(57)【要約】【課題】内燃機関の排気通路の上流側と下流側とに触媒を備える場合において、下流側の触媒の温度を上昇させるときに、下流側の触媒で浄化されないまま流出する物質を低減する。【解決手段】基準リーン空燃比を挟んで目標空燃比を第一リーン空燃比と第一リッチ空燃比とに変動させるリーン制御と、基準リッチ空燃比を挟んで目標空燃比を第二リーン空燃比と第二リッチ空燃比とに変動させるリッチ制御と、を交互に実施し、リーン制御を実施する場合において、目標空燃比を変動させるときに、目標空燃比が第一リーン空燃比になる一回当たりの時間を目標空燃比が第一リッチ空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、基準リーン空燃比からの第一リーン空燃比の偏差を基準リーン空燃比からの第一リッチ空燃比の偏差よりも小さくする。【選択図】図３
2018021542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒である第一触媒と、
前記第一触媒よりも下流の前記排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒である第二触媒と、
前記内燃機関の目標空燃比を変動させる制御装置と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関の目標空燃比を変動させるときの該目標空燃比の目標平均値として設定される空燃比であって理論空燃比よりもリーン側の空燃比である基準リーン空燃比を設定し、前記内燃機関の目標空燃比を前記基準リーン空燃比よりもリーンな空燃比である第一リーン空燃比と理論空燃比よりもリッチな空燃比である第一リッチ空燃比とに変動させるリーン制御と、
前記内燃機関の目標空燃比を変動させるときの該目標空燃比の目標平均値として設定される空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である基準リッチ空燃比を設定し、前記内燃機関の目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比である第二リーン空燃比と前記基準リッチ空燃比よりもリッチな空燃比である第二リッチ空燃比とに変動させるリッチ制御と、
を交互に実施し、
前記リーン制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第一リーン空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第一リッチ空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リーン空燃比からの前記第一リーン空燃比の偏差を前記基準リーン空燃比からの前記第一リッチ空燃比の偏差よりも小さくする
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記リッチ制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リッチ空燃比からの前記第二リッチ空燃比の偏差を前記基準リッチ空燃比からの前記第二リーン空燃比の偏差よりも小さくする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記リーン制御と、前記リッチ制御と、を交互に実施するときに、最初に前記リッチ制御を実施する請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記リーン制御と、前記リッチ制御と、を交互に実施するときに、最初に前記リッチ制御を実施し、
少なくとも一回目の前記リッチ制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リッチ空燃比からの前記第二リッチ空燃比の偏差を前記基準リッチ空燃比からの前記第二リーン空燃比の偏差よりも小さくし、
前記少なくとも一回目の前記リッチ制御は、前記第二触媒に吸蔵されている酸素の放出が完了するまで実施する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記リーン制御を開始するときには、最初に前記目標空燃比を前記第一リッチ空燃比にする、または、前記リッチ制御を開始するときには、最初に前記目標空燃比を前記第二リッチ空燃比にする請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記リッチ制御の開始時よりも終了時の前記基準リッチ空燃比をリーンにする請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記リーン制御の開始時よりも終了時の前記基準リーン空燃比をリッチにする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路の上流側から順に上流触媒と下流触媒とを設け、内燃機関がリーン空燃比で運転されているときであって下流触媒の温度を上昇させるときに、上流触媒に流入する排気の空燃比が瞬間的にリッチ空燃比となるように、還元剤を例えば周期的に或いは間欠的に供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、上流触媒に流入する還元剤のうち、上流触媒で反応せずにすり抜ける量が増加するため、下流触媒で反応する還元剤の量を増加させることができる。よって、上流触媒で還元剤が反応することによる温度の上昇を抑制しつつ、下流触媒で反応する還元剤の量を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１４７８８号
【特許文献２】特開２００５−０６１２２１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２３６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、内燃機関の排気通路の上流側と下流側とに三元触媒を２つ設け、目標空燃比を比較的短い間隔で理論空燃比よりリーン側とリッチ側とに変動させつつ、この比較的短い間隔よりも長い間隔で内燃機関の目標空燃比の目標平均値である目標基準空燃比を理論空燃比よりリーン側とリッチ側とに交互に変化させることが提案されている。なお、理論空燃比よりリーン側の目標基準空燃比を基準リーン空燃比といい、理論空燃比よりリッチ側の目標基準空燃比を基準リッチ空燃比という。目標基準空燃比がリッチ側であっても、また、リーン側であっても、目標空燃比が変動するときには、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側と、に変動する。このような構成では、上流側に設けられた三元触媒（以下、第一触媒ともいう。）に流入する排気の空燃比が目標空燃比に応じて変化し、下流側に設けられた三元触媒（以下、第二触媒ともいう。）に流入する排気の空燃比が目標基準空燃比に応じて変化する。したがって、目標基準空燃比は、第二触媒に要求される空燃比に応じて設定される。
【０００５】
このような構成では、目標空燃比を比較的短い間隔でリッチ空燃比とリーン空燃比とに変動させることにより、目標空燃比が理論空燃比よりも大きい空燃比であるリーン空燃比のときには内燃機関では酸素が余剰になるため、余剰酸素を含んだリーン空燃比の排気が第一触媒に供給される。目標空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比であるリッチ空燃比のときには内燃機関では燃料が余剰になるため、余剰の燃料であるＨＣと、不完全燃焼により発生するＣＯとを含んだリッチ空燃比の排気が第一触媒に供給される。このため、第一触媒においてＨＣ，ＣＯが酸化されて熱が発生して第一触媒の温度が上昇する。また、目標基準空燃比を基準リッチ空燃比と基準リーン空燃比とに交互に変化させることにより、目標基準空燃比が基準リッチ空燃比のときには、第一触媒に吸蔵されている酸素が放出されて排気中のＨＣ，ＣＯが酸化される。そして、第一触媒から酸素が十分に放出されると、第一触媒においてＨＣ，ＣＯを酸化することができなくなり、第一触媒からリッチ空燃比の排気が流出する。これにより、第二触媒にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気が供給される。また、目標基準空燃比が基準リーン空燃比のときには、第一触媒に酸素が
吸蔵されるが、第一触媒に酸素が十分に吸蔵されると、第一触媒において酸素を吸蔵することができなくなり、第一触媒からリーン空燃比の排気が流出する。これにより、第二触媒に酸素を含んだリーン空燃比の排気が供給される。したがって、目標基準空燃比を基準リッチ空燃比と基準リーン空燃比とに交互に変化させることにより、第二触媒にも、酸素を含んだリーン空燃比の排気と、ＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気とが交互に供給される。このため、第二触媒においてＨＣ，ＣＯが酸化されて熱が発生して第二触媒の温度が上昇する。
【０００６】
しかし、目標基準空燃比を基準リーン空燃比としつつ目標空燃比を比較的短い間隔で理論空燃比を挟んでリーン側とリッチ側とに変動させると、目標空燃比がリーン空燃比のときに空燃比のリーン度合いが大きくなりすぎて、第一触媒及び第二触媒でＮＯｘを浄化することが困難となり、第二触媒からＮＯｘが流出する虞がある。一方、目標基準空燃比を基準リッチ空燃比としつつ目標空燃比を比較的短い間隔で理論空燃比を挟んでリーン側とリッチ側とに変動させると、目標空燃比がリッチ空燃比のときに空燃比のリッチ度合いが大きくなりすぎて、第一触媒及び第二触媒でＨＣ，ＣＯを浄化することが困難となり、第二触媒からＨＣ，ＣＯが流出する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気通路の上流側と下流側とに触媒を備える場合において、下流側の触媒の温度を上昇させるときに、下流側の触媒で浄化されないまま流出する物質を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒である第一触媒と、前記第一触媒よりも下流の前記排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒である第二触媒と、前記内燃機関の目標空燃比を変動させる制御装置と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記制御装置は、前記内燃機関の目標空燃比を変動させるときの該目標空燃比の目標平均値として設定される空燃比であって理論空燃比よりもリーン側の空燃比である基準リーン空燃比を設定し、前記内燃機関の目標空燃比を前記基準リーン空燃比よりもリーンな空燃比である第一リーン空燃比と理論空燃比よりもリッチな空燃比である第一リッチ空燃比とに変動させるリーン制御と、前記内燃機関の目標空燃比を変動させるときの該目標空燃比の目標平均値として設定される空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である基準リッチ空燃比を設定し、前記内燃機関の目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比である第二リーン空燃比と前記基準リッチ空燃比よりもリッチな空燃比である第二リッチ空燃比とに変動させるリッチ制御と、を交互に実施し、前記リーン制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第一リーン空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第一リッチ空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リーン空燃比からの前記第一リーン空燃比の偏差を前記基準リーン空燃比からの前記第一リッチ空燃比の偏差よりも小さくする。
【０００９】
リッチ制御とリーン制御とを交互に実施することにより、基準となる空燃比（目標空燃比の目標平均値であり、以下、目標基準空燃比ともいう。）が、基準リッチ空燃比と基準リーン空燃比とに交互に変化する。リーン制御及びリッチ制御の何れを実施しているときであっても、目標空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに変動する。なお、基準リーン空燃比はリーン制御を実施している最中に変化してもよく、また、基準リッチ空燃比はリッチ制御を実施している最中に変化してもよい。基準リッチ空燃比及び基準リーン空燃比は、第二触媒を好適に昇温させるように設定される。
【００１０】
内燃機関の目標空燃比を理論空燃比を挟んでリーン側とリッチ側とに変動させることにより、第一触媒に酸素を含んだリーン空燃比の排気とＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の
排気とが交互に流入する。そうすると、第一触媒においてＨＣ，ＣＯが酸素によって酸化されて熱が発生するため、第一触媒の温度が上昇する。ここで、第一触媒は酸素吸蔵能力を有しているため、第一触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比のときには、第一触媒に酸素が吸蔵され、第一触媒に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比のときには、第一触媒から酸素が放出される。このため、第一触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比の場合であっても、第一触媒が酸素を吸蔵可能な場合には、第一触媒から流出する排気の空燃比は理論空燃比になり得る。一方、第一触媒に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比の場合であっても、第一触媒が酸素を放出可能な場合には、第一触媒から流出する排気の空燃比は理論空燃比になり得る。そして、第一触媒から流出する排気の空燃比が理論空燃比の間は、第二触媒に酸素およびＨＣ，ＣＯがほとんど供給されないため、第二触媒において酸化反応による熱が発生しない。
【００１１】
ここで、比較的短い間隔で内燃機関の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させつつ、比較的長い間隔で目標基準空燃比がリッチ空燃比とリーン空燃比とに変動するように、リーン制御とリッチ制御とを交互に実施することにより、第一触媒から酸素を含んだリーン空燃比の排気とＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気とを交互に流出させることができる。すなわち、リーン制御を実施中には、内燃機関の目標空燃比が第一リーン空燃比と第一リッチ空燃比とに変動するものの、目標基準空燃比は理論空燃比よりもリーン側の空燃比である基準リーン空燃比であるために、ＨＣ，ＣＯよりも酸素の供給量が相対的に多くなり、第一触媒の酸素吸蔵量が増加する。そして、第一触媒に十分な量の酸素が吸蔵された後は、第一触媒からリーン空燃比の排気が流出するため、第二触媒に酸素を含んだリーン空燃比の排気が供給される。一方、リッチ制御を実施中には、内燃機関の目標空燃比が第二リーン空燃比と第二リッチ空燃比とに変動するものの、目標基準空燃比は理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である基準リッチ空燃比であるために、酸素よりもＨＣ，ＣＯの供給量が相対的に多くなり、第一触媒の酸素吸蔵量が減少する。そして、第一触媒から十分な量の酸素が放出された後は、第一触媒からリッチ空燃比の排気が流出するため、第二触媒にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気が供給される。したがって、リーン制御とリッチ制御とを交互に実施することにより、第二触媒へ酸素を含んだリーン空燃比の排気とＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気とを交互に供給することができる。これにより、第二触媒の温度を速やかに上昇させることができる。
【００１２】
しかし、リーン制御を実施中に内燃機関の目標空燃比が第一リーン空燃比になると、リーンの度合いが大きくなりすぎる虞がある。ここで、第一触媒及び第二触媒では、リーン空燃比のときに、リーンの度合いが大きいほど、すなわち、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるほど（空燃比が理論空燃比よりも大きいほど）、ＮＯｘの浄化率が低下してしまう。したがって、リーン制御を実施中に内燃機関の目標空燃比が第一リーン空燃比になると、第一触媒及び第二触媒においてリーンの度合いが大きくなりすぎて、ＮＯｘの浄化が困難となる虞がある。なお、本願において、空燃比が大きくなるといった場合には、燃料濃度が低くなることを示し、空燃比が小さくなるといった場合には、燃料濃度が高くなることを示している。また、本願において、リーン空燃比といった場合には、理論空燃比よりも大きな空燃比を示し、リッチ空燃比といった場合には、理論空燃比よりも小さな空燃比を示す。
【００１３】
これに対して制御装置は、リーン制御を実施中であって目標空燃比が第一リーン空燃比のときのリーンの度合いが小さくなるように、目標空燃比を制御している。すなわち、リーン制御を実施中に目標空燃比を変動させるときに、基準リーン空燃比からの目標空燃比の偏差を第一リッチ空燃比よりも第一リーン空燃比のときに小さくすることで、リーンの度合いを小さくしている。また、基準リーン空燃比を第二触媒の昇温に適切な空燃比とするために、目標空燃比を変動させるときに、目標空燃比が第一リッチ空燃比になる一回当たりの時間よりも目標空燃比が第一リーン空燃比になる一回当たりの時間を長くしている
。すなわち、リーン制御を実施中に、目標空燃比が第一リーン空燃比のときには、第一リッチ空燃比のときよりも、基準リーン空燃比からの偏差が小さく、且つ、目標空燃比の継続時間が長くなる。このようにして、基準リーン空燃比を第二触媒の昇温に適切な空燃比としつつ、目標空燃比が第一リーン空燃比のときのリーンの度合いを小さくすることができるため、第二触媒によるＮＯｘの浄化が困難になることを抑制できる。
【００１４】
また、前記制御装置は、前記リッチ制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リッチ空燃比からの前記第二リッチ空燃比の偏差を前記基準リッチ空燃比からの前記第二リーン空燃比の偏差よりも小さくすることができる。
【００１５】
リッチ制御を実施中に内燃機関の目標空燃比が第二リッチ空燃比になると、リッチの度合いが大きくなりすぎる虞がある。ここで、第一触媒及び第二触媒では、リッチ空燃比のときに、リッチの度合いが大きいほど、すなわち、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるほど（すなわち、空燃比が理論空燃比よりも小さいほど）、ＨＣ，ＣＯの浄化率が低下してしまう。したがって、リッチ制御を実施中に内燃機関の目標空燃比が第二リッチ空燃比になると第一触媒及び第二触媒においてリッチの度合いが大きくなりすぎて、ＨＣ，ＣＯの浄化が困難となる虞がある。
【００１６】
これに対して制御装置は、リッチ制御を実施中であって目標空燃比が第二リッチ空燃比のときのリッチの度合いが小さくなるように、目標空燃比を制御してもよい。すなわち、リッチ制御を実施中に目標空燃比を変動させるときに、基準リッチ空燃比からの目標空燃比の偏差を第二リーン空燃比よりも第二リッチ空燃比のときに小さくすることで、リッチの度合いを小さくしてもよい。また、基準リッチ空燃比を第二触媒の昇温に適切な空燃比とするために、目標空燃比を変動させるときに、目標空燃比が第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも目標空燃比が第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を長くしてもよい。この場合、リッチ制御を実施中に、目標空燃比が第二リッチ空燃比のときには、第二リーン空燃比のときよりも、基準リッチ空燃比からの偏差が小さく、且つ、目標空燃比の継続時間が長くなる。このようにして、基準リッチ空燃比は第二触媒の昇温に適切な空燃比としつつ、目標空燃比が第二リッチ空燃比のときのリッチの度合いを小さくすることができるため、第二触媒によるＨＣ，ＣＯの浄化が困難になることを抑制できる。
【００１７】
また、前記制御装置は、前記リーン制御と、前記リッチ制御と、を交互に実施するときに、最初に前記リッチ制御を実施することができる。
【００１８】
第二触媒では、前述のようにリーン空燃比のときに、リーンの度合いが大きくなるほど、すなわち空燃比が上昇するほど、ＮＯｘの浄化率が低下する。また、リッチ空燃比のときに、リッチの度合いが大きくなるほど、すなわち空燃比が下降するほど、ＨＣ，ＣＯの浄化率が低下する。そして、空燃比の上昇量に対するＮＯｘの浄化率の低下量は、空燃比の下降量に対するＨＣ，ＣＯの浄化率の低下量よりも大きい傾向がある。すなわち、第二触媒において、リッチ制御の実施中に第二触媒がリッチ空燃比になるよりも、リーン制御の実施中に第二触媒がリーン空燃比になる方が、空燃比の変化量に対する浄化率の低下量が大きいといえる。そこで制御装置は、リッチ制御とリーン制御とを交互に実施する場合に、リーン制御を実施する回数が可及的に少なくなるように、最初にリッチ制御を実施し、その後にリーン制御を実施してもよい。ここで、リッチ制御とリーン制御とを交互に繰り返し実施した場合に、リッチ制御とリーン制御とが同じ回数実施される場合もあれば、何れか一方の制御が一回少ない場合もある。そして、最初にリッチ制御を実施することにより、場合によっては、リーン制御が実施される回数を一回少なくすることができる。すなわち、リッチ制御から始まってリッチ制御で終了すれば、リーン制御の回数がリッチ制
御の回数よりも一回少なくて済む。そして、リーン制御の回数が一回少なくなることで、第二触媒の酸素が過剰となる前にリッチ制御及びリーン制御を終了できる場合もある。リッチ制御とリーン制御とが繰り返し実施されているときに第二触媒の酸素が過剰となった場合でも、リッチ制御で終了してその後のリーン制御が実施されなければ、そのリーン制御で第二触媒から流出するはずであったＮＯｘの分だけ、第二触媒から流出するＮＯｘ量を減少させることができる。このようにして、ＮＯｘの浄化率が低下することを抑制し得る。
【００１９】
また、前記制御装置は、前記リーン制御と、前記リッチ制御と、を交互に実施するときに、最初に前記リッチ制御を実施し、少なくとも一回目の前記リッチ制御を実施する場合において、前記目標空燃比を変動させるときに、前記目標空燃比が前記第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を前記目標空燃比が前記第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも長くし、且つ、前記基準リッチ空燃比からの前記第二リッチ空燃比の偏差を前記基準リッチ空燃比からの前記第二リーン空燃比の偏差よりも小さくし、前記少なくとも一回目の前記リッチ制御は、前記第二触媒に吸蔵されている酸素の放出が完了するまで実施することができる。
【００２０】
前述のように、最初にリッチ制御を実施することにより、第二触媒から流出するＮＯｘ量を減少し得る。また、前述のように、リッチ制御を実施する場合に、目標空燃比が第二リーン空燃比になる一回当たりの時間よりも目標空燃比が第二リッチ空燃比になる一回当たりの時間を長くし、且つ、基準リッチ空燃比からの目標空燃比の偏差を第二リーン空燃比よりも第二リッチ空燃比のときに小さくすることで、目標空燃比のリッチの度合いを小さくすることができるため、第二触媒によるＨＣ，ＣＯの浄化が困難になることを抑制できる。さらに、少なくとも一回目のリッチ制御において、第二触媒に吸蔵されている酸素の放出が完了するまでリッチ制御を実施することにより、第二触媒の酸素吸蔵量がリセットされるため、その後に第二触媒の酸素吸蔵量をより精度よく把握することができる。このため、その後にリーン制御を実施したとしても、酸素が過剰となって第二触媒のＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。これにより、ＮＯｘの浄化率が低下することを抑制できる。
【００２１】
また、前記制御装置は、前記リーン制御を開始するときには、最初に前記目標空燃比を前記第一リッチ空燃比にする、または、前記リッチ制御を開始するときには、最初に前記目標空燃比を前記第二リッチ空燃比にすることができる。
【００２２】
前述のように、第二触媒においてリーン空燃比のときにリーンの度合いが大きいほどＮＯｘの浄化率が低下するため、リーンの度合いを小さくすることにより、第二触媒から流出するＮＯｘ量を減少し得る。ここで、目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させるときに、最初に目標空燃比をリーン空燃比にする場合と比較して、最初に目標空燃比をリッチ空燃比にする場合には、目標空燃比がリーン空燃比になる回数がリッチ空燃比になる回数よりも一回少なくて済む場合がある。そして、目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させるときに、第二触媒の酸素吸蔵量が徐々に増加していって酸素が過剰となり得る場合には、目標空燃比がリーン空燃比になる回数が一回少なくなることで、酸素が過剰となる前にリッチ制御またはリーン制御を終了できる場合もある。この場合、第二触媒からＮＯｘが流出することを抑制できる。また、目標空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とで変動しているときに、第二触媒の酸素が過剰となった場合でも、リッチ空燃比になったときに制御が終了してその後のリーン空燃比にならなければ、そのリーン空燃比のときに第二触媒から流出するはずであったＮＯｘの分だけ、第二触媒から流出するＮＯｘ量を減少させることができる。このようにして、ＮＯｘの浄化率が低下することを抑制し得る。
【００２３】
また、前記制御装置は、前記リッチ制御の開始時よりも終了時の前記基準リッチ空燃比をリーンにすることができる。
【００２４】
そうすると、リッチ制御を実施しているときにおいて、第二触媒に吸蔵されている酸素の量が多いときよりも少ないときのほうが、基準リッチ空燃比がリッチ空燃比の範囲で大きくなる。リッチ制御中には、基準リッチ空燃比が大きくなることにより、ＨＣ，ＣＯの浄化率が高くなる。したがって、第二触媒下流のＨＣ，ＣＯの濃度を低くすることができる。
【００２５】
また、前記制御装置は、前記リーン制御の開始時よりも終了時の前記基準リーン空燃比をリッチにすることができる。
【００２６】
そうすると、リーン制御を実施しているときにおいて、第二触媒に吸蔵されている酸素の量が少ないときよりも多いときのほうが、基準リーン空燃比がリーン空燃比の範囲で小さくなる。リーン制御中には、基準リーン空燃比が小さくなることにより、ＮＯｘの浄化率が高くなる。したがって、第二触媒下流のＮＯｘの濃度を低くすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、内燃機関の排気通路の上流側と下流側とに触媒を備える場合において、下流側の触媒の温度を上昇させるときに、下流側の触媒で浄化されないまま流出する物質を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る昇温制御を実施したときの内燃機関の目標空燃比の推移を示したタイムチャートである。
【図３】実施例１に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。
【図４】実施例１に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。
【図５】三元触媒における空燃比Ａ／ＦとＨＣ，ＣＯ、ＮＯｘの各浄化率との関係を示した図である。
【図６】実施例２に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。
【図７】実施例２に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。
【図８】実施例３に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。
【図９】実施例３に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。
【図１０】実施例４に係る第一触媒流入Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。
【図１１】実施例４に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。
【図１２】実施例４に係る第一触媒流入Ａ／Ｆの推移を示した他のタイムチャートである。
【図１３】実施例５に係る第一触媒流入Ａ／Ｆ及び第二触媒流入Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。
【図１４】実施例５に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関１と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ガソリン機関である。内燃機関１は、たとえば車両に搭載される。内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、上流側から順に、三元触媒である第一触媒３と、三元触媒である第二触媒４と、が設けられている。
【００３１】
第一触媒３及び第二触媒４は、触媒雰囲気が理論空燃比またはその付近でＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを浄化する。第一触媒３及び第二触媒４は、酸素吸蔵能力を有している。すなわち、排気の空燃比がリーン空燃比のときに酸素を吸蔵し、排気の空燃比がリッチ空燃比のときに酸素を放出する。
【００３２】
第一触媒３よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する第一空燃比センサ１１が取り付けられている。また、第一触媒３よりも下流で且つ第二触媒４よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する第二空燃比センサ１２が取り付けられている。また、第二触媒４よりも下流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する第三空燃比センサ１３が取り付けられている。
【００３３】
また、内燃機関１には、該内燃機関１へ燃料を供給する噴射弁６が取り付けられている。さらに、内燃機関１には、気筒内に電気火花を発生させる点火プラグ９が設けられている。また、内燃機関１には、吸気通路７が接続されている。吸気通路７の途中には、内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットル８が設けられている。スロットル８よりも上流の吸気通路７には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１９が取り付けられている。
【００３４】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１６を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１７、および機関回転速度を検知するクランクポジションセンサ１８が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。一方、ＥＣＵ１０には、噴射弁６、スロットル８、点火プラグ９が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０によりこれらの機器が制御される。
【００３５】
ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態（例えば、機関回転速度及びアクセル開度）に基づいて目標空燃比を設定する。そして、実際の空燃比が目標空燃比となるように、スロットル８及び噴射弁６を制御する。なお、本実施例１に係る内燃機関１は、リーンバーン運転（すなわち、リーン空燃比での運転）が行われる。ただし、内燃機関１の冷間始動時や高負荷運転時、後述の昇温制御時などにおいては、理論空燃比以下で運転される場合もある。
【００３６】
ＥＣＵ１０は、第一触媒３及び第二触媒４の温度を上昇させるための制御である昇温制御を実施する。昇温制御では、内燃機関１の目標空燃比の目標平均値である目標基準空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である基準リッチ空燃比として内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させるリッチ制御と、内燃機関１の目標基準空燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比である基準リーン空燃比として内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させるリーン制御と、が交互に実施
される。なお、本実施例では、リーン制御を実施する期間における平均空燃比が、基準リーン空燃比となるように、内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させてもよい。また、リッチ制御を実施する期間における平均空燃比が、基準リッチ空燃比となるように、内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させてもよい。また、本実施例では、リーン制御またはリッチ制御時において、１回のリッチ空燃比の期間と、そのリッチ空燃比の期間と隣り合う１回のリーン空燃比の期間と、を合わせた期間における平均空燃比が、基準リーン空燃比または基準リッチ空燃比となるように、内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させてもよい。昇温制御は、ＥＣＵ１０が、噴射弁６から噴射する燃料の量、及び、スロットル８の開度を調整することにより実施される。
【００３７】
図２は、本実施例に係る昇温制御を実施したときの内燃機関１の目標空燃比の推移を示したタイムチャートである。図２において、ＡＦＲは、基準リッチ空燃比、ＡＦＲＲは、リッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比が理論空燃比（ストイキ）よりもリッチ側の空燃比のときの目標空燃比（リッチ制御時リッチ空燃比）、ＡＦＲＬは、リッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比がストイキよりもリーン側のときの目標空燃比（リッチ制御時リーン空燃比）、ＡＦＬは、基準リーン空燃比、ＡＦＬＬは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がストイキよりもリーン側のときの目標空燃比（リーン制御時リーン空燃比）、ＡＦＬＲは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がストイキよりもリッチ側のときの目標空燃比（リーン制御時リッチ空燃比）を示している。また、ＴＡは昇温制御を開始する時点で且つ１回目のリッチ制御を開始する時点であり、ＴＢは１回目のリッチ制御を終了する時点で且つ１回目のリーン制御を開始する時点であり、ＴＣは１回目のリーン制御を終了する時点で且つ２回目のリッチ制御を開始する時点である。なお、本実施例においてはリーン制御時リーン空燃比が本発明における第一リーン空燃比に相当し、リーン制御時リッチ空燃比が第一リッチ空燃比に相当し、リッチ制御時リーン空燃比が第二リーン空燃比に相当し、リッチ制御時リッチ空燃比が第二リッチ空燃比に相当する。
【００３８】
また、図２において、ｄＡＦＲは、リッチ制御時におけるストイキからの基準リッチ空燃比ＡＦＲの偏差（リッチ制御時基準偏差）、ｄＡＦＬは、リーン制御時におけるストイキからの基準リーン空燃比ＡＦＬの偏差（リーン制御時基準偏差）を示している。また、ｄＡＦＲＬは、リッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬのときの基準リッチ空燃比ＡＦＲからの偏差（リッチ制御時リーン偏差）、ｄＡＦＲＲは、リッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのときの基準リッチ空燃比ＡＦＲからの偏差（リッチ制御時リッチ偏差）、ｄＡＦＬＬは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのときの基準リーン空燃比ＡＦＬからの偏差（リーン制御時リーン偏差）、ｄＡＦＬＲは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲのときの基準リーン空燃比ＡＦＬからの偏差（リーン制御時リッチ偏差）を示している。
【００３９】
また、図２において、ＴＲＲは、リッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのときの一回当たりのリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲが継続する時間（リッチ制御時リッチ時間）、ＴＲＬはリッチ制御時における内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬのときの一回当たりのリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬが継続する時間（リッチ制御時リーン時間）、ＴＬＬは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのときの一回当たりのリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬが継続する時間（リーン制御時リーン時間）、ＴＬＲは、リーン制御時における内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲのときの一回当たりのリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲが継続する時間（リーン
制御時リッチ時間）を示している。
【００４０】
本実施例に係る昇温制御では、リッチ制御時において、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲがリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬよりも小さくなり、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲがリッチ制御時リーン時間ＴＲＬよりも長くなるように内燃機関１の目標空燃比を制御している。また、実施例に係る昇温制御では、リーン制御時において、リーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬがリーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲよりも小さくなり、且つ、リーン制御時リーン時間ＴＬＬがリーン制御時リッチ時間ＴＬＲよりも長くなるように内燃機関１の目標空燃比を制御している。
【００４１】
ここで、リッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬは、ストイキよりもリーンであるため、リッチ制御時であっても、第一触媒３には一時的にリーン空燃比の排気が流入する。このため、リッチ制御時に空燃比をリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲとリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬとに変動させると、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのときには第一触媒３に対してＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気を供給し、リッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬのときには第一触媒３に対して酸素を含んだリーン空燃比の排気を供給することができる。したがって、リッチ制御を実施中に、第一触媒３に対してＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気と酸素を含んだリーン空燃比の排気とが交互に供給されるため、第一触媒３においてＨＣ，ＣＯが酸化される。これにより、主に第一触媒３の温度を上昇させることができる。
【００４２】
また、リーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲは、ストイキよりもリッチであるため、リーン制御時であっても、第一触媒３には一時的にリッチ空燃比の排気が流入する。このため、リーン制御時に空燃比をリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬとリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲとに変動させると、リーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲのときには第一触媒３に対してＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気を供給し、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのときには第一触媒３に対して酸素を含んだリーン空燃比の排気を供給することができる。したがって、リーン制御を実施中に、第一触媒３に対してＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気と酸素を含んだリーン空燃比の排気とが交互に供給されるため、第一触媒３においてＨＣ，ＣＯが酸化される。これにより、主に第一触媒３の温度を上昇させることができる。なお、第一触媒３から流出する排気の温度が上昇することにより、第二触媒４の温度も少しは上昇する。
【００４３】
以上のように、リッチ制御時であっても、また、リーン制御時であっても、内燃機関１の目標空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比とに変動させることにより、第一触媒３の温度を上昇させることができる。ここで、第一触媒３でＨＣ，ＣＯを酸化させることにより第二触媒４の温度を少しは上昇させることができるが、これだけだと、第一触媒３から第二触媒４に至るまでの排気通路２において熱が排気通路２の外部に放出されてしまうため、第二触媒４の温度を上昇させるために多くのＨＣ，ＣＯを必要とし、また、第二触媒４の昇温に時間を要する。一方、第二触媒４でＨＣ，ＣＯを酸化させることにより第二触媒４で熱を発生させることができれば、排気通路２の外部に熱が放出されることを抑制でき、且つ、速やかに第二触媒４を昇温することができる。
【００４４】
そこで、本実施例におけるリッチ制御は、少なくとも第一触媒３からリッチ空燃比の排気が流出するまで実施し、リーン制御は、少なくとも第一触媒３からリーン空燃比の排気が流出するまで実施している。すなわち、リッチ制御時には、第一触媒３からリッチ空燃比の排気が流出するため、第二触媒４にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気を供給することができる。また、リーン制御時には、第一触媒３からリーン空燃比の排気が流出するため、第二触媒４に酸素を含んだリーン空燃比の排気を供給することができる。したがって、リッチ制御とリーン制御とを交互に実施することにより、第二触媒４に対してＨＣ
，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気と酸素を含んだリーン空燃比の排気とが交互に供給されるため、第二触媒４においてＨＣ，ＣＯが酸化される。これにより、第二触媒４の温度を上昇させることができる。このように、リッチ制御とリーン制御とを交互に実行することにより、第二触媒４の温度が速やかに上昇する。
【００４５】
ここで、リッチ制御中に内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲになると、空燃比のリッチ度合いが比較的大きくなる。このため、第一触媒３及び第二触媒４に吸蔵されていた酸素が速やかに放出される。そうすると、第二触媒４において酸素が不足することによりＨＣ，ＣＯの浄化が困難となり、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出する虞がある。また、リーン制御中に内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬになると、空燃比のリーンの度合いが比較的大きくなる。このため、第一触媒３及び第二触媒４に酸素が速やかに吸蔵される。そうすると、第二触媒４において酸素が過剰となることによりＮＯｘの浄化が困難となり、第二触媒４からＮＯｘが流出する虞がある。したがって、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬは小さいほうが望ましく、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲは大きいほうが望ましい。
【００４６】
そこで本実施例では、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲがリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬよりも小さくなるように空燃比を調整することにより、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲを大きくする。これにより、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのリッチ度合いを小さくすることができる。しかし、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのリッチの度合いを小さくするだけでは、基準リッチ空燃比ＡＦＲが、本来目標とする第二触媒４を昇温するために適切な空燃比よりも大きくなってしまう。そうすると、第二触媒４の昇温に時間を要することになる。このため、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲをリッチ制御時リーン時間ＴＲＬよりも長くすることにより、基準リッチ空燃比ＡＦＲが本来目標とする第二触媒４を昇温するために適切な空燃比となるようにしている。
【００４７】
同様に、本実施例では、リーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬがリーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲよりも小さくなるように空燃比を調整することにより、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬを小さくする。これにより、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのリーン度合いを小さくすることができる。しかし、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのリーンの度合いを小さくするだけでは、基準リーン空燃比ＡＦＬが、本来目標とする第二触媒４を昇温するために適切な空燃比よりも小さくなってしまう。そうすると、第二触媒４の昇温に時間を要することになる。このため、リーン制御時リーン時間ＴＬＬをリーン制御時リッチ時間ＴＬＲよりも長くすることにより、基準リーン空燃比ＡＦＬが本来目標とする第二触媒４を昇温するために適切な空燃比となるようにしている。
【００４８】
図３は、本実施例に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートはＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。
【００４９】
ステップＳ１０１では、昇温制御で用いる空燃比センサが活性しているか否か判定される。本フローチャートに係る昇温制御では、後述するように、第一空燃比センサ１１及び第二空燃比センサ１２の検出値が用いられる。したがって、本ステップＳ１０１では、第一空燃比センサ１１及び第二空燃比センサ１２が活性しているか否か判定する。第一空燃比センサ１１及び第二空燃比センサ１２が活性化温度に達している場合に、両センサが活性していると判定される。ここで、第一空燃比センサ１１及び第二空燃比センサ１２は、夫々、センサを加熱するためのヒータを備えている。例えば、センサを加熱するためのヒータに通電を開始してから十分な時間が経過した場合に、両センサが活性化温度に達しているとみなす。この十分な時間は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０２では、第一触媒３及び第二触媒４の温度が取得される。第一触媒３及び第二触媒４の温度は、ＥＣＵ１０が推定してもよく、各触媒若しくは排気通路２に温度センサを取り付けて測定してもよい。
【００５１】
ステップＳ１０３では、昇温制御を実施する温度条件が成立しているか否か判定される。本ステップＳ１０３では、昇温制御を実施したとしても、第一触媒３及び第二触媒４が過熱しない状態であるか否か判定される。具体的には、第一触媒３及び第二触媒４の温度が共に、過熱する虞のない温度（例えば８００℃）以下であるか否か判定される。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００５２】
ステップＳ１０４では、第二触媒４の温度を上昇させる要求があるか否か判定される。例えば、第二触媒４の浄化能力を上げるために温度を上昇させる要求があるか否か、または、第二触媒４よりも下流にフィルタが備わる場合若しくはフィルタに第二触媒４が担持されている場合には、フィルタを再生する要求があるか否か判定される。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００５３】
ステップＳ１０５では、昇温制御が開始されるか、または、昇温制御がすでに開始されている場合には昇温制御が継続される。すなわち、昇温制御が実施されていない場合には昇温制御を開始し、昇温制御が実施されている場合には昇温制御を継続する。昇温制御を開始する場合には、リッチ制御から開始する。一方、ステップＳ１０６では、昇温制御が終了される。ステップＳ１０６の処理が終了すると、本フローチャートを終了させる。なお、ステップＳ１０６を処理する時点において昇温制御が実施されていない場合には、ステップＳ１０６において何もせずに本フローチャートを終了させる。
【００５４】
ステップＳ１０７では、リッチ制御を実施中であるか否か判定される。ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進む。なお、ＥＣＵ１０がステップＳ１０７以降を処理することにより、本願発明における制御装置として機能する。
【００５５】
ステップＳ１０８では、第二触媒４の酸素吸蔵量が下限閾値以下であるか否か判定される。本ステップＳ１０８では、第二触媒４の酸素吸蔵量が十分に減少したか否か判定している。各触媒の酸素吸蔵量は、エアフローメータ１９により検出される吸入空気量と、各触媒に流入する排気の空燃比とに基づいて推定することができる。各触媒に流入する排気の空燃比は、第一空燃比センサ１１及び第二空燃比センサ１２により検出することができる。下限閾値は、リッチ制御実施中において、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制するように設定される。すなわち、リッチ制御中に第二触媒４の酸素吸蔵量が少なくなり過ぎてしまうと、ＨＣ，ＣＯを浄化することが困難となるため、第二触媒４の酸素吸蔵量が少なくなり過ぎる前にリーン制御が開始されるように下限閾値が設定される。なお、第二触媒４から流出するＨＣ，ＣＯの量または濃度が許容範囲内となるように、下限閾値を設定してもよい。下限閾値は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００５６】
ステップＳ１０８において肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進んで、リッチ制御を終了させると共にリーン制御が開始される。すなわち、第二触媒４に酸素を含んだリーン空燃比の排気を供給するために、リーン制御が開始される。リーン制御を開始することにより、基準リーン空燃比ＡＦＬを挟んで、内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬとリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲとに変動される。ステッ
プＳ１０９の処理が終了すると本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ１０８で否定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進んで、リッチ制御が継続される。すなわち、第二触媒４の酸素吸蔵量がまだ多いために、リッチ制御を継続することで第二触媒４にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気を供給する。これにより、酸素とＨＣ，ＣＯとを反応させることができるため、第二触媒４の温度を上昇させることができる。ステップＳ１１０の処理が終了すると本フローチャートを終了させる。
【００５７】
一方、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、第二触媒４の酸素吸蔵量が上限閾値以上であるか否か判定される。本ステップＳ１１１では、第二触媒４の酸素吸蔵量が十分に増加したか否か判定している。上限閾値は、リーン制御実施中において第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制するように設定される。すなわち、第二触媒４の酸素吸蔵量が多くなり過ぎてしまうと、ＮＯｘを浄化することが困難となるため、第二触媒４の酸素吸蔵量が多くなり過ぎる前にリッチ制御が開始されるように上限閾値が設定される。なお、第二触媒４から流出するＮＯｘの濃度が許容範囲となるように、上限閾値を設定してもよい。上限閾値は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ１１１において肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１２へ進んで、リーン制御を終了させると共にリッチ制御が開始される。リッチ制御を開始することにより、基準リッチ空燃比ＡＦＲを挟んで、内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲとリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬとに変動される。ステップＳ１１２の処理が終了すると本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ１１２で否定判定がなされた場合にはステップＳ１１３へ進んで、リーン制御が継続される。すなわち、第二触媒４の酸素吸蔵量がまだ少ないために、リーン制御を継続することで第二触媒４に酸素を供給する。ステップＳ１１３の処理が終了すると本フローチャートを終了させる。
【００５８】
次に、図４は、本実施例に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。上から順に、昇温制御フラグ、第一触媒３に流入する排気の空燃比（第一触媒流入Ａ／Ｆ）、第一触媒３の酸素吸蔵量（第一触媒酸素吸蔵量）、第二触媒４に流入する排気の空燃比（第二触媒流入Ａ／Ｆ）、第二触媒４の酸素吸蔵量（第二触媒酸素吸蔵量）、第二触媒４から流出する排気のＡ／Ｆ（第二触媒流出Ａ／Ｆ）、第一触媒３及び第二触媒４の温度上昇量（触媒昇温量）を示している。昇温制御フラグは、ステップＳ１０４において肯定判定がなされた場合には１になり、否定判定がなされた場合には０になる。触媒昇温量における実線は第二触媒４の温度上昇量を示しており、一点鎖線は第一触媒３の温度上昇量を示している。
【００５９】
図４において、Ｔ１は、昇温制御フラグが０から１に変化する時点であり、昇温制御が開始される時点である。本実施例では、昇温制御の開始時には、リッチ制御が実施される。Ｔ２は、第一触媒酸素吸蔵量が０になる時点である。Ｔ２において第一触媒酸素吸蔵量が０になることにより、第一触媒３から流出する排気の空燃比がリッチ空燃比に変化するため、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ空燃比に変化する。この第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ空燃比になることにより、第二触媒酸素吸蔵量が低下を始める。
【００６０】
Ｔ３は、第二触媒酸素吸蔵量が下限閾値に達した時点である。第二触媒酸素吸蔵量が０になる前に内燃機関１の空燃比をリーン空燃比に切り替えるため、Ｔ３において、リッチ制御を終了してリーン制御に切り替える。このため、第一触媒流入Ａ／Ｆの基準値が基準リッチ空燃比ＡＦＲから基準リーン空燃比ＡＦＬに変化する。これに従い、第一触媒酸素吸蔵量が増加を始める。また、第一触媒３から流出する排気の空燃比が徐々に大きくなるため、第二触媒流入Ａ／Ｆも徐々に大きくなる。Ｔ１からＴ３までの期間はリッチ制御を実施しており、第一触媒流入Ａ／Ｆの基準値が基準リッチ空燃比ＡＦＲであるものの、第一触媒流入Ａ／Ｆはリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲとリッチ制御時リーン空燃比ＡＦ
ＲＬとに変動するため、第一触媒３にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気と酸素を含んだリーン空燃比の排気とが交互に供給される。このため、第一触媒３の温度が上昇する。また、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲ、リッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲ、リッチ制御時リーン時間ＴＲＬは、第一触媒３の温度が速やかに上昇し且つ第一触媒３が過熱しないように予め実験またはシミュレーション等によりも求めて設定されている。一方、第二触媒流入Ａ／Ｆはストイキまたはリッチ空燃比であるため、第二触媒４の温度上昇は緩慢である。ただし、第一触媒３から流出する排気の温度が上昇するために、第二触媒４の温度が上がる。
【００６１】
Ｔ４は、第二触媒酸素吸蔵量が最も少なくなる時点である。このＴ４では、第二触媒流入Ａ／Ｆがストイキになる。すなわち、内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬのときには、第一触媒３に酸素が吸蔵されることにより、第一触媒３から流出する排気の空燃比がストイキになる。一方、内燃機関１の目標空燃比がリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲのときには、第一触媒３に吸蔵されていた酸素が放出されることにより、第一触媒３から流出する排気の空燃比がストイキになる。このときの第二触媒酸素吸蔵量は減少しているものの０よりは大きい。このため、第二触媒４において酸素の吸蔵及び放出が可能であるため、第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキのまま変化しない。
【００６２】
Ｔ５は、第一触媒酸素吸蔵量が最大値となる時点である。すなわち、Ｔ５は、第一触媒３において酸素を吸蔵することが困難となる時点である。したがって、第一触媒３からはリーン空燃比の排気が流出し始めるため、第二触媒流入Ａ／Ｆはリーン空燃比になっていく。
【００６３】
Ｔ６は、第二触媒酸素吸蔵量が上限閾値に達した時点である。第二触媒酸素吸蔵量が最大値になる前に内燃機関１の空燃比をリッチ空燃比に切り替えるため、Ｔ６において、リーン制御を終了してリッチ制御に切り替える。このため、第一触媒流入Ａ／Ｆの基準値が基準リーン空燃比ＡＦＬから基準リッチ空燃比ＡＦＲに変化する。これに従い、第一触媒酸素吸蔵量が減少を始める。また、第一触媒３から流出する排気の空燃比が徐々に小さくなるため、第二触媒流入Ａ／Ｆも徐々に小さくなる。
【００６４】
Ｔ７は、第二触媒酸素吸蔵量が最も多くなる時点である。このＴ７では、第二触媒流入Ａ／Ｆがストイキになる。すなわち、内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬのときには、第一触媒３に酸素が吸蔵されることにより、第一触媒３から流出する排気の空燃比がストイキになる。一方、内燃機関１の目標空燃比がリッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲのときには、第一触媒３に吸蔵されていた酸素が放出されることにより、第一触媒３から流出する排気の空燃比がストイキになる。このときの第二触媒酸素吸蔵量は増加しているものの最大値よりは小さい。このため、第二触媒４において酸素の吸蔵及び放出が可能であるため、第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキのまま変化しない。ここで、Ｔ２からＴ４の期間では、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ空燃比であるために、第二触媒４にＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気が供給される。一方、Ｔ５からＴ７の期間では、第二触媒流入Ａ／Ｆがリーン空燃比であるために、第二触媒に酸素を含んだリーン空燃比の排気が供給される。したがって、第二触媒４にもＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気と酸素を含んだリーン空燃比の排気とが交互に供給されることになり、第二触媒４においてもＨＣ，ＣＯの酸化反応により熱が発生する。これにより、第二触媒４の温度が更に上昇する。基準リッチ空燃比ＡＦＲ及び基準リーン空燃比ＡＦＬは、第二触媒４の温度が速やかに上昇し且つ第二触媒４が過熱しないように予め実験またはシミュレーション等によりも求めて設定されている。
【００６５】
Ｔ８は、第一触媒酸素吸蔵量が０となる時点である。すなわち、Ｔ８は、第一触媒３においてＨＣ，ＣＯを酸化させることが困難となる時点である。したがって、第一触媒３か
らはリッチ空燃比の排気が流出し始めるため、第二触媒流入Ａ／Ｆはリッチ空燃比になっていく。Ｔ９は、Ｔ３と同様の時点であり、Ｔ１０は、Ｔ４と同様の時点であり、Ｔ１１は、Ｔ５と同様に時点である。
【００６６】
このようにリッチ制御とリーン制御とを繰り返すことにより、第二触媒４には酸素を含んだリーン空燃比の排気とＨＣ，ＣＯを含んだリッチ空燃比の排気とが交互に供給されるため、第二触媒４の温度を速やかに上昇させることができる。そして、第二触媒流出Ａ／Ｆがストイキを維持可能な範囲で第二触媒酸素吸蔵量が変動する。すなわち、第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキで一定となるため、ＮＯｘ、ＨＣ，ＣＯを十分に浄化することができる。すなわち、リーン制御中に第二触媒４においてリーンの度合いが大きくなりすぎて、ＮＯｘの浄化が困難となることを抑制できる。また、リッチ制御中に第二触媒４においてリッチの度合いが大きくなりすぎて、ＨＣ，ＣＯの浄化が困難となることを抑制できる。
【００６７】
なお、本実施例では、昇温制御の開始時には、リッチ制御を実施しているが、これに代えて、リーン制御を実施してもよい。ただし、昇温制御の開始時に最初にリッチ制御を実施することにより、以下のようにエミッションの悪化をより確実に抑制できる。ここで、ストイキ運転時には、第一触媒３及び第二触媒４に酸素が吸蔵されている。各触媒の酸素吸蔵量は、エアフローメータ１９により検出される吸入空気量と、各触媒に流入する排気の空燃比の検出値とに基づいて推定することができるが、これらのセンサによる検出値が実際の値とずれている場合には、推定される酸素吸蔵量も実際の値からずれてしまう。そうすると、リッチ制御からリーン制御に切り替わるタイミング、及び、リーン制御からリッチ制御に切り替わるタイミングが適切なタイミングからずれる虞がある。これにより、第二触媒４において酸素が過剰となったり、酸素が不足したりする虞がある。
【００６８】
ここで、図５は、三元触媒における空燃比Ａ／ＦとＨＣ，ＣＯ、ＮＯｘの各浄化率との関係を示した図である。図５において斜線部で示す排気の空燃比の領域が、三元触媒におけるＮＯｘの浄化率およびＨＣ，ＣＯの浄化率の双方が好適な値となる浄化ウィンドウを示している。図５に示すように、ストイキ（空燃比＝１４．６）を挟んだ所定の領域が三元触媒の浄化ウィンドウになっている。三元触媒が酸素を吸蔵可能な場合には、排気の空燃比がリーン側にずれたとしても、三元触媒に酸素が吸蔵されることで、三元触媒における空燃比はストイキになる。しかし、三元触媒に十分な量の酸素が吸蔵された後に、排気の空燃比がリーン側にずれるとＮＯｘの浄化率が低下してしまう。また、三元触媒から十分に酸素が放出された後に、排気の空燃比がリッチ側にずれるとＨＣ，ＣＯの浄化率が低下してしまう。ここで、図５に示されるように、空燃比の変化量に対する浄化率の低下量は、ＨＣ，ＣＯよりもＮＯｘの方が大きい。したがって、排気の空燃比がストイキからずれた場合に、リッチ側にずれるよりもリーン側にずれた場合の方が、浄化率の低下が顕著になるため、エミッションに対する影響が大きいといえる。すなわち、第二触媒４において、酸素が不足することを抑制するよりも、酸素が過剰となることを抑制するほうが、エミッションの悪化を抑制する効果が大きいといえる。したがって、以下のようにすることで、エミッションの悪化を抑制する効果が大きくなり得る。
【００６９】
ここで、リーン制御を実施する回数を少なくすることができれば、第二触媒４に供給される酸素の量が減少するため、第二触媒４において酸素が過剰となることを抑制し得る。そして、昇温制御においてリッチ制御とリーン制御とを交互に実施する場合に、最初にリッチ制御を実施し、その後にリーン制御を実施することで、場合によっては、リーン制御を実施する回数を一回少なくし得る。すなわち、リッチ制御から開始してリッチ制御で終了すれば、リッチ制御を実施する回数よりもリーン制御を実施する回数が一回少なくて済む。このように、リーン制御の回数が一回少なくなることで、第二触媒４の酸素が過剰となる前にリッチ制御及びリーン制御を終了できる場合もある。また、リッチ制御とリーン制御とが繰り返し実施されているときに第二触媒４の酸素が過剰となり、第二触媒４から
ＮＯｘが流出する場合であっても、リーン制御を実施する回数が一回でも少なければ第二触媒４から流出するＮＯｘ量を減少し得る。このように、昇温制御を開始するときにリッチ制御から開始することにより、ＮＯｘの浄化率が低下することを抑制し得る。
【００７０】
また、本実施例に係る昇温制御では、最初にリッチ制御を実施し且つ最初の目標空燃比をリッチ空燃比としているが、これに代えて、最初はリッチ制御またはリーン制御の何れを実施してもよく且つ目標空燃比をリーン空燃比としてもよい。ただし、最初の目標空燃比をリッチ空燃比とすることにより、以下のようにエミッションの悪化をより確実に抑制できる。図５で説明したように、第二触媒４において、酸素が不足することを抑制するよりも、酸素が過剰となることを抑制するほうが、エミッションの悪化を抑制する効果が大きいといえる。そして、昇温制御において目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させるときに、最初に目標空燃比をリーン空燃比にする場合と比較して、最初に目標空燃比をリッチ空燃比にする場合には、目標空燃比がリーン空燃比になる回数が一回少なくて済む場合がある。すなわち、リッチ制御またはリーン制御を開始するときに最初に目標空燃比をリッチ空燃比とし、その制御の終了時の目標空燃比がリッチ空燃比の場合には、目標空燃比がリッチ空燃比になる回数よりもリーン空燃比になる回数が一回少なくなる。そして、目標空燃比がリーン空燃比になる回数が一回少なければ、それだけ第二触媒４に供給される酸素の量が少なくなるため、酸素が過剰となる前にリッチ制御またはリーン制御を終了できる場合もある。また、目標空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とで変動しているときに第二触媒４の酸素が過剰となって第二触媒４からＮＯｘが流出する場合であっても、目標空燃比がリーン空燃比になる回数が一回でも少なければ、リーン空燃比のときに第二触媒４から流出するはずであったＮＯｘの分だけ、第二触媒４から流出するＮＯｘ量を減少させることができる。このように、昇温制御を開始するときに目標空燃比をリッチ空燃比とすることにより、ＮＯｘの浄化率が低下することを抑制し得る。
【００７１】
また、本実施例では、リッチ制御時において、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲがリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬよりも小さくなり、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲがリッチ制御時リーン時間ＴＲＬよりも長くなるように空燃比を制御している。しかし、前述のように、排気の空燃比がストイキからずれた場合に、リッチ側にずれるよりもリーン側にずれた場合の方が、エミッションに対する影響が大きい。すなわち、リッチ制御時には、リーン制御時よりも、エミッションが悪化し難いといえる。したがって、リッチ制御時には、例えば、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲとリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬとが等しく、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲとリッチ制御時リーン時間ＴＲＬとが等しくなるように空燃比を制御してもよい。
【００７２】
さらに、本実施例では、一回の昇温制御中に複数回実施されるリッチ制御のうち、二回目以降のリッチ制御も一回目のリッチ制御と同じ制御が実施されているが、これに代えて、二回目以降のリッチ制御では、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲとリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬとの大小関係、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲとリッチ制御時リーン時間ＴＲＬとの大小関係を変えることもできる。例えば、二回目以降のリッチ制御では、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲとリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬとが等しく、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲとリッチ制御時リーン時間ＴＲＬとが等しくなるように空燃比を制御してもよい。すなわち、最初のリッチ制御時のみに、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲがリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬよりも小さくなり、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲがリッチ制御時リーン時間ＴＲＬよりも長くなるように空燃比を制御してもよい。この場合、少なくとも一回目のリッチ制御は、第二触媒４に吸蔵されている酸素の放出が完了するまで実施する。すなわち、第二触媒４から酸素が十分に放出されるまで一回目のリッチ制御を実施する。
【００７３】
ここで、最初のリッチ制御時には、酸素吸蔵量の推定値が実際の値からずれている場合があるために、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出し易い。このようにＨＣ，ＣＯが最も流出し易い最初のリッチ制御時に、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲが小さくなるように空燃比を制御しておけば、第二触媒４から流出するＨＣ，ＣＯの濃度を低減できる。この場合、図３のステップＳ１０５において昇温制御が開始されるときに、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲがリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬよりも小さくなり、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲがリッチ制御時リーン時間ＴＲＬよりも長くなるようにリッチ制御を開始する。そして、ステップＳ１１２でリッチ制御が開始されるときに、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲとリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬとが等しく、且つ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲとリッチ制御時リーン時間ＴＲＬとが等しくなるようにリッチ制御を開始する。
【００７４】
昇温制御の開始時に酸素吸蔵量の推定値が実際の値からずれている場合であっても、少なくとも一回目のリッチ制御を第二触媒４に吸蔵されている酸素の放出が完了するまで（すなわち、酸素吸蔵量が０になるまで）実施することで、第二触媒４の酸素吸蔵量の推定値をリセットすることができる。これにより、以降の酸素吸蔵量の推定精度を高めることができるため、以降のリッチ制御またはリーン制御を実施中に、第二触媒４において酸素が過剰となったり、酸素が不足したりすることを抑制できる。なお、第二触媒４に吸蔵されている酸素の放出が完了したことは、第三空燃比センサ１３の検出値に基づいて判定してもよいが、これに代えて、昇温制御の開始時に酸素吸蔵量がどのような値になっていようとも第二触媒４に吸蔵されている酸素の放出が完了するリッチ制御の実施時間を予め実験またはシミュレーション等により求めておき、この時間だけリッチ制御を実施することをもって第二触媒４に吸蔵されている酸素の放出が完了したと判定してもよい。
【００７５】
＜実施例２＞
実施例１では、第二触媒４の酸素吸蔵量を推定し、この酸素吸蔵量の推定値に基づいて、リッチ制御とリーン制御とを交互に切り替えている。一方、本実施例では、第三空燃比センサ１３の検出値に基づいてリッチ制御とリーン制御とを交互に切り替える。すなわち、本実施例ではフィードバック制御を実施する。実施例１で説明したように、酸素吸蔵量の推定値は、実際の値からずれている場合がある。このようなずれが生じている場合には、第二触媒４の昇温効果が低下する虞がある。
【００７６】
図６は、本実施例に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートはＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。図３に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７７】
ステップＳ２０１では、昇温制御で用いる空燃比センサが活性しているか否か判定される。本フローチャートに係る昇温制御では、後述するように、第三空燃比センサ１３の検出値が用いられる。したがって、本ステップＳ２０１では、第三空燃比センサ１３が活性しているか否か判定する。第三空燃比センサ１３が活性化温度に達している場合に空燃比センサが活性していると判定される。ここで、第三空燃比センサ１３は、センサを加熱するためのヒータを備えている。例えば、第三空燃比センサ１３を加熱するためのヒータに通電を開始してから十分な時間が経過した場合に、第三空燃比センサ１３が活性化温度に達しているとみなす。この十分な時間は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００７８】
また、図６に示したフローチャートでは、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、第三空燃比センサ１３の検出値がリッチ閾値以下であるか否か判定される。リッチ閾値は、第二触媒４からの酸素の放出が
完了したといえる空燃比である。すなわち、第二触媒４に十分な酸素が吸蔵されている場合には、リッチ制御を実施中であっても、第二触媒４から流出する排気の空燃比はストイキになる。一方、リッチ制御の実施中には、第二触媒４から酸素が放出されていく。そして、第二触媒４に流入するＨＣ，ＣＯを酸化させことができなくなると、第二触媒４から流出する排気の空燃比がリッチ空燃比になる。したがって、第三空燃比センサ１３の検出値がリッチ閾値以下になった場合には、第二触媒４からの酸素の放出が完了したものと判断することができるため、リーン制御に切り替える。リッチ閾値は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進む。
【００７９】
また、図６に示したフローチャートでは、ステップＳ１０７で否定判定がなされるとステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、第三空燃比センサ１３の検出値がリーン閾値以上であるか否か判定される。リーン閾値は、第二触媒４への酸素の吸蔵が完了したといえる空燃比である。すなわち、第二触媒４に十分な酸素が吸蔵されていない場合には、リーン制御を実施中であっても、第二触媒４から流出する排気の空燃比はストイキになる。一方、リーン制御の実施中には、第二触媒４に酸素が吸蔵されていく。そして、第二触媒４の酸素吸蔵量の上限値に近付いて酸素を吸蔵することができなくなると、第二触媒４から流出する排気の空燃比がリーン空燃比になる。したがって、第三空燃比センサ１３の検出値がリーン閾値以下になった場合には、第二触媒４への酸素の吸蔵が完了したものと判断することができるため、リッチ制御に切り替える。リーン閾値は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１３へ進む。
【００８０】
図７は、本実施例に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。上から順に、昇温制御フラグ、第一触媒流入Ａ／Ｆ、第一触媒酸素吸蔵量、第二触媒流入Ａ／Ｆ、第二触媒酸素吸蔵量、第二触媒流出Ａ／Ｆ、触媒昇温量を示している。図７において、Ｔ３Ａ及びＴ９Ａは、第二触媒流出Ａ／Ｆがリッチ閾値に達する時点を示し、Ｔ６Ａは、第二触媒流出Ａ／Ｆがリーン閾値に達する時点を示している。
【００８１】
本実施例では、リッチ制御を開始した後に、第二触媒流出Ａ／Ｆがリッチ閾値以下になるＴ３Ａの時点までリッチ制御を継続する。すなわち、実施例１では、リッチ制御中の第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキであったが、本実施例では、リッチ制御中に第二触媒流出Ａ／Ｆがリッチ空燃比になる。そして、第二触媒流出Ａ／Ｆがリッチ閾値以下になった時点Ｔ３Ａに、リッチ制御からリーン制御に切り替える。これにより、第二触媒酸素吸蔵量が０まで減少する。一方、本実施例では、リーン制御を開始した後に、第二触媒流出Ａ／Ｆがリーン閾値以下になるＴ６Ａの時点までリーン制御を継続する。すなわち、実施例１では、リーン制御中の第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキであったが、本実施例では、リーン制御中に第二触媒流出Ａ／Ｆがリーン空燃比になる。そして、第二触媒流出Ａ／Ｆがリーン閾値以上になった時点Ｔ６Ａに、リーン制御からリッチ制御に切り替える。これにより、第二触媒酸素吸蔵量が最大値まで増加する。
【００８２】
このように第三空燃比センサ１３の検出値を用いてフィードバック制御を行うことにより、酸素吸蔵量の推定値が実際の値からずれていたとしても、リーン制御とリッチ制御とを切り替えるタイミングを適切に設定することができる。
【００８３】
＜実施例３＞
実施例２では、第三空燃比センサ１３の検出値に基づいてリッチ制御とリーン制御とを交互に切り替えている。すなわち、第二触媒４における空燃比がリーン空燃比になるまでリーン制御が実施され、リッチ空燃比になるまでリッチ制御が実施される。そして、リーン制御時において第二触媒４における空燃比がリーン空燃比になると、ＮＯｘの浄化率の
低下が顕著になる。そこで、本実施例では、リッチ制御からリーン制御へ切り替えるタイミングを実施例２と同様に第三空燃比センサ１３の検出値に基づいて決定する。一方、リーン制御からリッチ制御へ切り替えるタイミングは、実施例１と同様に酸素吸蔵量の推定値に基づいて決定する。
【００８４】
図８は、本実施例に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートはＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。図３または図６に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ３０１では、昇温制御で用いる空燃比センサが活性しているか否か判定される。本フローチャートに係る昇温制御では、第一空燃比センサ１１、第二空燃比センサ１２、第三空燃比センサ１３の検出値が用いられる。したがって、本ステップＳ３０１では、第一空燃比センサ１１、第二空燃比センサ１２、第三空燃比センサ１３の何れも活性しているか否か判定する。第一空燃比センサ１１、第二空燃比センサ１２、及び第三空燃比センサ１３が活性化温度に達している場合に、これらのセンサが活性していると判定される。例えば、センサを加熱するためのヒータに通電を開始してから十分な時間が経過した場合に、これらのセンサが活性化温度に達しているとみなす。ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００８６】
また、図８に示したフローチャートでは、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進む。すなわち、リッチ制御中には第二触媒４から流出する排気の空燃比がリッチ閾値以下になるまでリッチ制御を継続し、リーン制御中には第二触媒４の酸素吸蔵量が上限閾値以上になるまでリーン制御を継続する。
【００８７】
図９は、本実施例に係る昇温制御を実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。上から順に、第一触媒流入Ａ／Ｆ、第一触媒酸素吸蔵量、第二触媒流入Ａ／Ｆ、第二触媒酸素吸蔵量、第二触媒流出Ａ／Ｆ、触媒昇温量を示している。
【００８８】
本実施例では、リッチ制御中には、実施例２と同様にして、Ｔ３Ａ及びＴ９Ａにおいて、第二触媒流出Ａ／Ｆがリッチ閾値以下になるとリーン制御に切り替える。このため、リッチ制御においては、第二触媒酸素吸蔵量が０まで減少する。リッチ制御においては、第三空燃比センサ１３の検出値に基づいてリーン制御に切り替えるタイミングを決定するため、第二触媒酸素吸蔵量の推定値が実際の値とずれていたとしても、第三空燃比センサ１３の検出値に基づいて適切な時期に切り替えることができる。また、第二触媒酸素吸蔵量の推定値が実際の値とずれていた場合には、第三空燃比センサ１３の検出値によって第二触媒酸素吸蔵量が０になった状態を検出することができるため、このときに第二触媒酸素吸蔵量の推定値をリセットすることができる。これにより、第二触媒酸素吸蔵量の推定値の精度を高めることができる。
【００８９】
一方、リーン制御中には、実施例１と同様にして、Ｔ６において第二触媒酸素吸蔵量が上限閾値以上になるとリッチ制御に切り替える。したがって、リーン制御においては、第二触媒酸素吸蔵量が最大値まで増加する前にリッチ制御に切り替わる。また、リーン制御では、第二触媒流出Ａ／Ｆはストイキよりもリーン側にならない。このようにして、リーン制御中に第二触媒４のＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。
【００９０】
＜実施例４＞
本実施例では、リッチ制御に切り替わった直後から基準リッチ空燃比ＡＦＲを徐々に大きくする。また、リーン制御に切り替わった直後から基準リーン空燃比ＡＦＬを徐々に小
さくする。なお、本実施例では、リーン制御またはリッチ制御時において、１回のリッチ空燃比の期間と、そのリッチ空燃比の期間と隣り合う１回のリーン空燃比の期間と、を合わせた期間における平均空燃比が、基準リーン空燃比または基準リッチ空燃比となるように、内燃機関１の目標空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変動させてもよい。
【００９１】
図１０は、本実施例に係る第一触媒流入Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。図１０において一点鎖線は、基準リッチ空燃比ＡＦＲ及び基準リーン空燃比ＡＦＬを示している。Ｔ２１において昇温制御がリッチ制御から開始され、Ｔ２２においてリッチ制御からリーン制御に切り替わり、Ｔ２３においてリーン制御からリッチ制御に切り替わっている。
【００９２】
Ｔ２１でリッチ制御が開始された直後の基準リッチ空燃比ＡＦＲは実施例１と同じであるが、その後に、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲ及びリッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬが段階的に大きくなることにより、基準リッチ空燃比ＡＦＲが時間の経過と共に大きくなる。すなわち、リッチ制御時基準偏差ｄＡＦＲが徐々に大きくなる。なお、この際のリッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲ、リッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲ、リッチ制御時リーン時間ＴＲＬは何れも実施例１と同じである。
【００９３】
また、Ｔ２２でリーン制御が開始された直後の基準リーン空燃比ＡＦＬは実施例１と同じであるが、その後に、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬ及びリーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲが段階的に小さくなることにより、基準リーン空燃比ＡＦＬも時間の経過と共に小さくなる。すなわち、リーン制御時基準偏差ｄＡＦＬが徐々に大きくなる。なお、この際のリーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬ、リーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲ、リーン制御時リーン時間ＴＬＬ、リーン制御時リッチ時間ＴＬＲは何れも実施例１と同じである。
【００９４】
ここで、各回のリッチ制御の開始直後には、第一触媒３及び第二触媒４に多くの酸素が吸蔵されているために、第一触媒３及び第二触媒４の両方でＨＣ，ＣＯを酸化させることができるため、第二触媒４からＨＣ，ＣＯがほとんど流出しない。一方、開始されたリッチ制御が続くことで第一触媒３に吸蔵されていた酸素が無くなると、第二触媒４のみでＨＣ，ＣＯを酸化させることになる。このため、排気中のＨＣ，ＣＯの濃度が高いと第二触媒４だけでは酸化しきれずに、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出してしまう。したがって、基準リッチ空燃比ＡＦＲが一定の場合には、リッチ制御の実行時間が長くなるほど、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出し易くなる。これに対して、リッチ制御中に基準リッチ空燃比ＡＦＲを徐々に大きくすることにより、第一触媒３及び第二触媒４で酸化可能なＨＣ，ＣＯ量に応じて、第一触媒３及び第二触媒４に流入するＨＣ，ＣＯ量を調整することができるため、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制できる。また、リッチ制御を開始した直後には、リッチの度合いが大きいために、より多くのＨＣ，ＣＯを第一触媒３及び第二触媒４に供給することができるため、昇温効果を大きくすることができる。
【００９５】
また、各回のリーン制御の開始直後には、第一触媒３及び第二触媒４から十分に酸素が放出されているために、第一触媒３及び第二触媒４の両方で酸素を吸蔵することができる。この場合、第一触媒３及び第二触媒におけるＮＯｘの浄化率が高いために、第二触媒４からＮＯｘがほとんど流出しない。一方、開始されたリーン制御が続くことで第一触媒３に十分な量の酸素が吸蔵されると、第一触媒３では酸素過剰となってＮＯｘの浄化が困難になるため、第二触媒４のみでＮＯｘを浄化することになる。このため、排気のリーン度合いが大きいと、第二触媒４だけではＮＯｘを浄化しきれなくなり、第二触媒４からＮＯｘが流出してしまう。したがって、基準リーン空燃比ＡＦＬが一定の場合には、リーン制御の実行時間が長くなるほど、第二触媒４からＮＯｘが流出し易くなる。これに対して、リーン制御中に基準リーン空燃比ＡＦＬを徐々に小さくすることにより、第一触媒３及び
第二触媒４で浄化可能なＮＯｘ量に応じて、第二触媒４におけるリーン度合いを調整することができるため、第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制できる。また、リーン制御を開始した直後には、リーンの度合いが大きいために、より多くの酸素を第一触媒３及び第二触媒４に供給することができるため、昇温効果を大きくすることができる。
【００９６】
図１１は、本実施例に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートはＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。上記実施例に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。また、ステップＳ１０７よりも前の処理は図３に示したフローチャートと同じため図示を省略する。
【００９７】
図１１に示したフローチャートでは、ステップＳ１０８で否定判定がなされた場合にはステップＳ４０１へ進む。ステップＳ４０１では、基準リッチ空燃比ＡＦＲが設定される。基準リッチ空燃比ＡＦＲは、例えば、リッチ制御開始時からの経過時間、または、第一触媒３若しくは第二触媒４の酸素吸蔵量の推定値に基づいて設定される。すなわち、リッチ制御開始時からの経過時間が長いほど、または、第一触媒３若しくは第二触媒４の酸素吸蔵量が少ないほど、基準リッチ空燃比ＡＦＲがストイキよりもリッチ側であるリッチ空燃比の範囲で大きくなるように設定される。また、第一触媒３若しくは第二触媒４から流出する排気の空燃比が小さいほど、基準リッチ空燃比ＡＦＲがストイキよりもリッチ側であるリッチ空燃比の範囲で大きくなるように設定されてもよい。これらの関係は予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。
【００９８】
なお、基準リッチ空燃比ＡＦＲには上限値を予め設定しておき、この上限値を超えないようにしてもよい。この上限値は、第二触媒４の昇温に要する時間や第二触媒４で酸化可能なＨＣ，ＣＯ量を考慮して予め実験またはシミュレーション等により求めておく。上限値が小さすぎる場合、すなわち、リッチ度合いが大きい場合には、第二触媒４においてＨＣ，ＣＯを酸化することができなくなって第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出する虞があり、上限値が大きすぎる場合、すなわち、リッチ度合いが小さい場合には、第二触媒４の温度上昇のために必要な時間が長くなってしまうため、実験またはシミュレーション等により上限値の最適値を求めてもよい。なお、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲ、リッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬ、リッチ制御時リッチ時間ＴＲＲ、リッチ制御時リーン時間ＴＲＬは何れも実施例１と同じである。そして、ステップＳ４０１の処理が終了するとステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で設定された基準リッチ空燃比ＡＦＲとなるように、リッチ制御が実行される。
【００９９】
また、図１１に示したフローチャートでは、ステップＳ１１１で否定判定がなされた場合にはステップＳ４０３へ進む。ステップＳ４０３では、基準リーン空燃比ＡＦＬが設定される。基準リーン空燃比ＡＦＬは、例えば、リーン制御開始時からの経過時間、または、第一触媒３若しくは第二触媒４の酸素吸蔵量の推定値に基づいて設定される。すなわち、リーン制御開始時からの経過時間が長いほど、または、第一触媒３若しくは第二触媒４の酸素吸蔵量が多いほど、基準リーン空燃比ＡＦＬがストイキよりもリーン側であるリーン空燃比の範囲で小さくなるように設定される。また、第一触媒３若しくは第二触媒４から流出する排気の空燃比が大きいほど、基準リーン空燃比ＡＦＬがストイキよりもリーン側であるリーン空燃比の範囲で小さくなるように設定されてもよい。これらの関係は予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。
【０１００】
なお、基準リーン空燃比ＡＦＬには下限値を予め設定しておき、基準リーン空燃比ＡＦＬが、この下限値よりも小さくならないようにしてもよい。この下限値は、第二触媒４の昇温に要する時間や第二触媒４で浄化可能なＮＯｘ量を考慮して予め実験またはシミュレーション等により求めておく。下限値が大きすぎる場合、すなわち、リーン度合いが大き
い場合には、第二触媒４においてＮＯｘを浄化することができなくなって第二触媒４からＮＯｘが流出する虞があり、下限値が小さすぎる場合、すなわち、リーン度合いが小さい場合には、第二触媒４の温度上昇のために必要な時間が長くなってしまうため、実験またはシミュレーション等により下限値の最適値を求めてもよい。なお、リーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬ、リーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲ、リーン制御時リーン時間ＴＬＬ、リーン制御時リッチ時間ＴＬＲは何れも実施例１と同じである。そして、ステップＳ４０３の処理が終了するとステップＳ４０４へ進む。ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３で設定された基準リーン空燃比ＡＦＬとなるように、リーン制御が実行される。
【０１０１】
また、本実施例では、図１２に示すように空燃比を変化させてもよい。図１２は、本実施例に係る第一触媒流入Ａ／Ｆの推移を示した他のタイムチャートである。図１２において一点鎖線は、基準リッチ空燃比ＡＦＲ及び基準リーン空燃比ＡＦＬを示している。
【０１０２】
図１０では、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲ、リッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬ、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬ、リーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲの何れも段階的に変化させているが、図１２では、リッチ制御時リッチ空燃比ＡＦＲＲ、リッチ制御時リーン空燃比ＡＦＲＬ、リーン制御時リーン空燃比ＡＦＬＬ、リーン制御時リッチ空燃比ＡＦＬＲの何れも連続的に変化させている。このようにしても、リッチ制御中に第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制でき、リーン制御中に第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制できる。
【０１０３】
＜実施例５＞
本実施例では、リッチ制御中に第一触媒３から十分に酸素が放出された場合に、ストイキよりもリッチ側であるリッチ空燃比の範囲で内燃機関１の目標空燃比を大きくする。また、リーン制御中に第一触媒３に十分に酸素が吸蔵された場合に、ストイキよりもリーン側であるリーン空燃比の範囲で内燃機関１の目標空燃比を小さくする。
【０１０４】
図１３は、本実施例に係る第一触媒流入Ａ／Ｆ及び第二触媒流入Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。Ｔ３１において昇温制御がリッチ制御から開始され、Ｔ３３においてリッチ制御からリーン制御に切り替わり、Ｔ３５においてリーン制御からリッチ制御に切り替わり、Ｔ３７においてリッチ制御からリーン制御に切り替わっている。
【０１０５】
また、Ｔ３２において、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ閾値に達することにより、第一触媒３の酸素吸蔵量が十分に少なくなったと判断され、基準リッチ空燃比ＡＦＲがリッチ空燃比の範囲で大きくされる。この際に、図１３では、リッチ制御時基準偏差ｄＡＦＲを大きくし、且つ、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲ及びリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬは変化させていないが、これに代えて、リッチ制御時リッチ偏差ｄＡＦＲＲ及びリッチ制御時リーン偏差ｄＡＦＲＬが何れも小さくなるように変化させてもよい。
【０１０６】
ここでいうリッチ閾値は、第一触媒３からの酸素の放出が完了したといえる空燃比である。したがって、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ閾値に達した後は、第二触媒４のみでＨＣ，ＣＯを酸化することになる。このため、排気中のＨＣ，ＣＯの濃度が高いと第二触媒４だけでは酸化しきれずに、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出してしまう。したがって、基準リッチ空燃比ＡＦＲが一定の場合には、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ閾値に達した後は、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出し易くなる。これに対して、第二触媒流入Ａ／Ｆがリッチ閾値に達した後は基準リッチ空燃比ＡＦＲを大きくすることにより、第一触媒３及び第二触媒４で酸化可能なＨＣ，ＣＯ量に応じて、第一触媒３及び第二触媒４に流入するＨＣ，ＣＯ量を調整することができるため、第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制できる。また、リッチ制御を開始した直後には、多くのＨＣ，ＣＯを第一触媒３及び第二触媒４に供給することができるため、昇温効果を大きくすることができる。
【０１０７】
また、Ｔ３４において、第二触媒流入Ａ／Ｆがリーン閾値に達することにより、第一触媒３の酸素吸蔵量が十分に多くなったと判断され、基準リーン空燃比ＡＦＬがリーン空燃比の範囲で小さくされる。この際に、図１３では、リーン制御時基準偏差ｄＡＦＬを小さくし、且つ、リーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬ及びリーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲは変化させていないが、これに代えて、リーン制御時リーン偏差ｄＡＦＬＬ及びリーン制御時リッチ偏差ｄＡＦＬＲが何れも小さくなるように変化させてもよい。
【０１０８】
ここでいうリーン閾値は、第一触媒３への酸素の吸蔵が完了したといえる空燃比である。したがって、第二触媒流入Ａ／Ｆがリーン閾値に達した後は、第二触媒４のみでＮＯｘを浄化することになる。このため、排気のリーン度合いが大きいと、第二触媒４だけではＮＯｘを浄化しきれなくなり、第二触媒４からＮＯｘが流出してしまう。したがって、基準リーン空燃比ＡＦＬが一定の場合には、第二触媒流入Ａ／Ｆがリーン閾値に達した後は、第二触媒４からＮＯｘが流出し易くなる。これに対して、第二触媒流入Ａ／Ｆがリーン閾値に達した後は基準リーン空燃比ＡＦＬを小さくすることにより、第一触媒３及び第二触媒４で浄化可能なＮＯｘ量に応じて、第二触媒４におけるリーン度合いを調整することができるため、第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制できる。また、リーン制御を開始した直後には、多くの酸素を第一触媒３及び第二触媒４に供給することができるため、昇温効果を大きくすることができる。
【０１０９】
このようにして、リッチ制御中に第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制でき、リーン制御中に第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制できる。
【０１１０】
図１４は、本実施例に係る昇温制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートはＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。上記実施例に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。また、ステップＳ１０７よりも前の処理は図３に示したフローチャートと同じため図示を省略する。
【０１１１】
図１４に示したフローチャートでは、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０１へ進む。ステップＳ５０１では、第二空燃比センサ１２の検出値がリッチ閾値以下であるか否か判定される。すなわち、第一触媒３に十分な酸素が吸蔵されている場合には、リッチ制御を実施中であっても、第一触媒３から流出する排気の空燃比はストイキになる。一方、リッチ制御の実施中には、第一触媒３から酸素が放出されていき、第一触媒３に流入するＨＣ，ＣＯを酸化させことができなくなると、第一触媒３から流出する排気の空燃比がリッチ空燃比になる。したがって、第二空燃比センサ１２の検出値がリッチ閾値以下になった場合には、第一触媒３からの酸素の放出が完了したものと判断することができる。ステップＳ５０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１０へ進む。
【０１１２】
ステップＳ５０２では、基準リッチ空燃比ＡＦＲをリッチ空燃比の範囲で大きくする。変更後の基準リッチ空燃比ＡＦＲは予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ５０２の処理が終了するとステップＳ１０８へ進む。
【０１１３】
また、図１４に示したフローチャートでは、ステップＳ１０７で否定判定がなされた場合にはステップＳ５０３へ進む。ステップＳ５０３では、第二空燃比センサ１２の検出値がリーン閾値以上であるか否か判定される。すなわち、第一触媒３に十分な酸素が吸蔵されていない場合には、リーン制御を実施中であっても、第一触媒３から流出する排気の空燃比はストイキになる。一方、リーン制御の実施中には、第一触媒３に酸素が吸蔵されていき、第一触媒３の酸素吸蔵量の上限値に近付いて酸素を吸蔵することができなくなると
、第一触媒３から酸素が流出することにより第一触媒３から流出する排気の空燃比がリーン空燃比になる。したがって、第二空燃比センサ１２の検出値がリーン閾値以下になった場合には、第一触媒３への酸素の吸蔵が完了したものと判断することができる。ステップＳ５０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１３へ進む。
【０１１４】
ステップＳ５０４では、基準リーン空燃比ＡＦＬをリーン空燃比の範囲で小さくする。変更後の基準リーン空燃比ＡＦＬは予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ５０４の処理が終了するとステップＳ１１１へ進む。
【０１１５】
以上説明したように本実施例によれば、リッチ制御中に第二触媒４からＨＣ，ＣＯが流出することを抑制でき、リーン制御中に第二触媒４からＮＯｘが流出することを抑制できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  内燃機関
２  排気通路
３  第一触媒
４  第二触媒
６  噴射弁
７  吸気通路
８  スロットル
９  点火プラグ
１０  ＥＣＵ
１１  第一空燃比センサ
１２  第二空燃比センサ
１３  第三空燃比センサ
１６  アクセルペダル
１７  アクセル開度センサ
１８  クランクポジションセンサ
１９  エアフローメータ
【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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【図１３】
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【図１４】
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