(57)【要約】【課題】内燃機関の始動直後におけるＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させる。【解決手段】内燃機関の排気通路に、三元触媒である第１排気浄化触媒および第２排気浄化触媒が上流から順に直列に設けられている。内燃機関の運転を停止させる際に、燃料噴射を停止した後で、モータリング実行部がモータリングを実行する。このとき、モータリング実行部は、第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が上限吸蔵量よりも少ない量に収まる範囲内でモータリングを実行する。【選択図】図４
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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設けられた三元触媒である第１排気浄化触媒と、
前記第１排気浄化触媒より下流側の排気通路に設けられた三元触媒である第２排気浄化触媒と、を備える内燃機関に適用される制御システムであって、
前記内燃機関をモータの駆動力によって回転させるモータリングを実行するモータリング実行部を備え、
前記内燃機関の運転を停止させる際に、前記内燃機関における燃料噴射を停止した後で、前記モータリング実行部が前記モータリングを実行し、且つ、前記モータリング実行部は、前記第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が上限吸蔵量よりも少ない量に収まる範囲内で前記モータリングを実行する内燃機関の制御システム。
【請求項２】
前記内燃機関の運転を停止させる際に、前記内燃機関における燃料噴射を停止させた時点での前記第１排気浄化触媒の温度が所定温度より高い場合、前記モータリング実行部による前記モータリングを実行しない請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項３】
前記内燃機関の運転を停止させる際に実行される前記モータリングに加え、前記内燃機関を再始動させる際にも、前記内燃機関における燃料噴射を再開する前に前記内燃機関の機関回転速度を所定回転速度まで上昇させるために、前記モータリング実行部が前記モータリングを実行するものであって、
前記内燃機関の運転を停止させる際に実行される前記モータリングを停止時モータリングとし、前記内燃機関を再始動させる際に実行される前記モータリングを始動時モータリングとし、
前記内燃機関の運転を停止させる際に、前記モータリング実行部が、前記第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように前記停止時モータリングを実行し、且つ、該目標吸蔵量が、前記始動時モータリングが実行されることによって前記第１排気浄化触媒に供給される酸素量の推定値を前記上限吸蔵量から減算した量よりも少ない量に設定されている請求項１または２に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項４】
前記第１排気浄化触媒よりも下流側であって前記第２排気浄化触媒よりも上流側の排気通路におけるガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
前記内燃機関における燃料噴射を停止してから再開するまでの間に、前記空燃比センサによって検出されるガスの空燃比が理論空燃比以上の値である所定の閾値空燃比より高くなった場合、前記空燃比センサによって検出されるガスの空燃比が前記所定の閾値空燃比以下に維持された場合に比べて、前記内燃機関における燃料噴射再開直後の燃料噴射量をより多い量に設定する噴射量設定部と、を備える請求項３に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項５】
所定の運転停止条件が成立した場合に前記内燃機関の運転を自動的に停止させるとともに、前記内燃機関の運転を自動的に停止させた後に所定の再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動的に再始動させる自動停止再始動実行部をさらに備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の運転を停止する際に、燃料噴射を停止した後でスタータモータを駆動させることでモータリングを行い、それによって、吸気通路から排気通路に向う空気の流れを形成させて該排気通路の残留ガスを掃気させる技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、モータリングによる掃気の開始後に、排気通路に設けられたセンサによって検出される酸素濃度が大気相当の酸素濃度に達したときに掃気完了と判断してモータリングを停止させる。
【０００３】
また、特許文献２には、所定のアイドルストップ条件が成立した場合に内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−００７５３２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の排気通路に排気浄化触媒として三元触媒を設ける場合がある。三元触媒においては、排気中のＨＣ（炭化水素）が付着するＨＣ被毒や排気中の硫黄成分が付着するＳ被毒が生じると、その排気浄化機能が低下してしまう場合がある。ここで、排気通路に三元触媒が設けられている内燃機関の運転を停止する際に、燃料噴射を停止した状態でモータリングを行うと、該三元触媒に酸素が供給されることになる。このように三元触媒に酸素が供給されると、該三元触媒におけるＨＣ被毒やＳ被毒を解消させることができる。その結果、内燃機関の再始動時において、三元触媒におけるＨＣ・ＣＯの浄化（酸化）を促進させることができる。
【０００６】
しかしながら、内燃機関の運転を停止する際にモータリングが行われることで三元触媒に酸素が供給されると、ＨＣ被毒やＳ被毒の解消に消費されない余剰分の酸素が該三元触媒に吸蔵される。したがって、モータリングが行われると、三元触媒における酸素吸蔵量が増加することになる。また、内燃機関を再始動させる際の燃料噴射再開時においては、排気通路内に空気が存在する状態となっている。そのため、内燃機関の再始動直後（すなわち、燃料噴射の再開直後）においては、該内燃機関から排出される排気が、三元触媒より上流側の排気通路内に存在する空気と混ざり合った状態で該三元触媒に流入する。その結果、理論空燃比より高いリーン空燃比の排気が三元触媒に流入することになる。このように、内燃機関の再始動直後において、該内燃機関の運転を停止する際のモータリングによって酸素吸蔵量が増加した状態の三元触媒にリーン空燃比の排気が流入すると、該三元触媒におけるＮＯｘ浄化機能（ＮＯｘ還元機能）が十分に発揮できずに、ＮＯｘが排出されてしまう虞がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、排気通路に三元触媒が設けられている内燃機関の始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒である第１排気浄化触媒と、前記第１排気浄化触媒より下流側の排気通路に設けられた三元触媒である第２排気浄化触媒と、を備える内燃機関に適用される制御システムであって、前記内燃機関をモータの駆動力によって回転させるモータリングを実行するモータリング実行部を備え、前記内燃機関の運転を停止させる際に、前記内燃機関における燃料噴射を停止した後で、前記モータリング実行部が前記モータリングを実行し、且つ、前記モータリング実行部は、前記第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が上限吸蔵量よりも少ない量に収まる範囲内で前記モータリングを実行する。
【０００９】
本発明では、内燃機関の排気通路に第１排気浄化触媒と第２排気浄化触媒とが直列に配置されている。第１排気浄化触媒および第２排気浄化触媒はいずれも三元触媒である。そして、内燃機関の運転を停止させる際には、内燃機関における燃料噴射を停止した後で、モータリング実行部によってモータリングが実行される。これによって、第１排気浄化触媒に酸素が供給されるため、第１排気浄化触媒におけるＨＣ被毒やＳ被毒が解消される。その結果、内燃機関の再始動時において、第１排気浄化触媒におけるＨＣ・ＣＯの浄化を促進させることができる。
【００１０】
また、内燃機関における燃料噴射を停止した状態でモータリングが実行されることで第１排気浄化触媒に供給された酸素のうち、該第１排気浄化触媒におけるＨＣ被毒やＳ被毒の解消には消費されない余剰分の酸素が該第１排気浄化触媒に吸蔵される。このときに、本発明では、モータリングの実行によって増加する第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が上限吸蔵量よりも少ない量に収まる範囲内でモータリング実行部が該モータリングを実行する。これによれば、モータリングの実行によって第１排気浄化触媒よりも下流に酸素が流出することが抑制される。つまり、内燃機関の運転を停止させる際にモータリング実行部よってモータリングが実行されても、第２排気浄化触媒には酸素が供給されないために、該第２排気浄化触媒における酸素吸蔵量が増加してしまうことを抑制することができる。したがって、内燃機関の再始動直後において、第１排気浄化触媒におけるＮＯｘ浄化機能が十分に発揮できなかったとしても、該第１排気浄化触媒から流出したＮＯｘを第２排気浄化触媒によって浄化することが可能となる。
【００１１】
上記のように、本発明によれば、内燃機関の始動直後における第１排気浄化触媒でのＨＣ・ＣＯの浄化を促進させることができるとともに、該内燃機関の始動直後において第２排気浄化触媒によってＮＯｘを浄化することができる。つまり、内燃機関の始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることが可能となる。
【００１２】
また、第１排気浄化触媒の温度が比較的高いときに、内燃機関における燃料噴射を停止した状態でモータリングが実行されることによって該第１排気浄化触媒に酸素が供給されると、該第１排気浄化触媒における酸化反応に伴って該第１排気浄化触媒が過昇温してしまう虞がある。また、第１排気浄化触媒の温度が比較的高い場合は、該第１排気浄化触媒におけるＨＣ被毒やＳ被毒は解消されている可能性が高い。そこで、内燃機関の運転を停止させる際に、該内燃機関における燃料噴射を停止させた時点での第１排気浄化触媒の温度が所定温度より高い場合は、モータリング実行部によるモータリングを実行しないようにしてもよい。この場合、所定温度は、モータリングによって第１排気浄化触媒に酸素が供給されたとしても該第１排気浄化触媒が過昇温してしまうことはないと判断できる温度である。このような制御によれば、内燃機関の運転を停止させる際のモータリング実行部によるモータリングの実行に伴って第１排気浄化触媒が過昇温してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関の制御システムにおいては、内燃機関の運転を停止させる
際に実行されるモータリングに加え、該内燃機関を再始動させる際にもモータリング実行部がモータリングを実行してもよい。この内燃機関を再始動させる際のモータリングは、該内燃機関における燃料噴射を再開する前に該内燃機関の機関回転速度を所定回転速度まで上昇させるために実行されるものである。ここで、内燃機関の運転を停止させる際に実行されるモータリングを停止時モータリングとする。また、内燃機関を再始動させる際に実行されるモータリングを始動時モータリングとする。
【００１４】
内燃機関を再始動させる際に始動時モータリングが実行されると、第１排気浄化触媒に酸素が供給されることになる。そして、このときの酸素供給量分、第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が増加する。そこで、本発明に係る内燃機関の制御システムにおいては、内燃機関の運転を停止させる際に、モータリング実行部が、第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように停止時モータリングを実行してもよい。そして、このときの目標吸蔵量を、始動時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒に供給される酸素量の推定値を該第１排気浄化触媒の上限吸蔵量から減算した量よりも少ない量に設定してもよい。
【００１５】
停止時モータリングが実行される際の目標吸蔵量をこのような量に設定することで、内燃機関を再始動させる際に始動時モータリングが実行されても、第１排気浄化触媒よりも下流に酸素が流出することが抑制される。つまり、始動時モータリングが実行されても、第２排気浄化触媒に酸素が供給されることを抑制することができる。そのため、第２排気浄化触媒における酸素吸蔵量が増加してしまうことを抑制することができる。したがって、内燃機関の再始動直後において、第１排気浄化触媒から流出したＮＯｘを第２排気浄化触媒によって浄化することが可能となる。また、停止時モータリングが実行される際の目標吸蔵量を上記のような量に設定した場合、内燃機関の再始動時においても、第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量は上限吸蔵量には達していない状態にある。そのため、内燃機関における燃料噴射再開直後においてリーン空燃比の排気が第１排気浄化触媒に流入しても、該排気に含まれる酸素量の少なくとも一部が該第１排気浄化触媒に吸蔵される。そのため、第２排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を第１排気浄化触媒に流入する排気の空燃比よりも低下させることができる。
【００１６】
また、上記のように、第１排気浄化触媒における酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるようにモータリング実行部が停止時モータリングを実行したとしても、外乱等に起因して、内燃機関における燃料噴射を再開する前に第１排気浄化触媒における実際の酸素吸蔵量は上限吸蔵量に達してしまい、該第１排気浄化触媒から酸素が流出してしまう可能性もある。このような場合、第２排気浄化触媒に酸素が供給されてしまうため、該第２排気浄化触媒における酸素吸蔵量が増加してしまうことになる。
【００１７】
ここで、本発明に係る内燃機関の制御システムは、第１排気浄化触媒よりも下流側であって第２排気浄化触媒よりも上流側の排気通路におけるガスの空燃比を検出する空燃比センサをさらに備えてもよい。このような空燃比センサが排気通路に設けられている場合、第１排気浄化触媒から酸素が流出すると、該空燃比センサによって検出されるガスの空燃比が理論空燃比より高くなる。そこで、本発明に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関における燃料噴射を停止してから再開するまでの間に、空燃比センサによって検出されるガスの空燃比が理論空燃比以上の値である所定の閾値空燃比より高くなった場合、空燃比センサによって検出されるガスの空燃比が該所定の閾値空燃比以下に維持された場合よりも、内燃機関における燃料噴射再開直後の燃料噴射量を多い量に設定する噴射量設定部をさらに備えてもよい。
【００１８】
これによれば、内燃機関における燃料噴射を停止してから再開するまでの間に、第１排気浄化触媒から酸素が流出してしまうことで第２排気浄化触媒における酸素吸蔵量が増加
してしまった場合、第１排気浄化触媒から酸素が流出することがなかった場合に比べて、内燃機関における燃料噴射再開直後の燃料噴射量が増量されることになる。その結果、内燃機関を再始動させる際の燃料噴射再開直後に第２排気浄化触媒に流入する排気の空燃比がより低下することになる。したがって、内燃機関における燃料噴射を再開する前に第１排気浄化触媒から酸素が流出してしまった場合に、該内燃機関の再始動直後における第２排気浄化触媒でのＮＯｘ浄化を促進させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る内燃機関の制御システムは自動停止再始動実行部をさらに備えてもよい。自動停止再始動実行部は、所定の運転停止条件が成立した場合に内燃機関の運転を自動的に停止させるとともに、該内燃機関の運転を自動的に停止させた後に所定の再始動条件が成立した場合に該内燃機関を自動的に再始動させる。内燃機関の制御システムがこのような自動停止再始動実行部を備えている場合、該内燃機関の運転停止および再始動が高頻度で行われることになる。そして、本発明によれば、高頻度で行われる内燃機関の再始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、内燃機関の始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る自動停止再始動制御において内燃機関の運転を自動的に停止させる際のフローを示すフローチャートである。
【図３】実施例１に係る自動停止再始動制御において内燃機関を自動的に再始動させる際のフローを示すフローチャートである。
【図４】実施例１に係る自動停止再始動制御を実行した際における、停止要求フラグ、モータリング、燃料噴射量Ｑｆｉｎｊ、スロットルバルブの開度Ｄｔｈ、機関回転速度Ｎｅ、流入空気量Ｑａｉｎ、第１排気浄化触媒の酸素吸蔵量ＯＳＡｆ、および、第２空燃比センサの検出値Ａ／Ｆｓの時間的推移を示すタイムチャートである。
【図５】実施例２に係る自動停止再始動制御において内燃機関の運転を自動的に停止させる際のフローを示すフローチャートである。
【図６】本実施例３に係る、噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分を設定する際のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜実施例１＞
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、車両駆動用の火花点火式ガソリンエンジンである。内燃機関１は、図示しない気筒内へ燃料を供給するための燃料噴射弁２を備えている。燃料噴射弁２は、直接気筒内へ燃料を噴射するように構成されてもよく、又は吸気ポート内に燃料を噴射するように構成されてもよい。また、内燃機関１には、気筒内において燃料（混合気）対して点火する点火プラグ（図示略）が設けられている。また、内燃機関１には、図示しないクランクシャフトを回転駆動させるモータリングを行うためのスタータモータ１００が設けられている。
【００２４】
内燃機関１は、気筒内へ吸入される新気（空気）を流通させるための吸気通路３と接続されている。吸気通路３の途中には、該吸気通路３の流路断面積を変更することで内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットルバルブ３０が設けられる。また、該スロットルバルブ３０より上流の吸気通路３には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ３１が設けられる。
【００２５】
内燃機関１は、気筒内から排出される既燃ガス（排気）を流通させるための排気通路４と接続されている。排気通路４の途中には、排気の流れに沿って上流側から順に第１排気浄化触媒４０と第２排気浄化触媒４１とが直列に配置されている。第１排気浄化触媒４０および第２排気浄化触媒４１はいずれも酸素吸蔵機能を有する三元触媒である。
【００２６】
第１排気浄化触媒４０より上流の排気通路４には第１空燃比センサ４２が配置されている。第１空燃比センサ４２は、第１排気浄化触媒４０へ流入するガスの空燃比を検出するセンサである。第１排気浄化触媒４０と第２排気浄化触媒４１との間の排気通路４には、第２空燃比センサ４３および第１排気温度センサ４４が配置されている。第２空燃比センサ４３は、第１排気浄化触媒４０から流出するガスの空燃比、換言すれば、第２排気浄化触媒４１へ流入するガスの空燃比を検出するセンサである。また、第１排気温度センサ４４は、第１排気浄化触媒４０から流出するガスの温度、換言すれば、第２排気浄化触媒４１へ流入するガスの温度を検出するセンサである。第２排気浄化触媒４１より下流の排気通路４には第２排気温度センサ４５が配置されている。第２排気温度センサ４５は第２排気浄化触媒４１から流出するガスの温度を検出するセンサである。
【００２７】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ５が併設されている。ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ５には、エアフローメータ３１、第１空燃比センサ４２、第２空燃比センサ４３、第１排気温度センサ４４、および第２排気温度センサ４５に加え、アクセルポジションセンサ５０やクランクポジションセンサ５１等の各種センサが電気的に接続されている。なお、アクセルポジションセンサ５０は、内燃機関１を搭載した車両のアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ５１は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、ＥＣＵ５は、第１排気温度センサ４４の検出値に基づいて第１排気浄化触媒４０の温度を推定する。また、ＥＣＵ５は、第２排気温度センサ４５の検出値に基づいて第２排気浄化触媒４１の温度を推定する。また、ＥＣＵ５は、燃料噴射弁２やスタータモータ１００等の各種機器と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ５によって、これらの機器が制御される。
【００２８】
また、上述したように、第１排気浄化触媒４０および第２排気浄化触媒４１は酸素吸蔵機能を有している。そのため、第１排気浄化触媒４０および第２排気浄化触媒４１においては、ＨＣ・ＣＯの酸化に消費されない酸素が存在する場合、該酸素が吸蔵される。そして、ＥＣＵ５は、第１排気浄化触媒４０および第２排気浄化触媒４１それぞれにおける酸素吸蔵量を随時推定する。これらの触媒４０，４１における酸素吸蔵量は、エアフローメータ３１、第１空燃比センサ４２、および第２空燃比センサ４３の検出値に基づいて推定することができる。
【００２９】
（自動停止再始動制御）
ＥＣＵ５は、所定の運転停止条件が成立した場合に内燃機関１の運転を自動的に停止させるとともに、該内燃機関１の運転を自動的に停止させた後に所定の再始動条件が成立した場合に該内燃機関１を自動的に再始動させる自動停止再始動制御を実行する。ここで、所定の運転停止条件としては、アクセルポジションセンサ５０によって検出されるアクセル開度が零であること、内燃機関１を搭載した車両のブレーキペダルが踏み込まれている
こと（図示しないブレーキスイッチがＯＮであること）、内燃機関１を搭載した車両の走行速度（車速）が所定速度以下であること、等を挙げることができる。そして、所定の運転停止条件が成立した場合に、ＥＣＵ５は、燃料噴射弁２による燃料噴射を自動的に停止させる、所謂フューエルカット処理を実行することで、内燃機関１の運転を停止させる。なお、自動停止再始動制御においては、所定の運転停止条件したときに、スロットルバルブ３０の開度を小さくすることで内燃機関１の吸入空気量を徐々に減量するとともに燃料噴射弁２からの燃料噴射量を徐々に減量することで該内燃機関１の機関回転速度を所定の噴射停止速度まで低下させてから燃料噴射を停止させてもよい。また、このときの所定の噴射停止速度は、所定の運転停止条件が成立した時点の車速に応じて設定されてもよい。
【００３０】
そして、内燃機関１の運転を自動的に停止させた後（すなわち、フューエルカット処理の実行中）において、成立していた所定の運転停止条件が不成立となると、所定の再始動条件が成立したことになる。所定の再始動条件が成立した場合、ＥＣＵ５は、燃料噴射弁２による燃料噴射を自動的に再開する（すなわち、フューエルカット処理の実行を終了する）ことで該内燃機関１を再始動させる。ただし、このときに、ＥＣＵ５は、所定の再始動条件の成立後、燃料噴射弁２による燃料噴射を再開する前に、スタータモータ１００を駆動することでモータリングを行う。そして、モータリングによって内燃機関１の機関回転速度（モータリング回転速度）が所定の第１回転速度まで上昇してから燃料噴射弁２による燃料噴射を再開する。このように、内燃機関１を再始動させる際に実行されるモータリングを、以下においては「始動時モータリング」と称する場合もある。なお、フューエルカット処理の実行中において、内燃機関１における点火プラグによる点火は停止されてもよく、また、継続されてもよい。そして、フューエルカット処理の実行中において点火プラグによる点火が停止されている場合は、燃料噴射弁２による燃料噴射の再開と同時期に該点火プラグによる点火が再開される。
【００３１】
また、本実施例に係る自動停止再始動制御においては、所定の運転停止条件が成立したために内燃機関１を停止する際にも、ＥＣＵ５は、スタータモータ１００を駆動することでモータリングを実行する。このように、内燃機関１の運転を停止させる際に実行されるモータリングを、以下においては「停止時モータリング」と称する場合もある。この停止時モータリングは、燃料噴射弁２による燃料噴射を停止した後（すなわち、フューエルカット処理の実行開始後）で実行される。
【００３２】
ここで、第１排気浄化触媒４０においては、排気中のＨＣが付着するＨＣ被毒や排気中の硫黄成分が付着するＳ被毒が生じると、その排気浄化機能が低下してしまう場合がある。なお、第２排気浄化触媒４１においてもＨＣ被毒やＳ被毒が生じ得る。しかしながら、第２排気浄化触媒４１よりも第１排気浄化触媒４０の方が排気通路４において上流側に配置されているため、該第１排気浄化触媒４０の方がこれらの被毒による排気浄化機能の低下がより生じ易い。ただし、第１排気浄化触媒４０においてＨＣ被毒やＳ被毒が生じていたとしても、該第１排気浄化触媒４０が酸素過剰な雰囲気に曝されると、付着していたＨＣや硫黄成分は酸化されるため、これらの被毒が解消され得る。そこで、本実施例に係る自動停止再始動制御では、上記のように、内燃機関１を自動的に停止する際に停止時モータリングを実行する。燃料噴射弁２による燃料噴射を停止した状態で停止時モータリングが実行されると、第１排気浄化触媒４０に酸素が供給されることになる。そのため、第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ被毒やＳ被毒を解消させることができる。これにより、内燃機関１の再始動時においては、第１排気浄化触媒４０の排気浄化機能が回復された状態となるため、該第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ・ＣＯの浄化を促進させることができる。なお、始動時モータリングも燃料噴射弁２による燃料噴射が停止された状態で行われる。そのため、始動時モータリングが実行されることによっても第１排気浄化触媒４０に酸素が供給される。ただし、始動時モータリングの他に停止時モータリングが行われることで、第１排気浄化触媒４０により多くの酸素が供給されることになる。そのため、停止
時モータリングが実行されることによって、第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ被毒やＳ被毒の解消をより促進させることができる。
【００３３】
しかしながら、停止時モータリングが行われることで第１排気浄化触媒４０に酸素が供給されると、ＨＣ被毒やＳ被毒の解消に消費されない余剰分の酸素が該第１排気浄化触媒４０に吸蔵される。したがって、始動時モータリングの他に停止時モータリングが行われると、始動時モータリングのみが行われる場合に比べて、第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量がさらに増加することになる。そして、内燃機関１の再始動の際の燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後においては、該内燃機関１から排出される排気が、第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在する空気と混ざり合った状態で該第１排気浄化触媒４０に流入する。つまり、停止時モータリングによって酸素吸蔵量が増加した状態となっている第１排気浄化触媒４０に、理論空燃比より高いリーン空燃比の排気が流入することになる。そうなると、三元触媒である第１排気浄化触媒４０ではＮＯｘ浄化機能（ＮＯｘ還元機能）が十分に発揮できない虞がある。その場合、第１排気浄化触媒４０からＮＯｘが流出してしまうことになる。
【００３４】
そこで、本実施例では、内燃機関１の再始動直後（燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後）において、第１排気浄化触媒４０から流出したＮＯｘを第２排気浄化触媒４１によって浄化することができるようにする。そのために、ＥＣＵ５は、停止時モータリングの実行によって増加する第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量が、該第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量よりも少ない量に収まる範囲内で、該停止時モータリングを実行する。具体的には、ＥＣＵ５は、第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように停止時モータリングを実行する。このとき、目標吸蔵量は、内燃機関１の再始動の際に始動時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量の推定値（以下、「始動時酸素供給量」と称する場合もある。）を該第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量から減算した量よりも少ない量に設定される。なお、始動時モータリングは、スロットルバルブ３０の開度を所定の第１スロットル開度に制御した状態で行われる。そのため、始動時酸素供給量は一定量として推定することができる。
【００３５】
停止時モータリングが上記のように実行されることで、該停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量および始動時モータリングが実行されることによって該第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量の全てが該第１排気浄化触媒４０に吸蔵されることになる。そのため、第１排気浄化触媒４０よりも下流に酸素が流出することが抑制される。つまり、第１排気浄化触媒４０より下流に酸素が流出しない範囲で該第１排気浄化触媒４０により多くの酸素が供給されることになる。これにより、第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ被毒やＳ被毒の解消を促進させることができる。その一方で、第２排気浄化触媒４１における酸素吸蔵量が増加してしまうことを抑制することができる。
【００３６】
そのため、内燃機関１の再始動直後における第１排気浄化触媒４０でのＨＣ・ＣＯの浄化を促進させることが可能となる。さらに、内燃機関１の再始動直後において、第２排気浄化触媒４１のＮＯｘ浄化機能をより発揮させることが可能となる。これにより、内燃機関１の再始動直後において、第１排気浄化触媒４０におけるＮＯｘ浄化機能が十分に発揮できなかったとしても、該第１排気浄化触媒４０から流出したＮＯｘを第２排気浄化触媒４１によって浄化することができる。したがって、内燃機関１の再始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることが可能となる。
【００３７】
なお、始動時モータリングによって内燃機関１の機関回転速度が所定回転速度まで上昇することで燃料噴射弁２による燃料噴射が再開された直後においては、内燃機関１から排出される排気が、第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在する空気と混ざ
り合った状態で第１排気浄化触媒４０に流入する。そのため、リーン空燃比の排気が第１排気浄化触媒４０に流入することになる。ここで、本実施例においては、停止時モータリングにおける目標吸蔵量と始動時モータリングにおける始動時酸素供給量との和は第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量よりも小さい。そのため、第１排気浄化触媒４０に流入するリーン空燃比の排気に含まれる酸素量の少なくとも一部は該第１排気浄化触媒４０に吸蔵されることになる。そのため、第２排気浄化触媒４１に流入する排気の空燃比を第１排気浄化触媒に流入する排気の空燃比よりも低下させることができる。なお、停止時モータリングにおける目標吸蔵量を、始動時酸素供給量と、内燃機関１の再始動の時点において第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在する空気量との和を、第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量から減算した量以下としてもよい。これによれば、内燃機関１の再始動直後に第１排気浄化触媒４０に流入するリーン空燃比の排気に含まれる酸素も全て該第１排気浄化触媒４０に吸蔵されることになる。
【００３８】
（制御フロー）
ここで、本実施例に係る自動停止再始動制御のフローについて図２および図３に基づいて説明する。図２は、自動停止再始動制御において内燃機関１の運転を自動的に停止させる際のフローを示すフローチャートである。本フローは、内燃機関１の運転中であってフューエルカット処理が実行されていないときにＥＣＵ５によって実行される。また、図３は、自動停止再始動制御において内燃機関１を自動的に再始動させる際のフローを示すフローチャートである。本フローは、フューエルカット処理の実行中にＥＣＵ５によって実行される。
【００３９】
先ず、図２に示すフローについて説明する。本フローでは、Ｓ１０１において、停止要求フラグがＯＦＦからＯＮとなったか否かが判別される。ここで、停止要求フラグは所定の運転停止条件が成立したときにＯＮとなるフラグである。Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２の処理が実行される。
【００４０】
Ｓ１０２においては、第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓが所定の閾値空燃比Ａ／Ｆ０以下であるか否かが判別される。ここで、所定の閾値空燃比Ａ／Ｆ０は理論空燃比以上の値に設定されている。所定の運転停止条件が成立した時点で第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量が上限吸蔵量に達している場合もあり得る。この場合、第１排気浄化触媒４０から酸素が流出するため第２空燃比センサ４３によって検出される排気の空燃比が理論空燃比より高くなる。そのため、停止要求フラグは所定の運転停止条件が成立した時点の第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓが所定の閾値空燃比Ａ／Ｆ０より高い場合は、第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量が上限吸蔵量に達していると判断できる。この場合、フューエルカット処理の実行開始後に停止時モータリングを実行すると、第２排気浄化触媒４１に酸素が供給されることになる。そこで、Ｓ１０２において否定判定された場合、次にＳ１１１においてフューエルカット処理の実行が開始される。つまり、内燃機関１における燃料噴射弁２による燃料噴射が停止される。そして、Ｓ１１１の処理が実行された後、本フローの実行は一旦終了される。つまり、Ｓ１０２において否定判定された場合は、フューエルカット処理の実行開始後に停止時モータリングは行われない。
【００４１】
一方、Ｓ１０２において肯定判定された場合、次にＳ１０３においてフューエルカット処理の実行が開始される。次に、Ｓ１０４において停止時モータリングにおける目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔが設定される。上述したように、目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔは第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量から始動時酸素供給量を減算した量よりも少ない量に設定される。ここで、第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量は該第１排気浄化触媒４０の温度に応じて変化する。そのため、Ｓ１０４では、フューエルカット処理の実行開始時点での第１排気浄化触媒４０の温度に基づいて、該第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量が算出される。なお
、第１排気浄化触媒４０の温度と該第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量との相関は実験等に基づいて求めることができる。そして、これらの相関がマップまたは関数としてＥＣＵ５に予め記憶されている。ＥＣＵ５は、このマップまたは関数を用いて第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量を算出する。また、上述したように、始動時酸素供給量は一定の量として推定することができる。そのため、始動時酸素供給量は、実験等に基づいて求められ、ＥＣＵ５に予め記憶されている。そして、Ｓ１０４では、ＥＣＵ５が、上記のように算出した第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量と、始動時酸素供給量とを用いて、目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔを算出する。また、上述したように、このときに、内燃機関１の再始動の時点において第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在する空気量をも考慮して目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔを算出してもよい。第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在する空気量については、排気通路４における当該部分の容積に基づいて一定の量として推定することができる。
【００４２】
次に、Ｓ１０５において、停止時モータリングに関するパラメータである、第２スロットル開度Ｄｔｈ２および第２実行期間ｄｔｍ２が設定される。第２スロットル開度Ｄｔｈ２は、停止時モータリングにおけるスロットルバルブ３０の開度である。第２実行期間ｄｔｍ２は、停止時モータリングの実行期間である。なお、本実施例においては、停止時モータリングにおける内燃機関１の機関回転速度（モータリング回転速度）は、所定の第２回転速度Ｎｅ２で一定とする。
【００４３】
ここで、停止時モータリングは、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量が、Ｓ１０４において設定された目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔとなるように実行される。そのために、Ｓ１０４において、ＥＣＵ５は、先ず、フューエルカット処理の実行開始時点での第１排気浄化触媒４０における酸素吸蔵量と、目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔとの差（以下、「吸蔵量差」と称する場合もある。）を算出する。また、停止時モータリングは、フューエルカット処理の実行開始後、内燃機関１の機関回転速度が第２回転速度Ｎｅ２まで低下してから開始される。このとき、フューエルカット処理の実行開始時点から内燃機関１の機関回転速度が第２回転速度Ｎｅ２に達するまでの期間（以下、「モータリング前期間」と称する場合もある。）においても第１排気浄化触媒４０に酸素が供給されることになる。そして、このモータリング前期間中に第１排気浄化触媒４０に新たに吸蔵される酸素量（すなわち、モータリング前期間中における酸素吸蔵量の増加分）は、フューエルカット処理の実行開始時点での内燃機関１の機関回転速度（以下、「噴射停止回転速度」と称する場合もある。）が大きいほど多くなる。そのため、吸蔵量差が同一であれば、モータリング前期間中における酸素吸蔵量の増加分が多いほど、停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に吸蔵される酸素量を少なくする必要がある。
【００４４】
また、停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に吸蔵される酸素量は、第２スロットル開度Ｄｔｈ２が大きいほど、また、第２実行期間ｄｔｍ２が長いほど多くなる。そこで、Ｓ１０４において、ＥＣＵ５は、停止時モータリングの終了後に第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量が目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔとなるように、吸蔵量差および噴射停止回転速度に基づいて、第２スロットル開度Ｄｔｈ２および第２実行期間ｄｔｍ２を設定する。このとき、例えば、吸蔵量差が大きいほど第２スロットル開度Ｄｔｈ２を大きい値に設定する。また、吸蔵量差が大きいほど第２実行期間ｄｔｍ２を大きい値に設定する。また、噴射停止回転速度が大きいほど第２スロットル開度Ｄｔｈ２を小さい値に設定する。噴射停止回転速度が大きいほど第２実行期間ｄｔｍ２を小さい値に設定する。これらのような、吸蔵量差および噴射停止回転速度と、第２スロットル開度Ｄｔｈ２および第２実行期間ｄｔｍ２との相関は実験等に基づいて予め定めることができる。そして、これらのパラメータの相関がマップまたは関数としてＥＣＵ５に予め記憶されている。そして、ＥＣＵ５は、このマップまたは関数を用いて、第２スロットル開度Ｄｔｈ２および第２実行期間ｄｔｍ２を算出する。
【００４５】
次に、Ｓ１０６において、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが、Ｓ１０５で設定された第２スロットル開度Ｄｔｈ２に制御される。次に、Ｓ１０７において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第２回転速度Ｎｅ２まで低下したか否かが判別される。Ｓ１０７において否定判定された場合、該Ｓ１０７の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合、次にＳ１０８の処理が実行される。Ｓ１０８においては、スタータモータ１００による停止時モータリングが開始される。これによって、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第２回転速度Ｎｅ２に維持される。
【００４６】
次に、Ｓ１０９において、Ｓ１０８で停止時モータリングが開始されてから第２実行期間ｄｔｍ２が経過したか否かが判別される。Ｓ１０９において否定判定された場合、該Ｓ１０９の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０９において肯定判定された場合、次にＳ１１０の処理が実行される。Ｓ１１０においては、スタータモータ１００の駆動が停止されることで停止時モータリングが終了される。その後、本フローの実行が終了される。ここで、停止時モータリングが終了された後も暫くの間（すなわち、慣性力によって内燃機関１のクランクシャフトが回転している間）は第１排気浄化触媒４０に酸素が供給される。ただし、上記のタイミングで停止時モータリングが終了されることで第１排気浄化触媒４０への酸素の供給が終了した時点で第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量が目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔに達する。
【００４７】
なお、上記フローにおいては、停止時モータリングにおける内燃機関１の機関回転速度（モータリング回転速度）を第２回転速度Ｎｅ２で一定とした。しかしながら、停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量を、該停止時モータリングにおける内燃機関１の機関回転速度を変更することでも増減させることができる。そこで、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量が目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔとなるように、第２スロットル開度Ｄｔｈ２および第２実行期間ｄｔｍ２に代えて、または、これらのパラメータに加えて、停止時モータリングにおける内燃機関１の機関回転速度を可変に設定してもよい。
【００４８】
次に、図３に示すフローについて説明する。本フローでは、Ｓ２０１において、停止要求フラグがＯＮからＯＦＦとなったか否かが判別される。ここで、停止要求フラグは所定の再始動条件が成立したときにＯＦＦとなる。Ｓ２０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合、次にＳ２０２の処理が実行される。
【００４９】
Ｓ２０２においては、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが第１スロットル開度Ｄｔｈ１に制御される。次に、Ｓ２０３において、スタータモータ１００による始動時モータリングが開始される。次に、Ｓ２０４において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第１回転速度Ｎｅ１まで上昇したか否かが判別される。Ｓ２０４において否定判定された場合、該Ｓ２０４の処理が再度実行される。一方、Ｓ２０４において肯定判定された場合、次にＳ２０５の処理が実行される。
【００５０】
Ｓ２０５においては、スタータモータ１００の駆動が停止されることで始動時モータリングが終了されるとともに、フューエルカット処理の実行が終了される。その後、本フローの実行が終了される。なお、フューエルカット処理の実行終了後、すなわち内燃機関１における燃料噴射弁２による燃料噴射を再開後、内燃機関１の始動が完了したと判定できるまで始動時モータリングを継続してもよい。
【００５１】
また、上述したように、フューエルカット処理の実行終了直後、すなわち燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後においては、リーン空燃比の排気が第１排気浄化触媒４０に流
入する。そこで、本実施例では、燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後において、燃料噴射量を要求機関負荷に対応した量よりも増量する噴射量増量処理が実行される。このような噴射量増量処理が実行されることで、燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後に第１排気浄化触媒４０により多くの燃料が供給されることになる。そのため、第１排気浄化触媒４０に吸蔵された酸素をより早期に消費することで該第１排気浄化触媒４０内の空燃比を理論空燃比近傍までより早期に低下させることができる。その結果、第１排気浄化触媒４０におけるＮＯｘ浄化機能を発揮させることが可能となる。また、噴射量増量処理が実行されることで、燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後に第２排気浄化触媒４１に流入する排気の空燃比をより低下させることができる。そのため、第２排気浄化触媒４１におけるＮＯｘ浄化機能をより発揮させることが可能となる。
【００５２】
（タイムチャート）
次に、本実施例に係る自動停止再始動制御を実行したときの各パラメータの時間的推移について図４に基づいて説明する。図４は、本実施例に係る自動停止再始動制御を実行した際における、停止要求フラグ、モータリング、燃料噴射弁２からの燃料噴射量Ｑｆｉｎｊ、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈ、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅ、第１排気浄化触媒４０に流入する空気流量（以下、「流入空気量」と称する場合もある。）Ｑａｉｎ、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆ、および、第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓの時間的推移を示すタイムチャートである。
【００５３】
図４では、時期ｔ１において、停止要求フラグがＯＦＦからＯＮに切り換わる。これにより、時期ｔ１において、燃料噴射弁２による燃料噴射が停止される（燃料噴射量Ｑｆｉｎｊが零となる。）。そのため、時期ｔ１から内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが低下し始める。一方で、時期ｔ１から流入空気量が増加し始める。これに伴い、時期ｔ１以降において、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆが増加する。また、時期ｔ１においては、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが第２スロットル開度Ｄｔｈ２に制御される。
【００５４】
そして、時期ｔ２において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第２回転速度Ｎｅ２に達すると、停止時モータリングが開始される。これによって、時期ｔ２以降において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第２回転速度Ｎｅ２に維持される。そして、流入空気量も時期ｔ２での量に維持される。その結果、時期ｔ２以降においても、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆが増加する。なお、時期ｔ１から時期ｔ２までの期間がモータリング前期間に相当する。
【００５５】
そして、時期ｔ２から第２実行期間ｄｔｍ２が経過した時期ｔ３において、停止時モータリングが終了される。その結果、時期ｔ３以降において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが徐々に低下する。それに伴って流入空気量も徐々に低下する。また、時期ｔ３において、スロットルバルブ３０が全閉にされる（スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが零となる。）。ただし、時期ｔ３において、スロットルバルブ３０は必ずしも全閉にされなくてもよい。つまり、時期ｔ３以降においても、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが第２スロットル開度Ｄｔｈ２に維持されてもよい。また、時期ｔ３の時点で、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが第１スロットル開度Ｄｔｈ１に制御されてもよい。
【００５６】
そして、時期ｔ４において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが零となると、流入空気量も零となる。本実施例によれば、この時期ｔ４において、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆが目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔに達する。なお、図４の流入空気量の推移を示すグラフにおいて斜線部Ａ１で示す部分の面積が、モータリング前期間中に第１排気浄化触媒４０に吸蔵される酸素量と、停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に吸蔵される酸素量との和に相当する。
【００５７】
また、図４では、時期ｔ５において停止要求フラグがＯＮからＯＦＦに切り換わる。これにより、時期ｔ５において、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが第１スロットル開度Ｄｔｈ１に制御されるとともに、始動時モータリングが開始される。そのため、時期ｔ５から内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが上昇し始める。また、時期ｔ５から流入空気量が増加し始める。その結果、時期ｔ５以降において、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆが目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔよりも増加する。
【００５８】
そして、時期ｔ６において、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが第１回転速度Ｎｅ１に達すると、燃料噴射弁２による燃料噴射が再開されるとともに始動時モータリングが終了される。ここで、燃料噴射の再開直後である時期ｔ６から時期ｔ７の期間においては噴射量増量処理が実行される。そのため、時期ｔ６から時期ｔ７の期間中が時期ｔ７以降よりも燃料噴射量Ｑｆｉｎｊが多くなっている。また、時期ｔ６以降においては、スロットルバルブ３０の開度Ｄｔｈが徐々に大きくされる。それに伴って内燃機関１の機関回転速度Ｎｅが徐々に上昇する。
【００５９】
また、上述したように、時期ｔ６において始動時モータリングが終了されても、その直後は、第１排気浄化触媒４０よりも上流側の排気通路４内に存在していた空気が、内燃機関１から排出された排気と混ざり合いながら該第１排気浄化触媒４０に流入する。そのため、流入空気量は時期ｔ６よりも後の時期に零となる。なお、図４の流入空気量の推移を示すグラフにおいて斜線部Ａ２で示す部分の面積が、始動時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に吸蔵される酸素量と、時期ｔ６において第１排気浄化触媒４０より上流側の排気通路４内に存在していた空気量（すなわち、燃料噴射再開直後に排気とともに第１排気浄化触媒４０に流入する酸素量）との和に相当する。
【００６０】
そして、本実施例によれば、時期ｔ５以降において、第１排気浄化触媒４０の酸素吸蔵量ＯＳＡｆが目標吸蔵量ＯＳＡｔｇｔより増加しても、該酸素吸蔵量ＯＳＡｆは上限吸蔵量ＯＳＡｍａｘよりも少ない量に抑えられる。そのため、第１排気浄化触媒４０から酸素が流出することが抑制される。したがって、時期ｔ１以降、時期ｔ６に至るまでの間、第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓは理論空燃比に維持される。これにより、第２排気浄化触媒４１に酸素が供給されることが抑制される。なお、図４では、時期ｔ６から時期ｔ７までの期間において噴射量増量処理が実行されることで、時期ｔ７の前後の期間では第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓが一時的に理論空燃比よりも低下している。
【００６１】
以上説明したように、本実施例によれば、第１排気浄化触媒４０より下流に酸素が流出しない範囲で該第１排気浄化触媒４０により多くの酸素を供給することができる。これにより、第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ被毒やＳ被毒の解消を促進させることができる。そのため、内燃機関１の再始動直後における第１排気浄化触媒４０でのＨＣ・ＣＯの浄化を促進させることが可能となる。また、停止時モータリングおよび始動時モータリングが実行されても第２排気浄化触媒４１における酸素吸蔵量が増加することが抑制される。そのため、内燃機関１の再始動直後において第２排気浄化触媒４１によってＮＯｘ浄化機能をより発揮させることが可能となる。また、自動停止再始動制御が実行される内燃機関１においは、その運転停止および再始動が高頻度で行われることになる。そして、本実施例によれば、高頻度で行われる内燃機関１の再始動直後における、ＨＣ・ＣＯの浄化とＮＯｘの浄化とを両立させることが可能となる。
【００６２】
なお、本実施例においては、スタータモータ１００を駆動することでモータリングを実行するＥＣＵ５によって本発明に係るモータリング実行部が実現される。また、本実施例においては、自動停止再始動制御を実行するＥＣＵ５によって本発明に係る自動停止再始動実行部が実現される。
【００６３】
（変形例）
上記実施例では、停止時モータリングにおける目標吸蔵量を、第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量から始動時モータリングにおける始動時酸素供給量を減算した量よりも少ない量に設定した。しかしながら、目標吸蔵量は必ずしもこのような値に限られるものではない。つまり、目標吸蔵量は、少なくとも、第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量より少ない量であればよい。目標吸蔵量をこのような量に設定すれば、少なくとも、停止時モータリングが実行されることによって第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量の全てが該第１排気浄化触媒４０に吸蔵されることになる。そのため、停止時モータリングが実行されることによる第２排気浄化触媒４１における酸素吸蔵量の増加は抑制することできる。したがって、停止時モータリングが実行されることによって第２排気浄化触媒４１における酸素吸蔵量が増加してしまう場合に比べて、内燃機関１の再始動直後において、第１排気浄化触媒４０から流出したＮＯｘを第２排気浄化触媒４１によって浄化することが可能となる。
【００６４】
＜実施例２＞
ここでは、本実施例に係る自動停止再始動制御について、上記実施例１とは異なる点についてのみ説明する。内燃機関１の運転を停止させる際に、停止時モータリングが実行されると第１排気浄化触媒４０に酸素が供給される。このとき、第１排気浄化触媒４０の温度が比較的高いと、第１排気浄化触媒４０における酸化反応が急激に進むことで該第１排気浄化触媒が過昇温してしまう虞がある。また、第１排気浄化触媒４０の温度が比較的高い場合は、該第１排気浄化触媒４０におけるＨＣ被毒やＳ被毒は解消されている可能性が高い。この場合、停止時モータリングによって第１排気浄化触媒４０に酸素を供給する必要性は低い。そこで、本実施例では、ＥＣＵ１０が、停止時モータリングを実行するか否かを、フューエルカット処理の実行開始時点での第１排気浄化触媒４０の温度に基づいて決定する。
【００６５】
図５は、本実施例に係る自動停止再始動制御において内燃機関１の運転を自動的に停止させる際のフローを示すフローチャートである。本フローにおいて、Ｓ３０２以外の各ステップにおける処理は、図２に示すフローにおいて同一番号が付されたステップにおける処理と同一である。そのため、Ｓ３０２以外のステップについての説明は省略する。
【００６６】
本フローでは、Ｓ１０２において肯定判定された場合、次にＳ３０２の処理が実行される。Ｓ３０２においては、第１排気浄化触媒４０の温度Ｔｃｆが所定温度Ｔｃ０以下であるか否かが判別される。ここで、所定温度Ｔｃ０は、停止時モータリングによって第１排気浄化触媒４００に酸素が供給されたとしても該第１排気浄化触媒４０が過昇温してしまうことはないと判断できる温度である。このような所定温度Ｔｃ０は実験等に基づいて求めることができる。Ｓ３０２において肯定判定された場合、次にＳ１０３の処理が実行される。一方、Ｓ３０２において否定判定された場合、次にＳ１１１の処理が実行される。
【００６７】
本フローによれば、フューエルカット処理の実行開始時点での第１排気浄化触媒４０の温度Ｔｃｆが所定温度Ｔｃ０より高い場合（すなわち、Ｓ３０２で否定判定された場合）、停止時モータリングは実行されない。これにより、停止時モータリングの実行に伴って第１排気浄化触媒４０が過昇温してしまうことを抑制することができる。
【００６８】
＜実施例３＞
ここでは、本実施例に係る自動停止再始動制御について、上記実施例１，２とは異なる点についてのみ説明する。目標吸蔵量を、第１排気浄化触媒４０の上限吸蔵量から始動時酸素供給量を減算した量よりも少ない量に設定して、停止時モータリングを実行したとしても、外乱等に起因して、実際には、燃料噴射弁２による燃料噴射を再開する前（すなわち、フューエルカット処理の実行中）に、停止時モータリングまたは始動時モータリング
によって第１排気浄化触媒４０から酸素が流出してしまう可能性もある。このような場合、第２排気浄化触媒４１に酸素が供給されてしまうため、該第２排気浄化触媒に４１おける酸素吸蔵量が増加してしまうことになる。したがって、そのままだと、燃料噴射弁２による燃料噴射の再開直後における第２排気浄化触媒のＮＯｘ浄化能力が低下してしまう虞がある。そこで、本実施例では、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出してしまった場合、フューエルカット処理の実行終了直後に実行される噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分を増加させる。
【００６９】
図６は、本実施例に係る、噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分を設定する際のフローを示すフローチャートである。本フローは、フューエルカット処理の実行が終了したタイミングでＥＣＵ５によって実行される。本フローでは、Ｓ４０１において、リーン判定フラグがＯＮとなっているか否かが判別される。ここで、リーン判定フラグは、フューエルカット処理の実行中に、第２空燃比センサ４３の検出値Ａ／Ｆｓが所定の閾値空燃比Ａ／Ｆ０より高くなった場合にＯＦＦからＯＮに切り換えられるフラグである。なお、上述したように、所定の閾値空燃比Ａ／Ｆ０は理論空燃比以上の値に設定されている。
【００７０】
Ｓ４０１において否定判定されえた場合、次にＳ４０３において、噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分ｄＱｆが、基準値である第１増加量ｄＱｆ１に設定される。一方、Ｓ４０１において肯定判定された場合、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出してしまったと判断できる。そこで、この場合は、次にＳ４０２において、噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分ｄＱｆが、第１増加量ｄＱｆ１よりも多い第２増加量ｄＱｆ２に設定される。なお、Ｓ４０２の処理が実行されるとリーン判定フラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられる。また、Ｓ４０２またはＳ４０３において、噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分が設定されると、設定された増量分に応じて噴射量増量処理が実行される。
【００７１】
上記フローによれば、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出してしまうことで第２排気浄化触媒４１における酸素吸蔵量が増加してしまった場合、第１排気浄化触媒４０から酸素が流出することがなかった場合に比べて噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分が多くされる。これにより、燃料噴射弁２による燃料噴射再開直後に第２排気浄化触媒４１に流入する排気の空燃比がより低下することになる。したがって、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出してしまった場合に、内燃機関１の再始動直後における第２排気浄化触媒４１でのＮＯｘ浄化を促進させることができる。
【００７２】
なお、本実施例においては、図６に示すフローをＥＣＵ５が実行することで、本発明に係る噴射量設定部が実現される。
【００７３】
また、フューエルカット処理の実行中において第２空燃比センサ４３が未活性の場合は、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出したか否かの確認ができない。そのため、図６に示すようなフローによる噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分の設定もできない。そこで、フューエルカット処理の実行中において第２空燃比センサ４３が未活性の場合は、第２空燃比センサ４３が活性化している場合に比べて、停止時モータリングにおける目標吸蔵量をより小さい値に設定してもよい。これによれば、フューエルカット処理の実行中に第１排気浄化触媒４０から酸素が流出する可能性を低減することができる。
【００７４】
また、フューエルカット処理の実行中において第２空燃比センサ４３が未活性の場合は、第２空燃比センサ４３が活性化している場合に比べて、停止時モータリングによって第１排気浄化触媒４０に供給される酸素量が増加するように各パラメータを制御することで
、あえて第２排気浄化触媒４１にも酸素が供給されるようにしてもよい。この場合、併せて、フューエルカット処理の実行終了直後の噴射量増量処理における燃料噴射量の増量分を第２空燃比センサ４３が活性化している場合に比べて増加させる。これによれば、第１排気浄化触媒４０のみならず、第２排気浄化触媒４１におけるＨＣ被毒やＳ被毒の解消を可及的に促進させることができる。
【００７５】
＜その他の実施例＞
内燃機関と電動モータとの少なくとも一方で車両を駆動することができるハイブリット車両では、駆動源の切り換えの際に、内燃機関の運転が自動的に停止または再始動される。そこで、ハイブリット車両に搭載された内燃機関の制御システムに本発明を適用してもよい。また、ハイブリッド車両においては、駆動源となる電動モータによって内燃機関のクランクシャフトを回転させることができる。そのため、駆動源となる電動モータによってモータリングを行ってもよい。また、ハイブリッド車両が、駆動用電動モータに加え、内燃機関のクランクシャフトの回転によって発電する発電用モータを備えている場合、発電用モータによってモータリングを行ってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・・内燃機関
２・・・・燃料噴射弁
３・・・・吸気通路
４・・・・排気通路
５・・・・ＥＣＵ
３０・・・スロットルバルブ
３１・・・エアフローメータ
４０・・・第１排気浄化触媒
４１・・・第２排気浄化触媒
４２・・・第１空燃比センサ
４３・・・第２空燃比センサ
４４・・・第１排気温度センサ
４５・・・第２排気温度センサ
１００・・スタータモータ
【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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