(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に複数の触媒又は複数の触媒群を直列に配置した内燃機関において、
上流側に配置された触媒又は触媒群（以下「上流側触媒」という）に流入する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第１センサと、
前記上流側触媒から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第２センサと、
下流側に配置された触媒又は触媒群（以下「下流側触媒」という）から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第３センサと、
前記第２センサの出力及び／又は前記第３センサの出力に基づいて目標空燃比を設定し、該目標空燃比と前記第１センサの出力との偏差に基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記目標空燃比を所定の制御範囲に制限する目標空燃比ガード手段とを備え、
前記目標空燃比ガード手段は、前記第２センサの出力と前記第３センサの出力とに基づいて前記制御範囲を切り換えることを特徴とする内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【請求項２】
前記目標空燃比ガード手段は、前記第２センサと前記第３センサの出力が両方ともリッチのときに前記制御範囲の少なくともリッチ側ガード値をリッチ度合の小さいガード値に切り換え、前記第２センサと前記第３センサの出力が両方ともリーンのときに前記制御範囲の少なくともリーン側ガード値をリーン度合の小さいガード値に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【請求項３】
前記目標空燃比ガード手段は、前記制御範囲を切り換える際に、その切換値を前記第２センサ及び／又は第３センサの出力に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【請求項４】
前記目標空燃比を設定するサブフィードバック制御の制御ゲインを、前記第２センサの出力と前記第３センサの出力とに基づいて切り換える制御ゲイン切換手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【請求項５】
排気通路に複数の触媒又は複数の触媒群を直列に配置した内燃機関において、
上流側に配置された触媒又は触媒群（以下「上流側触媒」という）に流入する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第１センサと、
前記上流側触媒から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第２センサと、
下流側に配置された触媒又は触媒群（以下「下流側触媒」という）から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第３センサと、
前記第２センサの出力及び／又は前記第３センサの出力に基づいて目標空燃比を設定し、該目標空燃比と前記第１センサの出力との偏差に基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記目標空燃比を設定するサブフィードバック制御の制御ゲインを、前記第２センサの出力と前記第３センサの出力とに基づいて切り換える制御ゲイン切換手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【請求項６】
前記制御ゲイン変更手段は、前記制御ゲインを切り換える際に、その切換値を前記第２センサ及び／又は第３センサの出力に応じて設定することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の排出ガス浄化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に複数の触媒又は複数の触媒群を直列に配置した内燃機関の排出ガス浄化制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの排出ガスの浄化能力を高めるために、エンジンの排気管の途中に、排出ガス浄化用の触媒を２個直列に設置したものがある。このものは、上流側触媒の上流側と下流側触媒の下流側にそれぞれ空燃比センサ（又は酸素センサ）を設置し、上流側触媒に流入する排出ガスの空燃比を上流側のセンサで検出して、これを目標空燃比に一致させるように空燃比フィードバック制御（メインフィードバック制御）を行うと共に、下流側触媒を通過した排出ガスの空燃比を下流側のセンサで検出して、これを下流側の目標空燃比に一致させるように上流側の目標空燃比を補正するサブフィードバック制御を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の空燃比フィードバックシステムでは、上流側触媒から流出する排出ガスの空燃比（下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比）を検出することができないため、上流側触媒と下流側触媒の状態を個別に評価した空燃比フィードバック制御を行うことができない。このため、２つの触媒を効率良く利用した排出ガスの浄化を行うことができず、２つの触媒を用いる割りには排出ガス浄化率向上の効果が小さいものとなっていた。
【０００４】
そこで、上流側触媒と下流側触媒との間にも空燃比センサ（又は酸素センサ）を設置して、上流側触媒から流出する排出ガスの空燃比（下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比）を検出し、その検出結果をサブフィードバック制御（上流側の目標空燃比）に反映させるようにすることが考えられている。
【０００５】
本発明者らは、このシステムを実用化に向けて開発しているが、その過程で、次のような新たな技術的課題が判明した。現在、本発明者らが開発しているシステムは、上流側触媒の下流側の空燃比センサの出力と下流側触媒の下流側の空燃比センサの出力とに基づいてサブフィードバック制御により上流側触媒の上流側の目標空燃比を補正するものであるが、このサブフィードバック制御による目標空燃比の制御範囲（リッチ側ガード値とリーン側ガード値）は、図６に破線（比較例）で示すように一定値に固定され、この制御範囲内で目標空燃比が補正されるようになっている。一般に、上流側の目標空燃比の制御範囲は、上流側触媒を考慮して設定されているため、この制御範囲内で目標空燃比を補正すれば、上流側触媒の排出ガス浄化率は良好に維持されるが、エンジン運転状態や上流側触媒の状態によって下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が比較的大きく変動するため、目標空燃比の制御範囲が一定値に固定されていると、下流側触媒に流入する排出ガスの空燃比が適正範囲から外れることがあり、更に、適正範囲から外れた空燃比が適正範囲に復帰するまでに時間がかかる傾向がある。そのため、エンジン運転状態等によっては、下流側触媒の排出ガス浄化率が低下して、排気エミッションが増加する可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、排気通路に直列に配置した複数の触媒（又は触媒群）を効率良く使用して排出ガスを効率良く浄化することができ、排出ガス浄化率を高めることができる内燃機関の排出ガス浄化制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の排出ガス浄化制御装置は、上流側触媒に流入する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第１センサと、上流側触媒から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第２センサと、下流側触媒から流出する排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する第３センサとを設け、空燃比フィードバック制御手段によって第２センサの出力及び／又は第３センサの出力に基づいて目標空燃比を設定し、この目標空燃比の制御範囲を、第２センサの出力と第３センサの出力とに基づいて切り換える。このようにすれば、上流側触媒と下流側触媒の両方の浄化状態を検出しながら、システム全体としての排出ガス浄化率が高くなるように目標空燃比の制御範囲を切り換えることができ、上流側触媒と下流側触媒の両方を効率良く使用して排出ガスを効率良く浄化することができる。
【０００８】
一般に、触媒の排出ガス浄化率は、触媒のリーン／リッチ成分の吸着状態によって変化し、触媒の吸着状態がストイキ付近のときに排出ガス中のリッチ成分（ＨＣ、ＣＯ等）とリーン成分（ＮＯｘ等）の両方を最も効率良く浄化でき、最も高い排出ガス浄化率を得ることができる。
【０００９】
そこで、請求項２のように、第２センサと第３センサの出力が両方ともリッチのときに、目標空燃比の制御範囲の少なくともリッチ側ガード値をリッチ度合の小さいガード値に切り換え、第２センサと第３センサの出力が両方ともリーンのときに、制御範囲の少なくともリーン側ガード値をリーン度合の小さいガード値に切り換えるようにすると良い。
【００１０】
つまり、第２センサと第３センサの出力が両方ともリッチになる場合は、上流側触媒と下流側触媒の吸着状態が両方ともリッチとなって、各触媒から流出する排出ガス中のリッチ成分が相対的に多くなる傾向がある。この場合は、目標空燃比の制御範囲の少なくともリッチ側ガード値をリッチ度合の小さいガード値に切り換える。これにより、目標空燃比の制御範囲が通常よりもリーン側にシフトされて、排出ガスの空燃比のリッチ度合が抑えられるため、上流側触媒と下流側触媒がリッチ成分で飽和吸着状態になることが防止され、排出ガスのリッチ成分の浄化能力が確保される。
【００１１】
一方、第２センサと第３センサの出力が両方ともリーンになる場合は、上流側触媒と下流側触媒の吸着状態が両方ともリーンになって、各触媒から流出する排出ガス中のリーン成分が相対的に多くなる傾向がある。この場合は、目標空燃比の制御範囲の少なくともリーン側ガード値をリーン度合の小さいガード値に切り換える。これにより、目標空燃比の制御範囲が通常よりもリッチ側にシフトされて、排出ガスの空燃比のリーン度合が抑えられるため、上流側触媒と下流側触媒がリーン成分で飽和吸着状態になることが防止され、排出ガスのリーン成分の浄化能力が確保される。
【００１２】
この場合、請求項３のように、目標空燃比の制御範囲を切り換える際に、その切換値を第２センサ及び／又は第３センサの出力に応じてを設定するようにしても良い。このようにすれば、目標空燃比の制御範囲の切り換えによる目標空燃比の補正量を、上流側触媒や下流側触媒の状態（リッチ／リーン度合）に応じた適正量にすることができ、制御精度を向上できる。
【００１３】
また、請求項４，５のように、目標空燃比を設定するサブフィードバック制御の制御ゲインを、第２センサの出力と第３センサの出力とに基づいて切り換えるようにしても良い。このようにすれば、上流側触媒の状態と下流側触媒の状態に応じてサブフィードバック制御の制御ゲインを切り換えて目標空燃比を応答良く変化させることができ、上流側触媒と下流側触媒の両方を効率良く使用して排出ガスを効率良く浄化することができる。
【００１４】
この場合、請求項６のように、制御ゲインを切り換える際に、その切換値を第２センサ及び／又は第３センサの出力に応じて設定するようにしても良い。このようにすれば、制御ゲインを、上流側触媒や下流側触媒の状態（リッチ／リーン度合）に応じた適正なゲインに設定することができ、制御精度を向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。
【００１６】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。
【００１７】
一方、エンジン１１の排気管２１（排気通路）の途中には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の上流側触媒２２と下流側触媒２３が直列に設置されている。更に、上流側触媒２２の上流側及び下流側と、下流側触媒２３の下流側には、それぞれ第１センサ２４、第２センサ２５、第３センサ２６が設置されている。この場合、第１センサ２４は、上流側触媒２２に流入する排出ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサ（リニアＡ／Ｆセンサ）が用いられ、第２センサ２５と第３センサ２６は、各触媒２２，２３から流出する排出ガスのリッチ／リーンに応じて出力電圧が反転する酸素センサが用いられている。尚、第２センサ２５及び／又は第３センサ２６は、第１センサ２４と同じく、空燃比センサ（リニアＡ／Ｆセンサ）を用いても良く、勿論、第１センサ２４として酸素センサを用いても良い。
【００１８】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２７や、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ２８が取り付けられている。
【００１９】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図２乃至図５の各プログラムを実行することで、空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段としての役割を果たす。以下、各プログラムの処理内容を説明する。
【００２０】
［燃料噴射量算出］
図２の燃料噴射量算出プログラムは、空燃比のフィードバック制御を通じて要求燃料噴射量ＴＡＵを設定するプログラムであり、所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、現在の吸気管圧力、エンジン回転速度等の運転状態パラメータに基づいてマップ等から基本燃料噴射量ＴＰを算出し、次のステップ１０２で、空燃比フィードバック条件が成立しているか否かを判定する。ここで、空燃比フィードバック条件は、エンジン冷却水温が所定温度以上であること、エンジン運転状態が高回転・高負荷領域ではないこと等であり、これらの条件を全て満たしたときに空燃比フィードバック条件が成立する。
【００２１】
上記ステップ１０２で、空燃比フィードバック条件が不成立と判定された場合にはステップ１０６に進み、空燃比補正係数ＦＡＦを「１．０」に設定して、ステップ１０５に進む。この場合は、空燃比のフィードバック補正は行われない。
【００２２】
一方、上記ステップ１０２で、空燃比フィードバック条件が成立していると判定された場合は、ステップ１０３に進み、後述する図３の目標空燃比設定プログラムを実行して上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGを設定し、次のステップ１０４で、上流側触媒２２の上流側の第１センサ２４の出力（排出ガスの空燃比）と目標空燃比λTGとの偏差に応じて空燃比補正係数ＦＡＦを算出する。
【００２３】
この後、ステップ１０５で、基本燃料噴射量ＴＰ、空燃比補正係数ＦＡＦ及び他の補正係数ＦＡＬＬを用いて、次式により燃料噴射量ＴＡＵを算出して、本プログラムを終了する。
ＴＡＵ＝ＴＰ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ
【００２４】
［目標空燃比設定］
次に、図２のステップ１０３で実行される図３の目標空燃比設定プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは、第２センサ２５の出力と第３センサ２６の出力に基づいて目標空燃比λTGを設定するサブフィードバック制御を実行するプログラムである。
【００２５】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、図４の目標電圧設定プログラムを実行し、第３センサ２６の出力電圧（下流側触媒２３下流側の空燃比）に応じてマップにより第２センサ２５の目標電圧Ｖtgを設定する。この目標電圧Ｖtgのマップ特性は、第３センサ２６の出力電圧が所定範囲内（Ａ＜出力電圧＜Ｂ）の領域では、第３センサ２６の出力電圧が高くなるほど、第２センサ２５の目標電圧Ｖtgが低くなり、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ａ以下の領域では、第２センサ２５の目標電圧Ｖtgが上限値で一定となり、第３センサ２６の出力電圧が所定値Ｂ以上の領域では、第２センサ２５の目標電圧Ｖtgが下限値で一定となる。
【００２６】
目標電圧Ｖtgの設定後、図３のステップ２０２に進み、上流側触媒２２下流側に配置された第２センサ２５の出力電圧ＶＯＸ２が目標電圧Ｖtgより高いか低いかによって、上流側触媒２２の状態がリッチかリーンかを判定し、リーンのときには、ステップ２０３に進み、前回もリーンであったか否かを判定する。前回も今回もリーンである場合には、ステップ２０４に進み、リッチ積分量λIRを、現在の吸入空気量に応じてマップ等から算出する。リッチ積分量λIRの算出後、ステップ２０５に進み、目標空燃比λTGをλIRだけリッチ側に補正した後、ステップ２１３に進む。
【００２７】
また、前回がリッチで今回リーンに反転した場合には、ステップ２０６に進み、リッチ側へのスキップ量λSKR を、第３センサ２６の出力（下流側触媒２３の吸着状態）に応じてマップ等から算出する。リッチスキップ量λSKR の算出後、ステップ２０７進み、目標空燃比λTGをλIR＋λSKR だけリッチ側に補正した後、ステップ２１３に進む。
【００２８】
一方、前記スキップ２０２で、第２センサ２５の出力電圧ＶＯＸ２が目標電圧Ｖtgよりも高い（上流側触媒２２の状態がリッチ）と判定された場合には、ステップ２０８に進み、前回もリッチであったか否かを判定する。前回も今回もリッチである場合には、ステップ２０９に進み、リーン積分量λILを現在の吸入空気量に応じてマップ等から算出する。リーン積分量λILの算出後、ステップ２１０に進み、目標空燃比λTGをλILだけリーン側に補正した後、ステップ２１３に進む。
【００２９】
また、前回がリーンで今回リッチに反転した場合には、ステップ２１１に進み、リーン側へのスキップ量λSKL を、第３センサ２６の出力（下流側触媒２３の吸着状態）に応じてマップ等から算出する。リーンスキップ量λSKL の算出後、ステップ２１２に進み、目標空燃比λTGをλIL＋λSKL だけリーン側に補正した後、ステップ２１３に進む。
【００３０】
このステップ２１３で、後述する図５の目標空燃比ガード処理プログラムを実行して上流側触媒２２上流側の目標空燃比λTGを所定の制御範囲に制限した後、ステップ２１４に進み、そのときの上流側触媒２２のリッチ／リーンを記憶して本プログラムを終了する。
【００３１】
［目標空燃比ガード処理］
次に、図３のステップ２１３で実行される図５の目標空燃比ガード処理プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは、特許請求の範囲でいう目標空燃比ガード手段に相当する役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、第２センサ２５の出力（上流側触媒２２の状態）のリッチ／リーンと第３センサ２６の出力（下流側触媒２３の状態）のリッチ／リーンとの組み合わせに応じて、目標空燃比λTGのリッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanをテーブルにより設定する。この際、第２センサ２５の出力と第３センサ２６の出力の組み合わせは次の４種類▲１▼〜▲４▼に分類される。
【００３２】
▲１▼第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリッチの場合には、リッチ側ガード値Ｇrichを通常よりリッチ度合の小さいガード値Ｒmin に切り換えると共に、リーン側ガード値Ｇleanを通常よりリーン度合の大きいガード値Ｌmax に切り換える。尚、リーン側ガード値Ｇleanは、通常値Ｌavに設定しても良い。
【００３３】
▲２▼第２センサ２５の出力がリーン、且つ、第３センサ２６の出力がリッチの場合には、リッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanを、それぞれ通常値Ｒav，Ｌavに切り換える。
【００３４】
▲３▼第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリーンの場合には、リーン側ガード値Ｇleanを通常よりリーン度合の小さいガード値Ｌmin に切り換えると共に、リッチ側ガード値Ｇrichを通常よりリッチ度合の大きいガード値Ｒmax に切り換える。尚、リッチ側ガード値Ｇrichは、通常値Ｒavに設定しても良い。
【００３５】
▲４▼第２センサ２５の出力がリッチ、且つ、第３センサ２６の出力がリーンの場合には、リッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanを、それぞれ通常値Ｒav，Ｌavに切り換える。尚、Ｒavは、Ｒmax とＲmin との中間値に設定され、Ｌavは、Ｌmax とＬmin との中間値に設定されている。
【００３６】
以上のようにして、リッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanを設定した後、ステップ３０２に進み、前記図３の目標空燃比設定プログラムのステップ２０５，２０７，２１０，２１２のいずれかで更新された目標空燃比λTGをリッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanでガード処理する。つまり、ガード処理前の目標空燃比λTGが両ガード値Ｇrich，Ｇleanの範囲内に収まっていれば、ガード処理前の目標空燃比λTGがそのまま最終的な目標空燃比λTGとして用いられるが、ガード処理前の目標空燃比λTGがリッチ側ガード値Ｇrichよりもリッチ側にずれていれば、最終的な目標空燃比λTGがリッチ側ガード値Ｇrichに置き換えられる。また、ガード処理前の目標空燃比λTGがリーン側ガード値Ｇleanよりもリーン側にずれていれば、最終的な目標空燃比λTGがリーン側ガード値Ｇleanに置き換えられる。これにより、目標空燃比λTGがリッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanとの間に制限される。
【００３７】
以上説明した本実施形態の空燃比フィードバック制御の実行例を図６のタイムチャートを用いて説明する。図６のタイムチャートには、比較例の挙動が破線で示されている。
【００３８】
比較例では、リッチ側／リーン側ガード値Ｇrich，Ｇleanが一定値に固定されている。エンジン運転状態や上流側触媒２２の状態によって下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比が比較的大きく変動するため、目標空燃比λTGのリッチ側／リーン側ガード値Ｇrich，Ｇleanが一定値に固定されていると、下流側触媒２３に流入する排出ガスの空燃比が適正範囲から外れることがあり、更に、適正範囲から外れた空燃比が適正範囲に復帰するまでに時間がかかる傾向がある。そのため、エンジン運転状態等によっては、下流側触媒２３の排出ガス浄化率が低下して、排気エミッションが増加する可能性がある。
【００３９】
これに対し、本実施形態では、第２センサ２５の出力（上流側触媒２２の状態）のリッチ／リーンと第３センサ２６の出力（下流側触媒２３の状態）のリッチ／リーンとの組み合わせに応じて、リッチ側／リーン側ガード値Ｇrich，Ｇleanが切り換えられる。
【００４０】
例えば、図６の▲１▼の期間中は、第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリッチとなる。この状態では、上流側触媒２２と下流側触媒２３の吸着状態が両方ともリッチとなって、各触媒２２，２３から流出する排出ガス中のリッチ成分が相対的に多くなる傾向がある。
【００４１】
そこで、第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリッチとなる場合は、リッチ側ガード値Ｇrichを通常よりリッチ度合の小さいガード値Ｒmin に切り換える。これにより、目標空燃比λTGの制御範囲が通常よりもリーン側にシフトされて、排出ガスの空燃比のリッチ度合が抑えられるため、上流側触媒２２と下流側触媒２３がリッチ成分で飽和吸着状態になることが防止され、排出ガスのリッチ成分の浄化能力が確保される。
【００４２】
また、図６の▲３▼の期間中は、第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリーンとなる。この状態では、上流側触媒２２と下流側触媒２３の吸着状態が両方ともリーンとなって、各触媒２２，２３から流出する排出ガス中のリーン成分が相対的に多くなる傾向がある。
【００４３】
そこで、第２センサ２５と第３センサ２６の出力が両方ともリーンとなる場合は、リーン側ガード値Ｇleanを通常よりリーン度合の小さいガード値Ｌmin に切り換える。これにより、目標空燃比λTGの制御範囲が通常よりもリッチ側にシフトされて、排出ガスの空燃比のリーン度合が抑えられるため、上流側触媒２２と下流側触媒２３がリーン成分で飽和吸着状態になることが防止され、排出ガスのリーン成分の浄化能力が確保される。
【００４４】
また、図６の▲２▼と▲４▼の期間中は、第２センサ２５と第３センサ２６の一方の出力がリーン、他方の出力がリッチとなる。この状態では、上流側触媒２２と下流側触媒２３の吸着状態のリッチ／リーンが互いに反対になるため、上流側触媒２２と下流側触媒２３とをバランス良く使用して排出ガスのリッチ成分とリーン成分を効率良く浄化することができる。
【００４５】
従って、第２センサ２５と第３センサ２６の一方の出力がリーン、他方の出力がリッチとなる場合は、リッチ側ガード値Ｇrichとリーン側ガード値Ｇleanを、それぞれ通常値Ｒav，Ｌavに切り換える。これにより、目標空燃比λTGの制御範囲をストイキを中心とするように設定して、排出ガスの空燃比をストイキを中心とするように制御することで、上流側触媒２２と下流側触媒２３とをバランス良く使用して排出ガスのリッチ成分とリーン成分を効率良く浄化する。
【００４６】
尚、本実施形態では、リッチ側ガード値ＧRichの切換値Ｒmin ，Ｒav，Ｒmax とリーン側ガード値Ｇleanの切換値Ｌmin ，Ｌav，Ｌmax を固定値としたが、これらの切換値を、それぞれ第２センサ２５の出力及び／又は第３センサ２６の出力に応じてマップ又は数式等により設定するようにしても良い。このようにすれば、ガード値の切り換えによる目標空燃比λTGの補正量を、上流側触媒２２や下流側触媒２３の状態（リッチ／リーン度合）に応じた適正量にすることができ、制御精度を向上できる。
【００４７】
また、本実施形態では、第２センサ２５の出力のリッチ／リーンと第３センサ２６の出力のリッチ／リーンとの組み合わせに応じて目標空燃比λTGのガード値を切り換えるようにしたが、その代わりに、第２センサ２５の出力のリッチ／リーンと第３センサ２６の出力のリッチ／リーンとの組み合わせに応じて、サブフィードバックの制御ゲイン（例えば目標空燃比λTGのスキップ量λSKR,λSKL 及び／又は積分量λIR, λIL）を切り換えるようにしても良い。
【００４８】
このようにすれば、上流側触媒２２の状態と下流側触媒２３の状態に応じて制御ゲインを切り換えて目標空燃比λTGを応答良く変化させることができるので、上流側触媒２２と下流側触媒２３の両方を効率良く使用して排出ガスを効率良く浄化することができる。この場合、制御ゲインの切換値は、固定値としても良いが、第２センサ２５の出力や第３センサ２６の出力に応じてマップ又は数式等により設定するようにしても良い。
【００４９】
更に、第２センサ２５の出力のリッチ／リーンと第３センサ２６の出力のリッチ／リーンとの組み合わせに応じて、目標空燃比λTGの制御範囲とサブフィードバック制御の制御ゲインの両方を切り換えるようにしても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、図３の目標空燃比設定プログラムによって第３センサ２６の出力電圧（下流側触媒２３下流側の空燃比）に応じて第２センサ２５の目標電圧Ｖtgを設定し、第２センサ２５の出力電圧ＶＯＸ２が目標電圧Ｖtgより高いか低いかによって、上流側触媒２２の状態がリッチかリーンかを判定して目標空燃比λTGを設定するようにしたが、目標空燃比λTGの設定方法は種々変更しても良く、例えば、エンジン運転状態や各触媒２２，２３の状態等に応じて第２センサ２５と第３センサ２６とのいずれか一方を選択して、そのセンサの出力に基づいて目標空燃比λTGを設定するようにしても良い。
【００５１】
尚、図１のシステム構成は、排気管２１に２個の触媒２２，２３を直列に配置した実施形態であるが、３個以上の触媒を配置して、それを２つの触媒群に区分し、各触媒群を１個の触媒と見なして本発明を適用しても良い。
【００５２】
その他、本発明の適用範囲は、三元触媒のみを用いた排気浄化システムに限定されず、本発明を、三元触媒と他の触媒（ＮＯｘ触媒等）を組み合わせた排気浄化システムや三元触媒以外の触媒のみを用いた排気浄化システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】燃料噴射量算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】目標空燃比設定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図４】目標電圧設定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図５】目標空燃比ガード処理プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図６】第２センサ出力、第３センサ出力、目標空燃比及び目標空燃比ガード値の挙動を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、２０…燃料噴射弁、２１…排気管（排気通路）、２２…上流側触媒、２３…下流側触媒、２４…第１センサ、２５…第２センサ、２６…第３センサ、２９…ＥＣＵ（空燃比フィードバック制御手段，目標空燃比ガード手段）。
【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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