(57)【要約】【課題】  触媒のHC被毒を抑制することによりエミッションを良好に維持することができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】  制御装置は、排ガス浄化のための触媒を備えた内燃機関に適用される。制御装置は、触媒の暖機が完了した後（ステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合）であってフューエルカット運転が実行されるまでの期間（ステップ６５０にて「Ｎｏ」と判定される場合）において、触媒に流入する炭化水素の量を低減する運転を実行する（ステップ６６０）。【選択図】  図６
2010059873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配設された触媒を有する内燃機関に適用され、
前記触媒の温度が所定の許容温度以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段と、
所定のフューエルカット開始条件が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間において所定のフューエルカット復帰条件が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段と、
前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件が成立すると判定された時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段と、
を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定されているときに前記フューエルカット運転が実行された場合、有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録するフューエルカット運転履歴記録手段と、
前記フューエルカット運転が実行されていないときに前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定された場合、前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていれば前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様に従う基本運転を実行するとともに、同有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていなければ前記触媒に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様に従う炭化水素低減運転を実行する運転状態制御手段と
を備えた制御装置。
【請求項２】
排気通路に配設された触媒を有する内燃機関に適用され、
前記触媒の温度が所定の許容温度以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段と、
所定のフューエルカット開始条件が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間において所定のフューエルカット復帰条件が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段と、
前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件が成立すると判定された時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段と、
を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定されているときに前記フューエルカット運転が実行された場合、有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録するフューエルカット運転履歴記録手段と、
前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定された時点である第１基準時点以降に前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる第１積算流量を求める第１流量積算手段と、
前記第１基準時点以降において、前記フューエルカット運転が実行される毎にゼロに設定されて前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定された時点である第２基準時点以降に前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる第２積算流量を求める第２流量積算手段と、
前記フューエルカット運転が実行されていないときに前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定された場合、
前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていなければ、
前記第１積算流量が所定の第１許容流量よりも小さい場合に前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様に従う基本運転を実行するとともに、前記第１積算流量が前記第１許容流量以上である場合に前記触媒に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様に従う炭化水素低減運転を実行し、
前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていれば、
前記第２積算流量が所定の第２許容流量よりも小さい場合に前記基本運転を実行するとともに、前記第２積算流量が前記第２許容流量以上である場合に前記炭化水素低減運転を実行する運転状態制御手段と
を備えた制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記運転状態制御手段は、
前記機関の始動時の冷却水温が所定の許容始動温度より低いか否か、前記燃料の揮発度が所定の許容揮発度より低いか否か、及び、燃料のエタノール濃度が所定の許容濃度より大きいか否かからなる炭化水素低減運転禁止条件のうちの少なくとも一つが成立するときに前記炭化水素低減運転の実行を禁止するように構成された制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスを浄化するための触媒装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排ガスを浄化する触媒装置を排気通路に備えた内燃機関が提案されている。この用途に用いられる触媒装置の多くには、三元触媒（以下、単に「触媒」とも称呼する。）が使用される。一般に、三元触媒は、セラミック等からなる担持体に触媒成分（白金及びロジウム等の貴金属）及び酸素吸蔵物質（CeO2等）を担持している。触媒は、触媒成分の温度がその活性温度以上であり、且つ、触媒に流入する排ガスの空燃比が理論空燃比であるとき、排ガス中の未燃物（HC，CO等）と窒素酸化物（NOx）との酸化還元反応を促進し、これらを同時に高い浄化率にて浄化することができる。
【０００３】
しかし、内燃機関の冷機始動直後においては触媒の温度はその活性温度より低く、触媒の温度が活性温度に到達するまでの期間（以下、「暖機期間」とも称呼する。）、触媒はその排ガス浄化能力を十分に発揮することができない。即ち、この暖機期間においては、触媒は、未燃物及び窒素酸化物を十分に浄化することができない。そこで、従来の内燃機関の制御装置の一つは、触媒の暖機期間における点火時期を暖機期間終了後の点火時期よりも遅角し、排ガス中の未燃物（HC，CO等）の量を低減するようになっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０２５９号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、発明者は、上記暖機期間が終了した後であっても触媒がその排ガス浄化能力を十分に発揮できない場合があることを見出した。以下、この点について述べる。
【０００６】
上述したように、触媒は、排ガス中の未燃物（HC，CO等）と窒素酸化物（NOx）との酸化還元反応を促進する。この酸化還元反応においては、担持体に担持された触媒成分（上述の貴金属等）が酸化還元反応の活性点（触媒活性点）となる。適正な効率にて酸化還元反応を進行させるには、触媒活性点における酸素濃度を適切な値に保つことが重要である。そこで、触媒は、CeO2等の酸素吸蔵物質をその担持体に担持している。
【０００７】
酸素吸蔵物質は、空燃比が理論空燃比よりもリーン側である排ガス（以下、「リーン側空燃比ガス」とも称呼する。）が触媒に流入するときに酸素を吸蔵するとともに、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側である排ガス（以下、「リッチ側空燃比ガス」とも称呼する。）が触媒に流入するときに触媒活性点に酸素を放出することにより、触媒活性点における酸素濃度の調節を行うと考えられている。
【０００８】
酸素吸蔵物質のこのような機能は、酸素吸蔵能力（OSC（Oxygen  Storage  Capacity）、酸素ストレージ能力）と称呼される。酸素吸蔵物質は、その温度が所定の温度以上（以下、「酸素移動可能温度」とも称呼する。）であるとき、酸素をその物質内で容易に移動させることができる。酸素移動可能温度は、例えば４００℃程度である。
【０００９】
上述したように、触媒温度が酸素移動可能温度よりも低いとき（例えば、上述の暖機期間）、酸素吸蔵物質はその酸素吸蔵能力を十分に発揮することができない。即ち、触媒温度が酸素移動可能温度よりも低いとき、その触媒が吸蔵することができる酸素量の最大値（以下、「酸素吸蔵可能量」とも称呼する。）は、触媒温度が酸素移動可能温度以上である場合の酸素吸蔵可能量よりも小さい。従って、例えば、このような状態の触媒にリッチ側空燃比ガスが流入した場合、リッチ側空燃比ガス中の未燃物（HC，CO等）の酸化反応に伴って酸素吸蔵物質に吸蔵されていた酸素が消費され、酸素吸蔵物質の吸蔵酸素量がゼロ近傍にまで減少する場合がある（以下、この状態を「還元状態」とも称呼する。）。
【００１０】
この還元状態にある触媒にリッチ側空燃比ガスが更に流入し続けた場合、触媒成分及び酸素吸蔵物質の周囲を未燃物の一つである炭化水素（HC）が被覆する現象が生じる（以下、この現象を「HC被毒」とも称呼する。）。HC被毒が生じた場合、触媒成分が被覆されることによって触媒活性点の数が低下し、酸素吸蔵物質が被覆されることによって酸素吸蔵能力が低下する。これらの被覆が進行し、触媒に重度のHC被毒が生じた場合、触媒はその排ガス浄化性能を十分に発揮できない状態となる（以下、この状態を「半死活状態」とも称呼する。）。
【００１１】
一方、暖機期間が終了した後（即ち、触媒温度がその活性温度以上となった場合）においても、上述のHC被毒によって触媒が半死活状態に至る場合がある。
例えば、排ガス中の窒素酸化物（NOx）を低減させること等を目的とし、機関の空燃比は「理論空燃比よりも若干リッチ側の空燃比」に制御される場合がある（以下、この制御を「弱リッチ制御」とも称呼する。）。この弱リッチ制御が長時間継続された場合、触媒に流入する排ガスの空燃比の中心（平均）は、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になる。従って、暖機期間が終了した後（即ち、触媒温度がその活性温度以上となった後）であっても、弱リッチ制御が長時間継続されると、触媒に流入する過剰な未燃物の酸化反応に伴って酸素吸蔵物質の吸蔵酸素量が減少し、HC被毒が生じる。触媒に重度のHC被毒が生じた場合、上記同様に触媒は半死活状態となる。
【００１２】
触媒が重度のHC被毒によって半死活状態になった場合、暖機期間が終了した後であっても、その触媒は排ガスを十分に浄化することができない。この結果、機関のエミッションが悪化するという問題が生じる。
【００１３】
触媒の「半死活状態」及び「半死活状態に至るまでのHC被毒状態」（以下、これらの状態を便宜的に「HC被毒・半死活状態」とも称呼する。）は、触媒に多量の酸素を供給することによって解消することができる。触媒に多量の酸素を供給する代表的な運転として、機関への燃料供給が停止された運転である「フューエルカット運転」が挙げられる。
【００１４】
しかしながら、一般に、フューエルカット運転は、機関の運転状態が所定の運転状態となったとき（例えば、機関が搭載された車両が減速中であるとき等）に実行される。従って、運転者の意図とは無関係な「触媒の状態のみ」に基づいてフューエルカット運転を行うとドライバビリティが悪化する虞がある。従って、触媒がHC被毒・半死活状態となった場合、フューエルカット運転を任意に実行することによりそのHC被毒・半死活状態を解消することは困難である。
【００１５】
更に、一般に、暖機期間及び暖機期間終了直後においてはフューエルカット運転が実行され難い。この点につき、以下に説明する。
フューエルカット運転の開始条件は、一般に、「スロットルバルブ開度が実質的にゼロであり、且つ、機関回転速度NEが所定の閾値回転速度以上である場合」である。更に、フューエルカット運転によって機関回転速度が過度に低下しないように、暖機期間及び暖機期間終了直後における閾値回転速度の値は、暖機期間終了後に十分な時間が経過した基本運転時における閾値回転速度よりも大きい値に設定されている。従って、基本運転時に比較し、これらの期間においてはフューエルカット運転は実行され難い。
【００１６】
一方、触媒に酸素を供給するための別の運転として、触媒にリーン側空燃比ガスを供給する運転である「リーン運転」が挙げられる。しかしながら、リーン運転時の排ガスがその単位体積あたりに含む酸素量は、フューエルカット運転時の排ガスがその単位体積あたりに含む酸素量に比較して少ない。従って、リーン運転を実行することにより触媒のHC被毒・半死活状態を解消するには、フューエルカット運転を実行することによりそれらを解消する場合に比較して長い時間を要する。更に、触媒に長時間に亘ってリーン側空燃比ガスを供給し続けると、エミッションが悪化する虞もある。
【００１７】
このように、触媒の暖機期間及び暖機期間終了以降において触媒がHC被毒・半死活状態となった場合、この状態を長期間に亘り解消することができず、その結果、未燃物（HC，CO等）及び窒素酸化物（NOx）の排出量が増大するという問題が生じる。
【００１８】
本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、食媒がHC被毒によって半死活状態となることを抑制し、もって、機関のエミッションを良好に維持することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１９】
より具体的に述べると、本発明の内燃機関の第１の制御装置は、
排気通路に配設された触媒を有する内燃機関に適用される。
【００２０】
この制御装置は、
（１）前記触媒の温度が所定の許容温度以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段と、
（２）所定の「フューエルカット開始条件」が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間（即ち、フューエルカット運転実行中）において所定の「フューエルカット復帰条件」が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段と、
（３）前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件が成立すると判定された時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段と、
を備える。
【００２１】
更に、この制御装置は、
（４）前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定されているときに前記フューエルカット運転が実行された場合、「有効フューエルカット運転履歴」が存在すると記録するフューエルカット運転履歴記録手段と、
（５）「前記フューエルカット運転が実行されていない」ときに前記触媒温度判定手段により「前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定された」場合、
（５−１）前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていれば」前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様に従う「基本運転」を実行するとともに、
（５−２）同有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていなければ」前記触媒に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様に従う「炭化水素低減運転」を実行する運転状態制御手段と
を備える。
【００２２】
上記構成によれば、「触媒の温度が所定の許容温度以上である」と判定されているときに「フューエルカット運転」が実行された場合に限り、「有効フューエルカット運転履歴が存在する」と記録される。換言すれば、触媒の温度が所定の許容温度にまで到達していない期間（例えば、上述の暖機期間）においては、仮にフューエルカット運転が実行されたとしても、有効フューエルカット運転履歴が存在するとは記録されない。つまり、「有効フューエルカット運転履歴」は、「暖機期間終了後にフューエルカット運転が実行され、そのフューエルカット運転が実行される時点までに触媒に生じたHC被毒が解消された」ことを示す指標である。
【００２３】
更に、上記構成によれば、有効フューエルカット運転履歴が存在するか否かに基づいて機関の運転状態が制御される。具体的に述べると、フューエルカット運転が実行されていない期間（即ち、フューエルカット開始条件が成立すると判定されていない期間）に触媒の温度が所定の許容温度以上であると判定された場合（例えば、触媒の暖機期間終了後においてフューエルカット運転を実行することができない場合）、有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されている」場合には後述する「基本運転」が実行され、有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていない」場合には後述する「炭化水素低減運転」が実行される。
【００２４】
上述したように、触媒のHC被毒・半死活状態を解消する「フューエルカット運転」は、暖機期間の終了直後に常に実行されるとは限らない。そこで、上記構成においては、「暖機期間が終了した時点」から「暖機期間終了後における初回のフューエルカット運転が実行される時点」までの期間（即ち、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性が大きい期間）において、触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する「炭化水素低減運転」を実行する。これにより、触媒のHC被毒を抑制して触媒が半死活状態になることをできる限り防ぐことができる。この結果、エミッションを良好に維持することができる。
【００２５】
ここで、「基本運転」とは、機関の運転状態（例えば、機関回転数、機関に吸入された空気の質量流量、負荷、冷却水温度、及び、機関を搭載した車両の速度等）の中で炭化水素の発生に影響を及ぼすパラメータを所定の値とする運転を指す。パラメータの「所定の値」は、機関に要求される出力及び応答性能、燃費、触媒の排ガス浄化性能、及び、触媒が半死活状態に至るまでの推定時間等を考慮した適値に設定することができる。
【００２６】
触媒の温度の「許容温度」は、触媒に含まれる貴金属が排ガスの酸化還元反応を促進する機能を十分に発現するために必要な「貴金属の活性温度」に基づく値である。即ち、「許容温度」は、例えば、貴金属の活性温度そのものであってもよく、貴金属の活性温度から所定温度を減じた温度（その温度よりも低下した場合、触媒の排気浄化率が許容できない程度まで低下する温度）等に設定することができる。或いは、「許容温度」は、上述した「酸素移動可能温度」を考慮して決定されてもよい。
【００２７】
「フューエルカット開始条件」は、上述したように、例えば、「スロットル弁開度TAが実質的にゼロであり、且つ、機関回転速度NEが所定の閾値回転速度NEfcth以上である場合」と設定することができる。
また、「フューエルカット復帰条件」は、例えば、「スロットルバルブ開度TAがゼロよりも大きい場合、又は、機関回転速度NEが閾値回転速度NEfcthよりも所定回転速度ΔNだけ小さい回転速度よりも小さい場合の少なくとも一つが成立する場合」と設定することができる。ここで、機関回転閾値速度NEfcth及び所定回転速度ΔNは、機関の排気量、機関の回転速度が過度に低下することのない回転速度、及び、燃費等を考慮した適値とすることができる。
【００２８】
本発明の内燃機関の第２の制御装置は、
排気通路に配設された触媒を有する内燃機関に適用される。
【００２９】
この制御装置は、
（１）前記触媒の温度が所定の許容温度以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段と、
（２）所定の「フューエルカット開始条件」が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間（即ち、フューエルカット運転実行中）において所定の「フューエルカット復帰条件」が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段と、
（３）前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件」が成立すると判定された時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段と、
を備える。
【００３０】
更に、この制御装置は、
（４）前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定されているときに前記フューエルカット運転が実行された場合、「有効フューエルカット運転履歴」が存在すると記録するフューエルカット運転履歴記録手段と、
（５）前記触媒温度判定手段により前記触媒の温度が前記許容温度以上であると判定された時点である「第１基準時点」以降に前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる「第１積算流量」を求める第１流量積算手段と、
（６）「前記第１基準時点以降」において、前記フューエルカット運転が実行される毎に「ゼロ」に設定されて前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定された時点である「第２基準時点」以降に前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる「第２積算流量」を求める第２流量積算手段と、
（７）「前記フューエルカット運転が実行されていない」ときに前記触媒温度判定手段により「前記触媒の温度が前記許容温度以上である」と判定された場合、
（７−１）前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていなければ」、
前記第１積算流量が所定の第１許容流量よりも「小さい」場合に前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様に従う「基本運転」を実行するとともに、前記第１積算流量が前記第１許容流量「以上」である場合に前記触媒に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様に従う「炭化水素低減運転」を実行し、
（７−２）前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていれば」、
前記第２積算流量が所定の第２許容流量よりも「小さい」場合に前記「基本運転」を実行するとともに、前記第２積算流量が前記第２許容流量「以上」である場合に前記「炭化水素低減運転」を実行する運転状態制御手段と
を備える。
【００３１】
上記構成によれば、上述した本発明の第１の制御装置と同様、「触媒の温度が所定の許容温度以上である」と判定されているときに「フューエルカット運転」が実行された場合に限り、「有効フューエルカット運転履歴が存在する」と記録される。更に、上記構成によれば、有効フューエルカット運転履歴が存在するか否かに基づいて後述する「積算流量」及び「積算流量の許容量（許容流量）」が設定されるとともに、設定された「積算流量」と「許容流量」との関係に基づいて機関の運転態様が制御される。
【００３２】
具体的に述べると、フューエルカット運転が実行されていない期間（即ち、フューエルカット開始条件が成立すると判定されていない期間）に触媒の温度が所定の許容温度以上であると判定されたとき（例えば、触媒の暖機期間終了後においてフューエルカット運転を実行することができないとき）、有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されていない」場合には「暖機期間が終了した時点（第１基準時点）」以降に機関に吸入された空気の流量が積算されることにより「積算流量（第１積算流量）」が設定される。
【００３３】
そして、この第１積算流量が所定の許容流量（第１許容流量）よりも「小さい」場合には「基本運転」が実行され、この第１積算流量が第１許容流量「以上」である場合には後述する「炭化水素低減運転」が実行される。
【００３４】
一方、フューエルカット運転が実行されていない期間に触媒の温度が所定の許容温度以上であると判定されたとき、有効フューエルカット運転履歴が存在すると「記録されている」場合、「第２積算流量」が運転状態の決定のために使用される。
【００３５】
そして、この第２積算流量が所定の許容流量（第２許容流量）よりも「小さい」場合には「基本運転」が実行され、この第２積算流量が第２許容流量「以上」である場合には後述する「炭化水素低減運転」が実行される。
【００３６】
ここで、上記「第１積算流量」は、機関の始動時にゼロに設定され、上記「第１基準時点」以降に機関に吸入される空気の流量が積算されることにより増加する。また、上記「第２積算流量」は、上記フューエルカット運転が実行される毎にゼロに設定され、上記「第２基準時点」以降に機関に吸入される空気の流量が積算されることにより増加する。
【００３７】
上述したように、触媒の暖機期間が終了した後であっても触媒がHC被毒・半死活状態となる場合がある。そこで、上記制御装置は、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性の大きさを「第１積算流量」又は「第２積算流量」に基づいて評価する。
【００３８】
「第１積算流量」は、触媒の暖機期間が終了した時点以降に機関に流入する空気の積算流量であり、「暖機期間終了後に触媒に生じるHC被毒の程度」を示す値である。そして、上記構成においては、この第１積算流量が第１許容流量以上となる場合、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性が大きいと判断される。そこで、この場合、触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する「炭化水素低減運転」が実行される。
【００３９】
また、「第２積算流量」は、暖機期間終了後において実行されたフューエルカット運転が停止（復帰）した時点以降に機関に流入する空気の積算流量であり、「フューエルカット運転停止（復帰）後に触媒に生じるHC被毒の程度」を示す値である。そして、上記構成においては、この第２積算流量が第２許容流量以上となる場合にも、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性が大きいと判断される。そこで、この場合にも、触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する「炭化水素低減運転」が実行される。
【００４０】
従って、上記構成により、触媒のHC被毒の度合いを的確に評価するとともに、触媒のHC被毒の度合いが高くなると判断される場合に触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する運転を実行することができる。これにより、触媒が半死活状態になることをできる限り防ぐことができる。その結果、炭化水素の量を低減する運転により発生する他の問題（例えば、燃費の悪化、機関の出力低下等）を出来る限り回避しつつ、エミッションを良好に維持することができる。
【００４１】
上述した第２の制御装置において、「基本運転」、触媒の温度の「許容温度」、「フューエルカット開始条件」及び「フューエルカット復帰条件」は、上述した本発明の第１の制御装置と同様に設定することができる。
【００４２】
また、「第１許容流量」は、例えば、第１積算流量がこの第１許容流量に達したときにHC被毒によって触媒が期待される排ガス浄化性能を発揮できなくなると判断できる値に設定することができる。「第２許容流量」は、例えば、第１許容流量と同様、第２積算流量がこの第２許容流量に達したときにHC被毒によって触媒が期待される排ガス浄化性能を発揮できなくなると判断できる値に設定することができる。
【００４３】
上述した制御装置において、
前記運転状態制御手段は、
（Ａ）前記機関の始動時の冷却水温が所定の許容始動温度より低いか否か、
（Ｂ）前記燃料の揮発度が所定の許容揮発度より低いか否か、及び、
（Ｃ）燃料のエタノール濃度が所定の許容濃度より大きいか否か
からなる「炭化水素低減運転禁止条件」のうちの「少なくとも一つ」が成立するときに前記炭化水素低減運転の実行を禁止するように構成されることが好適である。
【００４４】
上記「炭化水素低減運転禁止条件」のうちの「少なくとも一つ」が成立するときに後述する「炭化水素低減運転」を実行した場合、機関の燃焼状態が悪化する虞がある。このとき、この機関の燃焼状態の悪化等に伴い、炭化水素の発生量が逆に増加する場合がある。そこで、上記構成においては、上記炭化水素低減運転禁止条件のうちの少なくとも一つが成立する場合、炭化水素低減運転は実行されない。
【００４５】
上記構成により、予期しない燃焼状態の悪化を避けることができる。これにより、炭化水素の発生をより確実に抑制し、触媒のHC被毒を抑制して触媒が半死活状態になることを出来る限り防ぐことができる。この結果、エミッションを良好に維持することができる。
【００４６】
上記構成において、冷却水温の「許容始動温度」、燃料の揮発度の「許容揮発度」、及び、燃料のエタノール濃度の「許容濃度」は、機関が使用される環境及び触媒の排ガス浄化性能等を考慮した適値に設定することができる。
【００４７】
（好ましい態様）
本発明の内燃機関の制御装置は、以下に述べるような好ましい態様にて実施することができる。以下では、特に、上述した「炭化水素低減運転」の好ましい態様について説明する。
【００４８】
＜態様１＞
上述した制御装置において、
前記機関が、
燃焼室と吸気通路とを連通・遮断する吸気弁と、
前記吸気弁よりも上流の前記吸気通路に燃料を噴射する「ポート噴射手段」と
を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記吸気弁により前記燃焼室と前記吸気通路とが遮断されている期間において前記ポート噴射手段から燃料を噴射する、或いは、前記吸気弁により前記燃焼室と前記吸気通路とが連通されている期間であって前記吸気弁の周辺を通過して前記燃焼室から前記吸気通路へ吹き返される既燃ガスが存在しない状態において前記ポート噴射手段から燃料を噴射することにより前記「基本運転」を実行するとともに、
前記吸気弁により前記燃焼室と前記吸気通路が連通されている期間であって前記吸気通路へ吹き返される前記既燃ガスが存在する状態にて「前記既燃ガスに向けて前記ポート噴射手段から燃料を噴射する」ことにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００４９】
上述したように、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性が大きい期間において、触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する「炭化水素低減運転」を実行することにより、エミッションを良好に維持することができる。炭化水素の発生の原因の一つとして、燃焼室内壁及びピストンリング周辺等への燃料の付着（以下、「燃料付着」とも称呼する。）が挙げられる。この燃料付着を抑制することにより、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００５０】
上記態様１においては、「ポート噴射手段」を有する機関に対して本発明の制御装置が適用される。具体的には、上記態様１においては、燃焼室から吸気通路へ吹き返される既燃ガスに向けてポート噴射手段から燃料が噴射されることにより「炭化水素低減運転」が実行される。これにより、噴射された燃料が高温の既燃ガスに接触することによって燃料の霧化が促進される。更に、空気及び霧化が促進された燃料が吸気通路から燃焼室内へ同時に吸引されることにより、燃料と空気との混合も促進される。これらにより、上述の燃料付着を抑制することができる。この結果、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００５１】
ここで、例えば、上記機関が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を順に行う４サイクル機関であって吸気弁及び排気弁を有する場合、「既燃ガスの吹き返し」は、吸気弁及び排気弁の開閉のタイミングを各行程の推移に応じて調整することにより制御することができる。
【００５２】
＜態様２＞
上述した制御装置において、
前記機関が、
燃焼室と吸気通路とを連通・遮断する吸気弁と、
前記吸気弁よりも上流の前記吸気通路に燃料を噴射する「ポート噴射手段」と
を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記吸気弁により前記燃焼室と前記吸気通路とが連通されている期間であって前記吸気弁の周辺を通過して前記燃焼室から前記吸気通路へ吹き返される既燃ガスが存在しない状態において前記ポート噴射手段から燃料を噴射することにより前記「基本運転」を実行するとともに、
「前記吸気弁により前記燃焼室と前記吸気通路が遮断されている期間において前記吸気弁周辺に向けて前記ポート噴射手段から燃料を噴射する」ことにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００５３】
上記態様２においても、「ポート噴射手段」を有する機関に対して本発明の制御装置が適用される。具体的には、上記態様２においては、吸気弁により燃焼室と吸気通路が遮断されている期間（即ち、吸気弁が閉弁している期間）において吸気弁周辺に向けてポート噴射手段から燃料が噴射されることにより「炭化水素低減運転」が実行される。
【００５４】
これにより、噴射された燃料が高温の吸気弁及び吸気弁周辺の部材に接触することによって燃料の霧化が促進される。更に、空気及び霧化が促進された燃料が吸気通路から燃焼室内に同時に吸引されることにより、燃料と空気との混合も促進される。これらにより、上述の燃料付着を抑制することができる。この結果、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００５５】
＜態様３＞
上述した制御装置において、
前記機関が
吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を順に行う４サイクル機関であって、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射手段を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記「圧縮行程」において前記筒内噴射手段から前記燃焼室内に燃料を噴射することにより前記「基本運転」を実行するとともに、
前記「吸気行程」において前記筒内噴射手段から前記燃焼室内に燃料を噴射することにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００５６】
上記態様３においては、「筒内噴射手段」を有する機関に対して本発明の制御装置が適用される。具体的には、上記態様３においては、機関の吸気行程において筒内噴射手段から燃料が噴射されることにより「炭化水素低減運転」が実行される。
【００５７】
これにより、「圧縮行程」において燃料を噴射する場合に比べ、噴射された燃料と燃焼室内に吸入された空気とが接触する時間が長くなる。更に、このとき、燃焼室内に吸入されて激しく流動する空気の中に燃料が噴射される。これらにより、燃料と空気との混合が促進されるとともに燃料の霧化も促進される。この結果、上述の燃料付着を抑制することができる。従って、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００５８】
＜態様４＞
上述した制御装置において、
前記機関が、
吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を順に行う４サイクル機関であって、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射手段を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記吸気行程及び前記圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程において前記筒内噴射手段から前記燃焼室内に燃料を第１噴射回数噴射することにより前記「基本運転」を実行するとともに、
「前記吸気行程及び前記圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程」において前記筒内噴射手段から前記燃焼室内に燃料を「前記第１噴射回数よりも大きい第２噴射回数」噴射することにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００５９】
上記態様４においては、「筒内噴射手段」を有する機関に対して本発明の制御装置が適用される。具体的には、上記態様４においては、機関の吸気行程及び圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程において筒内噴射手段から燃料が「基本運転時の噴射回数よりも大きい噴射回数」噴射されることにより「炭化水素低減運転」が実行される。
【００６０】
これにより、基本運転時の噴射回数（例えば、一回のみ）にて燃料を噴射する場合に比べ、噴射された燃料と燃焼室内に吸入された空気とがより均一に混合される。更に、このとき、燃料は流動する空気の中に順次噴射される。これらにより、燃料と空気との混合が促進されるとともに燃料の霧化も促進される。この結果、上述の燃料付着を抑制することができる。従って、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００６１】
ここで、基本運転時及び炭化水素低減運転時の「燃料噴射の回数」及び「燃料噴射の時期」は、例えば、排ガス中の炭化水素の量、機関に要求される出力及び燃費等を考慮した適値に設定することができる。
【００６２】
＜態様５＞
上述した制御装置において、
前記機関が、
吸気弁よりも上流の吸気通路に燃料を噴射する「ポート噴射手段」と、
燃焼室内に燃料を噴射する「筒内噴射手段」と
を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記ポート噴射手段から噴射される燃料の量であるポート噴射量と前記筒内噴射手段から噴射される燃料の量である筒内噴射量との割合である「噴射割合」を、前記「基本運転」時の前記機関の運転状態に基づいて決定される「基本噴射割合」よりも「前記ポート噴射量が大きくなる側」に設定することにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００６３】
上記態様５においては、「ポート噴射手段」及び「筒内噴射手段」を有する機関に対して本発明の制御装置が適用される。具体的には、上記態様５においては、ポート噴射量と筒内噴射量との割合である「噴射割合」を「基本噴射割合」よりも「ポート噴射量が大きくなる側」に設定することにより「炭化水素低減運転」が実行される。
【００６４】
ポート噴射手段から噴射された燃料は、空気と混合されながら燃焼室内に吸引され、空気と共に燃焼室内に拡散する。一方、筒内噴射手段から噴射された燃料は、燃焼室内に吸入された後の空気と混合される。従って、一般に、ポート噴射手段から噴射された燃料は、筒内噴射手段から噴射された燃料に比べて空気と接触する時間が長くなるので、筒内噴射手段から噴射された燃料よりも空気中に分散され易い。
【００６５】
これにより、ポート噴射量の割合を大きくすることにより、燃料と空気との混合が促進されるとともに燃料の霧化も促進される。この結果、上述の燃料付着を抑制することができる。従って、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００６６】
ここで、「噴射割合」としては、例えば、排ガス中の炭化水素の量、機関に要求される出力及び燃費等を考慮した適値に設定することができる。ただし、筒内噴射手段の異常加熱を防ぐこと、及び、筒内噴射手段への既燃物の付着を防ぐ等の観点から、筒内噴射量を小さくし過ぎることは好ましくない。
【００６７】
＜態様６＞
上述した制御装置において、
前記機関が、
所定の点火指示信号に応じて燃焼室に供給される混合気に点火する点火手段
を備えるとき、
前記運転状態制御手段は、
前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することにより前記点火手段によって前記混合気に点火する点火時期を、前記「基本運転」時の前記機関の運転状態に基づいて決定される基本点火時期よりも「遅角側」の時期である遅角点火時期に設定することにより前記「炭化水素低減運転」を実行するように構成される。
【００６８】
触媒に流入する炭化水素を低減する別の方法として、排ガスの温度を高めることにより排ガス中での炭化水素の燃焼（以降、「後燃え」とも称呼する。）を促進することが挙げられる。上記態様６においては、点火時期を基本点火時期よりも「遅角側」の点火時期に設定することにより「炭化水素低減運転」が実行される。これにより、通常の点火時期に点火する場合に比べて排ガス温度が上昇する。この結果、炭化水素の後燃えが促進される。従って、触媒に流入する炭化水素を低減することができる。
【００６９】
ここで、「基本点火時期」及び点火時期の「遅角の大きさ」は、例えば、排ガス中の炭化水素の量、機関に要求される出力及び燃費等を考慮した適値に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００７１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る制御装置（以下、「第１制御装置」とも称呼する。）について説明する。
【００７２】
＜装置の概要＞
図１は、第１制御装置が適用される内燃機関１０の一例を示す概略断面図である。図１は、第１制御装置を吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を順に行う４サイクル火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００７３】
この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。
【００７４】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１の壁面及びピストン２２の上面は、シリンダヘッド部３０の下面とともに燃焼室２５を形成している。
【００７５】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角及びリフト量を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００７６】
なお、機関１０は、上記インジェクタ３９に代えて或いは上記インジェクタ３９に加えて、燃料を燃焼室２５内に直接噴射する筒内インジェクタ（図示省略）を備えてもよい。
【００７７】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２及び吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットルバルブ４３を備えている。スロットルバルブ４３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ４３ａにより吸気管４１内で回転駆動されるようになっている。
【００７８】
排気系統５０は、各気筒の排気ポート３４に一端が接続された複数の枝部を含むエキゾーストマニホールド５１、各エキゾーストマニホールド５１の枝部の他端であって総ての枝部が集合している集合部に接続されたエキゾーストパイプ５２、エキゾーストパイプ５２に配設された触媒５３を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００７９】
なお、排気系統５０は、触媒５３に加えて、エキゾーストパイプ５２の触媒５３よりも下流側に下流側触媒（図示省略）を備えてもよい。
【００８０】
触媒５３（上記下流側触媒が配設される場合、触媒５３及び下流側触媒のそれぞれ。以下、同様。）は、所謂、ジルコニア等のセラミックからなる担持体に「白金等の貴金属からなる触媒成分」及び「セリア（CeO2）等の酸素吸蔵物質」を担持する三元触媒装置（排気浄化触媒）である。触媒５３は、触媒物質の温度が活性温度以上であり、且つ、触媒５３に流入するガスの空燃比が理論空燃比である場合、未燃物（HC，CO等）と窒素酸化物（NOx）との酸化還元反応を促進し、流入するガスを浄化する。
【００８１】
一方、この制御装置は、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、水温センサ６５、上流側空燃比センサ６６、下流側空燃比センサ６７及びアクセル開度センサ６８を備えている。
【００８２】
エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の質量流量（機関１０に単位時間あたりに吸入される空気の質量。本発明においては、単に「流量」とも称呼する。）Gaに応じた信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ６２は、スロットルバルブ４３の開度（スロットルバルブ開度）を検出し、スロットルバルブ開度TAを表す信号を出力するようになっている。
【００８３】
カムポジションセンサ６３は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（G2信号）を発生するようになっている。
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置７０によって機関回転速度NEに変換される。
水温センサ６５は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。
【００８４】
上流側空燃比センサ６６は排気通路に配設されている。上流側空燃比センサ６６の配設位置は、エキゾーストマニホールド５１の枝部の集合部又はその集合部よりも下流側である。上流側空燃比センサ６６は限界電流式の酸素濃度センサである。上流側空燃比センサ６６は、排気通路であって上流側空燃比センサ６６が配設されている部位を流れるガスの空燃比（従って、触媒５３に流入するガスの空燃比、及び、機関に供給される混合気の空燃比）に応じた出力値を出力するようになっている。
【００８５】
上流側空燃比センサ６６の出力値は、ガスの空燃比が大きくなる（リーン側空燃比となる）ほど増大する。上流側空燃比センサ６６は、ガスの空燃比の変化に対して出力が連続的に変化する広域空燃比センサである。
【００８６】
下流側空燃比センサ６７は、排気通路であって触媒５３よりも下流側に配設されている。なお、下流側触媒が配設される場合、下流側空燃比センサ６７は、触媒５３と下流側触媒との間の排気通路に配設されることが好適である。下流側空燃比センサ６７は、周知の起電力式の酸素濃度センサ（安定化ジルコニアを用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ）である。下流側空燃比センサ６７は、排気通路であって下流側空燃比センサ６７が配設されている部位を流れるガスの空燃比（機関に供給される混合気の空燃比の時間的平均値）に応じた出力値を出力するようになっている。
【００８７】
下流側空燃比センサ６７の出力値は、ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値（例えば、約０．９Ｖ）となり、ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値（例えば、約０．１Ｖ）となり、ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値と最小出力値の略中間の出力値（中間電圧、例えば、約０．５Ｖ）となる。下流側空燃比センサ６７この出力値は、ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値から最小出力値へと急変し、ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値から最大出力値へと急変する。
【００８８】
後述する電気制御装置７０は、上流側空燃比センサ６６からの出力値とガスの空燃比との関係を示したテーブル（マップ）、及び、下流側センサ６７からの出力値とガスの空燃比との関係を示したテーブル（マップ）を記憶している。電気制御装置７０は、それらテーブルに上流側空燃比センサ６６及び下流側空燃比センサ６７の出力値を適用することによってガスの空燃比を検出するようになっている。以下、上流側空燃比センサ６６の出力値とこのテーブルとによって取得される空燃比を上流側空燃比とも称呼し、下流側空燃比センサ６７の出力値とこのテーブルとによって取得される空燃比を下流側空燃比とも称呼する。
【００８９】
アクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００９０】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。
【００９１】
インターフェース７５は、前記センサ６１〜６８と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６８からの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて各アクチュエータ（可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９及びスロットルバルブアクチュエータ４３ａ等）に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
【００９２】
次に、上述したように構成された第１制御装置の作動について説明する。
【００９３】
＜制御の概要＞
第１制御装置は、機関１０の運転状態を示すパラメータ（アクセルペダル開度Accp、機関回転速度NE、及び、筒内吸入空気量Mc等）に基づいて機関の運転態様（後述するフューエルカット運転、運転モードＡ、運転モードＢ、及び、運転モードＣ）を決定する。そして、第１制御装置は、決定された運転態様に従う運転を実行するようにインターフェース７５を介して各アクチュエータ等に指示を与える。
【００９４】
以下、機関１０の運転状態及びこの運転状態に基づいて決定される運転態様につき、図２に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００９５】
図２は、機関１０が冷間始動された後、その運転態様が随時変化する様子の一例を示すタイムチャートである。機関１０が時刻t0において冷間始動された後、触媒５３の温度（以下、「触媒温度TempC」とも称呼する。）は徐々に上昇し、時刻t3において触媒閾値温度TempCth（上述した活性温度）に到達する。即ち、時刻t3において触媒５３の暖機期間が終了する。触媒温度TempCは、時刻t3以降も上昇を続けて所定の定常温度に到達する。その後、触媒温度TempCはこの定常温度近傍の温度に維持される。
【００９６】
ここで、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCthに到達した時点（時刻t3）において、触媒５３の暖機が完了したか否かを示す指標である暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」から「１」に変更される。暖機判定フラグＸＴＣの値は、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCth以上であるときに「１」に維持される。
【００９７】
上述したように、触媒５３がその活性温度に到達するまでの期間（即ち、暖機期間）、触媒５３はその排ガス浄化性能を十分に発揮することができない。そこで、第１制御装置は、この暖機期間（時刻t0から時刻ｔ3までの期間）においては、「触媒５３に流入する未燃物及び窒素酸化物を低減する運転態様、又は、触媒５３の暖機を促進する運転態様」（後述する「運転モードＣ」。図２では「Ｃ」と表示。）に従う運転を実行する。
【００９８】
ここで、暖機期間が終了した後（時刻t3以降）、機関１０が上述した「弱リッチ制御」に基づいた運転を継続すると仮定する。この場合、上述したように、触媒５３に流入する排ガスの空燃比の中心（平均）は理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になる。従って、弱リッチ制御が長時間継続されると、触媒５３に流入する過剰な未燃物の酸化反応に伴って触媒５３中の酸素吸蔵物質に吸蔵されていた酸素が消費される。その結果、触媒５３にHC被毒が生じる。そして、触媒に重度のHC被毒状態が生じると触媒５３は半死活状態となり、触媒５３はその排ガス浄化性能を十分に発揮できなくなる。このHC被毒は、フューエルカット運転を実行することにより解消することができる。
【００９９】
そこで、第１制御装置は、暖機期間が終了した時点（時刻t3）から暖機期間終了後における初回のフューエルカット運転が実行される時点（時刻t4）までの期間、「触媒５３に流入する炭化水素の量を低減する運転態様」（後述する「運転モードＢ」。図２では「Ｂ」と表示。）に従う運転を実行する。運転モードＢに従う運転が実行されることにより、触媒５３が半死活状態に陥るまでの時間が延長される。
【０１００】
その後、時刻t4から時刻t5までの期間において「フューエルカット運転」（図２では「Ｆ／Ｃ」と表示。）が実行されると仮定する。図２に示すように、フューエルカット運転が実行される期間、フューエルカット運転を実行するか否かを示す指標であるフューエルカットフラグＸＦＣの値は「１」に設定される。
【０１０１】
更に、このフューエルカット運転が実行された時点（時刻t4）にて、触媒５３のHC被毒を解消する点において有効なフューエルカット運転が実行されたか否かを示す指標である有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「０」から「１」に変更される。上述したように、暖機期間中の触媒５３はその酸素吸蔵性能を十分に発揮できない。従って、暖機期間にフューエルカット運転が実行されたとしても、フューエルカット運転が停止された後の短時間にて触媒５３に再びHC被毒が生じる可能性が大きい。そこで、暖機期間中にフューエルカット運転が実行された場合（図２の時刻t1を参照。）、第１制御装置は有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値を「０」に維持する。
【０１０２】
一方、暖機期間が終了した時点（時刻t3）よりも後にフューエルカット運転が実行されている期間（時刻t4から時刻t5までの期間）、触媒５３に多量の酸素が供給される。その結果、触媒５３のHC被毒は解消される。従って、第１制御装置は、このフューエルカット運転が停止された時点（時刻t5）から次回のフューエルカット運転が実行される時点（時刻t6）までの期間において、「機関１０の運転状態（負荷、及び、機関１０を搭載した車両の速度等）に基づいて決定される運転態様」（後述する「運転モードＡ」。図２では「Ａ」と表示。）に従う運転を実行する。そして、第１制御装置は、時刻t6以降においてもフューエルカット運転又は運転モードＡに従う運転を実行する。
【０１０３】
このように、第１制御装置は、触媒５３の暖機期間が終了した時点から最初のフューエルカット運転が実行されるまでの間、機関１０から排出され触媒５３に流入する炭化水素の量を低減する制御を実行する。これにより、触媒５３がHC被毒によって半死活状態に陥ることを出来るだけ回避することができる。更に、最初のフューエルカット運転が終了した時点以降においては、暖機期間終了後に触媒５３に生じたHC被毒が解消されていると考えられる。そこで、第１制御装置は通常の運転（運転モードＡ）を行う。これにより、機関１０のエミッションを良好に維持するとともに、炭化水素の量を低減する運転により発生する他の問題（例えば、燃費の悪化等）を回避することができる。なお、触媒５３に加えて下流側触媒が配設される場合、上記制御が行われることにより、触媒５３のHC被毒を抑制することができるだけでなく下流側触媒のHC被毒を抑制することもできる。
【０１０４】
＜運転モード＞
以下、上述したフューエルカット運転、運転モードＡ、運転モードＢ、及び、運転モードＣについて説明する。
【０１０５】
「フューエルカット運転」とは、機関１０への燃料供給（燃料噴射）を停止する運転である。
【０１０６】
第１実施形態において、「運転モードＡ」とは、上記フューエルカット運転、後述する運転モードＢ及び運転モードＣ以外の運転態様であって、ある時点での機関１０の運転状態（負荷、機関回転速度、及び、機関１０を搭載した車両の速度等）に基づいて決定される通常運転を実行するための運転態様である。具体的には、例えば、以下の運転態様（Ａ−１）乃至（Ａ−６）が挙げられる。
【０１０７】
（Ａ−１）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが遮断されている期間においてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ａ−２）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが連通されている期間であって吸気弁３２の周辺を通過して燃焼室２５から吸気管４１へ吹き返される既燃ガスが存在しない状態においてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ａ−３）機関１０が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を順に行う４サイクル機関であって、インジェクタ３９に代えて燃焼室２５内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタ（図示省略）を有する場合（以下、「４サイクル直噴機関である場合」と称呼する。）、圧縮行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を噴射する運転態様。
（Ａ−４）機関１０が４サイクル直噴機関である場合、吸気行程及び圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を所定の噴射回数Ａだけ噴射する運転態様。ここで、「所定回数Ａ」は、下記（Ｂ−４）に述べる回数よりも少ない回数であればよく、例えば１回のみとすることができる。
（Ａ−５）機関１０がインジェクタ３９と筒内インジェクタ（図示省略）とを有する４サイクル直噴機関である場合、インジェクタ３９から噴射される燃料の量（噴射量Ｐ）と筒内インジェクタから噴射される燃料の量（噴射量Ｄ）との割合を所定の噴射割合Ａとする運転態様。ここで、「噴射割合Ａ」は、下記（Ｂ−５）に述べる割合よりも噴射量Ｄが大きくなる割合であればよく、例えば、噴射量Ｐ：噴射量Ｄを３：７とすることができる。
（Ａ−６）機関１０が点火プラグ３７によって混合気に点火する点火時期を、所定の点火時期Ａとする運転態様。ここで、「点火時期Ａ」は、下記（Ｂ−６）に述べる時期よりも進角側の時期であればよく、例えば、MBT（Maximum  advance  for  Best  Torque）とすることができる。
【０１０８】
第１実施形態において、「運転モードＢ」とは、触媒５３に流入する炭化水素の量を低減するための運転態様である。具体的には、例えば、以下の運転態様（Ｂ−１）乃至（Ｂ−６）が挙げられる。
【０１０９】
（Ｂ−１）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが連通されている期間であって吸気弁３２の周辺を通過して燃焼室２５から吸気管４１へ吹き返される既燃ガスが存在する状態にてこの既燃ガスに向けてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ｂ−２）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが遮断されている期間において吸気弁３２周辺に向けてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ｂ−３）機関１０が４サイクル直噴機関である場合、吸気行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を噴射する運転態様。
（Ｂ−４）機関１０が４サイクル直噴機関である場合、吸気行程及び圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を所定の複数回数Ｂだけ噴射する運転態様。ここで、燃料の「噴射回数Ｂ」は、上記（Ａ−４）に述べる回数よりも多い回数であればよい。
（Ｂ−５）機関１０がインジェクタ３２と筒内インジェクタ（図示省略）とを有する４サイクル直噴機関である場合、インジェクタ３２から噴射される燃料の量（噴射量Ｐ）と筒内インジェクタから噴射される燃料の量（噴射量Ｄ）との割合を所定の噴射割合Ｂとする運転態様。ここで、「噴射割合Ｂ」は、上記（Ａ−５）に述べる噴射割合よりも噴射量Ｐが大きくなる割合であればよく、例えば、噴射量Ｐ：噴射量Ｄを８：２とすることができる。
（Ｂ−６）機関１０が点火プラグ３７によって混合気に点火する点火時期を、所定の点火時期Ｂとする運転態様。ここで、「点火時期Ｂ」は、上記（Ａ−６）に述べる時期よりも遅角側の時期であればよい。
【０１１０】
第１実施形態において、「運転モードＣ」は、触媒５３の暖機期間において触媒５３に流入する未燃物及び窒素酸化物を低減するための運転態様、或いは、触媒５３の暖機を促進するための運転態様である。具体的には、下記運転態様（Ｃ−１）乃至（Ｃ−６）が挙げられる。
【０１１１】
（Ｃ−１）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが遮断されている期間においてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ｃ−２）吸気弁３２により燃焼室２５と吸気管４１とが連通されている期間であって吸気弁３２の周辺を通過して燃焼室２５から吸気管４１へ吹き返される既燃ガスが存在しない状態においてインジェクタ３９から燃料を噴射する運転態様。
（Ｃ−３）機関１０が４サイクル直噴機関である場合、圧縮行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を噴射する運転態様。
（Ｃ−４）機関１０が４サイクル直噴機関である場合、吸気行程及び圧縮行程のうちの少なくとも一つの行程において筒内インジェクタから燃焼室２５内に燃料を所定の噴射回数Ｃだけ噴射する。ここで、燃料の「噴射回数Ｃ」は、上記噴射回数Ａ以上であり上記噴射回数Ｂより小さい噴射回数である。
（Ｃ−５）機関１０がインジェクタ３２と筒内インジェクタ（図示省略）とを有する４サイクル直噴機関である場合、インジェクタ３２から噴射される燃料の量（噴射量Ｐ）と筒内インジェクタから噴射される燃料の量（噴射量Ｄ）との割合を所定の噴射割合Ｃとする運転態様。ここで、「噴射割合Ｃ」は、上記噴射割合Ａと上記噴射割合Ｂとの間の噴射割合であればよく、例えば、噴射量Ｐ：噴射量Ｄを５：５とすることができる。
（Ｃ−６）機関１０が点火プラグ３７によって混合気に点火する点火時期を、所定の点火時期Ｃとする運転態様。ここで、「点火時期Ｃ」は、上記点火時期Ｂよりも遅角側の時期であればよい。
【０１１２】
そして、上述した運転態様（運転モードＡ、運転モードＢ、及び、運転モードＣ）の各具体例は、運転態様を示す符号（Ａ、Ｂ、及びＣ）に続いて付される番号（１乃至６）が同一となる組み合わせにて採用される。つまり、「ｎ」を１〜６の何れかの整数とするとき、第１制御装置は運転モードＡとして運転態様（Ａ−ｎ）を採用する場合、運転モードＢとして運転態様（Ｂ−ｎ）を、運転モードＣとして運転態様（Ｃ−ｎ）を採用する。例えば、第１制御装置は、運転モードＡとして運転態様（Ａ−１）を採用する場合、運転モードＢとして運転態様（Ｂ−１）を、運転モードＣとして運転態様（Ｃ−１）を採用する。
【０１１３】
なお、相互に矛盾しない範囲において、これらは適宜組み合わされてもよい。例えば、第１制御装置は、運転モードＡとして運転態様（Ａ−１）及び（Ａ−６）を採用し、運転モードＢとして運転態様（Ｂ−１）及び（Ｂ−６）を採用し、運転モードＣとして運転態様（Ｃ−１）及び（Ｃ−６）を採用することができる。
【０１１４】
＜実際の作動＞
以下、第１制御装置の実際の作動につき、以下の（１）乃至（３）の期間に場合を分けて説明する。
（１）触媒の暖機が完了するまでの期間（図２における時刻t0から時刻t3までの期間）
（２）触媒の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間（同時刻t3から時刻t4までの期間）
（３）初回のフューエルカット運転が実行された時点以降の期間（同時刻t4以降の期間）
【０１１５】
（１）触媒の暖機が完了するまでの期間
第１制御装置の電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、図３乃至図６にフローチャートにより示した各ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。
【０１１６】
具体的に述べると、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図３に示す触媒温度推定ルーチンを実行し、機関始動時の冷却水温TWSを取得するとともに、触媒温度TempCを取得（推定）する。即ち、まず、ＣＰＵ７１は、図３のステップ３００から処理を開始してステップ３１０に進み、現時点が機関１０の始動直後であるか否かを判定する。
【０１１７】
いま、現時点が機関１０が冷間始動された直後であると仮定する。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１はステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３２０に進む。ＣＰＵ７１はそのステップ３２０にて、水温センサ６５の出力値に基づいて始動時冷却水温TWSを取得する。更に、ＣＰＵ７１はステップ３２０にて、始動時冷却水温TWSと触媒温度TempCとの関係を予め定めた始動時触媒温度推定関数f（TWS）に取得した始動時冷却水温TWSを適用することにより、「機関が冷間始動した時点における触媒温度TempC」を取得（推定）する。始動時触媒温度推定関数f（TWS）は、始動時冷却水温TWSに対して触媒温度TempCが単調に増加する関数として定められている。
【０１１８】
次いで、ＣＰＵ７１は図３のステップ３３０に進み、筒内吸入空気量Mc及び機関回転速度NE対する排気温度Texの関係を予め定めた排気温度テーブルMapTex（Mc，NE）に現時点における筒内吸入空気量Mc及び機関回転速度NEを適用することにより、現時点における排気温度Texを取得（推定）する。
【０１１９】
その後、ＣＰＵ７１はステップ３４０に進み、下記（１）式に従って触媒温度TempCを更新・取得（推定）する。（１）式において、αは０よりも大きく１よりも小さい所定の定数、TempC（k）は更新される前の触媒温度TempC、TempC（k+1）は更新後の触媒温度TempCである。
TempC（k+1）＝α・TempC＋（1−α）・Tex    ・・・（１）
ＣＰＵ７１は、上記（１）式に従って触媒温度TempCを更新・取得（推定）した後、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１２０】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図４に示す暖機判定フラグ設定ルーチンを実行し、触媒５３の暖機が完了しているか否かを確認する。即ち、ＣＰＵ７１は、図４のステップ４００から処理を開始してステップ４１０に進み、触媒温度TempCが所定の触媒閾値温度TempCth以上であるか否かを判定する。暖機判定フラグＸＴＣは、その値が「０」であるとき、触媒５３の暖機が完了していない（暖機期間中である）ことを示す。一方、暖機判定フラグＸＴＣは、その値が「１」であるとき、触媒５３の暖機が完了している（暖機期間が終了している）ことを示す。
【０１２１】
上記仮定に従えば、現時点は機関１０が冷間始動された直後であるので、触媒温度TempCは触媒閾値温度TempCthより小さい。従って、ＣＰＵ７１は、図４のステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４２０に進んで暖機判定フラグＸＴＣの値に「０」を設定する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１２２】
更に、ＣＰＵ７１は所定のタイミングにて図５に示すフューエルカットフラグ設定ルーチンを実行し、現時点がフューエルカット運転を実行・停止すべき状態であるか否かを確認する。即ち、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であるか否かを判定する。フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「０」であるとき、機関１０がフューエルカット運転を実行すべきではない状態であることを示す。一方、フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「１」であるとき、機関１０がフューエルカット運転を実行すべき状態であることを示す。フューエルカットフラグＸＦＣの値は、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。
【０１２３】
また、上記イニシャルルーチンが実行されるとき、触媒５３の暖機期間終了後に触媒５３のHC被毒を解消する点で有効なフューエルカット運転（以下、「有効フューエルカット運転」とも称呼する。）が実行された履歴が存在するか否かを示す有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈも「０」に設定されるようになっている。有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈは、その値が「１」であるとき、有効フューエルカット運転が実行された履歴が存在することを示す。一方、有効フューエルカットフラグＸＦＣｈは、その値が「０」であるとき、有効フューエルカット運転が実行された履歴が存在しないことを示す。
【０１２４】
上記仮定に従えば、現時点は機関１０が冷間始動された直後である。従って、フューエルカットフラグＸＦＣの値は、上記イニシャルルーチンにおいて設定された「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０以降に進み、後述するフューエルカット開始条件が成立しているか否かを判定する。
【０１２５】
第１制御装置においては、フューエルカット開始条件は以下に述べる条件１及び条件２の双方が成立したときにのみ成立する。
（条件１）スロットルバルブ４３の開度TAが「ゼロ（又は所定開度TAth以下）」であること。なお、ＣＰＵ７１は、スロットルバルブ４３の開度を、アクセルペダル開度Accpが大きくなるほど大きくなるように制御している。また、ＣＰＵ７１は、アクセルペダル開度Accpが閾値開度δであるときにスロットルバルブ４３の開度TAが上記所定開度TAthとなるように制御している。
（条件２）機関回転速度NEが「所定の閾値回転速度NEfcth以上」であること。
【０１２６】
上記仮定に従えば、現時点は機関１０が冷間始動された直後である。ここで、更に、機関１０が冷間始動された後、「アクセルペダル開度Accpがゼロ」であり、且つ、「機関回転速度NEが閾値回転速度NEfcthより小さい」状態が継続されたと仮定する。このような状態は、例えば、機関１０が車両に搭載されているとき、機関１０が冷間始動された後に機関１０の暖機を目的として車両を停止している場合等に生じる。
【０１２７】
ＣＰＵ７１は、図５のステップ５２０にて、アクセルペダル開度Accpが閾値開度δ以下であるか否かを判定する。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、そのステップ５２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５３０に進んで機関回転速度NEが閾値回転速度NEfcth以上であるか否かを判定する。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、そのステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、上記仮定の下では、フューエルカットフラグＸＦＣの値は上記イニシャルルーチンにて設定された「０」に維持される。
【０１２８】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図６に示す運転モード設定ルーチンを実行し、現時点での機関１０の状態に基づいて各運転態様を選択する。即ち、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であるか否かを判定する。現時点では、上述したように、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ６２０にて暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。
【０１２９】
現時点では、上述したように、暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６３０に進み、「運転モードＣ（ここでは、上記（Ｃ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３０】
その後、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCthに到達するまでの期間（即ち、上述した暖機期間）において、上記フューエルカット開始条件が成立したと仮定する。このような状態は、例えば、上記暖機期間中において、機関１０を搭載した車両が、閾値回転速度NEfcth以上の機関回転速度にて運転を行っている状態からアクセルペダル開度Accpがゼロとなる減速を行った場合等において発生する。
【０１３１】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進んだとき、そのステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５２０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５２０及びステップ５３０の双方にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ５５０に進み、暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。上記仮定に従えば、暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、ＣＰＵ７１がステップ５６０の処理を行わないので、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は上記イニシャルルーチンにて設定された「０」に維持される。
【０１３２】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）において、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進んだとき、
そのステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵ７１はステップ６４０に進み、「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３３】
以上に説明したように、この時点にて、フューエルカット運転が実行される。ただし、上述したように、この状態にて（即ち、暖機期間中に）フューエルカット運転が実行されたとしても、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」に維持される。
【０１３４】
また、フューエルカット運転が実行されたとき、後述するフューエルカット復帰条件が成立するまでフューエルカット運転は継続される。この点につき、以下に説明する。
第１制御装置においては、フューエルカット復帰条件は、以下に述べる条件３及び条件４のうちの少なくとも一つが成立したときに成立する。
（条件３）スロットルバルブ開度TAが「ゼロ（又は所定開度以下）」より大きいこと。
（条件４）機関回転速度NEが「閾値回転速度NEfcthよりも所定回転速度ΔNだけ小さい回転速度（以下、便宜上、「フューエルカット復帰閾値回転速度NEfcre」と称呼する。）よりも小さい」こと。
【０１３５】
ここで、上述したようにフューエルカット運転が開始された後、現時点では上記フューエルカット復帰条件が成立していないと仮定する。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進んだとき、そのステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５７０に進み、アクセルペダル開度Accpが閾値開度δより大きいか否かを判定する。
【０１３６】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１はそのステップ５７０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５８０に進み、機関回転速度NEがフューエルカット復帰閾値回転速度NEfcreより小さいか否かを判定する。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、そのステップ５８０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、この場合、フューエルカットフラグＸＦＣは「１」に維持される。
【０１３７】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６ステップ６００から処理を開始するとステップ６１０、ステップ６４０、及び、ステップ６９５へと進む。このように、フューエルカット運転が実行されている期間において上記フューエルカット復帰条件が成立しない場合、フューエルカット運転が継続される。
【０１３８】
ここで、上記フューエルカット運転復帰条件が成立したと仮定する。このような状況は、例えば、フューエルカット運転の実行中において、機関１０に加速が要求された場合（アクセルペダル開度Accpがゼロでなくなったとき）、或いは、車両の減速に伴って機関回転速度NEがフューエルカット復帰閾値回転速度NEfcreよりも小さくなった場合等に生じる。以下では、後者の状況（機関回転速度NEがフューエルカット復帰閾値回転速度NEfcreよりも小さくなった場合）によってフューエルカット復帰条件が成立したと仮定する。
【０１３９】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始すると、ステップ５１０及びステップ５７０を経てステップ５８０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５８０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵ７１はステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４０】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進むと、そのステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進む。現時点では、上述したように、暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６３０に進んで「運転モードＣ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。即ち、運転モードＣに従う運転が再開される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４１】
以上に説明したように、ＣＰＵ７１は、機関が冷間始動してから暖機期間が終了するまでの期間、運転モードＣ（ここでは、上記（Ｃ−１）の運転態様）に従う運転を実行する。また、この期間においてフューエルカット開始条件が成立した場合、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を実行する。更に、このフューエルカット運転を実行中にフューエルカット復帰条件が成立した場合、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を停止し、運転モードＣに従う運転を再開する。
【０１４２】
（２）触媒の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間
運転モードＣに従う運転が再開された後、機関１０の運転が継続するとともに触媒５３の温度が上昇し、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCth以上となったと仮定する。なお、触媒温度TempCは、ＣＰＵ７１が図３のルーチンを実行する毎に更新・取得（推定）されている。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図４のステップ４００から処理を開始してステップ４１０に進んだとき、そのステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ４３０に進んで暖機判定フラグＸＴＣの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵ７１はステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４３】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進むと、そのステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進む。上述したように、現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」である。従って、ＣＰＵ７１はその６２０において「Ｙｅｓ」と判定してステップ６５０に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」であるか否かを判定する。
【０１４４】
現時点では、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は図６のステップ６５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６６０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ６６０にて「運転モードＢ（ここでは、上記（Ｂ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４５】
ここで、現時点ではフューエルカット開始条件が成立していないと仮定する。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１は図５のステップ５００から処理を開始すると、ステップ５１０を経てステップ５２０以降に進み、そのステップ５２０又はステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この場合、フューエルカットフラグＸＦＣは「０」に維持される。
【０１４６】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始すると、そのステップ６１０及びステップ６２０において「Ｙｅｓ」と判定するとともにステップ６５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６６０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ６６０にて「運転モードＢ（ここでは、上記（Ｂ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。従って、運転モードＢが実行されている期間においてフューエルカット開始条件が成立しない場合、運転モードＢに従う運転が継続される。
【０１４７】
運転モードＢに従う運転が実行されているとき、上記フューエルカット開始条件が成立したと仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進んだとき、そのステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５２０及びステップ５３０の双方にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０に進む。現時点での暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１は、そのステップ５５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５６０に進む。ＣＰＵ７１は、そのステップ５６０にて有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値を「１」に設定し、ステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４８】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）においてＣＰＵ７１が図６のステップ６００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１は、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６４０に進んで「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１４９】
この場合、フューエルカット運転が実行されるとともに、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」に設定される。この有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は、この後、機関が停止されるまで「１」に維持される。
【０１５０】
以上に説明したように、ＣＰＵ７１は、触媒５３の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間、運転モードＢに従う運転を実行する。そして、運転モードＢに従う運転が実行されている期間においてフューエルカット開始条件が成立したとき、フューエルカット運転が実行されるとともに、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」に設定される。
【０１５１】
（３）初回のフューエルカット運転が実行された時点以降の期間
上述したように、フューエルカット運転が実行されたとき、ＣＰＵ７１は、上記フューエルカット復帰条件が成立するまでフューエルカット運転を継続する。ここで、フューエルカット運転が実行されている期間において上記フューエルカット運転復帰条件が成立したと仮定する。
【０１５２】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始すると、ステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５７０に進む。更に、上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、ステップ５７０又はステップ５８０の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、そのステップ５９０にてフューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５３】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始すると、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進む。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１は、ステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６５０に進む。
【０１５４】
上述したように、前回のフューエルカット運転が実行された時点にて、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ６５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６７０に進み、「運転モードＡ（ここでは、上記（Ａ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するように上記各アクチュエータ等に指示を与える。即ち、「運転モードＡ」に従う運転が開始される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５５】
更に、運転モードＡに従う運転が実行されているとき、フューエルカット開始条件が成立したと仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始したとき、ステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５２０及びステップ５３０の双方にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ５５０に進む。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５６０に進み、そのステップ５６０にて有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値を「１」に設定（更新）する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５６】
有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は、前回の（暖機期間終了後において初回の）フューエルカット運転が実行された時点にて「１」に設定されている。この時点以降にフューエルカット開始条件が成立した場合、上述したようにその値は「１」に更新される。即ち、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は、「暖機期間終了後において初回のフューエルカット運転」が実行された時点にて「１」に設定され、その時点以降「１」に維持される。
【０１５７】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）において、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始すると、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６４０に進んで「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５８】
更に、フューエルカット運転が実行されているとき、上述のフューエルカット復帰条件が成立したと仮定する。このとき、ＣＰＵ７１は、図５のステップ５００から処理を開始すると、ステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５７０に進む。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１はステップ５７０又はステップ５８０の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１５９】
このとき、ＣＰＵ７１は、図６のステップ６００から処理を開始すると、ステップ６１０、ステップ６２０及びステップ６５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６７０に進み、「運転モードＡ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。即ち、「運転モードＡ」に従う運転が再開される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１６０】
以上に説明したように、暖機期間終了後に初回のフューエルカット運転が実行され、そのフューエルカット運転の実行中にフューエルカット復帰条件が成立したとき、ＣＰＵ７１は、フューエルカット運転を停止するとともに運転モードＡに従う運転を実行する。また、運転モードＡに従う運転を実行中にフューエルカット開始条件が成立したとき、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を実行する。更に、このフューエルカット運転を実行中にフューエルカット復帰条件が成立したとき、ＣＰＵ７１は運転モードＡに従う運転を再開する。
【０１６１】
以上、期間（１）乃至（３）に分けて説明したように、第１制御装置は、
触媒５３の温度TempCが所定の許容温度TempCth以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段（図４のルーチンを参照。）と、
所定のフューエルカット開始条件（図５のステップ５１０乃至ステップ５３０）が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間において所定のフューエルカット復帰条件（図５のステップ５１０、ステップ５７０及びステップ５８０）が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段（図５のルーチン参照。）と、
前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件が成立すると判定される時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段（図６のステップ６１０及びステップ６４０）と、
を備える。
【０１６２】
更に、第１制御装置は、
前記触媒温度判定手段により触媒５３の温度が前記許容温度以上であると判定されているとき（ＸＴＣ＝１のとき）に前記フューエルカット運転が実行された場合、有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録する（ＸＦＣｈの値を「１」に設定する）フューエルカット運転履歴記録手段（図５のステップ５５０及びステップ５６０）と、
前記フューエルカット運転が実行されていないときに前記触媒温度判定手段により前記触媒５３の温度が前記許容温度以上であると判定された場合、前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていれば（図６のステップ６１０、ステップ６２０及びステップ６５０にて「Ｙｅｓ」と判定されたとき）前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様（運転モードＡ）に従う基本運転を実行するとともに（図６のステップ６７０）、同有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていなければ（図６のステップ６１０及びステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定され、ステップ６５０にて「Ｎｏ」と判定されたとき）前記触媒に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様（運転モードＢ）に従う炭化水素低減運転（図６のステップ６６０）を実行する運転状態制御手段と
を備える。
【０１６３】
従って、第１制御装置は、触媒５３がHC被毒を受ける可能性が大きい期間（暖機期間終了後に初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間）において、触媒５３に流入する炭化水素（HC）を低減する運転（運転モードＢ）を実行する。これにより、食媒５３がHC被毒によって半死活状態となることをできる限り抑制し、もって、機関のエミッションを良好に維持することができる。また、第１制御装置は、触媒５３の暖機期間において、触媒５３に流入する未燃物及び窒素酸化物を低減するための運転（運転モードＣ）を実行する。これにより、暖機期間においても触媒５３にHC被毒が生じることを抑制することができる。
【０１６４】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係る制御装置（以下、「第２制御装置」とも称呼する。）について説明する。
【０１６５】
＜装置の概要＞
第２制御装置は、第１制御装置が適用される内燃機関と同様の内燃機関（図１を参照。）に適用することができる。従って、第２制御装置が適用される内燃機関については、詳細な説明を省略する。
【０１６６】
＜制御の概要＞
第２制御装置は、第１制御装置と同様、機関１０の運転状態を示すパラメータに基づいて機関の運転態様を決定し、決定された運転態様に従う運転を実行するよう、インターフェース７５を介して各アクチュエータ等に指示を与える。
以下、機関１０の運転状態及びこの運転状態に基づいて決定される運転態様につき、図７に示すタイムチャートを参照して説明する。
【０１６７】
図７は、機関１０が冷間始動された後、その運転態様が随時変化する様子の一例を示すタイムチャートである。触媒温度TempCは、第１制御装置と同様、機関１０が時刻t0にて冷間始動された後に徐々に上昇し、時刻t3にて触媒閾値温度TempCthに到達する（暖機期間終了）。第２制御装置は、第１制御装置と同様、この暖機期間においては「運転モードＣ」に従う運転を実行する。
【０１６８】
ここで、第１制御装置と同様、暖機期間が終了した時点（時刻t3）以降に機関１０が上述した「弱リッチ制御」に基づいた運転を継続すると仮定する。弱リッチ制御は、例えば、上流側空燃比センサ６６の出力値により求められる空燃比（上流側空燃比）を理論空燃比に一致させるメインフィードバック制御を実行するとともに、下流側空燃比センサ６６の出力値により求められる空燃比（下流側空燃比）を理論空燃比よりも僅かにリッチ側の空燃比（下流側目標空燃比）に一致させるサブフィードバック制御を行うことにより実現される。下流側目標空燃比は、触媒５３の所謂ウインドウの範囲内の空燃比である。これにより、未燃物及び窒素酸化物が触媒５３によって浄化され、且つ、機関に供給される混合気の空燃比が僅かにリーン側にずれた場合であっても、その空燃比における触媒５３の窒素酸化物の浄化率は高いから、窒素酸化物の排出量を低減することができる。
【０１６９】
この時点（時刻t3）以降、第２制御装置は、上述した「運転モードＡ」に従う運転を実行する。また、第２制御装置は、この時点（時刻t3）以降に機関１０に吸入された空気の流量Gaを積算するとともに、積算された流量をフューエルカット運転「前」積算流量Gasc（以下、「Ｆ／Ｃ前積算流量Gasc」とも称呼する。）として記録する。このＦ／Ｃ前積算流量Gascは時間の経過とともに上昇し、時刻t4にて許容積算流量GA(sc)に到達する。
【０１７０】
上述したように、弱リッチ制御に基づいた運転が継続された場合、触媒５３にHC被毒が生じる。そして、触媒が５３が重度のHC被毒状態となった場合、触媒５３が半死活状態となる。そこで、第２制御装置は、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascが許容積算流量GA(sc)に到達した時点（時刻t4）にて、上述した「運転モードＢ」に従う運転を実行する。上述したように、運転モードＢに従う運転が実行されることにより、触媒５３が半死活状態に陥るまでの時間が延長される。
【０１７１】
その後、時刻t5から時刻t6の期間において「フューエルカット運転」が実行されると仮定する。図７に示すように、フューエルカット運転が実行される期間、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「１」に設定される。また、このフューエルカット運転が実行された時点（時刻t5）において、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「０」から「１」に設定される。なお、第１制御装置と同様、触媒５３の暖機期間中にフューエルカット運転が実行された場合（図７の時刻t1を参照。）、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」に維持される。
【０１７２】
このフューエルカット運転が実行されることにより、触媒５３のHC被毒が解消される。従って、第２制御装置は、このフューエルカット運転が停止された時点（時刻t6）から上述した「運転モードＡ」に従う運転を実行する。また、第２制御装置は、この時点（時刻t6）以降に機関１０に吸入された空気の流量Gaを積算するとともに、積算された流量をフューエルカット運転「後」積算流量Gafc（以下、「Ｆ／Ｃ後積算流量Gafc」とも称呼する。）として記録する。このＦ／Ｃ後積算流量Gafcは時間の経過とともに上昇し、時刻t7にて許容積算流量GA(fc)に到達する。
【０１７３】
上述したように、上記フューエルカット運転が実行されることにより、そのフューエルカット運転が実行されるまでに触媒５３に生じたHC被毒は解消される。しかし、フューエルカット運転が実行された後に弱リッチ制御に基づいた運転が継続されると、触媒５３に再びHC被毒が生じる。そこで、第２制御装置は、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcが許容積算流量GA(fc)に到達した時点（時刻t7）にて、上述した「運転モードＢ」に従う運転を実行する。上述したように、運転モードＢに従う運転が実行されることにより、触媒５３が半死活状態に陥るまでの時間が延長される。
【０１７４】
その後、時刻t8から時刻t9の期間においてフューエルカット運転が実行されると、その時点（時刻t8）までに触媒５３に生じたHC被毒は解消される。そして、第２制御装置は、このフューエルカット運転が停止された時点（時刻t9）から「運転モードＡ」に従う運転を再開する。そして、第２制御装置は、時刻t9以降においても時刻t6以降と同様の制御を繰り返す。
【０１７５】
なお、第２制御装置は、時刻t6以降にフューエルカット運転が実行される毎に許容積算流量GA(fc)の値をゼロに再設定し、そのフューエルカット運転が停止されて運転モードＡに従う運転が再開された時点から再びＦ／Ｃ後積算流量Gafcの積算を行う。
【０１７６】
第２制御装置が上述のように機関１０の運転態様を制御することにより、触媒５３のHC被毒の度合いを的確に評価するとともに、触媒が半死活状態になることを出来る限り防ぐことができる。この結果、機関の出力低下への影響を出来る限り低くしつつ、エミッションを良好に維持することができる。
【０１７７】
＜運転モード＞
第２制御装置は、第１制御装置が行う運転態様（フューエルカット運転、運転モードＡ、運転モードＢ、及び、運転モードＣ）を採用することができる。従って、各運転態様については、詳細な説明を省略する。
【０１７８】
＜実際の作動＞
以下、第２制御装置の実際の作動について説明する。第２制御装置は、上述した各運転態様の選択において第１制御装置における判断指標に加えて「機関１０に流入する空気の流量」を考慮する点についてのみ、第１制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
【０１７９】
第２制御装置の作動につき、以下の（１）乃至（３）の期間に場合を分けて説明する。
（１）触媒の暖機が完了するまでの期間（図７における時刻t0から時刻t3までの期間）
（２）触媒の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間（同時刻t3から時刻t5までの期間）
（３）初回のフューエルカット運転が実行された時点以降の期間（同時刻t5以降の期間）
【０１８０】
（１）触媒の暖機が完了するまでの期間
第２制御装置の電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、図３、図４、及び、図８乃至図１１にフローチャートにより示した各ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。
【０１８１】
いま、現時点が機関１０が冷間始動された直後であると仮定する。第２制御装置のＣＰＵ７１は、第１制御装置と同様、所定のタイミングにて図３に示す処理を実行することにより、始動時冷却水温TWSを取得するとともに、触媒温度TempCを取得（推定）する。
【０１８２】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図４に示す処理を実行することにより、触媒５３の暖機が完了しているか否かを確認する。上記仮定に従えば、現時点は機関１０が冷間始動された直後であるので、触媒温度TempCは触媒閾値温度TempCthより小さい。従って、ＣＰＵ７１は、図４のステップ４００及びステップ４１０に続くステップ４２０にて暖機判定フラグＸＴＣの値に「０」を設定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１８３】
更に、ＣＰＵ７１は所定のタイミングにて図８に示すフューエルカットフラグ設定ルーチンを実行し、現時点での機関１０の運転状態がフューエルカット運転を実行すべき状態であるか否かを確認する。図８に示したルーチンは、ステップ８１０が追加されている点のみにおいて図５に示したルーチンと相違している。図８において図５に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図５のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は適宜省略される。
【０１８４】
第１制御装置と同様、第２制御装置においても、フューエルカットフラグＸＦＣの値及び有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。
【０１８５】
上記仮定に従えば、現時点は機関１０が冷間始動された直後である。従って、フューエルカットフラグＸＦＣの値は、上記イニシャルルーチンにおいて設定された「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始してステップ５１０に進んだとき、そのステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０に進む。
【０１８６】
ここで、現時点では、上述したフューエルカット開始条件が成立していないと仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図８のステップ５２０又はステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、上記仮定の下では、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」に維持される。また、ステップ５６０の処理がなされないので、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値も「０」に維持される。
【０１８７】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図９に示す流量積算ルーチンを実行し、機関１０に吸入される空気の流量を積算する。即ち、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、上記仮定の下では、吸入される空気の流量の積算は行われない。
【０１８８】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図１０に示す許容流量設定ルーチンを実行し、HC被毒の点で触媒５３が許容し得る吸入空気の積算流量の上限値を取得する。即ち、ＣＰＵ７１は、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０に進み、暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、上記仮定の下では、流量の上限値は取得されない。
【０１８９】
更に、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングにて図１１に示す運転モード設定ルーチンを実行し、現時点での機関１０の状態に基づいて各運転態様を選択する。即ち、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であるか否かを判定する。上述したように、現時点でのフューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進み暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。
【０１９０】
上述したように、現時点での暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１１５に進み、「運転モードＣ（ここでは、上記（Ｃ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９１】
その後、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCthに到達するまでの期間（即ち、上述した暖機期間）において、上記フューエルカット開始条件が成立したと仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始し、ステップ５１０乃至ステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する。また、上記仮定に従えば、暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９２】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）において、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始したとき、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵ７１はステップ１１２０に進み、「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９３】
なお、フューエルカット運転が実行されたとき、第１制御装置と同様、上述したフューエルカット復帰条件が成立するまでフューエルカット運転は継続される。
【０１９４】
ここで、フューエルカット運転の実行中にフューエルカット運転復帰条件が成立したと仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始したとき、ステップ５１０に続くステップ５７０及びステップ５８０の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ８１０に進んでＦ／Ｃ後積算流量Gafcのゼロに設定し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９５】
このとき、ＣＰＵ７１が図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。現時点では、暖機判定フラグＸＴＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１１５に進んで「運転モードＣ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。即ち、運転モードＣに従う運転が再開される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９６】
以上に説明したように、ＣＰＵ７１は、機関が冷間始動してから暖機期間が終了するまでの期間、運転モードＣに従う運転を実行する。また、この期間においてフューエルカット開始条件が成立した場合、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を実行する。更に、このフューエルカット運転を実行中にフューエルカット復帰条件が成立した場合、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を停止し、運転モードＣに従う運転を再開する。
【０１９７】
（２）触媒の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間
運転モードＣに従う運転が継続されると、触媒５３の温度は上昇する。ここで、現時点が、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCth以上となった直後であると仮定する。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図４のステップ４３０に進み、暖機判定フラグＸＴＣの値を「１」に設定する。
【０１９８】
このとき、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「０」であるか否かを判定する。現時点での有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９３０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ９３０にて、下記（２）式に従ってＦ／Ｃ前積算流量Gascを更新・取得する。（２）式において、Gaは現時点にて機関１０に吸入される空気の流量、Gasc（k）は更新される前のＦ／Ｃ前積算流量Gasc、Gasc（k+1）は更新後のＦ／Ｃ前積算流量Gascである。
Gasc（k+1）＝Gasc（k）＋Ga    ・・・（２）
ＣＰＵ７１は、上記（２）式に従ってＦ／Ｃ前積算流量Gascを更新・取得した後、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９９】
更に、このとき、ＣＰＵ７１が図１０のステップ１０００から処理を開始すると、ステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「０」であるか否かを判定する。現時点では、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１０３０に進む。
【０２００】
ＣＰＵ７１は、そのステップ１０３０にて、触媒温度TempCと許容積算流量ga1との関係を予め定めた許容積算流量テーブルMapga1sc（TempC）に現時点での触媒温度TempCを適用することにより、現時点における許容積算流量ga1を取得する。
【０２０１】
この許容積算流量テーブルMapga1sc（TempC）によれば、触媒温度TempCが温度T1よりも小さいとき、許容積算流量ga1はゼロに設定される。また、許容積算流量ga1は、触媒温度TempCが温度T1以上であるときに触媒温度TempCが高くなるにつれて大きくなり、触媒温度TempCが温度T2に到達するときに最大値max1に到達するように設定される。更に、許容積算流量ga1は、触媒温度TempCが温度T2より大きいときに最大値max1を維持するように設定される。
【０２０２】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０４０に進む。ＣＰＵ７１は、そのステップ１０４０にて、「触媒５３の劣化の程度を表す触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmax」と「補正係数kcmax」との関係を予め定めた補正係数テーブルMapkc（Cmax）に現時点での最大酸素吸蔵量Cmaxを適用することにより、現時点における補正係数kcmaxを取得する。最大酸素吸蔵量Cmaxは、図示しないルーチンにより、周知の手法により算出される。なお、最大酸素吸蔵量Cmaxに代え、触媒５３が使用された合計時間及び触媒５３に流入した排ガスの総積算量等に基づいて取得される値を用いてもよい。何れにせよ、補正係数テーブルMapkc（x）に使用される変数xは、触媒が劣化するほど（暖機期間終了後の最大酸素吸蔵量Cmaxが小さくなるほど）小さくなる値として求められる値であればよい。
【０２０３】
この補正係数テーブルMapkc（Cmax）によれば、最大酸素吸蔵量Cmaxが値C1よりよりも大きいとき、補正係数kcmaxは１．０に設定される。また、補正係数kcmaxは、最大酸素吸蔵量Cmaxが値C1よりも小さいときに最大酸素吸蔵量Cmaxが小さくなるにつれて小さくなり、最大酸素吸蔵量Cmaxがゼロとなるときに最小値k1となるように設定される。
【０２０４】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０５０に進み、下記（３）式に従って補正後許容積算流量GAを取得する。（３）式において、ga1は上記ステップ１０３０にて取得した許容積算流量ga1、kcmaxは上記ステップ１０４０にて取得した補正係数kcmaxである。
GA＝ga1×kcmax    ・・・（３）
ＣＰＵ７１は、上記（３）式に従って補正後許容積算流量GAを取得した後、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このようにして求められる補正後許容積算流量GAは、触媒５３の現時点における酸素吸蔵能力に応じた値となる。
【０２０５】
このとき、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５及びステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１２５に進む。現時点では、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１１２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１３０に進み、上述したＦ／Ｃ前積算流量Gascを積算流量Sumに格納する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１１３５に進み、積算流量Sumが上述した補正後許容積算流量GAよりも小さいか否かを判定する。
【０２０６】
現時点は、触媒温度TempCが触媒閾値温度TempCth以上となった直後である。そこで、現時点では、積算流量Sumは補正後許容積算流量GAよりも小さい。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５０に進み、「運転モードＡ（ここでは、上記（Ａ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２０７】
その後、機関１０が運転モードＡに従う運転を継続すると、図９のステップ９３０の処理が繰り返し実行され、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascは徐々に上昇する。いま、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascが補正後許容積算流量GA以上となったと仮定する。
【０２０８】
このとき、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５、ステップ１１１０、及び、ステップ１１２５を経由してステップ１１３０に進み、そのステップ１１３０にてＦ／Ｃ前積算流量Gascを積算流量Sumに格納してステップ１１３５に進む。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１はそのステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１４０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ１１４０にて「運転モードＢ（ここでは、上記（Ｂ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２０９】
運転モードＢに従う運転が実行されているとき、上記フューエルカット開始条件が成立したと仮定する。このとき、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始すると、ステップ５１０乃至ステップ５３０を経由してステップ５４０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する。そして、ＣＰＵ７１はステップ５５０に進み、暖機判定フラグＸＴＣの値が「１」であるか否かを判定する。現時点での暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５６０に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵ７１はステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２１０】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）においてＣＰＵ７１が図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ＣＰＵ７１は、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１１２０に進んで「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１２０に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２１１】
以上に説明したように、ＣＰＵ７１は、触媒５３の暖機が完了した時点から初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascと補正後許容積算流量GAとの関係に基づいて運転態様を決定する。具体的には、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascが補正後許容積算流量GAよりも小さいとき、ＣＰＵ７１は運転モードＡに従う運転を実行する。一方、Ｆ／Ｃ前積算流量Gascが補正後許容積算流量GA以上であるとき、ＣＰＵ７１は運転モードＢに従う運転を実行する。そして、運転モードＢに従う運転が実行されている期間においてフューエルカット開始条件が成立したとき、フューエルカット運転が実行されるとともに、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」に設定される。
【０２１２】
（３）初回のフューエルカット運転が実行された時点以降の期間
上述したように、フューエルカット運転が実行されたとき、ＣＰＵ７１は、上記フューエルカット復帰条件が成立するまでフューエルカット運転を継続する。ここで、フューエルカット運転が実行されている期間において上記フューエルカット運転復帰条件が成立したと仮定する。
【０２１３】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始したとき、ステップ５７０又はステップ５８０の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、そのステップ５９０にてフューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ８１０に進んで、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcをゼロに設定する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２１４】
このとき、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「０」であるか否かを判定する。現時点では、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「１」である。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９４０に進む。
【０２１５】
ＣＰＵ７１は、そのステップ９４０にて、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsがガスの空燃比が理論空燃比であるときの出力値Voxsstにリッチ分ΔV1を加えた値以上であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９４０にて、触媒５３に流入するガスがリッチ側空燃比ガスであるか否かを判定する。ここで、機関１０に対し上述した弱リッチ制御が実行されていて、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが上記出力値Voxsstにリッチ分ΔV1を加えた値以上となっていると仮定する。
【０２１６】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１はそのステップ９４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９５０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ９５０にて、下記（４）式に従ってＦ／Ｃ後積算流量Gafcを更新・取得する。（４）式において、Gaは現時点にて機関１０に吸入される空気の流量、Gafc（k）は更新される前のＦ／Ｃ後積算流量Gafc、Gafc（k+1）は更新後のＦ／Ｃ後積算流量Gafcである。
Gafc（k+1）＝Gafc（k）＋Ga    ・・・（４）
【０２１７】
上記（４）式に示すように、触媒５３に流入するガスがリッチ側空燃比ガスである場合、更新される前のＦ／Ｃ後積算流量Gafc（k）に機関１０に吸入される空気の流量Gaを加えることにより更新後のＦ／Ｃ後積算流量Gafc（k+1）を取得する。ＣＰＵ７１は、上記（４）式に従ってＦ／Ｃ後積算流量Gafcを更新・取得した後、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２１８】
一方、触媒５３に流入するガスがリッチ側空燃比ガスではない場合（即ち、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsがガスの空燃比が理論空燃比であるときの出力値Voxsstにリッチ分ΔV1を加えた値よりも小さい場合）、ＣＰＵ７１は図９のステップ９４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９６０に進む。ＣＰＵ７１は、そのステップ９６０にて、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsがガスの空燃比が理論空燃比であるときの出力値Voxsstからリーン分ΔV2を減じた値以下であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ７１は、図９のステップ９６０にて、触媒５３に流入するガスがリーン側空燃比ガスであるか否かを判定する。
【０２１９】
ここで、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsがガスの空燃比が上記出力値Voxsstからリーン分ΔV2を減じた値以下である場合、ＣＰＵ７１はステップ９６０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９７０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ９７０にて、下記（５）式に従ってＦ／Ｃ後積算流量Gafcを更新・取得する。（５）式において用いられるGa、Gafc（k）、及び、Gafc（k+1）は、上記（４）式と同様のパラメータである。
Gafc（k+1）＝Gafc（k）−Ga    ・・・（５）
【０２２０】
上記（５）式に示すように、触媒５３に流入するガスがリーン側空燃比ガスである場合、更新される前のＦ／Ｃ後積算流量Gafc（k）から機関１０に吸入される空気の流量Gaを減じることにより更新後のＦ／Ｃ後積算流量Gafc（k+1）を取得する。ＣＰＵ７１は、上記（４）式に従ってＦ／Ｃ後積算流量Gafcを更新・取得した後、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２２１】
また、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが、ガスの空燃比が理論空燃比であるときの出力値Voxsstにリッチ分ΔV1を加えた値よりも小さく、且つ、ガスの空燃比が上記出力値Voxsstからリーン分ΔV2を減じた値よりも大きいとき、ＣＰＵ７１はステップ９６０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、このとき、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcの更新は行われない。
【０２２２】
以下では、機関１０に対し上述した弱リッチ制御が実行されていて、ステップ９４０にて「Ｙｅｓ」と判定される頻度が、ステップ９６０にて「Ｙｅｓ」と判定される頻度より高いと仮定する。この場合、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcは次第に増大する。
【０２２３】
このとき、ＣＰＵ７１は、図１０のステップ１０００から処理を開始すると、ステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。現時点では、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「１」である。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０６０に進む。
【０２２４】
ＣＰＵ７１は、そのステップ１０６０にて、触媒温度TempCと許容積算流量ga1との関係を予め定めた許容積算流量テーブルMapga2sc（TempC）に現時点での触媒温度TempCを適用することにより、現時点における許容積算流量ga2を取得する。
【０２２５】
この許容積算流量テーブルMapga2sc（TempC）によれば、上述した許容積算流量テーブルMapga1sc（TempC）と同様、触媒温度TempCが温度T1よりも小さいとき、許容積算流量ga2はゼロに設定される。また、許容積算流量ga2は、触媒温度TempCが温度T1以上であるときに触媒温度TempCが高くなるにつれて大きくなり、触媒温度TempCが温度T3に到達するときに最大値max2に到達するように設定される。更に、許容積算流量ga2は、触媒温度TempCが温度T3より大きいときに最大値max2を維持するように設定される。
【０２２６】
なお、上記最大値max2は、上述した許容積算流量テーブルMapga1sc（TempC）の最大値max1よりも大きい値となるよう設定される。これは、現時点は「触媒５３の暖機期間終了後にフューエルカット運転が実行された直後」であるので、触媒５３のHC被毒は解消されており、従って、より多くの排ガス（リッチ側空燃比ガス）が触媒５３を通過するまで触媒５３のHC被毒の程度が軽微であるという理由による。
【０２２７】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１０４０に進んで補正係数kcmaxを取得し、ステップ１０５０に進む。ＣＰＵ７１は、そのステップ１０５０にて上記（３）式に従って補正後許容積算流量GAを取得する。その後、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２２８】
このとき、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１は、ステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１２５に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」であるか否かを判定する。
【０２２９】
上述したように、前回のフューエルカット運転が実行された時点にて、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ１１２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１４５に進み、上述したＦ／Ｃ後積算流量Gafcを積算流量Sumに格納し、ステップ１１３５に進む。
【０２３０】
現時点は、図８のステップ８１０にてＦ／Ｃ後積算流量Gafcがゼロに設定された直後である。そこで、現時点では、積算流量Sumは許容積算流量GAよりも小さい。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５０に進み、「運転モードＡ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この時点にて、「運転モードＡ（ここでは、上記（Ａ−１）の運転態様）」に従う運転が開始される。
【０２３１】
その後、機関１０が運転モードＡに従う運転を弱リッチ制御下にて継続すると仮定する。本仮定に従えば、図９のステップ９５０の処理が繰り返し実行され、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcは徐々に上昇する。いま、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcが補正後許容積算流量GA以上となったと仮定する。このとき、ＣＰＵ７１が図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５、ステップ１１１０、及び、ステップ１１２５を経由してステップ１１４５に進み、そのステップ１１４５にてＦ／Ｃ後積算流量Gafcを積算流量Sumに格納し、ステップ１１３５に進む。上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１はそのステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１４０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、そのステップ１１４０にて「運転モードＢ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２３２】
更に、この運転モードＢに従う運転が実行されているとき、上記フューエルカット開始条件が成立すると、ＣＰＵ７１は、図８のステップ８００から処理を開始したとき、ステップ５１０乃至ステップ５３０の総てのステップにて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０にてフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定し、ステップ５５０に続くステップ５６０にて有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値を「１」に設定（更新）する。その後、ＣＰＵ７１はステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２３３】
この状態（フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定された状態）においてＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１１２０に進んで「フューエルカット運転」を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１２０に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２３４】
更に、フューエルカット運転が実行されているとき、上述のフューエルカット復帰条件が成立したと仮定する。このとき、ＣＰＵ７１は、図８のステップ５７０又はステップ５８０の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５９０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ８１０に進んで、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcをゼロに設定（更新）する。即ち、第２制御装置においては、フューエルカット復帰条件が成立した時点にて、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcはゼロに再設定される。その後、ＣＰＵ７１はステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２３５】
このとき、ＣＰＵ７１は、図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５及びステップ１１１０の双方にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１２５に進み、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値が「１」であるか否かを判定する。
【０２３６】
上述したように、前回のフューエルカット運転が実行された時点にて、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１は、そのステップ１１２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１４５に進み、上述したＦ／Ｃ後積算流量Gafcを積算流量Sumに格納し、ステップ１１３５に進む。
【０２３７】
現時点は、図８のステップ８１０にてＦ／Ｃ後積算流量Gafcがゼロに再設定された直後である。そこで、現時点では、積算流量Sumは許容積算流量GAよりも小さい。従って、ＣＰＵ７１はそのステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５０に進み、「運転モードＡ」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この時点にて、「運転モードＡ」に従う運転が再開される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２３８】
以上、説明したように、暖機期間終了後に初回のフューエルカット運転が実行され、そのフューエルカット運転の実行中にフューエルカット復帰条件が成立したとき、ＣＰＵ７１はフューエルカット運転を停止するとともに運転モードＡに従う運転を実行する。運転モードＡに従う運転が再開された後、機関１０に吸入される空気量Gaに応じてＦ／Ｃ後積算流量Gafcが積算される。そして、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcが補正後許容積算流量GA以上となったとき、運転モードＢに従う運転が実行される。更に、運転モードＢに従う運転が実行されているときにフューエルカット開始条件が成立すると、フューエルカット運転が実行される。また、フューエルカット復帰条件が成立するとき、運転モードＡに従う運転が再開されるとともにＦ／Ｃ後積算流量Gafcがゼロに再設定される。その後、第２制御装置は、上記同様の処理を繰り返す。
【０２３９】
以上、期間（１）乃至（３）に分けて説明したように、第２制御装置は、
触媒５３の温度TempCが所定の許容温度TempCth以上であるか否かを判定する触媒温度判定手段（図４のルーチンを参照。）と、
所定のフューエルカット開始条件（図８のステップ５２０及びステップ５３０）が成立するか否かを判定するとともに、同フューエルカット開始条件が成立している期間において所定のフューエルカット復帰条件（図８のステップ５７０及びステップ５８０）が成立するか否かを判定するフューエルカット運転条件判定手段（図８のルーチンを参照。）と、
前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット開始条件が成立すると判定される時点から同フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定される時点までの期間、前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するフューエルカット運転実行手段（図１１のステップ１１０５及びステップ１１２０）と、
を備える。
【０２４０】
更に、第２制御装置は、
前記触媒温度判定手段により前記触媒５３の温度が前記許容温度以上であると判定されているとき（ＸＴＣ＝１のとき）に前記フューエルカット運転が実行された場合、有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録する（ＸＦＣｈの値を「１」に設定する）フューエルカット運転履歴記録手段（図８のステップ５５０及びステップ５６０）と、
「前記触媒温度判定手段により触媒５３の温度が前記許容温度以上であると判定された時点である第１基準時点」以降に「前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる第１積算流量Gasc」を求める第１流量積算手段（図９のステップ９３０）と、
前記第１基準時点以降において、前記フューエルカット運転が実行される毎にゼロに設定されて（図８のステップ８１０）「前記フューエルカット運転条件判定手段により前記フューエルカット復帰条件が成立すると判定された時点である第２基準時点」以降に「前記機関に吸入された空気の流量を積算することにより得られる第２積算流量Gafc」を求める第２流量積算手段（図９のステップ９５０）と、
前記フューエルカット運転が実行されていないときに前記触媒温度判定手段により触媒５３の温度TempCが前記許容温度TempCth以上であると判定された場合（図１１のステップ１１０５及びステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）、
前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されていないならば（図１１のステップ１１２５にて「Ｎｏ」と判定されたとき）、
前記第１積算流量Gascが所定の第１許容流量GAよりも小さい場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）に前記機関の運転状態に基づいて決定される第１の態様（運転モードＡ）に従う基本運転を実行するとともに（図１１のステップ１１５０）、前記第１積算流量Gascが前記第１許容流量GA以上である場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定された場合）に触媒５３に流入する炭化水素量を前記基本運転時に前記触媒に流入する炭化水素量よりも低減するための第２の態様（運転モードＢ）に従う炭化水素低減運転を実行し（図１１のステップ１１４０）、
前記有効フューエルカット運転履歴が存在すると記録されているならば（図１１のステップ１１２５にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）、
前記第２積算流量Gafcが所定の第２許容流量GAよりも小さい場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）に前記基本運転を実行するとともに（図１１のステップ１１５０）、前記第２積算流量Gafcが前記第２許容流量GA以上である場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定された場合）に前記炭化水素低減運転を実行する（図１１のステップ１１４０）運転状態制御手段（図１１のルーチンを参照。）と
を備える。
【０２４１】
従って、第２制御装置は、触媒がHC被毒・半死活状態となる可能性の大きさを機関１０に吸入される空気の流量に基づいて評価し、この可能性が大きい場合に触媒に流入する炭化水素（HC）の量を低減する運転を実行する。これにより、触媒のHC被毒の度合いを的確に評価するとともに、触媒のHC被毒の度合いが高くなると判断される時期に触媒のHC被毒を抑制して触媒が半死活状態になることを出来る限り防ぐことができる。この結果、機関の出力低下への影響を出来る限り低くしつつ、エミッションを良好に維持することができる。
【０２４２】
なお、上述した第２制御装置は、触媒５３に流入するガスの空燃比に応じて、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcの値の増減を行うように構成されている（図９のステップ９４０乃至ステップ９７０を参照。）。しかし、本発明の制御装置は、触媒５３に流入するガスの空燃比に関わらずＦ／Ｃ後積算流量Gafcが常に積算されるように構成されてもよい（即ち、図９のステップ９４０、ステップ９６０及びステップ９７０を削除してもよい）。
【０２４３】
また、上述した第２制御装置は、触媒５３の暖機期間の終了後にフューエルカット運転が実行されたとき、そのフューエルカット運転が停止される時点にてＦ／Ｃ後積算流量Gafcをゼロに再設定するように構成されている（図８のステップ８１０を参照。）。しかし、Ｆ／Ｃ後積算流量Gafcをゼロに再設定するタイミングはこの時点に限られない。即ち、本発明の制御装置は、触媒５３の暖機期間の終了後にフューエルカット運転が開始されてからそのフューエルカット運転が停止されるまでの期間のうちの何れかの時点にてＦ／Ｃ後積算流量Gafcがゼロに再設定されるように構成されてもよい。
【０２４４】
また、上述した第２制御装置は、許容積算流量テーブル（図１０のステップ１０３０又はステップ１０６０）にて取得した許容積算流量ga1を補正係数テーブル（図１０のステップ１０４０）にて取得した補正係数kcmaxによって補正するよう構成されている。しかし、本発明の制御装置は、許容積算流量ga1の補正を行わないで許容積算流量ga1そのものに基づいて（即ち、図１０のステップ１０４０を削除して）機関１０の運転態様を決定するように構成されてもよい。
【０２４５】
また、上述したリッチ分ΔV1及びリーン分ΔV2は、触媒５３の排ガス浄化性能及び半死活状態に陥るまでの炭化水素の許容量、機関１０から排出される窒素酸化物の量、機関１０に要求される燃費等を考慮した適値に設定することができる。
【０２４６】
（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態に係る制御装置（以下、「第３制御装置」とも称呼する。）について説明する。第３制御装置は、そのＣＰＵが図６に示すフローチャートに代わる図１２のフローチャートに示す処理を実行する点についてのみ、第１制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
【０２４７】
第３制御装置は、第１制御装置と同様、図３乃至図５の処理を所定の時間毎に繰り返し実行する。即ち、第３制御装置は、図３の処理により始動時冷却水温TWSを取得するとともに、現時点での触媒温度TempCを取得（推定）する。また、第３制御装置は、図４の処理により、触媒５３の暖機が完了しているか否か（暖機期間が終了しているか否か）を確認する。更に、第３制御装置は、図５の処理により、機関１０がフューエルカット開始条件或いはフューエルカット復帰条件を満たしているか否かを確認する。
【０２４８】
更に、ＣＰＵ７１は所定のタイミングにて図１２に示す運転モード設定ルーチンを実行し、現時点での機関１０の状態に基づいて各運転態様を選択する。図１２に示したルーチンは、ステップ１２１０乃至ステップ１２３０が追加されている点においてのみ図６と相違している。図１２において図６に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図６のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は適宜省略される。
【０２４９】
ここで、現時点が、運転モードＣに従う運転が実行されているときに触媒５３の暖機が完了した（即ち、図４のルーチンにより暖機判定フラグＸＴＣが「１」に設定された）時点であると仮定する。この時点は、図２の時刻t3に相当する。なお、この時点では、第１制御装置と同様、フューエルカットフラグＸＦＣの値はゼロであり、有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」である。
【０２５０】
上記仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ６１０に進むと、そのステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進む。現時点では暖機判定フラグＸＴＣの値は「１」であるので、ＣＰＵ７１はそのステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６５０に進む。更に、現時点での有効フューエルカット運転履歴フラグＸＦＣｈの値は「０」であるので、ＣＰＵ７１はそのステップ６５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２１０以降に進む。
【０２５１】
ＣＰＵ７１は、図１２のステップ１２１０にて、始動時冷却水温TWS（上述したイニシャルルーチンの実行時にＣＰＵ７１が取り込む冷却水温）が所定の許容始動温度TWSth以上であるか否かを判定する。また、ＣＰＵ７１は、ステップ１２１０に続くステップ１２２０にて、燃料の揮発度FVが所定の許容揮発度FVth以上であるか否かを判定する。更に、ＣＰＵ７１は、ステップ１２２０に続くステップ１２３０にて、燃料のエタノール濃度ETHCが所定の許容濃度ETHCth以下であるか否かを判定する。
【０２５２】
ここで、始動時冷却水温TWSが所定の許容始動温度TWSth以上であり、燃料の揮発度FVが所定の許容揮発度FVth以上であり、且つ、燃料のエタノール濃度ETHCが所定の許容濃度ETHCth以下であると仮定する。本仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、図１２のステップ１２１０、ステップ１２２０及びステップ１２３０の全てにて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６６０に進み、「運転モードＢ（ここでは、上記（Ｂ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２５３】
一方、上記仮定にて述べた、始動時冷却水温TWSが所定の許容始動温度TWSth以上であること（ステップ１２１０）、燃料の揮発度FVが所定の許容揮発度FVth以上であること（ステップ１２２０）、及び、燃料のエタノール濃度ETHCが所定の許容濃度ETHCth以下であること（ステップ１２３０）からなる条件群のうちのいずれか一つの条件（或いは複数の条件）が成立しない場合、ＣＰＵ７１はその条件が成立しないステップにて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６７０に進む。そして、ＣＰＵ７１は「運転モードＡ（ここでは、上記（Ａ−１）の運転態様）」に従う運転を実行するよう上記各アクチュエータ等に指示を与える。その後、ＣＰＵ７１はステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０２５４】
即ち、第３制御装置は、第１制御装置にて述べた条件に加え、上記の条件群の全てが成立する場合にのみ、運転モードＢに従う運転を実行する。なお、第３制御装置は、フューエルカット運転、運転モードＡに従う運転、及び、運転モードＣに従う運転については、第１制御装置と同様の条件に基づいて運転態様の選択を行う。
【０２５５】
なお、「始動時冷却水温TWS」、「燃料の揮発度FV」及び「燃料のエタノール濃度ETHC」は、周知の手法により取得することができる。
【０２５６】
以上、説明したように、第３制御装置は、
機関１０の始動時の冷却水温TWSが所定の許容始動温度TWSthより低いか否か、前記燃料の揮発度FVが所定の許容揮発度FVthより低いか否か、及び、燃料のエタノール濃度ETHCが所定の許容濃度ETHCthより大きいか否かからなる炭化水素低減運転禁止条件の（図１２のステップ１２１０、ステップ１２２０及びステップ１２３０）うちの少なくとも一つが成立するときに前記炭化水素低減運転の実行を禁止するように構成される（図１２のルーチンを参照）。
【０２５７】
従って、第３制御装置は、第１制御装置において触媒５３がHC被毒を受ける可能性が大きいとされる期間（暖機期間終了後に初回のフューエルカット運転が実行されるまでの期間）において、所定の条件が成立する場合にのみ、「運転モードＢ」に従う運転を実行する。これにより、機関１０の予期しない燃焼状態の悪化等を避けることができる。この結果、炭化水素の発生をより確実に抑制し、触媒のHC被毒を抑制して触媒が半死活状態になることを出来る限り防ぐことができる。従って、エミッションを良好に維持することができる。
【０２５８】
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、第３制御装置に採用した始動時冷却水温TWS、燃料の揮発度FV及び燃料のエタノール濃度ETHCの条件は、第２制御装置に適用することもできる。また、第１制御装置及び第２制御装置において、第３制御装置の始動時冷却水温TWS、燃料の揮発度FV及び燃料のエタノール濃度ETHCの条件のうちの一つ又は二つ以上の条件を採用するように構成してもよい。
【０２５９】
また、上述した第１制御装置乃至第３制御装置は、触媒５３の暖機期間中においてもフューエルカット運転が実行されるように構成されている。しかし、本発明の制御装置は、触媒５３の暖機期間中においてはフューエルカット運転を禁止するように構成されてもよい。
【０２６０】
また、上述した第１制御装置乃至第３制御装置は、触媒５３の温度に基づいて暖機期間が終了したか否かを判定している。しかし、本発明の制御装置は、触媒５３に加えて上述した下流側触媒が配設されるとき、触媒５３及び下流側触媒の双方の温度が各々の許容温度以上となった場合に触媒の暖機期間が終了したと判定するように構成されてもよい。更に、触媒温度TempCは、触媒５３に配設された触媒床温度センサから直接検出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２６１】
【図１】本発明の制御装置が適用される内燃機関の概略断面図である。
【図２】本発明の第１制御装置の作動の例を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第１制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の第１制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図６】本発明の第１制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２制御装置の作動の例を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第２制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第２制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第２制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第３制御装置に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０２６２】
１０…内燃機関、２０…シリンダブロック部、２１…シリンダ、２２…ピストン、２５…燃焼室、３０…シリンダヘッド部、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３４…排気ポート、３５…排気弁、３７…点火プラグ、３９…インジェクタ、４０…吸気系統、４１…吸気管、４３…スロットルバルブ、５０…排気系統、５１…エキゾーストマニホールド、５２…エキゾーストパイプ、５３…触媒、６１…熱線式エアフローメータ、６６…上流側空燃比センサ、６７…下流側空燃比センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ、７４…バックアップＲＡＭ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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