(57)【要約】【課題】２つのバンクを有する内燃機関に適用される排気浄化装置において、空燃比フィードバック制御等に必要となる空燃比センサの数を減らすこと。【解決手段】この排気浄化装置は、バンクＡの排気管５２Ａに介装した上流側触媒５３Ａ、バンクＢの排気管５２Ｂに介装した上流側触媒５３Ｂ、排気管５２Ａ，５２Ｂの各下流側端部を集合した集合排気管５４に介装した下流側触媒５５、上流側触媒５３Ａ下流の排気管５２Ａに配設した上流側空燃比センサ６４Ａ、下流側触媒５５の下流の集合排気管５４に配設した下流側空燃比センサ６５、及び電気制御装置７０を備えている。電気制御装置７０は、原則的に、上流側空燃比センサ６４Ａの出力に基づきバンクＡの空燃比に加えてバンクＢの空燃比も制御し、下流側空燃比センサ６５の出力に基づき上流側触媒５３Ｂからのエミッション排出量が減少するようバンクＡ，Ｂの少なくとも一つの空燃比を補正する。【選択図】  図１
2004346753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部分気筒群を有するとともに、前記部分気筒群毎にそれぞれ接続された２つの上流側排気通路と同２つの上流側排気通路の下流側端をそれぞれ集合してその集合位置より下流に形成された下流側排気通路とから成る排気通路を有する内燃機関に適用され、
前記２つの上流側排気通路にそれぞれ介装された２つの上流側触媒と、前記下流側排気通路に介装された下流側触媒と、を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記２つの上流側触媒のうち何れか一方の下流の上流側排気通路に配設された上流側空燃比センサと、
前記下流側触媒の下流の下流側排気通路に配設された下流側空燃比センサと、
前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて排気浄化のために前記２つの上流側触媒に流入するガスの空燃比をそれぞれ制御する空燃比制御手段、又は、前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて前記２つの上流側触媒、及び前記下流側触媒の各々が劣化したか否かを個別に判定可能な触媒劣化判定手段、の少なくとも一つと、
を備えた内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記空燃比制御手段は、
前記上流側空燃比センサの出力が所定の上流側目標値となるように同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を設定するとともに少なくとも同上流側空燃比センサの出力に基づいて同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を設定し、同２つの上流側触媒に流入するガスの実際の空燃比をそれぞれ対応する前記目標空燃比となるように制御する基本空燃比制御手段と、
前記下流側空燃比センサの出力が所定の下流側目標値となるように、前記基本空燃比制御手段により設定された前記２つの目標空燃比のうち少なくとも一つを補正する目標空燃比補正手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記基本空燃比制御手段は、
前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比と等しくなるように設定するよう構成されていて、
前記目標空燃比補正手段は、
前記下流側空燃比センサの出力の前記所定の下流側目標値からの偏移に応じて前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を補正するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記基本空燃比制御手段は、
前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、同上流側空燃比センサの出力が前記所定の上流側目標値に相当する空燃比よりもリッチな空燃比を示す値となる第１時点が到来すると理論空燃比よりもリーンな所定のリーン空燃比に設定するとともに同上流側空燃比センサの出力が同所定の上流側目標値に相当する空燃比よりもリーンな空燃比を示す値となる第２時点が到来すると理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に設定することで同第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に強制的に切り換えるように設定するとともに、同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、前記第１時点が到来すると前記所定のリッチ空燃比に設定するとともに前記第２時点が到来すると前記所定のリーン空燃比に設定することで同第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に強制的に切り換えるように設定するよう構成されていて、
前記目標空燃比補正手段は、
前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比の切り換え時点を、前記下流側空燃比センサの出力の前記所定の下流側目標値からの偏移に応じた所定時間だけ前記第１時点又は第２時点から遅延せしめることで同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を補正するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記触媒劣化判定手段は、
前記２つの上流側触媒のうちの一方に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で、同２つの上流側触媒のうちの他方に流入するガスの空燃比を、理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に、又は、理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな所定のリーン空燃比に切り換える空燃比切換手段と、
前記空燃比切換手段が前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を切り換えた後に前記上流側空燃比センサの出力、及び前記下流側空燃比センサの出力が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す値及び理論空燃比よりもリッチな空燃比であることを示す値の何れか一方から他方に切り換わる各切換時点を少なくとも利用して、前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量と前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量とを個別に取得する第１最大酸素吸蔵量取得手段と、
前記空燃比切換手段が前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を切り換えた後に前記下流側空燃比センサの出力が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す値及び理論空燃比よりもリッチな空燃比であることを示す値の何れか一方から他方に切り換わる切換時点を少なくとも利用して、前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量と前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量との合計量を取得するとともに、同合計量から前記第１最大酸素吸蔵量取得手段により取得された前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量を減じることで前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量を取得する第２最大酸素吸蔵量取得手段と、
を備え、
前記取得された２つの上流側触媒、及び下流側触媒の各最大酸素吸蔵量に基づいて各触媒が劣化したか否かを個別に判定するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部分気筒群を有するとともに、前記部分気筒群毎にそれぞれ接続された２つの上流側排気通路と同２つの上流側排気通路の下流側端をそれぞれ集合してその集合位置より下流に形成された下流側排気通路とから成る排気通路を有する内燃機関に適用され、前記２つの上流側排気通路にそれぞれ介装された２つの三元触媒と、前記下流側排気通路に介装された三元触媒と、を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の排ガスを浄化するための三元触媒（本明細書においては、単に「触媒」と云うこともある。）が同機関の排気通路に介装されている。三元触媒は、流入する排ガスの空燃比がほぼ理論空燃比のときに未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）を酸化し、同時に窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。更に、三元触媒は、酸素を貯蔵（吸蔵）する酸素吸蔵機能を有し、この酸素吸蔵機能により流入する排ガスの空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、未燃ＨＣ，ＣＯ、及びＮＯｘを浄化することができる。即ち、機関に供給される混合気の空燃比がリーンとなって三元触媒に流入する排ガスにＮＯｘが多量に含まれると、三元触媒はＮＯｘから酸素分子を奪ってＮＯｘを還元してＮＯｘを浄化するとともに、その酸素を吸蔵する。また、機関に供給される混合気の空燃比がリッチになって三元触媒に流入する排ガスに未燃ＨＣ，ＣＯが多量に含まれると、三元触媒は吸蔵していた酸素を未燃ＨＣ，ＣＯに与えて未燃ＨＣ，ＮＯを酸化させ、これにより未燃ＨＣ，ＣＯを浄化する。換言すれば、三元触媒が吸蔵する酸素の量（以下、「酸素吸蔵量」と称呼する。）は、リーンな空燃比の排ガスが流入すると増大するとともにリッチな空燃比の排ガスが流入すると減少する。
【０００３】
従って、三元触媒が連続的に流入する多量の未燃ＨＣ，ＣＯを効率的に浄化するためには、同三元触媒が酸素を多量に貯蔵していなければならず、逆に連続的に流入する多量のＮＯｘを効率的に浄化するためには、三元触媒が酸素を十分に貯蔵し得る状態になければならないことになる。以上のことから明らかなように、三元触媒の浄化能力は、その三元触媒が吸蔵し得る最大の酸素量（本明細書においては、「最大酸素吸蔵量」と称呼する。）に依存するとともに、三元触媒の酸素吸蔵量（の時間的平均値）が所定の値（例えば、最大酸素吸蔵量の半分の値）になるように制御することが好適である。
【０００４】
ところで、２つの部分気筒群を有する内燃機関においては、部分気筒群毎にそれぞれ接続された２つの上流側排気通路と同２つの上流側排気通路の下流側端をそれぞれ集合してその集合位置より下流に形成された下流側排気通路とから成る排気通路を有するとともに、前記２つの上流側排気通路にそれぞれ三元触媒（上流側触媒）を介装し、前記下流側排気通路に三元触媒（下流側触媒）を介装する構成が採用されることが多い。
【０００５】
この種の内燃機関の排気浄化装置は、例えば、特許文献１に記載されているように、前記２つの上流側触媒の上流の各上流側排気通路に上流側空燃比センサをそれぞれ配設するとともに、前記下流側触媒の下流の下流側排気通路に下流側空燃比センサを配設していて、排気浄化のため、これら３つの空燃比センサの各出力に基づいて各触媒の酸素吸蔵量がそれぞれ所定の値になるように空燃比フィードバック制御を実行するようになっている。また、この装置は、上記３つの空燃比センサの各出力に少なくとも基づいて触媒の劣化の程度を示す指標となる最大酸素吸蔵量を触媒毎に求め、各最大酸素吸蔵量に基づいて対応する触媒が劣化したか否かの判定を個別に実行するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１９７８３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献に記載された内燃機関の排気浄化装置においては、排気浄化のための空燃比フィードバック制御、又は各触媒が劣化したか否かの判定を実行するにあたり、上記３つの空燃比センサの全てが必須の構成要素とされている。従って、構成が複雑となる上に構成要素の数の増大に伴って製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、２つの部分気筒群を有する内燃機関に適用される排気浄化装置であって、空燃比フィードバック制御等に必要となる空燃比センサの数を減らすことが可能なものを提供することにある。
【０００９】
【本発明の概要】
本発明の特徴は、２つの部分気筒群を有するとともに、前記部分気筒群毎にそれぞれ接続された２つの上流側排気通路と同２つの上流側排気通路の下流側端をそれぞれ集合してその集合位置より下流に形成された下流側排気通路とから成る排気通路を有する内燃機関に適用され、前記２つの上流側排気通路にそれぞれ介装された２つの上流側触媒と、前記下流側排気通路に介装された下流側触媒と、を備えた内燃機関の排気浄化装置が、前記２つの上流側触媒のうち何れか一方の下流の上流側排気通路に配設された上流側空燃比センサと、前記下流側触媒の下流の下流側排気通路に配設された下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて排気浄化のために前記２つの上流側触媒に流入するガスの空燃比をそれぞれ制御する空燃比制御手段、又は、前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて前記２つの上流側触媒、及び前記下流側触媒の各々が劣化したか否かを個別に判定可能な触媒劣化判定手段、の少なくとも一つと、を備えたことにある。
【００１０】
これによれば、空燃比制御手段、又は触媒劣化判定手段は、２つの上流側触媒のうち何れか一方の下流の上流側排気通路に配設された上流側空燃比センサの出力と下流側触媒の下流の下流側排気通路に配設された下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて、２つの上流側触媒に流入する各々のガスの排気浄化のための空燃比制御、又は、同２つの上流側触媒及び下流側触媒の各々が劣化したか否かの個別の判定を実行し得る。従って、前述した従来の装置に比して前記空燃比制御等に必要となる空燃比センサの数を減らすことが可能となる。
【００１１】
より具体的には、上記本発明に係る排気浄化装置において、前記空燃比制御手段は、前記上流側空燃比センサの出力が所定の上流側目標値となるように同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒（以下、「センサ付上流側触媒」と云うこともある。）に流入するガスの目標空燃比を設定するとともに少なくとも同上流側空燃比センサの出力に基づいて同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒（以下、「センサ無し上流側触媒」と云うこともある。）に流入するガスの目標空燃比を設定し、同２つの上流側触媒に流入するガスの実際の空燃比をそれぞれ対応する前記目標空燃比となるように制御する基本空燃比制御手段と、前記下流側空燃比センサの出力が所定の下流側目標値となるように、前記基本空燃比制御手段により設定された前記２つの目標空燃比のうち少なくとも一つを補正する目標空燃比補正手段と、を備えることが好適である。
【００１２】
ここにおいて、前記上流側目標値は、理論空燃比に相当する値、若しくは、理論空燃比を含んだ所定の範囲内の空燃比に相当する所定の範囲内の値であることが好ましい。同様に、前記下流側目標値も、理論空燃比に相当する値、若しくは、理論空燃比を含んだ所定の範囲内の空燃比に相当する所定の範囲内の値であることが好ましい。
【００１３】
また、２つの上流側触媒に流入するガスの各々の空燃比は、内燃機関（具体的には、対応する部分気筒群）に供給される混合気の空燃比のみを制御することにより制御されてもよく、同機関に供給される混合気の空燃比の制御に加え又は同制御とは独立して、同機関と各上流側触媒との間に供給される還元剤（未燃ＨＣ等）又は酸化剤（空気等）の量を制御することにより制御されてもよい。
【００１４】
上流側空燃比センサが配設された側については、同上流側空燃比センサの出力に基づいてセンサ付上流側触媒の排気浄化の状態（例えば、酸素吸蔵量の状態）に関する情報を得ることができる。従って、上記本発明に係る排気浄化装置（基本空燃比制御手段）においては、上流側空燃比センサの出力が所定の上流側目標値（例えば、理論空燃比相当の値）となるようにセンサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比が制御されることで、同センサ付上流側触媒から未燃ＨＣ，ＣＯやＮＯｘ等の有害物質（以下、「エミッション」と称呼する。）が多量に排出されることが防止され得る（即ち、センサ付上流側触媒の排気浄化の状態が良好な状態に維持され得る）。
【００１５】
一方、上流側空燃比センサが配設されていない側については、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態（例えば、酸素吸蔵量の状態）に関する情報を直接的に得ることができない。従って、上記排気浄化装置（基本空燃比制御手段）においては、センサ無し上流側触媒の排気浄化の（平均的な）状態がセンサ付上流側触媒の排気浄化の（平均的な）状態と等しいとの仮定の下、同センサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比が前記上流側空燃比センサの出力に基づいて制御される。
【００１６】
この結果、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態がセンサ付上流側触媒の排気浄化の状態と略等しい状態にある間は、センサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比が同センサ無し上流側触媒からエミッションが多量に排出されないように適切に制御され得る。しかしながら、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態がセンサ付上流側触媒の排気浄化の状態と略等しい状態に維持される保証はなく、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態がセンサ付上流側触媒の排気浄化の状態から相違することでセンサ無し上流側触媒から多量のエミッションが排出される場合が発生し得る。
【００１７】
このように、センサ無し上流側触媒から多量のエミッションが排出されると、同多量のエミッションの全てを下流側触媒が浄化できなくなりその一部が同下流側触媒から流出するようになって、その影響が下流側空燃比センサの出力に現れる。換言すれば、下流側空燃比センサの出力が所定の下流側目標値（例えば、理論空燃比相当の値）から外れることはセンサ無し上流側触媒から多量のエミッションが流出している可能性があることを意味している。
【００１８】
上記本発明に係る排気浄化装置（目標空燃比補正手段）は、このことに着目したものであって、下流側空燃比センサの出力が所定の下流側目標値となるように、２つの上流側触媒に流入するガスの空燃比のうち少なくとも一つを補正する。これによれば、２つの上流側触媒に流入するガスの空燃比のうち少なくとも一つが、センサ無し上流側触媒から多量のエミッションが流出しない方向に、従って、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態がセンサ付上流側触媒の排気浄化の状態に近づく方向に補正され得る。この結果、２つの上流側触媒の何れからもエミッションが多量に排出されることが確実に防止され、従って、下流側触媒からのエミッションの流出も効果的に防止され得る。
【００１９】
この場合、前記基本空燃比制御手段は、前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比と等しくなるように設定するよう構成されていて、前記目標空燃比補正手段は、前記下流側空燃比センサの出力の前記所定の下流側目標値からの偏移に応じて前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を補正するように構成されることが好適である。
【００２０】
これによれば、下流側空燃比センサの出力の所定の下流側目標値からの偏移に応じて同偏移が消滅する方向にセンサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比が補正され得る。例えば、下流側触媒の酸素吸蔵量が不足の傾向にあって下流側空燃比センサの出力が前記所定の下流側目標値に相当する空燃比よりもリッチな空燃比に相当する値となっている場合、この傾向は、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態が未燃ＨＣ，ＣＯの浄化能力が低下している状態、即ち、酸素吸蔵量が不足の傾向にある状態にあることを意味している。この場合、センサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比がセンサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比よりもリーン空燃比になるように補正され得、この結果、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態が良好な状態（例えば、酸素吸蔵量が適切な値になる状態）に復帰し得る。よって、簡易な構成によりセンサ無し上流側触媒から多量のエミッションが流出することが防止され得る。
【００２１】
また、前記基本空燃比制御手段は、前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、同上流側空燃比センサの出力が前記所定の上流側目標値に相当する空燃比よりもリッチな空燃比を示す値となる第１時点が到来すると理論空燃比よりもリーンな所定のリーン空燃比に設定するとともに同上流側空燃比センサの出力が同所定の上流側目標値に相当する空燃比よりもリーンな空燃比を示す値となる第２時点が到来すると理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に設定することで同第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に強制的に切り換えるように設定するとともに、同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を、前記第１時点が到来すると前記所定のリッチ空燃比に設定するとともに前記第２時点が到来すると前記所定のリーン空燃比に設定することで同第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に強制的に切り換えるように設定するよう構成されていて、前記目標空燃比補正手段は、前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比の切り換え時点を、前記下流側空燃比センサの出力の前記所定の下流側目標値からの偏移に応じた所定時間だけ前記第１時点又は第２時点から遅延せしめることで同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの目標空燃比を補正するように構成されることが好適である。
【００２２】
これによれば、センサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比とセンサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比とは、原則的に、前記第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に、理論空燃比から互いに異なる方向に偏移した空燃比（所定のリーン空燃比及び所定のリッチ空燃比）に同時に切り換えられていく一方で、下流側空燃比センサの出力の所定の下流側目標値からの偏移に応じた所定時間だけセンサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比の切り換え時点のみが前記第１時点又は第２時点から遅延せしめられる。
【００２３】
例えば、上述と同様、下流側触媒の酸素吸蔵量が不足の傾向にあって下流側空燃比センサの出力が前記所定の下流側目標値に相当する空燃比よりもリッチな空燃比に相当する値となっていて、センサ無し上流側触媒の酸素吸蔵量が不足の傾向にある状態となっている場合、前記第２時点が到来すると、センサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比が所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に直ちに切り換えられる一方、センサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比は前記所定時間だけ遅れて所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に切り換えられる。この結果、次の第１時点が到来する時期が前記所定時間に相当する分だけ遅れることから、センサ無し上流側触媒に流入するガスの空燃比が所定のリーン空燃比に制御されている期間が長くなり、センサ無し上流側触媒の排気浄化の状態が良好な状態（例えば、酸素吸蔵量の時間的平均値が適切な値になる状態）に復帰し得る。また、前記所定時間に渡って、上流側空燃比センサの出力が同所定の上流側目標値に相当する空燃比よりもリーンな空燃比を示す値となっているにも拘わらずセンサ付上流側触媒に流入するガスの空燃比が所定のリーン空燃比に維持され続けることになるから、同センサ付上流側触媒から多量のＮＯｘが流出することになり、この結果、多量のＮＯｘが下流側触媒に流入することになる。従って、下流側触媒の酸素吸蔵量の不足が直ちに解消して同酸素吸蔵量が適切な値に復帰し得るから、下流側触媒からのエミッションの流出がより一層効果的に防止され得る。
【００２４】
また、上記本発明に係る排気浄化装置においては、前記触媒劣化判定手段は、具体的には、前記２つの上流側触媒のうちの一方に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で、同２つの上流側触媒のうちの他方に流入するガスの空燃比を、理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな所定のリッチ空燃比に、又は、理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな所定のリーン空燃比に切り換える空燃比切換手段と、前記空燃比切換手段が前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で同上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を切り換えた後に前記上流側空燃比センサの出力、及び前記下流側空燃比センサの出力が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す値及び理論空燃比よりもリッチな空燃比であることを示す値の何れか一方から他方に切り換わる各切換時点を少なくとも利用して、前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量と前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量とを個別に取得する第１最大酸素吸蔵量取得手段と、前記空燃比切換手段が前記上流側空燃比センサが配設された側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を理論空燃比に維持した状態で同上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒に流入するガスの空燃比を切り換えた後に前記下流側空燃比センサの出力が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す値及び理論空燃比よりもリッチな空燃比であることを示す値の何れか一方から他方に切り換わる切換時点を少なくとも利用して、前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量と前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量との合計量を取得するとともに、同合計量から前記第１最大酸素吸蔵量取得手段により取得された前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量を減じることで前記上流側空燃比センサが配設されていない側の上流側触媒の最大酸素吸蔵量を取得する第２最大酸素吸蔵量取得手段と、を備え、前記取得された２つの上流側触媒、及び前記下流側触媒の各最大酸素吸蔵量に基づいて各触媒が劣化したか否かを個別に判定するように構成されることが好適である。
【００２５】
これによれば、２つの上流側触媒のうち何れか一方の下流の上流側排気通路に配設された上流側空燃比センサの出力と下流側触媒の下流の下流側排気通路に配設された下流側空燃比センサの出力にのみ基づいて、同２つの上流側触媒及び下流側触媒の各々の最大酸素吸蔵量が個別に取得され得る。一方、最大酸素吸蔵量はその触媒の劣化の程度を示す指標となり得る値である。従って、各最大酸素吸蔵量に基づいて対応する触媒が劣化したか否かを個別に容易に判定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明による内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明による第１実施形態に係る排気浄化装置を火花点火式Ｖ型６気筒内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、Ｖ字型を構成する２つのバンク（バンクＡ及びバンクＢ）を有していて、各バンクには部分気筒群としての３つの気筒が（図１において紙面垂直方向に）それぞれ１列に配置されている。従って、内燃機関１０全体としては、６つの気筒が３気筒づつ（図１において紙面垂直方向に）２列に配置されている。以下、バンクＡ側に関連する構成・処理等については符号・変数の末尾等に「Ａ」又は「（Ａ）」の符号を付し、バンクＢ側に関連する構成・処理等については符号・変数の末尾等に「Ｂ」又は「（Ｂ）」の符号を付して説明する。
【００２７】
より具体的には、この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００２８】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１Ａ，２１Ｂ、ピストン２２Ａ，２２Ｂ、コンロッド２３Ａ，２３Ｂ、及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２Ａ，２２Ｂはシリンダ２１Ａ，２１Ｂ内をそれぞれ往復動し、ピストン２２Ａ，２２Ｂの往復動がそれぞれコンロッド２３Ａ，２３Ｂを介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１Ａ，２１Ｂとピストン２２Ａ，２２Ｂのヘッドは、シリンダヘッド部３０とともにそれぞれ燃焼室２５Ａ，２５Ｂを形成している。
【００２９】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５Ａ，２５Ｂにそれぞれ連通した吸気ポート３１Ａ，３１Ｂ、吸気ポート３１Ａ，３１Ｂをそれぞれ開閉する吸気弁３２Ａ，３２Ｂ、燃焼室２５Ａ，２５Ｂにそれぞれ連通した排気ポート３３Ａ，３３Ｂ、排気ポート３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ開閉する排気弁３４Ａ，３４Ｂ、点火プラグ３５Ａ，３５Ｂ、及び燃料を吸気ポート３１Ａ，３１Ｂ内にそれぞれ噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３６Ａ，３６Ｂを備えている。
【００３０】
吸気系統４０は、吸気ポート３１Ａ，３１Ｂに連通し同吸気ポート３１Ａ，３１Ｂとともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、及びスロットル弁駆動手段を構成するＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４４を備えている。
【００３１】
排気系統５０は、排気ポート３３Ａ，３３Ｂにそれぞれ連通したエキゾーストマニホールド５１Ａ，５１Ｂ、エキゾーストマニホールド５１Ａ，５１Ｂにそれぞれ接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２Ａ，５２Ｂ、エキゾーストパイプ５２Ａ，５２Ｂにそれぞれ配設（介装）された上流側触媒（三元触媒、又はスタート・コンバータとも云う。）５３Ａ，５３Ｂ、エキゾーストパイプ５２Ａ，５２Ｂの各下流側端部に接続されるとともに同各下流側端部を集合させた下流側エキゾーストパイプ５４、及び下流側エキゾーストパイプ５４に配設（介装）された下流側触媒（三元触媒、又は、車両のフロア下方に配設されるため、アンダ・フロア・コンバータとも云う。）５５を備えている。上流側触媒５３Ａと上流側触媒５３Ｂは、同一の容量を有し、かつ初期状態（未使用の状態）にて同一の排気ガス浄化能力（即ち、最大酸素吸蔵量）を有している。
【００３２】
ここで、エキゾーストパイプ５２Ａは、部分気筒群としてのバンクＡ側の３気筒にそれぞれ接続された上流側排気通路を構成し、エキゾーストパイプ５２Ｂは、部分気筒群としてのバンクＢ側の３気筒にそれぞれ接続された上流側排気通路を構成している。また、下流側エキゾーストパイプ５４は、下流側排気通路を構成している。
【００３３】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、クランクポジションセンサ６３、上流側触媒５３Ａの下流の上流側排気通路にのみ配設された空燃比センサ６４Ａ（以下、「上流側空燃比センサ６４Ａ」と称呼する。）、下流側触媒５５の下流の下流側排気通路に配設された空燃比センサ６５（以下、「下流側空燃比センサ６５」と称呼する。）、及びアクセル開度センサ６６を備えている。従って、上記センサ付上流側触媒はバンクＡ側の上流側触媒５３Ａに、上記センサ無し上流側触媒はバンクＢ側の上流側触媒５３Ｂに相当している。
【００３４】
熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の質量流量に応じた電圧Ｖｇを出力するようになっている。かかるエアフローメータ６１の出力Ｖｇと、計測された吸入空気流量Ｇａとの関係は、図２に示したとおりである。スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ６３は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度ＮＥを表す。
【００３５】
上流側空燃比センサ６４Ａは、図３に示したように所謂限界電流式の酸素濃度センサであって、空燃比Ａ／Ｆに応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧ｖａｂｙｆｓ（Ａ）を出力するようになっていて、特に、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比であるとき値ｖｓｔｏｉｃｈを出力するようになっている。図３から明らかなように、上流側空燃比センサ６４Ａによれば、広範囲にわたる空燃比Ａ／Ｆを精度良く検出することができる。下流側空燃比センサ６５は、図４に示したように所謂濃淡電池式の酸素濃度センサであって、理論空燃比において急変する電圧Ｖｏｘｓを出力するようになっている。より具体的に述べると、下流側空燃比センサ６５は、空燃比が理論空燃比よりもリーンのときは略０．１（Ｖ）、空燃比が理論空燃比よりもリッチのときは略０．９（Ｖ）、及び空燃比が理論空燃比のときは略０．５（Ｖ）（値Ｖｏｘｓｒｅｆ）の電圧を出力するようになっている。アクセル開度センサ６６は、運転者によって操作されるアクセルペダル６７の操作量を検出し、同アクセルペダル６７の操作量Ａｃｃｐを表す信号を出力するようになっている。
【００３６】
更に、このシステムは電気制御装置７０を備えている。電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。
【００３７】
インターフェース７５は、前記センサ６１〜６６と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６６からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて点火プラグ３５Ａ，３５Ｂ、インジェクタ３６Ａ，３６Ｂ、及びスロットル弁アクチュエータ４４に駆動信号を送出するようになっている。また、インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じてユーザーに触媒の劣化を知らしめるための警報ランプ６８に同警報ランプ６８を点灯させるための点灯指示信号を送出するようになっている。
【００３８】
（排気浄化のための空燃比フィードバック制御の概要）
ところで、上流側触媒５３Ａ，５３Ｂ、下流側触媒５５等の三元触媒は、先に述べたように酸素吸蔵機能を有していて、三元触媒の浄化能力は上述のごとく最大酸素吸蔵量に依存する。一方、三元触媒は燃料中に含まれる鉛や硫黄等による被毒、或いは触媒に加わる熱により劣化し、これに伴い最大酸素吸蔵量が次第に低下してくる。このように最大酸素吸蔵量が低下した場合であっても、エミッションの外気への排出量を増大させないようにするためには、上記システムにおいて、排気通路の出口に最も近い位置に介装されている下流側触媒５５から排出される排ガスの空燃比が理論空燃比近傍となるように制御することが好適であると考えられる。
【００３９】
下流側触媒５５から排出される排ガスの空燃比が理論空燃比近傍となるように制御するためには、同下流側触媒５５に流入する排ガスの空燃比の平均値が理論空燃比近傍になるように制御することが要求される。このため、各上流側触媒５３Ａ，５３Ｂから流出する排ガスの空燃比の平均値がそれぞれ理論空燃比近傍になるように制御することが好ましい。
【００４０】
ここで、バンクＡ側については、上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）に基づいて上流側触媒５３Ａの排気浄化の状態（例えば、酸素吸蔵量の状態）に関する情報を得ることができる。従って、上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）に基づいてバンクＡ側の上流側触媒５３Ａに流入するガスの空燃比を制御すれば、上流側触媒５３Ａから流出する排ガスの空燃比の平均値が理論空燃比近傍となるように制御することが可能である。
【００４１】
一方、バンクＢ側については、上流側触媒５３Ｂの排気浄化の状態（例えば、酸素吸蔵量の状態）に関する情報を直接的に得ることができない。この場合、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂに流入するガスの空燃比も前述のバンクＡ側の上流側触媒５３Ａに流入するガスの空燃比と同様、上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）に基づいて制御することが考えられる。
【００４２】
しかしながら、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂの排気浄化の状態が上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）に対応している保証はなく、この結果、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから多量のエミッションが排出される場合が発生し得る。
【００４３】
そうすると、かかる多量のエミッションの全てを下流側触媒５５が浄化できなくなりその一部が同下流側触媒５５から流出するようになって、その影響が下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓに現れる。換言すれば、下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓが目標値（下流側目標値）から外れることはバンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから多量のエミッションが流出している可能性があることを示している。
【００４４】
従って、下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓが下流側目標値から外れているとき、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから流出するエミッションの排出量が減少する方向に同上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比を補正（制御）すれば、同上流側触媒５３Ｂから流出する排ガスの空燃比の平均値が理論空燃比近傍となるように制御することが可能となる。
【００４５】
そこで、本発明の実施形態に係る排気浄化装置（以下、「本装置」と云うこともある。）は、先ず、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）の目標値（上流側目標値）を、理論空燃比を含む所定の範囲内の空燃比に相当する値ｖｓｔｏｉｃｈを含む所定の範囲（上限値ｖｒｅｆｕｐ、下限値ｖｒｅｆｌｏｗ）内の値に設定する。そして、本装置は、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が下限値ｖｒｅｆｌｏｗ未満となる第１時点が到来したとき、上流側触媒５３Ａから未燃ＨＣ，ＣＯが多く流出し始めたことを意味するから、原則的に、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比）を所定のリーン空燃比に制御する。これに対し、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が上限値ｖｒｅｆｕｐより大きい値となる第２時点が到来したとき、上流側触媒５３ＡからＮＯｘが多く流出し始めたことを意味するから、原則的に、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比を所定のリッチ空燃比に制御する。
【００４６】
一方、本装置は、前記第１時点が到来したとき、原則的に、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）を前記所定のリッチ空燃比に制御するとともに、前記第２時点が到来したとき、原則的に、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比に制御する。
【００４７】
即ち、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比とバンクＢ側に供給される混合気の空燃比とは、原則的に、前記第１時点又は第２時点が交互に到来する毎に、理論空燃比から互いに異なる方向に偏移した空燃比（所定のリーン空燃比及び所定のリッチ空燃比）に同時に切り換えられていく。このように、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が所定の上流側目標値となるように上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比を制御するとともに、同上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）に基づいて上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比をフィードバック制御する手段が基本空燃比制御手段に相当する。
【００４８】
他方、本装置は、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの目標値（下流側目標値）を、理論空燃比を含む所定の範囲内の空燃比に相当する値Ｖｏｘｓｒｅｆを含む所定の範囲（上限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ＋ＤＶｒｅｆ）、下限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ−ＤＶｒｅｆ））内の値に設定する。そして、本装置は、前記第１時点が到来したときであって下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが下限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ−ＤＶｒｅｆ）未満となっているとき、並びに、前記第２時点が到来したときであって下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが上限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ＋ＤＶｒｅｆ）より大きい値となっているとき、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの値Ｖｏｘｓｒｅｆからの偏差ＤＶｏｘｓの絶対値に応じて遅延時間（所定時間）Ｔｄｅｌａｙを設定するとともに、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比）の切り換え時点のみを前記第１時点又は第２時点から同遅延時間Ｔｄｅｌａｙだけ遅延させる。このようにして、上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの（目標）空燃比を補正する手段が目標空燃比補正手段に相当する。
【００４９】
このように、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比の切り換え時点のみを遅延させることで、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから流出するエミッションの排出量が減少する方向にバンクＢ側に供給される混合気の空燃比（従って、同上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）を補正（制御）することにも繋がる。以下、この点について、図５を参照しながら説明する。
【００５０】
図５は、上述した空燃比フィードバック制御が実行されている場合における各値の変化の一例を示したタイムチャートである。図５に示したように、時刻ｔ１より前の時点では、本装置は上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリーン空燃比に制御しているから（（ａ）を参照。）、上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量は次第に増加する（（ｂ）を参照。）。そして、時刻ｔ１の直前になると、上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量ＣＳＣＡｍａｘ近傍に達することで上流側触媒５３ＡからＮＯｘが多く流出し始めるから、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）は増加するとともに時刻ｔ１になると前記上限値ｖｒｅｆｕｐよりも大きくなる（（ｃ）を参照。）。即ち、時刻ｔ１は前記第２時点に相当している。
【００５１】
このとき、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは前記下流側目標値の範囲内にあるから（（ｆ）を参照。）、本装置は、時刻ｔ１にて、上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に切り換えるとともに上流側触媒５３Ｂ上流空燃比を所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に同時に切り換える（（ａ）（ｄ）を参照。）。
【００５２】
これにより、時刻ｔ１以降、本装置は上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリッチ空燃比に制御しているから上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量は次第に減少する。そして、時刻ｔ２の直前になると、上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量が「０」近傍に達することで上流側触媒５３Ａから未燃ＨＣ，ＣＯが多く流出し始めるから、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）は減少するとともに時刻ｔ２になると前記下限値ｖｒｅｆｌｏｗよりも小さくなる。即ち、時刻ｔ２は前記第１時点に相当している。
【００５３】
このときも、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは前記下流側目標値の範囲内にあるから、本装置は、時刻ｔ２にて、上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に切り換えるとともに上流側触媒５３Ｂ上流空燃比を所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に同時に切り換える。
【００５４】
一方、上流側触媒５３Ｂの酸素吸蔵量は、（ｅ）に示すように不足の傾向にあって（即ち、酸素吸蔵量の時間的平均値が最大酸素吸蔵量ＣＳＣＢｍａｘの半分よりも小さい傾向にあって）、上流側触媒５３Ｂ上流空燃比が所定のリッチ空燃比に制御されている間における時刻ｔ１より少し前の時点から時刻ｔ１までの間、及び次の第２時点に相当する時刻ｔ３より少し前の時点から時刻ｔ３までの間に渡り「０」に維持されている。従って、これらの間、多量の未燃ＨＣ，ＣＯが上流側触媒５３Ｂから流出し、従って、下流側触媒５５に流入する。この結果、下流側触媒５５の酸素吸蔵量が不足の傾向となって下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが下流側目標値の範囲内の値から次第に増加し、時刻ｔ３では前記上限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ＋ＤＶｒｅｆ）を超えている。
【００５５】
従って、時刻ｔ３になると、本装置は、上流側触媒５３Ｂ上流空燃比を所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に直ちに切り換える一方、上流側触媒５３Ａ上流空燃比の切り換えを保留する。そして、時刻ｔ３の時点における下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの値Ｖｏｘｓｒｅｆからの偏差ＤＶｏｘｓの絶対値に応じて遅延時間Ｔｄｅｌａｙを設定するとともに、時刻ｔ３から同遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過した時点である時刻ｔ４にて上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に切り換える。
【００５６】
この結果、次の第１時点に相当する時点が、上流側触媒５３Ａ上流空燃比の切り換えを保留しないと仮定した場合（この場合における各値の変化を図５において破線で示す。）での時点である時刻ｔ５から前記遅延時間Ｔｄｅｌａｙに相当する分だけ遅れた時点である時刻ｔ６となる。従って、上流側触媒５３Ｂ上流空燃比が所定のリーン空燃比に制御されている期間（時刻ｔ３〜ｔ６）が長くなり、時刻ｔ６以降、（ｅ）に示すように、前述した上流側触媒５３Ｂの酸素吸蔵量の不足の傾向が解消されて（即ち、酸素吸蔵量の時間的平均値が最大酸素吸蔵量ＣＳＣＢｍａｘの半分の値になって）、上流側触媒５３Ｂから多量のエミッションが流出することがなくなる。換言すれば、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比の切り換え時点を前述のように遅延させると、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比が上流側触媒５３Ｂから流出するエミッションの排出量が減少する方向に補正されることになると云うことができる。
【００５７】
また、遅延時間Ｔｄｅｌａｙ（時刻ｔ３〜ｔ４）に渡って上流側触媒５３Ａ上流空燃比が所定のリーン空燃比に維持され続けることになるから、この間、上流側触媒５３Ａから多量のＮＯｘが流出することになり、この結果、多量のＮＯｘが下流側触媒５５に流入することになる。従って、下流側触媒５５の酸素吸蔵量の不足の傾向が直ちに解消されて、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過した時点である時刻ｔ４以降において、理論空燃比相当の値Ｖｏｘｓｒｅｆ近傍に復帰する（（ｆ）を参照。）。
【００５８】
この結果、遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過した後に到来する第１時点である時刻ｔ６、及び第２時点である時刻ｔ７において、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは前記下流側目標値の範囲内にある。従って、本装置は、時刻ｔ６になると、上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に切り換えるとともに上流側触媒５３Ｂ上流空燃比を所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に同時に切り換え、時刻ｔ７になると、上流側触媒５３Ａ上流空燃比を所定のリーン空燃比から所定のリッチ空燃比に切り換えるとともに上流側触媒５３Ｂ上流空燃比を所定のリッチ空燃比から所定のリーン空燃比に同時に切り換える。
【００５９】
このようにして、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比）、及びバンクＢ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）が、上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）と下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓにのみ基づいてフィードバック制御される。以上が、排気浄化のための空燃比フィードバック制御の概要である。
【００６０】
（実際の作動）
次に、上記のように構成された排気浄化装置の実際の作動について、電気制御装置７０のＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）をフローチャートにより示した図６〜図１７を参照しながら説明する。
【００６１】
（空燃比フィードバック制御）
ＣＰＵ７１は、図６にフローチャートにより示した、バンクＡ側の３気筒に対する最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）の計算及び燃料噴射の指示を行うルーチン、及びバンクＢ側の３気筒に対する最終燃料噴射量Ｆｉ（Ｂ）の計算及び燃料噴射の指示を行うルーチンを、それぞれ、対応するバンク側の各気筒のクランク角が各吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、繰り返し実行するようになっている。以下、説明の便宜上、バンクＡ側に関する処理のみについて説明するが、バンクＢ側に関する処理についても同バンクＡ側に関する処理と同様である。
【００６２】
バンクＡ側の任意の気筒のクランク角度が前記所定クランク角度になると、ＣＰＵ７１はステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、エアフローメータ６１により計測された吸入空気流量Ｇａと、エンジン回転速度ＮＥとに基づいて、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅをマップから求める。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６１０に進み、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに係数Ｋ（Ａ）を乗じた値に後述するバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）を加えた値をバンクＡ側の最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）として設定する。この係数Ｋ（Ａ）の値は、通常は「１．００」であり、後述する最大酸素吸蔵量取得制御を行うためにバンクＡ側に対し強制的に空燃比を変更しているとき、「１．００」以外の所定値に設定される。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６１５に進み、同ステップ６１５にてバンクＡ側の最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）の燃料を噴射するための指示をインジェクタ３６Ａに対して行う。その後、ＣＰＵ７１はステップ６２０に進み、その時点のバンクＡ側の燃料噴射量合計量ｍｆｒ（Ａ）に最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）を加えた値を、新たなバンクＡ側の燃料噴射量合計量ｍｆｒ（Ａ）に設定する。この燃料噴射量合計量ｍｆｒ（Ａ）は、後述する酸素吸蔵量の算出の際に用いられる。その後、ＣＰＵ７１はステップ６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。以上により、フィードバック補正された最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）の燃料がバンクＡ側における吸気行程を迎える気筒に対して噴射される。
【００６５】
次に、空燃比切り換えタイミングの決定について説明する。ＣＰＵ７１は図７にフローチャートにより示したルーチンを、所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進んで、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が前記上限値ｖｒｅｆｕｐよりも大きいか否かを判定する。
【００６６】
いま、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が上限値ｖｒｅｆｕｐ以下の状態から同上限値ｖｒｅｆｕｐより大きい状態へと変化した（図５において、前記第２時点に相当する時刻ｔ１，ｔ３，ｔ７を参照。）と仮定して説明を続けると、ＣＰＵ７１はステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み、本ルーチンを前回実行したときの（前回の）上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が上限値ｖｒｅｆｕｐ以下であるか否かを判定する。現段階では、前回の上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）は上限値ｖｒｅｆｕｐ以下であるから、ＣＰＵ７１はステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１５に進んで、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値を「１」に設定した後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ここで、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦは、その値が「１」であるとき、前記第２時点が到来した後であって次の前記第１時点が到来する前の状態であることを示し、その値が「０」であるとき、前記第１時点が到来した後であって次の前記第２時点が到来する前の状態であることを示す。
【００６７】
一方、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が前記下限値ｖｒｅｆｌｏｗ以上の状態から同下限値ｖｒｅｆｌｏｗより小さい状態へと変化した（図５において、前記第１時点に相当する時刻ｔ２，ｔ６を参照。）と仮定して説明を続けると、この場合、ＣＰＵ７１はステップ７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７２０に進み、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が下限値ｖｒｅｆｌｏｗよりも小さいか否かを判定する。現段階では、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）は下限値ｖｒｅｆｌｏｗより小さいから、ＣＰＵ７１はステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２５に進み、本ルーチンを前回実行したときの（前回の）上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が下限値ｖｒｅｆｌｏｗ以上であるか否かを判定する。現段階では、前回の上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）は下限値ｖｒｅｆｌｏｗ以上であるから、ＣＰＵ７１はステップ７２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３０に進んで、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値を「−１」に設定した後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６８】
また、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が上記２つの仮定に対応する状態とは異なる状態にあるとき、ＣＰＵ７１は空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値を変更することなくステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値は、前記第２時点が到来したとき「−１」から「１」に変更されるとともに、前記第１時点が到来したとき「１」から「−１」に変更される。この空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値は、後述するルーチンにて空燃比を切り換えるために使用される。
【００６９】
次に、上記バンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の算出について説明する。ＣＰＵ７１は図８にフローチャートにより示したルーチンを、所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ８００から処理を開始し、ステップ８０５に進んで空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ８６５に進んでバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値を「０」に設定した後にステップ８９５に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、空燃比フィードバック制御条件が成立していないとき、空燃比フィードバック制御は実行されない。
【００７０】
空燃比フィードバック制御条件は、例えば、図示しない水温センサにより得られた機関の冷却水温が第１所定温度以上であり、機関の一回転当りの吸入空気量（負荷）が所定値以下であり、上流側空燃比センサ６４Ａ及び下流側空燃比センサ６５が共に正常であり、かつ、後述する最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「０」のときに成立する。なお、最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮは、後述するように、その値が「１」のとき触媒５３Ａ，５３Ｂ、５５の最大酸素吸蔵量をそれぞれ取得するための最大酸素吸蔵量取得制御を実行していることを示し、その値が「０」のとき同最大酸素吸蔵量取得制御を実行していないことを示す。
【００７１】
いま、空燃比フィードバック制御条件が成立していて、且つ、前記第１時点又は前記第２時点が到来した直後であるものとして説明を続けると、ＣＰＵ７１はステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１０に進み、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値が変化したか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ８４５に直ちに進む。
【００７２】
現段階は前記第１時点又は前記第２時点が到来した直後であるから空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値が変化した直後である。従って、ＣＰＵ７１はステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１５に進み、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの値を制御用出力Ｖｏｘｓｃとして設定し、続くステップ８２０にて、前記制御用出力Ｖｏｘｓｃから値Ｖｏｘｓｒｅｆを減じた値を前記偏差ＤＶｏｘｓとして設定する。
【００７３】
次に、ＣＰＵ７１はステップ８２５に進んで、同ステップ８２５内に記載の条件が成立しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ８３５に進んで変数ＤＥＬＡＹの値を「０」に設定してステップ８４０に進む。ここで、変数ＤＥＬＡＹの値は、前述の遅延時間Ｔｄｅｌａｙを表す値である。従って、この場合、遅延時間Ｔｄｅｌａｙは設定されない。
【００７４】
一方、いま、例えば、図５における時刻ｔ３のように、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値が「−１」から「１」に変化した直後（前記第２時点が到来した直後）であって、且つ、偏差ＤＶｏｘｓの値が前記値ＤＶｒｅｆより大きいものと仮定すると、ＣＰＵ７１はステップ８２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３０に進み、前記偏差ＤＶｏｘｓの絶対値と、同偏差ＤＶｏｘｓの絶対値から変数ＤＥＬＡＹの値を求める関数ｆｄｅｌａｙとに基づいて変数ＤＥＬＡＹの値を決定した後、ステップ８４０に進む。関数ｆｄｅｌａｙは、例えば、前記偏差ＤＶｏｘｓの絶対値の増加に応じて単調増加する関数である。
【００７５】
ＣＰＵ７１はステップ８４０に進むと、カウンタＮＤの値を「０」にクリアしてステップ８４５に進む。このように、変数ＤＥＬＡＹの値は前記第１時点又は前記第２時点が到来する毎に新たに設定されるとともに、カウンタＮＤの値は、前記第１時点又は前記第２時点が到来したときからの経過時間を表す。
【００７６】
ＣＰＵ７１はステップ８４５に進むと、その時点でのカウンタＮＤの値（現段階では、「０」である。）を「１」だけ増大した値を新たなカウンタＮＤの値として設定し、続くステップ８５０にてカウンタＮＤの値（現段階では、「１」である。）が前記変数ＤＥＬＡＹの値以上であるか否か（従って、遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過したか否か）を判定する。現段階は遅延時間Ｔｄｅｌａｙが開始された直後であるからＣＰＵ７１はステップ８５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６０に進み、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値（現段階では、「１」である。）と、所定値（正の一定値）αと、（−１）との積（現段階では、負の値「−α」）をバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）として設定した後、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ここで、値αは前記所定のリッチ空燃比又は所定のリーン空燃比の理論空燃比からの偏移量に相当する値である。
【００７７】
以降、ＣＰＵ７１は、ステップ８４５の処理の繰り返しによりカウンタＮＤの値が変数ＤＥＬＡＹの値以上になるまで、ステップ８００〜８１０、８４５、８５０、８６０の処理を繰り返し実行する（従って、ＤＦｉ（Ａ）の値は「−α」に維持される）。これにより、ＣＰＵ７１は図６のステップ６１０を実行したとき、最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）を理論空燃比を得るための量よりも前記値αだけ少ない量として計算するから、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が前記所定のリーン空燃比に維持される（図５において、時刻ｔ３〜ｔ４を参照。）。
【００７８】
そして、遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過してカウンタＮＤの値が変数ＤＥＬＡＹの値以上になると、その時点以降、次の第１時点が到来するまでの間（図５において、時刻ｔ４〜ｔ６を参照。）、ＣＰＵ７１はステップ８５０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５５に進み、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値（現段階では、「１」である。）と、値αとの積（現段階では、正の値「α」）をバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）として設定するようになる。これにより、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が前記所定のリッチ空燃比に維持される。
【００７９】
また、次の第１時点が到来すると（従って、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値が「１」から「−１」に変化すると）、ＣＰＵ７１はステップ８１０にて再び「Ｙｅｓ」と判定することで遅延時間Ｔｄｅｌａｙに相当する変数ＤＥＬＡＹの値を新たに設定し、同遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過していない間はステップ８６０の実行により空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値を正の値「α」に設定する（従って、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比を引き続き前記所定のリッチ空燃比に維持する）とともに、同遅延時間Ｔｄｅｌａｙが経過した後はステップ８５５の実行により空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値を負の値「−α」に設定する（従って、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比を前記所定のリッチ空燃比から前記所定のリーン空燃比に切り換える）。このように、バンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値が設定されていくことで、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が切り換えられていく。
【００８０】
次に、上記バンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の算出について説明する。ＣＰＵ７１は図９にフローチャートにより示したルーチンを、所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進んで前述のステップ８０５と同様の空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ９１５に進んでバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の値を「０」に設定した後にステップ９９５に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８１】
いま、空燃比フィードバック制御条件が成立しているものとすると、ＣＰＵ７１はステップ９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９１０に進み、前述のステップ８６０と同様の計算によりバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の値を設定した後、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、バンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の値が、前記第１時点又は前記第２時点が到来する毎に（即ち、空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値が「１」から「−１」、又はその逆に切り換えられる毎に）、前記遅延時間経過後のバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値に対して絶対値（「α」）が等しく、且つ、符号が逆の値として新たに設定されていく（切り換えられていく）。従って、図６のステップ６１０、６１５の実行により、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比が、前記第１時点又は前記第２時点が到来する毎に、前記所定のリッチ空燃比又は所定のリーン空燃比に交互に切り換えられていく。
【００８２】
（最大酸素吸蔵量取得のための最大酸素吸蔵量取得制御）
次に、最大酸素吸蔵量取得のために強制的に空燃比を変更する最大酸素吸蔵量取得制御について説明する。ＣＰＵ７１は図１０〜図１６のフローチャートにより示された各ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。
【００８３】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は図１０のステップ１０００から処理を開始し、ステップ１００５に進んで最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「０」であるか否かを判定する。いま、最大酸素吸蔵量取得のための最大酸素吸蔵量取得制御を行っておらず、且つ、最大酸素吸蔵量取得制御開始条件が成立していないとして説明を続けると、最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値は「０」となっている。従って、ＣＰＵ７１はステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１０に進み、先に説明した図６のステップ６１０にて使用される係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値を共に、「１．００」に設定する。
【００８４】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１０１５にて最大酸素吸蔵量取得制御の開始条件が成立しているか否かを判定する。この最大酸素吸蔵量取得制御の開始条件は、冷却水温が所定温度以上であり、図示しない車速センサにより得られた車速が所定の高車速以上であり、スロットル弁開度ＴＡの単位時間あたりの変化量が所定量以下である等の機関が定常運転されている条件が成立し、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）、及び下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリッチな空燃比に相当する出力を発生し、且つ、前回の最大酸素吸蔵量取得制御実行時点から所定時間が経過している場合等に成立する。現段階では、上述したように、最大酸素吸蔵量取得制御の開始条件は成立していないから、ＣＰＵ７１はステップ１０１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００８５】
次に、現時点では最大酸素吸蔵量取得制御を行っていないが、最大酸素吸蔵量取得制御の開始条件が成立したものとして説明を続けると、この場合、ＣＰＵ７１はステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１０に進み、同ステップ１０１０の前述した処理を行う。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１０１５に進んで「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進み、最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値を「１」に設定する。
【００８６】
そして、ＣＰＵ７１はステップ１０２５に進み、第１モードに移行するためにＭｏｄｅの値を「１」に設定するとともに、続くステップ１０３０にて係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値を、それぞれ、「０．９８」，「１．００」に設定し、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、前述の空燃比フィードバック制御条件が成立しなくなるから、ＣＰＵ７１は図８のステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６５に進み、且つ、図９のステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９１５に進むようになり、空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ），ＤＦｉ（Ｂ）の値は共に「０」に設定される。この結果、図６のステップ６１０の実行により、バンクＡについては、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅが０．９８倍された値が最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）として算出され、この最終燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）の燃料が噴射されるので、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比）は理論空燃比よりもリーンな所定のリーン空燃比に制御される。一方、バンクＢについては、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅの値そのものが最終燃料噴射量Ｆｉ（Ｂ）として算出され、この最終燃料噴射量Ｆｉ（Ｂ）の燃料が噴射されるので、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）は理論空燃比に制御される。
【００８７】
以降、ＣＰＵ７１は図１０のルーチンの処理をステップ１０００から繰り返し実行するが、最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「１」となっていることから、ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定して直ちにステップ１０９５に進み、本ルーチンを一旦終了するようになる。
【００８８】
一方、ＣＰＵ７１は図１１に示した第１モード制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングとなると、ＣＰＵ７１はステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、同ステップ１１０５にてＭｏｄｅの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、Ｍｏｄｅの値が「１」でなければ、ＣＰＵ７１は直ちにステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以下、先の図１０のステップ１０２５の処理によりＭｏｄｅの値が「１」に変更された直後であるとして説明を続けると、この場合、ＣＰＵ７１はステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進み、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）、及び下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリーンな空燃比に相当する出力となったか否かを判定する。
【００８９】
現時点では、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に変更した直後であるから、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）、及び下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリーンな空燃比に相当する出力とはなっていないので、ＣＰＵ７１はステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００９０】
以降、ＣＰＵ７１は図１１のステップ１１００〜１１１０を繰り返し実行する。また、バンクＡ側の空燃比は所定のリーン空燃比に維持されているから、時間経過に伴ってバンクＡ側の上流側触媒５３Ａ，下流側触媒５５の順に各酸素吸蔵量が各触媒の最大酸素吸蔵量に到達する。従って、これに応じて上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは、順に理論空燃比よりもリーンな空燃比に相当する出力に変化する。これにより、ＣＰＵ７１はステップ１１１０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進み、Ｍｏｄｅの値を「２」に設定するとともに、続くステップ１１２０にて係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値を、それぞれ、「１．０２」，「１．００」に設定し、その後ステップ１１９５にて本ルーチンを一旦終了する。この結果、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比は引き続いて理論空燃比に維持される一方、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチな所定のリッチ空燃比に制御される。
【００９１】
また、ＣＰＵ７１は図１２にフローチャートにより示した第２モード制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、ＣＰＵ７１は、所定のタイミングになると、ステップ１２００から処理を開始し、ステップ１２０５にてＭｏｄｅの値が「２」であるか否かを判定し、Ｍｏｄｅの値が「２」でなければステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了するように作動している。
【００９２】
一方、先のステップ１１１５の処理によりＭｏｄｅの値が「２」に変更されると、ＣＰＵ７１はステップ１２０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２１０に進み、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化したか否かを判定する。この時点では、バンクＡ側の空燃比が前記所定のリッチ空燃比に変更された直後であるから、ＣＰＵ７１はステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９３】
これ以降、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比は前記所定のリッチ空燃比に維持されるから、上流側触媒５３Ａに貯蔵されている酸素が消費されて行き、所定の時間が経過すると同上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量が「０」に至る。この結果、上流側触媒５３Ａから未燃ＨＣ，ＣＯが流出し始めるので、上流側空燃比センサ６４Ａの出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化する。これにより、ＣＰＵ７１は、ステップ１２１０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２１５に進み、Ｍｏｄｅの値を「３」に変更し、ステップ１２９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００９４】
同様に、ＣＰＵ７１は、所定時間の経過毎に繰り返し実行する図１３にフローチャートにより示した第３モード制御ルーチンにおいて、ステップ１３０５にてＭｏｄｅの値が「３」であるか否かを判定し、Ｍｏｄｅの値が「３」でなければステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了している。
【００９５】
一方、先のステップ１２１５の処理によりＭｏｄｅの値が「３」に変更されると、ＣＰＵ７１はステップ１３０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３１０に進み、下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化したか否かを判定する。この時点では、上流側触媒５３Ａから未燃ＨＣ，ＣＯが流出し始めた直後であり、下流側触媒５５からは未燃ＨＣ，ＣＯが流出してこないので、ＣＰＵ７１はステップ１３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９６】
その後、バンクＡに供給される混合気の空燃比は、引き続いて前記所定のリッチ空燃比に維持されるから、下流側触媒５５に貯蔵されている酸素が消費されて行き、所定の時間が経過すると同下流側触媒５５の酸素吸蔵量が「０」に至る。この結果、下流側触媒５５から未燃ＨＣ，ＣＯが流出し始めるので、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化する。これにより、ＣＰＵ７１はステップ１３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３１５に進み、第４モードに移行すべくＭｏｄｅの値を「４」に設定し、続くステップ１３２０にて係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値を、それぞれ、「１．００」，「０．９８」に設定し、その後ステップ１３９５にて本ルーチンを一旦終了する。この結果、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に維持される一方、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比が、現段階まで維持されていた理論空燃比から前記所定のリーン空燃比に切り換えられる。
【００９７】
また、ＣＰＵ７１は、所定時間の経過毎に繰り返し実行する図１４にフローチャートにより示した第４モード制御ルーチンにおいて、ステップ１４０５にてＭｏｄｅの値が「４」であるか否かを判定し、Ｍｏｄｅの値が「４」でなければステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了している。
【００９８】
一方、先のステップ１３１５の処理によりＭｏｄｅの値が「４」に変更されると、ＣＰＵ７１はステップ１４０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４１０に進み、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値に変化したか否かを判定する。この時点では、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比を所定のリーン空燃比に変更した直後であるから、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリーンな空燃比に相当する出力とはなっていないので、ＣＰＵ７１はステップ１４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１４９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００９９】
これ以降、バンクＢ側の空燃比は所定のリーン空燃比に維持されているから、時間経過に伴ってバンクＢ側の上流側触媒５３Ｂ，下流側触媒５５の順に各酸素吸蔵量が各触媒の最大酸素吸蔵量に到達する。従って、下流側触媒５５の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量に到達したとき、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓは理論空燃比よりもリーンな空燃比に相当する出力に変化する。これにより、ＣＰＵ７１はステップ１４１０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４１５に進み、Ｍｏｄｅの値を「５」に設定するとともに、続くステップ１４２０にて係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値を、それぞれ、「１．００」，「１．０２」に設定し、その後ステップ１４９５にて本ルーチンを一旦終了する。この結果、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比は引き続いて理論空燃比に維持される一方、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチな所定のリッチ空燃比に制御される。
【０１００】
また、ＣＰＵ７１は、所定時間の経過毎に繰り返し実行する図１５にフローチャートにより示した第５モード制御ルーチンにおいて、ステップ１５０５にてＭｏｄｅの値が「５」であるか否かを判定し、Ｍｏｄｅの値が「５」でなければステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了している。
【０１０１】
一方、先のステップ１４１５の処理によりＭｏｄｅの値が「５」に変更されると、ＣＰＵ７１はステップ１５０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１０に進み、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化したか否かを判定する。この時点では、バンクＢ側の空燃比が前記所定のリッチ空燃比に変更された直後であるから、ＣＰＵ７１はステップ１５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０２】
これ以降、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比は前記所定のリッチ空燃比に維持されるから、上流側触媒５３Ｂに貯蔵されている酸素が消費されていき、所定の時間が経過すると同上流側触媒５３Ｂの酸素吸蔵量が「０」に至り、この結果、上流側触媒５３Ｂから未燃ＨＣ，ＣＯが流出し始める。従って、これに応じて、次に下流側触媒５５に貯蔵されている酸素が消費されていき、所定の時間が経過すると同下流側触媒５５の酸素吸蔵量が「０」に至る。この結果、下流側触媒５５から未燃ＨＣ，ＣＯが流出し始めるので、下流側空燃比センサ６５の出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりリーンな空燃比を示す値から同理論空燃比よりリッチな空燃比を示す値に変化する。これにより、ＣＰＵ７１は、ステップ１５１０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１５に進み、Ｍｏｄｅの値を「０」に再設定し、続くステップ１５２０にて最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値を「０」に設定し、続くステップ１５２５にて空燃比切換用フラグＸＡＢＹＦの値を「−１」に設定した後、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０３】
係る状態となると、ＣＰＵ７１は図１０のルーチンを実行する際、ステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１０に進むので、係数Ｋ（Ａ），Ｋ（Ｂ）の値が、共に「１．００」に戻される。また、空燃比フィードバック制御条件が成立していれば、ＣＰＵ７１は図８のルーチンのステップ８０５及び図９のルーチンのステップ９０５にて「Ｙｅｓ」と判定するから、空燃比フィードバック制御が再開される。
【０１０４】
以上、説明したように、最大酸素吸蔵量取得制御の開始条件が成立すると、先ず、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に維持された状態でバンクＡ側に供給される混合気の空燃比が所定のリーン空燃比、所定のリッチ空燃比の順に１回づつ強制的に制御され、次いで、バンクＡ側に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に維持された状態でバンクＢ側に供給される混合気の空燃比が同所定のリーン空燃比、同所定のリッチ空燃比の順に１回づつ強制的に制御される。このように、各バンクに供給される混合気の空燃比（従って、各上流側触媒５３Ａ，５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）を切り換える手段が空燃比切換手段に相当する。
【０１０５】
次に、最大酸素吸蔵量取得のための酸素吸蔵量の算出における作動について説明する。ＣＰＵ７１は図１６のフローチャートにより示されたルーチンを所定時間（ｔｓａｍｐｌｅ）の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ１６００から処理を開始し、ステップ１６０５に進んで下記数１によりバンクＡ側の酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ａ）、及びバンクＢ側の酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ｂ）をそれぞれ求める。
【０１０６】
【数１】
ΔＯ２（ｉ）＝０．２３・ｍｆｒ（ｉ）・（ｓｔｏｉｃｈ  −  ＡＦ（ｉ））（ｉ  ＝  ＡｏｒＢ）
【０１０７】
上記数１において、値「０．２３」は大気中に含まれる酸素の重量割合である。ｍｆｒ（Ａ），ｍｆｒ（Ｂ）は、それぞれ、所定時間ｔｓａｍｐｌｅ内の燃料噴射量Ｆｉ（Ａ），Ｆｉ（Ｂ）の合計量であり、ｓｔｏｉｃｈは理論空燃比（例えば、１４．７）である。ＡＦ（Ａ），ＡＦ（Ｂ）は、それぞれ、上流側触媒５３Ａ，５３Ｂに流入する排ガスの空燃比である。ＡＦ（Ａ）は、エアフローメータ６１が計測する吸入空気流量（従って、単位時間あたりの吸入空気質量）Ｇａを燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて求められる単位時間あたりの供給燃料質量Ｇｆ（Ａ）で除することにより求められ、ＡＦ（Ｂ）は、同単位時間あたりの吸入空気質量Ｇａを燃料噴射量Ｆｉ（Ｂ）とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて求められる単位時間あたりの供給燃料質量Ｇｆ（Ｂ）で除することにより求められる。
【０１０８】
この数１に示したように、所定時間ｔｓａｍｐｌｅ内の噴射量の合計量ｍｆｒ（ｉ）に、空燃比ＡＦ（ｉ）の理論空燃比からの偏移（ｓｔｏｉｃｈ  −  ＡＦ（ｉ））を乗じることで、同所定時間ｔｓａｍｐｌｅにおける空気の消費量（不足量）がバンク毎に求められる（ｉ  ＝  ＡｏｒＢ）。このバンクＡ，Ｂの各空気の消費量に酸素の重量割合を乗じることで同所定時間ｔｓａｍｐｌｅにおけるバンクＡ側の酸素の消費量（酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ａ））、バンクＢ側の酸素の消費量（酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ｂ））がそれぞれ求められる。
【０１０９】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６１０に進んでＭｏｄｅの値が「２」であるか否か（第２モードであるか否か）を判定し、Ｍｏｄｅの値が「２」であれば同ステップ１６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６１５に進み、その時点の酸素吸蔵量ＯＳＡ１に上記バンクＡ側の酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ａ）を加えた値を新たな酸素吸蔵量ＯＳＡ１として設定し、その後ステップ１６４０に進む。
【０１１０】
このような処置（ステップ１６００〜１６１５）は、Ｍｏｄｅの値が「２」である限り繰り返し実行される。この結果、バンクＡ側の空燃比が所定のリッチ空燃比とされる第２モード（Ｍｏｄｅ＝２）において、上流側触媒５３Ａの酸素吸蔵量ＯＳＡ１が算出されて行く。第２モードにおいては、上流側触媒５３Ａに貯蔵されている酸素が消費されて行くからである。なお、ステップ１６１０での判定において「Ｎｏ」と判定される場合、ＣＰＵ７１は同ステップ１６１０からステップ１６２０に直接進む。
【０１１１】
ＣＰＵ７１は、ステップ１６２０に進んだ場合、Ｍｏｄｅの値が「３」であるか否か（第３モードであるか否か）を判定し、Ｍｏｄｅの値が「３」であれば「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２５に進み、その時点の酸素吸蔵量ＯＳＡ２に上記バンクＡ側の酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ａ）を加えた値を新たな酸素吸蔵量ＯＳＡ２として設定し、その後ステップ１６４０に進む。
【０１１２】
このような処置（ステップ１６００，１６０５，１６１０，１６２０，１６２５）は、Ｍｏｄｅの値が「３」である限り繰り返し実行される。この結果、バンクＡ側の空燃比が所定のリッチ空燃比とされる第３モード（Ｍｏｄｅ＝３）において、下流側触媒５５の酸素吸蔵量ＯＳＡ２が算出されて行く。第３モードにおいては、下流側触媒５５に貯蔵されている酸素が消費されて行くからである。
【０１１３】
また、ステップ１６２０での判定において「Ｎｏ」と判定される場合、ＣＰＵ７１はステップ１６３０に進み、Ｍｏｄｅの値が「５」であるか否か（第５モードであるか否か）を判定し、Ｍｏｄｅの値が「５」であればステップ１６３５に進んでその時点の酸素吸蔵量ＯＳＡ３に上記バンクＢ側の酸素吸蔵量変化量ΔＯ２（Ｂ）を加えた値を新たな酸素吸蔵量ＯＳＡ３として設定し、その後ステップ１６４０に進む。
【０１１４】
このような処置（ステップ１６００，１６０５，１６１０，１６２０，１６３０，１６３５）は、Ｍｏｄｅの値が「５」である限り繰り返し実行される。この結果、バンクＢ側の空燃比が所定のリッチ空燃比とされる第５モード（Ｍｏｄｅ＝５）において、上流側触媒５３Ｂの酸素吸蔵量と下流側触媒５５の酸素吸蔵量の合計量ＯＳＡ３が算出されて行く。第５モードにおいては、上流側触媒５３Ｂに貯蔵されている酸素と下流側触媒５５に貯蔵されている酸素とが消費されて行くからである。なお、ステップ１６３０での判定において「Ｎｏ」と判定される場合、ＣＰＵ７１は同ステップ１６３０からステップ１６４０に直接進む。
【０１１５】
そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１６４０に進むと、バンクＡ側の燃料噴射量Ｆｉ（Ａ）の合計量ｍｆｒ（Ａ）、及びバンクＢ側の燃料噴射量Ｆｉ（Ｂ）の合計量ｍｆｒ（Ｂ）を共に「０」に設定し、その後ステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１６】
（最大酸素吸蔵量の取得と触媒劣化判定）
次に、触媒劣化判定における作動について説明する。ＣＰＵ７１は図１７のフローチャートにより示されたルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は図１７のステップ１７００から処理を開始し、ステップ１７０５に進んで最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「１」から「０」に変化したか否かを判定する。このとき、最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「１」から「０」に変化していなければ、ＣＰＵ７１はステップ１７０５からステップ１７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１７】
一方、先に説明した図１５のステップ１５２０にて最大酸素吸蔵量取得制御実行中フラグＸＨＡＮの値が「０」に変更された直後（即ち、第５モードが終了した直後）であると、ＣＰＵ７１はステップ１７０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１０に進み、その時点の酸素吸蔵量ＯＳＡ１〜ＯＳＡ３を、上流側触媒５３Ａの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＡｍａｘ、下流側触媒５５の最大酸素吸蔵量ＣＵＦｍａｘ、上流側触媒５３Ｂの最大酸素吸蔵量と下流側触媒５５の最大酸素吸蔵量の合計量ＣＢｓｉｄｅｍａｘとしてそれぞれ格納し、続くステップ１７１５にて、ＣＢｓｉｄｅｍａｘからＣＵＦｍａｘを減じた値を上流側触媒５３Ｂの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＢｍａｘとして格納する。このように、上流側触媒５３Ａの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＡｍａｘ、及び下流側触媒５５の最大酸素吸蔵量ＣＵＦｍａｘとを個別に取得する手段が第１最大酸素吸蔵量取得手段に相当するとともに、上流側触媒５３Ｂの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＢｍａｘを取得する手段が第２最大酸素吸蔵量取得手段に相当する。
【０１１８】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１７２０に進んで、上流側触媒５３Ａの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＡｍａｘが上流側触媒５３Ａの劣化判定基準値ＣＳＣＡｒｅｆ以下であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定するときはステップ１７２５に進んで上流側触媒５３Ａ劣化判定結果フラグＸＳＣＡＲの値を「１」に設定する一方、「Ｎｏ」と判定するときはステップ１７３０に進んで同ＸＳＣＡＲの値を「０」に設定する。即ち、上流側触媒５３Ａ劣化判定結果フラグＸＳＣＡＲは、その値が「１」のとき上流側触媒５３Ａが劣化したことを示し、その値が「０」のとき上流側触媒５３Ａが劣化していないことを示す。
【０１１９】
以下同様に、ステップ１７３５〜１７４５の実行により、上流側触媒５３Ｂの最大酸素吸蔵量ＣＳＣＢｍａｘと上流側触媒５３Ｂの劣化判定基準値ＣＳＣＢｒｅｆとの比較結果に基づいて、上流側触媒５３Ｂ劣化判定結果フラグＸＳＣＢＲが、上流側触媒５３Ｂが劣化したとき「１」に設定される一方、上流側触媒５３Ｂが劣化していないとき「０」に設定される。また、ステップ１７５０〜１７６０の実行により、下流側触媒５５の最大酸素吸蔵量ＣＵＦｍａｘと下流側触媒５５の劣化判定基準値ＣＵＦｒｅｆとの比較結果に基づいて、下流側触媒５５劣化判定結果フラグＸＵＦＲが、下流側触媒５５が劣化したとき「１」に設定される一方、下流側触媒５５が劣化していないとき「０」に設定される。
【０１２０】
次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１７６５に進み、ＸＳＣＡＲ，ＸＳＣＢＲ，ＸＵＦＲのうち少なくとも一つが「１」になっているか否か（従って、少なくとも一つの触媒が劣化したか否か）を判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ１７７５に直接進む一方、「Ｙｅｓ」と判定するときはステップ１７７０に進んで、警報ランプ６８に点灯指示を行った後にステップ１７７５に進む。
【０１２１】
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１７７５に進んで酸素吸蔵量ＯＳＡ１〜ＯＳＡ３を総べて「０」にクリアし、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このようにして、最大酸素吸蔵量ＣＳＣＡｍａｘ，ＣＳＣＢｍａｘ，ＣＵＦｍａｘがそれぞれ取得されるとともに、上流側触媒５３Ａ，５３Ｂ、下流側触媒５５の劣化判定が個別に実行されて、このうち少なくとも一つが劣化しているときには警報ランプ６８が点灯せしめられる。
【０１２２】
以上、説明したように、第１実施形態に係る排気浄化装置によれば、バンクＡ側の空燃比、及びバンクＢ側の空燃比は、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が前記上流側目標値の下限値ｖｒｅｆｌｏｗより小さくなる第１時点、又は同出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が同上流側目標値の上限値ｖｒｅｆｕｐより大きくなる第２時点が交互に到来する毎に、原則的に、理論空燃比から互いに異なる方向に偏移した空燃比（所定のリーン空燃比及び所定のリッチ空燃比）に同時に切り換えられていく。加えて、前記第１時点、又は第２時点が到来したときにおいて下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが前記下流側目標値（Ｖｏｘｓｒｅｆ±ＤＶｒｅｆ）から外れた所定の値となっているとき、バンクＡ側の空燃比の切り換え時点が所定の遅延時間Ｔｄｅｌａｙだけ遅延せしめられる。これにより、上流側空燃比センサ６４Ａが配設されたバンクＡ側の上流側触媒５３Ａから流出する排ガスの空燃比の平均値のみならず上流側空燃比センサが配設されていないバンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから流出する排ガスの空燃比の平均値もが、それぞれ理論空燃比近傍になるように制御され得る。従って、上流側空燃比センサ６４Ａと下流側空燃比センサ６５の２つの空燃比センサの出力にのみ基づいてバンクＡ，Ｂの各空燃比を制御することで下流側触媒５５から流出されるエミッションの排出量を少なくすることができた。
【０１２３】
また、バンクＢ側の空燃比を理論空燃比に維持した状態でバンクＡ側の空燃比を所定のリーン空燃比、所定のリッチ空燃比の順に１回づつ強制的に制御し、次いで、バンクＡ側の空燃比を理論空燃比に維持した状態でバンクＢ側の空燃比を同所定のリーン空燃比、同所定のリッチ空燃比の順に１回づつ強制的に制御することで、上流側空燃比センサ６４Ａと下流側空燃比センサ６５の２つの空燃比センサの出力にのみ基づいて上流側触媒５３Ａ，５３Ｂ、下流側触媒５５の各最大酸素吸蔵量を取得でき、この結果、各触媒の劣化判定を個別に実行することができた。即ち、空燃比制御、及び触媒劣化判定に必要となる空燃比センサの数を減らすことができた。
【０１２４】
上記第１実施形態においては、前記第１時点、又は第２時点が到来したときにおいて下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが前記下流側目標値（Ｖｏｘｓｒｅｆ±ＤＶｒｅｆ）から外れた所定の値となっている場合、バンクＡ側（上流側空燃比センサが配設された側）の空燃比の切り換え時点のみを所定の遅延時間Ｔｄｅｌａｙだけ遅延せしめるように構成されているが、この場合、バンクＢ側（上流側空燃比センサが配設されていない側）の空燃比の切り換え時点のみを所定の遅延時間Ｔｄｅｌａｙだけ遅延せしめるように構成してもよい。具体的には、前記第１時点が到来したときであって下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが上限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ＋ＤＶｒｅｆ）より大きくなっているとき、並びに、前記第２時点が到来したときであって下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが下限値（Ｖｏｘｓｒｅｆ−ＤＶｒｅｆ）より小さい値となっているとき、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの値Ｖｏｘｓｒｅｆからの偏差ＤＶｏｘｓの絶対値に応じて遅延時間を設定するとともに、バンクＢ側に供給される混合気の空燃比（従って、上流側触媒５３Ｂに流入する排ガスの空燃比）の切り換え時点のみを前記第１時点又は第２時点から同遅延時間だけ遅延させるように構成してもよい。
【０１２５】
また、上記第１実施形態においては、前記第１時点、又は第２時点が到来したときにおいて下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが前記下流側目標値（Ｖｏｘｓｒｅｆ±ＤＶｒｅｆ）から外れた所定の値となっている場合、同所定の値が同下流側目標値から外れている方向に応じてバンクＡ，Ｂのうち空燃比切り換え時点を遅延するべきバンクを選択し、同選択されたバンク側に供給される混合気の空燃比の切り換え時点のみを前記第１時点又は第２時点から遅延させるように構成してもよい。
【０１２６】
（第２実施形態）
次に、本発明による第２実施形態に係る排気浄化装置について説明する。この排気浄化装置は、各バンクに対して実行される空燃比フィードバック制御の内容についてのみ第１実施形態に係る排気浄化装置と異なっている。この結果、この装置のＣＰＵ７１は、第１実施形態のＣＰＵ７１が実行する図８、及び図９に示したルーチンに代えて、図１８、及び図１９にフローチャートにより示したルーチンを実行する。以下、第２実施形態に特有のルーチンについて、順に説明する。
【０１２７】
ＣＰＵ７１は、バンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の算出のための図１８に示したルーチンを、所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ１８００から処理を開始し、ステップ１８０５に進んで前述の図８のステップ８０５と同一の空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ１８２０に進んでバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）の値を「０」に設定した後、ステップ１８９５に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１２８】
一方、空燃比フィードバック制御条件が成立しているとき、ＣＰＵ７１はステップ１８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８１０に進み、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）から前記値ｖｓｔｏｉｃｈを減じた値を偏差Ｄａｂｙｆｓとして設定し、続くステップ１８１５にて、同ステップ１８１５内に記載のテーブルと前記偏差Ｄａｂｙｆｓの値とに従ってバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）を決定し、ステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
これにより、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が理論空燃比よりもリーンな空燃比を示す値となっているとき空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）が正の値として決定され（従って、バンクＡ側の空燃比が理論空燃比よりもリッチ空燃比となり）、同出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が理論空燃比よりもリッチな空燃比を示す値となっているとき空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）が負の値として決定される（従って、バンクＡ側の空燃比が理論空燃比よりもリーン空燃比となる）。従って、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）が上流側目標値ｖｓｔｏｉｃｈとなるように上流側触媒５３Ａに流入する排ガスの空燃比が制御される。
【０１３０】
また、ＣＰＵ７１は、バンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の算出のための図１９に示したルーチンを、所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ１９００から処理を開始し、ステップ１９０５に進んで前述の図８のステップ８０５と同一の空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定するときはステップ１９２５に進んでバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）の値を「０」に設定した後、ステップ１９９５に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３１】
一方、空燃比フィードバック制御条件が成立しているとき、ＣＰＵ７１はステップ１９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９１０に進み、値Ｖｏｘｓｒｅｆから下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓを減じた値を偏差ＤＶｏｘｓ１として設定し、続くステップ１９１５にて、同ステップ１９１５内に記載のテーブルと前記偏差ＤＶｏｘｓ１の値とに従って補正量Ｈを決定する。続いて、ＣＰＵ７１はステップ１９２０に進んで、前述のステップ１８１５の処理にて決定されている最新のバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）に前記補正量Ｈを加えた値をバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）として設定し、ステップ１９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１３２】
これにより、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリーンな空燃比を示す値となっているとき、補正量Ｈが正の値として設定されるからバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）がバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）よりも大きい値に設定され（従って、バンクＢ側の空燃比がバンクＡ側の空燃比よりもリッチ空燃比に設定され）、同出力Ｖｏｘｓが理論空燃比よりもリッチな空燃比を示す値となっているとき、補正量Ｈが負の値として設定されるから空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）が空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）よりも小さい値に設定される（従って、バンクＢ側の空燃比がバンクＡ側の空燃比よりもリーン空燃比に設定される）。換言すれば、バンクＢの空燃比は、原則的に（具体的には、補正量Ｈ＝０のとき）、バンクＡ側の空燃比と等しくなるように設定される一方で、下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓの下流側目標値Ｖｏｘｓｒｅｆからの偏移に応じてバンクＢ側の空燃比が補正される。
【０１３３】
従って、上記第２実施形態に係る排気浄化装置によっても、上記第１実施形態と同様、バンクＢ側の上流側触媒５３Ｂから流出する排ガスの空燃比が下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓに応じて同上流側触媒５３Ｂから流出するエミッションの排出量が減少する方向に補正（制御）され得る。この結果、上流側空燃比センサ６４Ａと下流側空燃比センサ６５の２つの空燃比センサの出力にのみ基づいてバンクＡ，Ｂの各空燃比を制御することで下流側触媒５５から流出されるエミッションの排出量を少なくすることができた。
【０１３４】
上記第２実施形態においては、バンクＡ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ａ）が、上流側空燃比センサ出力ｖａｂｙｆｓ（Ａ）から上流側目標値ｖｓｔｏｉｃｈを減じた値（偏差Ｄａｂｙｆｓ）に比例する値（即ち、偏差Ｄａｂｙｆｓを比例処理（Ｐ処理）した値）として設定されているが、同偏差Ｄａｂｙｆｓを比例・積分処理（ＰＩ処理）した値、又は同偏差Ｄａｂｙｆｓを比例・積分・微分処理（ＰＩＤ処理）した値として設定するように構成してもよい。同様に、上記第２実施形態においては、バンクＢ側の空燃比フィードバック補正量ＤＦｉ（Ｂ）を補正するための補正量Ｈが、下流側目標値Ｖｏｘｓｒｅｆから下流側空燃比センサ出力Ｖｏｘｓを減じた値（偏差ＤＶｏｘｓ１）に比例する値（即ち、偏差ＤＶｏｘｓ１を比例処理（Ｐ処理）した値）として設定されているが、同偏差ＤＶｏｘｓ１を比例・積分処理（ＰＩ処理）した値、又は同偏差ＤＶｏｘｓ１を比例・積分・微分処理（ＰＩＤ処理）した値として設定するように構成してもよい。
【０１３５】
更には、上記各実施形態においては、上流側空燃比センサとして所謂限界電流式の酸素濃度センサを使用するとともに下流側空燃比センサとして所謂濃淡電池式の酸素濃度センサを使用しているが、上流側空燃比センサ、及び下流側空燃比センサとして、共に濃淡電池式の酸素濃度センサを使用してもよいし、共に限界電流式の酸素濃度センサを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置を内燃機関に適用したシステムの概略図である。
【図２】図１に示したエアフローメータの出力電圧と計測された吸入空気流量との関係を示したマップである。
【図３】図１に示した上流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したマップである。
【図４】図１に示した下流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したマップである。
【図５】図１に示した排気浄化装置が空燃比フィードバック制御を実行する際における、バンクＡ側及びバンクＢ側の各触媒上流空燃比、バンクＡ側及びバンクＢ側の上流側触媒の各酸素吸蔵量、上流側空燃比センサ出力、下流側空燃比センサ出力の変化の一例を示したタイムチャートである。
【図６】図１に示したＣＰＵが実行する燃料噴射量計算のためのルーチンを示したフローチャートである。
【図７】図１に示したＣＰＵが実行する空燃比切換タイミングを決定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図１に示したＣＰＵが実行するバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図９】図１に示したＣＰＵが実行するバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】図１に示したＣＰＵが実行する最大酸素吸蔵量取得制御を開始するか否かを決定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】図１に示したＣＰＵが実行する第１モードのルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】図１に示したＣＰＵが実行する第２モードのルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】図１に示したＣＰＵが実行する第３モードのルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】図１に示したＣＰＵが実行する第４モードのルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】図１に示したＣＰＵが実行する第５モードのルーチンを示したフローチャートである。
【図１６】図１に示したＣＰＵが実行する酸素吸蔵量を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１７】図１に示したＣＰＵが実行する触媒劣化判定を行うためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するバンクＡ側の空燃比フィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するバンクＢ側の空燃比フィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…内燃機関、２５Ａ，２５Ｂ…燃焼室、３６Ａ，３６Ｂ…インジェクタ、５２Ａ，５２Ｂ…エキゾーストパイプ（排気管）、５３Ａ，５３Ｂ…上流側触媒（三元触媒）、５４…下流側エキゾーストパイプ（排気管）、５５…下流側触媒（三元触媒）、６４Ａ…上流側空燃比センサ、６５…下流側空燃比センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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