(57)【要約】【課題】  フューエルカットにより触媒に酸素を供給するシステムにおいて、触媒への酸素供給を確実に行うことで、触媒臭の発生を抑止する。【解決手段】  内燃機関１０の排気通路１４に配置される排気浄化触媒４４と、排気浄化触媒４４が還元状態であるか否かを判定する触媒還元状態判定手段と、車両減速時に内燃機関１０への燃料供給を停止して、燃料カット運転を行う燃料カット運転手段と、触媒還元状態判定手段により排気浄化触媒４４が還元状態であると判定された場合は、通常よりも燃料カット運転の時間を長くする制御手段と、を備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒が還元状態であるか否かを判定する触媒還元状態判定手段と、
車両減速時に内燃機関への燃料供給を停止して、燃料カット運転を行う燃料カット運転手段と、
前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、通常よりも前記燃料カット運転の時間を長くする制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒が還元状態であるか否かを判定する触媒還元状態判定手段と、
車両減速時に内燃機関への燃料供給を停止して、燃料カット運転を行う燃料カット運転手段と、
車速を含む所定のパラメータとシフトギヤ位置との関係を規定した変速線を制御し、前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、前記変速線を高車速側へ切り換える変速線制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記変速線制御手段は、前記排気浄化触媒が還元状態でないと判定された場合は、高車速側に切り換えられた前記変速線を低車速側に切り換えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変速線制御手段は、前記変速線を切り換えた場合にシフトギヤが切り換わることが想定される所定の運転条件では、前記変速線の切り換えを禁止することを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記変速線制御手段は、前記車速を含む所定のパラメータ、前記シフトギヤ位置及び前記変速線の関係を規定したマップ上で前記変速線を制御し、
前記所定の運転条件は、前記マップ上において、高車速側に切り換えられた変速線と切り換え前の変速線との間の領域での運転条件であることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気浄化触媒に２次空気を供給する２次空気供給手段を備え、
前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が短いと判断される場合は、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料カット運転の時間を取得する燃料カット運転時間取得手段を備え、
前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が所定値以下の場合は、前記排気浄化触媒へ前記２次空気を供給することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間に応じて前記２次空気の供給時間を決定することを特徴とする請求項７記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が短いほど、前記２次空気の供給時間を長くすることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の駆動力を車両駆動系へ伝達する変速機のロックアップが作動しているか否かを判定するロックアップ作動判定手段を備え、
前記２次空気供給手段は、前記ロックアップが作動していない状態で減速を開始した場合は、前記燃料カット運転の時間が短いと判断し、実際の前記燃料カット運転の時間に関わらず、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、減速時など所定の運転条件でフューエルカットを行う装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開平８−１４３７８号公報には、内燃機関に吸入される混合気の空燃比をリーン化する制御を行っている間は、変速ギヤの変速パターンを変更することで、良好な運転性を確保する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４３７８号公報
【特許文献２】特開平７−４２８２５号公報
【特許文献３】特開平９−３１５１８６号公報
【特許文献４】特開平３−１１７７７２号公報
【特許文献５】実開昭６３−６００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開平８−１４３７８号公報には変速ギヤの変速パターンを可変することが開示されているが、同公報に記載された技術は内燃機関への燃料供給をカットする燃料カット（フューエルカット）運転を想定したものではない。
【０００５】
すなわち、近時においては、内燃機関の排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化するべくＮＯＸ触媒が実用化されている。そして、例えば実開昭６３−６００４７号公報に記載されているように、車両減速時にフューエルカットを行い、触媒へ酸素を供給することで触媒臭の発生を抑えることが行われている。
【０００６】
以下、触媒臭の発生について説明する。ＮＯＸ触媒は内燃機関がリーン空燃比にて運転中にあるときにはその排気ガス中のＮＯＸを吸蔵する一方、内燃機関の排気空燃比が理論空燃比以下のリッチ空燃比で運転されるときにはその吸蔵したＮＯＸを放出し還元する機能を有している。
【０００７】
ところが、燃料および機関の潤滑油内にはイオウ（Ｓ）が含まれているので、排気ガス中にもイオウが含まれる。そして、ＮＯＸ触媒は排ガス中のイオウ成分（ＳＯＸ）を吸蔵して被毒（Ｓ被毒）される性質を有する。
【０００８】
Ｓ被毒されたＮＯＸ触媒を還元雰囲気下におくと、吸蔵されたイオウ成分がＮＯＸ触媒から離脱する。このとき、イオウ成分が排ガス中の炭化水素（ＨＣ）と反応し、イオウ化合物（硫化水素：Ｈ２Ｓ）が生成される。このような硫化水素は強い臭気を発生させる性質があり、大気中に放出されると車両の周囲で異臭を放つことになる。
【０００９】
このような触媒臭を抑えるためには、触媒を十分に酸化しておき、触媒中の酸素と排気ガス中の炭化水素を反応させることで、イオウ成分と炭化水素の反応を抑えることが好適である。
【００１０】
しかしながら、減速時のフューエルカットにより触媒酸化を行うことを想定した場合、減速時の機関回転数の低下によりフューエルカット時間を十分に確保することができなくなるという問題が生じる。より詳細には、フューエルカット中は燃焼が行われないため、機関停止を回避するためには、機関回転数が所定値以上の場合のみフューエルカットを行うことができる。このため、減速開始後、機関回転数が短時間で上記所定値よりも低下した場合は、フューエルカット時間が非常に短くなり、触媒に充分な酸素を供給することができなくなる。従って、触媒の酸化が不十分となり、触媒排気臭の抑制効果が低下するという問題が生じる。
【００１１】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、フューエルカットにより触媒に酸素を供給するシステムにおいて、触媒への酸素供給を確実に行うことで、触媒臭の発生を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒が還元状態であるか否かを判定する触媒還元状態判定手段と、車両減速時に内燃機関への燃料供給を停止して、燃料カット運転を行う燃料カット運転手段と、前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、通常よりも前記燃料カット運転の時間を長くする制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒が還元状態であるか否かを判定する触媒還元状態判定手段と、車両減速時に内燃機関への燃料供給を停止して、燃料カット運転を行う燃料カット運転手段と、車速を含む所定のパラメータとシフトギヤ位置との関係を規定した変速線を制御し、前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、前記変速線を高車速側へ切り換える変速線制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、前記変速線制御手段は、前記排気浄化触媒が還元状態でないと判定された場合は、高車速側に切り換えられた前記変速線を低車速側に切り換えることを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記変速線制御手段は、前記変速線を切り換えた場合にシフトギヤが切り換わることが想定される所定の運転条件では、前記変速線の切り換えを禁止することを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明において、前記変速線制御手段は、前記車速を含む所定のパラメータ、前記シフトギヤ位置及び前記変速線の関係を規定したマップ上で前記変速線を制御し、前記所定の運転条件は、前記マップ上において、高車速側に切り換えられた変速線と切り換え前の変速線との間の領域での運転条件であることを特徴とする。
【００１７】
第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒に２次空気を供給する２次空気供給手段を備え、前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が短いと判断される場合は、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給することを特徴とする。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明において、前記燃料カット運転の時間を取得する燃料カット運転時間取得手段を備え、前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が所定値以下の場合は、前記排気浄化触媒へ前記２次空気を供給することを特徴とする。
【００１９】
第８の発明は、第７の発明において、前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間に応じて前記２次空気の供給時間を決定することを特徴とする。
【００２０】
第９の発明は、第８の発明において、前記２次空気供給手段は、前記燃料カット運転の時間が短いほど、前記２次空気の供給時間を長くすることを特徴とする。
【００２１】
第１０の発明は、第６〜第９の発明のいずれかにおいて、内燃機関の駆動力を車両駆動系へ伝達する変速機のロックアップが作動しているか否かを判定するロックアップ作動判定手段を備え、前記２次空気供給手段は、前記ロックアップが作動していない状態で減速を開始した場合は、前記燃料カット運転の時間が短いと判断し、実際の前記燃料カット運転の時間に関わらず、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明によれば、排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、通常よりも燃料カット運転の時間を長くするため、燃料カット運転により排気浄化触媒へ十分な量の空気を供給することができ、排気浄化触媒を確実に酸化することが可能となる。従って、触媒臭の発生を抑止することができる。
【００２３】
第２の発明によれば、排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合は、変速線を高車速側へ切り換えるため、シフトギヤをローギヤ化して機関回転数を高めることができる。従って、燃料カット運転の時間を長くすることが可能となり、燃料カット運転により排気浄化触媒へ十分な量の空気を供給することができる。これにより、排気浄化触媒を確実に酸化することが可能となり、触媒臭の発生を抑止することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、排気浄化触媒が還元状態でないと判定された場合は、高車速側に切り換えられた変速線を低車速側に切り換えるため、排気浄化触媒が十分に酸化されている場合は、通常運転に復帰することができる。
【００２５】
第４の発明によれば、変速線を切り換えた場合にシフトギヤが切り換わることが想定される所定の運転条件では、変速線の切り換えを禁止するため、運転者が想定していない状態でシフトギヤの切り換えが行なわれることを抑止できる。従って、不意にシフトギヤが切り換わることによるドライバビリティの悪化を抑止できる。
【００２６】
第５発明によれば、車速を含む所定のパラメータ、シフトギヤ位置及び変速線の関係を規定したマップ上で変速線を制御し、マップ上において、高車速側に切り換えられた変速線と切り換え前の変速線との間の領域での運転条件では、変速線の切り換えを禁止するため、変速線の切り換えに伴ってシフトギヤ位置が変化することを抑止できる。
【００２７】
第６の発明によれば、燃料カット運転の時間が短いと判断される場合は、排気浄化触媒へ２次空気を供給するため、燃料カット運転による排気浄化触媒への酸素供給量が少ない場合であっても、排気浄化触媒を確実に酸化することが可能となる。
【００２８】
第７の発明によれば、燃料カット運転の時間が所定値以下の場合は、排気浄化触媒へ２次空気を供給するため、排気浄化触媒を確実に酸化することが可能になる。
【００２９】
第８の発明によれば、燃料カット運転の時間に応じて２次空気の供給時間を決定するため、排気浄化触媒への酸素供給量を最適に制御することが可能となる。
【００３０】
第９の発明によれば、燃料カット運転の時間が短いほど、前記２次空気の供給時間を長くするため、燃料カット運転による酸素供給量の不足分を２次空気の供給で補うことができる。従って、排気浄化触媒への酸素供給量を最適に制御することが可能となる。
【００３１】
第１０の発明によれば、変速機のロックアップが作動していない状態で減速を開始した場合は、燃料カット運転の時間が短いと判断し、実際の燃料カット運転の時間に関わらず、排気浄化触媒へ２次空気を供給するため、より早い段階から排気浄化触媒へ２次空気を供給することが可能となる。従って、排気浄化触媒への酸素供給量をより多くすることができ、車両停止までの間に触媒酸化状態をより早く作ることができるため、触媒臭の発生を確実に抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１０には吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２は、上流側の端部にエアフィルタ１６を備えている。エアフィルタ１６には、吸気温ＴＨＡ（すなわち外気温）を検出する吸気温センサ１８が組みつけられている。
【００３４】
エアフィルタ１６の下流には、エアフロメータ２０が配置されている。エアフロメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ２４と、スロットルバルブ２２が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ２６とが配置されている。
【００３５】
スロットルバルブ２２の下流には、サージタンク２８が設けられている。また、サージタンク２８の更に下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁３０が配置されている。
【００３６】
内燃機関１０の各気筒はピストン３４を備えている。ピストン３４には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸３６が連結されている。車両駆動系と補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）は、このクランク軸３６の回転トルクによって駆動される。すなわち、車両駆動系はトランスミッション（トルクコンバータ、図１において不図示）を介してクランク軸３６と接続されている。クランク軸３６はトルクコンバータへの入力軸となり、トルクコンバータの出力軸はディファレンシャルギヤを介して駆動輪へ接続される。
【００３７】
クランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角を検出するためのクランク角センサ３８が取り付けられている。クランク角センサ３８によれば、クランク軸３６の回転数（トルクコンバータの入力軸の回転数）、すなわち、機関回転数を検出することができる。また、内燃機関１０のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ３２が取り付けられている。
【００３８】
排気通路１４には、上流側触媒（スタートキャタリスト）４２と下流側触媒（ＮＯＸ吸蔵触媒）４４とが直列に配置されている。上流側触媒４２は比較的小容量の触媒とされ、内燃機関１０に近い位置に配置されていることから、機関冷間始動時等に短時間で活性化温度まで昇温し、主として始動直後の排気浄化を行う。
【００３９】
下流側触媒４４は、上流側触媒よりも容量の大きな触媒であり、暖機された後に排気浄化の中心的な役割を果たす触媒である。上流側触媒４２、下流側触媒４４は、流入する排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯＸを吸着、吸収またはその両方にて選択的に保持（吸蔵）し、流入する排気の空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比となったときに、吸蔵しているＮＯＸを排気中の還元成分（ＨＣ，ＣＯ）を用いて還元浄化するものである。換言すれば、上流側触媒４２、下流側触媒４４は、排気通路１４を流れるガス中に含まれる酸素を保持（吸蔵）することにより酸化され、排気中に還元成分が含まれる場合は、酸素を放出することで還元状態とされるものである。
【００４０】
排気通路１４には、上流側触媒４２の上流に空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）４６が配置されている。空燃比センサ４６は排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサであって、上流側触媒４２に流入する排気ガス中の酸素濃度に基づいて内燃機関１０で燃焼に付された混合気の空燃比を検出するものである。
【００４１】
また、上流側触媒４２の下流には、Ｏ２センサ４８が配置されている。Ｏ２センサ４８は、排気ガス中の酸素濃度が所定値より大きいか小さいかを検出するためのセンサであって、センサ位置の排気空燃比がストイキよりも燃料リッチになると所定電圧（例えば０．４５Ｖ）以上の出力を発生し、排気空燃比がストイキよりも燃料リーンになると所定電圧以下の出力を発生する。従って、Ｏ２センサ４８によれば、上流側触媒４２の下流に、燃料リッチな排気ガス（ＨＣ，ＣＯを含む排気ガス）、或いは燃料リーンな排気ガス（ＮＯＸを含む排気ガス）が流出してきたかを判断することができる。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態の燃焼状態推定装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した各種センサおよび燃料噴射弁３０に加えて、車速ＳＰＤを検出する車速センサ３３などが接続されている。
【００４３】
このように構成されたシステムにおいて、触媒４２，４４における酸素吸蔵量は、内燃機関１０の運転状態に応じて変動する。例えば空燃比をリーンにする制御が行われた場合は、排気中の酸素量が増加するため、触媒４２，４４の酸素吸蔵量は増加する。一方、空燃比をリッチにする制御が行われた場合は、排気中の還元成分が増加し、下流側触媒４２，４４から酸素が放出されるため、酸素吸蔵量は減少する。
【００４４】
特に、パワー増量などの燃料増量制御が行われた場合は、排気空燃比がリッチになり、触媒４２，４４から多くの酸素が放出されるため、触媒４２，４４が還元状態となり、触媒臭が発生する場合がある。
【００４５】
このため、本実施形態では、内燃機関１０を搭載した車両が減速運転を行っている条件下では、燃料噴射弁３０からの燃料供給を停止する制御（フューエルカット）を行う。フューエルカット時には、吸気通路１２から排気通路１４へ空気が流れるため、空気中の酸素を触媒４２，４４に吸着させることができ、触媒臭の発生を抑えることができる。また、フューエルカット中は燃焼が行われないため、燃費を向上することが可能となる。
【００４６】
一方、フューエルカット中は筒内で燃焼が行われないため、機関回転数が低下すると機関が停止してしまう。このため、ＥＣＵ４０は、フューエルカット中に機関回転数が所定の回転数（フューエルカット復帰判定回転数（例えば１０００ｒｐｍ））以下となった場合は、フューエルカットを停止し、燃料噴射弁３０から燃料を噴射して、通常の運転状態に復帰させる制御を行う。
【００４７】
上述のようにフューエルカットを行うことで触媒臭の発生を抑えることができるため、触媒が還元状態にある場合は、フューエルカット時間をできるだけ長くすることが望ましい。このため、本実施形態のシステムでは、下流側触媒４４が還元状態であるか否かを判定し、下流側触媒４４が還元状態である場合は、フューエルカット時間が長くなるように制御を行う。
【００４８】
具体的には、下流側触媒４４が還元状態である場合は、シフトギヤをローギヤ化することで機関回転数を高くして、フューエルカット復帰判定回転数に対するマージンを大きくとることで、フューエルカット時間をより長くする制御を行う。これにより、触媒４２，４４を確実に酸化することが可能となり、触媒臭の発生を確実に抑止することが可能となる。
【００４９】
また、フューエルカット中に機関回転数を上昇させることで、単位時間当たりの機関への吸入空気量が増加し、それに伴い排気系へ流入する空気量が増加するため、触媒４２，４４に送られる単位時間当たりの空気量（酸素量）を増加することができる。従って、触媒４２，４４により多くの酸素を吸蔵させることができ、フューエルカット開始時の触媒４２，４４における酸素吸蔵量が非常に少ない場合であっても触媒４２，４４を確実に酸化することが可能である。
【００５０】
以下、下流側触媒４４が還元状態であるか否かを判定する方法を詳細に説明する。空燃比をリッチにする制御が実行されて排気空燃比がリッチになると、上流側触媒４２は、このリッチな排気がストイキ状態になるように酸素を放出する。上流側触媒４２に吸蔵されていた酸素がなくなると、排気がリッチなまま上流側触媒４２の下流に流れるので、Ｏ２センサ４８がリッチを示し、下流側触媒４４が酸素の放出を開始する。
【００５１】
一方、空燃比をリーンにする制御が実行されて排気空燃比がリーンになると、上流側触媒４２は、このリーンな排気に含まれている酸素を吸蔵する。上流側触媒４２が最大酸素吸蔵量(Scmax)まで酸素を吸蔵するとリーンな排気が上流側触媒４２の下流に流れるので、Ｏ２センサ４８がリーンを示し、下流側触媒４４が酸素の吸蔵を開始する。
【００５２】
従って、フューエルカットを行わない通常の運転状態では、内燃機関１０の空燃比がリーンで且つＯ２センサ４８の出力がリーンとなった場合、下流側触媒４４に酸素が吸蔵される。また、内燃機関１０の空燃比がリッチで且つＯ２センサ４８の出力がリッチとなった場合は、下流側触媒４４から酸素が放出される。これらの場合において、Ｏ２センサ４８の出力がリーンまたはリッチになった後の、下流側触媒４４における酸素吸蔵量ｏｓａの変化量ｄｏｓａは、以下の式で表される。
ｄｏｓａ＝Ｇａ×２３％×(Ａ／Ｆ−１４．６)／(Ａ／Ｆ)              ・・・（１）
（１）式において、Ａ／Ｆは空燃比センサ４６で検出された空燃比である。また、２３％は空気中の酸素の重量比である。
【００５３】
また、フューエルカットが行われている場合は、吸気通路１２に吸入された吸入空気がそのまま排気通路１４に流れる。そして、Ｏ２センサ４８の出力がリーンの場合は、上流側触媒４２が最大酸素吸蔵量(Ｓｃｍａｘ)まで酸素を吸蔵しているため、吸入空気中の酸素が下流側触媒４４に吸蔵される。この場合において、Ｏ２センサ４８の出力がリーンになった後の下流側触媒４４における酸素吸蔵量ｏｓａの変化量ｄｏｓａは、以下の式で表される。
ｄｏｓａ＝Ｇａ×２３％                  ・・・（２）
【００５４】
（１）式において、内燃機関１０の空燃比がリーンの場合は、Ａ／Ｆ＞１４．６であるため、ｄｏｓａ＞０となり、酸素吸蔵量ｏｓａは増加する。一方、内燃機関１０の空燃比がリッチの場合は、Ａ／Ｆ＜１４．６であるため、ｄｏｓａ＜０となり、酸素吸蔵量ｏｓａは減少する。また、（２）式から算出された変化量ｄｏｓａは正の値であり、フューエルカット中は酸素吸蔵量ｏｓａが増加する。
【００５５】
変化量ｄｏｓａは、（１）式、（２）式を用いたルーチンにより所定時間毎に算出される。そして、現時点の下流側触媒４４における酸素吸蔵量ｏｓａ(ｎ)は、前回のルーチンで算出した酸素吸蔵量ｏｓａ(ｎ−１)に今回のルーチンで算出した変化量ｄｏｓａ(ｎ)を加算することで求められる。すなわち、下式の関係が成立する。
ｏｓａ(ｎ)=ｏｓａ(ｎ−１)＋ｄｏｓａ(ｎ)                  ・・・（３）
【００５６】
従って、（１）式、（２）式により変化量ｄｏｓａを所定のタイミングで算出し、その都度、前回のルーチンで求めた酸素吸蔵量ｏｓａに加算していくことで、（３）式により下流側触媒４４の酸素吸蔵量ｏｓａを逐次求めることが可能となる。
【００５７】
なお、酸素吸蔵量ｏｓａの初期値については、下流側触媒４４の最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)が触媒容量から理論上求まるため、Ｏ２センサ４８の出力がリッチになった後、酸素吸蔵量ｏｓａの減少量が最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)となった時点で酸素吸蔵量ｏｓａが０となるため、この時点の酸素吸蔵量ｏｓａを０とすることで初期値を設定することができる。または、Ｏ２センサ４８の出力がリーンになった後、最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)に相当する酸素が下流側触媒４４に送られた時点で、排気浄化触媒４４の酸素吸蔵量ｏｓａが最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)に到達するため、この時点で酸素吸蔵量ｏｓａを最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)に設定することで初期値を設定しても良い。また、下流側触媒４４の下流に別のＯ２センサを設けておき、Ｏ２センサ４８の出力がリッチになった後、下流側触媒４４の下流のＯ２センサの出力がリッチになった場合に、下流側触媒４４の酸素吸蔵量ｏｓａが０となるため、これを初期値としても良い。
【００５８】
そして、本実施形態では、下流側触媒４４の酸素吸蔵量ｏｓａが最大酸素吸蔵量(Ｃｍａｘ)に達している場合は、下流側触媒４４が十分に酸化されていると判定し、触媒還元状態判定フラグXREDUCEをオフに設定する(XREDUCE=0)。また、酸素吸蔵量ｏｓａが最大酸素吸蔵量に達していない場合は、下流側触媒４４が還元状態にあると判定し、触媒還元状態判定フラグをオンに設定する(XREDUCE=1)。
【００５９】
シフトギヤのローギヤ化は、触媒還元状態判定フラグXREDUCEの状態に基づいて行う。ＥＣＵ４０は、車速及びスロットル開度とシフトギヤ位置との関係を規定した変速線を記憶しており、本実施形態では、触媒還元状態判定フラグXREDUCEの状態に応じてシフトギヤの変速線を変更することで、シフトギヤをローギヤ化するようにしている。
【００６０】
図２は、車速、スロットル開度、シフトギヤ位置、及び変速線の関係を示す模式図であって、シフトギヤを３速と４速の間で切り換える際に用いられる変速線１００，１０２と、シフトギヤを４速と５速の間で切り換える際に用いられる変速線１０４，１０６を示している。変速線１００はシフトギヤを４速から３速へローギヤ化する際に用いられ、変速線１０２はシフトギヤを３速から４速へハイギヤ化する際に用いられる。また、変速線１０４はシフトギヤを５速から４速へローギヤ化する際に用いられ、変速線１０６はシフトギヤを４速から５速へハイギヤ化する際に用いられる。
【００６１】
例えば、変速線１００において車速が減少してＸ１点からＸ２点に運転状態が変化した場合は、シフトギヤが４速から３速へ可変され、シフトギヤがローギヤ化される。同様に、変速線１０２において、車速が増加してＹ１点からＹ２点に運転状態が変化した場合は、シフトギヤが３速から４速へ可変され、シフトギヤがハイギヤ化される。
【００６２】
図２に示すように、各変速線１００，１０２，１０４，１０６は、２つの変速線Ａ，Ｂから構成されている。スロットル開度が比較的小さい領域では、各変速線１００，１０２，１０４，１０６において変速線Ｂは変速線Ａよりも車速が高い位置に設定されている。
【００６３】
各変速線Ａは、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオフの場合に使用される。一方、各変速線Ｂは、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンの場合に使用される。上述したように、変速線Ｂは変速線Ａよりも車速が高い位置に設定されているため、変速線Ｂを使用するとシフトギヤの切り換わる車速が高車速側に移行する。従って、変速線Ａから変速線Ｂへの切り換えを行うことで、図２においてローギヤ側の領域を拡大することができ、シフトギヤをローギヤ化することができる。
【００６４】
従って、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンの場合は、変速線Ｂを用いてシフトギヤをローギヤ化することで、機関回転数を上昇することが可能となる。これにより、フューエルカット復帰判定回転数に対するマージンを大きくすることが可能となり、フューエルカットを長時間行うことができる。従って、下流側触媒４４を確実に酸化することができ、触媒臭の発生を抑止することができる。
【００６５】
なお、図２の例では、ローギヤ化のための変速線１００，１０４と、ハイギヤ化のための変速線１０２，１０６の双方において、変速線Ａと変速線Ｂの切り換えを行っているが、いずれか一方のみで変速線Ａ，Ｂの切り換えを行っても良い。
【００６６】
次に、図３のフローチャートに基づいて、本実施形態のシステムにおける処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ１では、現在の運転状態において、下流側触媒４４が還元状態であるか否かを判定する。すなわち、ここでは触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンであるか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ１において、触媒還元状態判定フラグがオンの場合(XREDUCE =1)は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、各変速線１００，１０２，１０４，１０６において、変速線Ｂを使用するように設定を行う。これにより、シフトギヤがローギヤ化され、機関回転数を上昇することができる。従って、車両減速時のフューエルカット時間をより長くすることができ、下流側触媒４４を確実に酸化することが可能となる。ステップＳ２の後は処理を終了する(RETURN)。
【００６８】
一方、ステップＳ１において、触媒還元状態判定フラグがオフの場合(XREDUCE=0)は、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、各変速線１００，１０２，１０４４，１０６において、変速線Ａを使用するように設定を行う。ステップＳ３の後は処理を終了する(RETURN)。
【００６９】
図３の処理によれば、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンの場合は、変速線Ｂを使用して変速を行うため、シフトギヤをローギヤ化することができる。従って、機関回転数をより高くすることができ、通常時よりもフューエルカット時間を長くすることが可能となる。従って、下流側触媒４４を確実に酸化することが可能となる。
【００７０】
以上説明したように実施の形態１によれば、下流側触媒４４が還元状態であるか否かを判定し、下流側触媒４４が還元状態の場合はシフトギヤをローギヤ化するようにしたため、機関回転数を上昇することができる。これにより、減速時のフューエルカット時間をより長くすることが可能となり、下流側触媒４４を確実に酸化することが可能となる。従って、触媒臭の発生を確実に抑止することが可能となる。
【００７１】
なお、実施の形態１では、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンの場合にシフトギヤをローギヤ化することとしたが、後述する実施の形態３と同様の方法で増量履歴フラグXRICHの状態を判定し、増量履歴フラグXRICHがオンの場合にローギヤ化を行っても良い。
【００７２】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態２は、実施の形態１において、各変速線１００，１０２，１０４，１０６における変速線Ａと変速線Ｂの間の領域で運転が行なわれている間は、変速線Ａと変速線Ｂの切り換えを禁止するものである。
【００７３】
図４は、図２と同様に車速、スロットル開度、シフトギヤ位置、及び変速線の関係を示す模式図である。図４において、変速線１００，１０２，１０４，１０６は実施の形態１と同様に構成されている。
【００７４】
実施の形態１と同様に、触媒還元状態判定フラグXREDUCEの状態に基づいて変速線Ａ、変速線Ｂの一方が選択され、XREDUCE=1の場合は変速線Ｂを用いることでシフトギヤのローギヤ化が行われる。この場合において、車速及びスロットル開度が変速線Ａと変速線Ｂの間の領域（図４中にハッチングで示す領域）内に該当している運転条件で変速線Ａ、変速線Ｂの切り換えを行うと、運転状態に変化が無い場合であってもシフトギヤの変速が行われてしまうことになり、ドライバビリティに影響を与える場合がある。
【００７５】
このため、実施の形態２では、車速及びスロットル開度の運転条件が図４中にハッチングで示す領域内の条件に該当する場合は、変速線の切り換えを禁止するようにしている。これにより、運転者が意図しないタイミングで変速が行われることを抑止でき、ドライバビリティが悪化してしまうことを抑止できる。
【００７６】
次に、図５のフローチャートに基づいて、実施の形態２のシステムにおける処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ１１では、現在の運転状態を表す各種パラメータを取得する。具体的には、車速(SPD)、機関回転数(NE)、スロットル開度(TA)などの各パラメータを取得する。
【００７７】
次のステップＳ１２では、現在のシフトギヤ位置を取得する。次のステップＳ１３では、現在の運転状態において、触媒還元状態判定フラグXREDUCEがオンであるか否かを判定する。
【００７８】
ステップＳ１３において、触媒還元状態判定フラグがオンの場合(XREDUCE=1)は、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、各変速線１００，１０２，１０４，１０６において変速線Ｂを使用するように設定を行う。これにより、シフトギヤがローギヤ化され、機関回転数を上昇することができる。従って、フューエルカット時間をより長くすることができ、下流側触媒４４を確実に酸化することが可能となる。
【００７９】
ステップＳ１４の後はステップＳ１５へ進み、変速線ローギヤ化フラグXLOWをオンに設定する(XLOW=1)。ここで、変速線ローギヤ化フラグXLOWは、変速線がローギヤ化されているか否かを示すフラグであって、変速線Ｂが使用されている状態ではXLOW=1とされ、変速線Ａが使用されている状態ではXLOW=0とされる。ステップＳ１５の後は処理を終了する(RETURN)。
【００８０】
一方、ステップＳ１３において、触媒還元状態判定フラグがオフの場合(XREDUCE=0)は、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、XLOW=1であるか否かを判定する。
【００８１】
ステップＳ１６でXLOW=1の場合は、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、車速及びスロットル開度の運転条件が変速線Ａと変速線Ｂの間の領域内の条件に該当するか否かを判定する。すなわち、ここでは運転条件が図４中にハッチングで示す領域内の条件に該当するか否かを判定する。
【００８２】
ステップＳ１７において、運転条件が図４中にハッチングで示す領域内の条件に該当すると判定された場合は、ステップＳ１４へ進む。この場合、変速線Ｂが使用されている(XLOW=1)状態であり、触媒還元状態ではないため(XREDUCE=0)、本来は変速線Ａへの切り換えを行っても良い条件であるが、運転条件が図４中のハッチングの領域内の条件に該当しているため、変速線Ａへの切り換えを行うと、同時にシフトアップが行われてしまい、ドライバビリティに影響が生じる。従って、ステップＳ１４では、変速線Ｂの使用を継続する。これにより、不意にシフト切り換えが行なわれることを回避でき、ドライバビリティの悪化を確実に抑止できる。
【００８３】
一方、ステップＳ１７において、運転条件が図４中にハッチングで示す領域内の条件に該当しないと判定された場合は、ステップＳ１８へ進む。この場合、変速線Ｂから変速線Ａへの切り換えを行ったとしても、切り換えと同時にシフトギヤの変速が行われることはない。従って、ステップＳ１８では、変速線Ｂから変速線Ａへの切り換えを行う。ステップＳ１８の後はステップＳ１９へ進み、変速線ローギヤ化フラグXLOWをオフに設定する(XLOW=0)。ステップＳ１９の後は処理を終了する(RETURN)。
【００８４】
図５の処理によれば、運転条件が図４中にハッチングで示す領域内の条件に該当するときは、変速線Ａ，Ｂの切り換えを禁止するため、変速線Ａ，Ｂの切り換えに伴ってシフトギヤの切り換えが行われることを抑止できる。従って、不意のシフトダウンに伴うドライバビリティの悪化を確実に抑止できる。
【００８５】
以上説明したように実施の形態２によれば、運転条件が変速線Ａと変速線Ｂの間の領域内（図４中のハッチングで示す領域内）に該当するときは、変速線の切り換えを禁止するようにしたため、運転者が意図しないタイミングでシフト変速動作が行なわれてしまうことを抑止できる。従って、変速線の切り換えに伴うドライバビリティの悪化を確実に抑止することが可能となる。
【００８６】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３に係る内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。実施の形態３のシステムの基本的な構成は実施の形態１のシステムと同様であるが、実施の形態３のシステムは、実施の形態１のシステムに加えて、排気通路１４に２次空気を供給する装置を備えている。
【００８７】
図６に示すように、排気通路１４には、内燃機関１０の個々の気筒に対応する支管毎に１つの注入孔５０が連通している。注入孔５０は、排気通路１４の支管に２次空気を導入するための管路である。それらの注入孔５０は、空気配管５２に連通している。空気配管５２は、その途中にバルブユニット５４を備えている。また、空気配管５２は、その端部においてエアポンプ５６に接続されている。エアポンプ５６は、エアフィルタ５８を介して空気を吸入し、その空気を２次空気として空気配管５２に送出することができる。システムの始動時には、２次空気を空気配管５２、注入孔５０から排気通路１４の支管へ導入することで、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させて触媒４２，４４を昇温（暖機）することができ、触媒４２，４４が所望の機能を発揮する温度に設定される。
【００８８】
バルブユニット５４は、エアスイッチング弁６２と逆止弁６４を備えている。エアスイッチング弁６２は、ダイアフラム式の負圧駆動弁である。エアスイッチング弁６２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）６６を介して吸気通路１２に連通している。また、エアスイッチング弁６２は、ＶＳＶ６６を介して吸気通路１２の負圧が供給されることにより開弁状態となり、また、その負圧が供給されていない場合に閉弁状態を維持するダイアフラム式の弁機構６８を備えている。従って、本実施形態のシステムでは、ＶＳＶ６６をオン状態（導通状態）とすることで、エアスイッチング弁６２を導通状態とし、また、ＶＳＶ６６をオフ状態（遮断状態）とすることで、エアスイッチング弁６２を遮断状態とすることができる。
【００８９】
エアポンプ５６の作動とＶＳＶ６６の状態は連動して制御される。すなわち、エアポンプ５６を作動させた場合はＶＳＶ６６がオン状態に設定され、エアスイッチング弁６２が導通状態に設定される。また、エアポンプ５６の作動を停止した場合はＶＳＶ６６がオフ状態に設定され、エアスイッチング弁６２が遮断状態に設定される。従って、エアポンプ５６を作動した場合は排気通路１４へ２次空気が供給されることになり、エアポンプ５６の作動時間は排気通路１４への２次空気の供給時間に対応している。
【００９０】
逆止弁６４は、エアポンプ５６から排気通路１４へ向かう順方向の流体の流れのみを許容し、逆方向の流れを阻止するための弁機構である。逆止弁６４は、エアスイッチング弁６２に開故障が生じた場合に、高温の排気ガスが、排気通路１４側からエアポンプ５６側へ逆流するのを防ぐために設けられている。
【００９１】
実施の形態１と同様に、ＥＣＵ４０には、各種センサおよび燃料噴射弁３０、車速センサ３３などが接続されている。また、ＥＣＵ４０には、ＶＳＶ６６、エアポンプ５６などが接続されている。ＥＣＵ４０は、接続されたセンサ出力を受けて、上述した燃料噴射弁３０、ＶＳＶ６６、エアポンプ５６などの状態を制御することができる。
【００９２】
本実施形態において、車両駆動系とクランク軸３６を接続するトルクコンバータは、入力軸と出力軸を機械的に結合するロックアップ機構を備えている。ロックアップ機構は、入力軸の回転数（即ち、機関回転数）に応じて作動し、入力軸の回転数が所定値以上の場合、入力軸と出力軸が機械的に結合される。
【００９３】
実施の形態３においても、車両減速時にフューエルカットを行うことで下流側触媒４４を酸化する制御が行われる。この際、トルクコンバータがロックアップ機構を備えている場合は、自動変速機のシフト特性、ロックアップ機構の動作特性などに起因して、所定の車速からの減速時にフューエルカット時間が短くなる場合がある。
【００９４】
図７は、減速時の車速とトルクコンバータの回転数（入力軸の回転数）との関係を示す特性図である。図７において、特性Ｃはシフトギヤが４速に設定された状態での車速とトルクコンバータ回転数との関係を示している。また、特性Ｄはシフトギヤが５速に設定された状態での車速とトルクコンバータ回転数との関係を示している。
【００９５】
トルクコンバータのロックアップ機構は、トルクコンバータの回転数が所定値以上となった場合に作動し、トルクコンバータの入力軸と出力軸が機械的に結合される。具体的には、ロックアップ機構はトルクコンバータ回転数が図７中に示すＮｏｎ以上に上昇した場合に作動し、ロックアップがオン状態となる。また、トルクコンバータ回転数が図７中に示すＮｏｆｆ以下に低下した場合は、ロックアップが解除され、ロックアップがオフ状態となる。
【００９６】
また、図７に示すように、車速が低下した場合に５速から４速へのローギヤ化を行うため、所定の速度に変速線Ｅが設定されている。図７に示すように、変速線Ｅは、車速４０ｋｍ／ｈと車速５０ｋｍ／ｈの間の所定の車速に設定されている。
【００９７】
図７において、シフトギヤが５速に設定され、車速５０ｋｍ／ｈの近傍から減速が行なわれた場合、特性Ｄに沿って車速及びトルクコンバータ回転数が減少する。そして、車速が変速線Ｅの位置に到達すると、ロックアップが解除され、シフトギヤが４速に切り換わる。
【００９８】
このとき、減速時のフューエルカットが行われている状態では、ロックアップが解除されることによりトルクコンバータ回転数はＮｏｆｆ以下に低下する。そして、４速にシフトが切り換わった後においても、ロックアップが解除された状態では、トルクコンバータの回転数はＮｏｎ以上まで上昇しないため、再度ロックアップがオンになることはなく、トルクコンバータの回転数は短時間でフューエルカット復帰判定回転数に到達する。このため、フューエルカット時間が短くなり、減速停止までの間に下流側触媒４４が酸化状態に至らないことが想定される。
【００９９】
同様に、減速開始の時点でロックアップが解除されており、トルクコンバータ回転数がＮｏｆｆ以下の場合も、減速中にトルクコンバータ回転数がＮｏｎ以上となることはなく、ロックアップが作動しないため、機関回転数は短時間でフューエルカット復帰判定回転数に到達してしまい、フューエルカット時間が短くなることが想定される。
【０１００】
一方、シフトギヤが５速の状態で６０ｋｍ／ｈ程度以上の車速から減速が行なわれた場合は、減速開始時の車速が高いため、車速が変速線Ｅの位置に到達するまでの間はロックアップがオンとなり、フューエルカット中に機関回転数が急激に低下することはない。従って、フューエルカット時間を十分に確保することができる。
【０１０１】
また、シフトギヤが４速に設定された状態で減速が行なわれた場合は、特性Ｃに沿って車速及びトルクコンバータ回転数は減少するが、トルクコンバータの回転数がＮｏｆｆに到達するまでの間はロックアップがオンとなるため、フューエルカット中に機関回転数が急激に低下することがなく、フューエルカット時間を十分に確保することができる。
【０１０２】
従って、減速開始直後にロックアップが解除される場合（変速線Ｅよりもやや高い車速（５０ｋｍ／ｈ程度）から減速を開始した場合）、又は減速開始の時点でロックアップが既に解除されている場合は、フューエルカット時間を十分に確保できなくなることが懸念される。このため、減速開始直前に燃料増量制御が行われている場合などには、フューエルカットによる触媒酸化が不十分となる場合がある。
【０１０３】
図８は、減速開始の車速と、フューエルカット時間との関係を示す特性図である。図８は、車速４０ｋｍ／ｈ、車速５０ｋｍ／ｈ、車速６０ｋｍ／ｈ、車速７０ｋｍ／ｈのそれぞれから減速を開始した場合のフューエルカット時間を４つの減速度(−０．８７５ｋｍ／ｈ／Ｓ，−１．７５ｋｍ／ｈ／Ｓ，−３．５ｋｍ／ｈ／Ｓ，−７ｋｍ／ｈ／Ｓ)のそれぞれについて計測したものである。そして、減速開始の各速度において、減速度−０．８７５ｋｍ／ｈ／Ｓで減速した場合のフューエルカット時間を記号×でプロットし、減速度−１．７５ｋｍ／ｈ／Ｓで減速した場合のフューエルカット時間を記号▲でプロットし、減速度−３．５ｋｍ／ｈ／Ｓで減速した場合のフューエルカット時間を記号■でプロットし、減速度−７ｋｍ／ｈ／Ｓで減速した場合のフューエルカット時間を記号○でプロットしたものである。
【０１０４】
図８に示すように、車速４０ｋｍ／ｈ、車速６０ｋｍ／ｈ、車速７０ｋｍ／ｈからの減速時には、減速度に応じてフューエルカット時間が確保される。この場合、減速度の絶対値が大きいほど急激な減速が行なわれ、機関回転数がより短時間でフューエルカット復帰判定回転数に達するため、フューエルカット時間は短くなる。
【０１０５】
一方、車速５０ｋｍ／ｈからの減速では、図７で説明したように減速開始から短時間で変速線Ｅの車速に到達し、変速後においてもロックアップが解除された状態となるため、図８に示すように、他の車速から減速を開始した場合に比べてフューエルカット時間が短くなる。
【０１０６】
このため、実施の形態３では、ロックアップの解除に起因してフューエルカット時間が短くなる条件下では、エアポンプ５６を作動し、２次空気を排気通路１４の支管へ導入するようにしている。これにより、フューエルカットによる触媒酸化が十分に行われない場合においても、２次空気の供給により下流側触媒４４を確実に酸化することができ、触媒臭の発生を抑止することが可能となる。
【０１０７】
この際、本実施形態では、フューエルカット時間に応じて２次空気供給量を可変し、下流側触媒４４の酸素吸蔵量を最適に制御するようにしている。具体的には、フューエルカット時間が短い場合は、フューエルカットによる下流側触媒４４への空気供給量が少なくなるため、２次空気の供給量を増加する制御を行う。これにより、フューエルカット時間が短い場合であっても、触媒臭の発生を抑えることが可能となる。また、フューエルカット時間が長い場合は、フューエルカットによる下流側触媒４４への空気供給量が多くなるため、２次空気の供給量を減少させる制御を行う。これにより、下流側触媒４４に酸素が過剰に送られることを抑止でき、触媒劣化を抑えることが可能となる。
【０１０８】
また、減速開始時に既にロックアップが解除されている場合は、減速時のフューエルカット時間に関わらず即座にエアポンプ５６を作動し、２次空気を排気通路１４の支管へ導入するようにしている。減速開始時にロックアップが解除されている場合は、減速開始の時点でフューエルカット時間が短くなることが予測できるため、即座に２次空気を供給することで、より早い段階から下流側触媒４４の酸化を開始することが可能となる。従って、下流側触媒４４への酸素供給量をより多くすることができ、下流側触媒４４の確実な酸化が可能となる。
【０１０９】
図６に示すように、排気通路１４に２次空気を供給する注入孔５０は空燃比センサ４６およびＯ２センサ４８の上流に設けられている。このため、これらのセンサの出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行っている最中に２次空気を供給すると、排気通路１４内の空気量が多くなる。このため、空燃比センサ４６、Ｏ２センサ４８により空燃比がリーンであることが検出され、フィードバック制御により空燃比がリッチ側に制御されるため、燃料噴射量が増加してしまう。この場合、排気ガス中の還元成分が増加するため、下流側触媒４４の酸素吸蔵量が低下するという弊害が生じる。このため、２次空気を供給する場合は、空燃比フィードバック制御をオープンにすることが好適である。これにより、２次空気の供給に起因して排気空燃比がリーンになった場合であっても、燃料噴射量を増加する制御が行われることを回避でき、下流側触媒４４の酸素吸蔵量が低下してしまうことを抑止できる。
【０１１０】
実施の形態３では、パワー増量などの燃料増量制御が行われた場合は、その履歴を示す増量履歴フラグXRICHがオン状態に設定される(XRICH=1)。そして、車両減速時に増量履歴フラグがオンの場合は、フューエルカット時間に応じて２次空気の供給を行う。燃料増量制御が行われた場合、触媒４２，４４が還元状態になっていることが想定できるため、増量履歴フラグXRICHがオン状態の場合に２次空気の供給を行うことで、触媒４２，４４を確実に酸化することができる。
【０１１１】
増量履歴フラグは、燃料増量制御の終了後、内燃機関１０に吸入された吸入空気量（Ｇａ）の積算値（積算Ｇａ値）が所定値を超えた場合にオフ状態に復帰する(XRICH=0)。燃料増量制御により下流側触媒４４の酸素吸蔵量は減少するが、積算Ｇａ値が所定値を超えた状態では、十分な量の空気が触媒４２，４４を通過しているため、触媒４２，４４の酸素吸蔵量は増加している。この状態では、触媒４２，４４への更なる空気供給を行う必要がないため、増量履歴フラグをオフ状態とし(XRICH=0)、フューエルカット、および２次空気の供給を停止する。このように、増量履歴フラグがオン状態のときにフューエルカットおよび２次空気の供給を行うことで、触媒４２，４４に酸素の吸蔵不足が生じることを抑止できる。
【０１１２】
次に、図９のフローチャートに基づいて、実施の形態３のシステムにおける処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ２１では、減速が行われているか否かを判定する。減速が行われている場合はステップＳ２２へ進む。一方、減速が行われていない場合は、処理を終了する(RETURN)。
【０１１３】
次のステップＳ２２では、現在の運転状態において、増量履歴フラグXRICHがオンであるか否かを判定する。増量履歴フラグがオンの場合(XRICH=1)は、ステップＳ２３へ進む。一方、増量履歴フラグがオフの場合(XRICH=0)は、２次空気を供給する必要がないため、ステップＳ２５へ進み、２次空気の供給を停止する。
【０１１４】
ステップＳ２３では、減速開始時にロックアップ条件が成立しており、ロックアップがオンであるか否かを判定する。
【０１１５】
ステップＳ２３において、ロックアップがオンの場合はステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、減速中のフューエルカット時間（Ｆ／Ｃ時間）と所定値Ｔを比較し、（Ｆ／Ｃ時間）＞Ｔであるか否かを判定する。ここで、フューエルカット時間は、別のルーチンで求められる。
【０１１６】
ステップＳ２４で（Ｆ／Ｃ時間）＞Ｔの場合は、ステップＳ２５へ進む。この場合、減速開始時にロックアップがオン状態であり、フューエルカットが所定値Ｔよりも長い時間の間行われているため、下流側触媒４４は十分に酸化されていると考えられる。従って、ステップＳ２５では、２次空気の供給を停止する制御を行う。
【０１１７】
一方、ステップＳ２５で（Ｆ／Ｃ時間）≦Ｔの場合は、ステップＳ２６へ進む。この場合、フューエルカット時間が所定値Ｔ未満であるため、フューエルカットによる下流側触媒４４の酸化が不足していると考えられる。従って、ステップＳ２６では、減速時のフューエルカット時間に応じて２次空気の供給時間を決定し、決定した供給時間の間、２次空気を供給する。
【０１１８】
図１０は、２次空気供給時間を算出するためのマップを示す模式図である。図１０に示すように、２次空気供給時間は、フューエルカット時間が長いほど短い時間に設定され、フューエルカット時間がステップＳ２５におけるＴ以上の場合は０とされる。図１０のマップによれば、フューエルカット時間が短いほど２次空気の供給時間を長くすることができ、フューエルカットが短い場合の触媒酸化不足を２次空気の供給で解消することができる。
【０１１９】
一方、ステップＳ２３で減速開始時にロックアップがオフであると判定された場合は、ステップＳ２７へ進む。この場合、減速開始時にロックアップがオフであるため、フューエルカット中にトルクコンバータの回転数が低下し、フューエルカット時間が０となる。従って、ステップＳ２８では、図１０に示すＴＡ時間の間、２次空気を供給する。ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７の後は処理を終了する(RETURN)。
【０１２０】
図９の処理によれば、フューエルカット時間が所定値Ｔよりも短い場合は、排気通路１４へ２次空気を供給するため、下流側触媒４４を確実に酸化することが可能となる。また、減速開始時にロックアップが解除されている場合は、フューエルカット時間の判定を行うことなく２次空気を供給するため、減速開始直後から下流側触媒４４の酸化を開始することができる。従って、車両停止までの時間が短い場合であっても下流側触媒４４を確実に酸化することができる。また、２次空気の供給は、始動時またはステップＳ２６，Ｓ２７の場合に限って行うため、エアポンプの動作を最小限に抑えることができ、燃費を向上するとともにエアポンプの耐久信頼性を向上することが可能となる。
【０１２１】
以上説明したように実施の形態３によれば、自動変速機のシフト特性、ロックアップ機構の動作特性などに起因してフューエルカット時間が短くなる場合は、排気通路１４に２次空気を供給するようにしたため、フューエルカット時間を十分に確保することが困難な場合においても、下流側触媒４４を確実に酸化することができる。従って、触媒臭の発生を抑止することが可能となる。
【０１２２】
また、フューエルカット時間に応じて２次空気の供給量を可変するため、下流側触媒４４に送られる２次空気の供給量を最適に制御することができる。従って、下流側触媒４４への２次空気の供給過剰に起因して、下流側触媒４４が劣化してしまうことを抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。
【図２】車速、スロットル開度、シフトギヤ位置、及び変速線の関係を示す模式図である。
【図３】実施の形態１のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】車速、スロットル開度、シフトギヤ位置、及び変速線の関係を示す模式図であって、変速線の切り換えを禁止する領域を示す図である。
【図５】実施の形態２のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態３に係る内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。
【図７】減速時の車速とトルクコンバータの回転数（入力軸の回転数）との関係を示す特性図である。
【図８】減速開始の車速と、フューエルカット時間との関係を示す特性図である。
【図９】実施の形態２のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】２次空気供給時間を算出するためのマップを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  内燃機関
１４  排気通路
４０  ＥＣＵ
４４  下流側触媒
５４  バルブユニット
５６  エアポンプ
６６  ＶＳＶ
１００，１０２，１０４，１０６  変速線
【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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