例と同じであるので、
その説明は省略する。

【００７５】第２切替制御手段６１′は、第２切替制御
手段６１と同様に、加速判定閾値ΔθＳを設定する加速
判定閾値設定手段６１′Ａの機能を内蔵して、選択手段
５６の切替制御を行なうものであるが、更に具体的に言
えば、リーン運転中にスロットル開度変化検出手段５９
からの出力情報と加速判定閾値設定手段６１′Ａで設定
された加速判定閾値ΔθＳとを比較して、出力情報が加
速判定閾値ΔθＳよりも大きいと、加速運転であると判
定して、この場合は、選択手段５６に、加速ストイキオ
運転用空燃比補正係数設定手段５３からの加速ストイキ
オ運転用空燃比係数ＫＡＦＡＣを選択させ、リーン運転
時におけるその他の場合は、選択手段５６に、リーン空
燃比係数設定手段５２からの空燃比係数ＫＡＦＬを選択
させるように、制御するものであるが、リーン運転中に
所定時間が経過して、ＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄
化効率が低下しても、これに応じて、加速判定閾値設定
手段６１′Ａでは、ここで設定される加速判定閾値Δθ
Ｓは変化させない。

【００７６】次に、上記のようにＮＯｘ浄化部材１００
や三元触媒１０を排気系に有するリーンバーンエンジン
における燃料噴射制御（空燃比制御）についての処理フ
ローを示すと、図１２のようになる。そして、このフロ
ーチャートは、図９に示したもののうち、加速判定閾値
ΔθＳを変化させる処理ステップを省略したものである
ので、その説明は省略する。

【００７７】従って、この第３実施例では、ＮＯｘ浄化
部材１００は、リーンバーン運転中において、時間経過
とともにＮＯｘ浄化効率が低下するが、設定時間ｔｂが
経過すると、これに応じて、減速判定閾値設定手段６２
Ｂ−１で設定される減速判定閾値ΔθＤをより大きい値
に変化させることが行なわれるので、リーン運転中に、
所定時間が経過すると、運転者の僅かな減速操作により
燃料カットが実施されるが、減速したいと思っていない
運転者は、減速したことを体感して自然にアクセルペダ
ルを踏み込む。これにより、ストイキオまたはリッチに
するための燃料噴射制御が実行されて、ＮＯｘ浄化部材
１００は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復すること
ができる。そして、このとき、ストイキオまたはリッチ
への切替時に、トルク変動によりショックを生じる可能
性があるが、この場合も、運転者はアクセルペダルを踏
み込んでいるため、仮にトルク変動によりショックが生
じても、ショックと感じない。

【００７８】なお、通常運転時に、減速判定閾値ΔθＤ
を大きくしないのは、不意の減速状況（トルクの落ち込
み）を多発させないためである。また、上記のフローチ
ャートによって実行される燃料噴射制御等に関するタイ
ムチャートを示すと、図１３のようになる。さらに、リ
ーン運転条件が成立していない図７に示すような１０モ
ード，１５モード走行時の運転又は一般走行時において
は、前述の第１，第２実施例と同様にして、自然に加減
速を繰り返すため、設定空燃比はリッチ／ストイキオと
リーンと変化し、ＮＯｘ浄化部材１００による浄化性能
は自然に回復する。

【００７９】（ｄ）その他また、上記の各実施例では、ＮＯｘ浄化部材１００の下
流側に、三元触媒１０を配置しているが、この三元触媒
１０の代わりに、酸化触媒を配置してもよく、更には、
ＮＯｘ浄化部材１００の上流側に、三元触媒１０又は酸
化触媒を配置することもできる。

【００８０】さらに、リーンバーン運転中において、Ｎ
Ｏｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率が低下する時間
（設定時間）ｔｂが経過する毎に、加速判定閾値設定手
段６０Ａで設定される加速判定閾値ΔθＳをより小さい
値に変化させる代わりに、リーンバーン運転中におい
て、実際にＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ浄化効率が低
下したことが検出されると、加速判定閾値設定手段６０
Ａで設定される加速判定閾値ΔθＳをより小さい値に変
化させるようにすることも勿論できる。この場合、リー
ンバーン運転中におけるＮＯｘ浄化部材１００のＮＯｘ
浄化効率低下度は、リニアＯ₂センサ２２等の入力を基
にコンピュータのベースマップにより又はＮＯｘセンサ
のようなもので検出する。

【００８１】また、負荷変化パラメータ検出手段とし
て、スロットル開度変化を検出するものを用いる代わり
に、吸気通路圧力変化や吸入空気量変化を検出するもの
を用いてもよい。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明の希薄燃焼式内燃機関の制御装置によれば、希薄燃焼
式内燃機関の排気系に、希薄燃焼状態で運転すると時間
経過とともにＮＯｘ浄化効率が低下するが該理論空燃比
または該理論空燃比よりも過濃側空燃比での運転状態に
切り替えるとＮＯｘ浄化効率が回復するような特性を有
するＮＯｘ浄化部材をそなえるとともに、内燃機関の負
荷状態の変化と相関するパラメータを検出する負荷変化
パラメータ検出手段と、加速判定値を設定する加速判定
値設定手段と、希薄燃焼運転中に該負荷変化パラメータ
検出手段からの出力情報と該加速判定値設定手段で設定
された該加速判定値とを比較して、該出力情報が該加速
判定値よりも大きいと、加速運転であると判定して、該
内燃機関に供給される燃料空気の混合割合を上記の理論
空燃比状態または過濃側空燃比状態にする空燃比制御手
段とをそなえ、該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低
下すると、これに応じて、該加速判定値設定手段で設定
される該加速判定値をより小さい値に変化させるので、
希薄燃焼運転中において、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化
効率が低下すると、アクセルペダルを僅かに踏み込んで
も、加速運転であると判定され、燃料空気の混合割合が
上記の理論空燃比状態または過濃側空燃比状態にされ、
その結果、ＮＯｘ浄化部材は、低下していたＮＯｘ浄化
効率を回復することができ、ＮＯｘ浄化部材による浄化
機能を十分に保持できる利点がある。

【００８３】また、請求項２記載の発明の希薄燃焼式内
燃機関の制御装置によれば、希薄燃焼式内燃機関の排気
系に、希薄燃焼状態で運転すると時間経過とともにＮＯ
ｘ浄化効率が低下するが該理論空燃比または該理論空燃
比よりも過濃側空燃比での運転状態に切り替えるとＮＯ
ｘ浄化効率が回復するような特性を有するＮＯｘ浄化部
材をそなえるとともに、内燃機関の負荷状態の変化と相
関するパラメータを検出する負荷変化パラメータ検出手
段と、減速判定値を設定する減速判定値設定手段と、加
速判定値を設定する加速判定値設定手段と、該負荷変化
パラメータ検出手段からの出力情報と該減速判定値設定
手段で設定された該減速判定値とを比較して、該出力情
報が該減速判定値よりも小さいと、減速運転であると判
定して、該内燃機関に供給される燃料をカットする燃料
カット制御手段と、該負荷変化パラメータ検出手段から
の出力情報と該加速判定値設定手段で設定された該加速
判定値とを比較して、該出力情報が該加速判定値よりも
大きいと、加速運転であると判定して、該内燃機関に供
給される燃料空気の混合割合を上記の理論空燃比状態ま
たは過濃側空燃比状態にする空燃比制御手段とをそな
え、該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、
これに応じて、該減速判定値設定手段で設定される該減
速判定値をより大きな値に変化させるので、希薄燃焼運
転中において、ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下
すると、燃料カットされるため、運転者はアクセルペダ
ルを踏み込み、これに伴い、加速運転であると判定され
て、燃料空気の混合割合が上記の理論空燃比状態または
過濃側空燃比状態にされ、その結果、ＮＯｘ浄化部材
は、低下していたＮＯｘ浄化効率を回復することがで
き、この場合も、ＮＯｘ浄化部材による浄化機能を十分
に保持できる利点がある。

【００８４】さらに、請求項３記載の希薄燃焼式内燃機
関の制御装置では、請求項２記載の装置において、ＮＯ
ｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これに応じ
て、該加速判定値設定手段で設定される該加速判定値を
より小さい値に変化させるので、燃料カット後の運転者
によるアクセルペダルの僅かな踏み込みでも、加速運転
であると判定されて、燃料空気の混合割合が上記の理論
空燃比状態または過濃側空燃比状態にされ、リーン運転
時におけるＮＯｘ浄化を更に効果的に行なえる利点があ
る。

【００８５】また、請求項４記載の希薄燃焼式内燃機関
の制御装置では、希薄側空燃比状態での運転中に、機関
の運転状態に応じて設定される時間が経過すると、該Ｎ
Ｏｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下したと推定するこ
とが行なわれるので、ＮＯｘ浄化部材劣化検出手段を簡
便な手法により実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての希薄燃焼式内燃機
関の制御装置の制御ブロック図である。

【図２】本装置を有するエンジンシステムの全体構成図
である。

【図３】本装置を有するエンジンシステムの制御系を示
すハードブロック図である。

【図４】第１実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】第１実施例の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

【図６】ＮＯｘ浄化部材の特性図である。

【図７】１０モード，１５モード走行時の特性図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例としての希薄燃焼式内燃機
関の制御装置の制御ブロック図である。

【図９】第２実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図１０】第２実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図１１】本発明の第３実施例としての希薄燃焼式内燃
機関の制御装置の制御ブロック図である。

【図１２】第３実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１３】第３実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２燃焼室３吸気通路４排気通路５吸気弁６排気弁７エアクリーナ８スロットル弁９電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）９ａインジェクタソレノイド１０三元触媒１６点火プラグ１７エアフローセンサ（吸気量センサ）１８吸気温センサ１９大気圧センサ２０スロットルポジションセンサ２１アイドルスイッチ２２リニアＯ₂センサ２３水温センサ２４クランク角センサ（エンジン回転数センサ）２５制御ユニット２６ＣＰＵ（演算装置）２８入力インタフェース２９アナログ／ディジタルコンバータ３０車速センサ３５入力インタフェース３６ＲＯＭ（記憶手段）３７ＲＡＭ３９噴射ドライバ４０点火ドライバ４１パワートランジスタ４２点火コイル４３ディストリビュータ５０基本駆動時間決定手段５１空燃比補正設定手段５２リーン空燃比係数設定手段５３加速ストイキオ運転用空燃比係数設定手段５４その他補正係数設定手段５５デッドタイム補正手段５６，５７選択手段５８リーン運転条件判定手段５９スロットル開度変化検出手段（負荷変化パラメー
タ検出手段）６０第１切替制御手段６１，６１′ 第２切替制御手段６１Ａ，６１′Ａ加速判定閾値設定手段６２燃料カット制御手段６２Ａスイッチ手段６２Ｂスイッチ開閉制御手段６３Ｂ−１減速判定閾値設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉嘉明東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者三林大介東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平５−133260（ＪＰ，Ａ) 特開平３−235744（ＪＰ，Ａ) 特開平３−54343（ＪＰ，Ａ) 特開平６−58185（ＪＰ，Ａ) 特開平６−66135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/04 305 F02D 41/02 305 F02D 41/10 305

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所要の運転条件下では理論空燃比よりも
希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃
機関において、その排気系に、希薄燃焼状態で運転すると時間経過とと
もにＮＯｘ浄化効率が低下するが該理論空燃比または該
理論空燃比よりも過濃側空燃比での運転状態に切り替え
るとＮＯｘ浄化効率が回復するような特性を有するＮＯ
ｘ浄化部材をそなえるとともに、内燃機関の負荷状態の変化と相関するパラメータを検出
する負荷変化パラメータ検出手段と、加速判定値を設定する加速判定値設定手段と、希薄燃焼運転中に該負荷変化パラメータ検出手段からの
出力情報と該加速判定値設定手段で設定された該加速判
定値とを比較して、該出力情報が該加速判定値よりも大
きいと、加速運転であると判定して、該内燃機関に供給
される燃料空気の混合割合を上記の理論空燃比状態また
は過濃側空燃比状態にする空燃比制御手段とをそなえ、該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これ
に応じて、該加速判定値設定手段で設定される該加速判
定値をより小さい値に変化させることを特徴とする、希
薄燃焼式内燃機関の制御装置。
【請求項２】所要の運転条件下では理論空燃比よりも
希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃
機関において、その排気系に、希薄燃焼状態で運転すると時間経過とと
もにＮＯｘ浄化効率が低下するが該理論空燃比または該
理論空燃比よりも過濃側空燃比での運転状態に切り替え
るとＮＯｘ浄化効率が回復するような特性を有するＮＯ
ｘ浄化部材をそなえるとともに、内燃機関の負荷状態の変化と相関するパラメータを検出
する負荷変化パラメータ検出手段と、減速判定値を設定する減速判定値設定手段と、加速判定値を設定する加速判定値設定手段と、該負荷変化パラメータ検出手段からの出力情報と該減速
判定値設定手段で設定された該減速判定値とを比較し
て、該出力情報が該減速判定値よりも小さいと、減速運
転であると判定して、該内燃機関に供給される燃料をカ
ットする燃料カット制御手段と、該負荷変化パラメータ検出手段からの出力情報と該加速
判定値設定手段で設定された該加速判定値とを比較し
て、該出力情報が該加速判定値よりも大きいと、加速運
転であると判定して、該内燃機関に供給される燃料空気
の混合割合を上記の理論空燃比状態または過濃側空燃比
状態にする空燃比制御手段とをそなえ、該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下すると、これ
に応じて、該減速判定値設定手段で設定される該減速判
定値をより大きな値に変化させることを特徴とする、希
薄燃焼式内燃機関の制御装置。
【請求項３】該ＮＯｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低
下すると、これに応じて、該加速判定値設定手段で設定
される該加速判定値をより小さい値に変化させることを
特徴とする請求項２記載の希薄燃焼式内燃機関の制御装
置。
【請求項４】希薄側空燃比状態での運転中に、機関の
運転状態に応じて設定される時間が経過すると、該ＮＯ
ｘ浄化部材のＮＯｘ浄化効率が低下したと推定すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希薄燃焼
式内燃機関の制御装置。