(57)【要約】【課題】  メイン触媒コンバータ４の上流の排気温度による触媒活性状態の判定では、触媒内の反応熱による影響により、流路切換弁５の閉から開への切換タイミングが遅れ、バイパス触媒コンバータ８の熱劣化を招くおそれがある。【解決手段】  メイン触媒コンバータ４よりも上流側の排気のメイン通路３に流路切換弁５を介装する。このメイン通路３の上流部分に並設されたバイパス通路７にバイパス触媒コンバータ８を介装し、流路切換弁５の閉時に排気がバイパス流路７へ流れるように構成する。メイン触媒コンバータ４の前後に空燃比センサ１１，１２を設ける。流路切換弁５の閉時に、排気の空燃比を一時的にリッチ側又はリーン側へ変化させるとともに、流路切換弁５を一時的に開弁し、この一時的な開弁に伴うメイン触媒コンバータ４の前後の空燃比の変化に基づいて、メイン触媒コンバータ４の活性状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン触媒コンバータよりも上流側の排気のメイン流路に流路切換弁が介装されるとともに、このメイン流路の上流部分に並設されたバイパス流路にバイパス触媒コンバータが介装され、上記流路切換弁の閉時に排気がバイパス流路へ流れるように構成された内燃機関の排気制御装置において、
上記メイン触媒コンバータの前後の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
上記流路切換弁の閉時に、排気の空燃比を一時的にリッチ側又はリーン側へ変化させるとともに、上記流路切換弁を一時的に開弁し、この一時的な開弁に伴う上記メイン触媒コンバータの前後の空燃比の変化に基づいて、上記メイン触媒コンバータの活性状態を判定する制御部と、
を有することを特徴とする内燃機関の排気制御装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記メイン触媒コンバータ内の酸素ストレージ量がリーン寄りの場合、、排気の空燃比をリッチ側に変化させ、酸素ストレージ量がリッチ寄りの場合、排気の空燃比をリーン側に変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項３】
上記制御部は、燃料カットを伴う車両減速状態からの燃料カットリカバー時に、燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクによって、排気の空燃比を一時的にリッチ側へ変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項４】
上記制御部は、機関始動直後の場合、上記流路切換弁を一時的に開弁することで、排気の空燃比を一時的にリーン側へ変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項５】
上記メイン流路が、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、この複数の上流側メイン通路が１本の流路に合流してなり、上記メイン触媒コンバータが介装された下流側メイン通路と、を有し、
上記バイパス流路が、上記上流側メイン通路の上流側部分からそれぞれ分岐するとともに該上流側メイン通路よりも通路断面積の小さな気筒毎の上流側バイパス通路と、この複数の上流側バイパス通路が１本の流路に合流してなり、かつ下流端が上記下流側メイン通路に上記メイン触媒コンバータ上流側の位置において接続し、上記バイパス触媒コンバータが介装された下流側バイパス通路と、を有し、
上記流路切換弁は、複数の上流側メイン通路の合流部に設けられており、該流路切換弁の閉時に、各上流側メイン通路を互いに非連通状態とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、触媒コンバータで排気浄化を行う内燃機関の排気制御装置、特に、メイン触媒コンバータが活性化していない冷間始動直後や燃料カットを伴う減速中などに、別の触媒コンバータを備えたバイパス流路側に排気を案内するようにした形式の排気制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。
【０００３】
そのため、特許文献１に開示されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える流路切換弁によって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気制御装置が従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でもメイン触媒コンバータより相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる。
【０００４】
流路切換弁の作動は、例えば温度センサを用いて触媒温度に対応するメイン触媒コンバータの上流側（あるいは下流側）の排気温度を検出し、この排気温度に応じて排気浄化触媒の活性状態が判定される。つまり、メイン触媒コンバータが非活性となり得る運転状態のときにはバイパス流路側に排気を案内するように流路切換弁を閉じ、排気温度が触媒活性判定温度を超えると、メイン触媒コンバータが活性化したと判断して流路切換弁を開く。
【０００５】
なお、流路切換弁（以下、単に『切換弁』とも呼ぶ）は機関始動後にメイン触媒コンバータ（以下、『床下触媒』とも呼ぶ）が一度も活性していない機関冷間始動直後に閉状態とされるが、例えば渋滞時やコンビニエンスストアなどに立ち寄った場合など、比較的長い時間アイドル運転を継続するような状況、あるいは燃料噴射の停止すなわち燃料カットを伴う減速運転時などでは、床下触媒の温度が低下し、再び非活性状態となることがある。そのため、このような場合には再び流路切換弁を閉じることが好ましい。
【特許文献１】特開２００５−３５１０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような温度センサによる床下触媒の活性状態の判定では、床下触媒内の反応熱による影響を十分に考慮できず、例えば燃料カットを伴う減速運転状態では、床下触媒に比較的多くの酸素が供給されることで触媒内に残っていたＨＣ（炭化水素）が酸化することによる反応熱が発生し、この反応熱の影響によって活性が早まる傾向にある。このため、上述したように床下触媒の上流側の排気温度で床下触媒の活性状態の判定を行うと、床下触媒が既に活性しているにもかかわらず非活性であると誤判定し、これにより切換弁が閉じてバイパス触媒コンバータ側に高温の排気ガスが流れ、このバイパス触媒コンバータの熱劣化を早めるおそれがある。また、非活性と判定されている状況では機関出力が抑制されるため、運転者が意図した出力がでないことから余分にアクセルペダルを踏み込むこととなり、燃費を悪化させる懸念がある。
【０００７】
ところで、床下触媒の前後すなわち上流側と下流側には、排気の空燃比（酸素ガス濃度）を検出する空燃比検出手段として、排気の空燃比に対応したセンサ出力を出力する空燃比センサが設けられ、これらのセンサ出力を用いて周知の空燃比フィードバック制御が行われる。
【０００８】
本発明は、このようなメイン触媒コンバータの前後の空燃比及び流路切換弁の開閉動作を利用して、メイン触媒コンバータの活性状態を精度良く判定することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
メイン触媒コンバータよりも上流側の排気のメイン流路に流路切換弁が介装されるとともに、このメイン流路の上流部分に並設されたバイパス流路にバイパス触媒コンバータが介装され、上記流路切換弁の閉時に排気がバイパス流路へ流れるように構成された内燃機関の排気制御装置において、上記メイン触媒コンバータの前後の空燃比を検出する空燃比検出手段を有する。上記流路切換弁の閉時に、排気の空燃比を一時的にリッチ側又はリーン側へ変化させるとともに、上記流路切換弁を一時的に開弁し、この一時的な開弁に伴う上記メイン触媒コンバータの前後の空燃比の変化に基づいて、上記メイン触媒コンバータの活性状態を判定する。
【発明の効果】
【００１０】
排気の空燃比を一時的にリッチ側又はリーン側へ変化させた上で、流路切換弁を一時的に開弁することで、一時的にリッチ化又はリーン化した排気ガスは、概ねメイン流路を通ってメイン触媒コンバータへ供給され、バイパス触媒コンバータが介装されたバイパス流路へほとんど流れることがない。従って、バイパス触媒コンバータの影響を受けることなく、また、メイン触媒コンバータの前後の空燃比の変化に応じて触媒の活性状態を判定しているために、上述したような触媒内の反応熱の影響による精度の低下を招くこともないので、メイン触媒コンバータの活性状態を精度良く判定することができる。
【００１１】
既存の空燃比フィードバック制御に用いられる空燃比センサや、機関始動直後の触媒早期活性化等のためのによるバイパス触媒コンバータを備えた排気系システムの流路切換弁を利用しているために、新たな部品の追加を敢えて行う必要がなく、既存の内燃機関にも適用が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明に係る排気制御装置を直列４気筒の内燃機関１に適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この内燃機関１の配管レイアウトならびに制御システムを模式的に示した説明図であり、始めにこの図１に基づいて、内燃機関１の構成を説明する。
【００１３】
内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、直列に配置された♯１気筒〜♯４気筒の各気筒の排気ポート２がそれぞれ側面に向かって開口するように形成されており、この排気ポート２のそれぞれに、メイン通路３が接続されている。♯１気筒〜♯４気筒の４本のメイン通路３は、１本の流路に合流しており、その下流側に、メイン触媒コンバータ（以下、「床下触媒」とも呼ぶ）４が配置されている。このメイン触媒コンバータ４は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、触媒としては、例えば、三元触媒とＨＣトラップ触媒とを含んでいる。上記のメイン通路３およびメイン触媒コンバータ４によって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。また、各気筒からの４本のメイン通路３の合流点には、各メイン通路３を一斉に開閉する流路切換弁５が設けられている。この流路切換弁５は、適宜なアクチュエータ５ａによって開閉駆動される。
【００１４】
一方、バイパス流路として、各気筒のメイン通路３の各々から、該メイン通路３よりも通路断面積の小さなバイパス通路７がそれぞれ分岐している。各バイパス通路７の上流端となる分岐点６は、メイン通路３のできるだけ上流側の位置に設定されている。４本のバイパス通路７は、下流側で１本の流路に合流しており、その合流点の直後に、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ８が介装されている。このバイパス触媒コンバータ８は、メイン触媒コンバータ４に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。バイパス触媒コンバータ８の出口側から延びるバイパス通路７の下流端は、メイン通路３におけるメイン触媒コンバータ４上流側で、かつ流路切換弁５よりも下流側の合流点９において該メイン通路３に接続されている。
【００１５】
そして、バイパス通路７もしくはメイン通路３のバイパス触媒コンバータ８よりも上流側となる位置、すなわちバイパス触媒コンバータ８の入口部８ａに隣接する位置に、バイパス用空燃比センサ１０が配置されている。また、メイン通路３のうち、分岐したバイパス通路７が合流する部分よりも下流側で、かつメイン触媒コンバータ４よりも上流側となる位置、すなわちメイン触媒コンバータ４の入口部４ａに隣接する位置に、上流側空燃比センサ１１が配置されている。さらに、メイン通路３のメイン触媒コンバータ４よりも下流側となる位置、すなわちメイン触媒コンバータ４の出口部４ｂに隣接する位置に、下流側空燃比センサ１２が配置されている。
【００１６】
上流側空燃比センサ１１及び下流側空燃比センサ１２は、メイン触媒コンバータ４の活性後に公知の空燃比フィードバック制御を行うためのものであり、基本的に、メイン触媒コンバータ４上流側の上流側空燃比センサ１１によって機関空燃比（燃料噴射量）が制御され、その制御特性のばらつきの補正などのためにメイン触媒コンバータ４下流側の下流側空燃比センサ１２の出力信号が補助的に利用される。つまり、この場合には、下流側空燃比センサ１１の出力信号は必ずしも必須のものではない。
【００１７】
同様に、バイパス用空燃比センサ１０は、上流側空燃比センサ１１と伴に、バイパス触媒コンバータ８を用いる際に公知のフィードバック制御を行うためのものであり、基本的に、バイパス触媒コンバータ８上流側のバイパス用空燃比センサ１０によって機関空燃比（燃料噴射量）が制御され、その制御特性のばらつきの補正などのためにバイパス触媒コンバータ８下流側の上流側空燃比センサ１１の出力信号が補助的に利用される。つまり、この場合には、上流側空燃比センサ１１の出力信号は必ずしも必須のものではない。
【００１８】
ここで、公知の空燃比フィードバック制御とは、内燃機関の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するものであり、より具体的には、内燃機関の空燃比をリッチまたはリーンから理論空燃比を挟んで反対側のリッチまたはリーンへとステップ的に変化させるものである。そして、触媒コンバータ下流側のセンサ出力信号に基づき、空燃比フィードバック制御に補正を加える場合、触媒コンバータ上流側のセンサ出力信号の元となるセンサが切換えられたなら、これに合わせて触媒コンバータ下流側のセンサ出力信号の元となるセンサも切換える。尚、このような公知の空燃比フィードバック制御の停止条件は、始動時、低水温時、機関高負荷時、減速時、空燃比センサ異常時などである。
【００１９】
これらの空燃比センサ１０〜１２としては、排気空燃比に応じた略リニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサ、あるいはリッチ、リーンの２値的な出力特性を有するいわゆる酸素センサのいずれであってもよいが、上述した空燃比制御の際の制御上の観点から、バイパス用空燃比センサ１０及び上流側空燃比センサ１１は広域型空燃比センサであることが望ましく、また下流側空燃比センサ１２は部品コスト等の点から酸素センサを用いることが可能である。
【００２０】
また、内燃機関１は、点火プラグ２１を備え、その吸気通路２２には、燃料噴射弁２３が配置されている。さらに、吸気通路２２の上流側に、モータ等のアクチュエータによって開閉駆動されるいわゆる電子制御型スロットル弁２４が配置されていると共に、吸入空気量を検出するエアフロメータ２５がエアクリーナ２６下流に設けられている。
【００２１】
内燃機関１の種々の制御パラメータ、例えば、燃料噴射弁２３による燃料噴射量、点火プラグ２１による点火時期、スロットル弁２４の開度、流路切換弁５の開閉状態、などは、制御部としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７によって制御される。このエンジンコントロールユニット２７には、上述したセンサ類のほか、冷却水温センサ２８、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２９、及びメイン触媒コンバータ４の上流側に配置され、この触媒上流の排気温度を検出する排気温度センサ３０などの種々のセンサ類の検出信号が入力されている。
【００２２】
このような構成においては、基本的に、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、アクチュエータ５ａを介して流路切換弁５が閉じられ（流路切換弁５は閉位置）、メイン通路３が遮断される。そのため、各気筒から吐出された排気は、その全量が分岐点６からバイパス通路７を通してバイパス触媒コンバータ８へと流れる。バイパス触媒コンバータ８は、排気系の上流側つまり排気ポート２に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。
【００２３】
一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、トリガー条件の一つとして、メイン触媒コンバータ４の触媒が活性したとみなし、流路切換弁５が開放される（流路切換弁５は開位置）。これにより、各気筒から吐出された排気は、主に、メイン通路３からメイン触媒コンバータ４を通過する。このときバイパス通路７側は特に遮断されていないが、バイパス通路７側の方がメイン通路３側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ８が介在しているので、両者の通路抵抗の差により、排気流の大部分はメイン通路３側を通り、バイパス通路７側には殆ど流れない。これによって、排気の流れを切り換える手段として、複雑な切換バルブを必要とせず、メイン通路３を閉じたり開いたりするだけの流路切換弁５で構成することができる。また、バイパス触媒コンバータ８の熱劣化は十分に抑制することができる。
【００２４】
図５は、参考例に係る燃料カットを伴う車両減速状態の近傍での切換弁５の開閉動作を示すタイミングチャートであり、この参考例では、温度センサ３０により検出される温度床下触媒４の上流の排気温度により触媒の活性状態、つまり切換弁５の閉から開への切換時期を判定している。
【００２５】
燃料カットを伴う車両減速中等のメイン触媒コンバータ４が非活性状態となり得る所定の運転状態となると、温度条件フラグが「１」とされて、切換弁５が閉（ＣＬＯＳＥ）とされる。これに伴い、排気ガスがバイパス通路７側へ流れ、このバイパス通路７に設けられたバイパス触媒コンバータ８により排気が浄化されるために、仮にメイン触媒コンバータ４が非活性状態であっても、排気エミッションの低下を防止することができる。例えば、燃料噴射量ＴＰ，スロットル開度ＴＶＯ及び機関水温等が所定値以下となると上記フラグが立てられる。
【００２６】
ここで、燃料カットを伴う車両減速中には、メイン触媒コンバータ４に供給されるリーンガス中の酸素がメイン触媒コンバータ４の触媒内部に残存するＨＣと酸化反応し、この反応熱により、温度センサ３０により検出される触媒上流側の排気温度に比して、実際のメイン触媒コンバータ４の実触媒温度は直ぐには低下せず、遅れて低下する傾向にある。
【００２７】
このような燃料カットを伴う車両減速状態で、アクセルペダルの踏み込み検出や機関回転数の低下などの所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、燃料噴射が再開され、これに伴って排気温度が上昇していく。そして、温度センサ３０による触媒上流の排気温度が、触媒活性温度に対応する所定の活性温度相当値α１に達すると、メイン触媒コンバータ４が活性状態にあると判定して、切換弁が「閉」から「開」へ切り換えられる。
【００２８】
ここで、上述したように、燃料カットを伴う車両減速状態では、温度センサ３０により検出される触媒上流の排気温度の低下に対し、触媒内部の反応熱等により実際の触媒温度の低下が遅れる傾向にあり、特に燃料カット後に比較的早期に燃料カットリカバーが行われる場合などでは、上記の温度センサ３０による判定では実際には触媒温度が活性温度まで低下しておらず、図６のハッチング領域βに示すように床下触媒４が活性状態であるにもかかわらず切換弁５の閉から開への切換開始が遅れ、バイパス通路７側へ不要に排気ガスが流れてバイパス触媒コンバータ８の熱劣化を促進させるおそれがある。そこで、本実施例では、後述するように、温度センサ３０による触媒の活性判定のみに依存することなく、床下触媒４の前後の空燃比センサ１１，１２や流路切換弁５を利用して、床下触媒の活性状態を精度良く検出するものである。
【００２９】
図２は、本実施例の制御の流れを示すフローチャートであり、本ルーチンはＥＣＵ２７により記憶及び繰り返し実行される。ステップＳ１１では、冷間始動直後や燃料カットを伴う減速運転中などの流路切換弁５を閉とすべき機関運転条件が成立するか、つまり上記の温度条件フラグが「１」であるかを判定する。条件が成立する場合つまり流路切換弁５が閉のときにはステップＳ１２以降へ進み、それ以外の場合つまり流路切換弁５が開のときには本ルーチンを終了する。
【００３０】
ステップＳ１２では、メイン触媒コンバータ４の触媒内酸素ストレージ量を読み込む。この触媒内酸素ストレージ量は図示せぬ他のルーチンにより触媒前後の空燃比センサ１１，１２の出力等に基づいて機関運転中に常時算出・モニタされる。ステップＳ１３では、この触媒内酸素ストレージ量がリーン寄りであるかを判定する。例えばリーン側の所定のしきい値よりもリーン側であるかを判定する。リーン寄りと判定されれば、ステップＳ１４へ進み、例えば燃料噴射量を一時的に増量することで、空燃比を一時的にリッチ側へ大きく変化させる、いわゆるリッチスパイクを行う。
【００３１】
ステップＳ１５では、この触媒内酸素ストレージ量がリッチ寄りであるかを判定する。例えばリッチ側の所定のしきい値よりもリッチ側であるかを判定する。リッチ寄りと判定されなければ、後述するステップＳ２０へ進む。リッチ寄りと判定され、かつ、ステップＳ１６で機関始動直後と判定されなければ、ステップＳ１７へ進み、例えば燃料噴射量を一時的に減量することで、空燃比を一時的にリーン側へ大きく変化させる、いわゆるリーンスパイクを行う。一方、ステップＳ１６で機関始動直後と判定された場合、ステップＳ１７のリーンスパイクを行うことなく、ステップＳ１８へ進む。
【００３２】
ステップＳ１８では、切換弁５を一時的に開弁する。つまり、切換弁５を所定の極短時間だけ開いた後に閉じる。ここで、ステップＳ１４又はＳ１７のリッチ・リーンスパイクが行われた場合、このスパイクによる排気ガスの空燃比の一時的な変動に対応して、つまり変動した排気ガスが切換弁５まで到達する距離・時間を勘案して切換弁５の一時的な開弁の開始時期や開弁時間が設定される。
【００３３】
ステップＳ１９では、床下触媒４の前後の空燃比センサ１１，１２の出力差ΔＡ／Ｆ（｜上流側空燃比センサ１１の出力−下流側空燃比センサ１２の出力｜）が、所定の判定値α２未満であるかを判定する。出力差ΔＡ／Ｆが判定値α２未満であれば床下触媒４が活性化していると判断し、ステップＳ２１へ進んで切換弁５を開とする。出力差ΔＡ／Ｆが判定値α２以上であれば、ステップＳ２０へ進む。
【００３４】
ステップＳ２０では、排気温度センサ３０により検出される触媒上流の排気温度が、床下触媒４の活性温度に対応する所定の活性温度相当値α１を超えているかを判定する。活性温度相当値α１を超えていれば、床下触媒４が活性していると判断して、ステップＳ２１へ進んで切換弁５を開とする。
【００３５】
このような本実施例の制御を適用した場合の動作について、図３〜図５のタイミングチャートを参照して説明する。
【００３６】
図３は燃料カットを伴う車両減速状態からの燃料カットリカバー状態への過渡期を示している。燃料カットを伴う車両減速状態では、温度低下条件が成立して切換弁５が閉じられ、かつ、燃料カットにより触媒内酸素ストレージ量はリーン側へ大きく偏るために、リッチスパイクが行われ（Ｓ１４，Ｆ１）、これによる空燃比の変動に応じて切換弁５が一時的に開かれる（Ｓ１８，Ｆ２）。これによって、リッチスパイクにより空燃比が一時的に変動した排気ガスは、その大半がバイパス通路７側へ流れることなく、図１のハッチングを施した切換弁下流のメイン通路３ａを通ってメイン触媒コンバータ４へ供給されることとなり、バイパス通路７に介装されたバイパス触媒コンバータ８により空燃比の変動が吸収・鈍ることがない。この結果、上流側空燃比センサ１１の出力に空燃比の変動が良好に表れることとなる（Ｆ３）。
【００３７】
一方、下流側空燃比センサ１２の出力は、床下触媒４の活性状態により異なり、触媒が活性していれば、触媒内にストレージされている酸素と反応することでリッチスパイクによる空燃比の変動が抑制される一方、触媒が未活性であれば、破線Ｆ４に示すように、リッチスパイクによる変動がそのまま表れることとなる。従って、触媒前後の空燃比センサ１１，１２の出力差ΔＡ／Ｆが判定値α２未満であれば、触媒が活性化していると判断し、切換弁５が開かれる（Ｓ１９，Ｓ２１）。これによって、仮に触媒上流の排気温度が活性温度相当値α１に達していなくても、切換弁５が速やかに開くこととなり、上述したようなバイパス触媒コンバータ８の熱劣化を抑制することができる。
【００３８】
また、空燃比フィードバック制御に用いられる触媒前後の空燃比センサ１１，１２や、触媒早期活性化による排気改善のための流路切換弁５など、既存の部品を用いて触媒活性判定を行うことができ、新たな部品の追加を敢えて必要とせず、適用が容易である。
【００３９】
更に、触媒内酸素ストレージ量のリーン側、リッチ側への偏りに応じてリッチ・リーンスパイクを切り換えることで、触媒内酸素ストレージ量を中立状態に保つことができる。つまり、触媒内酸素ストレージ量を中立状態へ遷移させるためのリッチ・リーンスパイクを利用して、触媒の活性判定を容易に行うことができる。
【００４０】
加えて、このような燃料カットを伴う車両減速状態では、通常、燃料カットリカバー時にはリッチスパイクが行われることから、このようなリッチスパイクを利用することで、より簡易的に触媒活性の判定を行うことも可能である。
【００４１】
一方、図４に示すように、触媒内酸素ストレージ量がリッチ側へ偏っている場合には、リーンスパイクが行われることとなる（Ｓ１７，Ｆ５）。この場合、リッチスパイクを行う場合に比して、排気エミッションや燃費性能の低下を更に抑制することができる。
【００４２】
図５に示すように、機関始動直後の切換弁閉の状態では、切換弁５の下流側のメイン通路３ａ内には大気つまりリーンガスで満たされているために、この機関始動直後に限り、切換弁５を一時的に開弁することで、リーンガスがメイン触媒コンバータ４へと供給され、上記のリーンスパイクを行う場合と同様、メイン触媒コンバータ４へ供給される排気ガスの空燃比を一時的にリーン側に変化させることができる。従って、機関始動直後で、かつ、触媒内酸素ストレージ量がリッチ側へ偏っている場合には、切換弁５を一時的に開弁することで、空燃比を一時的に変化させることができ、破線Ｆ６に示すようなリーンスパイクを省略できるために、更に簡易的に触媒活性診断を行うことができる。
【００４３】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、ステップＳ１４，Ｓ１７では、スロットル弁や可変動弁機構による吸入空気量の増減を利用して、リッチ・リーンスパイクを行うようにしても良い。また、簡素化のために、排気温度センサ３０を省略し、ステップＳ２０の処理を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の一実施例に係る排気制御装置を適用した内燃機関を示す構成図。
【図２】本実施例の制御の流れを示すフローチャート。
【図３】本実施例に係る燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図４】同じく本実施例に係る燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図５】本実施例に係る機関始動時のタイミングチャート。
【図６】参考例に係る燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４５】
３…メイン通路
４…メイン触媒コンバータ
５…流路切換弁
７…バイパス通路
８…バイパス触媒コンバータ
１０…上流側空燃比センサ（空燃比検出手段）
１１…下流側空燃比センサ（空燃比検出手段）
２７…エンジンコントロールユニット（制御部）
３０…排気温度センサ
【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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