(57)【要約】【課題】三元触媒の上流側の空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比がフィードバック制御され、かつ、三元触媒が活性状態であるときに、ＮＯｘの浄化率を維持しつつ排気ガスの臭い成分（イオウ成分）の排出を低減できる、内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、触媒上流側の空燃比センサが活性状態で触媒下流側の空燃比センサが非活性状態であるときに、上流側の空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比を制御し、係る空燃比制御状態で三元触媒が活性化すると、三元触媒の上流側の排気空燃比を理論空燃比近傍の弱リッチ空燃比に制御する。【選択図】図３
2019157704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管に設置された三元触媒と、
前記三元触媒の上流側の排気空燃比を検出する上流空燃比センサと、
前記三元触媒の下流側の排気空燃比を検出する下流空燃比センサと、
を有する内燃機関に適用される制御装置であって、
前記上流空燃比センサが活性状態で前記下流空燃比センサが非活性状態であるときに、前記上流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比を制御する第１空燃比制御手段であって、前記三元触媒の活性状態で前記三元触媒の上流側の排気空燃比を理論空燃比近傍の弱リッチ空燃比に制御する前記第１空燃比制御手段と、
前記上流空燃比センサ及び下流空燃比センサが活性状態であるときに、前記上流空燃比センサの出力及び前記下流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比を制御する第２空燃比制御手段と、
を有する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１空燃比制御手段は、前記三元触媒の活性状態で、前記三元触媒の上流側の排気空燃比を、前記三元触媒の温度上昇に応じて理論空燃比近傍の弱リッチ空燃比域内でリーン方向に変化させる、
請求項１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】
本発明は、内燃機関の燃焼空燃比を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、触媒上流側の空燃比を検出する第１空燃比センサと、触媒下流側の空燃比を検出する第２空燃比センサと、触媒の活性前において第２空燃比センサの出力を基準として第１空燃比センサの検出空燃比を補正するための第１補正量を算出する第１補正量算出手段と、触媒の活性後において第２空燃比センサの出力を基準として前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正するための第２補正量を算出する第２補正量算出手段と、前記触媒が活性しているときに前記第１補正量と第２補正量とに基づいて前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正する補正手段と、を備える、内燃機関の空燃比制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、三元触媒の上流側の上流空燃比センサが活性状態で、三元触媒の下流側の下流空燃比センサが非活性状態であって、上流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比をフィードバック制御するときに、三元触媒が活性状態で酸素吸蔵能力を発揮する条件で、ＮＯｘ排出量の低減を優先して空燃比を理論空燃比よりもリッチに制御すると、排ガスの臭い成分であるイオウ成分（二酸化硫黄）の排出濃度が増える場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、上流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比がフィードバック制御され、かつ、三元触媒が活性状態であるときに、ＮＯｘの浄化率を維持しつつ臭い成分（イオウ成分）の排出を低減できる、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明に係る内燃機関の制御装置は、その一態様において、上流空燃比センサが活性状態で下流空燃比センサが非活性状態であって上流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比が制御されるときで、三元触媒が活性状態であるときに、三元触媒の上流側の排気空燃比を理論空燃比近傍の弱リッチ空燃比に制御するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、上流空燃比センサの出力に基づき燃焼空燃比がフィードバック制御され、かつ、三元触媒が活性状態であるときに、ＮＯｘの浄化率を維持しつつ臭い成分（イオウ成分）の排出を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】内燃機関のシステム構成図である。
【図２】触媒装置（三元触媒）の浄化率と空燃比との相関を示す線図である。
【図３】空燃比制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】排気温度、空燃比、イオウ濃度の相関を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を適用する内燃機関の一態様を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、車両用の火花点火ガソリン機関であり、機関本体１ａに点火装置４、燃料噴射装置５及び回転数検出装置６などが取り付けられている。
【００１０】
エアークリーナ７を通過した空気は、電制スロットル８のスロットルバルブ８ａで流量を調節された後、燃料噴射装置（燃料噴射弁）５から吸気管２ａ内に噴射される燃料と混合されて燃焼室１０に吸引される。
なお、内燃機関１は、燃料噴射装置５が燃焼室１０内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
【００１１】
電制スロットル８は、スロットルモータ８ｂでスロットルバルブ８ａを開閉駆動する装置であり、スロットルバルブ開度信号ＴＰＳを出力するスロットル開度センサ８ｃが設けられている。
電制スロットル８の上流側には流量検出装置９が配置され、流量検出装置９は、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡＲを計測する。
【００１２】
水温センサ１７は、内燃機関１のウォータージャケット内の冷却水の温度ＴＷ（℃）を計測する。
また、排気管３ａには三元触媒を有する触媒装置１２が設置され、触媒装置１２は、内燃機関１の排気成分である、一酸化炭素ＣＯ，炭化水素類ＨＣ，窒素酸化物ＮＯｘを浄化する。
【００１３】
図２は、触媒装置１２の浄化率と排気空燃比との相関を示す。
触媒装置１２の三元触媒は、排気空燃比が理論空燃比（例えば、理論空燃比＝14.6−14.7）よりもリーンになるとＮＯｘの浄化率が低下し、逆に、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチになるとＣＯ，ＨＣの浄化率が低下し、理論空燃比近傍の浄化ウインドウ内の排気空燃比であるときに最も有効に働く。
なお、触媒装置１２の浄化ウインドウは、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯすべてが約９０%の除去率で浄化される排気空燃比領域であり、例えば、14.5−15.0程度の空燃比範囲である。
【００１４】
触媒装置１２の上流側の排気管３ａには、排気空燃比に対応する検出信号ＲＡＢＦを出力する（排気空燃比をリニアに検出する）空燃比センサ１１及び触媒装置１２の入口での排気温度ＴＥＸ（℃）を検出する排気温度センサ１６が配置される。
また、触媒装置１２の下流側の排気管３ａには、排気空燃比の理論空燃比に対するリッチ・リーンを示す検出信号ＶＯ２Ｒを出力する酸素センサ１５（リッチ・リーンセンサ）が配置される。
【００１５】
空燃比センサ１１は、触媒装置１２（三元触媒）の上流側の排気空燃比を検出する上流空燃比センサであり、酸素センサ１５は、触媒装置１２（三元触媒）の下流側の排気空燃比を検出する下流空燃比センサである。
また、触媒装置１２の入口での排気温度ＴＥＸは触媒装置１２の温度に相関し、排気温度センサ１６は触媒装置１２（三元触媒）の温度を検出する触媒温度センサに相当する。
【００１６】
なお、触媒装置１２の下流側の排気管３ａに、酸素センサ１５に代えて、排気空燃比をリニアに検出する空燃比センサを配置することができる。
また、内燃機関１は、触媒装置１２のベッド温度を検出する温度センサを触媒温度センサとして備えることができる。
【００１７】
回転数検出装置６は、リングギア１４の突起を検出して、クランクシャフトの回転角信号ＮＥを出力する。
燃料噴射装置５には、図示省略した燃料供給装置によって燃料タンク内の燃料が所定圧力に調整されて供給される。
制御装置１３は、流量検出装置９で測定した吸入空気流量ＱＡＲ、回転数検出装置６が出力するクランクシャフトの回転角信号ＮＥなどを取り込み、これらに基づき燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）ＴＩを演算し、燃料噴射量ＴＩに基づく噴射パルス信号を燃料噴射装置５に出力して、燃料噴射装置５による燃料噴射を制御する。
【００１８】
また、制御装置１３は、空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦと酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒとを取り込み、内燃機関１の空燃比が目標値に近づくように燃料噴射量ＴＩを補正する、空燃比のフィードバック制御を行う。つまり、制御装置１３は、排気空燃比の検出値に基づき燃焼空燃比を制御する機能（第１、第２空燃比制御手段）をソフトウェアとして備える。
更に、制御装置１３は、点火装置４、電制スロットル８にも操作量を出力し、点火装置４の点火時期やスロットルバルブ８ａの開度を制御して、内燃機関１の運転を制御する。
【００１９】
制御装置１３は、データ（各種センサの計測結果や各種装置に出力する操作量）の入出力を行うために、アナログ入力回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、デジタル入力回路２２、出力回路２３及びＩ／Ｏ回路２４を備えている。
また、制御装置１３は、データの演算処理を行うために、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８を含むマイクロコンピュータを備えている。
【００２０】
アナログ入力回路２０には、流量検出装置９で測定した吸入空気流量ＱＡＲの信号、スロットル開度センサ８ｃで検出したスロットルバルブ開度ＴＰＳの信号、空燃比センサ１１で検出した上流側排気空燃比ＲＡＢＦの信号、酸素センサ１５で検出した下流側排気空燃比ＶＯ２Ｒの信号、及び水温センサ１７で測定した冷却水温度ＴＷの信号などが入力される。
アナログ入力回路２０に入力された吸入空気流量ＱＡＲ、スロットルバルブ開度信号ＴＰＳ、上流側排気空燃比ＲＡＢＦ、下流側排気空燃比ＶＯ２Ｒ、及び冷却水温度ＴＷの信号は、それぞれＡ／Ｄ変換回路２１に供給されてデジタル信号に変換され、バス２５上に出力される。
【００２１】
また、デジタル入力回路２２に入力されたクランクシャフトの回転角信号ＮＥは、Ｉ／Ｏ回路２４を介してバス２５上に出力される。
バス２５には、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、タイマ／カウンタ（ＴＭＲ／ＣＮＴ）２９等が接続されており、当該バス２５を介してデータの授受を行うようになっている。
【００２２】
ＭＰＵ２６には、クロックジェネレータ３０からクロック信号が供給され、このクロック信号に同期して様々な演算や処理が実行される。
ＲＯＭ２７は、例えばデータの消去と書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭで構成され、制御装置１３を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値等が記憶されており、エンジンスイッチのオン等によりこれらの情報がバス２５を介してＲＡＭ２８及びＭＰＵ２６に読み込まれる。
【００２３】
ＲＡＭ２８は、作業領域として用いられ、ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を一時的に記憶するようになっている。なお、タイマ／カウンタ２９は、時間の測定や様々な回数の測定などに用いられる。
ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果はバス２５上に出力され、Ｉ／Ｏ回路２４を介して出力回路２３から点火装置４、燃料噴射装置５及び電制スロットル８（スロットルモータ８ｂ）などに供給される。
【００２４】
制御装置１３は、空燃比センサ１１、酸素センサ１５によって検出される排気空燃比に基づく空燃比フィードバック制御として、空燃比センサ１１の検出出力を用い酸素センサ１５の検出出力を用いない第１段階空燃比制御（第１空燃比制御手段）と、空燃比センサ１１の検出出力及び酸素センサ１５の検出出力を用いる第２段階空燃比制御（第２空燃比制御手段）とを実施する。
これは、空燃比センサ１１が酸素センサ１５よりも上流側に位置するため、内燃機関１の始動後の暖機状態で、酸素センサ１５よりも空燃比センサ１１が先に活性化して排気空燃比の検出が可能になり、その後に遅れて酸素センサ１５が活性化して排気空燃比の検出が可能になるためである。
【００２５】
つまり、制御装置１３は、空燃比センサ１１が活性化して排気空燃比の検出が可能になると、空燃比センサ１１の検出出力を用い酸素センサ１５の検出出力を用いない第１段階空燃比制御を開始し、その後に、酸素センサ１５が活性化して排気空燃比の検出が可能になると、空燃比センサ１１の検出出力及び酸素センサ１５の検出出力を用いる第２段階空燃比制御に移行する。
【００２６】
制御装置１３は、第２段階空燃比制御として、例えば、空燃比センサ１１が検出する排気空燃比と目標空燃比との比較に基づく空燃比フィードバック制御の空燃比制御点を、酸素センサ１５が検出する排気空燃比（リッチ・リーン）に基づき変更する制御や、触媒装置１２の酸素吸蔵量（ＯＳＣ）の推定値が目標値に近づくように燃焼空燃比の目標値を定める制御など、上流空燃比センサ及び下流空燃比センサを用いる公知の空燃比フィードバック制御が適宜組み入れられる。
【００２７】
以下では、空燃比センサ１１の出力に基づく第１段階空燃比制御（第１空燃比制御手段）を詳細に説明する。
図３のフローチャートは、制御装置１３による第１段階空燃比制御の処理手順を示す。
制御装置１３は、ステップＳ１０１にて、内燃機関１の始動処理の開始時点での冷却水温度ＴＷ（換言すれば、機関温度）が、極寒始動判定温度ＴＷＩＣ（例えば、−１０℃）以上であるか否か、つまり、内燃機関１の極寒始動状態であるか否かを判断する。
【００２８】
冷却水温度ＴＷが極寒始動判定温度ＴＷＩＣ未満であって、内燃機関１の始動が極低温雰囲気で行われる場合、制御装置１３は、本ルーチンをそのまま終了させ、極寒始動用の燃焼空燃比制御を実施する。
つまり、制御装置１３は、内燃機関１の極寒始動状態では、後述するＮＯｘや臭い成分を抑えるための空燃比制御を実施せず、内燃機関１の始動を優先する制御を実施する。
【００２９】
一方、冷却水温度ＴＷが極寒始動判定温度ＴＷＩＣ以上であって極寒始動状態ではない場合、制御装置１３は、ステップＳ１０２に進み、内燃機関１の通常始動制御を開始する。
制御装置１３は、ステップＳ１０２で、オープンループ制御によって燃料噴射量（燃焼空燃比）を制御する。
【００３０】
次いで、制御装置１３は、ステップＳ１０３に進み、触媒装置１２の上流側の空燃比センサ１１が活性化したか否かを判断する。
制御装置１３は、空燃比センサ１１の出力変化に基づき空燃比センサ１１が活性化したか否かを判定することができ、また、冷却水温度ＴＷ、排気温度ＴＥＸ、外気温、燃料噴射量の積算値などの運転条件に基づき空燃比センサ１１が活性化したか否か（活性温度に達しているか否か）を推定することができる。
【００３１】
空燃比センサ１１が活性化するまでの間（非活性状態である間）は、空燃比センサ１１は実際の排気空燃比に対応しない信号を出力し、制御装置１３は、空燃比センサ１１の出力から排気空燃比を知ることができず、空燃比センサ１１の検出出力に基づく空燃比フィードバック制御を実施できない。
したがって、制御装置１３は、空燃比センサ１１の活性化を判断するまでステップＳ１０３の判断処理を繰り返し、オープンループ制御を継続する。
そして、制御装置１３は、空燃比センサ１１が活性化したことを判定すると、空燃比センサ１１の出力に基づく第１段階空燃比制御を開始するが、ステップＳ１０４以降では、排気温度ＴＥＸ（三元触媒の温度）に応じた第１段階空燃比制御における目標空燃比の設定を実施する。
【００３２】
制御装置１３は、空燃比センサ１１の活性化を判定してステップＳ１０４に進むと、排気温度ＴＥＸが触媒活性判定温度ＴＣＡ以上になっているか否か、換言すれば、触媒装置１２が活性化したか否かを判断する。
例えば、触媒装置１２の活性状態とは例えばＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣの浄化率が略95%に達した状態であり、触媒活性判定温度ＴＣＡは３５０℃程度の温度である。
【００３３】
制御装置１３は、排気温度ＴＥＸが触媒活性判定温度ＴＣＡ未満であって、触媒装置１２の温度が活性温度に達していない非活性状態である場合、制御装置１３は、ステップＳ１０５に進み、空燃比センサ１１の出力に基づく第１段階空燃比制御における目標空燃比ＡＦＴＧ１を、理論空燃比（空気過剰率λ＝1.0）近傍の所定リッチ空燃比に設定する。
そして、制御装置１３は、空燃比センサ１１で検出される排気空燃比が目標空燃比ＡＦＴＧ１に近づくように燃料噴射量（燃焼空燃比）を制御する、空燃比フィードバック制御を実施する。
【００３４】
ここで、理論空燃比近傍の所定リッチ空燃比とは、例えば、ＡＦＴＧ１＝14.55程度の空燃比である。
触媒装置１２の非活性状態では浄化率（転換率）が低いため、触媒装置１２の入口での排気空燃比の理論空燃比に対するリッチ化が大きいと、ＨＣの排出量が多くなる。
また、触媒装置１２の非活性状態では、酸素の吸蔵能力は活性後に比べて低いが、温度上昇が早い触媒装置１２の入口付近では酸素が吸着される場合があり、非活性状態での酸素吸蔵量が多くなると活性状態に達したときのＮＯｘの還元性能が低下し、ＮＯｘの排出量が多くなってしまう。
【００３５】
つまり、非活性状態における触媒入口での排気空燃比を理論空燃比よりもリッチにすれば、非活性状態での酸素吸蔵量の増大が抑制され、触媒活性後のＮＯｘ排出量を少なくすることができるが、排気空燃比のリッチ化が過ぎるとＨＣ排出量が多くなる。
そこで、制御装置１３は、触媒装置１２の非活性状態での目標空燃比ＡＦＴＧ１を、ＨＣ排出量を十分に抑制できる空燃比域内の可及的にリッチな空燃比とすることで、ＨＣの排出量を抑制しつつ、触媒活性時にＮＯｘの浄化率を維持できるようにする。
【００３６】
一方、触媒装置１２の三元触媒の温度が触媒活性判定温度ＴＣＡを上回る活性状態では、触媒装置１２が酸素吸蔵能力を発揮するようになって、酸素吸蔵量の増大は三元触媒の還元能力を低下させてＮＯｘ排出量を増やすことになる。
また、触媒装置１２の三元触媒の活性状態におけるリッチな排気空燃比の導入は、触媒出口でのイオウ濃度（二酸化硫黄の排出量）を増やすことになり、更に、同じ排気空燃比でも触媒温度の上昇に応じてイオウ濃度が増える。
【００３７】
そこで、制御装置１３は、触媒装置１２の三元触媒の活性を判定すると、ステップＳ１０６に進み、酸素吸蔵量の増大を抑制しつつイオウ濃度を低く抑えるための目標空燃比ＡＦＴＧ１を、排気温度ＴＥＸに応じて設定する。
制御装置１３は、ステップＳ１０６で、排気温度ＴＥＸに応じて触媒活性後の目標空燃比ＡＦＴＧ１を記憶したテーブルを参照し、現時点での排気温度ＴＥＸに対応する目標空燃比ＡＦＴＧ１を検索する。
【００３８】
ここで、上記のテーブルは、図３中に記載したように、排気温度ＴＥＸが触媒活性判定温度ＴＣＡよりも高くなるにしたがって、目標空燃比ＡＦＴＧ１を理論空燃比よりも弱リッチな領域で徐々にリーン化させる特性に設定され、更に、触媒活性判定温度ＴＣＡよりも高い特性切換え温度ＴＣＣ（例えば、ＴＣＣ＝５５０℃）を排気温度ＴＥＸが超える領域では、排気温度ＴＥＸの上昇に応じて目標空燃比ＡＦＴＧ１を徐々にリッチ化させる特性に設定される。
【００３９】
係るテーブル特性（目標空燃比ＡＦＴＧ１の特性）は、触媒装置１２の出口でのイオウ濃度が許容最大濃度（例えば５ppm程度）になる空燃比を基準に設定され、目標空燃比ＡＦＴＧ１は、イオウ濃度が許容最大濃度を超えない範囲で可及的にリッチな空燃比として設定される。
つまり、制御装置１３が、空燃比センサ１１で検出される排気空燃比（触媒上流排気空燃比）が目標空燃比ＡＦＴＧ１に近づくように燃焼空燃比を制御することで、イオウ濃度を許容最大濃度以下に抑制しつつ、酸素吸蔵量の増大を可及的に抑制することができる。
【００４０】
なお、制御装置１３は、触媒活性後の目標空燃比ＡＦＴＧ１を、触媒活性前の目標空燃比ＡＦＴＧ１よりもリーンで理論空燃比よりもリッチな空燃比域内で設定する構成とすることができる。
また、制御装置１３は、触媒装置１２の浄化ウンドウ内の理論空燃比よりもリッチな領域（例えば、14.5−14.7の空燃比域）を理論空燃比よりも弱リッチな領域とし、係る弱リッチ領域で目標空燃比ＡＦＴＧ１を設定する構成とすることができる。
更に、制御装置１３は、酸素センサ１５がリニアに空燃比を検出できる理論空燃比近傍の領域（例えば、空気過剰率が0.996−1.004の領域）のうちの理論空燃比よりもリッチな領域内で目標空燃比ＡＦＴＧ１を設定する構成とすることができる。
【００４１】
制御装置１３は、ステップＳ１０６で排気温度ＴＥＸ（触媒温度）に応じて目標空燃比ＡＦＴＧ１を設定すると、次いで、ステップＳ１０７に進み、触媒装置１２下流側の酸素センサ１５が活性化したか否かを判断する。
制御装置１３は、酸素センサ１５の出力変化に基づき酸素センサ１５が活性化したか否かを判定することができ、また、冷却水温度ＴＷ、排気温度ＴＥＸ、外気温、燃料噴射量の積算値などの運転条件に基づき酸素センサ１５が活性化したか否か（活性温度に達しているか否か）を判定することができる。
そして、制御装置１３は、酸素センサ１５の活性化を検出するまでは、ステップＳ１０４に戻って、イオウ濃度及び酸素吸蔵量の抑制を目的とする触媒活性後の空燃比制御（第１段階空燃比制御）を継続する。
【００４２】
一方、制御装置１３は、ステップＳ１０７で酸素センサ１５の活性化を判定すると、ステップＳ１０８に進み、空燃比センサ１１の検出出力を用い酸素センサ１５の検出出力を用いない第１段階空燃比制御から、空燃比センサ１１の検出出力及び酸素センサ１５の検出出力を用いる第２段階空燃比制御への切り替え（第２段階空燃比制御の開始）を設定し、本ルーチンを終了させる。
制御装置１３は、第２段階空燃比制御において、前述のように、空燃比センサ１１の検出出力とともに下流空燃比センサである酸素センサ１５の検出出力を用いて空燃比をフィードバック制御するので、ＨＣ及びＮＯｘの排出量を抑制する高精度な空燃比制御が可能である。
【００４３】
以上のように、制御装置１３は、空燃比センサ１１が活性化してから酸素センサ１５が活性するまでの間で触媒装置１２が活性化すると、目標空燃比ＡＦＴＧ１をイオウ濃度及び酸素吸蔵量の抑制を目的とする弱リッチ空燃比に設定し、空燃比センサ１１が検出する排気空燃比が目標空燃比ＡＦＴＧ１に近づくように燃焼空燃比（燃料噴射量）を制御する。
これにより、空燃比センサ１１の検出出力を用い酸素センサ１５の検出出力を用いない第１段階空燃比制御が実施され、かつ、触媒装置１２が活性化した状態で、酸素吸蔵量が増大してＮＯｘ排出量が増えることが抑止され、また、触媒出口でのイオウ濃度が増大して排ガスの臭い成分が増加することが抑制される。
【００４４】
図４は、触媒上流側の排気空燃比、触媒温度、イオウ濃度の相関を例示する線図である。
この図４に示すように、触媒温度が３５０℃を超える触媒活性状態において、イオウ濃度は排気空燃比がリッチになるほど高くなる。
また、排気空燃比の弱リッチ領域において、イオウ濃度は触媒温度（排気温度）に応じて変動し、同じ弱リッチ空燃比のときに、活性温度（３５０℃程度）を超える領域で触媒温度が高くなるほどイオウ濃度は増加するが、活性温度よりも高いある温度（例えば５５０℃）を超える温度域では触媒温度が高くなるほどイオウ濃度が低下する傾向に切り替わる。
【００４５】
ここで、排気空燃比がリーンであるほど触媒装置１２における酸素吸蔵量が増えてＮＯｘの浄化率が低下することになるので、制御装置１３は、触媒活性状態での第１段階空燃比制御において、イオウ濃度が最大許容濃度を超えない空燃比範囲で可及的にリッチな弱リッチ空燃比、換言すれば、イオウ濃度が最大許容濃度若しくは最大許容濃度よりも僅かに低い設定濃度となる弱リッチ空燃比に制御して、イオウ濃度（臭い成分）を抑制しつつ酸素吸蔵量が増えることを抑制する。
【００４６】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、制御装置１３は、第１段階空燃比制御における触媒活性状態で、目標空燃比ＡＦＴＧ１を一定の弱リッチ空燃比に維持することができる。
また、制御装置１３は、第１段階空燃比制御において、触媒装置１２が活性温度から上昇するにしたがって目標空燃比ＡＦＴＧ１を徐々にリーン化させ、触媒活性判定温度ＴＣＡよりも高い特性切換え温度ＴＣＣに達した後は、特性切換え温度ＴＣＣに達した時点での目標空燃比ＡＦＴＧ１を維持することができる。
【００４７】
また、制御装置１３は、内燃機関１が使用するガソリン燃料のイオウ濃度（ガソリン燃料がハイオクガソリンとレギュラーガソリンとのいずれであるか）に応じて、第１段階空燃比制御における触媒活性状態での目標空燃比ＡＦＴＧ１を変更することができ、ガソリン燃料のイオウ濃度が高いほど目標空燃比ＡＦＴＧ１をよりリーン側にシフトさせることができる。
また、排気温度ＴＥＸが触媒活性判定温度ＴＣＡよりも高い特性切換え温度ＴＣＣを超える前に酸素センサ１５が活性化した場合、目標空燃比ＡＦＴＧ１が排気温度ＴＥＸの上昇に応じて徐々にリーン化されている状態で、第２空燃比制御に切り替わることになる。
【符号の説明】
【００４８】
１…内燃機関、５…燃料噴射装置、１１…空燃比センサ（上流空燃比センサ）、１２…触媒装置（三元触媒）、１３…制御装置、１５…酸素センサ（下流空燃比センサ）、１６…排気温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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