(57)【要約】【課題】  排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、内燃機関の減速、停止までに触媒排気臭の発生を抑制できる酸素を確実に排気浄化触媒へ吸蔵させることができる内燃機関の空燃比制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関１の排気通路４に配置される排気浄化触媒１０、１２と、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段１３と、前記排気浄化触媒の劣化が促進されると判断した場合に前記燃料カット手段の動作を禁止して前記排気浄化触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制手段１３と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記触媒劣化抑制手段は、前記内燃機関の燃料増量運転の終了後に前記燃料カット手段の動作を許可する動作許可期間を設ける。【選択図】      図２
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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配置される排気浄化触媒と、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、前記排気浄化触媒の劣化が促進されると判断した場合に前記燃料カット手段の動作を禁止して前記排気浄化触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記触媒劣化抑制手段は、前記内燃機関の燃料増量運転の終了後に前記燃料カット手段の動作を許可する動作許可期間を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記触媒劣化抑制手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記動作許可期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記触媒劣化抑制手段は、前記燃料増量運転の終了後から経過した時間により前記動作許可期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記触媒劣化抑制手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記動作許可期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記触媒劣化抑制手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから経過した時間により前記動作許可期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段を備え、
前記空燃比制御装置は、前記燃料増量運転の終了後、前記内燃機関の減速時にのみ空燃比をリーン側に制御するリーン制御期間を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
前記空燃比制御手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記リーン制御期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
前記空燃比制御手段は、前記燃料増量運転の終了後から経過した時間により前記リーン制御期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
前記空燃比制御手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記リーン制御期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】
前記空燃比制御手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから経過した時間により前記リーン制御期間の終了時期を判断することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１１】
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転後に前記内燃機関の空燃比がストイキで運転されたストイキ運転期間が長いほど、前記リーン制御期間を短く設定することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１２】
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転後、前記燃料カット手段が燃料をカットした燃料カット期間が短い場合に前記リーン制御期間を設けることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１３】
前記排気浄化触媒へ流入した酸素の積算流量を取得する酸素積算流量取得手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記燃料カット期間中に前記酸素積算流量取得手段が取得した酸素の積算流量が少ない場合に前記リーン制御期間を設けることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１４】
内燃機関の排気通路に配置された複数の排気浄化触媒と、前記複数の排気浄化触媒の間の少なくとも一箇所へ二次空気通路を介して二次空気を供給する二次空気供給手段と、前記二次空気通路の接続及び遮断を切り替える弁手段と、前記弁手段の動作を制御する弁制御手段と、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記弁制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転の終了後、前記燃料カット手段の非動作時に前記弁手段を接続状態に切り替えて二次空気を供給する供給期間を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１５】
前記弁制御手段は、前記燃料増量運転の終了後における前記燃料カット手段による燃料カット期間が長いほど前記供給期間を短くすることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料増量時で且つ触媒コンバータの下流側に設けられた酸素濃度センサの出力がリッチを示した場合に所定時間空燃比をリーン側に制御し、その後理論空燃比への制御に復帰させる内燃機関の空燃比制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜５が存在する。
【特許文献１】特開昭６３−１１７１３９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１３４８３５号公報
【特許文献３】特開平６−３０７２７１号公報
【特許文献４】特開昭５９−１７３５３３号公報
【特許文献５】特開平２−１８８６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
排気ガス規制の強化に対応するため、車両などに搭載する排気浄化システムの触媒容量が大型化している。そのため、従来の空燃比制御では、内燃機関の燃料増量運転後、車両の減速、停止までに排気浄化触媒へ吸蔵される酸素量が少なく、触媒排気臭（具体的には硫化水素（Ｈ２Ｓ））の発生が抑制できない可能性がある。内燃機関の減速、停止までに触媒へ触媒排気臭の発生が抑制可能な酸素を吸蔵させるためには、例えば燃料をカットして空燃比をリーン側に大きく変化させる又は内燃機関をリーンな空燃比で長時間運転する等の方法があるが、空燃比をリーン側に大きく変化させた場合は内燃機関の失火が、長時間の空燃比リーン運転ではＮＯｘ発生量の増加による排気エミッションの悪化が問題になる。また、触媒の劣化は、高温で酸素が過剰に存在する雰囲気において促進される。
【０００４】
そこで、本発明は、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、内燃機関の減速、停止までに触媒排気臭の発生を抑制できる酸素を確実に排気浄化触媒へ吸蔵させることができる内燃機関の空燃比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】
【０００５】
本発明の第一の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、前記排気浄化触媒の劣化が促進されると判断した場合に前記燃料カット手段の動作を禁止して前記排気浄化触媒の劣化を抑制する触媒劣化抑制手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記触媒劣化抑制手段は、前記内燃機関の燃料増量運転の終了後に前記燃料カット手段の動作を許可する動作許可期間を設けたことにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００６】
本発明の第一の空燃比制御装置によれば、内燃機関の燃料増量運転後、触媒劣化抑制手段が燃料カット手段の動作許可期間を設けたので、内燃機関の減速時に燃料をカットして排気の空燃比をリーンにすることができる。そのため、燃料増量運転によって酸素吸蔵量が減少した排気浄化触媒へ酸素を供給し、内燃機関の停止までに排気浄化触媒へ酸素を吸蔵させることができる。
【０００７】
本発明の第一の空燃比制御装置において、前記触媒劣化抑制手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記動作許可期間の終了時期を判断してもよく（請求項２）、また、前記触媒劣化抑制手段は、前記燃料増量運転の終了後から経過した時間により前記動作許可期間の終了時期を判断してもよい（請求項３）。燃料増量運転後の積算吸気量や経過した時間によって排気浄化触媒へ吸蔵された酸素量が推定できる。そこで、このように燃料増量運転後の積算吸気量や経過した時間によって動作許可期間を終了させることで、排気浄化触媒の雰囲気がリーンになる期間を短くして排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の第一の空燃比制御装置において、前記触媒劣化抑制手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記動作許可期間の終了時期を判断してもよく（請求項４）、前記触媒劣化抑制手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから経過した時間により前記動作許可期間の終了時期を判断してもよい（請求項５）。燃料増量運転後でも空燃比がリーンでない場合は排気浄化触媒へ酸素が流入しないので、排気浄化触媒に酸素が吸蔵されない。そこで、このように排気浄化触媒へ流入する空燃比がリーンに変化してからの積算吸気量や経過時間で終了時期を判断することで、排気浄化触媒に触媒排気臭が抑制できる量の酸素が吸蔵されたか否かをより精度よく判断できる。
【０００９】
本発明の第一の空燃比制御装置は、前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段を備え、前記空燃比制御装置は、前記燃料増量運転の終了後、前記内燃機関の減速時にのみ空燃比をリーン側に制御するリーン制御期間を設けてもよい（請求項６）。この場合、内燃機関の減速時以外は空燃比がリーン側に制御されないので、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。また、内燃機関の減速時は空燃比がリーン側に制御されるので、減速時に酸素を供給し、内燃機関の停止までに排気浄化触媒へ酸素を吸蔵させることができる。
【００１０】
排気浄化触媒に触媒排気臭が抑制できる量の酸素が吸蔵された後は、減速時でも空燃比をリーンに制御しないことで排気浄化触媒の劣化をさらに抑制することができる。そこで、本発明の第一の空燃比制御装置において、前記空燃比制御手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記リーン制御期間の終了時期を判断してもよいし（請求項７）、前記空燃比制御手段は、前記燃料増量運転の終了後から経過した時間により前記リーン制御期間の終了時期を判断してもよい（請求項８）。
【００１１】
また、前記空燃比制御手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから前記内燃機関へ吸入された積算吸気量により前記リーン制御期間の終了時期を判断してもよく（請求項９）、前記空燃比制御手段は、前記排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから経過した時間により前記リーン制御期間の終了時期を判断してもよい（請求項１０）。このように終了時期を判断することで、排気浄化触媒の酸素吸蔵量をより精度よく推定することができる。
【００１２】
本発明の第一の空燃比制御装置において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転後に前記内燃機関の空燃比がストイキで運転されたストイキ運転期間が長いほど、前記リーン制御期間を短く設定してもよい（請求項１１）。内燃機関のストイキ運転時に排出される排気にも酸素が含まれている。そのため、内燃機関がストイキ運転されている場合も、排気浄化触媒へ酸素が徐々に吸蔵されている。従って、燃料増量運転後のストイキ運転期間が長い場合、リーン制御期間を短くすることができる。これにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第一の空燃比制御装置において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転後、前記燃料カット手段が燃料をカットした燃料カット期間が短い場合に前記リーン制御期間を設けてもよい（請求項１２）。燃料カット期間中は、排気中の酸素濃度がほぼ空気と同じになるので、排気浄化触媒へ酸素を多く吸蔵させることができる。ただし、燃料カット期間が短い場合は、排気浄化触媒へ触媒排気臭を抑制することができる量の酸素が吸蔵されていないおそれがある。そこで、燃料カット期間が短いと判断した場合にリーン制御期間を設けることで、排気浄化触媒へ酸素を十分に吸蔵させることができる。
【００１４】
本発明の第一の空燃比制御装置において、前記排気浄化触媒へ流入した酸素の積算流量を取得する酸素積算流量取得手段を備え、前記空燃比制御手段は、前記燃料カット期間中に前記酸素積算流量取得手段が取得した酸素の積算流量が少ない場合に前記リーン制御期間を設けてもよい（請求項１３）。このように燃料カット期間中に排気浄化触媒へ流入した酸素の積算流量によって判断することで、より適正にリーン制御期間を設けるか否か判断することができる。
【００１５】
本発明の第二の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の排気通路に配置された複数の排気浄化触媒と、前記複数の排気浄化触媒の間の少なくとも一箇所へ二次空気通路を介して二次空気を供給する二次空気供給手段と、前記二次空気通路の接続及び遮断を切り替える弁手段と、前記弁手段の動作を制御する弁制御手段と、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記弁制御手段は、前記内燃機関の燃料増量運転の終了後、前記燃料カット手段の非動作時に前記弁手段を接続状態に切り替えて二次空気を供給する供給期間を設けたことにより、上述した課題を解決する（請求項１４）。
【００１６】
本発明の第二の空燃比制御装置によれば、燃料増量運転後、弁制御手段によって二次空気が供給されるので、二次空気通路が接続されている場所から下流側の排気浄化触媒（下流側排気浄化触媒）へ二次空気を供給することができる。そのため、下流側排気浄化触媒へ触媒排気臭の発生が抑制可能な酸素を吸蔵させることができる。また、二次空気通路が接続されている場所よりも上流側の排気浄化触媒（上流側排気浄化触媒）へは二次空気が供給されないので、上流側排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。
【００１７】
本発明の第二の空燃比制御装置において、前記弁制御手段は、前記燃料増量運転の終了後における前記燃料カット手段による燃料カット期間が長いほど前記供給期間を短くしてもよい（請求項１５）。燃料カット中は、複数の排気浄化触媒へ空気とほぼ同じ酸素濃度の排気が供給される。そのため、燃料カット中は複数の排気浄化触媒へ空気を供給したのと同じ効果が得られる。従って、燃料カット期間が長いほど二次空気を供給する供給期間を短くすることができる。このように、供給期間を短くすることで下流側排気浄化触媒の雰囲気がリーンになる期間を短縮して劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、内燃機関の燃料増量運転後における減速時の運転状態に応じて空燃比をリーン側に制御し、排気浄化触媒へ酸素を吸蔵させるので、触媒排気臭の発生を抑制することができる。また、空燃比をリーン側に設定する期間が適正に調整されるので、排気浄化触媒の劣化を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】
【００１９】
（第一の実施形態）
図１に本発明の空燃比制御装置が適用される内燃機関の一実施形態を示す。内燃機関１は、複数（図１では４つ）の気筒２を有している。周知のように、内燃機関１には吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアフィルタ５と、吸気量に対応した信号を出力するエアフローセンサ６と、吸気量調整用のスロットルバルブ７とが設けられている。排気通路４には、内燃機関１から排出された排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ８と、排気の温度に対応した信号を出力する排気温センサ９と、スタート触媒１０と、排気中の酸素濃度に対応した信号を出力する酸素濃度センサ（以下、Ｏ２センサと略称する。）１１と、排気浄化触媒としての三元触媒１２とが設けられている。スタート触媒１０は、内燃機関１の冷間始動時に三元触媒１２が活性化するまでの有害物質の排出量を低減させることを目的として設けられたものである。スタート触媒１０としては、例えば三元触媒等が使用される。これらの触媒１０、１２は、酸素を吸蔵することができる。排気中に一酸化炭素（ＣＯ）炭化水素（ＨＣ）がある場合は、吸蔵している酸素を用いてＣＯやＨＣを酸化して浄化する。一方、排気中にＮＯｘなどの酸化成分が含まれている場合はこの酸化成分を還元することで浄化する。
【００２０】
内燃機関１の運転状態はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１３により制御される。ＥＣＵ１３は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を組み合わせたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ１３は、例えば空燃比センサ８やＯ２センサ１１等の出力を参照して各気筒２に設けられた燃料噴射弁１４の動作を制御し、排気の空燃比が目標空燃比になるように各気筒２に適正な燃料量を供給する。このように燃料噴射弁１４の動作を制御することでＥＣＵ１３は空燃比制御手段として機能する。また、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の減速時に内燃機関１の回転数が所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上である場合などに燃費の向上等を目的として、内燃機関１へ供給する燃料をカット（Ｆ／Ｃ）する。このように内燃機関１に供給する燃料をカットすることでＥＣＵ１３は燃料カット手段として機能する。
【００２１】
触媒１０、１２の劣化は、触媒温度が高温で、Ｆ／Ｃ等により排気に酸素が過剰に存在する場合に促進される。そこで、ＥＣＵ１３は、図２の触媒劣化抑制制御ルーチンを実行し、触媒１０、１２の劣化が促進されると判断した場合はＦ／Ｃを禁止して触媒１０、１２の劣化を抑制する。図２の制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。図２の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制手段として機能する。
【００２２】
図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ１３はまずステップＳ１１で、内燃機関１の減速時のＦ／Ｃ条件が成立しているか否かを判断する。減速Ｆ／Ｃ条件が成立していないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、Ｆ／Ｃ条件が成立していると判断した場合はステップＳ１２へ進み、ＥＣＵ１３は触媒１０、１２の劣化抑制制御を実行する前提条件が成立しているか否かを判断する。劣化抑制制御前提条件は、例えばスロットルバルブ７が正常である場合に成立していると判断される。劣化抑制制御前提条件が成立していないと判断された場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制制御を禁止、即ち減速Ｆ／Ｃの実行を許可する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、劣化抑制制御前提条件が成立していないと判断した場合はステップＳ１４へ進み、ＥＣＵ１３は触媒１０、１２の温度（Ｔｃａｔ）が触媒の劣化を促進させる所定の判定温度Ａ（例えば８００℃）よりも高温であるか否かを判断する。触媒１０、１２の温度は、例えば排気温センサ９の出力を参照することで推定することができる。高温ではないと判断した場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制制御を禁止した後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、高温であると判断した場合はステップＳ１５へ進み、内燃機関１の燃料増量運転後に内燃機関１に吸入された吸入空気量（Ｇａ）の積算値（積算Ｇａ）が、所定量ｂよりも大きいか否かを判断する。所定量ｂには、例えば触媒１０、１２にＨ２Ｓの発生を抑制可能な酸素量を吸蔵させることができるＧａの積算値が設定される。なお、積算Ｇａは、図２とは異なる制御ルーチンによってエアフローセンサ６の出力から取得されるＧａを積算して算出されている。積算Ｇａが所定量ｂ以下であると判断した場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制制御を禁止した後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、積算Ｇａが所定量ｂよりも大きいと判断した場合はステップＳ１６へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制制御を許可、即ちＦ／Ｃの実行を禁止する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２４】
このように、図２の制御ルーチンを実行することで、内燃機関１の燃料増加運転後に積算Ｇａが所定量ｂに達するまでは減速Ｆ／Ｃの実行が許可される期間（動作許可期間）が設けられるので、触媒１０、１２へＨ２Ｓの発生を抑制することが可能な酸素量を吸蔵させることができる。なお、この動作許可期間の終了時期は積算Ｇａの他に、燃料増量運転後からの経過時間によって判断してもよい。
【００２５】
図３は、ＥＣＵ１３が空燃比を制御するために実行する空燃比制御ルーチンの第一の実施例を示すフローチャートである。図３の制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図３において図２と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００２６】
図３の空燃比制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３はまずステップＳ２１で内燃機関１に供給する燃料を増量する燃料増量条件が成立したか否かを判断する。燃料増量条件は、例えば内燃機関１に出力向上が要求された場合等に成立する。燃料増量条件が成立していないと判断した場合はステップＳ２２へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１の燃料増量運転後、空燃比がストイキに制御されたストイキ運転時に内燃機関１へ吸入された吸気量の積算値（積算ＧａＳ）を取得する。積算ＧａＳは、例えば内燃機関１が燃料増量運転からストイキ運転状態へ移行した以降のエアフローセンサ６の出力を積算していくことにより取得することができる。
【００２７】
次のステップＳ２３では、内燃機関１が減速状態にあるか否かを判断する。内燃機関１が減速状態であるか否かは、例えばスロットルバルブ７の開度（ＴＡ）が所定の開度Ｃ未満であるか否かによって判断する。なお、所定の開度Ｃには、例えば内燃機関１のアイドル運転時の開度よりも少し大きい程度の開度が設定される。減速状態であると判断した場合はステップＳ１１へ進み、ＥＣＵ１３は減速Ｆ／Ｃ条件が成立しているか否かを判断する。減速Ｆ／Ｃ条件が成立していると判断した場合はステップＳ２４へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制条件が成立しているか否かを判断する。触媒劣化抑制条件は、例えばスロットルバルブ７が正常で且つＴｃａｔが所定の温度Ａよりも高温である場合に成立していると判断される。触媒劣化抑制条件が成立していると判断した場合はステップＳ２５へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１が燃料増量運転をしたか否かを判断するフラグであるＸＰＷが、燃料増量運転をしたことを示す１であるか否かを判断する。ＸＰＷが１であると判断した場合はステップＳ２６へ進み、積算ＧａＳが所定量ｂ未満であるか否かを判断する。積算ＧａＳが所定量ｂ未満であると判断した場合はステップＳ２７へ進み、燃料総量運転後に内燃機関１の空燃比がリーンで運転された期間のＧａの積算値（積算ＧａＬ）を取得する。積算ＧａＬは、例えば内燃機関１の空燃比がリーンで運転された期間のＧａを積算することにより取得することができる。
【００２８】
次のステップＳ２８においてＥＣＵ１３は、積算ＧａＬが所定量ｄ未満であるか否かを判断する。所定量ｄには、例えば排気浄化触媒１０にＨ２Ｓの発生が抑制可能な酸素を吸蔵させることができる内燃機関１のリーン運転時の積算吸気量が設定される。積算ＧａＬが所定量ｄ未満であると判断した場合はステップＳ２９へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１の空燃比がリーンになるようにリーン制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２９】
ステップＳ２４で触媒劣化抑制条件が成立していないと判断した場合はステップＳ３０へ進み、ＥＣＵ１３はＦ／Ｃを実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。ステップＳ２６で積算ＧａＳが所定量ｂ未満ではないと判断した場合、及びステップＳ２８で積算ＧａＬが所定量Ｄ未満ではないと判断した場合はステップＳ３１へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに０を代入する。続くステップＳ３２においてＥＣＵ１３は、内燃機関１の空燃比がストイキに制御されるストイキ制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。ステップＳ２３で内燃機関１が減速状態ではないと判断した場合、ステップＳ１１で減速Ｆ／Ｃ条件が成立していないと判断した場合、及びステップＳ２５でＸＰＷが１ではないと判断した場合はステップＳ３２へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１へストイキ制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。ステップＳ２１で内燃機関１の燃料増量運転条件が成立していると判断した場合は、ステップＳ３３へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに１を代入する。次のステップＳ３４においてＥＣＵ１３は、積算ＧａＳと積算ＧａＬに０を代入して初期化する。続くステップＳ３５においてＥＣＵ１３は、内燃機関１へ供給される燃料が増量されるように燃料増量制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
このように、図３の空燃比制御ルーチンでは、内燃機関１の減速時で触媒劣化抑制条件が成立している場合にのみリーン制御が指示されるので、触媒１０、１２の劣化を抑制することができる。また、このリーン制御が指示される期間（リーン制御期間）は積算ＧａＬ又は積算ＧａＳが所定量以上になった場合にＸＰＷに０を代入されることで終了し、以降は空燃比がストイキで運転されるので、より触媒１０、１２の劣化を抑制することができる。なお、リーン制御期間の終了時期は、積算ＧａＬの代わりに増量運転後に内燃機関１の空燃比がリーンで運転された時間を、積算ＧａＳの代わりに増量運転後に内燃機関１の空燃比がストイキで運転された時間を利用して判断してもよい。
【００３１】
図４にＥＣＵ１３が実行する空燃比制御ルーチンの第二の実施例を示す。図４の空燃比制御ルーチンは、積算ＧａＳに応じて内燃機関１の空燃比をリーンに制御する期間を変更する点が図３の制御ルーチンと異なる。図４の制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図４において図３と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００３２】
図４の空燃比制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３はまずステップＳ２１で内燃機関１の燃料増量条件が成立しているか否かを判断する。燃料増量条件が成立していないと判断した場合はステップＳ２２へ進み、積算ＧａＳを取得する。次のステップＳ２３においてＥＣＵ１３は、内燃機関１が減速状態であるか否かを判断する。内燃機関１が減速状態であると判断した場合はステップＳ１１へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１の減速Ｆ／Ｃ条件が成立しているか否かを判断する。減速Ｆ／Ｃ条件が成立していると判断した場合はステップＳ２４へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制条件が成立しているか否かを判断する。触媒劣化抑制条件が成立していると判断した場合はステップＳ２５へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷが１であるか否かを判断する。
【００３３】
ＸＰＷが１であると判断した場合はステップＳ４１へ進み、積算ＧａＳに応じて内燃機関１のリーン制御期間の終了を判定する判定積算値Ｅを取得する。判定積算値Ｅは、例えば図５に示したマップ中の線Ｅ１を参照することで取得する。内燃機関１のストイキ運転時の排気にも酸素は含まれているので、この間も触媒１０、１２へ酸素が徐々に吸蔵されている。そのため、例えば積算ＧａＳが多い（内燃機関１のストイキ運転期間が長い）場合には、内燃機関１の減速時におけるリーン制御期間を短くしても触媒１０、１２へＨ２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素を吸蔵させることができる。
【００３４】
次のステップＳ４２では、内燃機関１の空燃比がリーンに制御されてから内燃機関１へ吸入されたＧａの積算値である積算ＧａＩを取得する。積算ＧａＩは、例えば燃料増量運転後に内燃機関１の空燃比がリーンで運転された期間のＧａを積算することで取得することができる。続くステップＳ４３においてＥＣＵ１３は、積算ＧａＩが判定積算値Ｅ未満であるかを判断する。積算ＧａＩが判定積算値Ｅ未満であると判断した場合はステップＳ２９へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１へリーン制御を指示する。その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００３５】
なお、ステップＳ２４で触媒劣化抑制条件が成立していないと判断した場合は、ステップＳ３０へ進み、ＥＣＵ１３はＦ／Ｃを実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。ステップＳ４３で積算ＧａＩが判定積算値Ｅ未満ではないと判断した場合はステップＳ３１へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに０を代入する。続くステップＳ３３においてＥＵ１３は、内燃機関１へストイキ制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
ステップＳ２３で内燃機関１が減速状態ではないと判断した場合、ステップＳ１１で減速Ｆ／Ｃ条件が成立していないと判断した場合、及びステップＳ２５でＸＰＷが１ではないと判断した場合はステップＳ３２へ進み、以降は図４と同じ処理を実行した後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３６】
ステップＳ２１で内燃機関１の燃料増量運転条件が成立していると判断した場合は、ステップＳ３３へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに１を代入する。次のステップＳ４４においてＥＣＵ１３は、積算ＧａＳ及び積算ＧａＩへ０を代入して初期化する。続くステップＳ３５においてＥＣＵ１３は、内燃機関１へ燃料増量運転を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３７】
以上に説明したように図４の制御ルーチンでは、積算ＧａＳに応じて判定積算値Ｅを調整し、リーン制御期間を適正に調整する。積算ＧａＳが多い場合は判定積算値Ｅを小さくし、リーン制御する期間を短くする。そのため、触媒１０、１２の劣化を抑制することができる。一方、積算ＧａＳが少ない場合は判定積算値Ｅを大きくし、リーン制御期間を長くする。このようにリーン制御期間を長くすることで、触媒１０、１２へＨ２Ｓの発生が抑制可能な量の酸素を吸蔵させることができる。
【００３８】
図６及び図７は、ＥＣＵ１３が実行する空燃比制御ルーチンの第三の実施例を示すフローチャートである。図６の空燃比制御ルーチンは、燃料増量運転後に触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量をＧａから推定し、この流入した酸素の積算流量に応じてリーン制御期間を変更する点が他の空燃比制御ルーチンと異なる。図６の制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図６及び図７において図３及び図４と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００３９】
図６の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３はまずステップＳ２１で内燃機関１の燃料増量条件が成立しているか否かを判断する。燃料増量条件が成立していないと判断した場合はステップＳ２３へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１が減速状態であるか否かを判断する。内燃機関１が減速状態であると判断した場合はステップＳ１１へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１の減速Ｆ／Ｃ条件が成立しているか否かを判断する。減速Ｆ／Ｃ条件が成立していると判断した場合はステップＳ２４へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制条件が成立しているか否かを判断する。触媒劣化抑制条件が成立していると判断した場合はステップＳ６１へ進み、燃料増量運転後に触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量の合計値（ＴＯ２）を算出する。ＴＯ２は、ステップＳ６３で取得される内燃機関１のリーン運転時に触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量（Ｏ２Ｌ）と、ステップＳ６５で取得されるＦ／Ｃ時に触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量（Ｏ２ＦＣ）と、ステップＳ６６で取得される内燃機関１のストイキ運転時に触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量（Ｏ２Ｓ）とを合計して求める。なお、Ｏ２Ｓ、Ｏ２ＦＣ、Ｏ２Ｌの値はＥＣＵ１３のＲＡＭに記録されており、新たな数値が代入されるまで前の値が保持される。
【００４０】
次のステップＳ２５においてＥＣＵ１３は、ＸＰＷが１であるか否かを判断する。ＸＰＷが１であると判断した場合はステップＳ６２へ進み、ＥＣＵ１３はＴＯ２が判定酸素量Ｆ未満であるか否かを判断する。判定酸素量Ｆには、例えばＨ２Ｓの発生を抑制可能な酸素量が設定される。ＴＯ２が判定酸素量Ｆ未満であると判断した場合はステップＳ２７へ進み、ＥＣＵ１３は積算ＧａＬを取得する。次のステップＳ６３においてＥＣＵ１３は、積算ＧａＬからＯ２Ｌを取得する。触媒１０、１２へ流入する酸素の流量は、Ｇａから推定することができる。そこで、図８に示したマップを使用して積算Ｇａから触媒１０、１２へ流入した酸素の積算流量を推定する。内燃機関１の空燃比がリーンで運転されている場合と、Ｆ／Ｃ中の場合と、空燃比がストイキで運転されている場合とは、内燃機関１へ供給される燃料量が異なるので、内燃機関１から排出される排気の酸素濃度が異なる。そこで、それぞれの運転状態に応じた酸素の積算流量が取得できるように、図８のマップには、それぞれの運転状態における積算Ｇａに対応した線が設けられている。積算ＧａＬからＯ２Ｌを取得する場合は、図８の線Ｌを使用する。例えば、積算ＧａＬが図８中のＧａＬ１であった場合、Ｏ２Ｌの値は図８中のＯ２Ｌ１になる。ＥＣＵ１３は、この処理を実行することにより、酸素積算流量取得手段として機能する。続くステップＳ２９においてＥＣＵ１３は、内燃機関１へリーン制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４１】
ステップＳ２４で触媒劣化抑制条件が成立していないと判断した場合はステップＳ６４へ進み、ＥＣＵ１３はＦ／Ｃ時におけるＧａの積算値である積算ＧａＦＣを取得する。積算ＧａＦＣは、例えばＦ／Ｃ時におけるエアフローメータ６から取得したＧａを積算して算出する。続くステップＳ６５においてＥＣＵ１３は、図８を利用して積算ＧａＦＣからＯ２ＦＣを取得する。Ｏ２ＦＣを取得する場合は図８中の線ＦＣを使用する。次のステップＳ３０でＥＣＵ１３はＦ／Ｃを実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４２】
ステップＳ２３で内燃機関１が減速状態ではないと判断した場合はステップＳ２２へ進み、ＥＣＵ１３は積算ＧａＳを取得する。続くステップＳ６６においてＥＣＵ１３は、図７のマップを参照して積算ＧａＳからＯ２Ｓを取得する。Ｏ２Ｓを取得する場合は図８中の線Ｓを使用する。次のステップＳ３２でＥＣＵ１３は内燃機関１へストイキ制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ６２においてＴＯ２が判定酸素量Ｆ未満ではないと判断した場合はステップＳ３１へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに０を代入する。続くステップＳ３２においてＥＣＵ１３は内燃機関へストイキ制御を指示し、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００４３】
ステップＳ２１で燃料増量運転条件が成立していると判断した場合は図７のステップＳ３３へ進み、ＥＣＵ１３はＸＰＷに１を代入する。次のステップＳ６７においてＥＣＵ１３は、ＧａＳ，ＧａＦＣ、ＧａＬ、Ｏ２Ｓ、Ｏ２Ｌ、Ｏ２ＦＣへそれぞれ０を代入し、これらの値を初期化する。続くステップＳ３５においてＥＣＵ１３は内燃機関１へ燃料増量制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４４】
以上に説明したように図６の制御ルーチンではＯ２ＦＣが含まれるＴＯ２により内燃機関１の空燃比をリーンに制御する期間の終了を判断している。そのため、例えば燃料増量運転後にＦ／Ｃを実行した期間が長い場合はＯ２ＦＣが多くなり、リーン制御期間は短くなる。一方、Ｆ／Ｃを実行した期間が短い場合はＯ２ＦＣが少ないので、リーン制御期間は長くなる。Ｆ／Ｃ時は排気中の酸素濃度がほぼ空気と同じになるので触媒１０、１２へ多くの酸素を吸蔵させることができる。ただし、燃料をカットした期間が短い場合は、触媒１０、１２へＨ２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素が吸蔵されていないおそれがある。そこで、このような場合にのみ内燃機関１の空燃比をリーンに制御して、触媒１０、１２へＨ２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素を吸蔵させる。
【００４５】
図９は、図６の空燃比制御ルーチンを実行した場合における触媒１０、１２の酸素吸蔵量と、酸素濃度センサ１１の出力の時間変化の一例を示している。また、比較例として、図９中に燃料増量運転後一定時間のみ空燃比をリーンにした場合の時間変化の一例も示す。図９の時間ｔ１において内燃機関１に燃料増量が指示されると、内燃機関１の空燃比がリッチになる。これにより排気の空燃比がリッチになり、まずスタート触媒１０の酸素吸蔵量が減少を開始する。図９の時間ｔ２においてスタート触媒１０の酸素吸蔵量が０になると、酸素濃度センサ１１の出力がリッチ側に変化し、リッチな排気が三元触媒１２へ流入し始める。そのため、三元触媒１２の酸素吸蔵量が減少を開始する。その後、時間ｔ３において三元触媒１２の酸素吸蔵量が０になる。
【００４６】
図９の時間ｔ４において、燃料増量運転が終了すると、内燃機関１の空燃比がリーンに制御されるので、まずスタート触媒１０が酸素の吸蔵を開始する。時刻ｔ５においてスタート触媒１０が最大酸素吸蔵量まで酸素を吸蔵し終わると、次に三元触媒１２が酸素の吸蔵を開始する。本発明では、この後時刻ｔ７まで内燃機関１の空燃比をリーン側に制御して三元触媒１２へ酸素を吸蔵させる。一方、燃料増量運転後一定時間のみ空燃比をリーンに制御した場合は、時刻ｔ６までしか内燃機関１の空燃比がリーンに制御されないので、スタート触媒１０へは酸素を十分に吸蔵させることができるが、三元触媒１２へはほとんど酸素を吸蔵させることができない。このように図６の制御ルーチンを実行することによって触媒１０、１２へ十分な酸素を吸蔵させることができるので、内燃機関１の停止後にＨ２Ｓの発生を抑制することができる。
【００４７】
（第二の実施形態）
次に、図１０、図１１を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。但し、図１０において図１と共通する部分には同一符合を付し、それらの説明は省略する。
【００４８】
図１０に示す第二の実施形態は、二次空気を供給する二次空気供給手段としての二次空気供給装置１５が設けられ、スタート触媒１０と三元触媒１２との間の排気通路４と、二次空気供給装置１５とが二次空気通路１６により接続されている点が第一の実施形態と異なる。二次空気通路１６には、開閉することにより二次空気通路１６の接続及び遮断を切り替えて二次空気を排気通路４へ供給する弁手段としての供給弁１７が設けられている。なお、二次空気供給装置１５は、例えばエアポンプやエアサクションによって二次空気を排気通路４へ供給する。
【００４９】
供給弁１７の動作はＥＣＵ１３によって制御されている。図１１は、排気通路４へ二次空気を供給するためにＥＣＵ１３が実行する二次空気供給制御ルーチンを示している。図１１の制御ルーチンは、内燃機関の運転中に所定の周期で繰り返し実行されている。なお、図１１において図３と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。ＥＣＵ１３は、図１１の制御ルーチンを実行することで弁制御手段として機能する。
【００５０】
図１１の二次空気供給制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３はまずステップＳ１０１で内燃機関１が減速状態又はアイドル運転状態であるか否かを判断する。内燃機関１の運転状態は、例えばスロットルバルブ７の開度を参照することで推定することができる。内燃機関１が減速状態又はアイドル運転状態であると判断した場合はステップＳ１１へ進み、ＥＣＵ１３は減速Ｆ／Ｃ条件が成立しているか否かを判断する。減速Ｆ／Ｃ条件が成立していないと判断した場合はステップＳ１５へ進み、ＥＣＵ１３は積算ＧａＳが所定量Ｂ未満であるか否かを判断する。積算ＧａＳが所定量Ｂ未満であると判断した場合は、ステップＳ１０２へ進み供給弁１７が開状態であることを示す開フラグがオンの状態であるか否かを判断する。開フラグがオンではないと判断した場合はステップＳ１０３へ進み、ＥＣＵ１３は供給弁１７を開けて二次空気の供給を開始する。次のステップＳ１０４においてＥＣＵ１３は開フラグをオンにする。続くステップＳ１０５においてＥＣＵ１３はタイマーを起動する。このタイマーは、供給弁１７を開けてから所定時間が経過したか否かを判断するために使用する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５１】
ステップＳ１０２で開フラグがオンであると判断した場合はステップＳ１０６へ進み、ＥＣＵ１３はタイマーが起動してから所定の判定時間Ｇが経過したか否かを判断する。なお、判定時間Ｇとしては、例えば二次空気の供給によって三元触媒１２へＨ２Ｓの発生が抑制可能な酸素量を吸蔵させることができる時間が設定される。判定時間Ｇが経過していないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、判定時間Ｇが経過していると判断した場合はステップＳ１０７へ進み、供給弁１７を閉めて二次空気の供給を停止する。続くステップＳ１０８でＥＣＵ１３はフラグをリセットし、その後今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１０１で否定判断した場合、ステップＳ１１で肯定判断した場合、及びステップＳ１５で否定判断した場合もステップＳ１０７へ進み、ＥＣＵ１３は供給弁１７を閉じる。その後、ステップＳ１０８でフラグをリセットし、その後今回の制御ルーチンを終了する。
【００５２】
このように図１１の制御ルーチンを実行することで、減速Ｆ／Ｃが実行されない場合に二次空気が所定の供給期間（判定時間Ｇが経過するまでの期間）触媒１２へ供給され、触媒１２へＨ２Ｓの発生が抑制できる量の酸素を吸蔵させることができる。また、二次空気はスタート触媒１０の下流に供給されるので、スタート触媒１０の劣化を抑制することができる。
【００５３】
なお、判定時間Ｇは、燃料増量運転後の減速時にＦ／Ｃが実行された期間（燃料カット期間）に応じて変化させてもよい。燃料カット期間が長い場合は、少量の二次空気を供給することによって三元触媒１２へＨ２Ｓの発生を抑制可能な酸素量を吸蔵させることができると考えられる。そこで、図１１のステップＳ１０６で使用する判定時間Ｇを、例えば図１２に示したマップを参照して設定してもよい。図１２は、燃料カット期間と判定時間Ｇとの関係の一例を示している。図１２では、燃料カット期間が長いほど判定時間が短くなる。
【００５４】
このように燃料カット期間に応じて判定時間Ｇを変更することで、三元触媒１２へＨ２Ｓの発生を抑制可能な酸素量を吸蔵させるとともに、三元触媒１２へ供給する二次空気の量を適正に調整して三元触媒１２の劣化を抑制することができる。
【００５５】
第二の実施形態は、排気通路に複数の触媒が設けられている内燃機関に適用することができる。例えば図１３（ａ）に示したように、三元触媒１２がケーシング１２ａ内で、触媒１２ｂ、１２ｃの二つに分かれて配置されている場合は、触媒１２ｂ、１２ｃの間に二次空気が供給されるようにケーシング１２ａと二次空気供給装置１５とを接続することで、同様の効果が得られる。また、図１３（ｂ）にように触媒１２の下流側にさらに排気浄化触媒１８が配置されて排気通路４に３個の触媒が配置されている場合は、それぞれの触媒間に二次空気供給装置１５を接続することで同様の効果が得られる。なお、このように排気通路４に触媒が３個配置されている場合は、触媒１０、１２の間と触媒１２、１８の間との両方に二次空気通路１６を接続してもよいし、触媒１０、１２の間又は触媒１２、１８の間の片方にのみ二次空気通路１６を接続してもよい。排気通路に４個以上の触媒が配置されている内燃機関でも、触媒間の少なくとも一箇所以上に二次空気通路１６を設けることで、同様の効果が得られる。
【００５６】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明の制御ルーチン中で使用している積算Ｇａの積算開始時期は、燃料増量運転の終了後に限定されず、Ｏ２センサ１１がリーン側の信号を出力してから積算を開始してもよい。このように積算開始時期をＯ２センサ１１によって判断する制御ルーチンを図１４〜図１６に示す。
【００５７】
図１４は、図２の触媒劣化抑制制御ルーチンの変形例を示している。図１４の制御ルーチンも内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図１４において図２と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００５８】
図１４の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３はＴｃａｔが判定温度Ａよりも高温であるか否かを判断する（ステップＳ１４）まで図２と同様の処理を行う。Ｔｃａｔが判定温度Ａよりも高温であると判断した場合はステップＳ２０１へ進み、ＥＣＵ１３は内燃機関１の燃料増量運転後にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化したか否かを判断する。リーン側に変化していないと判断した場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ１３は触媒劣化抑制制御を禁止した後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、リーン側に変化したと判断した場合はステップＳ１５へ進み、以下図２と同様の処理を行った後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５９】
このように図１４では、ステップＳ２０１でＯ２センサ１１の出力信号がリーン側に変化してから、即ち触媒１２へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから積算Ｇａが所定量ｂよりも大きいか否かを判断する。そのため、Ｏ２センサ１１の出力信号がリーン側に変化してから内燃機関１へ吸入された吸入空気量の積算値を使用して動作許可期間の終了時期が判断される。なお、図３の制御ルーチンにおける動作許可期間の終了時期は、積算Ｇａの他にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側に変化してからの経過時間によって判断してもよい。
【００６０】
図１５に、図３の空燃比制御ルーチンの変形例を示す。図１５の制御ルーチンも内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図１５において図４及び図１４と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００６１】
図１５の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は燃料増量条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２１）まで図３と同様の処理を行う。燃料増量条件が成立していると判断した場合はステップＳ２０１へ進み、ＥＣＵ１３は燃料増量運転後のＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化したか否かを判断する。リーン側に変化したと判断した場合はステップＳ２２へ進み、ＥＣＵ１３は積算Ｇａを取得する。以下図３と同様の処理を行った後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、リーン側に変化していないと判断した場合はステップＳ２３へ進み、以下図３と同様の処理を行った後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６２】
このように図１５の制御ルーチンでは、Ｏ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化してからの積算ＧａＳが取得される。そのため、触媒１２へ酸素の供給が開始されてからの積算ＧａＳでリーン制御期間の終了時期が判断されるので、触媒１２へＨ２Ｓの発生を抑制することが可能な酸素量を吸蔵できたか否かをより精度よく判断できる。なお、図１５の制御ルーチンにおけるリーン制御期間の終了時期は、積算Ｇａの他にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側に変化してからの経過時間によって判断してもよい。
【００６３】
図１６に、図６の空燃比制御ルーチンの変形例を示す。図１６の制御ルーチンも内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図１６において図６及び図１４と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。
【００６４】
図１６の制御ルーチンでは、ステップＳ６２でＥＣＵ１３が肯定判断した場合にステップＳ２０１を、ステップＳ２４で否定判断した場合にステップＳ２０２を、ステップＳ２３又はステップＳ１１で否定判断した場合にステップＳ２０３を、それぞれ実行する点が図６の制御ルーチンと異なる。ステップＳ２０１においてＥＣＵ１３は燃料増量運転後にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化したか否かを判断し、リーン側へ変化したと判断した場合はステップＳ２７へ、一方リーン側へ変化していないと判断した場合はステップＳ２９へ、それぞれ進む。ステップＳ２０２、Ｓ２０３においてもＥＣＵ１３は、燃料増量運転後にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化したか否かを判断する。ステップＳ２０２で肯定判断した場合はステップＳ６４へ、否定判断した場合はステップＳ３０へそれぞれ進む。ステップＳ２０３では肯定判断した場合にステップＳ２２へ、否定判断した場合はステップＳ３２へそれぞれ進む。
【００６５】
このように、燃料増量運転後にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化してからの積算Ｇａをそれぞれ取得することで、触媒１２へ流入した酸素量をより精度よく算出することができる。なお、図１６におけるリーン制御期間の終了時期も図１５と同様に、積算Ｇａの他にＯ２センサ１１の出力信号がリーン側に変化してからの経過時間によって判断してもよい。
【００６６】
なお、図４の制御ルーチンにおける積算ＧａＳの積算開始時期も、Ｏ２センサ１１がリーン側の信号を出力してから開始してもよい。この場合、触媒１０へ酸素が吸蔵されている時間のＧａが積算されないので、積算ＧａＳの値が小さくなる。そのため、図４における積算ＧａＳの積算開始時期をＯ２センサ１１がリーン側の信号を出力してからにした場合、ステップＳ４１では図５の線Ｅ２を使用して判定積算値Ｅを取得する。
【００６７】
以上に説明したように、図１４〜図１６ではＯ２センサ１１の出力信号がリーン側へ変化してから、即ち触媒１２へ流入する排気の空燃比がリーンに変化してから積算Ｇａの積算を開始し、この積算Ｇａによって終了時期を判断する。そのため、触媒１２へＨ２Ｓの発生を抑制することが可能な酸素量を吸蔵できたか否かをより精度よく判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の空燃比制御装置が適用される内燃機関の第一の実施形態を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが実行する触媒劣化抑制制御ルーチンを示すフローチャート。
【図３】図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第一の実施例を示すフローチャート。
【図４】図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第二の実施例を示すフローチャート。
【図５】積算ＧａＳと判定積算値Ｅとの関係の一例を示す図。
【図６】図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第三の実施例を示すフローチャート。
【図７】図６に続くフローチャート。
【図８】積算Ｇａと酸素積算流量との関係の一例を示す図。
【図９】図６の制御ルーチンを実行した場合の触媒１０、１２の酸素吸蔵量と、酸素濃度センサ１１の出力の時間変化の一例を示した図。
【図１０】本発明の空燃比制御装置が適用される内燃機関の第二の実施形態を示す図。
【図１１】図１０のＥＣＵが実行する供給弁制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１２】燃料カット期間と判定時間Ｇとの関係の一例を示す図。
【図１３】本発明の第二の実施形態の変形例を示す図。
【図１４】図２の触媒劣化抑制制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図１５】図３の空燃比制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図１６】図６の空燃比制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６９】
１  内燃機関
４  排気通路
１０  スタート触媒（排気浄化触媒）
１２  三元触媒（排気浄化触媒）
１３  エンジンコントロールユニット（燃料カット手段、触媒劣化抑制手段、空燃比制御手段、酸素積算流量取得手段、弁制御手段）
１５  二次空気供給装置（二次空気供給手段）
１６  二次空気通路
１７  供給弁（弁手段）
１８  排気浄化触媒
【図１】
2005163747.tif 000003
【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】
2005163747.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005163747.tif 000012
【図１１】
2005163747.tif 000013
【図１２】
2005163747.tif 000014
【図１３】
2005163747.tif 000015
【図１４】
2005163747.tif 000016
【図１５】
2005163747.tif 000017
【図１６】
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