(57)【要約】【課題】  空燃比変調に伴うフィーリング悪化を抑えつつ触媒コンバータにおける排気浄化性能の最適化を図った内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】  空燃比変調手段は、リッチ空燃比側とリーン空燃比側間の切換時に、燃焼空燃比を所定中心空燃比近傍の空燃比（中心Ａ／Ｆ）まで瞬時にステップ的に変化させるステップ変化手段を含み、該ステップ変化手段によるリッチ空燃比側及びリーン空燃比側での燃焼空燃比のステップ変化量Ｓrr、Ｓlrが、リッチ空燃比側である期間における最大リッチ側片振幅Ｄrmax及びリーン空燃比側である期間における最大リーン側片振幅Ｄlmaxよりもそれぞれ小さく設定されている。【選択図】      図２
2005233084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた触媒コンバータと、
内燃機関の燃焼空燃比を所定中心空燃比を跨いでリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより前記触媒コンバータに流入する排気の空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、
該空燃比変調手段は、
前記リッチ空燃比側と前記リーン空燃比側間の切換時に、前記燃焼空燃比を少なくとも前記所定中心空燃比を含む前記所定中心空燃比近傍の空燃比まで瞬時にステップ的に変化させるステップ変化手段を含み、
該ステップ変化手段による前記リッチ空燃比側及び前記リーン空燃比側での前記燃焼空燃比のステップ変化量が、前記リッチ空燃比側である期間における最大リッチ側片振幅及び前記リーン空燃比側である期間における最大リーン側片振幅よりもそれぞれ小さく設定されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記空燃比変調手段による前記燃焼空燃比の基本変調波形が、前記最大リッチ側片振幅及び前記最大リーン側片振幅を頂点とする三角波状であることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、内燃機関の燃焼空燃比を制御することにより触媒コンバータの排気浄化性能を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
白金（Ｐｔ）等の貴金属を利用した排気浄化用の三元触媒コンバータは、少なからず酸素（Ｏ2）等の酸化剤を吸蔵する酸化剤ストレージ機能を有しており、排気空燃比がリーン空燃比（酸化雰囲気）であるときにＯ2を吸蔵してＮＯxの発生を抑え、一方排気空燃比がリッチ空燃比（還元雰囲気）であるときには、上記吸蔵したＯ2を放出（供給）してＨＣ、ＣＯの酸化促進を図り、これによりＮＯxの還元反応とＨＣ、ＣＯの酸化反応とを広い空燃比範囲で実現して排気浄化性能を向上させることが可能である。
【０００３】
また、最近では酸化剤ストレージ機能とともにＨＣ、ＣＯ等の還元剤を吸蔵する還元剤ストレージ機能をも併せ有した触媒コンバータの開発も進んでおり、当該触媒コンバータでは、排気空燃比がリッチ空燃比であるときに還元剤を吸蔵してＨＣ等の発生を抑え、一方排気空燃比がリーン空燃比であるときには、上記吸蔵したＨＣ等を放出（供給）してＮＯxの酸化促進を図り、これにより排気浄化性能をさらに向上させることが可能である。
【０００４】
このようなことから、例えば内燃機関の燃焼室内の空燃比（燃焼空燃比）を所定中心空燃比（例えば、ストイキ）を挟み一定期間毎にリーン空燃比とリッチ空燃比とに切り換えることで排気空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに変調（パータベーション）させ、酸化剤や還元剤の吸蔵と放出を繰り返すことで触媒コンバータの排気浄化性能向上を図った自動車が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５９６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような空燃比変調による触媒コンバータの排気浄化性能向上の効果は、単に触媒コンバータに流入する排気の空燃比、即ち排気空燃比をストイキを挟んでリッチ空燃比及びリーン空燃比に変調させるだけで最適化されるものではない。
例えば、吸入空気量センサや燃料噴射弁等の特性、燃料付着による筒内への燃料供給量誤差、燃料量演算誤差等に起因して実際の排気空燃比がばらついて全体として変動するが、変調振幅に対して当該変動量が大きいと排気空燃比をストイキを挟んでリッチ空燃比及びリーン空燃比に変調させることができなくなるおそれがあり、それ故、排気空燃比を確実にストイキを挟んで変調可能なよう、排気空燃比の変調振幅、即ちリッチ側片振幅或いはリーン側片振幅を当該変動量よりも大きく設定することが要求される。
【０００６】
また、触媒コンバータに吸着される酸化剤や還元剤の吸着量や放出量はこれら酸化剤や還元剤の濃度、即ちリッチ側片振幅或いはリーン側片振幅の大きさに比例することがわかっており、触媒コンバータの酸化剤ストレージ機能や還元剤ストレージ機能を良好に機能させるためには、やはり排気空燃比の変調振幅を大きくすることが望ましい。
さらに、Ｏ2（酸化剤）の吸蔵量が多いとＮＯの解離反応が阻害されてＮＯx吸着速度が低下し、ＮＯx浄化性能が悪化すること、及びＨＣ（還元剤）の吸蔵量が多いとＨＣの吸着サイト数が減少してＨＣ吸着速度が低下し、ＨＣ浄化性能が悪化することから、各吸蔵量は各変調期間の後期に多くなることが好ましい。供給される酸化剤量、還元剤量が同一でも、酸化剤、還元剤の吸蔵量がそれぞれリーン変調期間、リッチ変調期間の初期に増大するとその後各変調期間の大部分でＮＯx吸着速度、ＨＣ吸着速度が低下した状態となり、ＮＯx浄化性能、ＨＣ浄化性能が低下するためである。よって、触媒コンバータに流入する酸化剤や還元剤の濃度（流入速度）が高い状態、即ちリーン側片振幅或いはリッチ側片振幅が大きい状態がリーン変調期間或いはリッチ変調期間の後期となるようにすることが好ましい。換言すると、リーン空燃比側とリッチ空燃比側間の切り換えは、リーン側片振幅或いはリッチ側片振幅が大きいときに瞬時にステップ的に一気に行うことが効果的であるといえる。
【０００７】
しかしながら、このようにリッチ側片振幅やリーン側片振幅が大きいときにリッチ空燃比側とリーン空燃比側間の切り換えをステップ的に一気に行うようにすると、燃焼空燃比の切換時におけるリッチ空燃比側とリーン空燃比側間の空燃比幅が大きくなり、故に供給燃料量の増減幅が大きくなるため、空燃比変調に伴い生じる内燃機関のトルク変動が顕著になり、フィーリング悪化を招くという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空燃比変調に伴うフィーリング悪化を抑えつつ触媒コンバータにおける排気浄化性能の最適化を図った内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に設けられた触媒コンバータと、内燃機関の燃焼空燃比を所定中心空燃比を跨いでリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより前記触媒コンバータに流入する排気の空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、該空燃比変調手段は、前記リッチ空燃比側と前記リーン空燃比側間の切換時に、前記燃焼空燃比を少なくとも前記所定中心空燃比を含む前記所定中心空燃比近傍の空燃比まで瞬時にステップ的に変化させるステップ変化手段を含み、該ステップ変化手段による前記リッチ空燃比側及び前記リーン空燃比側での前記燃焼空燃比のステップ変化量が、前記リッチ空燃比側である期間における最大リッチ側片振幅及び前記リーン空燃比側である期間における最大リーン側片振幅よりもそれぞれ小さく設定されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置では、前記空燃比変調手段による前記燃焼空燃比の基本変調波形が、前記最大リッチ側片振幅及び前記最大リーン側片振幅を頂点とする三角波状であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、空燃比変調手段によるリッチ空燃比側とリーン空燃比側間の切換時において、燃焼空燃比が少なくとも所定中心空燃比を含む所定中心空燃比近傍の空燃比まで瞬時にステップ的に変化させられるため、リーン側片振幅やリッチ側片振幅が比較的大きいとき、即ち酸化剤（Ｏ2）や還元剤（ＨＣ、ＣＯ）の濃度が比較的高いときに燃焼空燃比が切り換わることになり、故に、燃焼空燃比の切換直前（変調期間の後期）において酸化剤や還元剤の吸着量を高く設定でき、リーン変調期間の平均的なＮＯx吸着速度を速くでき、リッチ変調期間の平均的なＨＣ吸着速度を速くでき、全体として触媒コンバータにおける排気浄化性能の向上を図ることができるが、この際、リッチ空燃比側及びリーン空燃比側での燃焼空燃比のステップ変化量は、リッチ空燃比側である期間における最大リッチ側片振幅及びリーン空燃比側である期間における最大リーン側片振幅よりもそれぞれ小さく設定されているので、例えば排気空燃比を確実にストイキを挟んで変調可能なよう最大リッチ側片振幅及び最大リーン側片振幅を比較的大きくした場合であっても、ステップ的に変化する空燃比幅、即ち供給燃料量の増減幅を比較的小さく抑え、内燃機関のトルク変動を緩和することができ、フィーリング悪化を十分に抑制することができる。
【００１２】
即ち、本発明によれば、内燃機関のトルク変動を緩和しつつ、リッチ空燃比側とリーン空燃比側間の切換時において燃焼空燃比をステップ的に変化させるようにでき、且つ、最大リーン側片振幅及び最大リッチ側片振幅を十分に確保するようにでき、フィーリング悪化を十分に抑制しながら触媒コンバータの排気浄化性能の最適化を図ることができる。
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、燃焼空燃比の基本変調波形は最大リッチ側片振幅及び最大リーン側片振幅を頂点とする三角波状（例えば、二等辺三角形状）であるので、ステップ的な変化域以外の領域では燃焼空燃比の変化勾配を比較的緩やかなものにでき、最大リーン側片振幅及び最大リッチ側片振幅を大きくした場合であっても、当該ステップ的な変化域以外の領域では内燃機関のトルク変動を発生させないようにできる。これにより、フィーリング悪化をより一層良好に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、吸気管噴射型（Multi  Point  Injection：ＭＰＩ）ガソリンエンジンが採用される。
【００１４】
エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。
シリンダヘッド２には、各気筒毎に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には、電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。
【００１５】
吸気マニホールド１０の燃料噴射弁６よりも上流側には、吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられており、併せてスロットル弁１４の弁開度θthを検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられている。さらに、スロットル弁１４の上流には、吸入空気量を計測するエアフローセンサ１８が介装されている。エアフローセンサ１８としては、カルマン渦式エアフローセンサが使用される。
【００１６】
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。
なお、当該ＭＰＩエンジンは公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。
排気マニホールド１２の他端には排気管２０が接続されており、当該排気管２０には、排気浄化触媒装置として触媒（触媒コンバータ）３０が介装されている。
【００１７】
この触媒３０は、担体に活性貴金属として銅（Ｃｕ），コバルト（Ｃｏ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）のいずれかを有して三元触媒機能を備えている。活性貴金属は、セリウム（Ｃｅ）、ジルコニア（Ｚｒ）等の酸素吸蔵材を含む場合の他、当該酸素吸蔵材を含まない場合においても、酸素吸着機能（酸化剤ストレージ機能）を有している。故に、触媒３０は、排気空燃比（排気Ａ／Ｆ）がリーン空燃比（リーンＡ／Ｆ）である酸化雰囲気中において酸素（Ｏ2）を吸着すると、排気Ａ／Ｆがリッチ空燃比（リッチＡ／Ｆ）となり還元雰囲気となるまでそのＯ2をストレージＯ2として保持し、還元雰囲気中に当該ストレージＯ2を放出（供給）することにより、解離Ｏが除去され、また還元雰囲気状態においてもＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）を酸化除去可能である。
【００１８】
さらに、触媒３０は、ＨＣ、ＣＯ等の吸着機能（還元剤ストレージ機能）をも有している。これより、触媒３０は、排気Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆである還元雰囲気中においてＨＣ、ＣＯ等を吸着すると、排気Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆとなり酸化雰囲気となるまでそのＨＣ、ＣＯ等の吸着を保持し、酸化雰囲気中に当該ＨＣ、ＣＯ等を放出（供給）することにより、ＨＣ等の吸着サイトが回復し、また酸化雰囲気状態においてもＮＯxを還元除去可能である。
【００１９】
また、排気管２０の触媒３０よりも上流側には、排気中の酸素濃度を検出することで排気Ａ／Ｆを検出するＡ／Ｆセンサ２２が配設されている。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ４０により、エンジン１を含めた排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
【００２０】
ＥＣＵ４０の入力側には、上述したＴＰＳ１６、エアフローセンサ１８、Ａ／Ｆセンサ２２の他、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ４２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力される。詳しくは、各種センサ類からの検出情報に基づき空燃比が適正な目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）に設定され、当該目標Ａ／Ｆに応じた量の燃料が適正なタイミングで燃料噴射弁６から噴射され、またスロットル弁１４が適正な開度に調整され、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点火が実施される。
【００２１】
より詳しくは、当該排気浄化装置では、触媒３０が上記Ｏ2ストレージ機能、還元剤ストレージ機能を有していることから、触媒３０の能力を十分発揮するために、通常運転時には、ＥＣＵ４０によって空燃比を中心Ａ／Ｆ（所定中心空燃比、例えば、ストイキ）を境にリッチＡ／ＦとリーンＡ／Ｆとの間で強制的に交互に振る強制変調制御を行うようにしている。つまり、燃焼室内の空燃比（燃焼Ａ／Ｆ）を所定の振幅（所定のリッチ側片振幅及び所定のリーン側片振幅）、所定の周期（所定のリッチ側期間及び所定のリーン側期間）をもって所定のリッチＡ／Ｆ及び所定のリーンＡ／Ｆ間で変調制御し、排気Ａ／ＦをリッチＡ／ＦとリーンＡ／Ｆ間において強制的に変調させるようにしている（空燃比変調手段）。
【００２２】
なお、ここでは、中心Ａ／Ｆを例えばストイキとしているが、中心Ａ／Ｆは、その他、目標とする変調サイクル間の平均Ａ／Ｆであってもよい。
これにより、排気Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆである酸化雰囲気中ではＨＣ、ＣＯが良好に浄化されるとともに吸蔵されたＨＣ、ＣＯ等の放出によってＮＯxがある程度抑えられ、排気Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆである還元雰囲気中ではＮＯxが良好に浄化されるとともに吸蔵されたストレージＯ2の放出によってＨＣ、ＣＯがある程度継続的に浄化され続け、触媒３０の排気浄化性能の向上が図られる。
【００２３】
さらに、本発明に係る排気浄化装置では、燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側へ切り換える際及びリッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側へ切り換える際の少なくともいすれか一方において、燃焼Ａ／Ｆを瞬時にステップ的に変化させるようにしている（ステップ変化手段）。
以下、本発明に係る燃焼Ａ／Ｆのステップ変化手法について説明する。
【００２４】
先ず、第１実施例について説明する。
図２を参照すると、第１実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示されている。
同図に示すように、第１実施例では、燃焼Ａ／Ｆをストイキを境に三角波状（例えば、二等辺三角形状）の基本変調波形で変調させるとともに、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量（ステップ変化量）Ｓlrだけ瞬時にステップ的に変化させ、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量（ステップ変化量）Ｓrrだけ瞬時にステップ的に変化させている。
【００２５】
ここに、変化量Ｓlr及び変化量Ｓrrはそれぞれ最大リーン側片振幅Ｄlmax、最大リッチ側片振幅Ｄrmaxよりも小さく設定されている（例えば、中心Ａ／Ｆであるストイキの２％）。
即ち、リーン側期間においては、燃焼Ａ／Ｆは所定の増加勾配で大側（リーンＡ／Ｆ側）に変化した後、最大リーン側片振幅Ｄlmaxに達すると所定の減少勾配で小側（ストイキ側）に変化することになるが、第１実施例では、この小側への変化途中の空燃比からストイキまでの間をステップ的に一気に変化させるようにしている。同様に、リッチ側期間においては、燃焼Ａ／Ｆは所定の減少勾配で小側（リッチＡ／Ｆ側）に変化した後、最大リッチ側片振幅Ｄrmaxに達すると所定の増加勾配で大側（ストイキ側）に変化することになるが、この大側への変化途中の空燃比からストイキまでの間をステップ的に一気に変化させるようにしている。
【００２６】
このようにリッチＡ／Ｆ側とリーンＡ／Ｆ側間の切換時において燃焼Ａ／Ｆを瞬時にステップ的に変化させるようにすると、リーン側片振幅Ｄlやリッチ側片振幅Ｄrが比較的大きく、即ちＯ2やＨＣ、ＣＯの濃度が比較的高いときに燃焼Ａ／Ｆが切り換わることになり、故に、燃焼Ａ／Ｆの切換直前（変調期間の後期）においてＯ2やＨＣ、ＣＯの吸着量を高く設定でき、リッチ変調期間の平均的なＨＣ吸着速度を速くでき、リーン変調期間の平均的なＮＯx吸着速度を速くできる。
【００２７】
一方、燃焼Ａ／Ｆをステップ的に変化させる場合、リッチＡ／Ｆ側とリーンＡ／Ｆ側間の空燃比幅が大きいと供給燃料量の増減幅も大きくなり、エンジン１のトルク変動が大きくなってフィーリング悪化を招くおそれがあるのであるが、ここでは、変化量Ｓlr及び変化量Ｓrrはそれぞれ最大リーン側片振幅Ｄlmax、最大リッチ側片振幅Ｄrmaxよりも小さく設定されているので、燃焼Ａ／Ｆをステップ的に変化させる際に発生するエンジン１のトルク変動を極力低減でき、フィーリング悪化を防止することが可能である。
【００２８】
これより、例えば、エアフローセンサ１８や燃料噴射弁６等の特性、吸気マニホールド１０内壁等への燃料付着による筒内への燃料供給量誤差、燃料量演算誤差等に起因して実際の排気Ａ／Ｆにばらつきが生じると、排気Ａ／Ｆが全体としてリッチＡ／Ｆ側或いはリーンＡ／Ｆ側に変動し、排気Ａ／Ｆの振幅に対して当該変動量が大きい場合には排気Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側間で変調させることができなくなるおそれがあり、故に最大リーン側片振幅Ｄlmax及び最大リッチ側片振幅Ｄrmaxについては大きくすることが要求されるのであるが、このような場合であっても、エンジン１のトルク変動を緩和しつつ、最大リーン側片振幅Ｄlmax及び最大リッチ側片振幅Ｄrmaxを十分に確保することができる。
【００２９】
即ち、当該手法によれば、エンジン１のトルク変動を緩和しつつ、リッチＡ／Ｆ側とリーンＡ／Ｆ側間の切換時において燃焼Ａ／Ｆをステップ的に変化させるようにでき、且つ、最大リーン側片振幅Ｄlmax及び最大リッチ側片振幅Ｄrmaxを十分に確保するようにでき、フィーリング悪化を十分に抑制しながら、Ｏ2ストレージ機能、還元剤ストレージ機能を十分に発揮するようにして触媒３０の排気浄化性能の最適化を図ることができる。
【００３０】
また、特に、燃焼Ａ／Ｆをこのように三角波状（例えば、二等辺三角形状）の基本変調波形で変調させるようにすると、燃焼Ａ／Ｆが最大リーン側片振幅Ｄlmaxや最大リッチ側片振幅Ｄrmaxに至るまでの間における燃焼Ａ／Ｆの変化勾配、及び最大リーン側片振幅Ｄlmaxや最大リッチ側片振幅Ｄrmaxからステップ的な変化に至るまでの間における燃焼Ａ／Ｆの変化勾配については比較的緩やかなものにでき、例えば排気Ａ／Ｆを確実にストイキを挟んで変調可能なよう最大リーン側片振幅Ｄlmax及び最大リッチ側片振幅Ｄrmaxを大きくした場合であっても、上記ステップ的な変化域以外の領域ではエンジン１のトルク変動が極力発生しないようにできる。
【００３１】
以下、第２乃至第８実施例について説明する。
なお、第２乃至第８実施例においても、上記第１実施例と同様に三角波状（例えば、二等辺三角形状）の基本変調波形で燃焼Ａ／Ｆの変調を行う場合を例に説明する。
図３を参照すると、第２実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示されている。
同図に示すように、第２実施例では、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓlrだけ瞬時にステップ的に変化させるとともにリッチＡ／Ｆ側にて引き続き変化量Ｓrfだけステップ的に変化させ、一方、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓrrだけ瞬時にステップ的に変化させるとともにリーンＡ／Ｆ側にて引き続き変化量Ｓlfだけステップ的に変化させている。
【００３２】
ここに、変化量Ｓlf及び変化量Ｓrfについてもそれぞれ最大リーン側片振幅Ｄlmax、最大リッチ側片振幅Ｄrmaxよりも小さく設定されている（例えば、中心Ａ／Ｆであるストイキの２％）。
このように燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側とリッチＡ／Ｆ側間での切換時において引き続き変化量Ｓrf、変化量Ｓlfだけステップ的な変化を継続するようにすると、リッチＡ／Ｆ側への切換後においてＯ2の放出量を急速に確保できる（ＮＯx吸着速度を急速に回復できる）とともに、リーンＡ／Ｆ側への切換後においてＨＣ、ＣＯの放出量を急速に確保でき（ＨＣ吸着速度を急速に回復でき）、上記第１実施例の効果に加え、さらに触媒３０の浄化性能の向上を図ることができる。
【００３３】
図４を参照すると、第３実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示されている。
同図に示すように、第３実施例では、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓlrだけステップ的に変化させる前に当該燃焼Ａ／Ｆを暫時保持し、一方、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓrrだけステップ的に変化させる前に当該燃焼Ａ／Ｆを暫時保持するようにしている。
【００３４】
このようにステップ的な変化の実施前に燃焼Ａ／Ｆを一旦保持するようにすると、燃焼Ａ／Ｆの実際の変調波形が中心Ａ／Ｆや変調周期の変動等により変化しても、リーンＡ／Ｆ側とリッチＡ／Ｆ側間での切換を行う直前にはＯ2の濃度やＨＣ、ＣＯの濃度を十分に確保してＯ2やＨＣ、ＣＯの供給量をそれぞれ十分に維持でき、上記第１実施例の効果に加え、さらに触媒３０の浄化性能の向上を図ることができる。
【００３５】
図５を参照すると、第４実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示されている。
同図に示すように、第４実施例では、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓlrだけステップ的に変化させる前に当該燃焼Ａ／Ｆを暫時保持するとともにリッチＡ／Ｆ側にて引き続き変化量Ｓrfだけステップ的に変化させ、一方、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓrrだけステップ的に変化させる前に当該燃焼Ａ／Ｆを暫時保持するとともにリーンＡ／Ｆ側にて引き続き変化量Ｓlfだけステップ的に変化させるようにしている。
【００３６】
このようにステップ的な変化の実施前に燃焼Ａ／Ｆを一旦保持するようにし、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側とリッチＡ／Ｆ側間での切換時において引き続き変化量Ｓrf、変化量Ｓlfだけステップ的な変化を継続するようにすると、詳細は説明を省略するが、上記第２実施例と第３実施例の効果を併せ有することになり、上記第１実施例の効果に加え、より一層触媒３０の浄化性能の向上を図ることができる。
【００３７】
図６を参照すると、上記第１実施例に対応した第５実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示され、図７を参照すると、上記第２実施例に対応した第６実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示され、図８を参照すると、上記第３実施例に対応した第７実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示され、図９を参照すると、上記第４実施例に対応した第８実施例に係る変調パターンの１周期分の波形が示されている。
【００３８】
これらの図に示すように、第５乃至第８実施例では、燃焼Ａ／ＦのリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時において燃焼Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側にてストイキまで変化量Ｓlrだけステップ的に変化させたり、リッチＡ／Ｆ側にて引き続き変化量Ｓrfだけステップ的に変化させたり、ステップ的に変化させる前に燃焼Ａ／Ｆを暫時保持したりする一方、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時においてはステップ的な変化を実施しないようにする。
【００３９】
このようにリッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時においてステップ的な変化を実施しない場合であっても、少なくとも当該リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時において上記第１乃至第４実施例と同様の効果を得ることができる。特にこれら第５乃至第８実施例は、触媒３０がＯ2ストレージ機能のみを有し、還元剤ストレージ機能を有さない場合において有効な実施形態である。
【００４０】
なお、上記第５乃至第８実施例では、リッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側への切換時にステップ的な変化を実施しない場合の例を示したが、これとは逆に、リーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側への切換時においてステップ的な変化を実施しないよう構成することも可能である。この場合には、触媒３０が特に還元剤ストレージ機能を多く有する場合において有効である。
【００４１】
以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、基本変調波形が三角波状（例えば、二等辺三角形状）である場合を例に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、基本変調波形は台形波、波状波等であってもよく、また燃焼Ａ／Ｆの変化はステップ的な変化域以外では直線的なものに限らず曲線的なものであってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、ステップ的な変化を一気に実施するようにしているが、上記効果を得ることができれば、ステップ的な変化に多少の変化勾配があってもよい。
また、上記実施形態では、変化量Ｓlf、Ｓlr及び変化量Ｓrf、Ｓrrをそれぞれ最大リーン側片振幅Ｄlmax、最大リッチ側片振幅Ｄrmaxよりも小さく、例えば、中心Ａ／Ｆ（ストイキ）の２％としたが、これに限るものではなく、変化量Ｓlf、Ｓlr及び変化量Ｓrf、Ｓrrは、フィーリング悪化が発生しない範囲で、運転条件（エンジン回転速度、体積効率、排気流量、吸入空気流量、排気温度、触媒温度、始動後経過時間、冷却水温度、作動油温度等）に基づいて適宜設定されるのがよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、ステップ的な変化をストイキまでとし、リーンＡ／Ｆ側における変化量Ｓlr及びリッチＡ／Ｆ側における変化量Ｓrrを共にストイキまでの変化量としたが、これらをストイキ近傍（リーンＡ／Ｆ側及びリッチＡ／Ｆ側の双方を含む）までの変化量としてもよい。
また、上記実施形態では、燃焼Ａ／Ｆを強制変調する場合を例に説明したが、本発明はＡ／Ｆセンサ２２を用いた通常のＡ／Ｆフィードバック制御における空燃比変動にも適用可能である。
【００４４】
また、上記実施形態では、エンジン１を吸気管噴射型ガソリンエンジンとしたが、筒内噴射型ガソリンエンジンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】車両に搭載された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】第１実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図３】第２実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図４】第３実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図５】第４実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図６】第５実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図７】第６実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図８】第７実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【図９】第８実施例に係る変調パターンの１周期分の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン本体
６  燃料噴射弁
３０  触媒（触媒コンバータ）
４０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
【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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