(57)【要約】【課題】貴金属が局所的に発熱することを抑制して貴金属の劣化を抑制する。【解決手段】内燃機関１の排気浄化装置は、貴金属を担持すると共に酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒２０と、燃焼室１０への燃料供給量を制御する制御装置３１と、を備える。制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比になるように燃焼室へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、内燃機関が作動した状態で燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を開始する。【選択図】図４
2020041431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属を担持すると共に酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒と、燃焼室への燃料供給量を制御する制御装置と、を備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比になるように前記燃焼室へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、内燃機関が作動した状態で前記燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を開始する、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が多くなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが大きくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が、前記排気浄化触媒の最大吸蔵可能酸素量よりも少なく且つゼロよりも多い所定の基準酸素吸蔵量よりも少ない場合には、前記燃料カット実行条件が成立しても、前記燃料供給制御を実行せずにせずに前記燃料カット制御を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の劣化度合いが相対的に大きいときには、相対的に小さいときに比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が予め定められた基準吸着量以上である場合には、前記燃料供給制御を実行せずに前記燃料カット制御を実行する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が前記基準吸着量未満である場合には、前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が多いほど前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが小さくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関を搭載した車両の減速時等に、内燃機関が作動した状態で燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を実行可能な内燃機関が知られている。加えて、内燃機関の排気通路内にパラジウム等の貴金属を担持した排気浄化触媒が設けられた、内燃機関の排気浄化触媒も知られている。斯かる排気浄化触媒では、排気浄化触媒の温度が高い状態で燃料カット制御が実行されると、排気浄化触媒に担持された貴金属が劣化する虞があることが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路内に排気シャット弁が設けられると共に、排気通路内を流れる排気ガスの一部を吸気通路へ戻すＥＧＲ機構が設けられている。そして、排気浄化触媒の温度が高いときには、スロットル弁を閉弁すると共にシャット弁を閉弁し且つＥＧＲ機構により排気ガスの一部が吸気通路内に流入するようにしている。これにより、燃料カット中であっても機関本体にはＥＧＲガスのみが流入することになるため排気ガス中の酸素濃度を低く抑えることができ、よって排気浄化触媒に担持された貴金属の劣化を抑制することができるとされている。加えて、シャット弁を閉弁することによりポンピングロスが大きくなり、よってドライバが減速感を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−００９５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された排気浄化装置では、燃料カット中に高濃度のＥＧＲガスが燃焼室内に供給されることになる。このため、燃料カット終了後に通常運転に復帰する際にも燃焼室内はＥＧＲガスで充満されており、燃焼室内に燃料を供給してもすぐには燃焼を開始させることができない。したがって、特許文献１に記載された排気浄化装置では、燃料カット後に通常運転に復帰するのに時間がかかる。加えて、特許文献１に記載された排気浄化装置では、排気通路内に排気シャット弁を設けることが必要になり、製造コストが増大する。したがって、特許文献１に記載された排気浄化触媒には改善の余地がある。
【０００６】
一方、本願発明者らの研究により、貴金属の劣化の一因は、貴金属上に吸着しているＨＣと燃料カット制御中に排気浄化触媒に流入する酸素とが貴金属上で反応し、貴金属が局所的に発熱することにあることが判明した。
【０００７】
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、貴金属が局所的に発熱することを抑制して貴金属の劣化を抑制することができる排気浄化触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の要旨は以下のとおりである。
【０００９】
（１）貴金属を担持すると共に酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒と、燃焼室への燃料供給量を制御する制御装置と、を備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比になるように前記燃焼室へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、内燃機関が作動した状態で前記燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を開始する、内燃機関の排気浄化装置。
【００１０】
（２）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が多くなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、上記（１）に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【００１１】
（３）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが大きくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、上記（２）に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【００１２】
（４）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が、前記排気浄化触媒の最大吸蔵可能酸素量よりも少なく且つゼロよりも多い所定の基準酸素吸蔵量よりも少ない場合には、前記燃料カット実行条件が成立しても、前記燃料供給制御を実行せずにせずに前記燃料カット制御を実行する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【００１３】
（５）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の劣化度合いが相対的に大きいときには、相対的に小さいときに比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【００１４】
（６）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が予め定められた基準吸着量以上である場合には、前記燃料供給制御を実行せずに前記燃料カット制御を実行する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【００１５】
（７）前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が前記基準吸着量未満である場合には、前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が多いほど前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが小さくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、上記（６）に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の効果】
【００１６】
本開示によれば、貴金属が局所的に発熱することを抑制して貴金属の劣化を抑制することができる排気浄化触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、一つの実施形態に係る排気浄化装置が用いられている内燃機関を概略的に示す図である。
【図２】図２は、排気浄化触媒の担体の表面を模式的に示す概略的な断面図である。
【図３】図３は、排気浄化触媒の担体の表面を模式的に示す、図２と同様な概略的な断面図である。
【図４】図４は、燃料カット制御が行われる際の、ＦＣフラグ、内燃機関の出力、排気ガスの空燃比及び排気浄化触媒の酸素吸蔵量のタイムチャートである。
【図５】図５は、ＦＣフラグを設定するフラグ設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、燃料カット制御を実行するための燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、排気浄化触媒の酸素吸蔵量と、排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。
【図８】図８は、排気浄化触媒の酸素吸蔵量と、燃料供給制御の実行時間との関係を示す図である。
【図９】図９は、燃料カット制御を実行するための燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、排気浄化触媒の劣化度合いと、排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、排気浄化触媒への未燃ＨＣの吸着量と、排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。
【図１２】図１２は、燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１９】
＜第一実施形態＞
≪内燃機関全体の説明≫
図１は、第一実施形態に係る排気浄化装置が用いられる内燃機関を概略的に示す図である。図１に示したように、内燃機関１は、機関本体２、シリンダブロック３、シリンダブロック３内で往復動するピストン４、シリンダブロック３上に固定されたシリンダヘッド５、吸気弁６、吸気ポート７、排気弁８、排気ポート９を備える。ピストン４とシリンダヘッド５との間には燃焼室１０が形成される。吸気弁６は吸気ポート７を開閉し、排気弁８は排気ポート９を開閉する。また、機関本体２には、吸気弁６のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構２８が設けられる。なお、機関本体２には、排気弁８のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構が設けられてもよい。
【００２０】
図１に示したようにシリンダヘッド５の内壁面の中央部には点火プラグ１１が配置され、シリンダヘッド５の内壁面周辺部には燃料噴射弁１２が配置される。点火プラグ１１は、点火信号に応じて火花を発生させるように構成される。また、燃料噴射弁１２は、噴射信号に応じて、所定量の燃料を燃焼室１０内に噴射する。なお、燃料噴射弁１２は、燃焼室１０内に燃料を供給することができれば、吸気ポート７内に燃料を噴射するように配置されてもよい。
【００２１】
各気筒の吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気管１５を介してエアクリーナ１６に連結される。吸気ポート７、吸気枝管１３、サージタンク１４、吸気管１５は吸気通路を形成する。また、吸気管１５内にはスロットル弁駆動アクチュエータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。
【００２２】
一方、各気筒の排気ポート９は排気マニホルド１９に連結され、排気マニホルド１９は排気浄化触媒２０を内蔵したケーシング２１に連結される。ケーシング２１は排気管２２に連結される。排気ポート９、排気マニホルド１９、ケーシング２１及び排気管２２は、排気通路を形成する。
【００２３】
また、内燃機関１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１を備える。ＥＣＵ３１は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。
【００２４】
吸気管１５には、吸気管１５内を流れる空気流量を検出するためのエアフロメータ３９が設けられ、スロットル弁１８には、スロットル弁１８の開度を検出するスロットル開度センサ４０が設けられる。加えて、排気浄化触媒２０の排気流れ方向上流側の排気マニホルド１９には、排気マニホルド１９内を流れる排気ガス（すなわち、排気浄化触媒２０に流入する排気ガス）の空燃比を検出する上流側空燃比センサ４１が設けられる。また、排気浄化触媒２０の排気流れ方向下流側の排気管２２には、排気管２２内を流れる排気ガス（すなわち、排気浄化触媒２０から流出した排気ガス）の空燃比を検出する下流側空燃比センサ４２が設けられる。これらエアフロメータ３９、スロットル開度センサ４０、上流側空燃比センサ４１及び下流側空燃比センサ４２の出力は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００２５】
また、アクセルペダル４３にはアクセルペダル４３の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４４が接続され、負荷センサ４４の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４５は例えばクランクシャフトが１５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５ではこのクランク角センサ４５の出力パルスから機関回転速度が計算される。
【００２６】
一方、出力ポート３７は対応する駆動回路４６を介して点火プラグ１１、燃料噴射弁１２、スロットル弁駆動アクチュエータ１７及び可変バルブタイミング機構２８に接続される。したがって、ＥＣＵ３１は、点火プラグ１１による点火時期、燃料噴射弁１２からの燃料噴射時期や燃料噴射量、スロットル弁１８の開度、吸気弁６のバルブタイミング等を制御する制御装置として機能する。
【００２７】
本実施形態では、制御装置は、燃料噴射弁１２からの燃料噴射量を調整することにより、機関本体２から排出される排気ガスの空燃比、すなわち排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比を制御している。機関本体２から排出される排気ガスの空燃比をリッチ側に変化させるときには燃料噴射弁１２からの燃料噴射量が増大され、機関本体２から排出される排気ガスの空燃比をリーン側に変化させるときには燃料噴射弁１２からの燃料噴射量が減少される。
【００２８】
≪排気浄化触媒の説明≫
排気浄化触媒２０は、酸素吸蔵能力を有する三元触媒である。具体的には、排気浄化触媒２０は、セラミックから成る担体に、触媒作用を有する貴金属（例えば、パラジウム（Ｐｄ））及び酸素吸蔵能力を有する物質（例えば、セリア（ＣｅＯ2））を担持させた三元触媒である。三元触媒は、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に維持されていると、未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。加えて、排気浄化触媒２０に或る程度の酸素が吸蔵されている場合には、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチ側或いはリーン側に若干ずれたとしても未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘとが同時に浄化される。
【００２９】
すなわち、排気浄化触媒２０が酸素吸蔵能力を有していると、すなわち排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が最大吸蔵可能酸素量よりも少ないと、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも若干リーンになったときには、排気ガス中に含まれる過剰な酸素が排気浄化触媒２０内に吸蔵される。このため、排気浄化触媒２０の表面上が理論空燃比に維持される。その結果、排気浄化触媒２０の表面上において未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘが同時に浄化され、このとき排気浄化触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は理論空燃比となる。
【００３０】
一方、排気浄化触媒２０が酸素を放出することができる状態にあると、すなわち排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が０よりも多いと、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも若干リッチになったときには、排気ガス中に含まれている未燃ＨＣ、ＣＯを還元させるのに不足している酸素が排気浄化触媒２０から放出される。このため、この場合にも排気浄化触媒２０の表面上が理論空燃比に維持される。その結果、排気浄化触媒２０の表面上において未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘが同時に浄化され、このとき排気浄化触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は理論空燃比となる。
【００３１】
このように、排気浄化触媒２０に或る程度の酸素が吸蔵されている場合には、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチ側或いはリーン側に若干ずれたとしても未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘが同時に浄化され、排気浄化触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は理論空燃比となる。
【００３２】
≪燃料カット制御中の触媒劣化≫
ところで、本実施形態に係る内燃機関１では、内燃機関１を搭載した車両が減速しているときに、内燃機関１が作動した状態で燃料噴射弁１２からの燃料噴射を停止する燃料カット制御が行われる。斯かる燃料カット制御が行われると、燃焼室１０に流入した空気がそのまま燃焼室１０から流出するため、排気浄化触媒２０には空気が流入することになる。
【００３３】
このように排気浄化触媒２０に空気が流入すると、排気浄化触媒２０が劣化する。斯かる排気浄化触媒２０の劣化が生じる要因の一つが解明されたため、以下、図２を参照して劣化要因について説明する。
【００３４】
図２は、排気浄化触媒２０の担体の表面を模式的に示す概略的な断面図である。図２に示した例では、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を含む担体に、貴金属のパラジウム（Ｐｄ）と酸素吸蔵剤として機能するセリア（ＣｅＯ2）とが担持されている。
【００３５】
上述したように、機関本体２から排出されて排気浄化触媒２０に流入する排気ガス中には、未燃ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘが含まれている。このうち、未燃ＨＣは、排気浄化触媒２０の温度が低いときには、貴金属上に吸着される。
【００３６】
このように貴金属上に未燃ＨＣが吸着された状態で、燃料カット制御が実行されて排気浄化触媒２０に多量の酸素が流入すると、流入した酸素の一部は貴金属上に吸着されている未燃ＨＣと反応し、この反応により二酸化炭素と水が生成される。斯かる反応は発熱反応であるため、貴金属は局所的に加熱される。
【００３７】
このときの反応熱のほとんどは貴金属の加熱に用いられることになるため、貴金属の温度は非常に高くなり、この結果、貴金属にシンタリングが生じる。貴金属にシンタリングが生じると、貴金属の総表面積が小さくなり、その結果、貴金属による触媒作用が低下し、すなわち、排気浄化触媒２０が劣化することになる。
【００３８】
≪触媒劣化の抑制≫
斯かる排気浄化触媒２０の劣化メカニズムを考慮すると、燃料カット制御中における排気浄化触媒２０の劣化を抑制するためには、燃料カット制御中に、貴金属に吸着された未燃ＨＣと酸素とが急速に反応するのを抑制することが考えられる。以下では、図３を参照して、燃料カット中の排気浄化触媒２０の劣化を抑制するためのメカニズムについて説明する。
【００３９】
図３は、排気浄化触媒２０の担体の表面を模式的に示す、図２と同様な概略的な断面図である。図３（Ａ）は、排気浄化触媒２０に理論空燃比よりもリッチな空燃比（以下、「リッチ空燃比」ともいう）の排気ガスが流入しているときの担体表面の様子を表し、図３（Ｂ）は、燃料カット制御により排気浄化触媒２０に空気が流入しているときの担体表面の様子を表している。
【００４０】
図３（Ａ）に示したように、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にすると、排気ガス中の酸素分圧が低いため、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵剤に吸蔵されている酸素が排気ガス中に放出される。排気ガス中に放出された酸素は、排気ガス中の未燃ＨＣやＣＯと反応し、排気ガス中の酸素分圧は低いままとなる。この結果、酸素吸蔵剤の酸素吸蔵量が減少し、酸素吸蔵剤が吸蔵可能な酸素量が増大する。
【００４１】
このように、酸素吸蔵剤が吸蔵可能な酸素量を増大させた状態で燃料カット制御が開始されると、図３（Ｂ）に示したように、排気浄化触媒２０に流入した酸素の一部が酸素吸蔵剤に吸蔵される。この結果、貴金属に吸着された未燃ＨＣと反応する酸素の量が少なくなり、よって貴金属が過剰に昇温されることがなくなる。このため、貴金属のシンタリングが抑制され、排気浄化触媒２０の劣化が抑制される。
【００４２】
≪燃料カット時の制御≫
そこで、本実施形態では、制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比になるように燃焼室１０へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、燃料カット制御を開始する。また、本実施形態では、制御装置は、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が、最大吸蔵可能酸素量（排気浄化触媒２０が吸蔵可能な酸素の最大値）よりも少なく且つゼロよりも多い所定の基準酸素吸蔵量よりも少ない場合には、燃料カット実行条件が成立しても、燃料供給制御を実行せずにせずに燃料カット制御を実行する。以下では、斯かる制御について具体的に説明する。
【００４３】
図４は、燃料カット制御が行われる際の、ＦＣフラグ、内燃機関１の出力、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比及び排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量のタイムチャートである。ＦＣフラグは燃料カット制御の開始条件が成立するとＯＮに設定され、燃料カット制御の終了条件が成立するとＯＦＦに設定されるフラグである。図示した例では排気ガスの理論空燃比は１４．６である。
【００４４】
図４に示した例では、時刻ｔ２前には、通常の空燃比制御が行われている。本実施形態の空燃比制御では、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが最大吸蔵可能酸素量よりも少なく且つゼロよりも多い所定の酸素吸蔵量近傍に維持されるように、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が制御される。本実施形態では、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は、理論空燃比よりも僅かにリッチな空燃比（時刻ｔ０〜ｔ１）と、理論空燃比よりも僅かにリーンな空燃比（時刻ｔ１〜ｔ２）との間で交互に変化するように制御される。
【００４５】
なお、図４に示した通常の空燃比制御は一例であり、通常の空燃比制御として他の態様の空燃比制御が行われてもよい。具体的には、例えば、通常の空燃比制御において、制御装置は、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比を常に理論空燃比になるように制御してもよい。或いは、制御装置は、通常の空燃比制御において、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比を、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量がほぼゼロになったときにリーン空燃比からリッチ空燃比に切り替え、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量がほぼ最大可能吸蔵量になったときにリッチ空燃比からリーン空燃比に切り替えるように制御してもよい。
【００４６】
図示した例では、時刻ｔ２において、燃料カット制御の実行条件が成立する。このとき、図示した例では、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量は、基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃよりも少ない。したがって、この状態で燃料カット制御が開始されても、排気浄化触媒２０に流入した酸素の一部は排気浄化触媒２０の酸素吸蔵剤に吸蔵される。その結果、排気浄化触媒２０の貴金属上に吸着している未燃ＨＣと酸素との反応速度は遅く、よって貴金属が過剰に昇温される可能性は低い。
【００４７】
このため、時刻ｔ２において燃料カット制御の実行条件が成立すると、燃料供給制御を実行せずに、すぐに燃料カット制御が開始される。この結果、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は極めて高くなり、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量は急速に増大し、すぐに最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘに到達する。排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘに到達すると、排気浄化触媒２０はそれ以上酸素を吸蔵することができなくなる。
【００４８】
その後、時刻ｔ３において、燃料カット制御の終了条件が成立すると、燃料カット制御が終了せしめられる。したがって、時刻ｔ３以降は燃料噴射弁１２からの燃料噴射が再開され、機関出力がゼロから増大せしめられる。
【００４９】
燃料カット制御が実行されると排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が最大吸蔵可能酸素量に到達することから、燃料カット制御の終了後には排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比になるように制御される。この結果、図示した例では、時刻ｔ３以降、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が徐々に減少する。
【００５０】
図示した例では、時刻ｔ４において、再び燃料カット制御の実行条件が成立する。このとき、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量は、基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃ以上となっている。したがって、この状態で燃料カット制御が開始されると、排気浄化触媒２０に流入した酸素の多くが排気浄化触媒２０の貴金属上に吸着している未燃ＨＣと反応する。したがって未燃ＨＣと酸素との反応速度は速く、よって貴金属が過剰に昇温されて貴金属のシンタリングを招いてしまう可能性が高い。
【００５１】
このため、時刻ｔ４において燃料カット制御の実行条件が成立すると、燃料カット制御が開始される前に、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比になるように燃焼室１０へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御が実行される。特に、本実施形態では、燃料供給制御の実行中に排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は、通常の空燃比制御が行われているときに取り得るリッチ空燃比よりもリッチな予め定められた一定の空燃比とされる。このため、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は、燃料供給制御が開始された時刻ｔ４以降の方が、通常の空燃比制御が行われる時刻ｔ４以前よりもリッチ度合い（理論空燃比からのリッチ方向の偏差）が大きくなるように制御されている。
【００５２】
時刻ｔ４において、燃料供給制御が開始されると、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量は減少する。本実施形態では、燃料供給制御の開始から所定の時間が経過した（または、内燃機関が所定のサイクル駆動された）時刻ｔ５において、燃料供給制御が終了せしめられる。燃料供給制御の実行時間（または実行クランク角）は、燃料供給制御開始時の酸素吸蔵量に関わらず、酸素吸蔵量が少なくとも基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃ未満になるような予め定められた一定の時間（又はクランク角）とされる。
【００５３】
時刻ｔ５において燃料供給制御が終了されるのと同時に、燃料カット制御が開始される。この結果、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量は急速に増大し、すぐに最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘに到達する。その後、時刻ｔ６において、燃料カット制御の終了条件が成立すると、燃料カット制御が終了せしめられる。したがって、時刻ｔ６以降は燃料噴射弁１２からの燃料噴射が再開され、機関出力がゼロから増大せしめられる。
【００５４】
本実施形態では、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が多いときには、燃料供給制御を実行して酸素吸蔵量を一旦減少させてから燃料カット制御が開始される。このため、燃料カット制御が開始されても、排気浄化触媒２０に流入した酸素の一部が酸素吸蔵剤に吸蔵される。この結果、貴金属に吸着された未燃ＨＣと反応する酸素の量を少なく維持することができ、よって排気浄化触媒２０の劣化を抑制することができる。
【００５５】
一方、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が少ないときには、燃料供給制御を実行せずに燃料カット制御が開始される。このときには、燃料供給制御を実行しなくても、燃料カット制御が開始されると排気浄化触媒２０に流入した酸素の一部が酸素吸蔵剤に吸蔵されるため、排気浄化触媒２０の劣化を抑制することができる。加えて、燃料供給制御を実行しないことにより、燃料カット実行条件が成立するとすぐに燃料カット制御を開始することができるため、車両操作の応答性を高いものとすることができる。
【００５６】
≪具体的な制御≫
図５は、ＦＣフラグを設定するフラグ設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定の時間間隔毎に実行される。
【００５７】
まず、ステップＳ１１では、ＦＣフラグがＯＮになっているか否かが判定される。ステップＳ１１においてＦＣフラグがＯＮになっていないと判定されたときには、ステップＳ１２へと進む。
【００５８】
ステップＳ１２では、燃料カット制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。燃料カット制御の実行条件の成否は、例えば、機関負荷や機関回転速度に基づいて判断される。具体的には、例えば、アクセルペダル４３の踏込み量がゼロであって負荷センサ４４によって検出される機関負荷がゼロであり、クランク角センサ４５の出力に基づいて算出された機関回転速度が所定の第１回転速度以上であり且つ内燃機関１を搭載した車両の速度が所定の速度以上である場合に実行条件が成立する。
【００５９】
ステップＳ１２において燃料カット制御の実行条件が成立していないと判定された場合には、ステップＳ１３へと進む。ステップＳ１３では、ＦＣフラグがＯＦＦにセットされ、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ１２において燃料カット制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ１４へと進む。ステップＳ１４では、ＦＣフラグがＯＮにセットされ、制御ルーチンが終了せしめられる。
【００６０】
ＦＣフラグがＯＮにセットされると、次の制御ルーチンではステップＳ１１からステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５では、燃料カット制御の終了条件が成立しているか否かが判定される。燃料カット制御の終了条件の成否も、例えば、機関負荷や機関回転速度に基づいて判断される。具体的には、負荷センサ４４によって検出される機関負荷がゼロよりも大きい値になった場合、及びクランク角センサ４５の出力に基づいて算出された機関回転速度が所定の第２回転速度（第１回転速度よりも低い速度）以下である場合等に終了条件が成立する。
【００６１】
ステップＳ１５において、燃料カット制御の終了条件が成立していないと判定された場合には、ステップＳ１６へと進む。ステップＳ１６では、ＦＣフラグがＯＮにセットされたまま維持され、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ１５において、燃料カット制御の終了条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ１３へと進み、ＦＣフラグがＯＦＦにセットされる。
【００６２】
図６は、燃料カット制御を実行するための燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定の時間間隔毎に実行される。
【００６３】
まず、ステップＳ２１では、燃料カット制御の実行中であるか否かが判定される。燃料カット制御の実行中でないときには、ステップＳ２２へと進む。ステップＳ２２では、図５に示したフラグ設定処理により設定されたＦＣフラグがＯＮになっているか否かが判定される。ステップＳ２２において、ＦＣフラグがＯＮになっていないと判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ２２においてＦＣフラグがＯＮになっていると判定された場合には、ステップＳ２３へと進む。ステップＳ２３では、現在、燃料供給制御の実行中であるか否かが判定される。燃料供給制御の実行中でないと判定された場合には、ステップＳ２４へと進む。
【００６４】
ステップＳ２４では、現在の排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃよりも少ないか否かが判定される。現在の酸素吸蔵量ＯＳＡは、例えば、エアフロメータ３９の出力に基づいて算出された排気浄化触媒２０へ流入する排気ガスの流量と、上流側空燃比センサ４１によって検出された排気ガスの空燃比（以下、「出力空燃比」ともいう）とに基づいて算出される。ステップＳ２４において、酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃよりも少ないと判定された場合には、ステップＳ２６へと進み、燃料カット制御が開始される。一方、ステップＳ２４において、酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃ以上であると判定された場合には、ステップＳ２５へと進み、燃料供給制御が実行される。
【００６５】
燃料供給制御が開始されると、次の制御ルーチンでは、ステップＳ２３からステップＳ２７へと進む。ステップＳ２７では、燃料供給制御を開始してからの実行時間ｔｉが予め定められた基準時間ｔｒｅｆ以上であるか否かが判定される。ステップＳ２７において、実行時間ｔｉが基準時間ｔｒｅｆ未満であると判定された場合には、ステップＳ２５へと進み、燃料供給制御が継続される。一方、ステップＳ２７において、実行時間ｔｉが基準時間ｔｒｅｆ以上であると判定された場合には、ステップＳ２８へと進み、燃料カット制御が開始される。
【００６６】
ステップＳ２６やステップＳ２８において燃料カット制御が開始されると、次の制御ルーチンでは、ステップＳ２１からステップＳ２９へと進む。ステップＳ２９では、ＦＣフラグがＯＮであるか否かが判定される。ステップＳ２９において、ＦＣフラグがＯＮであると判定された場合には、引き続き燃料カット制御が継続される。一方、ステップＳ２９において、ＦＣフラグがＯＮではないと判定された場合にはステップＳ３１へと進み、燃料カット制御が終了せしめられる。
【００６７】
≪変形例≫
上記実施形態では、燃料供給制御は、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が予め定められた一定のリッチ空燃比である状態を予め定められた一定の時間（一定のクランク角）継続することによって行われる。しかしながら、燃料供給制御における排気ガスの空燃比のリッチ度合いや燃料供給制御の実行時間は必ずしも一定である必要はない。
【００６８】
図７を参照して、上記実施形態の第一変形例について説明する。第一変形例では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが大きくなるように燃焼室１０への燃料供給量が制御される。
【００６９】
図７は、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量と、燃料供給制御において排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。具体的には、本変形例では、図７に示したように、酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃを超えて増大すると、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど燃料供給制御におけるリッチ度合いが大きくなるように燃料噴射量が制御される。本変形例では、燃料供給制御の実行時間は、予め定められた一定の時間とされることから、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど、燃料供給制御において燃料カット制御を開始するまでの総燃料供給量が多くなるといえる。換言すると、本変形例では、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど、燃料供給制御において、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を燃料供給制御の実行時間に亘って積算した値が大きくなるといえる。
【００７０】
図８を参照して、上記実施形態の第二変形例について説明する。第二変形例では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、燃料供給制御の実行時間が長くされる。
【００７１】
図８は、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量と、燃料供給制御の実行時間との関係を示す図である。具体的には、本変形例では、図８に示したように、酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃを超えて増大すると、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど燃料供給制御の実行時間（実行クランク角）が長くされる。本変形例では、燃料供給制御における排気ガスの空燃比のリッチ度合いは、予め定められた一定の値とされることから、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど、燃料供給制御において燃料カット制御を開始するまでの総燃料供給量が多くなるといえる。換言すると、本変形例では、酸素吸蔵量ＯＳＡが多くなるほど、燃料供給制御において、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を燃料供給制御の実行時間に亘って積算した値が大きくなるといる。
【００７２】
上述した第一変形例及び第二変形例をまとめると、これら変形例では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、燃料供給制御において燃料カット制御を開始するまでの総燃料供給量が多くなるように燃料供給量が制御されている。換言すると、これら変形例では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、燃料供給制御において、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を燃料供給制御の実行時間に亘って積算した値が大きくなるように燃料供給量が制御されている。
【００７３】
図９を参照して、上記実施形態の第三変形例について説明する。第三変形例では、燃料供給制御中にも排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量ＯＳＡが推定されると共に、推定された酸素吸蔵量ＯＳＡが予め定められた下限酸素吸蔵量ＯＳＡｌｃ（図４参照）に到達するまで燃料供給制御が実行される。ここで、下限酸素吸蔵量ＯＳＡｌｃは、ゼロ以上であって基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃよりも少ない値とされる。
【００７４】
図９は、第三変形例に係る燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定時間間隔毎に実行される。なお、図９のステップＳ４１〜Ｓ４６及びＳ４８〜Ｓ５１は、それぞれ図６のステップＳ２１〜Ｓ２６及びＳ２８〜Ｓ３１と同様であるため説明を省略する。
【００７５】
ステップＳ４３において、現在、燃料供給制御の実行中であると判定された場合にはステップＳ４７へと進む。ステップＳ４７では、現在の酸素吸蔵量ＯＳＡが下限酸素吸蔵量ＯＳＡｌｃ以下であるか否かが判定される。現在の酸素吸蔵量ＯＳＡは、図６のステップＳ２４と同様に、例えば、排気浄化触媒２０へ流入する排気ガスの流量と、排気ガスの空燃比とに基づいて算出される。現在の酸素吸蔵量ＯＳＡが下限酸素吸蔵量ＯＳＡｌｃよりも多いと判定された場合には、ステップＳ４５へと進み、燃料供給制御が継続される。一方、ステップＳ４７において、現在の酸素吸蔵量ＯＳＡが下限酸素吸蔵量ＯＳＡｌｃ以下であると判定された場合には、ステップＳ４８へと進み、燃料カット制御が開始される。
【００７６】
＜第二実施形態＞
次に、図１０を参照して、第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。第二実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御は、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。
【００７７】
上述したように排気浄化触媒２０の劣化が進行すると、貴金属のシンタリングにより貴金属の総表面積が小さくなる。このように貴金属の総表面積が小さくなると、これに伴って貴金属の表面に吸着される未燃ＨＣの量も減少する。したがって、排気浄化触媒２０の劣化が進行しているときには、排気浄化触媒２０が劣化していないときに比べて燃料供給制御における総燃料供給量を少なくしても、十分に排気浄化触媒２０の更なる劣化を抑制することができる。
【００７８】
また、排気浄化触媒２０の劣化が進行すると、酸素吸蔵剤の酸素吸蔵能力が低下する。したがって、排気浄化触媒２０の劣化が進行すると、排気浄化触媒２０の最大吸蔵可能酸素量が低下する。このため、排気浄化触媒２０の劣化が進行したときにも、排気浄化触媒２０が劣化していないときと同様に燃料供給制御を行うと、総燃料供給量が多すぎて排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量がゼロに到達し、燃料供給制御によって排気浄化触媒２０に供給された未燃ＨＣの一部が排気浄化触媒２０から流出する可能性がある。
【００７９】
そこで、本実施形態では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の劣化度合いが相対的に高いときには、相対的に低いときに比べて、燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくされる。換言すると、本実施形態では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０の劣化度合いが相対的に高いときには、相対的に低いときに比べて、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を燃料供給制御の実行時間に亘って積算した値が小さくされる。
【００８０】
図１０は、排気浄化触媒２０の劣化度合いと、燃料供給制御において排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。図１０からわかるように、本実施形態では、排気浄化触媒２０の劣化度合いが大きくなるほど、燃料供給制御におけるリッチ度合いが小さくなるように燃料噴射量が制御される。本実施形態では、燃料供給制御の実行時間は、予め定められた一定の時間とされることから、排気浄化触媒２０の劣化度合いが大きくなるほど、燃料供給制御において燃料カット制御を開始するまでの総燃料供給量が少なくなる。換言すると、本実施形態では、排気浄化触媒２０の劣化度合いが大きくなるほど、燃料供給制御において、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を燃料供給制御の実行時間に亘って積算した値が小さくなる。
【００８１】
また、排気浄化触媒２０の劣化度合いは公知の方法で検出される。具体的には、例えば、以下のようは方法で検出される。まず、下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリッチ空燃比である状態で排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーン空燃比に変更され、そのまま下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリーン空燃比になるまで維持される。そして、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーン空燃比に変更されてから下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリーン空燃比になるまでの間に、排気浄化触媒２０に流入した過剰な酸素の総量（或いは、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスのリーン度合いを乗算した値を積算した値）に基づいて排気浄化触媒２０の劣化度合いが推定される。このときの過剰な酸素の総量が少ないほど排気浄化触媒の２０の劣化度合いが高いと推定される。
【００８２】
或いは、下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリーン空燃比である状態で排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比に変更され、そのまま下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリッチ空燃比になるまで維持される。そして、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比に変更されてから下流側空燃比センサ４２の出力空燃比がリッチ空燃比になるまでの間に、排気浄化触媒２０に流入した過剰な未燃ＨＣやＣＯの総量（或いは、単位時間当たりの排気浄化触媒２０への排気ガスの流入量にそのときの排気ガスの空燃比のリッチ度合いを乗算した値を積算した値）に基づいて排気浄化触媒２０の劣化度合いが推定される。このときの過剰な酸素の総量が少ないほど排気浄化触媒の２０の劣化度合いが高いと推定される。
【００８３】
本実施形態によれば、排気浄化触媒２０の劣化が進行しているときには、排気浄化触媒２０が劣化していないときに比べて、燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくされるため、排気浄化触媒２０の劣化を抑制しつつ燃料供給量を低減することができる。このため、燃費の悪化を抑制することができる。加えて、未燃ＨＣが排気浄化触媒２０から流出することを抑制することができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、排気浄化触媒２０の劣化度合いのみに基づいて燃料供給制御の総燃料供給量が制御されている。しかしながら、上記第一実施形態の変形例を考慮して、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量等に基づいて変更されてもよい。この場合、例えば、排気浄化触媒２０の劣化度合いが大きいほど且つ排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量が少ないほど、燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくなるように燃料供給量が制御される。
【００８５】
＜第三実施形態＞
次に、図１１及び図１２を参照して、第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。第二実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御は、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。
【００８６】
ところで、排気浄化触媒２０の貴金属の単位表面積当たりにおける未燃ＨＣの吸着量が多くなると、貴金属による触媒作用が低下する。このような状態で、燃料供給制御によって排気浄化触媒２０に多くの未燃ＨＣが流入すると、流入した未燃ＨＣの一部は排気浄化触媒２０にて浄化されることなく、そのまま排気浄化触媒２０から流出する可能性がある。
【００８７】
そこで、本実施形態では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０への炭化水素の吸着量が予め定められた基準吸着量以上である場合には、燃料供給制御が実行されることなく燃料カット制御が実行される。加えて、本実施形態では、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒２０への炭化水素の吸着量が基準吸着量未満である場合には、排気浄化触媒２０への炭化水素の吸着量が多いほど燃料供給制御において単位時間当たりの燃料供給量が少なくなるように燃焼室１０への燃料供給量が制御される。
【００８８】
図１１は、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量と、燃料供給制御において排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いとの関係を示す図である。図１１からわかるように、本実施形態では、未燃ＨＣの吸着量が基準吸着量Ｑｈｃｒｅｆ以上である場合には、燃料供給制御が実行されず、よってリッチ度合いもゼロとされている。
【００８９】
一方、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が基準吸着量Ｑｈｃｒｅｆよりも少ない場合には、図１１に示したように、未燃ＨＣの吸着量が多いほど、燃料供給制御におけるリッチ度合いが小さくなるように燃焼室１０への燃料噴射量が制御される。
【００９０】
本実施形態によれば、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が多いとき、すなわち貴金属の単位表面積当たりの未燃ＨＣの吸着量が多いときには、燃料供給制御が実行されない。このため、未燃ＨＣが排気浄化触媒２０から流出することが抑制される。また、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が多いほど貴金属の触媒作用が小さくなるところ、本実施形態では未燃ＨＣの吸着量が多いほどリッチ度合いが小さくされるため、触媒作用が小さくても十分に未燃ＨＣを浄化することができる。このことよっても未燃ＨＣが排気浄化触媒２０から流出することが抑制される。
【００９１】
なお、本実施形態では、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量に基づいて燃料供給制御におけるリッチ度合いが制御されている。しかしながら、斯かる制御に加えて、第一実施形態及び第二実施形態を考慮して、排気浄化触媒２０の酸素吸蔵量等に基づいて燃料供給制御中の排気浄化触媒２０への総燃料供給量を制御するようにしてもよい。
【００９２】
≪具体的な制御≫
図１２は、第三実施形態に係る燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定時間間隔毎に実行される。なお、図１２のステップＳ６１〜Ｓ６４及びＳ６６〜Ｓ７２は、それぞれ図６のステップＳ２１〜Ｓ２４及びＳ２５〜Ｓ３１と同様であるため説明を省略する。
【００９３】
ステップＳ６４において、酸素吸蔵量ＯＳＡが基準酸素吸蔵量ＯＳＡｕｃ以上であると判定された場合には、ステップＳ６５へと進む。ステップＳ６５では、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が基準吸着量Ｑｈｃｒｅｆ以上であるか否かが判定される。
【００９４】
排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量は、例えば、排気浄化触媒２０に流入する未燃ＨＣの流量と、排気浄化触媒２０の温度とに基づいて推定される。排気浄化触媒２０に流入する未燃ＨＣの流量は、例えば、排気浄化触媒２０に流入する排気ガスの流量（例えば、エアフロメータ３９の出力に基づいて推定）と、下流側空燃比センサ４２の出力空燃比とに基づいて算出される。排気浄化触媒２０の温度は、例えば、排気浄化触媒２０の温度を検出する温度センサ（図示せず）によって検出される。
【００９５】
具体的には、排気浄化触媒２０に流入する未燃ＨＣの流量が多いほど、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が多くなるものとして吸着量が算出される。また、排気浄化触媒２０の温度が低いほど、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が多くなるものとして吸着量が算出される。
【００９６】
ステップＳ６５において、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が基準吸着量Ｑｈｃｒｅｆ以上であると判定された場合には、ステップＳ６７へと進んで、燃料カット制御が開始される。一方、ステップＳ６５において、排気浄化触媒２０への未燃ＨＣの吸着量が基準吸着量Ｑｈｃｒｅｆよりも少ないと判定された場合には、ステップＳ６６へと進んで、燃料供給制御が実行される。このとき排気浄化触媒２０へ流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いは、未燃ＨＣの吸着量に基づいて、図１１に示したようなマップを用いて設定される。
【符号の説明】
【００９７】
１    内燃機関
２    機関本体
１０    燃焼室
１２    燃料噴射弁
２０    排気浄化触媒
３１    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４１    上流側空燃比センサ
４２    下流側空燃比センサ
【図１】
2020041431.tif 000003
【図２】
2020041431.tif 000004
【図３】
2020041431.tif 000005
【図４】
2020041431.tif 000006
【図５】
2020041431.tif 000007
【図６】
2020041431.tif 000008
【図７】
2020041431.tif 000009
【図８】
2020041431.tif 000010
【図９】
2020041431.tif 000011
【図１０】
2020041431.tif 000012
【図１１】
2020041431.tif 000013
【図１２】
2020041431.tif 000014