JP3551083B2

JP3551083B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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Publication number: JP3551083B2
Application number: JP15383599A
Authority: JP
Inventors: 孝史川合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: JP2000345833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に設けられた排気浄化触媒の温度を上昇させる内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費向上を意図して理論空燃比よりもリーンな空燃比で混合気を燃焼させる、いわゆるリーン燃焼を実行することが可能な内燃機関が提案され、実用化されている。こうした内燃機関では、リーン燃焼中において通常の三元触媒による窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化が困難になるため、リーン燃焼中に生成されるＮＯｘを吸着する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が排気通路に設けられる。そして、リーン燃焼中には排気中のＮＯｘを吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸着させ、同排気とともに外部に排出されるＮＯｘの量を少なくする。
【０００３】
また、上記内燃機関では、所定のタイミングを見計らって一時的に理論空燃比よりもリッチな空燃比での混合気の燃焼を行う、いわゆるリッチスパイク制御が実行される。こうしたリッチスパイク制御により理論空燃比よりもリッチな空燃比での混合気の燃焼が行われると、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸着されたＮＯｘが排気中の炭化水素（ＨＣ）等によって窒素（Ｎ２）に還元され、上記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸着されたＮＯｘが飽和するのを防止することができる。
【０００４】
しかし、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒には、ＮＯｘばかりでなく硫黄（Ｓ）や硫黄化合物（ＳＯｘ）等も付着する。こうした物質が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸着された場合、上記リッチスパイク制御を実行したとしても同触媒から上記物質を離脱させることは困難である。そして、上記物質が付着した吸蔵還元型ＮＯｘ触媒においては、本来ＮＯｘが吸着されるべきところに上記物質が吸着されるため、同触媒におけるＮＯｘの吸着能力が低下することとなる。
【０００５】
そこで従来は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を上昇させて上記物質を同触媒から離脱させる装置が提案されている。こうした装置としては、例えば特開平８−１８９３８８号公報や特開平８−６１０５２号公報に記載された排気浄化装置が知られている。
【０００６】
これらの公報に記載された装置では、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を上昇させるために、一部の気筒の空燃比をリッチにするとともに他の気筒の空燃比をリーンにすることで排気通路に未燃燃料と空気とを供給し、排気通路内で上記燃料を燃焼させるようにしている。こうして排気通路内での燃焼が生じることにより、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が上昇して同触媒から上記物質が離脱するようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から硫黄や硫黄化合物等の物質を離脱させることで、同触媒におけるＮＯｘの吸着能力の低下を防止することができるようにはなる。しかし、上記物質を離脱させるべく吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を上昇させるために、一部の気筒をリッチにするとともに他の気筒をリーンにする必要があり、こうした気筒毎の空燃比制御によって内燃機関の出力トルクが所定サイクルで変動する。そして、このように内燃機関の出力トルクが変動することにより、ドライバビリティが悪化することとなる。特に、空燃比がリーンになることによってトルク変動量が増加し易い気筒が上記気筒毎の空燃比制御によってリーンとされた場合には上記の悪影響が大きくなる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気浄化触媒の温度を上昇させる際の機関トルク変動量を最小限に抑えてドライバビリティが悪化するのを抑制することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関における一部の気筒の空燃比をリッチにするともに、他の気筒の空燃比をリーンにすることにより、同機関の排気通路で混合気の燃焼を生じさせ、この混合気の燃焼により前記排気通路に設けられた排気浄化触媒の温度を上昇させる内燃機関の排気浄化装置において、空燃比をリッチにする気筒とリーンにする気筒とを変更して各々の空燃比の設定にて空燃比制御を実行したときの機関トルク変動量を算出し、それら算出されるトルク変動量に基づき同変動量が小さい空燃比の設定を学習する学習手段と、前記学習手段による空燃比の設定の学習が完了した後、前記学習された空燃比の設定にて前記空燃比制御を行って、前記排気浄化触媒の温度を上昇させる昇温手段とを備えた。
【００１０】
同構成によれば、学習された空燃比の設定にて空燃比制御を行うことにより、一部の気筒をリッチにするとともに他の気筒をリーンにして排気浄化触媒の温度を上昇させる際、機関トルク変動量が最小に抑えられて同トルク変動に伴うドライバビリティの悪化が抑制される。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記排気浄化触媒は排気中のＮＯｘを吸着する吸蔵還元型のものであり、前記学習手段は内燃機関が前記排気浄化触媒から硫黄を離脱させるべき所定運転状態にあるとき前記空燃比の設定の学習を行うための空燃比制御を実行するものとした。
【００１２】
排気浄化触媒からの硫黄の離脱は、同触媒の温度を上昇させることによって行われる。従って、内燃機関が前記排気浄化触媒から硫黄を離脱させるべき所定運転状態にあるとき、空燃比をリッチにする気筒とリーンにする気筒とを変更して各気筒毎での空燃比の設定を学習するための空燃比制御を行う同構成によれば、同学習のための空燃比制御が不必要に行われることはなくなる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記学習手段は、内燃機関が前記所定運転状態にある期間中には空燃比をリッチにする気筒とリーンにする気筒とを固定するとともに、この期間中に算出された機関トルク変動量を機関停止後も記憶し、機関始動後に最初に内燃機関が前記所定運転状態になったときには前記空燃比の設定の学習を行うために未だ機関トルク変動量の算出が行われていない各気筒毎の空燃比の設定にて空燃比制御を実行するものとした。
【００１４】
同構成によれば、機関始動後に最初に内燃機関が触媒から硫黄を離脱すべき所定運転状態になったとき、未だ機関トルク変動量の算出が行われていない各気筒毎の空燃比の設定にて空燃比制御が行われ、この空燃比制御によって一部の気筒の空燃比がリッチになるとともに他の気筒の空燃比がリーンになる。この状態にあって、機関トルク変動量の算出が行われると、最も機関トルク変動量の小さい各気筒毎の空燃比の設定が学習される。このように機関始動後に最初に内燃機関が触媒から硫黄を離脱させるべき所定運転状態になった後、上記空燃比の設定の学習が行われるため、同学習を機関始動後の早期に完了することができるようになる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、内燃機関が前記所定運転状態になった回数をカウントし、このカウントされる回数が所定回数以上になったとき、前記記憶された機関トルク変動量をリセットする記憶値リセット手段を更に備えた。
【００１６】
同構成によれば、内燃機関が触媒から硫黄を離脱させるべき所定運転状態になった回数が所定回数以上になると、記憶された機関トルク変動量がリセットされて各気筒毎の空燃比の設定の学習が再度行われる。従って、何らかの原因で最もトルク変動の小さくなる各気筒毎の空燃比の設定が変化したとしても、同空燃比の設定の学習が上記のように再度を行われるため、各気筒毎の空燃比の設定を最適に維持することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記学習手段は、内燃機関が前記所定運転状態にある期間中に、空燃比をリッチにする気筒とリーンにする気筒とを変更して各々の空燃比の設定にて空燃比制御を実行したときの機関トルク変動量を算出するものとした。
【００１８】
内燃機関が触媒から硫黄を離脱すべき所定運転状態にある期間中に、空燃比をリッチにする気筒とリーンにする気筒とを変更して各々の空燃比の設定での機関トルク変動量を算出する同構成によれば、最も機関トルク変動量が小さい空燃比の設定の学習を機関始動後の早期に完了することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を直列４気筒の自動車用直噴ガソリンエンジンに適用した第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、エンジン１１のシリンダブロック１１ａ内には、同エンジン１１の１番〜４番気筒＃１〜＃４（図１には一番気筒＃１のみ図示）毎にそれぞれピストン１２が往復移動可能に設けられている。これら各ピストン１２の頭部には、後述する成層燃焼を実行するのに必要な窪み１２ａが形成されている。また、これらピストン１２は、コンロッド１３を介して出力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００２１】
クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジションセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００２２】
また、シリンダブロック１１ａの上端には、シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７と排気ポート１８とが連通している。こうした吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられている。
【００２３】
一方、シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャフト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・遮断される。
【００２４】
また、シリンダヘッド１５において、吸気カムシャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設けられた突起２１ａを検出して検出信号を出力するカムポジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過する。この状態にあっては、カムポジションセンサ２１ｂから上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【００２５】
吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２となっており、排気管３１内及び排気ポート１８内は排気通路３３となっている。
【００２６】
この排気通路３３には、エンジン１１の排気を浄化するための排気浄化触媒３３ａ，３３ｂと、同排気中に含まれる酸素を検出して同酸素濃度に対応した検出信号を出力する空燃比センサ３４とが設けられている。一方、吸気通路３２の上流部分にはスロットルバルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２３は、直流（ＤＣ）モータからなるスロットル用モータ２４の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、スロットルバルブ２３の開度は、スロットルポジションセンサ４４によって検出される。
【００２７】
また、上記スロットル用モータ２４の駆動は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏込量（アクセル踏込量）に基づき制御される。即ち、自動車の運転者がアクセルペダル２５を踏込操作すると、アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ２６によって検出され、同センサ２６の検出信号に基づきスロットル用モータ２４が駆動制御される。このスロットル用モータ２４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２３の開度調節により、吸気通路３２の空気流通面積が変化して燃焼室１６へ吸入される空気の量が調整されるようになる。
【００２８】
吸気通路３２においてスロットルバルブ２３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そして、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の圧力に対応した検出信号を出力する。
【００２９】
また、図１に示すように、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設けられている。この点火プラグ４１による上記混合気への点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナイタ４１ａによって調整される。
【００３０】
そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路３２を介して燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気通路３３に送り出されて排気浄化触媒３３ａ，３３ｂによって浄化される。
【００３１】
これら排気浄化触媒３３ａ，３３ｂの内、触媒３３ｂは窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するための吸蔵還元型ＮＯｘ触媒となっている。従って、触媒３３ｂは、ＮＯｘの浄化が困難な理論空燃比よりもリーンな空燃比での燃焼時に排気中のＮＯｘを一時的に吸着し、理論空燃比よりリッチな空燃比での燃焼時に上記吸着したＮＯｘを排気中の炭化水素（ＨＣ）等によって窒素（Ｎ２）に還元する。
【００３２】
次に、本実施形態におけるエンジン１１の排気浄化装置の電気的構成を図２に基づいて説明する。
この排気浄化装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火時期制御、及びスロットル開度制御など、エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備える算術論理演算回路として構成されている。
【００３３】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時にその記憶されたデータ等を保存する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００３４】
外部入力回路９８には、クランクポジションセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセルポジションセンサ２６、空燃比センサ３４、バキュームセンサ３６、及びスロットルポジションセンサ４４等が接続されている。一方、外部出力回路９９には、スロットル用モータ２４、燃料噴射弁４０、及びイグナイタ４１ａ等が接続されている。
【００３５】
このように構成されたＥＣＵ９２は、クランクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥを求める。更に、アクセルポジションセンサ２６及びバキュームセンサ３６からの検出信号に基づきアクセル踏込量ＡＣＣＰ及び吸気圧ＰＭを求める。そして、アクセル踏込量ＡＣＣＰ若しくは吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき、エンジン１１の負荷を表す基本燃料噴射量Ｑｂｓｅを求める。ＥＣＵ９２は、上記エンジン回転数ＮＥ及び基本燃料噴射量Ｑｂｓｅに基づきエンジン１１の燃焼方式を決定する。
【００３６】
即ち、エンジン１１の高回転高負荷時には混合気を理論空燃比で燃焼させるストイキ燃焼を実行し、エンジン１１の低回転低負荷時には混合気を理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼させるリーン燃焼を実行する。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時にはストイキ燃焼によって混合気の空燃比を理論空燃比としてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時にはリーン燃焼とし空燃比をリーン側の値にして燃費の向上を図るためである。
【００３７】
ここで、上記ストイキ燃焼及びリーン燃焼時の各種制御態様について詳しく説明する。
（ａ）ストイキ燃焼
燃焼方式がストイキ燃焼に決定されると、ＥＣＵ９２は、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑｂｓｅを算出する。こうして算出される基本燃料噴射量Ｑｂｓｅは、エンジン回転数ＮＥが高くなるとともに、吸気圧ＰＭが高くなるほど大きい値になる。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御することにより、上記基本燃料噴射量Ｑｂｓｅに基づき求められる最終燃料噴射量Ｑｆｉｎに対応した量の燃料を、エンジン１１の吸気行程中に燃料噴射弁４０から噴射させる。また、ＥＣＵ９２は、燃料噴射量の空燃比フィードバック補正を行って混合気の空燃比を理論空燃比へと制御する。
【００３８】
また、ＥＣＵ９２は、スロットルポジションセンサ４４からの検出信号に基づき求められる実際のスロットル開度が、アクセル踏込量ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づき算出される目標スロットル開度に近づくようスロットル用モータ２４を駆動制御する。更に、ＥＣＵ９２は、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき目標点火時期を算出し、同目標点火時期に応じてイグナイタ４１ａを駆動制御する。こうしてスロットル開度及び点火時期がストイキ燃焼に適したものになる。
【００３９】
（ｂ）リーン燃焼
一方、燃焼方式がリーン燃焼に決定されると、ＥＣＵ９２は、アクセル踏込量ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑｂｓｅを算出する。こうして算出される基本燃料噴射量Ｑｂｓｅは、エンジン回転数ＮＥが高くなるとともに、アクセル踏込量ＡＣＣＰが大きくなるほど大きい値になる。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御することにより、上記基本燃料噴射量Ｑｂｓｅに基づき求められる最終燃料噴射量Ｑｆｉｎに対応した量の燃料を噴射させる。この燃料噴射により燃焼室１６内に形成される混合気においては、その空燃比が理論空燃比よりもリーンにされる。
【００４０】
こうした理論空燃比よりもリーンな空燃比での混合気の燃焼が行われるリーン燃焼としては、
・エンジン１１の吸気行程中に燃料を噴射して混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな値（例えば１５〜２３）とし、燃焼室１６内の空気の渦により上記リーンな空燃比の混合気を安定して燃焼させる「均質リーン燃焼」
・エンジン１１の圧縮行程中に燃料を噴射してピストン１２の窪み１２ａにより同燃料を点火プラグ周りに集め、混合気全体の平均空燃比を「均質リーン燃焼」時等より大きくしても、同プラグ４１周りの混合気によって良好な着火が得られるようにした「成層燃焼」
・上記「成層燃焼」と「均質リーン燃焼」との中間の燃焼方式であって、エンジン１１の吸気行程中と圧縮行程中との両方に燃料を噴射することによって実行される「弱成層燃焼」
等があげられる。
【００４１】
これらのリーン燃焼において、ＥＣＵ９２は、実際のスロットル開度が基本燃料噴射量Ｑｂｓｅ及びエンジン回転数ＮＥに基づき算出される目標スロットル開度に近づくようスロットル用モータ２４を駆動制御する。更に、ＥＣＵ９２は、アクセル踏込量ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づき目標点火時期を算出し、同目標点火時期に応じてイグナイタ４１ａを駆動制御する。こうしてスロットル開度及び点火時期が上記各種リーン燃焼に適したものになる。
【００４２】
また、上記リーン燃焼では、混合気の平均空燃比を理論空燃比よりも大きくすべくスロットルバルブ２３がストイキ燃焼の場合に比べて開き側に制御される。そのため、リーン燃焼では、燃料噴射量が少なくなるとともにポンピングロスが低減され、エンジン１１の燃費が向上するようになる。
【００４３】
しかし、リーン燃焼時には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である触媒３３ｂに吸着されるＮＯｘの量が増加することとなる。この触媒３３ｂに吸着されるＮＯｘが飽和しないように、ＥＣＵ９２は、所定のタイミングを見計らって上記ＮＯｘを触媒３３ｂから除去するための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においては、リーン燃焼中であっても一時的に理論空燃比よりもリッチな空燃比での混合気の燃焼（リッチ燃焼）が行われ、このリッチ燃焼中の排気に含まれるＨＣ等により上記ＮＯｘをＮ２へと還元して触媒３３ｂから除去する。
【００４４】
また、上記触媒３３ｂには、ＮＯｘだけでなく硫黄酸化物（ＳＯｘ）等も吸着される。こうしたＳＯｘ等が触媒３３ｂに吸着された場合、上記リッチスパイク制御を実行したとしても同触媒３３ｂからＳＯｘ等を除去するのは困難である。そして、ＳＯｘ等が吸着した触媒３３ｂにおいては、本来ＮＯｘが吸着されるべきところにＳＯｘ等が吸着されるため、触媒３３ｂにおけるＮＯｘの吸着能力が低下することとなる。そのため、ＥＣＵ９２は、触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘの量が上限値以上になるなど所定の条件（硫黄被毒回復条件）が成立したとき、触媒３３ｂの温度を上昇させてＳＯｘ等を同触媒３３ｂから離脱させる。
【００４５】
上記のように触媒３３ｂの温度を上昇させるため、ＥＣＵ９２は、例えば１番及び４番気筒＃１，＃４（以下、第１気筒群という）での混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし、２番及び３番気筒＃２，＃３（以下、第２気筒群という）での混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにする。このように空燃比制御が行われると、排気通路３３に未燃燃料と空気とが供給されて同燃料が排気通路３３内で燃焼し、この燃焼によって触媒３３ｂの温度が上昇してＳＯｘ等が触媒３３ｂから離脱するようになる。
【００４６】
しかし、触媒３３ｂの温度を上昇させるために、エンジン１１において一部の気筒をリッチにするとともに他の気筒をリーンにすると、エンジン１１の出力トルクが所定サイクルで変動してドライバビリティが悪化することとなる。そこで本実施形態では、気筒群毎の空燃比の設定を変更するとともに各々の設定にてトルク変動量を算出する。即ち、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにした状態、及び第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにした状態にて各々トルク変動量を算出し、最もトルク変動量の小さい各気筒群毎の空燃比の設定を学習する。そして、学習した空燃比の設定にて上記気筒群毎の空燃比制御を実行することにより、トルク変動量を最小限に抑制した状態で、触媒３３ｂの温度を上昇させてＳＯｘ等を同触媒３３ｂから除去することができる。
【００４７】
ここで、触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘの量をＳＯｘ被毒量Ｓとして算出する手順について図６を参照して説明する。図６は、ＳＯｘ被毒量算出ルーチンを示すフローチャートである。このＳＯｘ被毒量算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて実行される。
【００４８】
ＳＯｘ被毒量算出ルーチンにおいて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理はエンジン１１の運転状態に基づきＳＯｘ被毒量Ｓを算出するためのものである。
ＥＵＣ９２は、ステップＳ１０１の処理として、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎの燃料に含まれる硫黄（Ｓ）によるＳＯｘ被毒量Ｓの増加分であるＳＯｘ増加量ＳＵを算出する。即ち、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎの燃料に含まれる硫黄（Ｓ）の濃度Ｎを「１００」で除算した値（「Ｎ／１００」）と、空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度Ｔに基づきマップを参照して求められる係数Ｋとを最終燃料噴射量Ｑｆｉｎに乗算してＳＯｘ増加量ＳＵを算出する。
【００４９】
なお、上記空燃比Ａ／Ｆは空燃比センサ３４からの検出信号に基づき求められ、触媒温度Ｔはエンジン回転数ＮＥ及び体積効率ηに基づき所定の計算式によって算出される推定値である。これら空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度Ｔに基づきマップ演算される係数Ｋは、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりもリーン側の値であるとき、リーンになるほど且つ触媒温度Ｔが高くなるほど大きくなる。
【００５０】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１０２の処理として、空燃比Ａ／Ｆと触媒温度Ｔとに基づきマップを参照して、同空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度ＴであるときのＳＯｘ被毒量Ｓの減少分であるＳＯｘ減少量ＳＤを算出する。こうして算出されるＳＯｘ減少量ＳＤは、上記空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度Ｔであるときに触媒３３ｂから離脱するＳＯｘの量に対応した値になる。また、このＳＯｘ減少量ＳＤは、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりもリッチ側の値であるときには触媒温度Ｔが高く且つリッチになるほど「０」よりも小さい値になり、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりもリーン側の値であるときには「０」に維持される。
【００５１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理として、前回のＳＯｘ被毒量Ｓｉ−１に上記ＳＯｘ増加量ＳＵ及びＳＯｘ減少量ＳＤを加算して今回のＳＯｘ被毒量Ｓｉとする。こうして算出されるＳＯｘ被毒量Ｓは、触媒温度Ｔが高くなるほど小さい値になる。これは触媒温度Ｔの上昇によるＳＯｘ増加量ＳＵの増加幅が、同触媒温度Ｔの上昇によるＳＯｘの減少幅よりも小さいためである。従って、触媒温度Ｔの上昇によって触媒３３ｂからのＳＯｘの離脱量が増加すると、同触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘの量が減少し、これに応じてＳＯｘ被毒量Ｓも減少するようになる。
【００５２】
上記のようにＳＯｘ被毒量Ｓを算出した後、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理は、ＳＯｘ被毒量Ｓに応じて実行フラグＦａの設定を行うためのものである。この実行フラグＦａは、ＳＯｘ被毒量Ｓが上限値Ａよりも大きくなったときに「１」とされ、同ＳＯｘ被毒量Ｓが上記上限値Ａよりも小さい値である許容値Ｂ未満になったときに「０」とされるものであって、後述する硫黄被毒回復処理ルーチンで用いられるものである。なお、上記上限値Ａは触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘによってＮＯｘの吸着能力が低下するときのＳＯｘ被毒量Ｓに対応する値である。
【００５３】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理として、ＳＯｘ被毒量Ｓが上限値Ａよりも大きいか否かを判断し、「Ｓ＞Ａ」であればステップＳ１０５の処理で実行フラグＦａとして「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、このＳＯｘ被毒量算出ルーチンを一旦終了する。また、上記ステップＳ１０４の処理において、「Ｓ＜Ａ」であればステップＳ１０６に進む。
【００５４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理として、ＳＯｘ被毒量Ｓが上限値Ａよりも小さい値である許容値Ｂ未満であるか否かを判断し、「Ｓ＜Ｂ」であればステップＳ１０７の処理で実行フラグＦａとして「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、このＳＯｘ被毒量算出ルーチンを一旦終了する。また、上記ステップＳ１０６の処理において、「Ｓ＜Ｂ」でない旨判断された場合も、ＥＣＵ９２は当該ＳＯｘ被毒量算出ルーチンを一旦終了する。
【００５５】
次に、触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘを同触媒３３ｂから離脱させるための手順について図３及び図４を参照して説明する。図４は、メインルーチンを示すフローチャートであって、同ルーチンはＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００５６】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、例えばエンジン回転数ＮＥ等に基づきエンジン１１が動作中であるか否かを判断する。そして、エンジン１１が動作中ならばステップＳ２０２の硫黄被毒回復処理を実行し、エンジン１１の動作が停止した場合にはステップＳ２０３の処理として上記硫黄被毒回復処理で用いられる各フラグ及びトルク変動量をリセットする。こうしてステップＳ２０２とステップＳ２０３とのいずれかの処理を実行した後、ＥＣＵ９２は、このメインルーチンを一旦終了する。
【００５７】
ここで、上記ステップＳ２０２の硫黄被毒回復処理の概要について図５のタイムチャートを参照して説明する。
触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させるために触媒３３ｂの温度を上昇させるのは、図５（ａ）に示すように、触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる際の条件である回復条件が成立したときである。こうした条件としては例えば、
（１）ストイキ燃焼中であること
（２）各気筒における混合気の空燃比を互いに異なるものとしてもエンジン１１の運転状態が悪化することのない安定した運転域にあること
（３）図６のＳＯｘ被毒量算出ルーチンによって設定が行われる実行フラグＦａが「１」であること
等々が挙げられる。
【００５８】
エンジン１１が始動した後、初めて上記回復条件が全て成立すると、ＥＣＵ９２は、第１気筒群（１番及び４番気筒＃１，＃４）と第２気筒群（２番及び３番気筒＃２，＃３）との燃料噴射弁４０をそれぞれ駆動制御し、各気筒群毎に燃料噴射量を調整して気筒群毎の空燃比制御を実行する。即ち、ＥＣＵ９２は、図５（ｄ）に示すように、第１気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにするとともに、第２気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチにする。
【００５９】
こうした各気筒群毎の空燃比制御が実行されると、排気通路３３に未燃燃料及び空気が供給され、同燃料が排気通路３３内で燃焼して触媒３３ｂの温度が上昇するようになる。こうした状況では、上述した空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度Ｔ等に基づき求められるＳＯｘ減少量ＳＤの減少幅が、同じく空燃比Ａ／Ｆ及び触媒温度Ｔ等に基づき求められるＳＯｘ増加量ＳＵの増加幅よりも大きくなる。その結果、それらＳＯｘ増加量ＳＵ及びＳＯｘ減少量ＳＤに基づき求められるＳＯｘ被毒量Ｓが徐々に少なくなる。
【００６０】
また、このときには第１気筒群にて混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンとされるため、第１気筒群でのトルク変動量が大きいものとなる。ＥＣＵ９２は、上記のように各気筒群毎で空燃比制御が行われているとき、第１気筒群でのトルク変動量ｄＴ１を算出し、この算出が完了した後に図５（ｃ）に示すように算出完了フラグＦ１を「１」にする。この算出完了フラグＦ１は、第１気筒群にて空燃比がリーンになっているときのトルク変動量ｄＴ１の算出が完了しているか否かを判断するためのものである。
【００６１】
上記トルク変動量ｄＴ１の算出が完了した後、例えばＳＯｘ被毒量Ｓが許容値Ｂ未満になって実行フラグＦａが「０」になったり、エンジン１１の燃焼方式がストイキ燃焼からリーン燃焼へと切り換えられるような機関運転状態となった場合には、図５（ａ）に示すように回復条件が不成立になる。このように回復条件が不成立になると、ＥＣＵ９２は、上記被毒回復のための空燃比制御を終了し、図５（ｂ）に示すように一回目完了フラグＦｆ１を「１」とする。この一回目完了フラグＦｆ１は、エンジン１１の始動後に一回目の被毒回復のための空燃比制御が完了したか否かを判断するためのものである。
【００６２】
その後、図５（ａ）に示すように、二回目の被毒回復条件成立がなされた場合も、ＥＣＵ９２は、第１気筒群と第２気筒群との燃料噴射弁４０をそれぞれ駆動制御し、各気筒群毎に燃料噴射量を調整して気筒群毎の空燃比制御を実行する。二回目の被毒回復処理のための空燃比制御においては、ＥＣＵ９２は、図５（ｇ）に示すように、第１気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチにするとともに、第２気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにする。
【００６３】
このように各気筒群毎の空燃比制御が実行された場合も、排気通路３３に未燃燃料及び空気が供給され、同燃料が排気通路３３内で燃焼して触媒３３ｂの温度が上昇するようになる。こうした状況においても、上記と同様にＳＯｘ減少量ＳＤの減少幅がＳＯｘ増加量ＳＵの増加幅よりも大きくなり、それらＳＯｘ増加量ＳＵ及びＳＯｘ減少量ＳＤに基づき求められるＳＯｘ被毒量Ｓが徐々に少なくなる。
【００６４】
また、このときには第２気筒群にて混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンとされるため、第２気筒群でのトルク変動量が大きいものとなる。ＥＣＵ９２は、上記のように各気筒群毎で空燃比制御が行われているとき、第２気筒群でのトルク変動量ｄＴ２を算出し、この算出が完了した後に図５（ｈ）に示すように算出完了フラグＦ２を「１」にする。この算出完了フラグＦ２は、第１気筒群にて空燃比がリーンになっているときのトルク変動量ｄＴ２の算出が完了しているか否かを判断するためのものである。
【００６５】
上記トルク変動量ｄＴ２の算出が完了した後、上記（１）〜（３）の条件の内の一つでも不成立になることにより、図５（ａ）に示すように回復条件が不成立になる。このように回復条件が不成立になると、ＥＣＵ９２は、上記被毒回復のための空燃比制御を終了し、図５（ｅ）に示すように二回目完了フラグＦｆ２を「１」とする。この二回目完了フラグＦｆ２は、エンジン１１の始動後に二回目の被毒回復のための空燃比制御が完了したか否かを判断するためのものである。
【００６６】
ＥＣＵ９２は、上記トルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出が完了すると、トルク変動量ｄＴ１がトルク変動量ｄＴ２未満であるか否かを判断する。そして、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であれば図５（ｆ）に実線で示すように確定フラグＦＬを「１」とし、「ｄＴ１＜ｄＴ２」でなければ二点鎖線で示すように確定フラグＦＬを「０」に維持する。この確定フラグＦＬは、被毒回復のための空燃比制御の際にトルク変動量を最小することのできる各気筒群毎の空燃比の設定を学習するためのものである。
【００６７】
確定フラグＦＬが「１」であれば、ＥＣＵ９２は、三回目以後の被毒回復条件成立がなされたときには、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにして触媒３３ｂの温度を上昇させ、同触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。上記確定フラグＦＬが「１」であって「ｄＴ１＜ｄＴ２」である場合には、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにした方がエンジン１１のトルク変動量が小さくなる。そして、ＥＣＵ９２が確定フラグＦＬを「１」とすることで、エンジン１１のトルク変動量を最も小さくすることの可能な各気筒群毎の空燃比の設定が学習される。即ち、確定フラグＦＬを「１」とすることで、被毒回復のための空燃比制御として第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにするという空燃比の設定が学習され、三回目以後の被毒回復の際には上記学習された空燃比の設定にて上記空燃比制御が行われる。
【００６８】
また、確定フラグＦＬが「０」であれば、ＥＣＵ９２は、三回目以後の被毒回復条件成立がなされたときには、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにして触媒３３ｂの温度を上昇させ、同触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。上記確定フラグＦＬが「０」であって「ｄＴ１＜ｄＴ」でない場合には、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにした方がエンジン１１のトルク変動が小さくなる。そして、ＥＣＵ９２が確定フラグＦＬを「０」とすることで、エンジン１１のトルク変動量を最も小さくすることの可能な各気筒群毎の空燃比の設定が学習される。即ち、確定フラグＦＬを「０」とすることで、被毒回復のための空燃比制御として第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにするという空燃比の設定が学習され、三回目以後の被毒回復の際には上記学習された空燃比の設定にて上記空燃比制御が行われる。
【００６９】
次に、図３のメインルーチンにおけるステップＳ２０２の硫黄被毒回復処理の詳細について図４を参照して説明する。図４は、触媒３３ｂに吸着されたＳＯｘを同触媒３３ｂから離脱させるための硫黄被毒回復処理ルーチンを示すフローチャートである。この硫黄被毒回復処理ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて上記メインルーチンのステップＳ２０２に進む毎に実行される。
【００７０】
硫黄被毒回復処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０１の処理として、上記（１）〜（３）の条件が全て成立しているか否か、即ち触媒３３ｂにおけるＳＯｘ被毒の回復条件が成立しているか否かを判断する。そして、エンジン１１の始動から最初に上記回復条件が成立するまでの間など、同回復条件が成立していない場合にはステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３〜Ｓ３１６以降の処理は、一回目完了フラグＦｆ１及び二回目完了フラグＦｆ２の設定を行うためのものである。この一回目完了フラグＦｆ１は、エンジン始動後において初回の回復条件成立がなされ、初回の被毒回復が完了したか否かを判断するためのものである。また、二回目完了フラグＦｆ２は、エンジン始動後において二回目の回復条件成立がなされ、二回目の被毒回復が完了したか否かを判断するためのものである。
【００７１】
エンジン１１の始動から最初に上記回復条件が成立するまでの間は、上記ステップＳ３０１の処理において、上記回復条件が不成立である旨判断されてステップＳ３１３に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１３の処理で、算出完了フラグＦ１として「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この算出完了フラグＦ１は、後述する初回の被毒回復の際にトルク変動量ｄＴ１が算出されたとき「１」に設定されるものである。従って、エンジン始動から最初に回復条件が成立するまでの間は、算出完了フラグＦ１が初期値である「０」となっており、上記のようにステップＳ３１３に進んだとき同ステップＳ３１３の処理で「Ｆ１＝１」でない旨判断される。このようにステップＳ３１３で否定判定（ＮＯ）がなされると、ＥＣＵ９２は、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了してメインルーチン（図３）に戻る。
【００７２】
一方、エンジン１１の始動後において、一回目の回復条件成立がなされて上記ステップＳ３０１の処理で肯定判定（ＹＥＳ）がなされると、ステップＳ３０２に進む。このステップＳ３０２の処理は、一回目の回復条件成立であるか否かを判断するためのものである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０２の処理とで、一回目完了フラグＦｆ１及び算出完了フラグＦ１として共に「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この一回目完了フラグＦｆ１は一回目の被毒回復条件成立が終了したときに「１」とされ、算出完了フラグＦ１は後述する処理によって一回目の被毒回復が行われてトルク変動量ｄＴ１が算出されたときに「１」とされる。
【００７３】
従って、エンジン１１の始動後に初めて被毒回復条件が成立してステップＳ３０２に進んだときには、一回目完了フラグＦｆ１及び算出完了フラグＦ１が共に「０」となり、同ステップＳ３０２の処理でＮＯと判断されてステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０〜Ｓ３１２の処理は、第１気筒群の空燃比をリーンにするとともに第２気筒群の空燃比をリッチにして触媒３３ｂにおけるＳＯｘ被毒の回復を行い、この状態での第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１を算出するためのものである。
【００７４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１０の処理として、第１気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにするとともに、第２気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチにする。即ち、１番及び４気筒＃１，＃４の燃料噴射弁４０を駆動制御して混合気を理論空燃比とする場合よりも例えば２０％減量した値の燃料を噴射供給する。また、２番及び３番気筒＃２，＃３の燃料噴射弁４０を駆動制御して混合気を理論空燃比とする場合よりも例えば２０％増量した値の燃料を噴射供給する。このように各気筒群毎の空燃比制御を行うことで、排気通路３３に未燃燃料及び空気を供給して同燃料を排気通路３３にて燃焼させ、この燃料の燃焼によって触媒３３ｂの温度を上昇させて同触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。
【００７５】
こうした触媒３３ｂにおけるＳＯｘ被毒の回復を実行する場合、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにするため、第１気筒群の稼動時に生じるトルク変動が大きくなり、エンジン１１の出力トルクが所定サイクルで変動する。この第１気筒群の稼動によるトルク変動量ｄＴ１は、続くステップＳ３１１の処理によって算出される。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１１の処理として、クランクポジションセンサ１４ｃ及びカムポジションセンサ２１ｂからの検出信号に基づいて上記トルク変動量ｄＴ１を算出する。即ち、ＥＣＵ９２は、１番及び４番気筒＃１，＃４が稼動するときのトルク変動量を算出し、それら気筒＃１，＃４毎のトルク変動量を平均したものを上記第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１として算出する。
【００７６】
なお、稼働気筒のトルク変動を計算する際には、上死点を含む所定のクランク角度分（例えば３０°）を通過する際の角速度と、上死点から９０°進角して位置する所定のクランク角度分（例えば３０°）を通過する際の角速度とを求める。そして、それら角速度に基づき稼働気筒での点火時における発生トルクを算出し、前回算出された発生トルクと今回算出された発生トルクとの差を稼働気筒でのトルク変動量とする。
【００７７】
上記のように第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１を算出した後、ステップＳ３１２に進む。ＥＣＵ９２は，ステップＳ３１２の処理で、算出完了フラグＦ１として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、この硫黄被毒回復ルーチンを一旦終了する。このように算出完了フラグＦ１は、第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１が算出されると、初期値である「０」から「１」へと変化するようになる。また、算出完了フラグＦ１が「１」になった後においても、図５（ａ）に示すように一回目の回復条件成立が継続されている間は、ステップＳ３０１からステップＳ３０２に進むようになる。この場合、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、算出完了フラグＦ１が「１」であっても、一回目完了フラグＦｆ１が初期値である「０」のままなので、ステップＳ３０２の処理でＮＯと判断されて引き続きステップＳ３１０〜Ｓ３１２の処理が行われる。
【００７８】
この状態にあっては、上記各気筒群毎の空燃比制御によって排気通路３３での燃料の燃焼が行われ、これにより触媒３３ｂの温度が上昇してＳＯｘが同触媒３３ｂから離脱する。このようにＳＯｘ被毒の回復が行われることにより、ＳＯｘ被毒量Ｓが許容値Ｂ未満になると、ＳＯｘ被毒量算出ルーチン（図６）によって実行フラグＦａが「０」とされる。実行フラグＦａが「０」になるなど上記ＳＯｘ被毒の回復条件が不成立になると、一回目の回復条件成立が終了してステップＳ３０１の処理でＮＯと判断され、ステップＳ３１３に進むようになる。
【００７９】
今回のステップＳ３１３の処理においては、一回目の被毒回復が実行済みであってトルク変動量ｄＴ１の算出も完了し、算出完了フラグＦ１が「１」となっているため、「Ｆ１＝１」である旨判断されてステップＳ３１４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１４の処理で、算出完了フラグＦ２として「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この算出完了フラグＦ２は、後述する二回目の被毒回復の際にトルク変動量ｄＴ２が算出されたとき「１」に設定されるものである。今回のように算出完了フラグＦ１が「１」になった後、初めてステップＳ３１４に進んだ場合には、算出完了フラグＦ２が初期値である「０」となっているため、「Ｆ２＝１」でない旨判断されてステップＳ３１６に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１６の処理で、図５（ｂ）に示すように一回目完了フラグＦｆ１として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
図５（ｂ），（ｃ）に示すように、一回目完了フラグＦｆ１及び算出完了フラグＦ１が共に「１」である状態にあって、図５（ａ）に示すように二回目の回復条件成立がなされると、ステップＳ３０１の処理でＹＥＳと判断されてステップＳ３０２の判断処理が行われる。この場合、「Ｆｆ１＝Ｆ１＝１」であるため、ステップＳ３０２の処理でＹＥＳと判断され、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３の処理は、二回目の回復条件成立であるか否かなどを判断するためのものである。
【００８１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０３の処理で、二回目完了フラグＦｆ２として「０」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されていること、及び後述する確定フラグＦＬとして「０」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されていることのいずれかの条件が成立しているか否かを判断する。なお、上記確定フラグＦＬは、三回目以後の回復条件成立がなされたとき、被毒回復のための空燃比制御として上記ステップＳ３１０の処理を実行するか、或いは後述するステップＳ３０４の処理を実行するかを決定するためのものである。
【００８２】
上記のように二回目の回復条件成立がなされて初めてステップＳ３０３に進んだ場合には、二回目完了フラグＦｆ２が初期値である「０」となっているので、ステップＳ３０３の処理でＹＥＳと判断され、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４，Ｓ３０５の処理は、第１気筒群の空燃比をリッチにするとともに第２気筒群の空燃比をリーンにして触媒３３ｂにおけるＳＯｘ被毒の回復を行い、この状態での第２気筒群のトルク変動量ｄＴ２を算出するためのものである。
【００８３】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０４の処理として、第１気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチにするとともに、第２気筒群における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにする。即ち、１番及び４気筒＃１，＃４の燃料噴射弁４０を駆動制御して混合気を理論空燃比とする場合よりも例えば２０％増量した値の燃料を噴射供給する。また、２番及び３番気筒＃２，＃３の燃料噴射弁４０を駆動制御して混合気を理論空燃比とする場合よりも例えば２０％減量した値の燃料を噴射供給する。このように各気筒群毎の空燃比制御を行うことで、排気通路３３に未燃燃料及び空気を供給して同燃料を排気通路３３にて燃焼させ、この燃料の燃焼によって触媒３３ｂの温度を上昇させて同触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。
【００８４】
こうした触媒３３ｂにおけるＳＯｘ被毒の回復を実行する場合、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにするため、第２気筒群の稼動によるトルク変動が大きくなり、エンジン１１の出力トルクが所定サイクルで変動する。第２気筒群の稼動によるトルク変動量ｄＴ２は、続くステップＳ３０５の処理によって算出される。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０５の処理として、クランクポジションセンサ１４ｃ及びカムポジションセンサ２１ｂからの検出信号に基づいて上記トルク変動量ｄＴ２を算出する。即ち、ＥＣＵ９２は、２番及び３番気筒＃２，＃３が稼動するときのトルク変動量を算出し、それら気筒＃２，＃３毎のトルク変動量を平均したものを上記第２気筒群のトルク変動量ｄＴ２として算出する。
【００８５】
上記のように第２気筒群のトルク変動量ｄＴ２を算出した後、ステップＳ３０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０６の処理で、算出完了フラグＦ２として「０」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この算出完了フラグＦ２は、上記トルク変動量ｄＴ２が算出された後に後述するステップＳ３０７の処理によって初期値である「０」から「１」へと変更される。そのため、今回のように初めてステップＳ３０６に進んだ場合には、同ステップＳ３０６の処理でＹＥＳと判断されてステップＳ３０７に進む。このステップＳ３０７の処理で、ＥＣＵ９２は、図５（ｈ）に示すように、算出完了フラグＦ２として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。
【００８６】
算出完了フラグＦ２を「１」とした後、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８，Ｓ３０９の処理は、上記トルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２に基づき確定フラグＦＬの設定を行うためのものである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０８の処理として、トルク変動量ｄＴ１がトルク変動量ｄＴ２よりも小さいか否かを判断する。そして、「ｄＴ１＜ｄＴ２」でなければこの硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了し、「ｄＴ＜ｄＴ」でなければステップＳ３０９の処理で確定フラグＦＬとして「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
この確定フラグＦＬは、初期状態では「０」であって上記のように「ｄＴ１＜ｄＴ２」である場合には「１」とされる。即ち、確定フラグＦＬは、第２気筒群をリーンにするよりも第１気筒群をリーンにした方がエンジン１１のトルク変動量が小さくなる場合には「１」とされ、第１気筒群をリーンにするよりも第２気筒群をリーンにする方がエンジン１１のトルク変動量が小さくなる場合には「０」とされる。上記のように算出完了フラグＦ２が「１」となり、確定フラグＦＬが「１」若しくは「０」に決定された後、二回目の回復条件成立が継続している場合には上記ステップＳ３０１，Ｓ３０２の処理を経てステップＳ３０３に進むこととなる。
【００８８】
この場合、確定フラグＦＬが仮に「１」であったとしても、二回目の被毒回復が終了したときに「１」となる二回目完了フラグＦｆ２が、図５（ｅ）に示すように初期値である「０」のままなので、ステップＳ３０３の判断処理でＹＥＳと判断されて引き続きステップＳ３０４，Ｓ３０５の処理が行われる。この状態にあっては、ステップＳ３０４の処理に基づく空燃比制御によって排気通路３３での燃料の燃焼が行われ、これにより触媒３３ｂの温度が上昇してＳＯｘが同触媒３３ｂから離脱する。このようにＳＯｘ被毒の回復が行われることにより、ＳＯｘ被毒量Ｓが許容値Ｂ未満になると、ＳＯｘ被毒量算出ルーチン（図６）によって実行フラグＦａが「０」とされる。実行フラグＦａが「０」になるなど上記ＳＯｘ被毒の回復条件が不成立になると、二回目の回復条件成立が終了してステップＳ３０１の処理でＮＯと判断され、ステップＳ３１３に進むようになる。
【００８９】
今回のステップＳ３１３以降の処理においては、一回目及び二回目の被毒回復が実行済みであってトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出も完了し、算出完了フラグＦ１，Ｆ２が共に「１」となっている。そのため、ステップＳ３１３，Ｓ３１４の処理で共にＹＥＳと判断されてステップＳ３１５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３１５の処理で、図５（ｅ）に示すように、二回目完了フラグＦｆ２として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶し、続くステップＳ３１６の処理を実行した後、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了する。
【００９０】
図５（ｂ），（ｃ），（ｅ），（ｈ）に示すように、算出完了フラグＦ１，Ｆ２、並びに一回目及び二回目完了フラグＦｆ１，Ｆｆ２が全て「１」とされている状態にあって、図５（ａ）に示すように三回目の回復条件成立がなされると、ステップＳ３０１，Ｓ３０２の処理を経てステップＳ３０３に進む。この場合、二回目完了フラグＦｆ２が「１」となっているため、ステップＳ３０３の処理において、確定フラグＦＬに基づきステップＳ３１０以降の処理を実行するか、或いはステップＳ３０４以降の処理を実行するかが決定される。この確定フラグＦＬによって、被毒回復のための空燃比制御の際にトルク変動量を最小することのできる各気筒群毎の空燃比の設定を学習することができる。
【００９１】
即ち、第１気筒群の空燃比をリーンにした方がエンジン１１のトルク変動量が小さくなる場合（「ｄＴ１＜ｄＴ」）、ステップＳ３０９の処理で確定フラグＦＬが「１」とされる。その結果、上記ステップＳ３０３の処理でＮＯと判断され、ステップＳ３１０の処理により第１気筒群がリーンにされるとともに第２気筒群がリッチにされる。このように確定フラグＦＬが「１」とされることで、上記のようなトルク変動を最小とすることのできる各気筒群毎の空燃比の設定が学習され、三回目以降の被毒回復のための空燃比制御の際には上記空燃比の設定にて被毒回復のための空燃比制御が行われる。
【００９２】
また、第２気筒群をリーンにした方がエンジン１１のトルク変動量が小さくなる場合（「ｄＴ１≧ｄＴ２」）、ステップＳ３０９の処理で確定フラグＦＬが「１」とされることはなく、初期値である「０」に維持されることとなる。その結果、上記ステップＳ３０３の処理でＹＥＳと判断され、ステップＳ３０４の処理により第１気筒群がリッチにされるとともに第２気筒群がリーンにされる。このように確定フラグＦＬが「０」に維持されることで、上記のようなトルク変動を最小とすることのできる各気筒群毎の空燃比の設定が学習され、三回目以降の被毒回復のための空燃比制御の際には上記空燃比の設定にて被毒回復のための空燃比制御が行われる。
【００９３】
さて、エンジン１１の動作中には上述した各フラグ及びトルク変動量等に基づき触媒３３ｂのＳＯｘ被毒回復のための空燃比制御が実行されるが、それら各フラグ及びトルク変動量はエンジン１１の動作が停止するとリセットされることとなる。即ち、エンジン１１の動作が停止すると、図３のメインルーチンにおけるステップＳ２０１の処理でＮＯと判断され、ステップＳ２０３に進むようになる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理として、算出完了フラグＦ１，Ｆ２、一回目及び二回目完了フラグＦｆ１，Ｆｆ２、確定フラグＦＬ、及びトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２を「０」にする。こうして各フラグ及びトルク変動量をリセットした後、このメインルーチンを一旦終了する。
【００９４】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させるためには、同触媒３３ｂの温度を上昇させる必要がある。この触媒３３ｂの温度上昇は、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにするか、或いは第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにすることによって行われる。即ち、上記のように各気筒群毎に空燃比制御を行により排気通路３３ｂに未燃燃料と空気とを供給し、同燃料を排気通路３３にて燃焼させて触媒３３ｂの温度を上昇させる。本実施形態では、上記各気筒群毎の空燃比の設定の内、第１気筒群をリーンにしたとき、及び第２気筒群をリーンにしたときのトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２をそれぞれ算出し、トルク変動量が小さくなる方の空燃比の設定にてＳＯｘ被毒回復のための空燃比制御を実行する。従って、上記被毒回復のための空燃比制御が行われる際にトルク変動量が最小に抑えられ、同トルク変動に伴うドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００９５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７及び図８に基づき説明する。本実施形態では、硫黄被毒回復処理ルーチンで使用する各フラグ及びトルク変動量をエンジン１１の停止時にバックアップＲＡＭ９６に記憶する。そして、バックアップＲＡＭ９６に記憶した上記各フラグ及びトルク変動量を、エンジン１１の始動時に読み込んで硫黄被毒回復処理ルーチンを実行する際に使用する。なお、上記各フラグ及びトルク変動量は、ＳＯｘ被毒の回復条件成立が所定回数以上なされたときにリセットされる。
【００９６】
上記のように各フラグ及びトルク変動量をエンジン停止時に記憶することで、触媒３３ｂへのＳＯｘの吸着が少ない場合などに被毒回復のための空燃比制御を行うとき、第１気筒群ばかりがリーンになってしまうのを防止することができる。エンジン停止毎に各フラグ及びトルク変動量をリセットしていると、触媒３３ｂへのＳＯｘの吸着が少ない場合など、エンジン１１の始動から停止までの間に例えば一回しか被毒回復条件が成立しないとき、エンジン始動後の最初の被毒回復のための空燃比制御で第１気筒群ばかりがリーンになってしまう。しかし、上記ように各フラグ及びトルク変動量をエンジン停止時に記憶するとともにエンジン始動時に読み込めば、エンジン始動後の最初の被毒回復のための空燃比制御で第１気筒群ばかりがリーンになるのを防止することができる。
【００９７】
このように本実施形態では、上記各フラグ及びトルク変動量に対する記憶及び読み込みやリセットなどの操作が第１実施形態と異なっている。従って、本実施形態においては第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と同一部分については詳細な説明を省略する。
【００９８】
図７は、本実施形態のメインルーチンを示すフローチャートであって、このメインルーチンもＥＣＵ９２を通じて所定時間毎の時間割り込みにて実行される。メインルーチンおいて、ステップＳ４０１，Ｓ４０２の処理はエンジン始動時にバックアップＲＡＭ９６から各フラグ及びトルク変動量を読み込むためのものである。即ち、ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０１の処理として、エンジン回転数ＮＥ等に基づきエンジン始動時か否かを判断する。そして、ステップＳ４０１の処理においてエンジン始動時である旨判断されると、ステップＳ４０２の処理として、後述する処理によってバックアップＲＡＭ９６に記憶された算出完了フラグＦ１，Ｆ２、一回目及び二回目完了フラグＦｆ１，Ｆｆ２、及び確定フラグＦＬ、並びにトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２を読み込んだ後、ステップＳ４０３に進む。また、上記ステップＳ４０１の処理においてエンジン始動時でない旨判断されると、直接ステップＳ４０３に進む。
【００９９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０３の処理として、エンジン回転数ＮＥ等に基づきエンジン動作中であるか否かを判断する。そして、エンジン動作中であればステップＳ４０４の処理を行い、エンジン動作中でなければステップＳ４１０に進む。ステップＳ４０４の硫黄被毒回復処理は、第１実施形態におけるメインルーチン（図３）のステップＳ２０２の処理と同じものである。従って、ステップＳ４０４に進む毎に、硫黄被毒回復処理ルーチン（図４）が実行されることとなる。
【０１００】
この硫黄被毒回復処理ルーチンにおいては、一回目の被毒回復条件成立がなされている間、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにすることで、触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。更に、この状態にあって、第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１を算出する。そして、トルク変動量ｄＴ１の算出が完了したときに算出完了フラグＦ１を初期値である「０」から「１」へと変更し、一回目の被毒回復が終了したときに一回目完了フラグＦｆ１を初期値である「０」から「１」へと変更する。
【０１０１】
また、硫黄被毒回復処理ルーチンおいては、二回目の被毒回復条件成立がなされている間、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにすることで、触媒３３ｂからＳＯｘを離脱させる。更に、この状態にあって、第２気筒群のトルク変動量ｄＴ２を算出する。そして、トルク変動量ｄＴ２の算出が完了したときに算出完了フラグＦ２を初期値である「０」から「１」へと変更し、二回目の被毒回復が終了したときに二回目完了フラグＦｆ２を初期値である「０」から「１」へと変更する。
【０１０２】
上記トルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２が算出されて算出完了フラグＦ１，Ｆ２が共に「１」とされると、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であるか否かに基づき確定フラグＦＬが「０」若しくは「１」に設定される。即ち、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であれば確定フラグＦＬが「１」に設定され、三回目以降の被毒回復の際には上記確定フラグＦＬが「１」であることに基づき、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにする。また、「ｄＴ１＜ｄＴ２」でなければ確定フラグＦＬが初期値である「０」に維持され、三回目以降の被毒回復の際には上記確定フラグＦＬが「０」であることに基づき、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにする。
【０１０３】
このように被毒回復のための空燃比制御を確定フラグＦＬに基づき最もトルク変動量の小さくなる各気筒群毎の空燃比の設定にて行うことにより、上記被毒回復中のトルク変動量を最小に抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【０１０４】
ところで、動作中のエンジン１１が停止すると、上記ステップＳ４０３の処理でＮＯと判断され、ステップＳ４１０に進むようになる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４１０の処理として、現在の算出完了フラグＦ１，Ｆ２、一回目及び二回目完了フラグＦｆ１，Ｆｆ２、及び確定フラグＦＬ、並びにトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２をバックアップＲＡＭ９６に記憶した後、このメインルーチンを一旦終了する。こうしてエンジン停止時にバックアップＲＡＭ９６に記憶された各フラグ及びトルク変動量は、エンジン始動時にステップＳ４０２の処理によって読み込まれる。
【０１０５】
ここで、本実施形態における被毒回復処理の概要を図８のタイムチャートを参照して説明する。
各フラグ及びトルク変動量が初期値である「０」のとき、図８（ａ）に示すようにエンジン始動後における初回の被毒回復条件成立がなされると、図８（ｄ）に示すように第１気筒群がリーンにされるととともに第２気筒群がリッチにされる。この状態にあって、トルク変動量ｄＴ１の算出が行われるとともに、算出完了フラグＦ１が「１」とされる。その後、被毒回復が条件が不成立になると、一回目完了フラグＦｆ１が「１」とされる。こうして上記被毒回復のための各気筒群毎の空燃比制御が終了した後にエンジン１１の作動が停止すると、上記各フラグ及びトルク変動量がバックアップＲＡＭ９６に記憶される。
【０１０６】
そして、エンジン１１が再始動されると、バックアップＲＡＭ９６に記憶された各フラグ及びトルク変動が読み込まれる。その後、被毒回復条件が成立すると、図８（ｂ），（ｃ），（ｅ）に示すように、一回目完了フラグＦｆ１及び算出完了フラグＦ１が「１」であって、且つ二回目完了フラグＦｆ２が「０」であることから、図８（ｇ）に示すように第１気筒群がリッチにされるとともに第１気筒群がリーンにされる。この状態にあって、トルク変動量ｄＴ２の算出が行われるとともに、算出完了フラグＦ２が「１」とされる。
【０１０７】
こうしてトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出が完了すると、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であるか否か基づき確定フラグＦＬが「０」若しくは「１」に設定される。その後、被毒回復が条件が不成立になると、二回目完了フラグＦｆ２が「１」とされる。こうして上記被毒回復のための各気筒群毎の空燃比制御が終了した後にエンジン１１の作動が停止すると、上記各フラグ及びトルク変動量がバックアップＲＡＭ９６に記憶される。
【０１０８】
その後、エンジン１１が再始動されると、バックアップＲＡＭ９６に記憶された各フラグ及びトルク変動が読み込まれる。そして、被毒回復条件が成立すると、図８（ｆ）に示す確定フラグＦＬに応じた各気筒群毎の空燃比の設定にて被毒回復のための空燃比制御を実行する。即ち、図８（ｆ）に実線で示すように、確定フラグＦＬが「１」である場合には、図８（ｄ）に実線で示すように第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにする。また、図８（ｆ）に二点鎖線で示すように確定フラグＦＬが「０」である場合には、図８（ｇ）に二点鎖線で示すように第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにする。このように被毒回復のための空燃比制御を行うことで、触媒３３ｂの温度を上昇させてＳＯｘを離脱させることができるとともに、上記空燃比制御に伴うトルク変動量を最小に抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【０１０９】
また、エンジン停止時には各トルク及びトルク変動量をバックアップＲＡＭ９６に記憶し、同記憶されたフラグ及びトルク変動量をエンジン始動時に読み込むようにした。そのため、触媒３３ｂに対するＳＯｘの吸着が少なく、エンジンの始動から停止までの間に被毒回復が例えば一回だけしか行われない場合であっても、被毒回復のための空燃比制御の際に毎回第１気筒群がリーンになるのを防止することができる。従って、被毒回復のための空燃比制御における最もトルク変動の小さくなる空燃比の設定の学習が遅れるのを抑制することができ、同学習をエンジン始動後の早期に完了することができるようになる。
【０１１０】
さて、説明を図７のメインルーチンに戻す。ステップＳ４０４の処理が行われた後、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５〜ステップＳ４０９の処理は、被毒回復条件の成立回数が所定回数を越えたときに上記各フラグ及びトルク変動量をリセットするためのものである。このように各フラグ及びトルク変動量を所定のタイミングでリセットすることにより、被毒回復のための空燃比制御における最もトルク変動量の小さくなる空燃比の設定の学習が再度行われることとなる。従って、何らかの原因で上記最もトルク変動量の小さくなる空燃比の設定が変化したとしても、実際の空燃比の設定を上記再学習によって最適に維持することが可能になる。
【０１１１】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０５の処理として、被毒回復条件が成立した状態から不成立の状態へと変化したか否かを判断する。そして、ＮＯならばこのメインルーチンを一旦終了し、ＹＥＳならばステップＳ４０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０６の処理として、被毒回復条件の成立回数に対応したカウンタＣに「１」を加算する。ＥＣＵ９２は、続くステップＳ４０７の処理として、カウンタＣが所定値ａ（例えば「１０」）よりも大きいか否かを判断する。そして、「Ｃ＞ａ」でなく被毒回復条件の成立回数が１０回以下である旨判断されると当該メインルーチンを一旦終了し、「Ｃ＞ａ」であって被毒回復条件の成立回数が１０回よりも多い旨判断されるとステップＳ４０８に進む。
【０１１２】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０８の処理として、カウンタＣを「０」にする。更に、ステップＳ４０９の処理として算出完了フラグＦ１，Ｆ２、一回目及び二回目完了フラグＦｆ１、及び確定フラグＦＬ、並びにトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２を「０」にしてリセットした後、このメインルーチンを一旦終了する。
【０１１３】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、第１実施形態に記載した（１）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（２）エンジン停止時に各フラグ及びトルク変動量をバックアップＲＡＭ９６に記憶し、同記憶された各フラグ及びトルク変動量をエンジン始動時に読み込むようにした。そのため、触媒３３ｂに対するＳＯｘの吸着が少なく、エンジン始動から停止までの間に被毒回復のための空燃比制御が例えば一回だけしか行われない場合においても、被毒回復条件成立毎に第１気筒群がばかりがリーンにされるのを防止することができる。従って、被毒回復のための空燃比制御における最もトルク変動が小さくなる空燃比の設定の学習が遅れるのを抑制することができ、同学習をエンジン始動後の早期に完了することができるようになる。
【０１１４】
（３）被毒回復条件の成立回数が所定回数より多くなると各フラグ及びトルク変動がリセットされ、被毒回復のための空燃比制御における最もトルク変動量の小さくなる空燃比の設定が再学習される。従って、何らかの原因で上記最もトルク変動量の小さくなる空燃比の設定が変化したとしても、実際の空燃比の設定を上記再学習によって最適に維持することができる。
【０１１５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図９及び図１０に基づき説明する。本実施形態では、被毒回復条件の成立期間中に被毒回復のための空燃比制御における空燃比の設定を変更し、各々の空燃比の設定で上記空燃比制御を行ったときのトルク変動量を算出する。このように一回の被毒回復条件の成立期間中に、上記空燃比の設定を変更して各々の設定でのトルク変動を算出することにより、最もトルク変動量の小さくなる空燃比の設定の学習をエンジン始動後の早期に完了することができる。なお、本実施形態では、硫黄被毒回復処理ルーチンのみが第１実施形態と異なっている。従って、本実施形態においては第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と同一の部分については詳細な説明を省略する。
【０１１６】
まず、本実施形態における被毒回復処理の概要を図９のタイムチャートを参照して説明する。
エンジンの始動後であって各フラグ及びトルク変動量が初期値である「０」とされているとき、図９（ａ）に示すように一回目の回復条件成立がなされると、図９（ｃ）に示すように第１気筒群がリーンにされるとともに第２気筒群がリッチにされる。この状態にあって、トルク変動量ｄＴ１の算出が行われるとともに、図９（ｂ）に示すように算出完了フラグＦ１が「１」とされる。
【０１１７】
この算出完了フラグＦ１が「１」であって且つ確定フラグＦＬが初期値である「０」の場合、一回目の回復条件成立がなされている期間中に今度は図９（ｄ）に示すように第１気筒群がリッチにされるとともに第２気筒群がリーンにされる。この状態にあってトルク変動量ｄＴ２の算出が行われるとともに、図９（ｅ）に示すように算出完了フラグＦ２が「１」とされる。
【０１１８】
こうしてトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出が完了し、算出完了フラグＦ１，Ｆ２が共に「１」とされると、「ｄＴ１＜ｄＴ２」か否かに基づき確定フラグＦＬの設定が行われる。即ち、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であれば図９（ｆ）に実線で示すように確定フラグＦＬが「１」とされ、「ｄＴ１＜ｄＴ２」でなければ図９（ｆ）に二点鎖線で示すように確定フラグＦＬが「０」に維持される。
【０１１９】
確定フラグＦＬが「１」とされた場合には、第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにするという空燃比の設定が、被毒回復のための空燃比制御における最もエンジン１１のトルク変動が小さくなる空燃比の設定として学習される。そして、確定フラグＦＬが「１」であることに基づき、一回目の被毒回復条件成立がなされている期間中において、図９（ｃ）に実線で示すように第１気筒群がリーンにされるとともに第２気筒群がリッチにされる。また、エンジン１１が停止されない限り、エンジン始動後における二回目以降の被毒回復条件成立の際にも、第１気筒群がリーンにされるとともに第２気筒群がリッチにされる。
【０１２０】
一方、確定フラグ確定フラグＦＬが「０」に維持された場合には、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにするという空燃比の設定が、被毒回復のための空燃比制御における最もエンジン１１のトルク変動が小さくなる空燃比の設定として学習される。そして、確定フラグＦＬが「０」であることに基づき、一回目の被毒回復条件成立がなされている期間中において、図９（ｄ）に二点鎖線で示すように第１気筒群がリッチで第２気筒群がリーンな状態が維持される。また、エンジン１１が停止されない限り、二回目以降の被毒回復条件成立の際にも、第１気筒群がリッチにされるとともに第２気筒群がリーンにされる。
【０１２１】
上記のようにエンジン始動後の一回目の被毒回復条件の成立期間中において、被毒回復のための空燃比制御の際における各気筒群毎の空燃比の設定が学習されるため、同学習をエンジン始動後の早期に完了することができる。そして、エンジン始動後の早期に最もトルク変動が小さくなる空燃比の設定にて被毒回復のための空燃比制御を行うことができる。
【０１２２】
次に、本実施形態における被毒回復の処理手順について図１０を参照して説明する。この図１０は、本実施形態の硫黄被毒回復処理ルーチンを示すフローチャートである。同ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて図３のメインルーチンにおけるステップＳ２０２に進む毎に実行される。
【０１２３】
同ルーチンにおいて、ステップＳ５０１、ステップＳ５０３〜Ｓ５０８、及びステップＳ５０９〜Ｓ５１１の処理は、第１実施形態の硫黄被毒回復処理ルーチンにおけるステップＳ３０１、ステップＳ３０４〜Ｓ３０９、及びステップＳ３１０〜Ｓ３１２の処理に相当するものである。また、本実施形態における硫黄被毒回復処理ルーチンにおいては、第１実施形態の硫黄被毒回復処理ルーチンにおけるステップＳ３１３〜Ｓ３１６に相当する処理が省略されている。
【０１２４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０１の処理として、触媒３３ｂにおける硫黄被毒の回復条件が成立しているか否を判断する。そして、回復条件不成立ならばこの硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了し、回復条件成立ならばステップＳ５０２に進む。
【０１２５】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０２の処理として、確定フラグＦＬが「０」であって且つ算出完了フラグＦ１が「０」であるか否かを判断する。エンジン始動後において一回目の回復条件成立がなされてステップＳ５０２に進んだ場合には、確定フラグＦＬ及び算出完了フラグＦ１が共に初期値である「０」となっているため、上記ステップＳ５０２の処理でＮＯと判断されてステップＳ５０９に進む。
【０１２６】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０９の処理として、燃料噴射弁４０を駆動制御して第１気筒群をリーンにするとともに第２気筒群をリッチにする。続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ５１０の処理で第１気筒群のトルク変動量ｄＴ１を算出し、ステップＳ５１１の処理で算出完了フラグＦ１を「１」とした後、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了する。
【０１２７】
このように算出完了フラグＦ１が「１」とされると、一回目の被毒回復条件の成立期間中にあって次回に上記ステップＳ５０２の処理が行われたとき、確定フラグＦＬが「０」であって且つ算出完了フラグＦ１が「１」である旨判断され、ステップＳ５０３に進むようになる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０３の処理として、燃料噴射弁４０を駆動制御して第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにする。
【０１２８】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ５０４の処理として、第２気筒群のトルク変動量ｄＴ２を算出した後、ステップＳ５０５に進む。このように一回目の被毒条件の成立期間中に被毒回復のための空燃比制御における空燃比の設定が変更され、各々の空燃比の設定にて同空燃比制御を行ったときのトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２が算出される。こうしてトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２が算出された後、ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０５の処理として、算出完了フラグＦ２が「０」であるか否かを判断する。
【０１２９】
エンジン始動後において初めてステップＳ５０５に進んだときには、算出完了フラグＦ２が初期値である「０」のままなのでステップＳ５０５の処理でＹＥＳと判断され、ステップＳ５０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０６の処理として、算出完了フラグＦ２を「１」とした後、ステップ５０７に進む。
【０１３０】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ５０７の処理として、トルク変動量ｄＴ１がトルク変動量ｄＴ２未満か否かを判断する。そして、「ｄＴ１＜ｄＴ２」であればステップＳ５０８の処理として確定フラグＦＬを「１」とした後、この硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了する。また、「ｄＴ１＜ｄＴ２」でなければこの硫黄被毒回復処理ルーチンを一旦終了し、確定フラグＦＬを初期値である「０」に維持する。
【０１３１】
上記確定フラグＦＬに基づき以後の被毒回復のための空燃比制御における空燃比の設定が決定される。即ち、確定フラグＦＬが「１」に決定されると、エンジン１１が停止されるまで、以後の被毒回復条件の成立時には上記ステップＳ５０２の処理でＮＯと判断され、ステップＳ５０９に進むようになる。そして、ステップＳ５０９の処理によって、第１気筒群がリーンにされるとともに第２気筒群がリッチにされ、こうした気筒群毎の空燃比制御によって触媒３３ｂの温度が上昇され、同触媒３３ｂからのＳＯｘの離脱が行われる。
【０１３２】
また、確定フラグＦＬが「０」に決定されると、エンジン１１が停止されるまで以後の被毒回復条件の成立時には上記ステップＳ５０２の処理でＹＥＳと判断され、ステップＳ５０３に進むようになる。そして、ステップＳ５０３の処理によって、第１気筒群がリッチにされるとともに第２気筒群がリーンにされ、こうした気筒群毎の空燃比制御によって触媒３３ｂの温度が上昇され、同触媒３３ｂからのＳＯｘの離脱が行われる。
【０１３３】
なお、エンジン１１の動作停止時には、算出完了フラグＦ１，Ｆ２、確定フラグ、ＦＬ、及びトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２が「０」にリセットされ、次回のエンジン始動後においては上述した各フラグの設定処理、及びトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出処理が最初から行われることとなる。
【０１３４】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、第１実施形態に記載した（１）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（４）エンジン始動後の一回目の被毒回復条件の成立期間中に、被毒回復のための空燃比制御における各気筒毎の空燃比の設定を変更したため、最もトルク変動量の小さい空燃比の設定の学習をエンジン始動後の早期に完了することができる。従って、エンジン始動後の早期に、最もトルク変動量が小さくなる空燃比の設定で被毒回復のための空燃比制御を実行することができる。
【０１３５】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第３実施形態では、エンジン始動後における一回目の被毒回復条件の成立期間中に、トルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２をそれぞれ一回算出した状態で、「ｄＴ１＜ｄＴ２」か否かに基づき確定フラグＦＬを設定したが、本発明はこれに限定されない。即ち、上記一回目の被毒回復条件成立期間中に、まず複数回トルク変動量ｄＴ１を算出した後、気筒群毎の空燃比の設定を変更してトルク変動量ｄＴ２を複数回算出し、この状態で「ｄＴ１＜ｄＴ２」か否かに基づき確定フラグＦＬを設定してもよい。この場合、確定フラグＦＬの設定に用いられるトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２は、それぞれ複数回だけトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２の算出が行われた後のものということになる。そして、空燃比の設定を所定期間だけ固定した後に算出されるトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２が確定フラグＦＬの設定に用いられるようになり、同設定を正確に行うことができるようになる。
【０１３６】
・第２実施形態において、エンジン１１の停止時に算出完了フラグＦ１，Ｆ２、一回目及び二回目完了フラグＦｆ１，Ｆｆ２、確定フラグＦＬ、並びにトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２をバックアップＲＡＭ９６に記憶したが、本発明はこれに限定されない。即ち、例えばエンジン１１の停止時に算出完了フラグＦ１、一回目完了フラグＦｆ１、及びトルク変動量ｄＴ１をバックアップＲＡＭ９６に記憶し、算出完了フラグＦ２、二回目完了フラグＦｆ２、確定フラグＦＬ、及びトルク変動量ｄＴ２をリセットするようにしてもよい。この場合、トルク変動量ｄＴ１が記憶された状態で、エンジン始動後における一回目の被毒回復条件の成立期間中にトルク変動量ｄＴ２の算出が行われ、それらトルク変動量ｄＴ１，ｄＴ２に基づき確定フラグＦＬの設定が行われる機会が多くなる。そのため、エンジン始動後における一回目の被毒回復条件が成立期間中に確定フラグＦＬの設定が完了し、最もトルク変動量の小さくなる被毒回復のための空燃比制御の際の空燃比の設定の学習がエンジン始動後の早期に完了する機会が多くなる。なお、上記のように各フラグ及びトルク変動量の記憶及びリセットを行う場合においても、被毒回復条件の成立回数が所定回数以上になったとき、すべてのフラグ及びトルク変動量を一度リセットすることが好ましい。
【０１３７】
・上記各実施形態において、エンジン始動後における初回の被毒回復条件成立の際に行われる気筒群毎の空燃比制御で、第１気筒群をリッチにするとともに第２気筒群をリーンにしてもよい。また、第１及び第２実施形態においては、各フラグ及びトルク変動量がリセットされる度に、同リセット後に最初にリーンにされる気筒群を入れ替えるようにしてもよい。
【０１３８】
・上記各実施形態では、ＳＯｘを触媒３３ｂから離脱させるために同触媒３３ｂの温度を上昇させ、その温度上昇のために一部の気筒をリーンにするとともに他の気筒をリッチにしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、触媒３３ａ，３３ｂの暖機のために上記のように気筒毎の空燃比制御を行い、この空燃比制御の際に本発明を適用してもよい。この場合、最もトルク変動の小さくなる気筒毎の空燃比の設定として学習された空燃比の設定にて、上記気筒毎の空燃比制御を実行して触媒３３ａ，３３ｂの暖機を行ってドライバビリティの悪化を抑制することとなる。
【０１３９】
・上記のように触媒３３ａ，３３ｂの暖機のために各気筒毎の空燃比制御を実行する場合、最もトルク変動量の小さくなる各気筒群毎の空燃比の設定を学習する際、その学習のための気筒群毎の空燃比制御の実行期間を被毒回復条件の成立時のみに限定する必要はない。なお、上記学習のための気筒群毎の空燃比制御の実行期間を被毒回復条件の成立時のみに限定すれば、上記学習のための空燃比制御の際に効率的に触媒３３ｂからＳＯｘが離脱されるため、ＳＯｘの離脱にとって非効率的な気筒群毎の空燃比制御が実行されるのを防止でき、上記学習のための不必要な空燃比制御が実行されることはなくなる。
【０１４０】
・上記各実施形態では、直列４気筒のエンジン１１の本発明を適用したが、これに直列６気筒、Ｖ型６気筒、及びＶ型８気筒など、他の形式のエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、気筒群を二つに分ける代わりに、三つ或いは四つに分けることも可能である。
【０１４１】
・上記各実施形態では、燃焼室１６に直接燃料を噴射供給する直噴式のエンジン１１に本発明を適用したが、吸気ポート１７に燃料を噴射供給するタイプのエンジンに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の排気浄化装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図２】同排気浄化装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態における被毒回復処理を実行するためのメインルーチンを示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における被毒回復処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同被毒回復処理が行われる際の回復条件成立態様、各フラグ、及び気筒群毎の空燃比の設定の推移を示すタイムチャート。
【図６】ＳＯｘ被毒量の算出手順を示すタイムチャート。
【図７】第２実施形態における被毒回復処理を実行するためのメインルーチンを示すフローチャート。
【図８】同被毒回復処理が行われる際の回復条件成立態様、各フラグ、及び気筒群毎の空燃比の設定の推移を示すタイムチャート。
【図９】第３実施形態における被毒回復処理が行われる際の回復条件成立態様、各フラグ、及び気筒群毎の空燃比の設定の推移を示すタイムチャート。
【図１０】第３実施形態における被毒回復処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、２１ｂ…カムポジションセンサ、３３…排気通路、３３ａ，３３ｂ…排気浄化触媒、３４…空燃比センサ、３６…バキュームセンサ、４０…燃料噴射弁、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that raises the temperature of an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust passage.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART In recent years, an internal combustion engine capable of executing so-called lean combustion, in which an air-fuel ratio is leaner than a stoichiometric air-fuel ratio for the purpose of improving fuel efficiency, has been proposed and put into practical use. In such an internal combustion engine, it is difficult to purify nitrogen oxides (NOx) by a normal three-way catalyst during lean combustion. Therefore, a storage-reduction NOx catalyst that adsorbs NOx generated during lean combustion is provided in the exhaust passage. Can be During lean combustion, NOx in the exhaust gas is adsorbed by the NOx storage reduction catalyst, and the amount of NOx exhausted to the outside together with the exhaust gas is reduced.
[0003]
Further, in the above-described internal combustion engine, so-called rich spike control is performed in which the air-fuel mixture is temporarily burned at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio at a predetermined timing. When the air-fuel mixture is burned at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio by such rich spike control, NOx adsorbed on the NOx storage reduction catalyst is converted into nitrogen (N2) by hydrocarbons (HC) and the like in the exhaust gas. NOx adsorbed on the NOx storage reduction catalyst can be prevented from being saturated.
[0004]
However, not only NOx but also sulfur (S) and sulfur compounds (SOx) adhere to the NOx storage reduction catalyst. When such a substance is adsorbed on the NOx storage reduction catalyst, it is difficult to remove the substance from the catalyst even if the rich spike control is executed. Then, in the NOx storage-reduction catalyst to which the above-mentioned substance has adhered, the above-mentioned substance is adsorbed where NOx should be adsorbed, so that the NOx adsorption capacity of the catalyst is reduced.
[0005]
Therefore, conventionally, an apparatus has been proposed in which the temperature of the NOx storage reduction catalyst is raised to release the above-mentioned substance from the catalyst. As such a device, for example, an exhaust gas purifying device described in JP-A-8-189388 or JP-A-8-61052 is known.
[0006]
In the devices described in these publications, in order to raise the temperature of the NOx storage reduction catalyst, the air-fuel ratio of some cylinders is made rich and the air-fuel ratio of the other cylinders is made lean, so that the exhaust passage is formed. Unburned fuel and air are supplied to burn the fuel in the exhaust passage. As a result of the combustion in the exhaust passage, the temperature of the NOx storage reduction catalyst rises, and the above-mentioned substance is released from the catalyst.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By desorbing substances such as sulfur and sulfur compounds from the NOx storage reduction catalyst as described above, it becomes possible to prevent a decrease in the NOx adsorption capacity of the catalyst. However, in order to raise the temperature of the NOx storage reduction catalyst in order to release the above substances, it is necessary to make some cylinders rich and make other cylinders lean. The output torque of the engine fluctuates in a predetermined cycle. Then, the output torque of the internal combustion engine fluctuates in this manner, so that drivability deteriorates. In particular, when the air-fuel ratio becomes lean, the air-fuel ratio of each cylinder tends to increase due to the lean air-fuel ratio.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to minimize the amount of engine torque fluctuation when increasing the temperature of an exhaust gas purification catalyst and suppress the deterioration of drivability. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can perform the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the means for achieving the above object and the effects thereof will be described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio of some of the cylinders in the internal combustion engine is made rich while the air-fuel ratio of the other cylinders is made lean, so that the air-fuel ratio of the other engine is reduced. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, which causes combustion of an air-fuel mixture and raises the temperature of an exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust passage by combustion of the air-fuel mixture, a cylinder that makes an air-fuel ratio rich and a cylinder that makes it lean Learning to calculate the engine torque fluctuation amount when the air-fuel ratio control is executed at each air-fuel ratio setting by changing the air-fuel ratio, and learn the setting of the air-fuel ratio having the small fluctuation amount based on the calculated torque fluctuation amount. Means, and after the learning of the setting of the air-fuel ratio by the learning means is completed, the air-fuel ratio control is performed with the learned setting of the air-fuel ratio, and the temperature-raising means for raising the temperature of the exhaust purification catalyst. Equipped
[0010]
According to the configuration, by performing the air-fuel ratio control with the learned air-fuel ratio setting, when increasing the temperature of the exhaust gas purification catalyst by enriching some cylinders and making other cylinders lean. The amount of torque fluctuation is suppressed to a minimum, and deterioration of drivability due to the torque fluctuation is suppressed.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exhaust purification catalyst is of a storage reduction type that adsorbs NOx in exhaust gas, and the learning means is configured such that the internal combustion engine removes sulfur from the exhaust purification catalyst. The air-fuel ratio control for learning the setting of the air-fuel ratio is performed when the vehicle is in a predetermined operation state to be separated.
[0012]
Desorption of sulfur from the exhaust purification catalyst is performed by increasing the temperature of the catalyst. Therefore, when the internal combustion engine is in a predetermined operation state in which sulfur is to be released from the exhaust gas purification catalyst, the cylinders for enriching the air-fuel ratio and the cylinders for leaning are changed to learn the setting of the air-fuel ratio for each cylinder. According to the configuration for performing the air-fuel ratio control for performing the learning, the air-fuel ratio control for the learning is not performed unnecessarily.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the learning means fixes a cylinder that makes an air-fuel ratio rich and a cylinder that makes it lean while the internal combustion engine is in the predetermined operating state. At the same time, the engine torque fluctuation amount calculated during this period is stored even after the engine is stopped, and when the internal combustion engine is first brought into the predetermined operating state after the engine is started, the engine is still used for learning the setting of the air-fuel ratio. The air-fuel ratio control is executed by setting the air-fuel ratio for each cylinder for which the calculation of the torque variation is not performed.
[0014]
According to this configuration, when the internal combustion engine first enters a predetermined operating state in which sulfur is to be released from the catalyst after the engine is started, the air-fuel ratio for each cylinder for which the calculation of the engine torque variation has not been performed is set. The air-fuel ratio control is performed, and the air-fuel ratio control makes the air-fuel ratio of some cylinders rich and the air-fuel ratio of other cylinders lean. In this state, when the engine torque fluctuation amount is calculated, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder having the smallest engine torque fluctuation amount is learned. As described above, after the internal combustion engine first enters the predetermined operating state in which sulfur must be released from the catalyst after the engine is started, learning of the setting of the air-fuel ratio is performed, so that the learning must be completed early after the engine is started. Will be able to
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the number of times the internal combustion engine has entered the predetermined operating state is counted, and when the counted number is equal to or greater than a predetermined number, the stored engine is counted. A storage value reset unit for resetting the torque fluctuation amount is further provided.
[0016]
According to this configuration, when the number of times the internal combustion engine has reached the predetermined operation state in which sulfur is to be released from the catalyst is equal to or more than the predetermined number, the stored engine torque fluctuation amount is reset and the air-fuel ratio setting for each cylinder is set. Learning is performed again. Therefore, even if the setting of the air-fuel ratio for each cylinder at which the torque fluctuation becomes the smallest for some reason changes, the learning of the setting of the air-fuel ratio is performed again as described above. Settings can be maintained optimally.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the learning means changes a cylinder that makes the air-fuel ratio rich and a cylinder that makes the air-fuel ratio lean during a period in which the internal combustion engine is in the predetermined operating state. Thus, the engine torque fluctuation when the air-fuel ratio control is executed at each setting of the air-fuel ratio is calculated.
[0018]
During a period in which the internal combustion engine is in a predetermined operating state in which sulfur must be released from the catalyst, the cylinder that makes the air-fuel ratio rich and the cylinder that makes it lean are changed to calculate the engine torque fluctuation amount at each air-fuel ratio setting According to this configuration, the learning of the setting of the air-fuel ratio having the smallest engine torque variation can be completed early after the engine is started.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A first embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder automobile direct injection gasoline engine will be described below with reference to FIGS.
[0020]
As shown in FIG. 1, a piston 12 is provided in each cylinder block 11a of the engine 11 for each of the first to fourth cylinders # 1 to # 4 (only the first cylinder # 1 is shown in FIG. 1). Are provided so as to be able to reciprocate. The head of each of the pistons 12 is formed with a depression 12a necessary for executing stratified combustion described later. The pistons 12 are connected via a connecting rod 13 to a crankshaft 14 serving as an output shaft. The reciprocating movement of the piston 12 is converted into rotation of the crankshaft 14 by the connecting rod 13.
[0021]
A signal rotor 14a is attached to the crankshaft 14. A plurality of projections 14b are provided at equal angles around the axis of the crankshaft 14 on the outer periphery of the signal rotor 14a. A crank position sensor 14c is provided on the side of the signal rotor 14a. When the crankshaft 14 rotates and the projections 14b of the signal rotor 14a sequentially pass by the side of the crank position sensor 14c, the sensor 14c detects pulse-like detection corresponding to the passage of the projections 14b. A signal is output.
[0022]
A cylinder head 15 is provided at an upper end of the cylinder block 11a, and a combustion chamber 16 is provided between the cylinder head 15 and the piston 12. An intake port 17 and an exhaust port 18 provided on the cylinder head 15 communicate with the combustion chamber 16. The intake port 17 and the exhaust port 18 are provided with an intake valve 19 and an exhaust valve 20, respectively.
[0023]
On the other hand, the cylinder head 15 rotatably supports an intake camshaft 21 and an exhaust camshaft 22 for opening and closing the intake valve 19 and the exhaust valve 20. The intake and exhaust camshafts 21 and 22 are connected to the crankshaft 14 via a timing belt and gears (both not shown), and the rotation of the crankshaft 14 is transmitted by the belts and gears. . Then, when the intake camshaft 21 rotates, the intake valve 19 is driven to open and close, and the intake port 17 and the combustion chamber 16 are communicated and shut off. Further, when the exhaust camshaft 22 rotates, the exhaust valve 20 is driven to open and close, and the exhaust port 18 and the combustion chamber 16 are communicated and shut off.
[0024]
In the cylinder head 15, a cam position sensor 21b is provided on the side of the intake camshaft 21 to detect a protrusion 21a provided on the outer peripheral surface of the shaft 21 and output a detection signal. When the intake camshaft 21 rotates, the protrusion 21a of the shaft 21 passes by the side of the cam position sensor 21b. In this state, a detection signal is output from the cam position sensor 21b at predetermined intervals corresponding to the passage of the protrusions 21a.
[0025]
An intake pipe 30 and an exhaust pipe 31 are connected to the intake port 17 and the exhaust port 18, respectively. The inside of the intake pipe 30 and the inside of the intake port 17 form an intake passage 32, and the inside of the exhaust pipe 31 and the inside of the exhaust port 18 form an exhaust passage 33.
[0026]
In the exhaust passage 33, exhaust purification catalysts 33a and 33b for purifying the exhaust gas of the engine 11, and an air-fuel ratio sensor 34 for detecting oxygen contained in the exhaust gas and outputting a detection signal corresponding to the oxygen concentration Are provided. On the other hand, a throttle valve 23 is provided in an upstream portion of the intake passage 32. The throttle valve 23 is rotated by driving a throttle motor 24 composed of a direct current (DC) motor to adjust the opening. The opening of the throttle valve 23 is detected by a throttle position sensor 44.
[0027]
The driving of the throttle motor 24 is controlled based on the amount of depression of an accelerator pedal 25 (accelerator depression amount) provided inside the vehicle. That is, when the driver of the vehicle depresses the accelerator pedal 25, the accelerator depression amount is detected by the accelerator position sensor 26, and the drive of the throttle motor 24 is controlled based on the detection signal of the sensor 26. By adjusting the opening of the throttle valve 23 based on the drive control of the throttle motor 24, the air flow area of the intake passage 32 changes, and the amount of air drawn into the combustion chamber 16 is adjusted.
[0028]
In a portion of the intake passage 32 located downstream of the throttle valve 23, a vacuum sensor 36 for detecting a pressure in the passage 32 is provided. Then, the vacuum sensor 36 outputs a detection signal corresponding to the detected pressure in the intake passage 32.
[0029]
As shown in FIG. 1, the cylinder head 15 has a fuel injection valve 40 for injecting fuel into the combustion chamber 16 and a fuel-air mixture composed of fuel and air filled in the combustion chamber 16. An ignition plug 41 for performing ignition is provided. The ignition timing of the air-fuel mixture by the ignition plug 41 is adjusted by an igniter 41 a provided above the ignition plug 41.
[0030]
When fuel is injected from the fuel injection valve 40 into the combustion chamber 16, the fuel is mixed with the air sucked into the combustion chamber 16 through the intake passage 32, and the fuel and the fuel are mixed in the combustion chamber 16. A mixture is formed. Further, the air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is ignited by an ignition plug 41 and burns, and the air-fuel mixture after the combustion is sent out as exhaust gas to an exhaust passage 33 and purified by exhaust purification catalysts 33a and 33b.
[0031]
Among these exhaust gas purifying catalysts 33a and 33b, the catalyst 33b is a storage reduction type NOx catalyst for purifying nitrogen oxides (NOx). Therefore, the catalyst 33b temporarily adsorbs NOx in the exhaust gas during combustion at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio where it is difficult to purify NOx, and absorbs NOx during combustion at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. NOx is reduced to nitrogen (N2) by hydrocarbons (HC) in the exhaust gas.
[0032]
Next, the electrical configuration of the exhaust gas purification device for the engine 11 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
This exhaust gas purification apparatus includes an electronic control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 92 for controlling the operation state of the engine 11 such as fuel injection amount control, fuel injection timing control, ignition timing control, and throttle opening control. ing. The ECU 92 is configured as an arithmetic and logic operation circuit including a ROM 93, a CPU 94, a RAM 95, a backup RAM 96, and the like.
[0033]
Here, the ROM 93 is a memory in which various control programs and maps and the like referred to when executing the various control programs are stored. The CPU 94 performs arithmetic processing based on the various control programs and maps stored in the ROM 93. Execute. The RAM 95 is a memory for temporarily storing the calculation results of the CPU 94 and data input from each sensor, and the backup RAM 96 is a non-volatile memory for storing the stored data when the engine 11 is stopped. is there. The ROM 93, the CPU 94, the RAM 95, and the backup RAM 96 are connected to each other via a bus 97, and are also connected to an external input circuit 98 and an external output circuit 99.
[0034]
The external input circuit 98 is connected to the crank position sensor 14c, the cam position sensor 21b, the accelerator position sensor 26, the air-fuel ratio sensor 34, the vacuum sensor 36, the throttle position sensor 44, and the like. On the other hand, the external output circuit 99 is connected to the throttle motor 24, the fuel injection valve 40, the igniter 41a, and the like.
[0035]
The ECU 92 configured as described above obtains the engine speed NE based on the detection signal from the crank position sensor 14c. Further, an accelerator depression amount ACCP and an intake pressure PM are obtained based on detection signals from the accelerator position sensor 26 and the vacuum sensor 36. Then, based on the accelerator depression amount ACCP or the intake pressure PM and the engine speed NE, a basic fuel injection amount Qbse representing the load of the engine 11 is obtained. The ECU 92 determines the combustion method of the engine 11 based on the engine speed NE and the basic fuel injection amount Qbse.
[0036]
That is, stoichiometric combustion is performed in which the air-fuel mixture is burned at a stoichiometric air-fuel ratio when the engine 11 is running at a high speed and high load, and lean combustion is performed when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the engine 11 is running at a low speed and a low load. Execute Changing the combustion method in this way is to increase the engine output by setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the stoichiometric air-fuel ratio by stoichiometric combustion at the time of high rotation and high load, which requires high output, and to reduce the low rotation speed that does not require much high output. This is for improving the fuel efficiency by setting the air-fuel ratio to a lean value when the load is applied.
[0037]
Here, various control modes at the time of the stoichiometric combustion and the lean combustion will be described in detail.
(A) Stoichiometric combustion
When the combustion method is determined to be stoichiometric combustion, the ECU 92 calculates the basic fuel injection amount Qbse based on the intake pressure PM and the engine speed NE. The basic fuel injection amount Qbse calculated in this manner increases as the engine speed NE increases and the intake pressure PM increases. The ECU 92 controls the driving of the fuel injection valve 40 to inject fuel from the fuel injection valve 40 during the intake stroke of the engine 11 with an amount of fuel corresponding to the final fuel injection amount Qfin obtained based on the basic fuel injection amount Qbse. Let it. Further, the ECU 92 performs air-fuel ratio feedback correction of the fuel injection amount to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the stoichiometric air-fuel ratio.
[0038]
The ECU 92 also controls the throttle motor 24 so that the actual throttle opening obtained based on the detection signal from the throttle position sensor 44 approaches the target throttle opening calculated based on the accelerator pedal depression amount ACCP and the engine speed NE. Drive control. Further, the ECU 92 calculates a target ignition timing based on the intake pressure PM and the engine speed NE, and controls the drive of the igniter 41a according to the target ignition timing. Thus, the throttle opening and the ignition timing are suitable for stoichiometric combustion.
[0039]
(B) Lean combustion
On the other hand, when the combustion method is determined to be lean combustion, the ECU 92 calculates the basic fuel injection amount Qbse based on the accelerator pedal depression amount ACCP and the engine speed NE. The basic fuel injection amount Qbse calculated in this manner becomes a larger value as the engine speed NE increases and the accelerator depression amount ACCP increases. The ECU 92 controls the driving of the fuel injection valve 40 to inject fuel in an amount corresponding to the final fuel injection amount Qfin obtained based on the basic fuel injection amount Qbse. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 by the fuel injection is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0040]
As the lean combustion in which the mixture is burned at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio,
Injecting fuel during the intake stroke of the engine 11 to set the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, 15 to 23). "Homogeneous lean combustion" for stable combustion of air-fuel mixture
Even if the fuel is injected during the compression stroke of the engine 11 and the fuel is collected around the spark plug by the depression 12a of the piston 12 and the average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture is larger than that during "homogeneous lean combustion", the same applies. "Stratified combustion" in which good ignition is obtained by the air-fuel mixture around the plug 41
A "weak stratified combustion" which is an intermediate combustion method between the above "stratified combustion" and "homogeneous lean combustion", and is executed by injecting fuel during both the intake stroke and the compression stroke of the engine 11.
And the like.
[0041]
In the lean combustion, the ECU 92 controls the drive of the throttle motor 24 so that the actual throttle opening approaches the target throttle opening calculated based on the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE. Further, the ECU 92 calculates a target ignition timing based on the accelerator pedal depression amount ACCP and the engine speed NE, and controls the drive of the igniter 41a according to the target ignition timing. Thus, the throttle opening and the ignition timing are suitable for the above-described various types of lean combustion.
[0042]
Further, in the above-described lean combustion, the throttle valve 23 is controlled to be open compared with the case of the stoichiometric combustion so that the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in the lean combustion, the fuel injection amount is reduced and the pumping loss is reduced, so that the fuel efficiency of the engine 11 is improved.
[0043]
However, during lean combustion, the amount of NOx adsorbed on the catalyst 33b, which is a NOx storage reduction catalyst, increases. The ECU 92 executes rich spike control for removing the NOx from the catalyst 33b at a predetermined timing so that the NOx adsorbed on the catalyst 33b is not saturated. In this rich spike control, even during the lean combustion, the air-fuel mixture is temporarily burned at a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio (rich combustion), and HC contained in the exhaust gas during the rich combustion. For example, the NOx is reduced to N2 and removed from the catalyst 33b.
[0044]
The catalyst 33b adsorbs not only NOx but also sulfur oxides (SOx) and the like. When such SOx or the like is adsorbed by the catalyst 33b, it is difficult to remove SOx or the like from the catalyst 33b even if the above-described rich spike control is executed. Then, in the catalyst 33b in which SOx or the like is adsorbed, SOx or the like is adsorbed where NOx should be adsorbed, so that the NOx adsorbing ability in the catalyst 33b is reduced. Therefore, when a predetermined condition (sulfur poisoning recovery condition) such as the amount of SOx adsorbed on the catalyst 33b becomes equal to or more than the upper limit is satisfied, the ECU 92 raises the temperature of the catalyst 33b to remove SOx and the like from the catalyst 33b. Let go of
[0045]
To increase the temperature of the catalyst 33b as described above, the ECU 92 sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first and fourth cylinders # 1 and # 4 (hereinafter, referred to as a first cylinder group) to be lower than the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second and third cylinders # 2 and # 3 (hereinafter referred to as the second cylinder group) is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio control is performed in this manner, unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33, and the fuel is burned in the exhaust passage 33. This combustion raises the temperature of the catalyst 33b and reduces SOx and the like. It comes off from the catalyst 33b.
[0046]
However, if some of the cylinders in the engine 11 are made rich and the other cylinders are made lean in order to raise the temperature of the catalyst 33b, the output torque of the engine 11 fluctuates in a predetermined cycle and drivability deteriorates. It becomes. Therefore, in the present embodiment, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group is changed, and the amount of torque fluctuation is calculated for each setting. That is, the torque fluctuation amount is calculated in a state where the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean, and in a state where the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich, The setting of the air-fuel ratio for each cylinder group with the smallest torque fluctuation is learned. Then, by executing the air-fuel ratio control for each of the cylinder groups with the learned air-fuel ratio set, the temperature of the catalyst 33b is raised in a state where the amount of torque fluctuation is minimized, and the SOx and the like are reduced to the same catalyst 33b. Can be removed from
[0047]
Here, a procedure for calculating the amount of SOx adsorbed on the catalyst 33b as the SOx poisoning amount S will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the SOx poisoning amount calculation routine. This SOx poisoning amount calculation routine is executed by the ECU 92, for example, at an angle interruption every predetermined crank angle.
[0048]
In the SOx poisoning amount calculation routine, the processing of steps S101 to S103 is for calculating the SOx poisoning amount S based on the operating state of the engine 11.
The ECU 92 calculates the SOx increase amount SU, which is the increase amount of the SOx poisoning amount S due to the sulfur (S) contained in the fuel having the final fuel injection amount Qfin, as the process of step S101. That is, the map is referred to based on the value (“N / 100”) obtained by dividing the concentration N of sulfur (S) contained in the fuel of the final fuel injection amount Qfin by “100”, the air-fuel ratio A / F, and the catalyst temperature T. The final fuel injection amount Qfin is multiplied by the coefficient K obtained by the above calculation to calculate the SOx increase amount SU.
[0049]
The air-fuel ratio A / F is obtained based on a detection signal from the air-fuel ratio sensor 34, and the catalyst temperature T is an estimated value calculated by a predetermined calculation formula based on the engine speed NE and the volume efficiency η. When the air-fuel ratio A / F is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the coefficient K calculated based on the map based on the air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T increases as the leaner and the catalyst temperature T increases. Become.
[0050]
The ECU 92 refers to a map based on the air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T as the process of the subsequent step S102, and determines the decrease amount of the SOx poisoning amount S at the same air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T. Is calculated. The SOx reduction amount SD calculated in this way has a value corresponding to the amount of SOx released from the catalyst 33b when the air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T are maintained. When the air-fuel ratio A / F is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the SOx reduction amount SD becomes a value smaller than “0” as the catalyst temperature T becomes higher and richer, and becomes smaller than the air-fuel ratio A / F. When F is a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, it is maintained at "0".
[0051]
The ECU 92 adds the SOx increase amount SU and the SOx decrease amount SD to the previous SOx poisoning amount Si-1 as the process of step S103, and sets the current SOx poisoning amount Si. The SOx poisoning amount S calculated in this manner becomes smaller as the catalyst temperature T becomes higher. This is because the increase in the SOx increase amount SU due to the increase in the catalyst temperature T is smaller than the decrease in SOx due to the increase in the catalyst temperature T. Accordingly, when the amount of SOx released from the catalyst 33b increases due to the increase in the catalyst temperature T, the amount of SOx adsorbed on the catalyst 33b decreases, and the SOx poisoning amount S also decreases accordingly.
[0052]
After calculating the SOx poisoning amount S as described above, the process proceeds to step S104. The processing of steps S104 to S107 is for setting the execution flag Fa according to the SOx poisoning amount S. The execution flag Fa is set to “1” when the SOx poisoning amount S becomes larger than the upper limit value A, and becomes smaller than the allowable value B which is a value smaller than the upper limit value A. The value is set to "0" when it becomes, and is used in a sulfur poisoning recovery processing routine described later. The upper limit A is a value corresponding to the SOx poisoning amount S when the NOx adsorption capacity is reduced by SOx adsorbed on the catalyst 33b.
[0053]
The ECU 92 determines whether or not the SOx poisoning amount S is greater than the upper limit value A as a process of step S104. If “S> A”, the ECU 92 sets “1” as the execution flag Fa in the process of step S105 to the RAM 95. After that, the SOx poisoning amount calculation routine is temporarily ended. Further, in the process of step S104, if “S <A”, the process proceeds to step S106.
[0054]
The ECU 92 determines whether or not the SOx poisoning amount S is less than an allowable value B which is a value smaller than the upper limit value A as a process of step S106. If “S <B”, the process proceeds to step S107. After storing "0" in the predetermined area of the RAM 95 as the execution flag Fa, the routine for calculating the SOx poisoning amount is temporarily terminated. Also, in the process of step S106, when it is determined that “S <B” is not satisfied, the ECU 92 once ends the SOx poisoning amount calculation routine.
[0055]
Next, a procedure for releasing SOx adsorbed on the catalyst 33b from the catalyst 33b will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the main routine. This routine is executed by the ECU 92, for example, by interruption every predetermined time.
[0056]
The ECU 92 determines whether or not the engine 11 is operating, for example, based on the engine speed NE or the like as the process of step S201. Then, if the engine 11 is operating, the sulfur poisoning recovery process of step S202 is executed, and if the operation of the engine 11 is stopped, the flags and torque fluctuations used in the sulfur poisoning recovery process are executed as the process of step S203. Reset the amount. After executing one of the processes in step S202 and step S203 in this way, the ECU 92 once ends the main routine.
[0057]
Here, the outline of the sulfur poisoning recovery processing in step S202 will be described with reference to the time chart of FIG.
The temperature of the catalyst 33b is increased to release SOx from the catalyst 33b when a recovery condition, which is a condition for releasing SOx from the catalyst 33b, is satisfied, as shown in FIG. Such conditions include, for example,
(1) During stoichiometric combustion
(2) Even if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in each cylinder is different from each other, the operating state of the engine 11 is in a stable operating range without deterioration.
(3) The execution flag Fa set by the SOx poisoning amount calculation routine of FIG. 6 is “1”.
And the like.
[0058]
When all the above recovery conditions are satisfied for the first time after the engine 11 is started, the ECU 92 determines that the first cylinder group (the first and fourth cylinders # 1 and # 4) and the second cylinder group (the second and third cylinder # 2). , # 3), respectively, to drive and control the fuel injection amount for each cylinder group to execute the air-fuel ratio control for each cylinder group. That is, as shown in FIG. 5D, the ECU 92 sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first cylinder group to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second cylinder group to the stoichiometric air-fuel ratio. Richer than
[0059]
When the air-fuel ratio control is performed for each cylinder group, unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33, and the fuel is burned in the exhaust passage 33 to increase the temperature of the catalyst 33b. In such a situation, the decrease width of the SOx decrease amount SD obtained based on the above-described air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T increases the increase amount of the SOx increase amount SU also obtained based on the air-fuel ratio A / F and the catalyst temperature T. Larger than the width. As a result, the SOx poisoning amount S obtained based on the SOx increase amount SU and the SOx decrease amount SD gradually decreases.
[0060]
At this time, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first cylinder group is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that the torque variation in the first cylinder group is large. When the air-fuel ratio control is performed for each cylinder group as described above, the ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT1 in the first cylinder group, and after the calculation is completed, as shown in FIG. The calculation completion flag F1 is set to "1". The calculation completion flag F1 is for determining whether or not the calculation of the torque variation dT1 when the air-fuel ratio is lean in the first cylinder group has been completed.
[0061]
After the calculation of the torque fluctuation amount dT1 is completed, for example, the SOx poisoning amount S becomes less than the allowable value B, the execution flag Fa becomes “0”, or the combustion method of the engine 11 changes from stoichiometric combustion to lean combustion. When the engine is switched to the operating state, the recovery condition is not satisfied as shown in FIG. When the recovery condition is not satisfied, the ECU 92 ends the air-fuel ratio control for the poisoning recovery, and sets the first completion flag Ff1 to “1” as shown in FIG. 5B. The first completion flag Ff1 is for determining whether the air-fuel ratio control for the first poisoning recovery after the start of the engine 11 has been completed.
[0062]
After that, as shown in FIG. 5A, even when the second poisoning recovery condition is satisfied, the ECU 92 controls the drive of the fuel injection valves 40 of the first cylinder group and the second cylinder group, respectively. The fuel injection amount is adjusted for each cylinder group to execute the air-fuel ratio control for each cylinder group. In the air-fuel ratio control for the second poisoning recovery process, the ECU 92 makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first cylinder group richer than the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in FIG. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second cylinder group is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0063]
Even when the air-fuel ratio control is performed for each cylinder group in this manner, unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33, and the fuel is burned in the exhaust passage 33 to increase the temperature of the catalyst 33b. become. Even in such a situation, the decrease width of the SOx decrease amount SD becomes larger than the increase amount of the SOx increase amount SU similarly to the above, and the SOx poisoning amount S obtained based on the SOx increase amount SU and the SOx decrease amount SD gradually increases. Less.
[0064]
At this time, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second cylinder group is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that the torque fluctuation amount in the second cylinder group is large. When the air-fuel ratio control is performed for each cylinder group as described above, the ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT2 in the second cylinder group, and after this calculation is completed, as shown in FIG. The calculation completion flag F2 is set to "1". The calculation completion flag F2 is for determining whether or not the calculation of the torque variation dT2 when the air-fuel ratio is lean in the first cylinder group has been completed.
[0065]
After the calculation of the torque fluctuation amount dT2 is completed, even one of the conditions (1) to (3) is not satisfied, so that the recovery condition is not satisfied as shown in FIG. When the recovery condition is not satisfied in this way, the ECU 92 ends the air-fuel ratio control for the poisoning recovery, and sets the second completion flag Ff2 to “1” as shown in FIG. The second completion flag Ff2 is for determining whether the air-fuel ratio control for the second poisoning recovery after the start of the engine 11 has been completed.
[0066]
When the calculation of the torque fluctuations dT1 and dT2 is completed, the ECU 92 determines whether the torque fluctuation dT1 is less than the torque fluctuation dT2. If “dT1 <dT2”, the determination flag FL is set to “1” as shown by a solid line in FIG. 5F, and if “dT1 <dT2”, the determination flag FL is set to “1” as shown by a two-dot chain line. 0 ". The determination flag FL is for learning the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group that can minimize the amount of torque fluctuation during the air-fuel ratio control for poisoning recovery.
[0067]
If the determination flag FL is “1”, the ECU 92 sets the first cylinder group to lean and the second cylinder group to rich to reduce the temperature of the catalyst 33b when the third or subsequent poisoning recovery condition is satisfied. To remove SOx from the catalyst 33b. When the determination flag FL is “1” and “dT1 <dT2”, the torque fluctuation amount of the engine 11 becomes smaller when the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich. . Then, the ECU 92 sets the confirmation flag FL to “1”, so that the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group that can minimize the torque fluctuation amount of the engine 11 is learned. That is, by setting the confirmation flag FL to “1”, the air-fuel ratio setting of making the first cylinder group lean and enriching the second cylinder group as the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is learned. At the time of the poisoning recovery after the third time, the air-fuel ratio control is performed by setting the learned air-fuel ratio.
[0068]
If the determination flag FL is “0”, the ECU 92 sets the first cylinder group to be rich and the second cylinder group to be lean when the poisoning recovery condition is satisfied for the third time and thereafter. The temperature is increased to release SOx from the catalyst 33b. When the determination flag FL is “0” and not “dT1 <dT”, the torque fluctuation of the engine 11 is smaller when the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean. When the ECU 92 sets the determination flag FL to “0”, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group that can minimize the torque fluctuation amount of the engine 11 is learned. That is, by setting the confirmation flag FL to “0”, the air-fuel ratio setting for enriching the first cylinder group and making the second cylinder group lean as air-fuel ratio control for poisoning recovery is learned, At the time of the poisoning recovery after the third time, the air-fuel ratio control is performed by setting the learned air-fuel ratio.
[0069]
Next, the details of the sulfur poisoning recovery process of step S202 in the main routine of FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a sulfur poisoning recovery processing routine for releasing SOx adsorbed on the catalyst 33b from the catalyst 33b. This sulfur poisoning recovery processing routine is executed each time the process proceeds to step S202 of the main routine through the ECU 92.
[0070]
In the sulfur poisoning recovery processing routine, the ECU 92 determines in step S301 whether all of the above conditions (1) to (3) are satisfied, that is, the condition for recovery of SOx poisoning in the catalyst 33b is satisfied. It is determined whether or not there is. If the recovery condition is not satisfied, such as from the start of the engine 11 until the recovery condition is first satisfied, the process proceeds to step S313. The processing from step S313 to S316 is for setting the first completion flag Ff1 and the second completion flag Ff2. The first completion flag Ff1 is for determining whether or not the first recovery condition is satisfied after the engine is started and the first poisoning recovery is completed. The second completion flag Ff2 is for determining whether or not the second recovery condition is satisfied after the engine is started and the second poisoning recovery is completed.
[0071]
During the period from the start of the engine 11 until the recovery condition is first satisfied, it is determined that the recovery condition is not satisfied in the process of step S301, and the process proceeds to step S313. The ECU 92 determines whether or not “1” is stored in the predetermined area of the RAM 95 as the calculation completion flag F1 in the process of step S313. The calculation completion flag F1 is set to "1" when the torque variation dT1 is calculated at the time of the first poisoning recovery described later. Therefore, from the start of the engine until the recovery condition is first satisfied, the calculation completion flag F1 is “0”, which is the initial value, and when the process proceeds to step S313 as described above, the process of step S313 is performed. It is determined that “F1 = 1” is not satisfied. When a negative determination (NO) is made in step S313, the ECU 92 temporarily ends the sulfur poisoning recovery processing routine and returns to the main routine (FIG. 3).
[0072]
On the other hand, after the start of the engine 11, if the first recovery condition is satisfied and the affirmative determination (YES) is made in the process of step S301, the process proceeds to step S302. The processing in step S302 is for determining whether or not the first recovery condition is satisfied. The ECU 92 determines whether or not “1” is both stored in the predetermined area of the RAM 95 as the first completion flag Ff1 and the calculation completion flag F1 in the processing of step S302. The first completion flag Ff1 is set to “1” when the first poisoning recovery condition is satisfied, and the calculation completion flag F1 performs the first poisoning recovery by a process described later, and the torque fluctuation amount dT1 is reduced. It is set to “1” when calculated.
[0073]
Therefore, when the poisoning recovery condition is satisfied for the first time after the start of the engine 11 and the process proceeds to step S302, both the first completion flag Ff1 and the calculation completion flag F1 are set to "0", and the determination in step S302 is NO. To step S310. In the processing of steps S310 to S312, the air-fuel ratio of the first cylinder group is made lean and the air-fuel ratio of the second cylinder group is made rich to recover SOx poisoning in the catalyst 33b. Is used to calculate the torque fluctuation amount dT1.
[0074]
The ECU 92 makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first cylinder group leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second cylinder group richer than the stoichiometric air-fuel ratio in the process of step S310. In other words, the fuel injection valves 40 of the first and fourth cylinders # 1 and # 4 are drive-controlled to inject and supply a fuel having a value, for example, 20% less than that in the case where the mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the fuel injection valves 40 of the second and third cylinders # 2 and # 3 are drive-controlled to inject and supply a fuel whose value is increased by, for example, 20% as compared with the case where the mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio. By performing the air-fuel ratio control for each cylinder group in this manner, unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33, and the fuel is burned in the exhaust passage 33. The combustion of the fuel reduces the temperature of the catalyst 33b. The SOx is released from the same catalyst 33b by ascending.
[0075]
When the SOx poisoning recovery in the catalyst 33b is executed, the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich, so that the torque fluctuation generated during the operation of the first cylinder group becomes large, and the engine 11 The output torque fluctuates in a predetermined cycle. The torque fluctuation amount dT1 due to the operation of the first cylinder group is calculated by the subsequent processing in step S311. The ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT1 based on the detection signals from the crank position sensor 14c and the cam position sensor 21b as the process of step S311. That is, the ECU 92 calculates the amount of torque fluctuation when the first and fourth cylinders # 1 and # 4 operate, and averages the amount of torque fluctuation for each of the cylinders # 1 and # 4 to the first cylinder group. Is calculated as the torque fluctuation amount dT1.
[0076]
When calculating the torque fluctuation of the operating cylinder, the angular velocity at the time of passing through a predetermined crank angle (for example, 30 °) including the top dead center and the predetermined angular position advanced from the top dead center by 90 ° are calculated. And the angular velocity when passing through the crank angle (for example, 30 °). Then, based on the angular velocities, the generated torque at the time of ignition in the working cylinder is calculated, and the difference between the previously calculated generated torque and the currently calculated generated torque is defined as the torque fluctuation amount in the working cylinder.
[0077]
After calculating the torque fluctuation amount dT1 of the first cylinder group as described above, the process proceeds to step S312. In the process of step S312, the ECU 92 stores “1” as a calculation completion flag F1 in a predetermined area of the RAM 95, and then temporarily ends the sulfur poisoning recovery routine. As described above, the calculation completion flag F1 changes from the initial value “0” to “1” when the torque fluctuation amount dT1 of the first cylinder group is calculated. Further, even after the calculation completion flag F1 becomes “1”, the process proceeds from step S301 to step S302 as long as the first recovery condition is satisfied as shown in FIG. . In this case, as shown in FIGS. 5B and 5C, even if the calculation completion flag F1 is “1”, the first completion flag Ff1 remains at the initial value “0”. If the determination is NO in the processing, the processing in steps S310 to S312 is subsequently performed.
[0078]
In this state, the combustion of the fuel in the exhaust passage 33 is performed by the air-fuel ratio control for each of the cylinder groups, whereby the temperature of the catalyst 33b rises and SOx departs from the catalyst 33b. When the SOx poisoning amount is smaller than the allowable value B by performing the recovery of the SOx poisoning in this manner, the execution flag Fa is set to “0” by the SOx poisoning amount calculation routine (FIG. 6). If the recovery condition for SOx poisoning is not satisfied, such as when the execution flag Fa becomes “0”, the first recovery condition is satisfied, and the determination in step S301 is NO, and the process proceeds to step S313.
[0079]
In the process of step S313, since the first poisoning recovery has been executed and the calculation of the torque variation dT1 has been completed, and the calculation completion flag F1 has been set to "1", "F1 = 1" , And the process proceeds to step S314. The ECU 92 determines whether or not “1” is stored in the predetermined area of the RAM 95 as the calculation completion flag F2 in the process of step S314. The calculation completion flag F2 is set to "1" when the torque variation dT2 is calculated at the time of the second poisoning recovery described later. When the process proceeds to step S314 for the first time after the calculation completion flag F1 has become “1” as in this case, the calculation completion flag F2 has been set to “0” which is the initial value, and thus “F2 = 1” Then, the process proceeds to step S316. In the process of step S316, the ECU 92 stores “1” as a first completion flag Ff1 in a predetermined area of the RAM 95 as shown in FIG. 5B, and then temporarily ends the sulfur poisoning recovery process routine.
[0080]
As shown in FIGS. 5B and 5C, both the first completion flag Ff1 and the calculation completion flag F1 are "1", and the second recovery condition as shown in FIG. 5A. When the determination is made, YES is determined in the process of step S301, and the determination process of step S302 is performed. In this case, since “Ff1 = F1 = 1”, “YES” is determined in the process of step S302, and the process proceeds to step S303. The processing in step S303 is for determining whether or not the second recovery condition is satisfied.
[0081]
In the process of step S303, the ECU 92 stores “0” in the predetermined area of the RAM 95 as the second completion flag Ff2, and stores “0” in the predetermined area of the RAM 95 as the confirmation flag FL described later. It is determined whether any of the conditions is satisfied. When the third and subsequent recovery conditions are satisfied, the confirmation flag FL executes the process of step S310 as air-fuel ratio control for poisoning recovery, or executes the process of step S304 described later. Is to determine.
[0082]
When the process proceeds to step S303 for the first time after the second recovery condition is satisfied as described above, since the second completion flag Ff2 is “0” which is the initial value, it is determined as YES in the process of step S303. Then, the process proceeds to step S304. In the processing of steps S304 and S305, the air-fuel ratio of the first cylinder group is made rich and the air-fuel ratio of the second cylinder group is made lean to recover SOx poisoning in the catalyst 33b. For calculating the torque fluctuation amount dT2 of FIG.
[0083]
The ECU 92 sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first cylinder group to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio and makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the second cylinder group leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the process of step S304. That is, the fuel injection valves 40 of the first and fourth cylinders # 1 and # 4 are drive-controlled to inject and supply a fuel whose value is increased, for example, by 20% as compared with the case where the mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the fuel injection valves 40 of the second and third cylinders # 2 and # 3 are drive-controlled to inject and supply a fuel having a value, for example, 20% less than the case where the mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio. By performing the air-fuel ratio control for each cylinder group in this manner, unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33, and the fuel is burned in the exhaust passage 33. The combustion of the fuel reduces the temperature of the catalyst 33b. The SOx is released from the same catalyst 33b by ascending.
[0084]
When the SOx poisoning recovery in the catalyst 33b is executed, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean, so that the torque fluctuation due to the operation of the second cylinder group becomes large, and the output of the engine 11 becomes large. The torque fluctuates in a predetermined cycle. The torque fluctuation amount dT2 due to the operation of the second cylinder group is calculated by the subsequent processing in step S305. The ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT2 based on detection signals from the crank position sensor 14c and the cam position sensor 21b as the process of step S305. That is, the ECU 92 calculates the amount of torque fluctuation when the second and third cylinders # 2 and # 3 operate, and averages the amount of torque fluctuation for each of the cylinders # 2 and # 3 to obtain the second cylinder group. Is calculated as the torque fluctuation amount dT2.
[0085]
After calculating the torque fluctuation amount dT2 of the second cylinder group as described above, the process proceeds to step S306. The ECU 92 determines whether or not “0” is stored in the predetermined area of the RAM 95 as the calculation completion flag F2 in the process of step S306. After the torque variation dT2 is calculated, the calculation completion flag F2 is changed from the initial value “0” to “1” by the process of step S307 described later. Therefore, when the process proceeds to step S306 for the first time as in this case, YES is determined in the process of step S306, and the process proceeds to step S307. In the process of step S307, the ECU 92 stores “1” in a predetermined area of the RAM 95 as the calculation completion flag F2, as shown in FIG.
[0086]
After setting the calculation completion flag F2 to “1”, the process proceeds to step S308. The processing in steps S308 and S309 is for setting the confirmation flag FL based on the torque fluctuation amounts dT1 and dT2. The ECU 92 determines whether or not the torque variation dT1 is smaller than the torque variation dT2 as the process of step S308. If "dT1 <dT2" is not satisfied, the sulfur poisoning recovery processing routine is temporarily terminated. If "dT <dT" is not satisfied, "1" is stored in a predetermined area of the RAM 95 as the determination flag FL in the processing of step S309. Thereafter, the sulfur poisoning recovery processing routine is temporarily terminated.
[0087]
The confirmation flag FL is “0” in the initial state, and is “1” when “dT1 <dT2” as described above. That is, the confirmation flag FL is set to “1” when the torque variation of the engine 11 is smaller when the first cylinder group is leaner than when the second cylinder group is lean, and the first cylinder group is set to “1”. When the torque fluctuation amount of the engine 11 is smaller when the second cylinder group is leaner than when the engine is lean, the value is set to “0”. After the calculation completion flag F2 is set to “1” and the determination flag FL is set to “1” or “0” as described above, if the second recovery condition is satisfied, the steps S301 and S302 are performed. Then, the process proceeds to step S303.
[0088]
In this case, even if the confirmation flag FL is “1”, the second completion flag Ff2 that becomes “1” when the second poisoning recovery is completed is initialized as shown in FIG. Since the value remains at "0", YES is determined in the determination processing of step S303, and the processing of steps S304 and S305 is subsequently performed. In this state, the combustion of the fuel in the exhaust passage 33 is performed by the air-fuel ratio control based on the processing in step S304, whereby the temperature of the catalyst 33b rises, and SOx leaves the catalyst 33b. When the SOx poisoning amount is smaller than the allowable value B by performing the recovery of the SOx poisoning in this manner, the execution flag Fa is set to “0” by the SOx poisoning amount calculation routine (FIG. 6). If the recovery condition of the SOx poisoning is not satisfied, for example, if the execution flag Fa becomes “0”, the second recovery condition is satisfied, the result of the determination in step S301 is NO, and the process proceeds to step S313.
[0089]
In the process after step S313, the first and second poisoning recovery have been executed, the calculation of the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 is also completed, and both the calculation completion flags F1 and F2 become “1”. ing. Therefore, YES is determined in the processing of steps S313 and S314, and the process proceeds to step S315. The ECU 92 stores “1” as a second completion flag Ff2 in a predetermined area of the RAM 95 in the process of step S315 as shown in FIG. 5E, and executes the subsequent process of step S316. The poison recovery processing routine is temporarily ended.
[0090]
As shown in FIGS. 5 (b), (c), (e), and (h), a state in which the calculation completion flags F1 and F2 and the first and second completion flags Ff1 and Ff2 are all “1”. In FIG. 5A, when the third recovery condition is satisfied as shown in FIG. 5A, the process proceeds to Step S303 via the processes of Steps S301 and S302. In this case, since the second completion flag Ff2 is “1”, in the processing of step S303, it is determined whether to execute the processing after step S310 or the processing after step S304 based on the confirmation flag FL. It is determined. With this confirmation flag FL, it is possible to learn the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group that can minimize the amount of torque fluctuation during the air-fuel ratio control for poisoning recovery.
[0091]
That is, when the torque fluctuation amount of the engine 11 is smaller when the air-fuel ratio of the first cylinder group is leaner (“dT1 <dT”), the determination flag FL is set to “1” in the process of step S309. As a result, the determination in step S303 is NO, and the processing in step S310 makes the first cylinder group lean and makes the second cylinder group rich. By setting the confirmation flag FL to “1”, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group capable of minimizing the torque fluctuation as described above is learned, and the poisoning recovery for the third and subsequent times is learned. At the time of the air-fuel ratio control, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is performed by setting the air-fuel ratio.
[0092]
When the amount of torque fluctuation of the engine 11 is smaller when the second cylinder group is leaner (“dT1 ≧ dT2”), the determination flag FL is not set to “1” in the process of step S309, and The value is maintained at “0”. As a result, YES is determined in the process of step S303, and the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean by the process of step S304. By maintaining the confirmation flag FL at "0" in this manner, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group that can minimize the torque fluctuation as described above is learned, and the poisoning recovery after the third time is performed. At the time of the air-fuel ratio control, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is performed by setting the air-fuel ratio.
[0093]
During the operation of the engine 11, air-fuel ratio control for recovering the SOx poisoning of the catalyst 33 b is executed based on the above-described flags and the amount of torque fluctuation. When the operation stops, it is reset. That is, when the operation of the engine 11 is stopped, the determination in step S201 of the main routine in FIG. 3 is NO, and the process proceeds to step S203. The ECU 92 sets the calculation completion flags F1 and F2, the first and second completion flags Ff1 and Ff2, the confirmation flag FL, and the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 to “0” as the process of step S203. After resetting each flag and the amount of torque fluctuation, the main routine is temporarily ended.
[0094]
According to the present embodiment in which the processing described above is performed, the following effects can be obtained.
(1) In order to release SOx from the catalyst 33b, it is necessary to raise the temperature of the catalyst 33b. The temperature rise of the catalyst 33b is performed by making the first cylinder group lean and making the second cylinder group rich, or by making the first cylinder group rich and making the second cylinder group lean. That is, the unburned fuel and air are supplied to the exhaust passage 33b by performing the air-fuel ratio control for each cylinder group as described above, and the fuel is burned in the exhaust passage 33 to increase the temperature of the catalyst 33b. In the present embodiment, among the settings of the air-fuel ratio for each of the cylinder groups, the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 when the first cylinder group is lean and when the second cylinder group is lean are calculated, respectively. The air-fuel ratio control for recovering the SOx poisoning is executed at the setting of the air-fuel ratio that makes the torque fluctuation smaller. Accordingly, when the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is performed, the amount of torque fluctuation is suppressed to a minimum, and deterioration of drivability due to the torque fluctuation can be suppressed.
[0095]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the flags and the torque variation used in the sulfur poisoning recovery processing routine are stored in the backup RAM 96 when the engine 11 is stopped. Then, the flags and the torque fluctuation amounts stored in the backup RAM 96 are read at the time of starting the engine 11 and are used when executing the sulfur poisoning recovery processing routine. The above-mentioned flags and the amount of torque fluctuation are reset when the condition for recovering from SOx poisoning is satisfied a predetermined number of times or more.
[0096]
By storing the flags and the amount of torque fluctuation when the engine is stopped as described above, when performing air-fuel ratio control for recovery from poisoning when SOx adsorption to the catalyst 33b is small, only the first cylinder group is used. Leaning can be prevented. If the flags and the torque fluctuation amount are reset every time the engine is stopped, the poisoning recovery condition is satisfied only once, for example, from the start to the stop of the engine 11, for example, when the adsorption of SOx on the catalyst 33b is small. At this time, only the first cylinder group becomes lean in the air-fuel ratio control for the first poisoning recovery after the engine is started. However, if the flags and the torque fluctuation amount are stored when the engine is stopped and read at the time of starting the engine as described above, only the first cylinder group becomes lean in the air-fuel ratio control for the first poisoning recovery after the engine is started. Can be prevented.
[0097]
As described above, in the present embodiment, operations such as storage, reading, resetting, and the like for each of the flags and the torque fluctuation amount are different from those in the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only parts different from the first embodiment will be described, and detailed description of the same parts as the first embodiment will be omitted.
[0098]
FIG. 7 is a flowchart showing a main routine of the present embodiment. This main routine is also executed by the ECU 92 at predetermined time intervals by interruption. In the main routine, the processing of steps S401 and S402 is for reading each flag and torque fluctuation amount from the backup RAM 96 when the engine is started. That is, the ECU 92 determines whether or not the engine has been started, based on the engine speed NE and the like, as the process of step S401. Then, when it is determined in step S401 that the engine is being started, as processing in step S402, calculation completion flags F1, F2, first and second completion flags Ff1, stored in the backup RAM 96 by the processing described below. After reading Ff2, the determination flag FL, and the torque fluctuation amounts dT1 and dT2, the process proceeds to step S403. If it is determined in step S401 that the engine is not started, the process proceeds directly to step S403.
[0099]
The ECU 92 determines whether or not the engine is operating based on the engine speed NE and the like as the process of step S403. If the engine is operating, the process of step S404 is performed, and if the engine is not operating, the process proceeds to step S410. The sulfur poisoning recovery process in step S404 is the same as the process in step S202 of the main routine (FIG. 3) in the first embodiment. Therefore, every time the process proceeds to step S404, the sulfur poisoning recovery process routine (FIG. 4) is executed.
[0100]
In this sulfur poisoning recovery processing routine, while the first poisoning recovery condition is satisfied, the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich to release SOx from the catalyst 33b. Let it. Further, in this state, the torque fluctuation amount dT1 of the first cylinder group is calculated. When the calculation of the torque fluctuation amount dT1 is completed, the calculation completion flag F1 is changed from the initial value “0” to “1”, and when the first poisoning recovery is completed, the first completion flag Ff1 Is changed from the initial value “0” to “1”.
[0101]
Further, in the sulfur poisoning recovery processing routine, while the second poisoning recovery condition is satisfied, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean so that the SOx from the catalyst 33b is reduced. Withdraw. Further, in this state, the torque fluctuation amount dT2 of the second cylinder group is calculated. When the calculation of the torque variation dT2 is completed, the calculation completion flag F2 is changed from the initial value “0” to “1”, and when the second poisoning recovery is completed, the second completion flag Ff2 Is changed from the initial value “0” to “1”.
[0102]
When the torque variation amounts dT1 and dT2 are calculated and the calculation completion flags F1 and F2 are both set to “1”, the confirmation flag FL is set to “0” or “1” based on whether or not “dT1 <dT2”. Is set to That is, if “dT1 <dT2”, the confirmation flag FL is set to “1”, and at the time of poisoning recovery for the third and subsequent times, the first cylinder group is determined based on the fact that the confirmation flag FL is “1”. Is made lean and the second cylinder group is made rich. If “dT1 <dT2” is not satisfied, the confirmation flag FL is maintained at the initial value “0”, and upon the third and subsequent poisoning recovery, the confirmation flag FL is “0” based on the fact that the confirmation flag FL is “0”. The first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean.
[0103]
As described above, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is performed by setting the air-fuel ratio for each cylinder group that minimizes the torque fluctuation amount based on the determination flag FL, thereby reducing the torque fluctuation amount during the poisoning recovery. Deterioration of drivability can be suppressed by minimizing it.
[0104]
By the way, when the operating engine 11 is stopped, it is determined as NO in the process of step S403, and the process proceeds to step S410. The ECU 92 stores the current calculation completion flags F1 and F2, the first and second completion flags Ff1 and Ff2, the confirmation flag FL, and the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 in the backup RAM 96 as the process of step S410. The main routine ends once. The flags and the torque fluctuation amounts stored in the backup RAM 96 when the engine is stopped are read by the process of step S402 when the engine is started.
[0105]
Here, the outline of the poisoning recovery processing in the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG.
When each flag and the amount of torque fluctuation are initial values “0”, as shown in FIG. 8A, when the first poisoning recovery condition is satisfied after the engine is started, as shown in FIG. 8D. Then, the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich. In this state, the calculation of the torque variation dT1 is performed, and the calculation completion flag F1 is set to “1”. Thereafter, when the condition for the poisoning recovery is not satisfied, the first completion flag Ff1 is set to “1”. When the operation of the engine 11 is stopped after the air-fuel ratio control for each cylinder group for the poisoning recovery is completed, the flags and the torque fluctuation amount are stored in the backup RAM 96.
[0106]
When the engine 11 is restarted, the flags and the torque fluctuations stored in the backup RAM 96 are read. Thereafter, when the poisoning recovery condition is satisfied, as shown in FIGS. 8B, 8C, and 8E, the first completion flag Ff1 and the calculation completion flag F1 are “1” and the second completion flag is set. Since the flag Ff2 is “0”, the first cylinder group is made rich and the first cylinder group is made lean as shown in FIG. 8 (g). In this state, the torque variation dT2 is calculated, and the calculation completion flag F2 is set to "1".
[0107]
When the calculation of the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 is completed, the confirmation flag FL is set to “0” or “1” based on whether “dT1 <dT2”. Thereafter, when the condition for the poisoning recovery is not satisfied, the second completion flag Ff2 is set to “1”. When the operation of the engine 11 is stopped after the air-fuel ratio control for each cylinder group for the poisoning recovery is completed, the flags and the torque fluctuation amount are stored in the backup RAM 96.
[0108]
Thereafter, when the engine 11 is restarted, the respective flags and torque fluctuations stored in the backup RAM 96 are read. Then, when the poisoning recovery condition is satisfied, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is executed by setting the air-fuel ratio for each cylinder group according to the confirmation flag FL shown in FIG. That is, as shown by the solid line in FIG. 8F, when the confirmation flag FL is “1”, the first cylinder group is made lean and the second cylinder is made as shown by the solid line in FIG. 8D. Make the group rich. When the confirmation flag FL is “0” as shown by the two-dot chain line in FIG. 8F, the first cylinder group is made rich as shown by the two-dot chain line in FIG. 8G. The second cylinder group is made lean. By performing the air-fuel ratio control for the recovery of poisoning in this manner, the temperature of the catalyst 33b can be raised to release SOx, and the amount of torque fluctuation accompanying the air-fuel ratio control can be minimized to reduce drivability. Can be suppressed.
[0109]
When the engine is stopped, each torque and the amount of torque fluctuation are stored in the backup RAM 96, and the stored flag and the amount of torque fluctuation are read when the engine is started. Therefore, even if the SOx adsorption to the catalyst 33b is small and the poisoning recovery is performed only once, for example, from the start to the stop of the engine, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is not performed. It is possible to prevent the first cylinder group from becoming lean every time. Therefore, it is possible to suppress a delay in learning of the setting of the air-fuel ratio that minimizes the torque fluctuation in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery, and to complete the learning early after the engine is started. Become.
[0110]
Now, the description returns to the main routine of FIG. After the processing of step S404 is performed, the process proceeds to step S405. The processing of steps S405 to S409 is for resetting the flags and the amount of torque fluctuation when the number of times the poisoning recovery condition is satisfied exceeds a predetermined number. By resetting each flag and the amount of torque fluctuation at a predetermined timing in this way, learning of the setting of the air-fuel ratio that minimizes the amount of torque fluctuation in the air-fuel ratio control for poisoning recovery is performed again. Therefore, even if the setting of the air-fuel ratio that minimizes the torque fluctuation amount changes for some reason, the actual setting of the air-fuel ratio can be maintained optimally by the re-learning.
[0111]
The ECU 92 determines whether or not the poisoning recovery condition has changed from the established state to the unestablished state as the process of step S405. If the determination is NO, the main routine is temporarily ended. If the determination is YES, the process proceeds to step S406. The ECU 92 adds “1” to the counter C corresponding to the number of times the poisoning recovery condition has been satisfied as the process of step S406. The ECU 92 determines whether or not the counter C is larger than a predetermined value a (for example, “10”) as the process of the subsequent step S407. Then, when it is determined that the number of times of the poisoning recovery condition is not satisfied but “C> a” is 10 or less, the main routine is temporarily terminated, and the number of times of the “C> a” is satisfied and the poisoning recovery condition is satisfied. Is determined to be more than ten times, the process proceeds to step S408.
[0112]
The ECU 92 sets the counter C to “0” as the process of step S408. Further, after the calculation completion flags F1 and F2, the first and second completion flags Ff1 and the confirmation flag FL, and the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 are reset to “0” as the process of step S409, the main routine is once executed. finish.
[0113]
According to the present embodiment in which the processing described in detail above is performed, the following effect can be obtained in addition to the effect (1) described in the first embodiment.
(2) Each flag and torque variation are stored in the backup RAM 96 when the engine is stopped, and the stored flags and torque variation are read when the engine is started. Therefore, even if the SOx adsorption to the catalyst 33b is small and the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is performed only once, for example, between the start and the stop of the engine, the first time the poisoning recovery condition is satisfied, Leaning of only the cylinder group can be prevented. Therefore, it is possible to suppress a delay in learning of the setting of the air-fuel ratio that minimizes the torque fluctuation in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery, and to complete the learning early after the engine is started. Become.
[0114]
(3) When the number of times the poisoning recovery condition is satisfied exceeds a predetermined number, each flag and torque fluctuation are reset, and the setting of the air-fuel ratio that minimizes the amount of torque fluctuation in air-fuel ratio control for poisoning recovery is relearned. You. Therefore, even if the setting of the air-fuel ratio at which the torque variation becomes the smallest changes for some reason, the actual setting of the air-fuel ratio can be optimally maintained by the re-learning.
[0115]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the air-fuel ratio setting in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is changed during the period in which the poisoning recovery condition is satisfied, and the torque fluctuation when the air-fuel ratio control is performed with each air-fuel ratio setting is changed. Calculate the amount. By changing the air-fuel ratio setting and calculating the torque fluctuation at each setting during the period in which the poisoning recovery condition is satisfied in this manner, the air-fuel ratio setting that minimizes the torque fluctuation amount is calculated. Learning can be completed early after the engine is started. Note that, in this embodiment, only the sulfur poisoning recovery processing routine is different from the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only parts different from the first embodiment will be described, and detailed description of the same parts as the first embodiment will be omitted.
[0116]
First, the outline of the poisoning recovery process in the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG.
After the start of the engine and when each flag and the amount of torque fluctuation are set to “0” which is the initial value, when the first recovery condition is satisfied as shown in FIG. As shown in c), the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich. In this state, the calculation of the torque variation dT1 is performed, and the calculation completion flag F1 is set to "1" as shown in FIG. 9B.
[0117]
When the calculation completion flag F1 is “1” and the confirmation flag FL is “0”, which is the initial value, during the period in which the first recovery condition is satisfied, as shown in FIG. 9D. Then, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean. In this state, the torque variation dT2 is calculated, and the calculation completion flag F2 is set to "1" as shown in FIG. 9 (e).
[0118]
When the calculation of the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 is completed and the calculation completion flags F1 and F2 are both set to “1”, the determination flag FL is set based on whether or not “dT1 <dT2”. That is, if “dT1 <dT2”, the decision flag FL is set to “1” as shown by a solid line in FIG. 9F, and if “dT1 <dT2”, it is shown by a two-dot chain line in FIG. 9F. Thus, the confirmation flag FL is maintained at "0".
[0119]
When the confirmation flag FL is set to “1”, the air-fuel ratio setting of making the first cylinder group lean and enriching the second cylinder group is the most engine in air-fuel ratio control for poisoning recovery. The learning is learned as the setting of the air-fuel ratio at which the torque fluctuation of No. 11 becomes small. Then, based on the confirmation flag FL being “1”, during the period in which the first poisoning recovery condition is satisfied, the first cylinder group is made lean as shown by a solid line in FIG. And the second cylinder group is enriched. In addition, as long as the engine 11 is not stopped, the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich when the poisoning recovery condition is satisfied for the second and subsequent times after the engine is started.
[0120]
On the other hand, when the finalization flag FL is maintained at "0", the air-fuel ratio setting of enriching the first cylinder group and leaning the second cylinder group becomes an air-fuel ratio for poisoning recovery. It is learned as the setting of the air-fuel ratio that minimizes the torque fluctuation of the engine 11 in the fuel ratio control. Then, based on the determination flag FL being “0”, during the period in which the first poisoning recovery condition is satisfied, the first cylinder group is rich as shown by the two-dot chain line in FIG. 9D. Thus, the state where the second cylinder group is lean is maintained. Unless the engine 11 is stopped, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean even when the poisoning recovery condition is satisfied for the second time and thereafter.
[0121]
As described above, during the period in which the first poisoning recovery condition is satisfied after the engine is started, the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is learned. Can be completed early after the engine is started. In addition, the air-fuel ratio control for the poisoning recovery can be performed at the setting of the air-fuel ratio at which the torque fluctuation becomes the smallest early after the engine is started.
[0122]
Next, a processing procedure of poisoning recovery in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a sulfur poisoning recovery processing routine of the present embodiment. This routine is executed every time the process proceeds to step S202 in the main routine of FIG.
[0123]
In this routine, the processing of steps S501, S503 to S508, and S509 to S511 corresponds to the processing of steps S301, S304 to S309, and S310 to S312 in the sulfur poisoning recovery processing routine of the first embodiment. Is what you do. Further, in the sulfur poisoning recovery processing routine of the present embodiment, processing corresponding to steps S313 to S316 in the sulfur poisoning recovery processing routine of the first embodiment is omitted.
[0124]
The ECU 92 determines whether the condition for recovery from sulfur poisoning in the catalyst 33b is satisfied as the process of step S501. If the recovery condition is not satisfied, the sulfur poisoning recovery processing routine is temporarily terminated, and if the recovery condition is satisfied, the process proceeds to step S502.
[0125]
The ECU 92 determines whether or not the confirmation flag FL is “0” and the calculation completion flag F1 is “0” as the process of step S502. When the first recovery condition is satisfied after the engine is started and the process proceeds to step S502, both the determination flag FL and the calculation completion flag F1 are "0", which are initial values, so that the process of step S502 is performed. Is determined as NO, and the process proceeds to step S509.
[0126]
In the process of step S509, the ECU 92 controls the driving of the fuel injection valve 40 to make the first cylinder group lean and make the second cylinder group rich. Subsequently, the ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT1 of the first cylinder group in the processing of step S510, sets the calculation completion flag F1 to “1” in the processing of step S511, and then temporarily ends the sulfur poisoning recovery processing routine. I do.
[0127]
When the calculation completion flag F1 is set to "1", the determination flag FL is set to "0" when the process of step S502 is performed next time during the first poisoning recovery condition is satisfied. It is determined that the calculation completion flag F1 is “1”, and the process proceeds to step S503. As the process of step S503, the ECU 92 controls the driving of the fuel injection valve 40 to make the first cylinder group rich and the second cylinder group lean.
[0128]
The ECU 92 calculates the torque fluctuation amount dT2 of the second cylinder group as the processing of the subsequent step S504, and then proceeds to step S505. As described above, the setting of the air-fuel ratio in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is changed during the first poisoning condition establishment, and the torque when the air-fuel ratio control is performed at each air-fuel ratio setting is changed. The fluctuation amounts dT1 and dT2 are calculated. After the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 are calculated in this way, the ECU 92 determines whether or not the calculation completion flag F2 is “0” as the process of step S505.
[0129]
When the process proceeds to step S505 for the first time after the engine is started, the calculation completion flag F2 remains at the initial value “0”, so that the determination in step S505 is YES, and the process proceeds to step S506. The ECU 92 sets the calculation completion flag F2 to “1” in the process of step S506, and then proceeds to step 507.
[0130]
The ECU 92 determines whether or not the torque variation dT1 is less than the torque variation dT2 as the process of step S507. Then, if "dT1 <dT2", the determination flag FL is set to "1" in the processing of step S508, and then the sulfur poisoning recovery processing routine is temporarily terminated. If "dT1 <dT2" is not satisfied, the sulfur poisoning recovery processing routine is temporarily terminated, and the determination flag FL is maintained at the initial value "0".
[0131]
The setting of the air-fuel ratio in the air-fuel ratio control for the subsequent poisoning recovery is determined based on the determination flag FL. That is, when the determination flag FL is determined to be “1”, until the engine 11 is stopped, when the poisoning recovery condition is satisfied, the determination in step S502 is NO, and the process proceeds to step S509. . Then, by the processing in step S509, the first cylinder group is made lean and the second cylinder group is made rich, and the temperature of the catalyst 33b is increased by such air-fuel ratio control for each cylinder group, and SOx from the catalyst 33b is increased. Is performed.
[0132]
When the determination flag FL is determined to be “0”, when the poisoning recovery condition is satisfied after the engine 11 is stopped, “YES” is determined in the process of step S502, and the process proceeds to step S503. Then, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean by the processing in step S503, and the temperature of the catalyst 33b is increased by the air-fuel ratio control for each cylinder group, and the SOx from the catalyst 33b is increased. Is performed.
[0133]
When the operation of the engine 11 is stopped, the calculation completion flags F1, F2, the determination flag, FL, and the torque fluctuation amounts dT1, dT2 are reset to "0". , And the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 are calculated from the beginning.
[0134]
According to the present embodiment in which the processing described in detail above is performed, the following effect can be obtained in addition to the effect (1) described in the first embodiment.
(4) Since the setting of the air-fuel ratio for each cylinder in the air-fuel ratio control for the poisoning recovery is changed during the first period of the poisoning recovery condition after the engine is started, the air-fuel ratio having the smallest torque fluctuation amount Can be completed early after the engine is started. Therefore, it is possible to execute the air-fuel ratio control for the poisoning recovery at the setting of the air-fuel ratio at which the amount of torque fluctuation becomes the smallest at an early stage after the engine is started.
[0135]
Note that the present embodiment can be modified, for example, as follows.
In the third embodiment, the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 are calculated once during the period in which the first poisoning recovery condition is satisfied after the engine is started, and are determined based on whether “dT1 <dT2”. Although the flag FL is set, the present invention is not limited to this. That is, during the first poisoning recovery condition establishment period, first, the torque fluctuation amount dT1 is calculated a plurality of times, and then the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group is changed to calculate the torque fluctuation amount dT2 a plurality of times. The determination flag FL may be set based on whether or not “dT1 <dT2” in the state. In this case, the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 used for setting the confirmation flag FL are obtained after the calculation of the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 is performed a plurality of times, respectively. Then, the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 calculated after fixing the setting of the air-fuel ratio for a predetermined period are used for setting the confirmation flag FL, and the setting can be performed accurately.
[0136]
In the second embodiment, when the engine 11 is stopped, the calculation completion flags F1 and F2, the first and second completion flags Ff1 and Ff2, the confirmation flag FL, and the torque fluctuation amounts dT1 and dT2 are stored in the backup RAM 96. The invention is not limited to this. That is, for example, when the engine 11 is stopped, the calculation completion flag F1, the first time completion flag Ff1, and the torque fluctuation amount dT1 are stored in the backup RAM 96, and the calculation completion flag F2, the second time completion flag Ff2, the confirmation flag FL, and the torque fluctuation amount dT2 may be reset. In this case, with the torque variation dT1 stored, the torque variation dT2 is calculated during the first poisoning recovery condition after the engine is started, and the torque variation dT1 is determined based on the torque variation dT1 and dT2. The chance of setting the flag FL increases. Therefore, the setting of the determination flag FL is completed during the period in which the first poisoning recovery condition is satisfied after the engine is started, and the setting of the air-fuel ratio at the time of the air-fuel ratio control for the poisoning recovery that minimizes the torque fluctuation amount. Of learning is completed early after the engine is started. In the case of storing and resetting each flag and the amount of torque fluctuation as described above, it is necessary to reset all the flags and the amount of torque fluctuation once when the number of times the poisoning recovery condition is satisfied exceeds a predetermined number. Is preferred.
[0137]
In each of the above embodiments, the first cylinder group is made rich and the second cylinder group is made lean by the air-fuel ratio control for each cylinder group performed when the first poisoning recovery condition is satisfied after the engine is started. Good. Further, in the first and second embodiments, each time the flag and the torque fluctuation amount are reset, the cylinder group that is first made lean after the reset may be replaced.
[0138]
In the above embodiments, the temperature of the catalyst 33b is increased in order to release SOx from the catalyst 33b, and some of the cylinders are made lean and other cylinders are made rich in order to increase the temperature. The invention is not limited to this. That is, the air-fuel ratio control for each cylinder may be performed as described above to warm up the catalysts 33a and 33b, and the present invention may be applied to the air-fuel ratio control. In this case, with the air-fuel ratio setting learned as the setting of the air-fuel ratio for each cylinder in which the torque fluctuation becomes smallest, the air-fuel ratio control for each cylinder is executed to warm up the catalysts 33a and 33b, thereby driving the drivability. Is suppressed.
[0139]
When executing the air-fuel ratio control for each cylinder for warming up the catalysts 33a and 33b as described above, when learning the setting of the air-fuel ratio for each cylinder group in which the amount of torque variation is smallest, the learning is performed. It is not necessary to limit the execution period of the air-fuel ratio control for each cylinder group to only when the poisoning recovery condition is satisfied. If the execution period of the air-fuel ratio control for each cylinder group for the learning is limited to only when the poisoning recovery condition is satisfied, SOx can be efficiently generated from the catalyst 33b during the air-fuel ratio control for the learning. Since the departure is performed, it is possible to prevent the inefficient air-fuel ratio control for each cylinder group from being executed inefficiently for the departure of SOx, and the unnecessary air-fuel ratio control for the learning is not executed.
[0140]
In the above embodiments, the present invention is applied to the in-line four-cylinder engine 11, but the present invention is applied to other types of engines such as the in-line six-cylinder, the V-type six-cylinder, and the V-type eight-cylinder. You may. In this case, instead of dividing the cylinder group into two, it is also possible to divide the cylinder group into three or four.
[0141]
In the above embodiments, the present invention is applied to the direct-injection type engine 11 that injects and supplies fuel directly to the combustion chamber 16. However, the present invention is applied to an engine that supplies and injects fuel to the intake port 17. Good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an entire engine to which an exhaust emission control device according to a first embodiment is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the exhaust gas purification device.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a main routine for executing a poisoning recovery process according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a poisoning recovery process according to the first embodiment.
FIG. 5 is a time chart showing a state of establishment of recovery conditions when the poisoning recovery processing is performed, a transition of setting of each flag, and an air-fuel ratio for each cylinder group.
FIG. 6 is a time chart showing a procedure for calculating an SOx poisoning amount.
FIG. 7 is a flowchart showing a main routine for executing a poisoning recovery process according to the second embodiment.
FIG. 8 is a time chart showing a state of establishment of recovery conditions, a transition of setting of an air-fuel ratio for each cylinder group, and a recovery condition when the poisoning recovery process is performed.
FIG. 9 is a time chart showing a recovery condition fulfillment state, a flag, and a transition of setting of an air-fuel ratio for each cylinder group when the poisoning recovery process is performed in the third embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of a poisoning recovery process according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11: engine, 14c: crank position sensor, 21b: cam position sensor, 33: exhaust passage, 33a, 33b: exhaust purification catalyst, 34: air-fuel ratio sensor, 36: vacuum sensor, 40: fuel injection valve, 92: electronic control Unit (ECU).

Claims

By making the air-fuel ratio of some cylinders rich in the internal combustion engine and making the air-fuel ratio of other cylinders lean, combustion of the air-fuel mixture occurs in the exhaust passage of the engine, and the combustion of the air-fuel mixture causes In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that raises the temperature of an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust passage,
The cylinder that makes the air-fuel ratio rich and the cylinder that makes it lean are changed to calculate the engine torque fluctuation amount when the air-fuel ratio control is executed at each air-fuel ratio setting, and based on the calculated torque fluctuation amount Learning means for learning the setting of the air-fuel ratio in which the fluctuation amount is small;
After the learning of the setting of the air-fuel ratio by the learning means is completed, the air-fuel ratio control is performed with the learned setting of the air-fuel ratio, and a temperature increasing means for increasing the temperature of the exhaust gas purification catalyst;
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising:

The exhaust purification catalyst is of a storage reduction type that adsorbs NOx in exhaust gas, and the learning means learns the setting of the air-fuel ratio when the internal combustion engine is in a predetermined operating state in which sulfur is to be released from the exhaust purification catalyst. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein air-fuel ratio control for performing the control is performed.

The learning means fixes the cylinder that makes the air-fuel ratio rich and the cylinder that makes the air-fuel ratio rich during the period when the internal combustion engine is in the predetermined operating state, and stops the engine torque fluctuation amount calculated during this period during engine stop. When the internal combustion engine first enters the predetermined operating state after the engine is started, the air-fuel ratio of each cylinder for which the engine torque fluctuation has not yet been calculated in order to learn the setting of the air-fuel ratio. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio control is performed with the setting of (i).

The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The internal combustion engine further includes a storage value reset unit that counts the number of times the internal combustion engine has entered the predetermined operation state, and resets the stored engine torque fluctuation amount when the number of times counted is equal to or greater than a predetermined number. An exhaust purification device for an internal combustion engine.

The learning means, during the period in which the internal combustion engine is in the predetermined operating state, when the air-fuel ratio control is executed by changing the air-fuel ratio rich cylinder and the lean air cylinder and setting the respective air-fuel ratios. 3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the engine torque fluctuation amount is calculated.