(57)【要約】【課題】触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制する。【解決手段】フューエルカット（ＦＣ）制御を実行可能な内燃機関において、ＦＣ制御の実行要求があった時点において活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差が所定の上限値以上に大きく且つ触媒温度が所定上限温度以上に高い場合にはＦＣ制御の実行を保留する。【選択図】図９
2014218918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行することができ且つ前記燃焼室から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記排気ガス浄化装置は、前記排気ガスに含まれる特定の成分の酸化反応又は還元反応を活性化する活性元素と当該活性元素を担持する担体とを含んでなる触媒を備え、
前記触媒において、前記触媒の温度が第１固溶温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体に固溶し、前記触媒の温度が析出温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体から析出し、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記活性元素の前記担体への固溶の程度に対応する固溶度と目標固溶度との偏差を算出すること、
前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留すること、
を特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記偏差が前記第１閾値よりも大きい予め定められた第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
を特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第１期間よりも短い予め定められた第２期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び
前記偏差が前記第１閾値未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留しないこと、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、
前記偏差が０（ゼロ）以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第３期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び
前記偏差が０（ゼロ）未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第３期間よりも短い予め定められた第４期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように空燃比制御を行う増量処理が実行されていた場合は、当該増量処理が完了した後に、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第５期間において、前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び／又は
前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合機の空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行されていた場合は、前記燃焼室への燃料の供給量を増量して前記燃焼室に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりも小さくする燃料供給増量制御を実行し、前記燃料供給停止制御の実行を保留すること、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。より詳しくは、本発明は、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野においては、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中に含まれる特定の成分を浄化する排気ガス浄化用触媒を備える排気ガス浄化装置が知られている。一般に、かかる排気ガス浄化用触媒は、排気ガス中に含まれる特定成分の酸化反応または還元反応を活性化するための元素（以降、かかる元素を「活性元素」と称する場合がある）と、この活性元素を担持する担体とを有する。かかる触媒においては、その使用に伴い、活性元素（例えば、触媒活性を有する貴金属元素）の凝集による粒成長に伴う表面積の縮小に起因して、触媒が排気ガス中に含まれる特定の成分を浄化する能力（本明細書において、「浄化能力」と称する場合がある）が低下することが知られている。
【０００３】
そこで、当該技術分野においては、上記のような構成を有する触媒として、複合酸化物からなる担体を使用し、その内部雰囲気が酸化雰囲気である場合には活性元素が担体内に固溶し、その内部雰囲気が還元雰囲気である場合には活性元素が担体から析出する性質を有するものが広く使用されている。かかる触媒においては、内燃機関の運転状況に応じて酸化雰囲気下における担体（複合酸化物）への活性元素の固溶と還元雰囲気下における担体からの活性元素の析出とを繰り返すことにより、上述した粒成長を抑制することができる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところが、内燃機関の運転中は、内燃機関の運転状況に応じて、触媒の温度（本明細書において、「触媒温度」と称する場合がある）及び触媒に流入する排気ガスにおける空燃比（本明細書において、「排気空燃比」と称する場合がある）が変化する。具体的には、触媒温度が、上記活性元素が担体中に固溶することが可能な温度（本明細書において、「所定固溶温度」と称する場合がある）に達したり、上記活性元素が担体中から析出することが可能な温度（本明細書において、「所定析出温度」と称する場合がある）に達したりする場合がある。また、排気空燃比が、理論空燃比よりリーン（希薄）な空燃比になったり、理論空燃比よりもリッチ（濃厚）な空燃比になったりする場合がある。その結果、触媒の内部雰囲気は、酸化雰囲気になったり、還元雰囲気になったりする場合がある。
【０００５】
従って、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときには担体への活性元素の固溶が進行し、触媒温度が析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときには担体からの活性元素の析出が進行する。内燃機関の運転状況によっては、かかる活性元素の固溶と析出とのバランスが崩れ、触媒機能を発揮することができる活性元素（即ち、担体から析出している活性元素）の量が変化し、結果として触媒の浄化能力が変化する場合がある。加えて、上述したように、触媒の使用に伴い、活性元素の凝集による粒成長に伴う表面積の縮小に起因して触媒の浄化能力が低下することが知られている。
【０００６】
そこで、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒においては、例えば、触媒温度が所定固溶温度以上である状況下でのフューエルカット制御（以降、かかる制御を「ＦＣ制御」と称する場合がある）を禁止することにより酸化雰囲気下での活性元素の固溶の進行を防止して活性元素の粒成長に起因する触媒の浄化能力の低下を抑えたり、燃料噴射量を増量することにより触媒の温度を下げて熱劣化を防止したりする試みがなされてきた。つまり、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒においては、触媒の劣化を予め見込んで触媒の初期の浄化能力を高く設定し、使用に伴う触媒の劣化を抑制することに設計の主眼が置かれてきた。
【０００７】
上記につき、添付図面を参照しながら詳しく説明する。図１は、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒の浄化能力のユースフルライフ（耐用年数・有効寿命）に亘る推移を表す模式的なグラフである。図１に示すグラフの横軸は触媒の使用期間（例えば、内燃機関が車両に搭載される場合は走行距離としてもよい）を表し、縦軸は排気ガスにおける特定の成分の含有率（以降、かかる事項を「エミッション」と称する場合がある）を表す。従って、図１に示すグラフ中の細い実線によって表される曲線は、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒の浄化能力のユースフルライフに亘る推移を表している。
【０００８】
図１に示す従来技術に係る排気ガス浄化用触媒においても、上述したように、触媒の劣化を予め見込んで触媒の初期の浄化能力を高く設定し、使用に伴う触媒の劣化によってエミッションが悪化（排気ガス中の特定の成分の含有率が上昇）しても、所定の上限値（図１に示すグラフにおける細い点線）を超えないように設計されている。従って、例えば、エミッションに関する規制の強化等に伴って排気ガス浄化用触媒としての浄化能力の向上が求められる場合（図１中の黒い矢印によって示す）、より長いユースフルライフが要求される場合（図１中の白抜きの矢印によって示す）等においては、図１に示すグラフ中の太い実線によって表される曲線のように、ユースフルライフの終盤においても、より低レベルのエミッションを達成することができるように設計する必要がある。
【０００９】
また、上記のようにして設計された触媒がユースフルライフ（耐用年数・有効寿命）に亘って所望の浄化能力を維持することができるか否かについては、例えば、各種耐久試験（加速試験を含む）を行い、耐久試験後の触媒を使用する内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスにおける特定の成分の含有率（エミッション）等を評価し、触媒の設計仕様を見直すという、膨大な工数を要するプロセスを繰り返す必要があった。
【００１０】
更に、上述したように内燃機関の運転中に触媒の浄化能力が変化した場合においても内燃機関に所望の性能を発揮させるためには、かかる触媒の浄化能力の変化を考慮した上で内燃機関に関する制御（以降、かかる制御を「機関制御」と称する場合がある）に用いられる制御ロジックを構築し、斯くして構築された制御ロジックに基づいて機関制御を行う必要がある。しかしながら、上述したように、内燃機関の運転中に生じ得る触媒の浄化能力の変化は、例えば内燃機関の運転状況及び触媒の使用程度等によって影響されるため、かかる触媒の浄化能力の変化を考慮した上で制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは極めて煩雑であると言うことができる。
【００１１】
そこで、当該技術分野においては、例えば、内燃機関の運転中に行われる空燃比制御に積極的に介入することにより、上述したような触媒の浄化能力の変化を制御しようとする種々の試みが提案されている。例えば、触媒が所定温度以上の状態で空燃比リーンの排気ガスに晒された時間を高温リーン時間として積算し、この高温リーン時間が所定時間以上になったときにエンジンの空燃比をリッチに切り換えることにより、酸化物よりなるサポート材に固溶した触媒金属を析出させ、触媒の活性が低下することを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【００１２】
また、活性元素の固溶度が目標値又は目標範囲の下限値よりも小さく且つ触媒温度が所定固溶温度以上である場合には排気空燃比が理論空燃比よりもリーンになるように制御し、活性元素の固溶度が目標値又は目標範囲の上限値よりも大きく且つ触媒温度が所定析出温度以上であるときには排気空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように制御する技術が本出願人により提案されている。更に、触媒温度が第１の閾値以上であるときに燃料供給停止制御の実行が禁止される場合において、触媒の使用度合が所定度合以下である間は上記第１の閾値をその基準値よりも低い値に設定し、触媒温度が第２の閾値以上であるときに燃料供給増量制御の実行が許可される場合において、触媒の使用度合が所定度合以下である間は上記第２の閾値をその基準値よりも高い値に設定する技術もまた本出願人により提案されている。
【００１３】
上述した何れの技術によっても、内燃機関の運転中に行われる空燃比制御に積極的に介入することにより、上述したような触媒の浄化能力の変化を制御することができるので、結果として、例えば、機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築したり、機関制御を比較的簡便に行ったりすることが可能となる。
【００１４】
しかしながら、昨今の内燃機関においては、例えば、省エネルギー、地球環境保護等の観点から、高度な空燃比制御を行うことにより、運転性能の維持と燃費及びエミッションの改善とを高い次元で両立させようとするものが多い。従って、上述したように触媒の浄化能力の変化を制御することを目的として空燃比制御への積極的な介入を実施すると、極僅かではあるものの、空燃比制御によって達成される燃費及びエミッションの改善効果が妨げられ、結果として燃費及びエミッションの悪化を招く虞がある。
【００１５】
従って、当該技術分野においては、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる技術に対する要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９６５７５号
【特許文献２】特開２００６−１８３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前述のように、当該技術分野においては、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる技術に対する要求が存在する。即ち、本発明は、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の上記目的は、
燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行することができ且つ前記燃焼室から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記排気ガス浄化装置は、前記排気ガスに含まれる特定の成分の酸化反応又は還元反応を活性化する活性元素と当該活性元素を担持する担体とを含んでなる触媒を備え、
前記触媒において、前記触媒の温度が第１固溶温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体に固溶し、前記触媒の温度が析出温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体から析出し、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記活性元素の前記担体への固溶の程度に対応する固溶度と目標固溶度との偏差を算出すること、
前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留すること、
を特徴とする、内燃機関の制御装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術に係る排気ガス浄化用触媒の浄化能力のユースフルライフ（耐用年数・有効寿命）に亘る推移を表す模式的なグラフである。
【図２】種々の触媒温度と排気空燃比との組み合わせに対応する、触媒における活性元素の固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を示す模式的なグラフである。
【図３】ある時点で検出された触媒温度及び排気空燃比に基づいて触媒における活性元素の固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を特定し、斯くして特定された増加幅及び減少幅を積算することにより、ある時点での触媒における活性元素の固溶度を算出する処理の流れを表すフローチャートである。
【図４】種々の触媒温度での、排気空燃比がリッチである場合、リーンである場合、及びストイキ（理論空燃比）である場合における活性元素の固溶度の平衡値（収束値）を表す模式的なグラフである。
【図５】ユースフルライフに亘る目標固溶度の設定値とストイキ安定点との関係を表す模式的なグラフである。
【図６】本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置においてＦＣ制御の実行要求があった時点における活性元素の担体への固溶度及び触媒温度が所定の条件を満たす場合にＦＣ制御の実行を開始する前に排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する期間の長さと触媒温度との関係を示す模式的なグラフである。
【図７】触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定することにより、触媒の使用期間が長くなるにつれて担体から析出している活性元素の量を増やした場合におけるユースフルライフに亘るエミッションの変化を表す模式的なグラフである。
【図８】本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置において実行されるフラグ設定ルーチンにおける処理の流れを表すフローチャートである。
【図９】本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【図１０】本発明のもう１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御における各種処理の流れを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
前述のように、本発明は、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える内燃機関において、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することを１つの目的とする。
【００２２】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置を備える、ＦＣ制御を実行可能な内燃機関において、ＦＣ制御の実行要求があった時点において活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差が所定の上限値以上に大きく且つ触媒温度が所定上限温度以上に高い場合にはＦＣ制御の実行を保留することにより、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制することができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００２３】
即ち、本発明の第１の実施態様は、
燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行することができ且つ前記燃焼室から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記排気ガス浄化装置は、前記排気ガスに含まれる特定の成分の酸化反応又は還元反応を活性化する活性元素と当該活性元素を担持する担体とを含んでなる触媒を備え、
前記触媒において、前記触媒の温度が第１固溶温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体に固溶し、前記触媒の温度が析出温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体から析出し、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記活性元素の前記担体への固溶の程度に対応する固溶度と目標固溶度との偏差を算出すること、
前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留すること、
を特徴とする、内燃機関の制御装置である。
【００２４】
上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関は、燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行することができ且つ前記燃焼室から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える内燃機関である。ここで、燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御とは、例えば、前述したフューエルカット制御（ＦＣ制御）を指し、内燃機関の運転状態が特定の状態（以降、かかる状態を「フューエルカット許可状態」と称する場合がある）にあるときに燃焼室への燃料の供給量を零とする制御である。
【００２５】
また、本実施態様に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関が備える排気ガス浄化装置は、燃焼室から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置であって、前述したように、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出する触媒を使用する排気ガス浄化装置である。より具体的には、本実施態様に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関が備える排気ガス浄化装置は、前記排気ガスに含まれる特定の成分の酸化反応又は還元反応を活性化する活性元素と当該活性元素を担持する担体とを含んでなる触媒を備え、前記触媒において、前記触媒の温度が第１固溶温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体に固溶し、前記触媒の温度が析出温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに前記活性元素が前記担体から析出する。
【００２６】
上記触媒は、特に限定されるものではないが、例えば、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び未燃炭化水素（ＨＣ）を高い浄化率で同時に浄化することができる所謂「三元触媒」であってもよい。尚、排気ガスにおける空燃比とは、当業者に周知であるように、燃焼室に供給される燃料の量に対する燃焼室に吸入される空気の量の比を指す。
【００２７】
また、上記活性元素は、上述したように担体に固溶し且つ上述したように担体から析出する性質を有する元素であれば、如何なる元素であってもよく、具体例としては、例えば、ロジウム（Ｒｈ）を挙げることができる。更に、担体を構成する材料は、上述したように活性元素を固溶させ且つ上述したように活性元素を析出させる性質を有する材料であれば、如何なる材料であってもよく、具体例としては、例えば、スピネル構造を有するＭｇＡｌ２Ｏ４、ペロブスカイト構造を有するＭＡｌ２Ｏ３（Ｍは金属）等の複合酸化物を挙げることができる。
【００２８】
上記第１固溶温度は、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が担体に固溶することができる温度であり、触媒を構成する活性元素及び担体を構成する材料によって定まる。また、上記析出温度は、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が担体から析出することができる温度であり、触媒を構成する活性元素及び担体を構成する材料によって定まる。第１固溶温度及び析出温度は、例えば、事前実験等によって確認することができる。尚、第１固溶温度と析出温度とは、同じである場合もあり、異なる場合もあり得る。
【００２９】
前述したように、上記のような排気ガス浄化装置を備える内燃機関を制御する従来技術に係る制御装置においては、（例えば、活性元素の凝集による粒成長に伴う表面積の縮小、酸化雰囲気下での活性元素の固溶の進行等に起因する）使用に伴う触媒の劣化を予め見込んで触媒の初期の浄化能力を高く設定すると共に使用に伴う触媒の劣化を抑制することにより、所望の触媒の浄化能力をユースフルライフに亘って維持しようとするのが一般的であった。
【００３０】
ところが、前述したように、内燃機関の運転中は、内燃機関の運転状況に応じて、触媒温度が所定固溶温度に達したり、逆に所定析出温度に達したりする場合があり、排気空燃比が理論空燃比よりリーン（希薄）な空燃比になったり、理論空燃比よりもリッチ（濃厚）な空燃比になったりする場合がある。その結果、触媒の内部雰囲気は、酸化雰囲気になったり、還元雰囲気になったりする場合がある。このように内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御に任せていたのでは、触媒における活性元素の固溶度が意図せぬ変化を生じ、結果として所望の触媒の浄化能力をユースフルライフに亘って維持することが困難となる虞がある。
【００３１】
そこで、従来技術に係る制御装置においては、前述したように内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御に積極的に介入することにより触媒の浄化能力の変化を制御しようとする種々の試みがなされてきた。しかしながら、内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御の結果として触媒における活性元素の固溶度が過度に高くなった場合は内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御に拘わらず理論空燃比よりもリッチ（濃厚）な空燃比とし、内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御の結果として触媒における活性元素の固溶度が過度に低くなった場合は内燃機関の運転状況に応じた空燃比制御に拘わらず理論空燃比よりもリーン（気迫）な空燃比とするという介入方法では、触媒の浄化能力の低下を抑制することはできるものの、空燃比制御によって達成されるべき燃費及びエミッションの改善効果が妨げられ、結果として燃費及びエミッションの悪化を招く虞があった。
【００３２】
特に、排気空燃比が理論空燃比よりリーン（希薄）となるＦＣ制御が実行される内燃機関においては、ＦＣ制御に伴って触媒における活性元素の固溶度が過度に高くなる虞がある。触媒における活性元素の固溶度が過度に高くなると、排気空燃比が理論空燃比よりリッチ（濃厚）となるように空燃比制御に介入して、触媒における活性元素の固溶度を低下させる必要がある。その結果、折角ＦＣ制御によって燃費を改善しても、かかる空燃比制御への介入（排気空燃比のリッチ化）により燃費及び／又はエミッションが悪化する虞がある。即ち、ＦＣ制御が実行される内燃機関において、燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ触媒の浄化能力の意図せぬ変化を抑制するためには、ＦＣ制御に伴って触媒における活性元素の固溶度が過度に高くなることを防止することが重要である。
【００３３】
そこで、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上記のような構成を有する排気ガス浄化装置を備える内燃機関の制御において、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記活性元素の前記担体への固溶の程度に対応する固溶度と目標固溶度との偏差を算出する。そして、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留する。
【００３４】
本実施態様に係る内燃機関の制御装置において、燃料供給停止制御の実行が要求される時点における活性元素の担体への固溶の程度に対応する固溶度は、触媒に含まれる活性元素のうち担体に固溶している活性元素の割合を表す。かかる固溶度を求める方法は、特に限定されるものではなく、例えば、触媒における活性元素の固溶度を検出するセンサによって検出してもよく、あるいは内燃機関に関する各種パラメータに基づいて算出又は推定してもよい。
【００３５】
後者の場合、ある時点での触媒における活性元素の固溶度は、例えば、当該触媒における触媒温度及び排気空燃比のその時点に至るまでの推移の履歴に基づいて算出してもよい。この場合、触媒温度が第２固溶温度以上であり且つ排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに固溶度の算定値が増加され、触媒温度が第２固溶温度以上であり且つ排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに固溶度の算定値が減少されるようにして、触媒における活性元素の固溶度を算出してもよい。また、触媒温度が第２固溶温度以上であり且つ排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに固溶度の算定値が増加される際の増加幅は、触媒温度が高いほど大きく、排気空燃比が大きいほど大きくなるように設定してもよい。一方、触媒温度が第２固溶温度以上であり且つ排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに固溶度の算定値が減少される際の減少幅は、触媒温度が高いほど大きく、排気空燃比が小さいほど大きくなるように設定してもよい。
【００３６】
尚、上記のようにして、ある時点での触媒における活性元素の固溶度を算出する場合、例えば、種々の触媒温度と排気空燃比との組み合わせに対応する固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を、例えば、データテーブル（マップ）又は関数等によって予め定めておき、予め定められた周期で触媒温度及び排気空燃比を検出し、検出された触媒温度及び排気空燃比に対応する固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を上記データテーブル（マップ）又は関数等に基づいて特定し、斯くして特定された固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を積算することにより、ある時点での触媒における活性元素の固溶度を算出することができる。尚、触媒における活性元素の固溶度の初期値は、例えば事前実験等によって確認することにより予め定めることができる。
【００３７】
ここで、検出された触媒温度及び排気空燃比に対応する固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を上記データテーブル（マップ）又は関数につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図２は、前述したように、種々の触媒温度と排気空燃比との組み合わせに対応する、触媒における活性元素の固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を示す模式的なグラフである。図２に示すグラフの横軸は触媒温度を表し、縦軸は固溶度の算定値の増加幅（ΔＡ）及び減少幅（ΔＢ）の大きさを表しており、増加幅（ΔＡ）は正の値として、減少幅（ΔＢ）は負の値として設定されている。また、図２に示す例においては、増加幅（ΔＡ）及び減少幅（ΔＢ）の絶対値が触媒温度が高いほど大きくなるように設定されている。尚、図２に示すグラフにおいては、排気空燃比がリーンである場合における増加幅（ΔＡ）と触媒温度との対応関係を表す曲線及び排気空燃比がリッチである場合における減少幅（ΔＢ）と触媒温度との対応関係を表す曲線がそれぞれ１本ずつ描かれているが、種々の排気空燃比における対応関係を表す複数の曲線をそれぞれについて定めてもよい。
【００３８】
次に、上記のようにして定められた種々の排気空燃比における固溶度の算定値の増加幅（ΔＡ）及び減少幅（ΔＢ）と触媒温度との対応関係に基づいて、ある時点での触媒における活性元素の固溶度を算出する処理につき、図３を参照しながら、以下に詳しく説明する。図３は、前述したように、ある時点で検出された触媒温度及び排気空燃比に基づいて触媒における活性元素の固溶度の算定値の増加幅及び減少幅を特定し、斯くして特定された増加幅及び減少幅を積算することにより、ある時点での触媒における活性元素の固溶度を算出する処理の流れを表すフローチャートである。図３に示すように、先ず、ステップＳ３０１において、ある時点での触媒温度が取得される。当該触媒温度は、例えば、触媒又は触媒の近傍に配設された温度センサ等の検出手段によって直接測定されるものであってもよい。あるいは、当該触媒温度は、例えば、排気ガスの温度等から間接的に算出又は推定されるものであってもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ３０２において、その時点での排気空燃比を取得する。当該排気空燃比は、例えば、内燃機関から排出される排気ガスの排出経路に配設された空燃比センサ等の検出手段を利用して検出することができる。次に、ステップＳ３０３において、例えば、図２に示すグラフによって表されるようなデータテーブル（マップ）又は関数等に基づいて、上記ステップＳ３０１及びＳ３０２において取得された触媒温度及び排気空燃比から、触媒における活性元素の固溶度の算定値の増加幅（ΔＡ）又は減少幅（ΔＢ）を特定する。次に、ステップＳ３０４において、上記ステップＳ３０３において特定された増加幅（ΔＡ）又は減少幅（ΔＢ）を固溶度の算定値に積算する。以上のようなルーチンを所定の期間が経過する毎に実行することにより、触媒における活性元素の担体への固溶度の算定値が所定の期間が経過する毎に更新され、触媒における活性元素の固溶度として算出される。
【００４０】
本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、例えば上述したようにして算出される燃料供給停止制御の実行が要求された時点での触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差を算出する。ここで、目標固溶度は、例えば、触媒を構成する活性元素と担体を構成する材料との組み合わせ、触媒の構成（例えば、担体に担持される活性元素の粒子径等）等に応じて、所期の浄化能力を当該触媒が発揮することが可能であるように、適宜設定することができる。目標固溶度は、ユースフルライフに亘って一定に設定されてもよく、あるいは触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように設定されてもよい。
【００４１】
一般的に、触媒機能を発揮することができる活性元素（即ち、担体から析出している活性元素）の量が一定である場合、触媒の浄化能力は触媒の使用期間が長くなるにつれて低下する傾向がある。従って、ユースフルライフに亘って所期の浄化能力を確保するためには、触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定し、斯くして設定された目標固溶度に近付くように触媒における活性元素の固溶度を制御することにより、触媒の使用期間が長くなるにつれて担体から析出している活性元素の量を増やすことが望ましい。
【００４２】
ここで、添付図面を参照しながら、触媒温度及び触媒の周囲雰囲気（排気空燃比に相当）と触媒における活性元素の固溶度との関係につき、以下に詳しく説明する。図４は、前述したように、種々の触媒温度での、排気空燃比がリッチ（理論空燃比より濃厚）である場合、リーン（理論空燃比より希薄）である場合、及びストイキ（理論空燃比）である場合における活性元素の固溶度の平衡値（収束値）を表す模式的なグラフである。換言すれば、図４は、種々の触媒温度における、排気空燃比がリッチである場合の固溶度の可動範囲、排気空燃比がリーンである場合の固溶度の可動範囲、及び排気空燃比がストイキである場合の固溶度の収束値、をそれぞれ表す模式的なグラフである。
【００４３】
図４に示すグラフの横軸は触媒温度を表し、縦軸は触媒における活性元素の固溶度を表す。つまり、図４に示すグラフにおいて、縦軸における値が大きいほど固溶度が大きく（エミッションが悪く）、縦軸における値が小さいほど固溶度が小さい（エミッションが良い）。また、図４に示す例においては、活性元素としてロジウム（Ｒｈ）を、担体を構成する材料としてスピネル構造を有するＭｇＡｌ２Ｏ４を、それぞれ採用し、触媒において担体に担持される活性元素の粒子径は比較的大きくした（例えば、５ｎｍ以上）。
【００４４】
図４に示す点線によって表されているように、排気空燃比がストイキである場合は、触媒温度に拘わらず、固溶度がある一定の安定値（以降、かかる固溶度の値を「ストイキ安定点」と称する場合がある）に収束する。但し、触媒温度が低い場合は、触媒温度が高い場合と比較して、活性元素の酸化還元反応速度が低いため、固溶度が収束するのに要する時間が長くなる。また、図４に示す矢印Ａによって表されているように、ストイキ安定点に該当する固溶度は、触媒の使用期間が長くなるにつれて徐々に低下することが認められている。
【００４５】
上記に対し、排気空燃比がリッチである場合は、図４に示す実線によって表されているように、触媒における活性元素の固溶度がストイキ安定点よりも低い値に収束する。また、当該収束値のストイキ安定点からの乖離度合いは触媒温度が高いほど大きくなる。一方、排気空燃比がリーンである場合は、図４に示す破線によって表されているように、触媒における活性元素の固溶度がストイキ安定点よりも高い値に収束する。また、当該収束値のストイキ安定点からの乖離度合いは触媒温度が高いほど大きくなる。
【００４６】
以上のように、内燃機関の運転中は、その時々の触媒温度及び排気空燃比に応じて、図４に示す実線によって表される下限と破線によって表される上限との間で、触媒における活性元素の固溶度が変動する。加えて、排気空燃比がストイキである際には、ストイキ安定点に向かって固溶度が収束しようとする。その結果、目標固溶度をストイキ安定点よりも低く設定した場合は、固溶度を制御して目標固溶度に一致させても、排気空燃比がリッチ又はリーンである場合を除き（即ち、排気空燃比がストイキである場合）、目標固溶度よりも高い固溶度（ストイキ安定点）に向かって固溶度が自ずと変化するため、固溶度が目標固溶度よりも高くなりがちである。一方、目標固溶度をストイキ安定点よりも高く設定した場合は、固溶度を制御して目標固溶度に一致させた後、排気空燃比がリッチ又はリーンではない場合（即ち、排気空燃比がストイキである場合）、目標固溶度よりも低い固溶度（ストイキ安定点）に向かって固溶度が自ずと変化するため、固溶度が目標固溶度よりも低くなりがちである。従って、上述したように触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定しようとする場合は、例えば、図５に示すグラフによって表されるように、目標固溶度をストイキ安定点よりも高く設定することが望ましい。
【００４７】
上述したように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述したように算出されるある時点での触媒における活性元素の固溶度と上記のように設定される目標固溶度との偏差を算出する。ある時点での固溶度と目標固溶度との偏差は、固溶度から目標固溶度を減ずることによって算出することができる。従って、固溶度が目標固溶度よりも大きい場合、当該偏差は正の値となり、固溶度が目標固溶度よりも小さい場合は、当該偏差は負の値となる。
【００４８】
次に、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述したように、前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留する。
【００４９】
上記において、第１閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の下限値である。換言すれば、第１閾値は、目標固溶度と一致するように制御されるべき触媒における活性元素の固溶度の許容範囲の下限値に対応する値であると言うことができる。例えば、上述したように、固溶度と目標固溶度との偏差を固溶度から目標固溶度を減ずることによって算出する場合、典型的には、第１閾値は負の値である。第１閾値の具体的な値は、例えば、触媒を構成する活性元素と担体を構成する材料との組み合わせ、触媒の構成（例えば、担体に担持される活性元素の粒子径等）等に応じて、所期の浄化能力を当該触媒が発揮することが可能な固溶度の範囲を例えば事前実験等によって確認することにより定めることができる。
【００５０】
また、上記において、第２固溶温度は、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気にある状態において、その温度以上の温度に触媒温度が達した場合は、活性元素が担体に固溶すると判定される温度であり、触媒を構成する活性元素及び担体を構成する材料によって定まる。第２固溶温度は、例えば、事前実験等によって確認することができる。尚、第２固溶温度は、前述した第１固溶温度と同じであっても、あるいは異なっていてもよい。具体的には、第２固溶温度は、例えば、前述した第１固溶温度の最低値以上の温度に設定することができる。この場合、例えば、燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善よりも、燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間において触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する処理による固溶度の更なる上昇の抑制を優先したい場合は、第２固溶温度を第１固溶温度の最低値に等しい温度又は第１固溶温度の最低値に近い温度に設定することができる。一方、例えば、燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間において触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する処理による固溶度の更なる上昇の抑制効果がある程度低減されても、当該処理に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制したい場合は、第２固溶温度を第１固溶温度の最低値よりも高い温度に設定することができる。
【００５１】
斯くして、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留する。固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値以上である状況は、触媒における活性元素の固溶度が許容範囲の下限値以上である状況を意味する。また、触媒の温度が第２固溶温度以上である状況は、排気空燃比がリーンになると触媒における活性元素の担体への固溶が進行して触媒における活性元素の固溶度が更に上昇する状況を意味する。従って、偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ触媒の温度が第２固溶温度以上である場合において燃料供給停止制御を直ちに実行すると、既に許容範囲の下限値以上の値となっている固溶度が更に上昇して、場合によっては許容範囲から逸脱する虞がある。
【００５２】
しかしながら、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述したように、前記偏差が予め定められた第１閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留する。
【００５３】
これにより、偏差が第１閾値以上であり且つ触媒温度が第２固溶温度以上である場合は、燃料供給停止制御の実行が保留されるので、燃料供給停止制御による燃費及びエミッションの改善効果は若干低下するものの、燃料供給停止制御を直ちに実行した場合におけるように既に許容範囲の下限値以上の値となっている固溶度が更に高まることを抑制することができる。その結果、触媒における活性元素の固溶度が過度に上昇して触媒の浄化能力が著しく低下することを抑制することができる。また、斯くして固溶度が過度に上昇することが抑制されるので、過度に高まった固溶度に起因して著しく低下した触媒の浄化能力を回復させるために過剰な燃料を内燃機関に供給して排気空燃比をリッチにする頻度を低減することにより、燃費及びエミッションの悪化をも抑制することができる。
【００５４】
尚、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述したような固溶度制御を予め定められた周期で繰り返し実行することができる。例えば、上述したような固溶度制御を実行するためのアルゴリズムを記述したプログラムを当該制御装置が備えるデータ記憶装置（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等）に格納しておき、当該アルゴリズムに従って、当該制御装置が備える中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に各種演算処理を実行させることにより、上述したような固溶度制御を予め定められた周期で繰り返し実行することができる。
【００５５】
ところで、本実施態様に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関において燃料供給停止制御の実行が要求される際に、当該制御装置によって制御される排気ガス浄化装置が備える触媒における活性元素の担体への固溶度が許容範囲の上限値以上に過度に高まっている場合において燃料供給停止制御を直ちに実行すると、既に過度に高い状況にある触媒における活性元素の固溶度が更に上昇して、許容範囲から著しく逸脱する虞が高い。従って、かかる場合においては、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気にある状態において活性元素が担体に固溶し得る温度（即ち、第２固溶温度）以上の温度に触媒温度が達している期間中は燃料供給停止制御の実行を確実に保留すべきである。換言すれば、かかる場合においては、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するまで、燃料供給停止制御の実行を確実に保留すべきである。
【００５６】
従って、本発明の第２の実施態様は、
本発明の前記第１の実施態様に係る内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記偏差が前記第１閾値よりも大きい予め定められた第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
を特徴とする、内燃機関の制御装置である。
【００５７】
上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記偏差が前記第１閾値よりも大きい予め定められた第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する（以降、かかる制御を「ストイキ制御」と称する場合がある）。
【００５８】
上記において、第２閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の上限値である。換言すれば、第２閾値は、目標固溶度と一致するように制御されるべき触媒における活性元素の固溶度の許容範囲の上限値に対応する値であると言うことができる。例えば、上述したように、固溶度と目標固溶度との偏差を固溶度から目標固溶度を減ずることによって算出する場合、典型的には、第２閾値は正の値である。第２閾値の具体的な値は、第１閾値と同様に、例えば、触媒を構成する活性元素と担体を構成する材料との組み合わせ、触媒の構成（例えば、担体に担持される活性元素の粒子径等）等に応じて、所期の浄化能力を当該触媒が発揮することが可能な固溶度の範囲を例えば事前実験等によって確認することにより定めることができる。
【００５９】
斯くして、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記偏差が予め定められた第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。固溶度と目標固溶度との偏差が第２閾値以上である状況は、触媒における活性元素の固溶度が過度に高い状況を意味する。また、触媒の温度が第２固溶温度以上である状況は、排気空燃比がリーンになると触媒における活性元素の担体への固溶が進行して触媒における活性元素の固溶度が更に上昇する状況を意味する。従って、偏差が予め定められた第２閾値以上であり且つ触媒の温度が第２固溶温度以上である場合において燃料供給停止制御を直ちに実行すると、既に過度に高い状況にある触媒における活性元素の固溶度が更に上昇する虞が高い。
【００６０】
しかしながら、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述したように、前記偏差が予め定められた第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が予め定められた第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。ここで、第１期間は、例えば、排気空燃比をストイキとなるように制御しつつ内燃機関への燃料の供給を継続した場合において、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するのに要する期間の長さに対応する値として定義することができる。この場合、第１期間の具体的な値（期間の長さ）は、例えば、図６のグラフに示す実線によって表されるように、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒温度が高いほど大きく（長く）なるように設定してもよい。
【００６１】
これにより、偏差が第２閾値以上であり且つ触媒温度が第２固溶温度以上である場合は、触媒温度が十分に（例えば、第２固溶温度未満まで）低下してから燃料供給停止制御の実行が開始されるので、燃料供給停止制御による燃費及びエミッションの改善効果は若干低下するものの、燃料供給停止制御を直ちに実行した場合におけるように既に過度に高い状況にある触媒における活性元素の固溶度が更に高まることを抑制することができる。その結果、触媒における活性元素の固溶度が過度に上昇して触媒の浄化能力が著しく低下することを抑制することができる。また、斯くして固溶度が過度に上昇することが抑制されるので、過度に高まった固溶度に起因して著しく低下した触媒の浄化能力を回復させるために過剰な燃料を内燃機関に供給して排気空燃比をリッチにする頻度を低減することにより、燃費及びエミッションの悪化をも抑制することができる。
【００６２】
ところで、前述したように、第２閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の上限値であり、第１閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の下限値である。従って、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値以上であり且つ第２閾値未満である場合、当該偏差は許容範囲内にあると言うことができる。即ち、この場合は、偏差が第２閾値以上である場合のように固溶度が過度に高い訳ではないので、触媒温度が第２固溶温度以上であっても、燃料供給停止制御の実行を開始する前に前述したストイキ制御（触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるようにする制御）を実行する期間の長さは上記第１期間ほど長い必要は無いものの、偏差が第１閾値未満である場合のように固溶度が過度に低い訳でもないので触媒温度が第２固溶温度以上であるときに燃料供給停止制御の実行を直ちに開始すると固溶度が上昇して目標固溶度から大きく逸脱してしまう虞がある。
【００６３】
従って、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値以上であり且つ第２閾値未満であると共に触媒温度が第２固溶温度以上である場合は、燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第１期間よりも短い予め定められた第２期間においてストイキ制御を実行することが望ましい。
【００６４】
一方、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値未満である場合、当該偏差は許容範囲の下限値よりも低い（即ち、許容範囲よりも低い側に逸脱している）と言うことができる。即ち、この場合は、固溶度が過度に低いので、上記のように燃料供給停止制御の実行を開始する前にストイキ制御を実行する期間を設けると、固溶度を上昇させて許容範囲内に入れる（目標固溶度に近付ける）機会を失うことに繋がる虞がある。従って、偏差が予め定められた第１閾値未満である場合においては燃料供給停止制御を直ちに実行して、過度に低い状況にある触媒における活性元素の固溶度を上昇させることが望ましい。
【００６５】
即ち、本発明の第３の実施態様は、
本発明の前記第１又は前記第２の実施態様の何れか１つに係る内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、
前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第１期間よりも短い予め定められた第２期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び
前記偏差が前記第１閾値未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留しないこと、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置である。
【００６６】
上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記触媒に流入する前記排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。この点については、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上述した本発明の第２の実施態様に係る内燃機関の制御装置と同様である。しかしながら、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、上記に加えて、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第１期間よりも短い予め定められた第２期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行し、前記偏差が前記第１閾値未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留しない。
【００６７】
即ち、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記偏差が前記第２閾値以上であり（固溶度が過度に高く）且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。
【００６８】
これにより、偏差が第２閾値以上であり且つ触媒温度が第２固溶温度以上である場合は、触媒温度が十分に（例えば、第２固溶温度未満まで）低下してから燃料供給停止制御の実行が開始されるので、燃料供給停止制御による燃費及びエミッションの改善効果は若干低下するものの、燃料供給停止制御を直ちに実行した場合におけるように既に過度に高い状況にある触媒における活性元素の固溶度が更に高まることを抑制することができる。その結果、触媒における活性元素の固溶度が過度に上昇して触媒の浄化能力が著しく低下することを抑制することができる。また、斯くして固溶度が過度に上昇することが抑制されるので、過度に高まった固溶度に起因して著しく低下した触媒の浄化能力を回復させるために過剰な燃料を内燃機関に供給して排気空燃比をリッチにする頻度を低減することにより、燃費及びエミッションの悪化をも抑制することができる。
【００６９】
一方、上述したように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に、前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第１期間よりも短い予め定められた第２期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置において、第２期間は、第１期間よりも小さい値として設定される。
【００７０】
ここで、第２期間は、第１期間と同様に、例えば、排気空燃比をストイキとなるように制御しつつ内燃機関への燃料の供給を継続した場合において、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するのに要する期間の長さに対応する値として定義することができる。この場合、第２期間の具体的な値（期間の長さ）は、第１期間と同様に、例えば、図６のグラフに示す点線によって表されるように、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒温度が高いほど大きく（長く）なるように設定してもよい。
【００７１】
これにより、偏差が第１閾値以上であり且つ第２閾値未満であると共に触媒の温度が第２固溶温度以上である場合は、燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第２期間において排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行される。この場合、第２期間は第１期間よりも短いため、燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間において排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行される場合と比較して、触媒における活性元素の固溶度が更に高まることを抑制する効果は相対的に低い。しかしながら、上述したように、この場合における偏差は許容範囲内にあり、偏差が第２閾値以上である場合のように固溶度が過度に高い訳ではないので、固溶度がある程度上昇することを容認しつつ、燃料供給停止制御の実行の遅れを小さく抑えることができる。
【００７２】
更に、上述したように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記偏差が前記第１閾値未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を保留しない。これにより、固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値未満である（触媒における活性元素の固溶度が過度に低い）場合においては、燃料供給停止制御が直ちに実行される。その結果、触媒の温度が第２固溶温度以上である場合は、過度に低い状況にある触媒における活性元素の固溶度を上昇させることができる。
【００７３】
本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、以上のようにして、空燃比制御への介入に伴う燃費及びエミッションの悪化を抑制しつつ、触媒における活性元素の固溶度をユースフルライフに亘って目標固溶度の近傍に維持することができる。即ち、本実施態様に係る内燃機関の制御装置によれば、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とをより高いレベルで両立させることができる。また、前述したように、触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定し、斯くして設定された目標固溶度に近付くように触媒における活性元素の固溶度を制御することにより、触媒の使用期間が長くなるにつれて担体から析出している活性元素の量を増やして、ユースフルライフに亘って所期の浄化能力を維持したり、触媒の使用期間が長くなるにつれて浄化能力を徐々に高めたりすることができる。
【００７４】
ここで、上記につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図７は、前述したように、触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定することにより、触媒の使用期間が長くなるにつれて担体から析出している活性元素の量を増やした場合におけるユースフルライフに亘るエミッションの変化を表す模式的なグラフである。図７に示すグラフの横軸は触媒の使用期間（例えば、内燃機関が車両に搭載される場合は走行距離としてもよい）を表し、向かって左側の縦軸は排気ガスにおける特定の成分の含有率（エミッション）を表し、向かって右側の縦軸は目標固溶度を表す。
【００７５】
先ず、図７に示す破線は、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒におけるユースフルライフに亘るエミッションの典型的な推移パターンを表している。本明細書の冒頭において図１を参照しながら前述したように、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒においては、触媒の劣化に伴う浄化能力の低下を見込んで触媒の初期の浄化能力を高く設定し、使用に伴う触媒の劣化によってエミッションが悪化（排気ガス中の特定の成分の含有率が上昇）しても、所定の上限値（図７に示すグラフにおける二点鎖線）を超えないように設計されている。このように設計された触媒がユースフルライフに亘って所望の浄化能力を維持することができるか否かについては、前述したように各種耐久試験を行い、耐久試験後の触媒の浄化能力を評価し、触媒の設計仕様を見直すという、膨大な工数を要するプロセスを繰り返す必要があった。
【００７６】
一方、本実施態様の１つの実施例に係る内燃機関の制御装置は、図７に示す一点鎖線によって表されるように、触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように目標固溶度を設定する。そして、当該制御装置は、斯くして設定された目標固溶度に近付くように触媒における活性元素の固溶度を制御する。その結果、当該制御装置によって制御される排気ガス浄化装置においては、触媒の使用期間が長くなるにつれて担体から析出している活性元素の量が増え、浄化能力が高まる。従って、図７に示す実線及び網掛けが施された領域によって表されるように、かかる制御装置によって制御される排気ガス浄化装置においては、従来技術に係る排気ガス浄化用触媒のように触媒の劣化に伴う浄化能力の低下を見込んで触媒の初期の浄化能力を高く設定するのではなく、ユースフルライフの初期において必要十分な浄化能力を発揮するように構成すれば、上述したように、その後の触媒の使用に伴って触媒の浄化能力が徐々に高まるか又は維持されるので、ユースフルライフに亘って所期の浄化能力を確保することができる。
【００７７】
ところで、前述したように、第２閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の上限値であり、第１閾値は、触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との許容可能な偏差の下限値である。従って、上述したように、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値以上であり且つ第２閾値未満である場合、当該偏差は許容範囲内にあると言うことができるものの、厳密には、当該偏差が許容範囲内にあっても、固溶度が目標固溶度よりも高い場合もあれば、固溶度が目標固溶度よりも低い場合もある。前述したように、ある時点での固溶度と目標固溶度との偏差は固溶度から目標固溶度を減ずることによって算出することができ、固溶度が目標固溶度よりも大きいと当該偏差は正の値となり、固溶度が目標固溶度よりも小さいと当該偏差は負の値となる。
【００７８】
従って、上述した触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持する制御をより厳密に実行するためには、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が第１閾値以上であり且つ第２閾値未満である（偏差が許容範囲内にある）場合においても、当該偏差が０（ゼロ）以上であるのか又は当該偏差が０（ゼロ）未満であるのかに応じて、燃料供給停止制御の実行を開始する前にストイキ制御（触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるようにする制御）を実行する期間の長さを設定することが望ましい。
【００７９】
即ち、本発明の第４の実施態様は、
本発明の前記第３の実施態様に係る内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、
前記偏差が０（ゼロ）以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第３期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び
前記偏差が０（ゼロ）未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第３期間よりも短い予め定められた第４期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置である。
【００８０】
上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第１閾値以上であり且つ前記第２閾値未満であると共に前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、前記偏差が０（ゼロ）以上である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第３期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行し、前記偏差が０（ゼロ）未満である場合は、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の前記第３期間よりも短い予め定められた第４期間においては前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。
【００８１】
これにより、本実施態様に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒における活性元素の固溶度と目標固溶度との偏差が許容範囲内にある（第１閾値以上であり且つ第２閾値未満である）場合においても、当該偏差が０（ゼロ）以上であるのか又は当該偏差が０（ゼロ）未満であるのかに応じて、燃料供給停止制御の実行を開始する前にストイキ制御（触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるようにする制御）を実行する期間の長さを適宜調整して、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持する制御をより厳密に実行することができる。
【００８２】
尚、第３期間は、例えば、排気空燃比をストイキとなるように制御しつつ内燃機関への燃料の供給を継続した場合において、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するのに要する期間の長さに対応する値として定義することができる。この場合、第３期間の具体的な値（期間の長さ）は、例えば、図６のグラフに示す点線を参照しながら第２期間について説明したように、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒温度が高いほど大きく（長く）なるように設定してもよい。即ち、第３期間は、前述した第２期間と同じであっても、あるいは異なっていてもよい。
【００８３】
また、第４期間は、上記のように、第３期間よりも小さい値として設定される。また、第４期間は、第３期間と同様に、例えば、排気空燃比をストイキとなるように制御しつつ内燃機関への燃料の供給を継続した場合において、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するのに要する期間の長さに対応する値として定義することができる。この場合、第４期間の具体的な値（期間の長さ）は、第３期間と同様に、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒温度が高いほど大きく（長く）なるように設定してもよい。
【００８４】
以上により、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、燃費及びエミッションの悪化等の問題を最小限に抑えつつ、触媒における活性元素の固溶度をユースフルライフに亘って目標固溶度の近傍に維持する制御をより厳密に実行することができる。即ち、本実施態様に係る内燃機関の制御装置によれば、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを更により高いレベルで両立させることができる。
【００８５】
ところで、内燃機関においては特段の事情が無い限り燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比となるように制御されることが一般的である。しかしながら、例えば高温の排気ガス等による触媒の過熱に起因する触媒の浄化能力の低下を防止すること等を目的として、燃料の供給量を増やして燃料の気化熱により排気の温度を低下させて触媒を冷却する処理が実行される場合がある。かかる場合における燃料の増量は、ＯＴ（Ｏｖｅｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）増量と称される。尚、以下の説明においては、他の目的のために燃料の供給量を増やす処理も含めて、燃料を増量する処理を「増量処理」と総称する。
【００８６】
上記のような増量処理が実行されている期間中に、例えば内燃機関の運転状況等に基づいて燃料供給停止制御の実行が要求され、その時点での触媒における活性元素の固溶度が過度に高く（固溶度と目標固溶度との偏差が第２閾値以上であり）且つ触媒温度が活性元素の担体への固溶が進行し得る温度以上である（触媒の温度が第２固溶温度以上である）場合も想定される。かかる場合においては、上述した各種実施態様のように燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間においてストイキ制御（触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるようにする制御）を実行すると、触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇は抑制されるものの、増量処理が中断されることとなるので、増量処理（例えば、ＯＴ増量）による所期の効果（例えば、触媒の過熱防止効果）を十分に得ることが困難となる虞がある。
【００８７】
一方、上記のように増量処理が実行されている期間中に燃料供給停止制御の実行が要求され、その時点での触媒における活性元素の固溶度が過度に高く且つ触媒温度が活性元素の担体への固溶が進行し得る温度以上である場合において、上記のように燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間においてストイキ制御を実行するのではなく、増量処理が完了した後に、燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間においてストイキ制御を実行し、その後、燃料供給停止制御の実行を開始すれば、増量処理が中断されることは無く、増量処理による所期の効果を十分に得ることができる。
【００８８】
また、増量処理が実行されている期間中は排気空燃比がリッチとなるので、この期間中においては、触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇が抑制されるのみならず、触媒における活性元素の析出が促進され、過度に上昇した固溶度を低下させることができる。しかも、この期間中における増量処理は、触媒における活性元素の固溶度を低減することを目的として新たに導入されるものではなく、例えば触媒の過熱防止等を目的として通常の機関制御の一環として行われるものである。従って、冒頭に述べたような空燃比制御への積極的な介入による固溶度制御とは異なり、固溶度制御に起因する燃費及びエミッションの悪化等の問題を招くものではない。
【００８９】
尚、上述したように、上記期間中における増量処理は、例えば触媒の過熱防止等を目的として通常の機関制御の一環として行われるものであり、触媒における活性元素の固溶度を低減することを目的として新たに導入されるものではない。従って、増量処理が完了した時点での触媒における活性元素の固溶度が十分に低下しておらず、未だに過度に高い状態に留まっている場合も想定される。また、例えば触媒の過熱防止等を目的として増量処理によって触媒を冷却する際の目標温度は、触媒における活性元素の担体への固溶を抑制することを目的とする場合の閾値となる温度（第２固溶温度）よりも高いことが一般的である。従って、増量処理が完了した時点での触媒温度が第２固溶温度以上である場合も想定される。
【００９０】
以上より、上記のように増量処理が完了した後に燃料供給停止制御の実行を開始する場合においても、上述した各種実施態様のように、排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する期間を燃料供給停止制御の実行を開始する前に設けることが望ましい。
【００９１】
一方、上述したように、内燃機関においては特段の事情が無い限り燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比となるように制御されることが一般的である。かかる制御（以降、かかる制御を「ＦＢ制御」と称する場合がある）が実行されている期間中に、例えば内燃機関の運転状況等に基づいて燃料供給停止制御の実行が要求され、その時点での触媒における活性元素の固溶度が過度に高く（固溶度と目標固溶度との偏差が第２閾値以上であり）且つ触媒温度が活性元素の担体への固溶が進行し得る温度以上である（触媒の温度が第２固溶温度以上である）場合も想定される。かかる状態において燃料供給停止制御が実行されると、排気空燃比がリーンとなり、（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度が更に上昇してしまう。そこで、かかる場合においては、燃料供給停止制御の実行を保留し、増量処理を実行することにより、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことが望ましい。
【００９２】
斯くして、ＦＢ制御が実行されている期間中に燃料供給停止制御の実行が要求され、その時点での触媒における活性元素の固溶度が過度に高く且つ触媒温度が活性元素の担体への固溶が進行し得る温度以上である場合において燃料供給停止制御の実行を保留し、且つ増量処理を実行して、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことにより、結果として（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇を抑制することができる。その後は、本発明の種々の実施態様に係る内燃機関の制御装置が固溶度制御を予め定められた周期で繰り返し実行することにより、その時々の触媒における活性元素の固溶度及び触媒温度に応じて、上述したような固溶度制御が実行されるので、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを更により高いレベルで両立させることができる。
【００９３】
以上のように、本発明の１つの好ましい実施態様においては、燃料供給停止制御の実行が要求された時点での触媒における活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差が第２閾値以上であり且つ触媒温度が第２固溶温度以上である場合において、その時点の直前（の所定の期間）に増量処理が実行されていた場合は、当該増量処理の完了を待ち、当該増量処理が完了してから燃料供給停止制御の実行を開始する前の所定の期間においてストイキ制御（触媒に流入する排気ガスにおける空燃比である排気空燃比が理論空燃比となるようにする制御）を実行し、その後、燃料供給停止制御の実行を開始する。これにより、固溶度制御に起因する燃費及びエミッションの悪化等の問題を新たに生じさせること無く、且つ増量処理による所期の効果を妨げること無く、過度に上昇した固溶度を低下させることができる。
【００９４】
一方、燃料供給停止制御の実行が要求された時点での触媒における活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差が第２閾値以上であり且つ触媒温度が第２固溶温度以上である場合において、その時点の直前（の所定の期間）にＦＢ制御が実行されていた場合は、燃料供給停止制御の実行を保留し、増量処理を実行することにより、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことができ、その後の固溶度制御において燃料供給停止制御が実行されても、（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇を抑制することができる。結果として、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを更により高いレベルで両立させることができる。
【００９５】
即ち、本発明の第５の実施態様は、
本発明の前記第１乃至前記第４の実施態様の何れか１つに係る内燃機関の制御装置であって、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、
前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように空燃比制御を行う増量処理が実行されていた場合は、当該増量処理が完了した後に、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第５期間において、前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行すること、及び／又は
前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合機の空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行されていた場合は、前記燃焼室への燃料の供給量を増量して前記燃焼室に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりも小さくする燃料供給増量制御を実行し、前記燃料供給停止制御の実行を保留すること、
を更なる特徴とする、内燃機関の制御装置である。
【００９６】
上記のように、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、前記燃料供給停止制御の実行が要求される際に前記偏差が前記第２閾値以上であり且つ前記触媒の温度が前記第２固溶温度以上である場合において、以下に列挙する２つの制御（制御Ａ及び制御Ｂ）の少なくとも一方又は両方を実行する。即ち、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、制御Ａに規定される条件が満足される場合においては制御Ａに規定される処理を実行するように構成されていてもよい。又は、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、制御Ｂに規定される条件が満足される場合においては制御Ｂに規定される処理を実行するように構成されていてもよい。あるいは、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、制御Ａに規定される条件が満足される場合においては制御Ａに規定される処理を実行し、且つ制御Ｂに規定される条件が満足される場合においては制御Ｂに規定される処理を実行するように構成されていてもよい。
【００９７】
先ず、制御Ａとしては、前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大きくなるように空燃比制御を行う増量処理が実行されていた場合は、前記増量処理が完了した後に、前記燃料供給停止制御の実行を開始する前の予め定められた第５期間において、前記排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する。ここで、燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間の具体的な長さは、例えば、当該内燃機関の制御に用いられる種々の検出信号及び制御信号等を取得し、これらの信号に基づいて当該期間において実行されている制御又は処理の様式を判定するのに必要とされる期間の長さ等として、適宜定めることができる。
【００９８】
また、第５期間は、例えば、排気空燃比をストイキとなるように制御しつつ内燃機関への燃料の供給を継続した場合において、触媒温度が第２固溶温度未満まで低下するのに要する期間の長さに対応する値として定義することができる。この場合、第５期間の具体的な値（期間の長さ）は、例えば、図６のグラフに示す実線を参照しながら第１期間について説明したように、燃料供給停止制御の実行が要求された時点における触媒温度が高いほど大きく（長く）なるように設定してもよい。また、第５期間は、前述した第１期間と同じであっても、あるいは異なっていてもよい。これにより、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、固溶度制御に起因する燃費及びエミッションの悪化等の問題を新たに生じさせること無く、且つ増量処理による所期の効果を妨げること無く、過度に上昇した固溶度を低下させることができる。
【００９９】
次に、制御Ｂとしては、前記燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間において前記燃焼室に供給される混合機の空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行されていた場合は、前記燃焼室への燃料の供給量を増量して前記燃焼室に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりも小さくする燃料供給増量制御を実行し、前記燃料供給停止制御の実行を保留する。ここで、燃料供給停止制御の実行が要求される直前の予め定められた期間の具体的な長さは、上述したように、例えば、当該内燃機関の制御に用いられる種々の検出信号及び制御信号等を取得し、これらの信号に基づいて当該期間において実行されている制御又は処理の様式を判定するのに必要とされる期間の長さ等として、適宜定めることができる。
【０１００】
これにより、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことができる。その結果、本実施態様に係る内燃機関の制御装置は、（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇を抑制することができる。また、その後は、本発明の種々の実施態様に係る内燃機関の制御装置が固溶度制御を予め定められた周期で繰り返し実行することにより、その時々の触媒における活性元素の固溶度及び触媒温度に応じて、上述したような固溶度制御が実行されるので、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを更により高いレベルで両立させることができる。
【０１０１】
ところで、これまで述べてきた本発明の種々の実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される制御に関する説明においては、触媒における活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差に基づいて種々の処理を切り替えて実行するものとして説明してきた。しかしながら、現実の内燃機関の制御に用いられる本発明の実施態様に係る制御装置において実行される各種制御は、例えば、当該制御装置が備えるデータ記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等）に格納されたコンピュータプログラムとして記述されたアルゴリズムに従って、当該制御装置が備える中央処理装置（ＣＰＵ）によって実行されるのが一般的である。かかる場合においては、例えば、各種制御における処理の切り替えに必要とされる１つ以上のフラグを用意し、触媒における活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差の値に対応して当該フラグの値を設定するルーチン（以降、かかるルーチンを「フラグ設定ルーチン」と称する場合がある）を所定の期間が経過する毎に実行し、当該フラグ設定ルーチンによって設定されたフラグの値に基づいて各種制御における処理の切り替えを行うようにしてもよい。
【０１０２】
ここで、上記のようなフラグ設定ルーチンにつき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図８は、前述したように、本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置において実行されるフラグ設定ルーチンにおける各種処理の流れを表すフローチャートである。図８に示すように、先ず、ステップＳ８０１において、ある時点での触媒における活性元素の担体への固溶度及び目標固溶度が取得される。当該固溶度は、例えば、図３に示すフローチャートを参照しながら前述したように、当該触媒における触媒温度及び排気空燃比の、その時点に至るまでの推移の履歴に基づいて算出してもよい。また、当該目標固溶度は、前述したように、当該触媒がユースフルライフに亘って所期の浄化能力を発揮し得ることを目的として当該触媒の使用期間が長くなるにつれて小さくなるように設定された値であってもよい。
【０１０３】
次に、ステップＳ８０２において、その時点での固溶度と目標固溶度との偏差が算出される。当該偏差は、例えば、上記ステップＳ８０１において取得された固溶度から目標固溶度を減ずることによって算出することができる。この場合、固溶度が目標固溶度よりも大きいと当該偏差は正の値となり、固溶度が目標固溶度よりも小さいと当該偏差は負の値となる。
【０１０４】
次に、ステップＳ８０３において、上記ステップＳ８０２において算出された偏差が第２閾値（α）以上であるか否かが判定される。当該偏差が第２閾値（α）以上であると判定される場合（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）は、当該触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に高いことを意味する。つまり、この場合は、活性元素を担体から析出させて固溶度を低下させる必要があるので、次のステップＳ８０４において、析出要求フラグをセットする（ＯＮに設定する）。
【０１０５】
一方、上記ステップＳ８０２において算出された偏差が第２閾値（α）以上ではないと判定される場合（ステップＳ８０３：Ｎｏ）は、次のステップＳ８０５に進み、上記偏差が負の値であるか否かが判定される。ステップＳ８０５において上記偏差が負の値であると判定される場合（ステップＳ８０５：Ｙｅｓ）は、当該触媒における活性元素の担体への固溶度が目標固溶度よりも低いことを意味する。この場合は、次のステップＳ８０６に進み、上記偏差が第１閾値（β）未満であるか否かが判定される。ステップＳ８０６において上記偏差が第１閾値（β）未満であると判定される場合（ステップＳ８０６：Ｙｅｓ）は、当該触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に低いことを意味する。つまり、この場合は、活性元素を担体へと固溶させて固溶度を上昇させる必要があるので、次のステップＳ８０７において、固溶要求フラグをセットする（ＯＮに設定する）。
【０１０６】
一方、ステップＳ８０６において上記偏差が第１閾値（β）未満ではないと判定される場合（ステップＳ８０６：Ｎｏ）は、当該触媒における活性元素の担体への固溶度が目標固溶度よりも低いものの許容範囲内に入っていることを意味する。つまり、この場合は、活性元素を担体から析出させて固溶度を低下させる必要が無いので、次のステップＳ８０８において、析出要求フラグをクリアする（ＯＦＦに設定する）。
【０１０７】
ところで、上記ステップＳ８０５において上記偏差が負の値ではないと判定される場合（ステップＳ８０５：Ｎｏ）は、当該触媒における活性元素の担体への固溶度が目標固溶度以上であることを意味する。つまり、この場合は、活性元素を担体へと固溶させて固溶度を上昇させる必要が無いので、次のステップＳ８０９において、固溶要求フラグをクリアする（ＯＦＦに設定する）。
【０１０８】
以上のように、固溶度と目標固溶度との偏差が、第２閾値（α）以上である際には析出要求フラグがセット（ＯＮに設定）され、第１閾値（β）未満である際には固溶要求フラグがセット（ＯＮに設定）され、第１閾値（β）以上の負の値である際には析出要求フラグがクリア（ＯＦＦに設定）され、そして第２閾値（α）未満の正の値である際には固溶要求フラグがクリア（ＯＦＦに設定）される。従って、かかるフラグ設定ルーチンを所定の期間が経過する毎に実行することにより、所定の期間が経過する毎に、活性元素の担体への固溶度と目標固溶度との偏差の大きさに対応した状態へと固溶要求フラグ及び析出要求フラグが更新される。即ち、固溶要求フラグ及び析出要求フラグの状態は固溶度と目標固溶度との偏差に対応しているので、本発明に係る内燃機関の制御装置において、かかる固溶要求フラグ及び析出要求フラグの状態に基づいて、上述したような種々の処理を切り替えてもよい。
【０１０９】
以下、本発明の幾つかの実施態様に係る回路基板の構成及び特性等について説明する。但し、以下に述べる説明はあくまでも例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されるものと解釈されるべきではない。
【実施例１】
【０１１０】
本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置
本実施例においては、本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御につき、添付図面を参照しながら詳しく説明する。図９は、前述したように、本発明の１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御における各種処理の流れを表すフローチャートである。尚、本実施例において例示する固溶度制御においては、図８を参照しながら前述したような固溶要求フラグ及び析出要求フラグを利用して固溶度制御を実行するものとする。
【０１１１】
図９に示すように、先ず、ステップＳ９０１において、当該内燃機関の制御において燃料供給停止制御の実行が要求される条件（以降、かかる条件を「ＦＣ前提条件」と称する場合がある）が成立するか否かが判定される。上記ステップＳ９０１においてＦＣ前提条件が成立しないと判定される場合（ステップＳ９０１：Ｎｏ）は、特段の処理が実行されること無く、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ９０１においてＦＣ前提条件が成立すると判定される場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）は、次のステップＳ９０２において、触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であるか否かが判定される。
【０１１２】
上記ステップＳ９０２において触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上ではないと判定される場合（ステップＳ９０２：Ｎｏ）は、燃料供給停止制御（ＦＣ制御）により排気空燃比がリーンとなっても固溶度が上昇する虞が低いので、特段の処理が実行されること無くステップＳ９０５に進み、直ちにＦＣ制御が実行され、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ９０２において触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であると判定される場合（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）は、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなると固溶度が上昇する虞が高いので、次のステップＳ９０３において、析出要求フラグがＯＮであるか否か（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に高いか否か）が判定される。
【０１１３】
上記ステップＳ９０３において析出要求フラグがＯＮであると判定される場合（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）は、既に固溶度が過度に高いことを意味する。従って、この場合は、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなり固溶度が更に上昇することを抑制すべく、次のステップＳ９０４において、ＦＣ制御の実行を開始する前の予め定められた第１期間（Ｄ１）に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行される。その後、ステップＳ９０５においてＦＣ制御が実行され、当該ルーチンが終了する。斯くして、ＦＣ制御の実行開始時における触媒温度が下げられるので、触媒における活性元素の固溶度が過度に上昇して触媒の浄化能力が著しく低下することが抑制される。一方、上記ステップＳ９０３において析出要求フラグがＯＦＦである（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に高くはない）と判定される場合（ステップＳ９０３：Ｎｏ）は、次のステップＳ９０６において、固溶要求フラグがＯＮであるか否か（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に低いか否か）が判定される。
【０１１４】
上記ステップＳ９０６において固溶要求フラグがＯＮであると判定される場合（ステップＳ９０６：Ｙｅｓ）は、固溶度が過度に低いので、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなり固溶度が上昇することは望ましい。従って、この場合は、特段の処理が実行されること無くステップＳ９０５に進み、直ちにＦＣ制御が実行され、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ９０６において固溶要求フラグがＯＦＦであると判定される場合（ステップＳ９０６：Ｎｏ）は、固溶度が許容範囲に入っていることを意味する。即ち、固溶度が過度に高い訳ではなく、ある程度であれば、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなり固溶度が上昇しても問題は無い。とはいえ、ＦＣ制御が直ちに開始されると固溶度が上昇して目標固溶度から大きく逸脱してしまう虞がある。従って、この場合は、次のステップＳ９０７において、ＦＣ制御の実行を開始する前の第１期間（Ｄ１）よりも短い予め定められた第２期間（Ｄ２）に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行される。その後、ステップＳ９０５においてＦＣ制御が実行され、当該ルーチンを終了する。これにより、触媒における活性元素の固溶度の上昇抑制による浄化能力の低下抑制とＦＣ制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを高いレベルで両立させることができる。
【実施例２】
【０１１５】
本発明のもう１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置
本実施例においては、本発明のもう１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御につき、添付図面を参照しながら詳しく説明する。図１０は、前述したように、本発明のもう１つの実施態様に係る内燃機関の制御装置によって実行される固溶度制御における各種処理の流れを表すフローチャートである。尚、本実施例において例示する固溶度制御においては、図８を参照しながら前述したような固溶要求フラグ及び析出要求フラグを利用して固溶度制御を実行するものとする。
【０１１６】
図１０に示すように、先ず、ステップＳ１００１において、ＦＣ前提条件が成立するか否かが判定される。上記ステップＳ１００１においてＦＣ前提条件が成立しないと判定される場合（ステップＳ１００１：Ｎｏ）は、特段の処理が実行されること無く、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ１００１においてＦＣ前提条件が成立すると判定される場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）は、次のステップＳ１００２において、触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であるか否かが判定される。
【０１１７】
上記ステップＳ１００２において触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上ではないと判定される場合（ステップＳ１００２：Ｎｏ）は、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなっても固溶度が上昇する虞が低いので、特段の処理が実行されること無くステップＳ１００８に進み、直ちにＦＣ制御が実行され、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ１００２において触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であると判定される場合（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）は、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなると固溶度が上昇する虞が高いので、次のステップＳ１００３において、析出要求フラグがＯＮであるか否か（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に高いか否か）が判定される。
【０１１８】
上記ステップＳ１００３において析出要求フラグがＯＮであると判定される場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）は、既に固溶度が過度に高いことを意味する。従って、この場合は、前述した実施例と同様に、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなり固溶度が更に上昇することを抑制すべく、ＦＣ制御の実行を開始する前の所定の期間に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行することが望ましい。
【０１１９】
しかしながら、前述したように、内燃機関においては特段の事情が無い限りＦＢ制御が実行されることが一般的であるものの、例えばＯＴ増量等の増量処理（燃焼室への燃料の供給量を増やす処理）が状況に応じて実行される場合がある。かかる増量処理が実行されている期間中にＦＣ前提条件が成立し且つ触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であり且つ析出要求フラグがＯＮ（即ち、固溶度が過度に高い）という条件が成立した場合、上述したようにＦＣ制御の実行を開始する前の所定の期間に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行する処理を直ちに実行すると、増量処理が中断されるので、増量処理による所期の効果を十分に得ることができなくなることに加えて、固溶度制御に起因する燃費及びエミッションの悪化等の問題を新たに生じさせること無く過度に上昇した固溶度を低下させることができる機会を失うことになる。
【０１２０】
そこで、本実施例においては、ステップＳ１００４において、ＦＣ前提条件が成立する直前の所定の期間における空燃比制御の履歴（以降、かかる履歴を「ＦＣ前履歴」と称する場合がある）を（例えば、内燃機関の制御装置が備えるデータ記憶装置に格納されたデータから）取得する。そして、次のステップＳ１００５において、ＦＣ前履歴が上述した「増量処理」に該当するか否かが判定される。
【０１２１】
上記ステップＳ１００５においてＦＣ前履歴が増量処理に該当すると判定される場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）は、次のステップＳ１００６において増量処理が終了するまで待機した後、次のステップＳ１００７においてＦＣ制御の実行を開始する前の予め定められた第５期間（Ｄ５）に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御が実行される。その後、ステップＳ１００８においてＦＣ制御が実行され、当該ルーチンを終了する。これにより、これにより、固溶度制御に起因する燃費及びエミッションの悪化等の問題を新たに生じさせること無く、且つ増量処理による所期の効果を妨げること無く、過度に上昇した固溶度を低下させることができる。
【０１２２】
一方、前述したように、内燃機関においては特段の事情が無い限り燃焼室に供給される混合気の空燃比が理論空燃比となるように制御するＦＢ制御が実行されることが一般的である。かかるＦＢ制御が実行されている期間中に、ＦＣ前提条件が成立し且つ触媒温度が第２固溶温度（Ｔｓ２）以上であり且つ析出要求フラグがＯＮ（即ち、固溶度が過度に高い）という条件が成立した場合、ＦＣ制御が実行されると、前述したように、排気空燃比がリーンとなり、（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度が更に上昇してしまう。かかる場合においては、前述したように、燃料供給停止制御の実行を保留し、増量処理を実行することにより、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことが望ましい。これにより、結果として（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇を抑制することができる。
【０１２３】
そこで、本実施例においては、上記ステップＳ１００５においてＦＣ前履歴が増量処理に該当しない（上述した「ＦＢ制御」に該当する）と判定される場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、次のステップＳ１００９において燃料供給増量制御を開始し、当該ルーチンを終了する。これにより、燃料供給停止制御の実行に伴う固溶度の上昇を見込んで固溶度を予め低下させておくことができるので、結果として（既に過度に高い状況にある）触媒における活性元素の固溶度の更なる上昇を抑制することができる。その後は、本実施例に係る固溶度制御を予め定められた周期で繰り返し実行することにより、その時々の触媒における活性元素の固溶度及び触媒温度に応じた固溶度制御が実行されるので、触媒における活性元素の固溶度を目標固溶度の近傍に維持することによる浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを更により高いレベルで両立させることができる。
【０１２４】
一方、上記ステップＳ１００３において析出要求フラグがＯＦＦである（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に高くはない）と判定される場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）は、触媒における活性元素の固溶度が既に許容範囲にあり、これ以上固溶度を低下させる必要は無いので、次のステップＳ１０１０において（燃料供給増量制御が実行されている場合は）燃料供給増量制御を終了する。そして、次のステップＳ１０１１において、固溶要求フラグがＯＮであるか否か（即ち、触媒における活性元素の担体への固溶度が過度に低いか否か）が判定される。
【０１２５】
上記ステップＳ１０１１において固溶要求フラグがＯＮであると判定される場合（ステップＳ１０１０：Ｙｅｓ）は、固溶度が過度に低いので、ＦＣ制御により排気空燃比がリーンとなり固溶度が上昇することは望ましい。従って、この場合は、特段の処理が実行されること無くステップＳ１００８に進み、直ちにＦＣ制御が実行され、当該ルーチンが終了する。一方、上記ステップＳ１０１１において固溶要求フラグがＯＦＦであると判定される場合（ステップＳ１０１０：Ｎｏ）は、固溶度が許容範囲に入っていることを意味する。従って、本実施例においては、前述した実施例と同様に、次のステップＳ１０１２においてＦＣ制御の実行を開始する前の第２期間（Ｄ２）に亘って排気空燃比が理論空燃比となるように空燃比制御を実行した後、ステップＳ１００８においてＦＣ制御を実行する。これにより、前述したように、触媒における活性元素の固溶度の上昇抑制による浄化能力の低下抑制と燃料供給停止制御の実行による燃費及びエミッションの改善とを高いレベルで両立させることができる。
【０１２６】
尚、本実施例においては、上述したように、ステップＳ１００９において開始した燃料供給増量制御を、ステップＳ１００３において析出要求フラグがＯＦＦであると判定された場合に、ステップＳ１０１０において終了する（停止させる）態様について説明した。しかしながら、燃料供給増量制御を停止させる具体的な手法は上記に限定されるものではなく、例えば、ステップＳ１００９において燃料供給増量制御を開始する際に、燃料供給増量制御を実行する期間の長さを予め設定しておいてもよい。この場合、燃料供給増量制御の実行期間の長さは、燃料供給増量制御の実行によって目標固溶度（又は許容範囲の上限値以下）にまで固溶度を低下させるのに必要とされる期間の長さを、例えば、ステップＳ１００１においてＦＣ前提条件が成立すると判定された時点（燃料供給停止制御の実行が要求された時点）における固溶度及び触媒温度に基づいて算出することによって定めることができる。
【０１２７】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施態様及び対応する実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様及び実施例に限定されるものと解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【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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