(57)【要約】【課題】  触媒の酸素吸蔵能力に変化があった場合でも、過リッチとなることなくリッチ制御を行うことができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】  燃料噴射制御装置は、エンジンにおけるフューエルカット状態から復帰した後に、空燃比を高めるリッチ制御を行う。リッチ制御では、排気流路に設けられた排気浄化触媒の酸素吸蔵能力に基づいて、リッチ側への移動量を調整する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フューエルカット状態から復帰した後における内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の酸素吸蔵量を適正化するために空燃比をリッチにするリッチ制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
フューエルカット状態から復帰した後における前記排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態に基づいて、前記リッチ側への移動量を調整するリッチ制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態は、前記排気浄化触媒の温度によって求められる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態は、前記排気浄化触媒の劣化度合いによって求められる請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
フューエルカット状態から復帰した後における内燃機関の排気通路に直列に設けられた複数の排気浄化触媒の酸素吸蔵量を適正化するために、前記複数の排気浄化触媒におけるそれぞれの排気流路の下流側に設けられた酸素センサの出力値の基づいて、空燃比をリッチにするリッチ制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
フューエルカットから復帰した後、前記排気流路の上流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリッチであり、下流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリーンであるときには、前記複数の酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が所定の閾値よりもいずれもリーンであるときよりも、リッチ増量時の目標リッチ空燃比のリッチ度合いを小さく設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、フューエルカット状態から復帰した後における排気浄化触媒内を酸素過多な状態から適正な状態に早期に回復させる内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などの浄化すべき物質が含まれており、これらの物質を浄化するために、排気通路に三元触媒を設けたものがある。また、ディーゼルエンジンの場合には、これらの物質に加えて粒子状物質の浄化する四元触媒等も用いられている。この触媒の酸素吸蔵作用に着目して浄化すべき物質の浄化率をより一層向上させるために、酸素吸蔵作用を効果的に利用した空燃比制御が従来から検討されている。
【０００３】
内燃機関において、燃料カット（フューエルカット）があると、内燃機関内の空気がそのまま触媒に流れ込むので、触媒に酸素過多の状態が生じる。この状態では、触媒の浄化作用が低下してしまうので、早期に適正な状態に回復するために、空燃比をリッチにするいわゆるリッチ制御を行う技術がある。
【０００４】
このようなリッチ制御を行うものとして、特開平８−１９３５３７号公報に開示された内燃機関の燃料噴射制御装置がある。この燃料噴射制御装置は、Ａ／Ｆセンサで検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量をフィードバック制御しており、燃料カットがあったときには、一時的に目標空燃比をリッチ側に設定するものである。
【特許文献１】特開平８−１９３５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に開示された燃料噴射制御装置では、フューエルカットがあったときに、一時的に目標空燃比をリッチ側に設定するのみであるので、フューエルカット後における制御条件の挙動について特に考慮されていない。特に、排気流路に設けられた触媒は、その状態によって浄化能力が変化している。このように、触媒の浄化能力が変化するにもかかわらず、単に目標空燃比をリッチ側に移動させる制御をするのみでは、触媒の浄化能力の状態によっては、過リッチとなって、排出される炭化水素の増加を招くおそれがあるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、触媒の浄化能力の状態に変化があった場合でも、過リッチとなることなくリッチ制御を行うことができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、フューエルカット状態から復帰した後における内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の酸素吸蔵量を適正化するために空燃比をリッチにするリッチ制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、フューエルカット状態から復帰した後における排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態に基づいて、リッチ側への移動量を調整するリッチ制御を行うものである。
【０００８】
酸素吸蔵能力が低下した状態となっているときに、リッチ側への移動量が大きいリッチ制御を行うと、リッチ側への制御移動量が多くなったときに、炭化水素の浄化能力の低下が懸念される。この点、本発明に係る燃料噴射制御装置では、リッチ制御を行うにあたり、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の状態に基づいて、リッチ側への移動量を調整している。このため、酸素吸蔵能力が低下しているときに、リッチ側への移動量を少なくする制御を行うことができるので、触媒の浄化能力の状態に変化があった場合でも、過リッチとなることなくリッチ制御を行うことができる。
【０００９】
ここで、排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態は、排気浄化触媒の温度によって求められる態様とすることができる。または、排気浄化触媒における酸素吸蔵能力状態は、排気浄化触媒の劣化度合いによって求められる態様とすることもできる。
【００１０】
このように、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力状態は、排気浄化触媒の温度または排気浄化触媒の劣化度合いによって求めることができる。
【００１１】
また、上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、フューエルカット状態から復帰した後における内燃機関の排気通路に直列に設けられた複数の排気浄化触媒の酸素吸蔵量を適正化するために、複数の排気浄化触媒におけるそれぞれの排気流路の下流側に設けられた酸素センサの出力値の基づいて、空燃比をリッチにするリッチ制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、フューエルカットから復帰した後、排気流路の上流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリッチであり、下流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリーンであるときには、複数の酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が所定の閾値よりもいずれもリーンであるときよりも、リッチ増量時の目標リッチ空燃比のリッチ度合いを小さく設定するものである。
【００１２】
排気通路に直列に設けられた複数の触媒における酸素吸蔵量が、フューエルカット後にリッチ制御を行うことによって減少する際には、上流側の触媒から酸素吸蔵量が減少していく。酸素吸蔵量が減少した触媒では、酸素の放出量が少なくなり、その下流側の設けられている酸素センサの出力値から求められる排気空燃比は徐々にリッチ側に移動していく。そして、上流側の触媒の酸素吸蔵量が適正な量となった後、続いて下流側の触媒の酸素吸蔵量が減少していく。このため、酸素放出を図るためのリッチ制御において、上流側の触媒の酸素吸蔵量が適正となった後も、同様のリッチ移動量とすると、過リッチとなることが考えられる。
【００１３】
そこで、本発明係る燃料噴射制御装置においては、排気流路の上流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリッチであり、下流側に設けられた酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が、所定の閾値よりもリーンであるときには、複数の酸素センサの出力値から求められる排気空燃比が所定の閾値よりもいずれもリーンであるときよりも、リッチ増量時の目標リッチ空燃比のリッチ度合いを小さく設定するようにしている。このため、上流側に設けられた触媒の酸素吸蔵量が適量となった後においても、過リッチとなることを防止しながら、下流側の触媒における酸素吸蔵量を早期に適量に減少させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、触媒の酸素吸蔵能力に変化があった場合でも、過リッチとなることなくリッチ制御を行うことができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００１６】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置による制御が行われるエンジンの概要図である。
【００１７】
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１には、排気通路２が取り付けられている。排気通路２には、エンジン１で生じる排気ガスが流入し、そのまま外部に排出される。排気通路２には、第一排気浄化触媒（以下「第一触媒」という）３および第二排気浄化触媒（以下第二触媒）という）４が上流側からこの順で取り付けられている。
【００１８】
エンジン１には、シリンダが設けられており、シリンダ内には、吸気通路から空気が供給されるとともにインジェクタから燃料が供給される。シリンダ内では、供給された燃料と空気が混合して混合気となる。この混合気に点火プラグで点火して混合気を燃焼させて駆動力を発生させる。混合気を燃焼させると排気ガスが発生し、この排気ガスは排気通路２を通ってから外部に排出される。
【００１９】
排気通路２に設けられた第一触媒３および第二触媒４には、いずれも本発明の排気浄化触媒である三元触媒が用いられている。これらの三元触媒は、セリア（ＣｅＯ２）等を成分とした酸素吸蔵作用を有するものであり、排気ガス中の酸素を吸蔵・放出する性質を有している。三元触媒の酸素吸蔵放出機能は、混合気の空燃比がリーンになると排気ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、空燃比がリッチになると吸着保持した酸素を放出する。混合気がリーンになったときには過剰な酸素が三元触媒に吸着保持されるために窒素酸化物ＮＯｘが還元されることになる。一方、混合気がリッチになったときには三元触媒に吸着された酸素が放出されることで一酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣが酸化される。
【００２０】
このとき、三元触媒がその酸素吸蔵能力の限界まで酸素を吸蔵していれば、入ガスの排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵することができなくなり、排気ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを十分に浄化できなくなる。一方、三元触媒が酸素を放出しきって酸素をまったく吸蔵していなければ、入ガスの排気空燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができないので、排気ガス中の一酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣを十分に浄化できなくなる。このため、通常は入ガスの排気空燃比がリーンとなってもリッチとなっても対応できるように触媒の酸素吸蔵量を制御している。
【００２１】
さらに、排気通路２における第一触媒３の上流側には空燃比を測定するための空燃比センサ（以下「Ａ／Ｆセンサ」という）５が設けられている。Ａ／Ｆセンサ５では、第一触媒３に流入する排気ガスの空燃比（排気空燃比）を検出している。このＡ／Ｆセンサ５は、排気空燃比をリニアに検出する、いわゆるリニア空燃比センサである。
【００２２】
また、第一触媒３と第二触媒４との間には第一酸素センサ６が設けられ、第二触媒４の後流側には第二酸素センサ７が設けられている。このように、これらの酸素センサ６，７は直列に設けられ、最下流側に第二酸素センサ７が設けられている。
【００２３】
これらの酸素センサ６，７は、理論空燃比の前後でその出力（出力電圧）をオン−オフ的に急変させるものである。酸素センサとしては、ジリコニア素子を用いたものが一般的であり、本実施形態の酸素センサ６，７もジリコニアを用いたものである。Ａ／Ｆセンサ５と酸素センサ６，７とは、その検出がリニアであるかオン−オフ的であるかの相違はあるが、いずれもそれぞれの取付位置における排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比を検出している。
【００２４】
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御の手順について説明する。本実施形態に係る燃料噴射制御では、特にフューエルカットが実行された後、三元触媒を早期に適正な酸素吸蔵量とするためのリッチ制御を行う。また、リッチ制御が行われていない通常の状態では、理論空燃比を目標としたフィードバック制御が行われている。このフィードバック制御では、Ａ／Ｆセンサ５で検出された酸素濃度をフィードバックし、触媒３，４の酸素吸蔵量が適正となるように燃料噴射量をフィードバック補正する。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御の手順を示すフローチャートである。
【００２６】
図２に示すように、まず、触媒３，４が暖機状態にあるか否かを判断する（Ｓ１）。触媒が暖機状態にない場合には、触媒が活性しておらず、酸素吸蔵能力が低減しているので、暖機状態にない場合には、フューエルカット後のリッチ制御は行わない。触媒が暖機状態にあるか否かの判断は、エンジン１の駆動条件や駆動時間または触媒の温度などに基づいて行われる。
【００２７】
触媒が暖機状態にあると判断した場合には、フューエルカットが実行されているか否かを判断する（Ｓ２）。フューエルカットが実行されているか否かは、エンジンを制御する図示しないＥＣＵからインジェクタにフューエルカット信号の出力状態で判断する。
【００２８】
その結果、フューエルカットが実行されていないと判断したら、リッチ制御の要求があったか否かを判断する（Ｓ３）。リッチ制御の要求があったか否かの判断は、触媒３，４における酸素吸蔵量やステップＳ８においてリッチ制御の継続判定がなされているか否か等により行われる。
【００２９】
ステップＳ２においてフューエルカットが実行されていると判断したら、触媒３，４における酸素の吸蔵量を計算する（Ｓ１０）。この酸素吸蔵量に基づいて、リッチ制御が必要か否かを判断し（Ｓ１１）、必要であると判断した場合には、リッチ制御継続判定を行う（Ｓ８）。一方、酸素吸蔵量が所定のしきい値以下である場合には、リッチ制御は不要であると判断してリッチ制御は行わず、制御を終了する。
【００３０】
フューエルカットがあると、エンジン１に供給された空気がそのまま排気通路２に流入し、触媒３，４における酸素吸蔵量が増加する。酸素吸蔵量が多くなりすぎると、上記のように、ＮＯｘの還元効果が低下してしまう。この状態は好ましくないので、触媒３，４内の酸素吸蔵量に所定のしきい値を設定しておき、フューエルカット中における触媒３，４内の酸素吸蔵量がこのしきい値を超えた場合に、リッチ制御の要求があったと判断して、リッチ制御継続判定を行う。
【００３１】
また、ステップＳ３でリッチ制御の要求があったと判断したら、触媒３，４が高活性温度にあるか低活性温度にあるかを判定する。触媒３，４は、高活性温度にあるときには、炭化水素を十分に浄化する能力を備えるが、低活性温度にあるときには、酸素吸蔵量が低下しているので、炭化水素の浄化能力が低下していることがある。この低活性温度にあるときに、リッチ制御を行うと、リッチ度合いが大きくなりすぎて、炭化水素の浄化が十分にできないことが考えられる。図３に示すように、この高活性温度の低温側閾値をα、高温側閾値をβとする。各閾値α，βは触媒の種類等により異なるが、通常、低温側閾値は４００℃前後、高温側閾値は８００℃前後に設定することができる。
【００３２】
触媒３，４の温度が高活性温度にあるか低活性温度にあるかを判定するために、まず触媒の温度が低温側閾値α未満であるか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、低温側閾値α未満であると判断したら、低活性温度にあると判断する。低活性状態にある触媒３，４では、蓄えられている酸素の量が少なくなっているので、目標空燃比をリッチ側に移動する量が大きすぎると、酸素不足となって炭化水素を十分に浄化できないことが考えられる。そこで、触媒３，４の温度が低活性温度にあるときには、目標空燃比のリッチ側への移動量を少なくした第一リッチ制御を実行する（Ｓ６）。この第一リッチ制御では、目標空燃比のリッチ側への移動量を少なくしているので、その分炭化水素の浄化能力を保つことができる。
【００３３】
ここでの触媒３，４の温度としては、両触媒３，４の温度の平均値、両触媒３，４の温度の高い側の温度、または低い側の温度、あるいは第一触媒３のみの温度または第二触媒４のみの温度などを用いることができる。
【００３４】
こうして第一リッチ制御を実行したら、触媒３，４からの酸素放出量を算出し（Ｓ７）、算出した結果に基づいて、リッチ制御を継続判定する（Ｓ８）。リッチ制御の継続判定では、ステップＳ７で算出された酸素放出量が所定の量に達していたら、触媒３，４内の酸素吸蔵量が適正なったと判断してリッチ制御を終了すると判定する。また、酸素放出量が所定の量に達していない場合には、触媒３，４内の酸素吸蔵量が多く、いまだ適正とはなっていないと判断して、リッチ制御を継続すると判定する。
【００３５】
一方、ステップＳ３で触媒３，４の温度が低温側閾値α未満でない（低温側閾値α以上である）と判断したら、触媒３，４の温度が高温側閾値β未満であるか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、触媒３，４の温度が高温側閾値β以上であった場合には、ステップＳ３で低温側閾値α未満であると判断した場合同様、低活性温度にあると判定される。したがって、燃費の向上や制御精度の向上のためにリッチ側への移動量を少なくした第一リッチ制御を行う（Ｓ６）。その後、酸素放出量を計算し（Ｓ７）、リッチ制御の継続判定を行う（Ｓ８）。
【００３６】
また、触媒３，４の温度が高温側閾値β未満である場合には、触媒３，４の温度は高活性温度となっており、酸素を多量に蓄えているので、目標空燃比をリッチ側に大きめに移動させたとしても、炭化水素を十分に浄化できる状態にあると判断することができる。したがって、この場合には、リッチ側への移動量を多くした第二リッチ制御を行う（Ｓ９）。このように、目標空燃比のリッチ側への移動量を多くした第二リッチ制御を行うことにより、触媒３，４の酸素吸蔵量を早く減少させて、早期にＮＯｘ還元能力を回復させることができる。
【００３７】
こうして第二リッチ制御を実行したら、触媒３，４からの酸素放出量を算出し（Ｓ７）、算出した結果に基づいて、リッチ制御を継続判定する（Ｓ８）。リッチ制御の継続判定では、ステップＳ７で算出された酸素放出量が所定の量に達していたら、触媒３，４内の酸素吸蔵量が適正なったと判断してリッチ制御を終了すると判定する。一方、酸素放出量が所定の量に達していない場合には、触媒３，４内の酸素吸蔵量が多く、いまだ適正とはなっていないと判断して、リッチ制御を継続すると判定する。
【００３８】
このようにして、フューエルカット後のリッチ制御を好適に行うことができる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御の例について、タイムチャートを追って説明する。図４は、本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第一の例を示すタイムチャート、図５は本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第二の例を示すタイムチャートである。
である。
【００４０】
図４、図５において、（ａ）にフューエルカットの有無、（ｂ）に触媒内酸素吸蔵量、（ｃ）に触媒温度、（ｄ）に目標空燃比、（ｅ）に燃料増量値のそれぞれの時間変化を示している。また、時刻Ｔ１でフューエルカットがあり、時刻Ｔ２でフューエルカットが終了し、時刻Ｔ３で触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻ったとする。
【００４１】
図４および図５に示すように、まず、時刻Ｔ１までの間、フューエルカットはなく、その間、燃料噴射制御では、通常のフィードバック制御を行っている。この間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は標準量に保たれている。また、目標空燃比はストイキに設定されており、燃料増量値は０とされている。この間、図２に示すフローチャートでは、ステップＳ２でフューエルカットが実行されないと判断され、ステップＳ３でリッチ制御の要求がないと判断されて制御が終了する。
【００４２】
次に、時刻Ｔ１に到達すると、フューエルカットがなされ、フューエルカットとともに触媒３，４内の酸素吸蔵量が増加する。この間、燃料は噴射されないものの、目標空燃比は変更することなく、そのままに保持しておく。もちろん、燃料増量値も０となる。
【００４３】
フューエルカットがなされている間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は上昇する。ここで、触媒３，４における酸素吸蔵量には上限があるので、フューエルカットが行われている間に、酸素吸蔵量が上限に達した場合には、酸素吸蔵量はその上限値となり、吸蔵されなかった酸素（空気）はそのまま排出される。
【００４４】
このとき、ステップＳ２でフューエルカットが実行されていると判断され、酸素吸蔵量の計算がなされる（Ｓ１０）。この酸素吸蔵量算出の結果に基づいてリッチ制御の必要性が判断され、必要であると判断されたら、フューエルカット終了時刻Ｔ２の後にリッチ制御が行われる。
【００４５】
その後、時刻Ｔ２に至り、フューエルカット状態からリッチ制御を伴わない復帰をすると、エンジン１からは再び排気ガスが排出され、触媒３，４の酸素吸蔵量が徐々に減少するものの、触媒３，４における酸素吸蔵能力が多すぎると、酸化窒素ＮＯｘの浄化が好適にできなくなるので、早期に酸素吸蔵量を適正な値に戻す必要が生じる。そこで、目標空燃比をリッチ側に移動させるリッチ制御を行って、フィードバック制御を行う。
【００４６】
リッチ制御を行う際、触媒３，４の温度が、図４（ｃ）に示すように、高活性温度にある場合には、触媒３，４炭化水素の浄化を行うための酸素が十分に蓄えられている。このため、炭化水素を浄化するための酸素が十分にあることから、リッチ度合いをある程度高く、具体的には１３．０程度とするリッチ制御を行う。
【００４７】
時刻Ｔ３に到達すると、ステップＳ７で計算される酸素放出量が標準量に到達していると判断されるので、ステップＳ８でリッチ制御の継続が不要と判断されてリッチ制御が終了する。
【００４８】
また、時刻Ｔ２の段階で、図４（ｃ）に示すように、触媒３，４の温度が低活性温度となっていると、酸素吸蔵量が少ないことから、リッチ度合いを高めると、酸素が不足して炭化水素の浄化を十分に行えないことがある。そこで、触媒３，４の温度が低活性温度となっているときには、リッチ度合いを小さく、具体的に１３．５程度とする。こうして、リッチ制御を行う際のリッチ側への移動量を小さくすることにより、炭化水素の浄化を確実に行うようにしたリッチ制御を行うことができる。
【００４９】
ここまで、本発明の第一の実施形態について説明した。上記第一の実施形態において、酸素吸蔵能力を判断するために触媒温度を用いているが、触媒温度に代えて、触媒劣化度合いを用いることもできる。触媒劣化度合いが大きいときには、酸素吸蔵能力が低下しており、触媒劣化度合いが小さいときには、酸素吸蔵能力が高い状態にある。なお、触媒劣化度合いは、適宜公知の方法で算出することができる。
【００５０】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、ハード構成については、上記第一の実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様の構成を有している。
【００５１】
それでは、本実施形態に係る燃料噴射装置による燃料噴射制御の手順について説明する。本実施形態に係る燃料噴射装置では、上記第一の実施形態と同様、特にフューエルカットが実行された後、三元触媒を早期に適正な酸素吸蔵量とするためのリッチ制御を行う。また、リッチ制御が行われていない通常の状態では、理論空燃比を目標としたフィードバック制御が行われている。
【００５２】
図６は、本発明の第二の実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御のフローチャートである。
【００５３】
図６に示すように、まず、触媒３，４が暖機状態にあるか否かを判断する（Ｓ２１）。触媒が暖機状態にない場合には、上記第一の実施形態と同様、リッチ制御は行わない。触媒が暖機状態にあると判断したら、フューエルカットが実行されたか否かを判断する（Ｓ２２）。その結果、フューエルカットが実行されたと判断したら、酸素吸蔵量を計算する（Ｓ３０）。この酸素吸蔵量に基づいて、リッチ制御が必要か否かを判断し（Ｓ３１）、必要であると判断した場合には、リッチ制御継続判定を行う（Ｓ２９）。一方、酸素吸蔵量が所定のしきい値以下である場合には、リッチ制御は不要であると判断してリッチ制御は行わず、制御を終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ２２においてフューエルカットが実行されていないと判断したら、リッチ制御の要求があるか否かを判断する（Ｓ２３）。その結果、リッチ制御の要求がない場合には、リッチ制御を行うことなく、制御を終了する。また、リッチ制御の要求があった場合には、第二酸素センサ７からの出力信号が、排気空燃比が所定の閾値よりもリッチとなる酸素濃度を示しているか否かを判断する（Ｓ２４）。
【００５５】
触媒３，４では、排出される排気ガスの酸素濃度から検出される排気空燃比がストイキであれば、触媒３，４に含まれる酸素の量は適量であると考えられる。また、フューエルカットにより触媒３，４の酸素吸蔵量が多くなり、その酸素が排出される際には、上流側の第一触媒３の酸素が排出され、続いて、下流側の第二触媒４の酸素が排出される。
【００５６】
このため、第二触媒４から排出される排気ガスの酸素濃度から検出される排気空燃比がリーンでなく、リッチ（またはストイキ）となっていれば、第二触媒４の酸素吸蔵量は適量になっているとともに、第二触媒４のその上流側に位置する第一触媒３の酸素吸蔵量も適量となっていると考えられる。
【００５７】
そこで、ステップＳ２４において、第二酸素センサ７からの出力信号が、排気空燃比が所定の閾値よりもリッチとなる酸素濃度となっていると判断したら、リッチ制御を行うことなく制御を終了する。また、第二酸素センサ７からの出力信号が、排気空燃比がリッチとならない酸素濃度となっていないと判断したら、第一酸素センサ６からの出力信号が、排気空燃比がリッチとなる酸素濃度となっているか否かを判断する（Ｓ２５）。
【００５８】
第一酸素センサ６からの出力信号が、排気空燃比がリッチとなる酸素濃度となっているかを判断するための閾値は、第二酸素センサ７からの出力信号が、排気空燃比がリッチとなる酸素濃度となっているか否かを判断するための閾値と同じであってもよいし、異なる閾値を設定してもよい。
【００５９】
ステップＳ２５における判断の結果、第一酸素センサ６からの出力信号が、排気空燃比がリッチでなく、所定の閾値よりもリーンとなる酸素濃度となっていると判断したら、両触媒３，４がいずれも酸素過多な状態にあると判断できる。したがって、この場合には、リッチ増量時の目標リッチ空燃比のリッチ度合いを大きくした第二リッチ制御を行う（Ｓ２９）。
【００６０】
また、第一酸素センサ６からの出力信号が、排気空燃比が所定の閾値よりもリッチとなる酸素濃度となっていると判断したら、第一触媒３の酸素吸蔵量は少なくなっていると判断できる。したがって、この場合には、リッチ増量時の目標リッチ空燃比のリッチ度合いを小さくした第一リッチ制御を行う（Ｓ２６）。
【００６１】
このように、複数の触媒３，４における酸素吸蔵量の多少により、リッチ制御のリッチ側への移動量を加減している。したがって過リッチとなる事態を防止しながら、第一触媒３および第二触媒４の酸素吸蔵量を早期に減少させて、適量化させることができる。
【００６２】
こうして、第一リッチ制御または第二リッチ制御を行った後は、触媒３，４からの酸素放出量を算出し（Ｓ２７）、算出した結果に基づいて、リッチ制御を継続判定する（Ｓ２８）。リッチ制御の継続判定では、ステップＳ２７で算出された酸素放出量が所定の量に達していたら、触媒３，４内の酸素吸蔵量が適正なったと判断してリッチ制御を終了すると判定する。一方、酸素放出量が所定の量に達していない場合には、触媒３，４内の酸素吸蔵量が多く、いまだ適正とはなっていないと判断して、リッチ制御を継続すると判定する。
【００６３】
このようにして、フューエルカット後のリッチ制御を好適に行うことができる。
【００６４】
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御の例について、タイムチャートを追って説明する。図７は、本実施形態に係る燃料噴射制御を行った例を示すタイムチャートである。
【００６５】
図７において、（ａ）にフューエルカットの有無、（ｂ−１）に第一触媒内の酸素吸蔵量、（ｂ−２）に第二触媒内の酸素吸蔵量、（ｃ−１）に第一酸素センサ出力、（ｃ−２）に第二酸素センサ出力、（ｄ）に目標空燃比、（ｅ）に燃料増量値をそれぞれ示す。また、時刻Ｔ１でフューエルカットがあり、時刻Ｔ２でフューエルカットが終了し、時刻Ｔ３で第一触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻り、時刻Ｔ４で第二触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻ったとする。
【００６６】
図７に示すように、まず、時刻Ｔ１までの間、フューエルカットはなく、その間、燃料噴射制御では、通常のフィードバック制御を行っている。この間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は標準量に保たれている。また、目標空燃比はストイキに設定されており、燃料増量値は０とされている。この間、図２に示すフローチャートでは、ステップＳ２２でフューエルカットが実行されないと判断され、ステップＳ２３でリッチ制御の要求がないと判断されて制御が終了する。
【００６７】
次に、時刻Ｔ１に到達すると、フューエルカットがなされ、フューエルカットとともに触媒３，４内の酸素吸蔵量が増加する。この間、燃料の噴射はされないものの、目標空燃比は変更することなく、そのままに保持しておく。もちろん、燃料増量値の０となる。
【００６８】
フューエルカットがなされている間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は上昇する。ここで、触媒３，４における酸素吸蔵量には上限があるので、フューエルカットが行われている間に、酸素吸蔵量が上限に達した場合には、酸素吸蔵量はその上限値となり、吸蔵されなかった酸素（空気）はそのまま排出される。
【００６９】
このとき、ステップＳ２２でフューエルカットが実行されていると判断され、酸素吸蔵量の計算がなされる（Ｓ３０）。この酸素吸蔵量算出の結果に基づいてリッチ制御の必要性が判断され、必要であると判断されたら、フューエルカット終了時刻Ｔ２の後にリッチ制御が行われる。
【００７０】
その後、時刻Ｔ２に至り、フューエルカット状態から復帰すると、エンジン１からは再び排気ガスが排出される。このときには、触媒３，４における酸素吸蔵量は最大となっている。このため、第二触媒４の酸素吸蔵量が最大であるので、第二酸素センサ７からの出力値は、排気空燃比がリーンとなる値となっており、ステップＳ２４の判断によってステップＳ２５に進む。また、ステップＳ２５では、第一酸素センサ６の酸素吸蔵量が最大であるので、第一酸素センサ６からの出力信号は、排気空燃比がリーンとなる値となっている。このように、両酸素センサ６，７からの出力信号は、いずれも排気空燃比がリーンとなる値となっている。
【００７１】
したがって、この状態では、触媒３，４の酸素を早期に放出するため、図７（ｅ）に示すように、燃料増量値を大きくし、図７（ｄ）に示すように、目標空燃比（目標リッチ空燃比）のリッチ側への移動量（リッチ度合い）を大きく、具体的には１３．０程度としたリッチ制御（第二リッチ制御）が行われる（Ｓ２９）。
【００７２】
やがて、時刻Ｔ３に到達する前までは、第一酸素センサ６からの出力は、ある程度安定しているが、時刻Ｔ３に到達する直前には徐々に大きくなる。第一酸素センサ６からの出力が大きくなると、排気空燃比がリッチ側に移動することになる。
【００７３】
そして、時刻Ｔ３に至ると、第一酸素センサ６からの出力信号が、排気空燃比が所定の閾値よりもリッチとなる酸素濃度となっていると判断するようになる。この場合には、目標空燃比（目標リッチ空燃比）リッチ側への移動量（リッチ度合い）を小さくした第一リッチ制御が行われ（Ｓ２６）、第一触媒３が過リッチになるのを防止しながら、第二触媒４における酸素吸蔵量を早期に減少させる。
【００７４】
その後、時刻Ｔ４に至る直前から、第二触媒４からの酸素の排出量が徐々に増加して、図７（ｃ−２）に示すように、第二酸素センサ７からの出力が上昇する。それから、時刻Ｔ４に至ると、第二触媒４における酸素吸蔵量も適正化され、第二酸素センサ７の出力値は、排気空燃比がリーンとなる値となる。この状態となると、ステップＳ２３でのリッチ制御の要求がなされないようになるので、燃料増量値を０として、目標空燃比をストイキに設定する。こうして制御が終了する。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第１の実施形態では、２つの触媒３，４を設けているが、触媒を１つのみ設ける態様とすることができる。また、各実施形態において、３個以上の触媒を設ける態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第一の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置による制御が行われるエンジンの概要図である。
【図２】第一の実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】触媒の温度と酸素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図４】第一の実施形態に係る本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第一の例を示すタイムチャートである。
【図５】第一の実施形態に係る本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第二の例を示すタイムチャートである。
【図６】第二の実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御のフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る燃料噴射制御を行った例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１…エンジン、２…排気通路、３…第一触媒、４…第二触媒、５…Ａ／Ｆセンサ、６…第一酸素センサ、７…第二酸素センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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