(57)【要約】【課題】排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置において、下流側触媒の浄化効率の低下を抑制することが可能な排気浄化制御装置を提供すること。【解決手段】排気経路１１に設けられた上流側触媒１２と、上流側触媒よりも下流側に設けられた下流側触媒１５と、上流側触媒よりも上流側の排気ガスを、上流側触媒をバイパスさせて上流側触媒と下流側触媒との間の接続部１１ｂに導くバイパス通路１６とを備える排気浄化装置を制御する排気浄化制御装置であって、接続部と下流側触媒との間の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段１８と、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を制御する流量制御手段１７とを備え、流量制御手段による排気ガスの流量の制御は、空燃比検出手段により検出された排気ガスの空燃比に基づいて行われる。【選択図】        図１
2009002231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気経路に設けられ、前記排気経路を流れる排気ガスを浄化する上流側触媒と、
前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置よりも前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられ、前記排気経路を流れる前記排気ガスを浄化する下流側触媒と、
前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置よりも上流側の前記排気ガスを、前記上流側触媒をバイパスさせて、前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置と前記下流側触媒の設置位置との間の接続部に導くバイパス通路と
を備える排気浄化装置を制御する排気浄化制御装置であって、
前記排気経路における前記接続部と前記下流側触媒の設置位置との間の前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を制御する流量制御手段とを備え、
前記流量制御手段による前記排気ガスの流量の制御は、前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比に基づいて行われる
ことを特徴とする排気浄化制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の排気浄化制御装置において、
前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比よりもリッチ側の値である場合には、前記流量制御手段により前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量が増加され、
前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比が前記所定の空燃比よりもリーン側の値である場合には、前記流量制御手段により前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量が減少される
ことを特徴とする排気浄化制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気浄化制御装置において、
前記排気ガスは、内燃機関から排出される前記排気ガスであり、
理論空燃比を実現するための前記内燃機関に供給される燃料の供給量に基づいて、前記流量制御手段の開閉制御における基準の開度が設定される
ことを特徴とする排気浄化制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の排気浄化制御装置において、
前記理論空燃比を実現するための前記燃料の供給量は、前記燃料の性状に対応している
ことを特徴とする排気浄化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化制御装置に関し、特に、排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置を制御する排気浄化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気経路の上流側と下流側にそれぞれ触媒が設けられることがある。その上流側触媒及び下流側触媒が設けられる場合に、エミッション（有害物質）を大気に放出させないためには、上流側触媒のみならず下流側触媒を高浄化に保つ必要がでてくる。しかしながら、下流側触媒を制御する制御系が設けられていないと、例えば、下流側触媒において、燃料成分等が過多となる状態（ＨＣ被毒）が放置されたままとなり、その結果、下流側触媒において排気ガスが十分に浄化できなくなることがある。この要因としては、下流側触媒に酸素が適切な量入ってこないためと判明した。上流側触媒における触媒反応によって排気ガスに含まれる酸素が消費されてしまい、下流側触媒に酸素が適切に供給されない状態が生じていた。
【０００３】
上流側触媒及び下流側触媒が設けられた排気経路に、上流側触媒をバイパスさせるバイパス通路が設けられることがある。この場合、一般的には下流側触媒にバイパス通路を介して酸素を含む排気ガスが供給され、下流側触媒の酸素不足が抑制されることができる。図４は、上流側触媒をバイパスさせるバイパス通路が設けられた装置の一例を示す図である。
【０００４】
図４において、符号１０１は、エンジン（内燃機関）を示す。エンジン１０１の排気管（排気経路）１１１には、上流側触媒１１２及び下流側触媒１１５が設けられている。下流側触媒１１５は、上流側触媒１１２の設置位置よりも排気ガスの流れ方向の下流側に設けられている。排気管１１１には、上流側触媒１１２をバイパスさせて排気ガスを下流側触媒１１５の上流側に導くバイパス通路１１６が設けられている。
【０００５】
エンジン１０１から排出され、上流側触媒１１２に流入する前の排気ガスは、酸素を比較的多く含んでいる。しかしながら、上流側触媒１１２において触媒反応により酸素が消費されてしまうため、上流側触媒１１２から流出される排気ガスには、酸素が十分に含まれていない。このため、バイパス通路１１６が設けられていない場合には、下流側触媒１１５において酸素不足が生じることがある。バイパス通路１１６が設けられた場合には、酸素を比較的多く含む排気ガスがバイパス通路１１６を介して下流側触媒１１５に供給されるため、下流側触媒１１５の酸素不足が抑制されることができる。
【０００６】
しかしながら、バイパス通路１１６が設けられたとしても、エンジン１０１の運転状況等によっては、下流側触媒１１５において酸素が過不足となることが十分に抑制されないことがある。例えば、エンジン１０１の空燃比の制御における理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が、状況に応じて変更されることがある。この場合に、下流側触媒１１５に適切に酸素が供給されなくなることがある。理論空燃比を実現するための燃料の噴射量は、例えば、エンジン１０１の運転状態に応じて、燃料性状の異なる複数種類の燃料がエンジン１０１に供給される場合に変更されることがある。
【０００７】
エンジン１０１に含酸素燃料（アルコールなど）を含む燃料が供給される場合、含酸素燃料を含まない燃料が供給される場合に比べて、空燃比の制御における理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が大きな値に設定される。この場合、エンジン１０１から排出される排気ガスに含まれる酸素の量が減少してしまう。このため、バイパス通路１１６を介して排気ガスが供給されたとしても下流側触媒１１５におけるＨＣ被毒を回避する効果が薄れてしまう虞がある。
【０００８】
特開２００５−６９０５３号公報（特許文献１）には、触媒が活性温度に達しているにも拘らず不活性状態であることを低減し、排気をより確実に浄化することができる内燃機関の排気浄化装置が開示されている。
【０００９】
上記特許文献１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に直列に備えられた複数の触媒と、複数の触媒の内、排気流路の最上流に位置する触媒以外の触媒である後段触媒が活性状態であるか不活性状態であるかを判別する判別手段と、判別手段にて後段触媒が不活性状態であると判別された場合には、活性状態であると判別された場合よりも、後段触媒に流入する排気中の後段触媒を活性化させる物質の量を増量させる増量手段と、を備える。増量手段が後段触媒を活性化させる物質の量を増量させることにより、後段触媒を、不活性状態から活性状態へと回復させることができるとされている。
【００１０】
特開平１１−１４８３４０号公報（特許文献２）には、排気通路の上流側に三元触媒を備え、下流側にＮＯｘ吸蔵触媒を備える場合に、理論空燃比又はそれよりも燃料量が多くなる状態での運転時にＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出する際に、十分なＮＯｘ還元処理性能を確保する内燃機関の排気浄化装置が開示されている。
【００１１】
上記特許文献２に記載の内燃機関の排気浄化装置では、三元触媒をバイパスするバイパス通路と、排気の少なくとも一部がバイパス通路側へ流れるように切換可能なバイパス制御弁としての開閉弁と、この開閉弁を制御する制御装置とを設ける。この制御装置は、ストイキ又はリッチ運転時で、かつ機関冷却水温が所定値以上のときに、開閉弁を開く。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−６９０５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４８３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置において、下流側触媒の浄化効率の低下の抑制について、従来十分な検討がなされていない。
【００１４】
本発明の目的は、排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置において、下流側触媒の浄化効率の低下を抑制することが可能な排気浄化制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の排気浄化制御装置は、排気経路に設けられ、前記排気経路を流れる排気ガスを浄化する上流側触媒と、前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置よりも前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられ、前記排気経路を流れる前記排気ガスを浄化する下流側触媒と、前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置よりも上流側の前記排気ガスを、前記上流側触媒をバイパスさせて、前記排気経路における前記上流側触媒の設置位置と前記下流側触媒の設置位置との間の接続部に導くバイパス通路とを備える排気浄化装置を制御する排気浄化制御装置であって、前記排気経路における前記接続部と前記下流側触媒の設置位置との間の前記排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を制御する流量制御手段とを備え、前記流量制御手段による前記排気ガスの流量の制御は、前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比に基づいて行われることを特徴とする。
【００１６】
本発明の排気浄化制御装置において、前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比よりもリッチ側の値である場合には、前記流量制御手段により前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量が増加され、前記空燃比検出手段により検出された前記排気ガスの空燃比が前記所定の空燃比よりもリーン側の値である場合には、前記流量制御手段により前記バイパス通路を流れる前記排気ガスの流量が減少されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の排気浄化制御装置において、前記排気ガスは、内燃機関から排出される前記排気ガスであり、理論空燃比を実現するための前記内燃機関に供給される燃料の供給量に基づいて、前記流量制御手段の開閉制御における基準の開度が設定されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の排気浄化制御装置において、前記理論空燃比を実現するための前記燃料の供給量は、前記燃料の性状に対応していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の排気浄化制御装置によれば、排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置において、下流側触媒の浄化効率の低下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】
【００２０】
以下、本発明の排気浄化制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１から図３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、排気経路の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒と、その上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路とを備える排気浄化装置を制御する排気浄化制御装置に関する。
【００２２】
本実施形態に係る排気浄化装置は、エンジン（内燃機関、図１の符号１参照）に接続された排気管（排気経路、図１の符号１１参照）の上流側と下流側にそれぞれ設けられた触媒を有する。その上流側触媒（図１の符号１２参照）をバイパスさせて下流側触媒（図１の符号１５参照）に排気ガスを導くバイパス通路（図１の符号１６参照）が設けられている。バイパス通路１６を介して、上流側触媒１２に流入する前の、比較的酸素を多く含む排気ガスが下流側触媒１５に供給される。これにより、下流側触媒１５に酸素が供給され、下流側触媒１５の浄化効率の低下が抑制される。
【００２３】
本実施形態では、以下に説明するように、下流側触媒１５の浄化効率の低下を抑制する効果をより高めるために、バイパス通路１６を流れる排気ガスの流量が制御される。バイパス通路１６を流れる排気ガスが排気管１１を流れる排気ガスに合流する下流側接続部（接続部、図１の符号１１ｂ参照）よりも下流側には、合流した排気ガスの空燃比を検出するバルブ制御センサ（空燃比検出手段、図１の符号１８参照）が設けられている。また、バイパス通路１６には、バイパス通路１６を流れる排気ガスの流量を制御する開閉バルブ（流量制御手段、図１の符号１７参照）が設けられている。
【００２４】
本実施形態では、バルブ制御センサ１８により検出される空燃比に基づいて、下流側触媒１５に酸素が適切な量流入するように、開閉バルブ１７の開閉制御が行われる。これにより、下流側触媒１５における浄化効率の低下が抑制される。例えば、燃料性状に基づいてエンジン１の空燃比の制御における理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が変更され、その結果、エンジン１から排出される排気ガスに含まれる酸素量が変動するような場合であっても、適切な量の酸素が下流側触媒１５に供給される。よって、下流側触媒１５における酸素不足等による浄化効率の低下が抑制される。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る装置の概略構成図である。図１において、符号１は、エンジン（内燃機関）を示す。エンジン１には、吸気マニホルド２が接続されている。吸気マニホルド２には、吸気管３が接続されている。吸気管３には、エアクリーナ４が設けられている。吸気管３におけるエアクリーナ４の設置位置よりも下流側には、スロットル弁５が設けられている。吸気管３には、スロットル弁５の開度を検出するスロットルセンサ６が設けられている。また、吸気管３には、エンジン１に供給される空気量を検出するエアフローメータ７が設けられている。
【００２６】
エンジン１には、排気マニホルド（排気経路）１０が接続されている。排気マニホルド１０には、排気管（排気経路）１１が接続されている。排気管１１には、排気ガスを浄化する上流側触媒１２及び下流側触媒１５が設けられている。下流側触媒１５は、上流側触媒１２よりも排気管１１における排気ガスの流れ方向の下流側に設けられている。触媒（１２、１５）は、炭化水素（ＨＣ）と、一酸化炭素（ＣＯ）と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の３つの物質を酸化・還元反応によって同時に除去するいわゆる三元触媒であることができる。
【００２７】
排気管１１における上流側触媒１２の設置位置よりも排気ガスの流れ方向の上流側には、酸素センサ（Ａ／Ｆセンサ）１３が設けられている。Ａ／Ｆセンサ１３は、空燃比に対してリニアな出力特性を示す酸素センサである。Ａ／Ｆセンサ１３により、上流側触媒１２に流入する排気ガスの空燃比が検出される。
【００２８】
排気管１１における上流側触媒１２の設置位置よりも排気ガスの流れ方向の下流側には、触媒コントロール制御用センサ１４が設けられている。触媒コントロール制御用センサ１４は、検出対象の排気ガスが理論空燃比よりも濃い（リッチ側）か薄い（リーン側）かによって大きく出力が変化する特性を有する。触媒コントロール制御用センサ１４により、上流側触媒１２から流出される排気ガスの空燃比が理論空燃比に対して濃いか薄いかの検出が行われる。
【００２９】
なお、本実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて、燃料性状の異なる燃料がエンジン１に供給される。エンジン１の運転状態に応じて、含酸素燃料（アルコール）を含む燃料、及び含酸素燃料を含まない燃料のいずれがエンジン１に供給されるかが選択される。含酸素燃料を含む燃料が供給される場合と含酸素燃料を含まない燃料が供給される場合とで、理論空燃比は異なる。以下の説明において、含酸素燃料を含まない燃料がエンジン１に供給される場合の理論空燃比を、所定の空燃比とする。触媒コントロール制御用センサ１４は、排気ガスの空燃比が上記所定の空燃比に対して濃いか薄いかを検出する。下流側触媒１５は、上記所定の空燃比において効率的に排気ガスを浄化するものであることができる。
【００３０】
排気管１１には、上流側触媒１２をバイパスさせて下流側触媒１５に排気ガスを導くバイパス通路１６が接続されている。バイパス通路１６の一端は、排気管１１におけるＡ／Ｆセンサ１３の設置位置よりも上流側の上流側接続部１１ａにおいて排気管１１に接続されている。バイパス通路１６の他端は、排気管１１における触媒コントロール制御用センサ１４の設置位置よりも下流側でかつ下流側触媒１５の設置位置よりも上流側の下流側接続部１１ｂにおいて排気管１１に接続されている。バイパス通路１６により、上流側触媒１２よりも上流側の排気ガスが、下流側触媒１５に供給される。
【００３１】
バイパス通路１６には、バイパス通路１６を開閉する開閉バルブ１７が設けられている。開閉バルブ１７は、開口率が可変に設定されることができる。言い換えると、開閉バルブ１７は任意の開度に設定されることができる。開閉バルブ１７により、バイパス通路１６を流れる排気ガスの流量が制御される。
【００３２】
排気管１１において、下流側接続部１１ｂと下流側触媒１５の設置位置との間の部分には、バルブ制御センサ１８が設けられている。バルブ制御センサ１８により、下流側接続部１１ｂと下流側触媒１５との間を流れる排気ガスの空燃比が検出される。即ち、バルブ制御センサ１８は、上流側触媒１２から流出される排気ガスと、バイパス通路１６を介して供給される排気ガスとが混合された排気ガスの空燃比を検出する。これにより、下流側触媒１５に流入する排気ガスの空燃比（酸素量）が検出されることができる。バルブ制御センサ１８は、例えば、Ａ／Ｆセンサ１３と同様の酸素センサであることができる。
【００３３】
エンジン１が搭載される車両（図示せず）には、車両各部を制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を有する車両制御部２０が設けられている。車両制御部２０には、スロットルセンサ６、エアフローメータ７、Ａ／Ｆセンサ１３、触媒コントロール制御用センサ１４、及びバルブ制御センサ１８が接続されており、それぞれの検出結果を示す信号が車両制御部２０に入力される。
【００３４】
開閉バルブ１７は、車両制御部２０に接続されており、車両制御部２０により制御される。エンジン１は、車両制御部２０に接続されており、車両制御部２０により、燃料噴射量、点火時期等のエンジン１の動作が制御される。
【００３５】
車両制御部２０は、Ａ／Ｆセンサ１３及び触媒コントロール制御用センサ１４のそれぞれから入力される情報に基づいて、エンジン１に供給される混合気の空燃比を制御する。具体的には、Ａ／Ｆセンサ１３により検出される空燃比に基づいて、燃料の噴射量がフィードバック制御（排気ガスコントロール制御）される。Ａ／Ｆセンサ１３により検出される空燃比の目標空燃比からの偏差に基づいて、混合気の空燃比を目標空燃比とするような燃料の噴射量に対する補正量（排気ガスコントロール燃料補正量）が設定される。
【００３６】
また、排気ガスコントロール制御と合わせて、触媒コントロール制御用センサ１４により検出される空燃比に基づいて、上記燃料の噴射量に対するフィードバック制御（触媒コントロール制御）が行われる。触媒コントロール制御用センサ１４により検出される空燃比に基づいて、その空燃比を上記所定の空燃比に近づけるような燃料の噴射量に対する補正量（触媒コントロール燃料補正量）が設定される。触媒コントロール制御が行われることにより、上流側触媒１２から流出される排気ガスにはほとんど酸素が含まれていない状態となる。バイパス通路１６を介して比較的酸素を多く含む排気ガスが下流側触媒１５に導かれることで、下流側触媒１５に酸素が供給される。
【００３７】
本実施形態では、以下に説明するように、下流側触媒１５に適切な量の酸素が供給されるように、バイパス通路１６を流れる排気ガスの量が制御される。
【００３８】
図２及び図３を参照して本実施形態の動作について説明する。図２は、本実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。図３は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
図２において、（ａ）は開閉バルブ１７の開口率（開度）、（ｂ）は燃料性状判定完了フラグ、（ｃ）はバルブ制御センサ１８の検出値、（ｄ）は下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量、（ｅ）は下流側触媒１５から流出されるＨＣ（燃料成分）の量をそれぞれ示す。図２において、実線（符号２０１、２０３、２０５、２０７、２０９）は本実施形態の制御が行われた場合のそれぞれの値の推移を、破線（符号２０２、２０４、２０６、２０８、２１０）は従来におけるそれぞれの値の推移を示している。図２には、含酸素燃料（アルコールなど）を含む燃料がエンジン１に供給され、含酸素燃料を含まない燃料が供給される場合に比べて空燃比の制御における理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が大きな値に設定されている場合のそれぞれの値の推移が示されている。
【００４０】
なお、従来はバルブ制御センサ１８が設けられていなかった。このため、符号２０６は、バルブ制御センサ１８の検出値ではなく、従来の場合の、下流側接続部１１ｂと下流側触媒１５との間の排気ガス（下流側触媒１５に流入する排気ガス）の空燃比の推移を示している。
【００４１】
従来は、例えば、図２において符号２０２に示すように、バイパス通路１６の開口面積（開閉バルブ１７の開口率）は、下流側触媒１５に流入する排気ガスの空燃比２０６によらず一定に設定されていた。この場合、燃料性状に基づいて理論空燃比を実現するための燃料の噴射量がリッチ側の値に変更され、その結果、下流側触媒１５に流入する排気ガスの空燃比２０６が上記所定の空燃比（含酸素燃料を含まない燃料がエンジン１に供給される場合の理論空燃比、図２のストイキに相当）よりも濃い値で推移したとしても、バイパス通路１６の開口面積は変更されなかった。これにより、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０８が十分でないままであった。その結果、下流側触媒１５において酸素不足の状態となり、下流側触媒１５から流出されるＨＣの量２１０が増加してしまっていた。
【００４２】
本実施形態では、バルブ制御センサ１８の検出値２０５に基づいて、開閉バルブ１７の開口率２０１が制御される。バルブ制御センサ１８の検出値２０５が概ね上記所定の空燃比となるように、開閉バルブ１７の開閉制御が行われる。これにより、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０７が適切な量に制御されることができる。その結果、下流側触媒１５において酸素の過不足が生じることが抑制される。例えば、酸素不足となることが抑制されることにより、下流側触媒１５から流出されるＨＣの量２０９が増加してしまうことが抑制される。
【００４３】
図３のフローチャートを参照して本実施形態の動作について説明する。
【００４４】
まず、ステップＳ１０では、車両制御部２０により、Ａ／Ｆセンサ１３、触媒コントロール制御用センサ１４、及びバルブ制御センサ１８がそれぞれ十分に活性しているか否かが判定される。ステップＳ１０の判定は、例えば、各センサ（１３、１４、１８）の検出結果を示す信号に基づいて行われる。その判定の結果、Ａ／Ｆセンサ１３、触媒コントロール制御用センサ１４、及びバルブ制御センサ１８がそれぞれ十分に活性していると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には、本制御フローは終了される。図２に示す例では、時刻ｔ１よりも以前に各センサ（１３、１４、１８）が十分に活性している。
【００４５】
ステップＳ２０では、車両制御部２０により、燃料性状の判定が完了したか否かが判定される。燃料性状は、公知の燃料性状判定方法により判定されることができる。その判定の結果、車両制御部２０において空燃比の制御における理論空燃比を実現するための燃料の噴射量を変更するか否かが決定される。理論空燃比を実現するための燃料の噴射量を変更するか否かの判定が終了し、理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が設定されると、ステップＳ２０において燃料性状の判定が完了したと判定される。図２に示す例では、時刻ｔ１において燃料性状の判定が完了したと判定される。
【００４６】
ステップＳ２０において、理論空燃比を実現するための燃料の噴射量に応じて、開閉バルブ１７の開閉制御における基準の開口率（基準の開度）が設定されることができる。この場合、上記基準の開口率は、エンジン１に供給される燃料の量が理論空燃比を実現するための燃料の噴射量に制御された状態で、開閉バルブ１７の開口率２０１が上記基準の開口率に設定された場合に、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が概ね上記所定の空燃比となるような開口率として設定されることができる。上記基準の開口率は、例えば、実験の結果に基づいて設定されることができる。燃料性状の判定が完了した場合に、速やかに開閉バルブ１７の開口率が上記基準の開口率に制御されることができる。これにより、バルブ制御センサ１８の検出結果を取得してから開閉バルブ１７の開口率が調節される場合に比べて、より早く下流側触媒１５に適切な量の酸素を供給し始めることができる。
【００４７】
ステップＳ２０の判定の結果、燃料性状の判定が完了したと判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）には、ステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）には、本制御フローは終了される。
【００４８】
ステップＳ３０では、車両制御部２０により、燃料性状判定完了フラグ２０３がＯＮとされる。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。
【００４９】
ステップＳ４０では、車両制御部２０により、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃い状態を示す（リッチである）か否かが判定される。図２に示す例では、時刻ｔ１からｔ２の間において、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃い状態を示すと判定される。バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃い状態を示す場合（ステップＳ４０−Ｙ）には、バイパス通路１６を介して供給される排気ガス（酸素を比較的多く含む排気ガス）の供給量が十分でない。この場合、開閉バルブ１７の開口率２０１を上昇させて、バイパス通路１６を流れる排気ガスの量を増加させる（ステップＳ５０）。
【００５０】
ステップＳ４０の判定の結果、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃い状態であると判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）には、ステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ４０−Ｎ）には、ステップＳ６０に進む。
【００５１】
ステップＳ５０では、車両制御部２０により、開閉バルブ１７の開口率２０１が上昇させられる。これにより、バイパス通路１６を介して下流側触媒１５に供給される排気ガスの量が増加する。よって、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０７が増加するため、下流側触媒１５の酸素不足による浄化効率の低下が抑制される。ステップＳ５０における開閉バルブ１７の開口率２０１の指令値（開口率２０１の上昇量）は、例えば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５に基づいて設定される。この場合、例えば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５における上記所定の空燃比よりも濃い度合いが大きいほど、開閉バルブ１７の開口率２０１が大きな値に設定されることができる。
【００５２】
ステップＳ６０では、車両制御部２０により、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも薄い状態を示す（リーンである）か否かが判定される。バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも薄い状態を示す場合（ステップＳ６０−Ｙ）には、バイパス通路１６を介して供給される排気ガス（酸素を比較的多く含む排気ガス）の供給量が多すぎると判定される。この場合、開閉バルブ１７の開口率２０１を降下させて、バイパス通路１６を流れる排気ガスの量を減少させる（ステップＳ７０）。
【００５３】
ステップＳ６０の判定の結果、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも薄い状態であると判定された場合（ステップＳ６０−Ｙ）には、ステップＳ７０に進み、そうでない場合（ステップＳ６０−Ｎ）には、本制御フローは終了される。
【００５４】
ステップＳ７０では、車両制御部２０により、開閉バルブ１７の開口率２０１が降下させられる。これにより、バイパス通路１６を介して下流側触媒１５に供給される排気ガスの量が減少する。よって、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０７が減少するため、下流側触媒１５において酸素過多となることが抑制される。ステップＳ７０における開閉バルブ１７の開口率２０１の指令値（開口率２０１の降下量）は、例えば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５に基づいて設定される。この場合、例えば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５における上記所定の空燃比よりも薄い度合いが大きいほど、開閉バルブ１７の開口率２０１が小さな値に設定されることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃い状態である場合（ステップＳ４０−Ｙ）には、開閉バルブ１７の開口率２０１が上昇させられる（ステップＳ５０）。一方、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも薄い状態である場合（ステップＳ６０−Ｙ）には、開閉バルブ１７の開口率２０１が降下させられる（ステップＳ７０）。これにより、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０７が適切な量に保たれることができる。その結果、下流側触媒１５における浄化効率の低下が抑制される。
【００５６】
なお、本実施形態では、理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が燃料性状に基づいて変更される場合について説明したが、これには限定されない。燃料性状以外の要因に基づいて理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が変更される場合であっても、本実施形態の制御は有用である。
【００５７】
また、理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が変更される場合に限らず、本実施形態の制御により、下流側触媒１５における浄化効率の低下が抑制される。例えば、理論空燃比を実現するための燃料の噴射量が変更されない場合であっても、空燃比の制御において、空燃比が継続して上記所定の空燃比よりも濃い状態に制御される、又は継続して薄い状態に制御されることがある。このような場合であっても、バルブ制御センサ１８の検出値に基づいて開閉バルブ１７の開閉制御が行われることにより、下流側触媒１５に流入する排気ガスの酸素量２０７が適切な量に保たれることができる。
【００５８】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。
【００５９】
上記第１実施形態では、バルブ制御センサ１８として、空燃比に対してリニアな出力特性を示す酸素センサが用いられた。これに代えて、バルブ制御センサ１８として、触媒コントロール制御用センサ１４と同様の、検出対象の排気ガスが上記所定の空燃比よりも濃いか薄いかによって大きく出力が変化する特性を有する酸素センサが用いられることができる。
【００６０】
上記第１実施形態（図３）と同様に、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも濃いか薄いかに基づいて開閉バルブ１７の開閉制御が行われる。これにより、下流側触媒１５における浄化効率の低下が抑制される。
【００６１】
ここで、バルブ制御センサ１８により、下流側触媒１５に流入する排気ガスが上記所定の空燃比よりも濃いか薄いかは検出されるものの、上記第１実施形態と異なり、空燃比の濃淡の度合いを知ることはできない。より適切に開閉バルブ１７を制御するために、バルブ制御センサ１８の検出値２０５に加えて、上流側触媒１２を経由して流れる排気ガスの空燃比に基づいて開閉バルブ１７が制御されることができる。
【００６２】
開閉バルブ１７の開閉制御を行う際に、バルブ制御センサ１８の検出値２０５に加えて、例えば、触媒コントロール制御用センサ１４の検出結果が参照されることができる。これにより、バルブ制御センサ１８の検出値２０５において、バイパス通路１６を介して供給される排気ガスの影響の度合いが推定されることができる。
【００６３】
例えば、バルブ制御センサ１８の検出値２０５が上記所定の空燃比よりも薄い状態である場合に、触媒コントロール制御用センサ１４の検出結果が上記所定の空燃比よりも濃い状態であれば、バイパス通路１６を介して供給される排気ガスの影響で下流側触媒１５に流入する排気ガスが上記所定の空燃比よりも薄くなっていることがわかる。バイパス通路１６を介して供給される排気ガスの影響の推定結果が反映された上で、開閉バルブ１７の開閉制御が行われることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の排気浄化制御装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】本発明の排気浄化制御装置の第１実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。
【図３】本発明の排気浄化制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】上流側触媒をバイパスさせて下流側触媒に排気ガスを導くバイパス通路が設けられた排気浄化装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン
２  吸気マニホルド
３  吸気管
４  エアクリーナ
５  スロットル弁
６  スロットルセンサ
７  エアフローメータ
１０  排気マニホルド
１１  排気管
１１ａ  上流側接続部
１１ｂ  下流側接続部
１２  上流側触媒
１３  Ａ／Ｆセンサ
１４  触媒コントロール制御用センサ
１５  下流側触媒
１６  バイパス通路
１７  開閉バルブ
１８  バルブ制御センサ
２０  車両制御部
２０１  開閉バルブの開口率
２０２  開閉バルブの開口率
２０３  燃料性状判定完了フラグ
２０４  燃料性状判定完了フラグ
２０５  バルブ制御センサの検出値
２０６  下流側触媒に流入する排気ガスの空燃比
２０７  下流側触媒に流入する排気ガスの酸素量
２０８  下流側触媒に流入する排気ガスの酸素量
２０９  下流側触媒から流出されるＨＣ（燃料成分）の量
２１０  下流側触媒から流出されるＨＣ（燃料成分）の量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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