JPH08121147A

JPH08121147A - 内燃エンジンの燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH08121147A
Application number: JP6255879A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Togai; 一英栂井; Kazuo Koga; 一雄古賀
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-14
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JP3033449B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物
を吸着させ、吸着させた窒素酸化物を未燃焼ガス存在の
もとに還元させて窒素酸化物の排出量を低減させる排気
浄化触媒を備えた内燃エンジンの燃焼制御装置におい
て、リーン燃焼運転を維持したままに、運転フィーリン
グや燃費を悪化させることなく未燃焼ガスを発生させ、
窒素酸化物の排出量を常に所定値以下に維持する。【構成】排気浄化触媒装置への窒素酸化物の吸着量が
飽和量に達したことを判定する吸着飽和判定手段(S12)
と、該吸着飽和判定手段により窒素酸化物の吸着量が飽
和量を超えたと判定されたとき、内燃エンジンの燃焼状
態を悪化させることにより内燃エンジンから排出される
未燃焼ガスの量を増加させる未燃焼ガス増加手段(S16)
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの燃焼制
御装置に係り、特に排気浄化触媒の窒素酸化物浄化能力
復活機能を備えた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンが所定運転状態にある時に
空燃比を理論空燃比（１４．７）よりも燃料希薄側（リ
ーン側）の目標値（例えば、２２）に制御して、エンジ
ンの燃費特性等を改善する空燃比制御方法が知られてい
る。このようなリーン空燃比制御方法においては、従来
の三元触媒では窒素酸化物（ＮＯｘ）が充分に浄化でき
ないという問題がある。

【０００３】この問題を解決するために、酸素富過状態
（酸化雰囲気）においてエンジンから排出されるＮＯｘ
を吸着し、吸着したＮＯｘを炭化水素（ＨＣ）過剰状態
（還元雰囲気）で還元させる特性を利用して大気へのＮ
Ｏｘ排出量を低減させる、所謂ＮＯｘ触媒が知られてい
る。このＮＯｘ触媒では、リーン空燃比制御時にＮＯｘ
を吸着させることになるが、リーン燃焼運転を連続して
行うと触媒の吸着量に限度があるために吸着が飽和量に
達するとエンジンから排出されるＮＯｘの大部分が大気
に排出されることになる。そこで、ＮＯｘ触媒の吸着量
が飽和に達する前、あるいは達したタイミングで、空燃
比を理論空燃比またはその近傍値に制御するリッチ空燃
比制御に切換えて排気ガスに未燃焼ガスを多く含ませ、
この還元雰囲気でＮＯｘの還元を開始するようにしてい
る。

【０００４】リーン燃焼運転から理論空燃比運転または
リッチ燃焼運転に切り換えるタイミングとしては、リー
ン空燃比制御を開始してからの経過時間を計時し、所定
時間が経過した時点でリッチ空燃比制御に切り換える方
法が、特開平５−１３３２６０号公報により知られてい
る。この空燃比制御方法では、リッチ空燃比制御により
触媒に吸着されていたＮＯｘの還元が終了すると再びリ
ーン空燃比制御に戻され、リーン燃焼運転と理論空燃比
運転またはリッチ燃焼運転とを交互に繰り返すことによ
って、ＮＯｘ量の低減を図るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】リーン燃焼運転では、
同一吸気量に対して出力トルクが理論空燃比運転より低
下するため、加速運転のような出力トルクが必要となる
場合においては、リーン燃焼運転から高トルクの得られ
る理論空燃比運転またはリッチ燃焼運転に切り換えるよ
うにしている。従って、リーン燃焼運転が長時間に亘っ
て連続せず、ＮＯｘの吸着量が飽和に達する前にリッチ
燃焼運転に切換えられることが多く、上述の公報に開示
される空燃比制御のように、強制的に理論空燃比運転ま
たはリッチ燃焼運転に切換えるような状況は比較的少な
い。

【０００６】しかしながら、リーン空燃比制御を開始し
てから所定時間が経過し、ＮＯｘの吸着量が飽和量に達
すると、強制的に理論空燃比運転またはリッチ燃焼運転
に切換えられ、ＮＯｘの還元が開始されることになり、
この空燃比の切換時には、燃費が悪化するとともにエン
ジンのトルク変動（加速ショックに似た変動）が発生す
る。特に後者のトルク変動が、加速を行わないような定
速走行中に頻繁に生じると、運転フィーリングが悪化す
るという問題が生じる。また、空燃比をリッチ化する場
合はＨＣの排出量が増え、ＨＣ低減という面からしても
強制的な空燃比の切り換えが頻繁に行なわれることは好
ましいことではない。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、リーン燃
焼運転を継続させながら、運転フィーリングや燃費を悪
化させることなく、ＮＯｘ排出量の低減が可能な内燃エ
ンジンの燃焼制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記した目的
を達成するために、請求項１の発明は、内燃エンジンの
排気通路に配設され、リーン燃焼運転時に排気ガス中の
窒素酸化物を吸着させる一方、吸着させた窒素酸化物を
前記内燃エンジンから排出される未燃焼ガス存在のもと
に還元することにより、大気中への窒素酸化物の排出量
を低減する排気浄化触媒を備えた内燃エンジンの燃焼制
御装置において、前記排気浄化触媒に吸着する窒素酸化
物の吸着量が飽和量に達したか否かを判定する吸着飽和
判定手段と、前記吸着飽和判定手段により前記排気浄化
触媒に吸着する窒素酸化物の吸着量が飽和量に達したと
判定されると前記内燃エンジンの燃焼状態を悪化させる
ことにより前記内燃エンジンから前記排気浄化触媒に排
出される前記未燃焼ガスの量を増加させる未燃焼ガス増
加手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】これにより、内燃エンジンの排気通路に設
けられた排気浄化触媒に吸着する窒素酸化物の吸着量が
吸着飽和判定手段により飽和量と判定されたとき、未燃
焼ガス増加手段によって内燃エンジンの燃焼状態が悪化
させられ、内燃エンジンから排気浄化触媒に排出される
未燃焼ガスの量が増加させられる。そして、この未燃焼
ガスに含まれた炭化水素によって排気浄化触媒に吸着し
た窒素酸化物が還元され、これにより排気浄化触媒の浄
化能力が復活し、窒素酸化物の排出量が常に低く抑えら
れる。

【００１０】請求項２の発明では、前記未燃焼ガス増加
手段は、前記内燃エンジンの燃焼状態の悪化を所定時間
に亘って継続することを特徴とする。これにより、内燃
エンジンの燃焼状態が所定時間に亘り悪化させられ、排
気浄化触媒に吸着した窒素酸化物が充分に還元される。
請求項３の発明では、前記未燃焼ガス増加手段は前記内
燃エンジンの燃焼状態を悪化させてからの前記内燃エン
ジンの累積回転数を検出するエンジン回転数検出手段を
有し、前記所定時間は、前記エンジン回転数検出手段に
より検出される前記内燃エンジンの累積回転数が所定回
転数に達するまでの時間であることを特徴とする。

【００１１】これにより、内燃エンジンの燃焼状態の悪
化は、内燃エンジンの累積回転数が所定回転数に達する
まで継続され、排気浄化触媒に吸着した窒素酸化物が充
分に還元される。請求項４の発明では、前記未燃焼ガス
増加手段は、前記内燃エンジンを失火させることにより
前記内燃エンジンの燃焼状態を悪化させることを特徴と
する。

【００１２】これにより、内燃エンジンに失火が起こる
ことによって内燃エンジンの燃焼状態が悪化し、排気浄
化触媒に排出される未燃焼ガスの量が良好に増加させら
れる。請求項５の発明では、前記未燃焼ガス増加手段
は、前記内燃エンジンの点火を間欠的に中断することに
より前記内燃エンジンを断続的に失火させることを特徴
とする。

【００１３】これにより、内燃エンジンの点火が間欠的
に中断され、容易に内燃エンジンの失火が断続的に引き
起こされる。請求項６の発明では、前記未燃焼ガス増加
手段は、前記内燃エンジンの空燃比を燃焼限界よりも大
きいリーン空燃比にすることにより前記内燃エンジンを
所定の確率で断続的に失火させることを特徴とする。

【００１４】これにより、内燃エンジンの空燃比が燃焼
限界よりも大きいリーン空燃比にされ、容易に内燃エン
ジンの失火が所定の頻度で断続的に引き起こされる。請
求項７の発明では、前記未燃焼ガス増加手段は、排気ガ
スを吸気系に還流させるＥＧＲ装置を含み、このＥＧＲ
装置により所定量の排気ガスを還流させることによって
前記内燃エンジンを失火させることを特徴とする。

【００１５】これにより、ＥＧＲ装置によって排気ガス
が所定量還流されると、混合ガス中の酸素量が減少し、
容易に内燃エンジンの失火が引き起こされる。請求項８
の発明では、前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エン
ジンの複数の気筒のうち一部の気筒を失火させることを
特徴とする。これにより、内燃エンジンの複数の気筒の
うち一部の気筒のみが失火させられ、内燃エンジンの運
転状態は他の気筒により滑らかに安定的に維持されたま
ま排気浄化触媒に吸着した窒素酸化物が還元される。

【００１６】請求項９の発明では、前記吸着飽和判定手
段は、前記排気浄化触媒からの窒素酸化物排出量を推定
する窒素酸化物排出量推定手段を有し、該窒素酸化物排
出量推定手段により推定される窒素酸化物排出量が所定
値を越えたとき、前記排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量
が飽和量に達したと判定することを特徴とする。これに
より、排気浄化触媒からの窒素酸化物排出量が良好に推
定され、この推定される窒素酸化物排出量が所定値を越
えると、排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に達
したとみなされ、このとき内燃エンジンの燃焼状態が悪
化させられる。

【００１７】請求項１０の発明では、前記吸着飽和判定
手段は、リーン燃焼運転の継続時間を計時するリーン燃
焼運転計時手段を有し、該リーン燃焼運転計時手段によ
り計時されるリーン燃焼運転時間が所定値を越えたと
き、前記排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に達
したと判定することを特徴とする。これにより、リーン
燃焼運転の継続時間が計時され、この計時されるリーン
燃焼運転時間が所定値を越えると、排気浄化触媒の窒素
酸化物吸着量が飽和量に達したとみなされ、このとき内
燃エンジンの燃焼状態が悪化させられる。

【００１８】請求項１１の発明では、前記吸着飽和判定
手段は、リーン燃焼運転中の負荷情報量を積算するリー
ン燃焼運転積算手段を有し、該リーン燃焼運転積算手段
により求められる総負荷情報量が所定値を越えたとき、
前記排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に達した
と判定することを特徴とする。これにより、リーン燃焼
運転時の内燃エンジンの負荷情報量が積算され、この積
算された総負荷情報量が所定値を越えると、排気浄化触
媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に達したとみなされ、こ
のとき内燃エンジンの燃焼状態が悪化させられる。

【００１９】請求項１２の発明では、前記負荷情報量
は、燃料噴射量であることを特徴とする。これにより、
燃料噴射量を積算することによって容易に総負荷情報量
を求めることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。先ず、実施例１について説明する。図１は、
本発明に係る燃焼制御装置を示す概略構成図である。同
図において、符号１は自動車用エンジン、例えば、直列
４気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）
であり、燃焼室を始め吸気系や点火系等が、リーン燃
焼、つまり空燃比が理論空燃比（１４．７）よりも大き
い値の燃料希薄混合気の燃焼が可能に設計されている。

【００２１】エンジン１の吸気ポート２には、各気筒毎
に燃料噴射弁３が取り付けられた吸気マニホールド４を
介し、エアクリーナ５、吸入空気量を検出するエアフロ
ーセンサ６、スロットルバルブ７、ＩＳＣバルブ８等を
備えた吸気管９が接続されている。エアフローセンサ６
としては、カルマン渦式エアフローセンサ等が好適に使
用される。また、排気ポート１０には、排気マニホール
ド１１を介して、空気過剰率λ（空燃比情報）を検出す
る空燃比センサ（リニアＯ₂センサ等）１２の取り付け
られた排気管１４が接続され、この排気管１４には、排
気浄化触媒１３を介して、図示しないマフラーが接続さ
れている。

【００２２】排気浄化触媒１３は、ＮＯｘ触媒１３ａと
三元触媒１３ｂとの２つの触媒を備えており、ＮＯｘ触
媒１３ａの方が三元触媒１３ｂよりも上流側に配設され
ている。ＮＯｘ触媒１３ａは、酸化雰囲気においてＮＯ
ｘ（窒素酸化物）を吸着させ、ＨＣ（炭化水素）の存在
する還元雰囲気では、ＮＯｘをＮ₂（窒素）等に還元さ
せる機能を持つものである。ＮＯｘ触媒１３ａとして
は、例えば、Ｐt とランタン、セリウム等のアルカリ希
土類からなる触媒が使用されている。一方、三元触媒１
３ｂは、ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）を酸化させるととも
に、ＮＯｘを還元する機能をもっており、この三元触媒
１３ｂによるＮＯｘの還元は、理論空燃比（１４．７）
付近において最大に促進される。

【００２３】エンジン１には、吸気ポート２から燃焼室
１５に供給された空気と燃料との混合ガスに点火するた
めの点火プラグ１６が配置されている。また、符号１８
は、カムシャフトと連動するエンコーダからクランク角
同期信号θCRを検出するクランク角センサ、符号１９は
スロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロットルセ
ンサ、符号２０は冷却水温ＴW を検出する水温センサ、
符号２１は大気圧Ｐaを検出する大気圧センサ、符号２
２は吸気温度Ｔａを検出する吸気温センサである。尚、
エンジン回転速度Ｎｅは、クランク角センサ１８が検出
するクランク角同期信号θCRの発生時間間隔から演算さ
れる。また、エンジン負荷Ｌｅは、スロットルセンサ１
９により検出されるスロットル開度θTHや燃料噴射量等
から演算される。

【００２４】排気マニホールド１１と吸気マニホールド
４間には、排気再循環（ＥＧＲ）のための還流通路２６
が接続されており、排気マニホールド１１側から吸気マ
ニホールド４側への排気ガスの循環が可能となってい
る。この還流通路２６には、ＥＧＲ弁２７が設けられて
おり、このＥＧＲ弁２７が開弁することにより、還流通
路２６内の排気ガスの一部が吸気マニホールド４に戻さ
れて燃焼室１５に再供給されることになる。通常、この
ように排気ガスが吸気側に再循環されると、燃焼温度が
低下することになり、これによりＮＯｘ発生量が抑えら
れる等の効果を奏する。

【００２５】車室内には、図示しない入出力装置、多数
の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タ
イマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）２
３が設置されており、後述の失火制御を含めた燃焼制御
装置の総合的な制御を行っている。ＥＣＵ２３の入力側
には、上述した各種センサ類が接続されており、これら
センサ類からの検出情報が入力する。一方、出力側に
は、上述の燃料噴射弁３や点火ユニット２４等が接続さ
れており、各種センサ類からの検出情報に基づいて演算
された燃料噴射量や点火時期等の最適値が出力されるよ
うになっている。点火ユニット２４は、ＥＣＵ２３から
の指令により、各気筒の点火プラグ１６に高電圧を出力
する。

【００２６】次に、上述のように構成される燃焼制御装
置の失火制御を、図２乃至図８を参照して説明する。図
２に示すフローチャートは、ＥＣＵ２３が実行する失火
制御手順を示し、クランク角センサ１８から供給される
クランク角同期信号θCRの発生毎（例えば、クランク角
１８０°ＣＡ毎）に割り込み実行される。この失火制御
は、酸化雰囲気であるリーン燃焼運転時に、ＮＯｘ触媒
１３ａのＮＯｘ吸着能力が略飽和状態となったとき、エ
ンジン本体１の所定の気筒に吸入される混合ガスへの点
火を所定の周期で間引きにより中断して失火させ、これ
により燃焼状態を悪化させ、このとき発生する未燃焼ガ
スをＮＯｘ触媒１３ａに供給して、ＮＯｘ触媒１３ａに
吸着したＮＯｘをこの未燃焼ガスに含まれる未燃ＨＣに
よって還元し除去しようとするものである。

【００２７】先ず、図２のステップＳ１０において、Ｎ
Ｏｘ排出量ＱNTの演算を行う（窒素酸化物排出量推定手
段）。ＮＯｘ排出量ＱNTの演算では、図３および図４に
示すサブルーチンを実行し、ＮＯｘ触媒１３ａからのＮ
Ｏｘ排出量ＱNTを空燃比センサ１２からの検出情報等に
基づいて推定する。このように、ＮＯｘ排出量ＱNTを求
めることによって、ＮＯｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着量を
良好に推定することができる。以下、サブルーチンのフ
ローチャートに沿ってＮＯｘ排出量演算手順を説明す
る。

【００２８】図３のステップＳ６０乃至Ｓ６６は、エン
ジン本体１の排気ポート１０から排出される排出ＮＯｘ
量ＱNOを求めるステップであり、先ず、ステップＳ６０
では、ＥＣＵ２３に記憶され、図５に示すマップから空
気過剰率λ、つまり空燃比情報に応じたエンジン排出Ｎ
Ｏｘ濃度値ＤN を読み取る。尚、この読み取り値ＤNは
実測値ではなく、事前の実験で予め設定された値である
ため、推定値として扱われる。

【００２９】このマップの横軸に示す空気過剰率λ（空
燃比情報）は、値１．０が理論空燃比（１４．７）に対
応しており、空気過剰率λが値１．０より大の範囲で
は、空燃比が希薄（リーン）であることを意味し、逆に
値１．０より小の範囲では、空燃比が濃厚（リッチ）で
あることを意味している。このマップでは、空気過剰率
λの値が１．０よりも少し大きいとき、すなわち空燃比
が理論空燃比よりも多少リーン側の値となったときに、
エンジン排出ＮＯｘの濃度ＤN が最大値をとるようにな
っており、濃度ＤN の値が最大値となる前後において
は、濃度ＤN は空気過剰率λに対して略一定の勾配をも
って変化するようになっている。

【００３０】ここで使用する空気過剰率λ（空燃比情
報）は、空燃比センサ１２によって検出された実測値に
基づく値でもよいし、エンジン運転状態に応じて予め設
定された目標空燃比に対応する値でもよく、空気過剰率
λに代えて、空燃比あるいは当量比であってもよい。エ
ンジン排出ＮＯｘ濃度値ＤN の読み取りが終わると、次
にステップＳ６２を実行する。ステップＳ６２は、各種
の補正係数値を演算するステップであり、このステップ
ではＥＣＵ２３は、例えば、ＥＣＵ２３に記憶され、図
６に示すような関係のマップから点火時期等による補正
係数値ＫIgを読み取る。

【００３１】後述するように、点火時期が遅角側に変化
すると燃焼は緩慢となり、燃焼温度があまり高くならな
いため、エンジン排出ＮＯｘの発生量が減少する。この
ため、ＮＯｘ排出量は、点火時期を遅角させる場合には
その補正が必要となり、図６に示すマップから点火時期
に応じた補正係数ＫIgを設定するようにして、エンジン
排出ＮＯｘ量ＱNOを適正値に補正するようにしている。

【００３２】このマップでは、補正係数値ＫIgは、点火
時期が進角側の所定値のときに基準値１．０をとり、遅
角側に変化するにつれて減少するようになっている。従
って、エンジン排出ＮＯｘ量ＱNOは、点火時期の遅角量
に応じて小になる側に補正される。尚、ステップＳ６２
において演算される補正係数としては、点火時期のほか
に、ＥＧＲ量、吸気温度、湿度等に基づく係数があり、
必要に応じてこれらの補正係数値を求めるようにすれば
よい。

【００３３】次のステップＳ６４では、ＥＣＵ２３は、
エアフローセンサ６からの検出値Ａair とエンジン回転
速度Ｎｅとに基づいて、一気筒当たりの、すなわち、前
回計測時（クランク角１８０°ＣＡ手前）から今回計測
時までの吸入空気量Ｑａを求める。このとき、エアフロ
ーセンサ６の検出値Ａair は大気圧および吸気温に影響
されることから、この検出値Ａair は、大気圧センサ２
１および吸気温センサ２２からの検出信号Ｐａ、Ｔａに
よって補正される。尚、吸入空気量Ｑａは、エンジン回
転速度Ｎｅと吸気圧Ｐｂ等からも求めることができ、そ
の演算方法については特に限定されない。

【００３４】ステップＳ６６は、上述のように求められ
たエンジン排出ＮＯｘ濃度ＤN 、吸入空気量Ｑａおよび
補正係数ＫIg等から、クランク角同期信号θCR検出毎の
エンジン排出ＮＯｘ量ＱNOを求めるステップであり、次
式(1) により算出する。ＱNO＝ｋ1 ×ＫIg×Ｑａ×ＤN …(1) ここに、ｋ1 はその他の補正係数であり、例えば、ＥＧ
Ｒ量、湿度等に応じ、補正係数ＫIgと同様に設定され
る。

【００３５】以上のようにしてクランク角同期信号θCR
検出毎のエンジン排出ＮＯｘ量ＱNOが求められたら、次
にステップＳ７０に進む。ステップＳ７０は、ステップ
Ｓ６６で求めたクランク角同期信号θCR検出毎のエンジ
ン排出ＮＯｘ量ＱNOの積分値、すなわち排気浄化触媒１
３を通過するエンジン排出ＮＯｘ量ＱNOの今回の累積値
ＳＱN(i+1)を次式(2) から算出するステップである。

【００３６】 ∫ＱNOdt≒ＳＱN(i+1)＝ＳＱN(i)＋ＱNO …(2) ここに、ＳＱN(i)は前回当該ルーチンが実行されたとき
の累積値を示す。ステップＳ７４は、上記のステップＳ
７０で求めたエンジン排出ＮＯｘ量の累積値ＳＱN(i+1)
に基づいて、エンジン排出ＮＯｘが排気浄化触媒１３を
通過する際、ＮＯｘ触媒１３ａが吸着するＮＯｘの吸着
率ＫNOX を求めるステップである。ここでは、ＥＣＵ２
３に記憶され、累積値ＳＱN(i+1)と吸着率ＫNOX が図７
に示すような関係にあるマップからこの吸着率ＫNOX を
読み取る。

【００３７】このマップにおいて、吸着率ＫNOX は、次
式(3) に示すような指数関数で近似させることができ、
累積値ＳＱN(i+1)がゼロのときには最大値１．０とな
り、累積値ＳＱN(i+1)が大きくなるにつれて所定値ＫN1
（例えば、値０．１）に漸近するようになる。ＫNOX ≒（１−ＫN1）×ｅｘｐ〔（−ｋ2 ）×ＳＱN(i+1)〕＋ＫN1 …(3) ここに、ｋ2 は補正係数（定数）である。

【００３８】上記の吸着率ＫNOX の推定値は、マップに
よらず、この式(3) から演算によって求めるようにして
もよい。ステップＳ７６では、ＥＣＵ２３は、排気浄化
触媒１３の三元触媒１３ｂによるＮＯｘの浄化率ＫCAT
の推定値を図８に示すマップから読み取る。同図に示す
ように、この三元触媒１３ｂによるＮＯｘの浄化率ＫCA
T は、空気過剰率λが１．０の理論空燃比付近の狭い範
囲において極端に大きくなり、λ値１．０において最大
値ＫC2（例えば、値０．９５）となる。λ値１．０付近
の狭い範囲から前後に外れると、浄化率ＫCAT の値は急
激に小さくなり、所定値ＫC1（例えば、値０〜０．１）
に漸近する。通常、リーン燃焼運転時においては、空気
過剰率λは値１．０よりもかなり大きな値（例えば、値
１．５）をとることが多いことから、このときの浄化率
ＫCAT は所定値ＫC1とみなすことができる。

【００３９】このように、三元触媒１３ｂによるＮＯｘ
の浄化は、理論空燃比付近でのみ効力を発揮するように
なっている。このことから、マップを用いずに、空気過
剰率λの値１．０の前後の所定範囲（例えば、０．９５
≦λ≦１．０５）においては、浄化率ＫCAT を０．９５
とみなし、また、値１．０の前後の所定範囲外（例えば
λ＜０．９５、１．０５＜λ）では値０とみなして浄化
率ＫCAT の値を推定するようにしてもよい。

【００４０】ステップＳ７８では、ＥＣＵ２３は、先
ず、以上のようにして推定されたエンジン排出ＮＯｘ量
ＱNO、ＮＯｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着率ＫNOX および三
元触媒１３ｂのＮＯｘ浄化率ＫCAT に基づいて、ＮＯｘ
排出率｛（１−ＫNOX ）×（１−ＫCAT ）｝を求める。
そして、このＮＯｘ排出率の値と、ステップＳ６６にお
いて算出したエンジン排出ＮＯｘ量ＱNOの値を次式(4)
に代入し、クランク角同期信号θCR検出毎の触媒排出Ｎ
Ｏｘ量ＱNTを算出する。これにより、大気中に放散され
るＮＯｘ量が実測値に略等しく推定される。

【００４１】ＱNT＝ＱNO×｛（１−ＫNOX ）×（１−ＫCAT ）｝ …(4) この式(4) は、例えば、リーン燃焼運転時のように三元
触媒１３ｂの浄化率ＫCAT が所定値ＫC1に維持された状
態において、ＮＯｘ触媒１３ａへのＮＯｘの吸着が進行
しＮＯｘ吸着率ＫNOX が低下すると、全体としてのＮＯ
ｘ浄化能力が下落して触媒排出ＮＯｘ量ＱNTが増加する
ことを示している。

【００４２】以上のようにして、触媒排出ＮＯｘ量ＱNT
の推定が終了したら、図２のフローチャートに戻り、次
にステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、上
述のように求めた触媒排出ＮＯｘ量の推定値ＱNTが、所
定の閾値ＱNT0 より大か否かを判別する（吸着飽和判定
手段）。閾値ＱNT0 は、例えば、法規で定められたＮＯ
ｘ制限値を基準にして設定されている。判別結果がＮｏ
（否定）の場合には、ＮＯｘ吸着量が未だ飽和状態に達
しておらず、大気に排出されるＮＯｘ量が許容量以下で
あると判定でき、失火運転（未燃焼ガス増加手段）は実
施せずにステップＳ２４に進み、後述する失火回数Ｎmi
s の値をゼロとする（Ｎmis ＝０）。

【００４３】一方、ステップＳ１２の判別結果がＹｅｓ
（肯定）で、触媒排出ＮＯｘ量ＱNTが閾値ＱNT0 よりも
大きい場合には、ＮＯｘ触媒１３ａの吸着能力は飽和状
態とみなすことができ、次にステップＳ１４に進んで失
火運転を開始する。この失火運転は、予め設定された所
定の一気筒（例えば、第１気筒）の点火プラグ１６への
電圧供給、つまり点火を所定の周期で間引き、これによ
り混合ガスを燃焼させないようにして失火が引き起こさ
れるようにするものである。

【００４４】先ず、ステップＳ１４において、当該ルー
チンの実行回数、すなわちクランク角同期信号θCRの発
生回数（以下、θCR発生回数という）Ｎが所定の失火周
期に対応する所定回数Ｎ0 （例えば、５０回）に達した
か否かを判別する。判別結果がＮｏ（否定）でθCR発生
回数Ｎが未だ所定回数Ｎ0 に達していない場合には、次
にステップＳ１５に進み、θCR発生回数Ｎに値１をカウ
ントアップする（Ｎ＝Ｎ＋１）。一方、判別結果がＹｅ
ｓ（肯定）でθCR発生回数Ｎが所定回数Ｎ0 （５０回）
に達した場合には、点火の間引きを行うべきタイミング
と判定でき、次にステップＳ１６に進んで点火の間引き
を実施する。

【００４５】ステップＳ１６では、ＥＣＵ２３は、所定
の一気筒（第１気筒）の点火プラグ１６への電圧供給指
令を点火ユニット２４に出力せず、この気筒の点火を間
引きにより一回中断して失火を起こさせる。これによ
り、燃焼室１５内の混合ガスは燃焼することなく排気ポ
ート１０から未燃焼ガスとしてＮＯｘ触媒１３ａに向け
て排出されることになり、この未燃焼ガスに含まれる未
燃ＨＣがＮＯｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘを還元する
ことになる。

【００４６】ステップＳ１８では、ステップＳ１６で点
火の間引きを実施したため、所定回数Ｎ0 にまでカウン
トアップされたθCR発生回数Ｎを値１にリセットする。
さらに、失火回数Ｎmis に値１をカウントアップし、点
火の間引きによる失火が行われた回数をカウントする。
ステップＳ２０では、失火回数Ｎmis が所定値Ｎmis0を
越えたか否かを判別する。この所定値Ｎmis0は、点火の
間引きによる失火が繰り返され、ＮＯｘ触媒１３ａに吸
着したＮＯｘが充分に還元されたとみなせる失火回数の
値（例えば、５０回）に予め設定されている。

【００４７】ステップＳ２０の判別結果がＮｏ（否定）
の場合には、未だＮＯｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘが
充分に還元されていないと判定でき、失火運転を継続す
る。一方、ステップＳ２０の判別結果がＹｅｓ（肯定）
で失火回数Ｎmis が所定値Ｎmis0（５０回）を越えた場
合には、ＮＯｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘを完全に還
元するのに必要な期間は経過したと判定でき、次にステ
ップＳ２２に進む。

【００４８】ステップＳ２２では、ステップＳ２０の判
別結果によりＮＯｘ触媒１３ａからＮＯｘが完全に除去
され、ＮＯｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着能力が復活したと
みなせることから、前述したステップＳ１０のＮＯｘ排
出量ＱNTの演算において積算していたエンジン排出ＮＯ
ｘ量の累積値ＳＱN(i+1)を一旦ゼロにリセットする。こ
のように、エンジン排出ＮＯｘ量の累積値ＳＱN(i+1)を
ゼロにすることにより、次回、ステップＳ１０が実行さ
れ、図３および図４のサブルーチンが実行されたときに
は、ＮＯｘ吸着率ＫNOX の値は１．０に戻され、触媒排
出ＮＯｘ量ＱNTの推定値は一旦ゼロになる。従って、次
のステップＳ１２が実行されたときには、その判別結果
はＮｏ（否定）となるため、失火運転を実施せずステッ
プＳ２４に進むことになる。そして、ステップＳ２４で
は、一旦所定値Ｎmis0を越えた失火回数Ｎmis をゼロに
リセットし、次回の失火運転に備える。

【００４９】以上、詳細に説明したように、実施例１で
は、失火制御が実行されると、積算される触媒排出ＮＯ
ｘ量ＱNTの値が所定の閾値ＱNT0 を越える毎に、所定の
失火周期で所定回数に亘り所定の一気筒（第１気筒）の
点火が間引きされ、断続的に未燃焼ガスがＮＯｘ触媒１
３ａに供給される。これにより、ＮＯｘがＮＯｘ触媒１
３ａから充分に還元除去され、ＮＯｘ触媒１３ａのＮＯ
ｘ吸着能力が良好に復活することになる。

【００５０】尚、失火により発生しＮＯｘ還元に使用さ
れない未燃焼ガスは、基本となる空燃比がＯ₂を多く含
むリーン空燃比であることから三元触媒１３ｂによって
充分に酸化され大気中には排出されることはない。次
に、実施例２について説明する。実施例２では、図１に
示す燃焼制御装置において、空燃比を燃焼限界よりも大
きいリーン空燃比（オーバリーン空燃比）として失火さ
せるような失火制御を実施する。

【００５１】図１に示す燃焼制御装置の構成については
前述したとおりであるため、ここでは説明を省略し、以
下、その作用について、図９に示す失火制御のフローチ
ャートに基づいて説明する。同図に示すように、先ず、
ステップＳ３０において、実施例１の場合と同様にし
て、図３および図４のサブルーチンの実行によりＮＯｘ
排出量ＱNTの演算を行う（窒素酸化物排出量推定手
段）。そして、ステップＳ３２において、触媒排出ＮＯ
ｘ量ＱNTが所定の閾値ＱNT0 を越えたか否かの判別を行
う（吸着飽和判定手段）。これらのステップＳ３０およ
びステップＳ３２の実行内容については前述したとおり
であり、ここでは説明を省略する。

【００５２】ステップＳ３２の判別結果がＮｏ（否定）
の場合には、ステップＳ４２に進み、失火回数Ｎmis の
値をゼロにする（Ｎmis ＝０）。一方、ステップＳ３２
の判別結果がＹｅｓ（肯定）の場合には、ステップＳ３
４に進み、失火運転（未燃焼ガス増加手段）を開始す
る。ステップＳ３４では、予め決定された所定の一気筒
（例えば、第１気筒）に供給される混合ガスの空燃比に
ついて、次式(5) の演算に基づいて空燃比補正を行い、
空燃比をオーバリーン空燃比ＡＦT に設定する。

【００５３】ＡＦT ＝ＡＦ0 ＋ＤＡＦ …(5) ここに、ＡＦ0 は通常時の目標リーン空燃比であり、Ｄ
ＡＦがその補正値である。このオーバリーン空燃比ＡＦ
T は、燃焼限界よりも大きいリーン空燃比に設定され、
点火プラグ１６によって混合ガスに点火しても着火し難
いような空燃比である。しかしながら、空燃比が大きす
ぎると常に燃焼が起こらないことになり、エンジン本体
１の運転を継続させることができなくなってしまう。そ
こで、このような運転状態の極度の悪化を防止するため
に、ここでは所定の確率、つまり所定の頻度で失火が起
こるようなオーバリーン空燃比ＡＦT を設定している。
この所定の確率は、例えば０．０２に定められている。
そして、補正値ＤＡＦは、実験等に基づき、この確率
（０．０２）に応じた頻度の失火が実現されるオーバリ
ーン空燃比ＡＦT となるよう設定されている。この確率
０．０２は５０回の点火に対して１回失火するような頻
度のものである。

【００５４】オーバリーン空燃比ＡＦT が設定される
と、ＥＣＵ２３からの指令により、燃料噴射弁３から噴
射される燃料量は絞られ、オーバリーン空燃比ＡＦT に
応じただけの燃料が供給されることになる。このとき、
燃料供給量を少なくするだけではなく、同時に排気再循
環（ＥＧＲ）を利用して所定量の排気ガスを吸気ポート
２側に還流させるようにする。このようにＥＧＲによっ
て排気ガスを還流させると、混合ガス中の酸素量を容易
に減少させて失火を発生させ易くなる。そこで、このス
テップでは、ＥＧＲ弁２７を所定の開度だけ開弁し、所
定量の排気ガスを吸気ポート２に再循環させるようにす
る。

【００５５】このようにして、空燃比をオーバリーン空
燃比ＡＦT にすることによって所定の確率（０．０２）
で失火が起こると、未燃焼ガスがＮＯｘ触媒１３ａに向
けて排出される。そして、この未燃焼ガスに含まれる未
燃ＨＣによってＮＯｘ触媒１３ａに付着したＮＯｘが還
元され除去されることになる。次のステップＳ３６で
は、失火回数Ｎmis をカウントする。ここでは、上述し
たように、失火が所定の確率（０．０２）の頻度で発生
することから、当該ルーチン５０回の実行に対して値１
がカウントアップされるよう、当該ルーチン１回の実行
毎、すなわちクランク角同期信号θCRの発生毎ではその
１／５０、つまり値０．０２をカウントする。

【００５６】そして、ステップＳ３８において、失火回
数Ｎmis が所定値Ｎmis0を越えたか否かを判別する。こ
の所定値Ｎmis0は、実施例１の場合と同様にして、ＮＯ
ｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘが充分に還元されたとみ
なせる失火回数の値（例えば、５０回）に設定される。
ステップＳ３８の判別結果がＮｏ（否定）の場合には、
未だＮＯｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘが充分に還元さ
れていないと判定でき、失火運転を継続する。一方、ス
テップＳ３８の判別結果がＹｅｓ（肯定）で失火回数Ｎ
mis が所定値Ｎmis0（５０回）を越えた場合には、失火
運転の継続時間は充分であり、ＮＯｘ触媒１３ａに吸着
したＮＯｘは完全に還元されたと判定でき、次にステッ
プＳ４０に進む。

【００５７】ステップＳ４０では、オーバリーン空燃比
ＡＦT に設定していた空燃比を通常のリーン空燃比ＡＦ
0 に戻し、開弁していたＥＧＲ弁２７を閉弁あるいは通
常の開度に戻す。そして、ステップＳ３８の判別結果に
よりＮＯｘ触媒１３ａからＮＯｘが完全に除去され、Ｎ
Ｏｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着能力が復活したとみなせる
ことから、ステップＳ３０のＮＯｘ排出量ＱNTの演算に
おいて積算していたエンジン排出ＮＯｘ量の累積値ＳＱ
N(i+1)を一旦ゼロにリセットして失火運転を終了する。

【００５８】このように、エンジン排出ＮＯｘ量の累積
値ＳＱN(i+1)がゼロにされると、次回、ステップＳ３０
が実行されたときには、実施例１の場合と同様に、ＮＯ
ｘ吸着率ＫNOX の値が１．０に戻され、これにより触媒
排出ＮＯｘ量ＱNTは一旦ゼロとなる。従って、次にステ
ップＳ３２が実行されたときには、その判別結果はＮｏ
（否定）となり、この場合には失火運転を実施せず、ス
テップＳ２４において失火回数Ｎmis をゼロにリセット
し、次回の失火運転に備える。

【００５９】このように、実施例２では、失火制御が実
行されると、積算される触媒排出ＮＯｘ量ＱNTの値が所
定の閾値ＱNT0 を越える毎に、所定の一気筒（第１気
筒）の空燃比がオーバリーン空燃比ＡＦT にされ、所定
頻度で所定回数に亘って失火が発生し、未燃焼ガスがＮ
Ｏｘ触媒１３ａに断続的に供給される。これにより、Ｎ
Ｏｘ触媒１３ａからＮＯｘが充分に還元除去され、ＮＯ
ｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着能力が良好に復活する。

【００６０】尚、実施例１の場合と同様に、失火により
発生しＮＯｘ還元に使用されない未燃焼ガスは、基本と
なる空燃比がＯ₂を多く含むリーン空燃比であるため三
元触媒１３ｂによって充分に酸化され大気中に排出され
ることはない。以上、実施例１および実施例２に基づき
詳細に説明したように、エンジン本体１の失火制御を実
施し、所定の一気筒（第１気筒）について、所定の周期
あるいは頻度で所定回数に亘り失火させる失火運転を行
うことによって、新たに燃料を供給あるいは増量するこ
となくＮＯｘ触媒１３ａに充分な未燃ＨＣを供給でき
る。従って、燃料供給量の増量等に伴うエンジン本体１
の急激な出力変動を起こすことなく、エンジン本体１を
リーン燃焼運転に保持し、エンジン本体１の運転状態を
安定させたままに、運転フィーリングや燃費を悪化させ
ることなくＮＯｘ触媒１３ａに吸着したＮＯｘを充分に
還元除去し、ＮＯｘ触媒１３ａのＮＯｘ吸着能力を良好
に復活させることができる。

【００６１】尚、上記実施例２では、失火を発生させる
ために、空燃比をオーバリーン空燃比ＡＦT に設定する
とともに、ＥＧＲによって所定量の排気ガスを還流させ
るようにしたが、ＥＧＲを使用せず空燃比をオーバリー
ン空燃比ＡＦT に設定するだけでも充分な効果を得るこ
とができる。さらに、ＥＧＲによる排気ガスの還流だけ
であっても良好に失火を発生させることができる。尚、
この場合には、排気ガスの還流量を多めに設定するのが
よい。

【００６２】また、上記実施例（実施例１および２）で
は、失火回数Ｎmis 、すなわちクランク角同期信号θCR
の発生回数の累積値に基づいて、失火を発生させる期
間、つまり失火運転の継続時間を設定するようにした
が、このクランク角同期信号θCRの発生回数はエンジン
本体１の累積回転数に比例したものであるため、θCR発
生回数からエンジン本体１の累積回転数を演算し（エン
ジン回転数検出手段）、このエンジン本体１の累積回転
数に基づいて失火発生期間を設定するようにしてもよ
い。さらに、失火運転開始からの時間をＥＣＵ２３内の
タイマカウンタによって計時し、この計時時間が所定時
間経過するまでの間を失火運転の継続時間とするように
してもよい。

【００６３】また、上記実施例では、失火させる気筒を
所定の一気筒（例えば、第１気筒）としたが、必ずしも
所定の一気筒（第１気筒）に限定する必要はなく、複数
の気筒でも、また、失火させる気筒をＥＣＵ２３により
制御して一気筒毎に順次移行させ、全ての気筒において
順番に失火が行われるようにしてもよい。また、上記実
施例では、ＮＯｘ排出量ＱNTを演算し、この演算値が所
定の閾値ＱNT0 となったときに、ＮＯｘ触媒１３ａに吸
着したＮＯｘ吸着量が飽和量に達したと推定し、失火運
転を開始するようにしたが、リーン燃焼運転開始からの
時間をＥＣＵ２３内のタイマカウンタによって計時し
（リーン燃焼運転計時手段）、この計時時間が予め設定
した所定時間値を越えたときに、ＮＯｘ触媒１３ａのＮ
Ｏｘ吸着量が飽和量に達したと推定して失火運転を実施
するようにしてもよいし、リーン燃焼運転中の燃料噴射
量を積算し（リーン燃焼運転積算手段）、この燃料噴射
量の積算値が所定値を越えたときに、ＮＯｘ触媒１３ａ
のＮＯｘ吸着量が飽和量に達したと推定して失火運転を
実施するようにしてもよい。

【００６４】さらに、上記実施例では、直列４気筒ガソ
リンエンジンを使用するようにしたが、本発明の燃焼制
御装置は、気筒数や形式にかかわらずいかなる内燃エン
ジンに対しても適用可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
の発明の燃焼制御装置によれば、内燃エンジンの排気通
路に配設され、リーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸
化物を吸着させる一方、吸着させた窒素酸化物を内燃エ
ンジンから排出される未燃焼ガス存在のもとに還元する
ことにより、大気中への窒素酸化物の排出量を低減する
排気浄化触媒を備えた内燃エンジンの燃焼制御装置にお
いて、排気浄化触媒に吸着する窒素酸化物の吸着量が飽
和量に達したか否かを判定する吸着飽和判定手段と、吸
着飽和判定手段により排気浄化触媒に吸着する窒素酸化
物の吸着量が飽和量に達したと判定されると内燃エンジ
ンの燃焼状態を悪化させることにより内燃エンジンから
排気浄化触媒に排出される未燃焼ガスの量を増加させる
未燃焼ガス増加手段とを備えるようにしたので、排気浄
化触媒に吸着する窒素酸化物の吸着量が飽和量と判定さ
れたときには、燃料供給量を増加させずに内燃エンジン
の燃焼状態を悪化させることで、内燃エンジンをリーン
燃焼運転状態に保持したままに容易に未燃焼ガスの量を
増加させることができ、この未燃焼ガスに含まれた炭化
水素によって排気浄化触媒に吸着した窒素酸化物を良好
に還元除去できる。従って、燃費を低下させたり運転フ
ィーリングを悪化させたりすることなく排気浄化触媒の
浄化能力を復活させ、窒素酸化物の排出量を常に低く抑
えることができる。

【００６６】請求項２の発明の燃焼制御装置によれば、
未燃焼ガス増加手段は、内燃エンジンの燃焼状態の悪化
を所定時間に亘って継続するようにしたので、内燃エン
ジンの燃焼状態を所定時間に亘り悪化させ、排気浄化触
媒に吸着した窒素酸化物を充分に還元することができ
る。請求項３の発明の燃焼制御装置によれば、未燃焼ガ
ス増加手段は内燃エンジンの燃焼状態を悪化させてから
の内燃エンジンの累積回転数を検出するエンジン回転数
検出手段を有し、所定時間は、エンジン回転数検出手段
により検出される内燃エンジンの累積回転数が所定回転
数に達するまでの時間であるようにしたので、内燃エン
ジンが所定回転数に達するまで内燃エンジンの燃焼状態
の悪化を継続でき、排気浄化触媒に吸着した窒素酸化物
を充分に還元できる。

【００６７】請求項４の発明の燃焼制御装置によれば、
未燃焼ガス増加手段は、内燃エンジンを失火させること
により内燃エンジンの燃焼状態を悪化させるようにした
ので、容易に未燃焼ガスを発生させることができる。請
求項５の発明の燃焼制御装置によれば、未燃焼ガス増加
手段は、内燃エンジンの点火を間欠的に中断することに
より内燃エンジンを断続的に失火させるようにしたの
で、内燃エンジンの運転状態を安定させたまま容易に未
燃焼ガスを発生させることができる。

【００６８】請求項６の発明の燃焼制御装置によれば、
未燃焼ガス増加手段は、内燃エンジンの空燃比を燃焼限
界よりも大きいリーン空燃比にすることにより内燃エン
ジンを所定の確率で断続的に失火させるようにしたの
で、内燃エンジンの運転状態をより安定させたまま容易
に未燃焼ガスを発生させることができる。請求項７の発
明の燃焼制御装置によれば、未燃焼ガス増加手段は、排
気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ装置を含み、このＥ
ＧＲ装置により所定量の排気ガスを還流させることによ
って内燃エンジンを失火させるようにしたので、排気ガ
スの還流を利用して燃焼を悪化させ、容易に未燃焼ガス
を発生させることができる。

【００６９】請求項８の発明の燃焼制御装置によれば、
未燃焼ガス増加手段は、内燃エンジンの複数の気筒のう
ち一部の気筒を失火させるようにしたので、内燃エンジ
ンの運転状態を安定させたまま、運転フィーリングを悪
化させることなく未燃焼ガスを発生させ、排気浄化触媒
に吸着した窒素酸化物を良好に還元除去できる。請求項
９の発明の燃焼制御装置によれば、吸着飽和判定手段
は、排気浄化触媒からの窒素酸化物排出量を推定する窒
素酸化物排出量推定手段を有し、該窒素酸化物排出量推
定手段により推定される窒素酸化物排出量が所定値を越
えたとき、排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に
達したと判定するようにしたので、窒素酸化物の吸着飽
和量達成時点は、排気浄化触媒への吸着量を直接求めな
くても、排気浄化触媒からの窒素酸化物排出量によって
容易に判定することができる。

【００７０】請求項１０の発明の燃焼制御装置によれ
ば、吸着飽和判定手段は、リーン燃焼運転の継続時間を
計時するリーン燃焼運転計時手段を有し、該リーン燃焼
運転計時手段により計時されるリーン燃焼運転時間が所
定値を越えたとき、排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が
飽和量に達したと判定するようにしたので、窒素酸化物
の吸着飽和量達成時点は、リーン燃焼運転の継続時間に
よっても容易に判定することができる。

【００７１】請求項１１の発明の燃焼制御装置によれ
ば、吸着飽和判定手段は、リーン燃焼運転中の負荷情報
量を積算するリーン燃焼運転積算手段を有し、該リーン
燃焼運転積算手段により求められる総負荷情報量が所定
値を越えたとき、排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽
和量に達したと判定するようにしたので、窒素酸化物の
吸着飽和量達成時点は、リーン燃焼運転時の内燃エンジ
ンの負荷情報量の積算値によっても容易に判定すること
ができる。

【００７２】請求項１２の発明の燃焼制御装置によれ
ば、負荷情報量は、燃料噴射量であるようにしたので、
窒素酸化物の吸着飽和量達成時点は、リーン燃焼運転時
の燃料噴射量の積算値に基づいて容易に判定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例が適用される燃焼制御装置の概
略構成図である。

【図２】図１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が実行する
実施例１の失火制御ルーチンのフローチャートである。

【図３】図２に示すＮＯｘ排出量ＱNT演算サブルーチン
のフローチャートの一部である。

【図４】図３のフローチャートに続く、ＮＯｘ排出量Ｑ
NT演算サブルーチンのフローチャートの残部である。

【図５】空気過剰率λと、それに応じて設定されるエン
ジン排出ＮＯｘ濃度ＤN の関係を示すマップである。

【図６】点火時期と、それに応じて設定される補正係数
ＫIgの関係を示すマップである。

【図７】エンジン排出ＮＯｘ量の累積値ＳＱN(i+1)と、
それに応じて設定されるＮＯｘ触媒の吸着率ＫNOX の関
係を示すマップである。

【図８】空気過剰率λと、それに応じて設定される三元
触媒のＮＯｘ浄化率ＫCAT の関係を示すマップである。

【図９】図１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が実行する
実施例２の失火制御ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン本体３燃料噴射弁６エアフローセンサ７スロットルバルブ１２空燃比センサ１３排気浄化触媒１３ａＮＯｘ触媒１３ｂ三元触媒１４排気管１６点火プラグ１８クランク角センサ２３電子制御ユニット（ＥＣＵ）２６還流通路２７ＥＧＲ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ＤＦ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｇ 41/02 ３０１Ｈ 41/14 ３１０ＤＦ０２Ｍ 25/07 ５５０ＲＦ０２Ｐ 9/00 ３０４Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気通路に配設され、リ
ーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物を吸着させる
一方、吸着させた窒素酸化物を前記内燃エンジンから排
出される未燃焼ガス存在のもとに還元することにより、
大気中への窒素酸化物の排出量を低減する排気浄化触媒
を備えた内燃エンジンの燃焼制御装置において、前記排気浄化触媒に吸着する窒素酸化物の吸着量が飽和
量に達したか否かを判定する吸着飽和判定手段と、前記吸着飽和判定手段により前記排気浄化触媒に吸着す
る窒素酸化物の吸着量が飽和量に達したと判定されると
前記内燃エンジンの燃焼状態を悪化させることにより前
記内燃エンジンから前記排気浄化触媒に排出される前記
未燃焼ガスの量を増加させる未燃焼ガス増加手段と、を
備えることを特徴とする内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンの燃焼状態の悪化を所定時間に亘って継続するこ
とを特徴とする、請求項１記載の内燃エンジンの燃焼制
御装置。
【請求項３】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンの燃焼状態を悪化させてからの前記内燃エンジン
の累積回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有
し、前記所定時間は、前記エンジン回転数検出手段によ
り検出される前記内燃エンジンの累積回転数が所定回転
数に達するまでの時間であることを特徴とする、請求項
２記載の内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項４】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンを失火させることにより前記内燃エンジンの燃焼
状態を悪化させることを特徴とする、請求項１乃至３の
いずれか記載の内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項５】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンの点火を間欠的に中断することにより前記内燃エ
ンジンを断続的に失火させることを特徴とする、請求項
４記載の内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項６】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンの空燃比を燃焼限界よりも大きいリーン空燃比に
することにより前記内燃エンジンを所定の確率で断続的
に失火させることを特徴とする、請求項４記載の内燃エ
ンジンの燃焼制御装置。
【請求項７】前記未燃焼ガス増加手段は、排気ガスを
吸気系に還流させるＥＧＲ装置を含み、このＥＧＲ装置
により所定量の排気ガスを還流させることによって前記
内燃エンジンを失火させることを特徴とする、請求項４
記載の内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項８】前記未燃焼ガス増加手段は、前記内燃エ
ンジンの複数の気筒のうち一部の気筒を失火させること
を特徴とする、請求項４乃至７のいずれか記載の内燃エ
ンジンの燃焼制御装置。
【請求項９】前記吸着飽和判定手段は、前記排気浄化
触媒からの窒素酸化物排出量を推定する窒素酸化物排出
量推定手段を有し、該窒素酸化物排出量推定手段により
推定される窒素酸化物排出量が所定値を越えたとき、前
記排気浄化触媒の窒素酸化物吸着量が飽和量に達したと
判定することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか
記載の内燃エンジンの燃焼制御装置。
【請求項１０】前記吸着飽和判定手段は、リーン燃焼
運転の継続時間を計時するリーン燃焼運転計時手段を有
し、該リーン燃焼運転計時手段により計時されるリーン
燃焼運転時間が所定値を越えたとき、前記排気浄化触媒
の窒素酸化物吸着量が飽和量に達したと判定することを
特徴とする、請求項１乃至８のいずれか記載の内燃エン
ジンの燃焼制御装置。
【請求項１１】前記吸着飽和判定手段は、リーン燃焼
運転中の負荷情報量を積算するリーン燃焼運転積算手段
を有し、該リーン燃焼運転積算手段により求められる総
負荷情報量が所定値を越えたとき、前記排気浄化触媒の
窒素酸化物吸着量が飽和量に達したと判定することを特
徴とする、請求項１乃至８のいずれか記載の内燃エンジ
ンの燃焼制御装置。
【請求項１２】前記負荷情報量は、燃料噴射量である
ことを特徴とする、請求項１１記載の内燃エンジンの燃
焼制御装置。