特開 2022-191663 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191663

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/14 20060101AFI20221221BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20221221BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

F02D41/14

F02D45/00 368F

F01N3/20 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021100018

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】鶴見 和樹

【テーマコード（参考）】

3G091

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA04

3G091AA17

3G091AA23

3G091AA24

3G091AB03

3G091BA11

3G091EA01

3G091EA05

3G091FB10

3G091FB12

3G091GB06W

3G091GB07W

3G091HA08

3G091HA36

3G091HA37

3G091HA42

3G301HA01

3G301HA04

3G301HA18

3G301JA33

3G301LA01

3G301LB04

3G301MA01

3G301MA11

3G301ND01

3G301NE01

3G301NE06

3G301PA01Z

3G301PB03Z

3G301PD02A

3G384AA01

3G384BA09

3G384DA43

3G384EA01

3G384EB01

3G384EB02

3G384EB05

3G384EB07

3G384FA01Z

3G384FA04Z

3G384FA14Z

3G384FA37Z

(57)【要約】

【課題】排気エミッションの悪化を抑制した内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】機関本体、前記機関本体に接続された排気通路の上流側及び下流側にそれぞれ設けられていると共に酸素吸蔵能力を有した上流側触媒及び下流側触媒、及び前記排気通路の前記下流側触媒よりも下流側に設けられ排気の空燃比を検出する下流側センサ、を有した内燃機関に適用され、前記内燃機関の空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とに交互に切り替わるように制御する内燃機関の制御装置において、前記下流側センサの検出空燃比に基づいて、前記下流側触媒がＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立したか否かを判定する判定部と、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機関本体、前記機関本体に接続された排気通路の上流側及び下流側にそれぞれ設けられていると共に酸素吸蔵能力を有した上流側触媒及び下流側触媒、及び前記排気通路の前記下流側触媒よりも下流側に設けられ排気の空燃比を検出する下流側センサ、を有した内燃機関に適用され、前記内燃機関の空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とに交互に切り替わるように制御する内燃機関の制御装置において、
前記下流側センサの検出空燃比に基づいて、前記下流側触媒がＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立したか否かを判定する判定部と、
前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する前記リーン空燃比の排気の空燃比が更にリーン側となるように前記内燃機関の空燃比を制御することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させる、請求項１の内燃機関の制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する前記リーン空燃比の排気の流入時間を長くなるように前記内燃機関の空燃比を制御することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させる、請求項１又は２の内燃機関の制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一つに対して燃料カットを実行することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させる、請求項１乃至３の何れかの内燃機関の制御装置。

【請求項5】

前記下流側センサの検出空燃比が、前記下流側触媒がＨＣ被毒し得る被毒上限値以下の場合に、判定カウンタをカウントアップするカウンタ算出部を備え、
前記判定部は、前記判定カウンタが閾値以上となった場合に、前記ＨＣ被毒条件が成立したと判定する、請求項１乃至４の何れかの内燃機関の制御装置。

【請求項6】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が、前記被毒上限値よりも大きく且つ理論空燃比よりも大きいリーン空燃比の場合、前記判定カウンタのカウントダウン及びリセットの一方を実行する、請求項５の内燃機関の制御装置。

【請求項7】

前記カウンタ算出部は、前記制御部による前記下流側触媒に流入する酸素量を増大する処理が停止した場合には、前記判定カウンタのカウントダウン及びリセットの一方を実行する、請求項５又は６の内燃機関の制御装置。

【請求項8】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が小さいほど、及び前記下流側触媒に流入する排気の流量が多いほど、の少なくとも一方の場合に、前記判定カウンタのカウントアップ量を増大する、請求項５乃至７の何れかの内燃機関の制御装置。

【請求項9】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が大きいほど、及び前記２触媒に流入する排気の流量が少ないほど、の少なくとも一方の場合に、前記判定カウンタのカウントダウン量を増大する、請求項５乃至８の何れかの内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

排気通路の上流側及び下流側にそれぞれに、酸素吸蔵能力を有した上流側触媒及び下流側触媒が設けられた内燃機関が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－３７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

内燃機関の排気の空燃比は、リッチ空燃比とリーン空燃比に交互に切り替えられる。このため、リーン空燃比の排気が上流側触媒に流入した場合、上流側触媒の酸素吸蔵能により酸素が吸蔵され、下流側触媒には、上流側触媒に流入した排気の空燃比よりもリッチ側の空燃比の排気が流入する。このように、下流側触媒には、十分な酸素量を有したリーン空燃比の排気が流入する機会が少ない。これにより、排気中の炭化水素が下流側触媒に付着するＨＣ被毒が進行するおそれがある。下流側触媒でのＨＣ被毒が進行すると、排気エミッションが悪化するおそれがある。

【0005】

そこで、排気エミッションの悪化を抑制した内燃機関の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】

【0006】

上記目的は、機関本体、前記機関本体に接続された排気通路の上流側及び下流側にそれぞれ設けられていると共に酸素吸蔵能力を有した上流側触媒及び下流側触媒、及び前記排気通路の前記下流側触媒よりも下流側に設けられ排気の空燃比を検出する下流側センサ、を有した内燃機関に適用され、前記内燃機関の空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とに交互に切り替わるように制御する内燃機関の制御装置において、前記下流側センサの検出空燃比に基づいて、前記下流側触媒がＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立したか否かを判定する判定部と、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。

【0007】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する前記リーン空燃比の排気の空燃比が更にリーン側となるように前記内燃機関の空燃比を制御することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させてもよい。

【0008】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記判定部により否定判定がなされた場合よりも、前記下流側触媒に流入する前記リーン空燃比の排気の流入時間を長くなるように前記内燃機関の空燃比を制御することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させてもよい。

【0009】

前記制御部は、前記判定部により肯定判定がなされた場合には、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一つに対して燃料カットを実行することにより、前記下流側触媒に流入する酸素量を増大させてもよい。

【0010】

前記下流側センサの検出空燃比が、前記下流側触媒がＨＣ被毒し得る被毒上限値以下の場合に、判定カウンタをカウントアップするカウンタ算出部を備え、前記判定部は、前記判定カウンタが閾値以上となった場合に、前記ＨＣ被毒条件が成立したと判定してもよい。

【0011】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が、前記被毒上限値よりも大きく且つ理論空燃比よりも大きいリーン空燃比の場合、前記判定カウンタのカウントダウン及びリセットの一方を実行してもよい。

【0012】

前記カウンタ算出部は、前記制御部による前記下流側触媒に流入する酸素量を増大する処理が停止した場合には、前記判定カウンタのカウントダウン及びリセットの一方を実行してもよい。

【0013】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が小さいほど、及び前記下流側触媒に流入する排気の流量が多いほど、の少なくとも一方の場合に、前記判定カウンタのカウントアップ量を増大してもよい。

【0014】

前記カウンタ算出部は、前記下流側センサの検出空燃比が大きいほど、及び前記２触媒に流入する排気の流量が少ないほど、の少なくとも一方の場合に、前記判定カウンタのカウントダウン量を増大してもよい。

【発明の効果】

【0015】

排気エミッションの悪化を抑制した内燃機関の制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、内燃機関の概略構成図である。

【図2】図２は、下流側触媒がＨＣ被毒する比較例を示したタイミングチャートである。

【図3】図３は、本実施例での被毒抑制制御の一例を示したタイミングチャートである。

【図4】図４は、本実施例の被毒抑制制御の一例を示したフローチャートである。

【図5】図５は、本実施例の被毒抑制処理の一例を示したタイミングチャートである。

【図6】図６は、本実施例の被毒抑制処理の一例を示したフローチャートである。

【図7】図７は、第１変形例の被毒抑制処理を示したタイミングチャートである。

【図8】図８は、第１変形例の被毒抑制処理を示したフローチャートである。

【図9】図９は、第２変形例の被毒抑制処理を示したタイミングチャートである。

【図10】図１０は、第２変形例の被毒抑制処理を示したフローチャートである。

【図11】図１１Ａは、第１変形例の判定カウンタのカウントアップ量の算出制御を示したフローチャートであり、図１１Ｂは、検出空燃比ＡＦｃとカウントアップ量との関係を規定したマップである。

【図12】図１２Ａは、第２変形例の判定カウンタのカウントアップ量の算出制御を示したフローチャートであり、図１２Ｂは、排気流量Ｆｒとカウントアップ量との関係を規定したマップである。

【図13】図１３Ａは、第１変形例の判定カウンタのカウントダウン量の算出制御を示したフローチャートであり、図１３Ｂは、検出空燃比ＡＦｃとカウントダウン量との関係を規定したマップである。

【図14】図１４Ａは、第２変形例の判定カウンタのカウントダウン量の算出制御を示したフローチャートであり、図１４Ｂは、排気流量Ｆｒとカウントダウン量との関係を規定したマップである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［内燃機関の概略構成］
図１は、内燃機関１の概略構成図である。内燃機関１は、例えば車両に搭載されているが、これに限定されず、車両以外の船舶等に搭載されていてもよい。内燃機関１は、機関本体１０、吸気通路２０、及び排気通路３０を有する。機関本体１０は、複数の気筒を有した多気筒機関であり、各気筒内には、燃焼室１１、ピストン１２、点火プラグ１６等が設けられている。また、機関本体１０の内部には、コンロッド１３、及びクランクシャフト１４が配置されている。ピストン１２はコンロッド１３によりクランクシャフト１４に連結されている。機関本体１０には、回転数センサ１５が設けられ、気筒毎に筒内噴射弁１７が設けられている。回転数センサ１５は、クランクシャフト１４の回転数を検出することにより、機関本体１０の回転数を検出する。筒内噴射弁１７は、燃焼室１１内に燃料を直接噴射する。尚、筒内噴射弁１７の代わりに、機関本体１０の吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射弁が設けられていてもよいし、筒内噴射弁１７に加えてポート噴射弁が設けられていてもよい。点火プラグ１６は、燃焼室１１内での混合気に点火する。機関本体１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気通路２０及び排気通路３０が接続されている。吸気バルブ１８ａ及び排気バルブ１８ｂは、それぞれ機関本体１０の吸気ポート及び排気ポートを開閉する。

【0018】

吸気通路２０には、上流側から下流側に順に、エアクリーナ２１、エアフローメータ２２、スロットルバルブ２３が設けられている。エアクリーナ２１は外部から流入する空気から粉塵などを除去する。エアフローメータ２２は吸入空気量を取得する。スロットルバルブ２３は例えば不図示のアクチュエータなどにより駆動され、吸入空気量を調節する。スロットルバルブ２３の開度が大きくなると吸入空気量は多くなり、開度が小さくなると吸入空気量は少なくなる。

【0019】

吸気バルブ１８ａが開くことで、空気は吸気通路２０から燃焼室１１へと導入される。筒内噴射弁１７から噴射された燃料と空気との混合気は、ピストン１２で圧縮され、点火プラグ１６により点火される。混合気への点火によりピストン１２は燃焼室１１内を上下に往復運動し、クランクシャフト１４が回転する。燃焼後の排気は排気通路３０から排出される。

【0020】

排気通路３０には上流側から下流側に順に、上流側センサ３１ａ、上流側触媒３２ａ、中流側センサ３１ｂ、下流側触媒３２ｂ、及び下流側センサ３１ｃが設けられている。上流側センサ３１ａ、中流側センサ３１ｂ、及び下流側センサ３１ｃは、排気通路３０を流れる排気の空燃比を検出する空燃比センサであるが、これに限定されず、これらのうちの少なくとも一つが排気の酸素濃度を検出することにより排気の空燃比を検出することができる酸素濃度センサであってもよい。上流側センサ３１ａは、機関本体１０から排出され上流側触媒３２ａに流入する排気の空燃比を検出する。中流側センサ３１ｂは、上流側触媒３２ａから排出され下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比を検出する。下流側センサ３１ｃは、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比を検出する。

【0021】

上流側触媒３２ａ及び下流側触媒３２ｂは、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属を含み、酸素吸蔵能力を有する三元触媒である。三元触媒は、触媒作用及び酸素吸蔵能力を有することにより、酸素吸蔵量に応じてＮＯｘ及びＨＣの浄化作用を有する。すなわち、三元触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比である場合、三元触媒の酸素吸蔵量が少ないときには三元触媒により排気中の酸素が吸蔵され、これに伴って排気中のＮＯｘが還元浄化される。三元触媒での酸素吸蔵量が多くなると、三元触媒から流出する排気中の酸素及びＮＯｘの濃度が上昇する。三元触媒に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比である場合、三元触媒での酸素吸蔵量が多いときには三元触媒に吸蔵されている酸素が放出され、排気中のＨＣは酸化浄化される。三元触媒での酸素吸蔵量が少なくなると、三元触媒から流出する排気中のＨＣの濃度が上昇する。本実施例での三元触媒によれば、三元触媒に流入する排気の空燃比及び酸素吸蔵量に応じて排気中のＮＯｘ及びＨＣの浄化特性が変化する。尚、触媒作用及び酸素吸蔵能力を有していれば、上流側触媒３２ａ及び下流側触媒３２ｂの少なくとも一方は、三元触媒とは異なる触媒であってもよい。

【0022】

［ＥＣＵの概略構成］
ＥＣＵ（Electric Control Unit）１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びフラッシュメモリ等の記憶装置等を備え、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。ＥＣＵ１００は、運転者により操作されるアクセルペダルやブレーキペダルの操作量や機関本体１０の回転数や負荷等に基づいて、点火プラグ１６や筒内噴射弁１７、及びスロットルバルブ２３を制御する。ＥＣＵ１００には、回転数センサ１５が検出する回転数やエアフローメータ２２が検出する吸入空気量、その他、上流側センサ３１ａ、中流側センサ３１ｂ、及び下流側センサ３１ｃがそれぞれ検出する検出空燃比ＡＦａ、ＡＦｂ、及びＡＦｃが入力される。

【0023】

ＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、機関本体１０から排出される排気の空燃比を、理論空燃比ＳＴよりも小さいリッチ空燃比と理論空燃比ＳＴよりも大きいリーン空燃比とに交互に切り替わるように制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、以下のようにして機関本体１０から排出される排気の空燃比を制御する。

【0024】

ＥＣＵ１００は、上流側センサ３１ａの検出空燃比ＡＦａが目標空燃比ＴＡＦとなるように、機関本体１０から排出される排気の空燃比を制御する。具体的にはＥＣＵ１００は、上流側センサ３１ａの検出空燃比が目標空燃比ＴＡＦとなるように、上流側センサ３１ａの検出空燃比ＡＦａに基づいて筒内噴射弁１７からの燃料噴射量やスロットルバルブ２３の開度をフィードバック制御することにより、機関本体１０から排出される排気の空燃比を目標空燃比ＴＡＦに制御する。また、ＥＣＵ１００は、中流側センサ３１ｂの検出空燃比ＡＦｂが理論空燃比ＳＴよりも大きいリーン判定空燃比ＬＤとなった場合に、目標空燃比ＴＡＦを理論空燃比ＳＴよりも小さいリッチ目標空燃比ＴＲに設定する。ＥＣＵ１００は、中流側センサ３１ｂの検出空燃比ＡＦｂが理論空燃比よりも小さいリッチ判定空燃比ＲＤとなった場合に、目標空燃比ＴＡＦを理論空燃比よりも大きいリーン目標空燃比ＴＬに設定する。これにより、中流側センサ３１ｂの検出空燃比ＡＦｂは、リーン判定空燃比ＬＤとリッチ判定空燃比ＲＤの間で周期的に変動する。ＥＣＵ１００は、内燃機関１の制御装置の一例である。また、ＥＣＵ１００は、上述したＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び記憶装置等により、後述する判定部、制御部、及びカウンタ算出部が機能的に実現される。

【0025】

［下流側触媒のＨＣ被毒］
図２は、下流側触媒３２ｂがＨＣ被毒する比較例を示したタイミングチャートである。図２には、中流側センサ３１ｂ及び下流側センサ３１ｃそれぞれの検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃ、上流側触媒３２ａ及び下流側触媒３２ｂのそれぞれからのＨＣ、ＮＯｘの合計排出量の推移を示している。

【0026】

上述したようにＥＣＵ１００は、機関本体１０から排出される排気の空燃比を、リッチ空燃比とリーン空燃比とに交互に切り替わるように制御する。これにより、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃもそれぞれ、リッチ空燃比（時刻ｔ０～時刻ｔ１）からリーン空燃比（時刻ｔ１～時刻ｔ２）に切り替わり、その後もリッチ空燃比とリーン空燃比に交互に切り替わる。ここで、上流側触媒３２ａにリーン空燃比の排気が流入すると、上流側触媒３２ａにおいて酸素が吸蔵され、上流側触媒３２ａから排出されて下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比は、上流側触媒３２ａに流入した排気の空燃比よりもリッチ側のリーン空燃比となる。一方、上流側触媒３２ａにリッチ空燃比の排気が流入すると、上流側触媒３２ａにおいて吸蔵されていた酸素が放出され、上流側触媒３２ａから排出されて下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比は、上流側触媒３２ａに流入した排気の空燃比よりもリーン側のリッチ空燃比となる。

【0027】

このように、下流側触媒３２ｂには空燃比の大きいリーン空燃比の排気が流入する機会は少ないが、継続的にリッチ空燃比の排気が流入するため、このような内燃機関１の運転が継続されると、下流側触媒３２ｂの表面が炭化水素に覆われて下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒が進行する場合がある。下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒が進行すると、下流側触媒３２ｂと排気の接触が阻害されるため、上流側触媒３２ａから排出されたＨＣ、ＮＯｘを下流側触媒３２ｂにて十分に浄化することができずに、下流側触媒３２ｂからのＨＣ、ＮＯｘの合計排出量が増大する（時刻ｔ３）。このように、排気エミッションが悪化する。

【0028】

［本実施例での被毒抑制制御］
図３は、本実施例での被毒抑制制御の一例を示したタイミングチャートである。図３には、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃ、上流側触媒３２ａ及び下流側触媒３２ｂのそれぞれからのＨＣ、ＮＯｘの合計排出量に加え、判定カウンタの値の推移を示している。判定カウンタは、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵ以下の場合に所定のカウントアップ量だけカウントアップされるカウンタである。所定のカウントアップ量とは、例えば「１」であるがこれに限定されない。被毒上限値ＰＵは、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵ以下の場合に下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒が進行する上限値である。被毒上限値ＰＵは、本実施例では理論空燃比ＳＴ、具体的には１４．６に設定されているが、これに限定されず、例えば被毒上限値ＰＵは、１４．６５以下の値であってもよい。

【0029】

検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵ以下の場合に（時刻ｔ１０～ｔ１１）、判定カウンタがカウントアップされ、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵより大きい場合に（時刻ｔ１１～ｔ１２）、判定カウンタは維持される。検出空燃比ＡＦｃがリッチ空燃比とリーン空燃比に交互に切り替わることにより、判定カウンタは段階的に増大する。判定カウンタが閾値α以上になると（時刻ｔ１３）、被毒抑制処理が実行される。閾値αは、下流側触媒３２ｂがＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立しているものとみなすことができる下限値である。被毒抑制処理は、判定カウンタが閾値α以上になる前よりも下流側触媒３２ｂに流入する酸素量を増大させるように内燃機関１を制御することにより、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行を抑制する処理である。下流側触媒３２ｂに流入する酸素量が多いと、下流側触媒３２ｂの表面に付着した炭化水素の酸化が促進され、ＣＯやＣＯ_２，Ｈ_２Ｏとなって除去することができるからである。尚、被毒抑制処理の具体的な制御方法については後述する。

【0030】

被毒抑制処理が実行されると、下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比に相当する検出空燃比ＡＦｂは、時刻ｔ１３以前のリーン空燃比よりも更にリーン側の値となり、同様に下流側触媒３２ｂから流出する排気の空燃比に相当する検出空燃比ＡＦｃも、時刻ｔ１３以前のリーン空燃比よりも更にリーン側の値となる。このように下流側触媒３２ｂに流入する酸素量が増大する。その後に被毒抑制処理が停止すると（時刻ｔ１４）、判定カウンタは「０」にリセットされる。時刻ｔ１４以降も、同様に判定カウンタが増大し、判定カウンタが閾値α以上になると再び被毒抑制処理が実行され、その後に被毒抑制処理が停止され判定カウンタが「０」にリセットされる。

【0031】

このようにして繰り返し被毒抑制処理が実行されることにより、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行を抑制することができ、下流側触媒３２ｂの浄化性能を維持することができる。従って、下流側触媒３２ｂから排出されるＨＣ、ＮＯｘの合計排出量を抑制することができる。尚、図３には被毒回復下限値ＬＬを示しているが後述する。

【0032】

図４は、本実施例の被毒抑制制御の一例を示したフローチャートである。この被毒抑制制御は、内燃機関１の運転中は繰り返し実行される。ＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１でＹｅｓの場合、ＥＣＵ１００は判定カウンタを、所定のカウントアップ量だけカウントアップする（ステップＳ２）。例えば本実施例では、カウントアップ量は「１」であるがこれに限定されない。ステップＳ１及びＳ２の処理は、カウンタ算出部が実行する処理の一例である。

【0033】

次に、ＥＣＵ１００は判定カウンタが閾値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３でＮｏの場合には、下流側触媒３２ｂがＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立していないものとみなして、本制御を終了する。ステップＳ３でＹｅｓの場合には、下流側触媒３２ｂがＨＣ被毒し得るＨＣ被毒条件が成立しているものとみなして、ＥＣＵ１００は被毒抑制処理を開始する（ステップＳ４）。ＥＣＵ１００は、被毒抑制処理を所定期間実行した後に被毒抑制処理を停止し（ステップＳ５）、判定カウンタを初期値である「０」にリセットする（ステップＳ６）。このようにして下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行を抑制することができる。ステップＳ３は、判定部が実行する処理の一例である。ステップＳ４及びＳ５は、制御部が実行する処理の一例である。ステップＳ６の処理は、カウンタ算出部が実行する処理の一例である。

【0034】

ステップＳ１でＮｏの場合、ＥＣＵ１００は検出空燃比ＡＦｃが被毒回復下限値ＬＬ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。被毒回復下限値ＬＬは、検出空燃比ＡＦｃが被毒回復下限値ＬＬ以上の場合に、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を回復可能な下限値であり、被毒回復下限値ＬＬは例えば１５．０であるがこれに限定されない。ステップＳ７でＮｏの場合には、本制御は終了する。ステップＳ７でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は判定カウンタを所定のカウントダウン量だけカウントダウンする（ステップＳ８）。例えば本実施例では、カウントダウン量は「１」であるがこれに限定されない。ステップＳ７及びＳ８は、カウンタ算出部が実行する処理の一例である。尚、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵよりも大きく被毒回復下限値ＬＬ未満の場合には、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒は進行しないが回復もしないため、判定カウンタは現状の値に維持される。ステップＳ７及びＳ８は、判定部が実行する処理の一例である。

【0035】

このように、判定カウンタの値は下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行度合いに相当するため、判定カウンタの値に基づいて被毒抑制処理が実行することにより、必要な場合にのみ被毒抑制処理を実行することができる。これにより、不必要な場合に被毒抑制処理が繰り返し実行されて内燃機関１の運転の安定性が損なわれることを回避できる。

【0036】

また、下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比に相当する検出空燃比ＡＦｂを用いるのではなく、下流側触媒３２ｂから排出された排気の空燃比に相当する検出空燃比ＡＦｃに基づいて、判定カウンタをカウントアップ又はカウントダウンする。例えば、下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比が比較的小さいリッチ空燃比（強リッチ空燃比）であった場合に、下流側触媒３２ｂに十分な酸素が吸蔵されていた場合には、下流側触媒３２ｂから排出された排気の空燃比は比較的大きいリッチ空燃比（弱リッチ空燃比）となるが、下流側触媒３２ｂに十分な酸素が吸蔵されていなかった場合には、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比は中程度のリッチ空燃比（中リッチ空燃比）となる。また、下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比が比較的大きいリーン空燃比（強リーン空燃比）であった場合に、下流側触媒３２ｂが十分な酸素吸蔵能力を有していた場合には、下流側触媒３２ｂから排出された排気の空燃比は比較的小さいリーン空燃比（弱リーン空燃比）となるが、下流側触媒３２ｂが十分な酸素吸蔵能力を有していなかった場合には、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比は中程度のリーン空燃比（中リーン空燃比）となる。このように、下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比が同じであっても、下流側触媒３２ｂの酸素吸蔵量や酸素吸蔵能力に応じて、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比は変動する。ここで、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比がリッチ空燃比であれば、そのリッチ空燃比の排気が下流側触媒３２ｂを通過したことを意味し、上述したように下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行度合いは、下流側触媒３２ｂから排出された排気のリッチ空燃比のリッチ度合いに依存する。また、下流側触媒３２ｂから排出される排気の空燃比がリーン空燃比であれば、そのリーン空燃比の排気が下流側触媒３２ｂを通過したことを意味し、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の解消度合いは、下流側触媒３２ｂから排出された排気のリーン空燃比のリーン度合いに依存する。従って、下流側触媒３２ｂから排出された排気の空燃比に相当する検出空燃比ＡＦｃに基づいて、判定カウンタをカウントアップ又はカウントダウンすることにより、精度よく下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行度合いを把握することができる。

【0037】

ステップＳ６では判定カウンタを「０」にリセットしたが、これに限定されず、例えば所定値だけ判定カウンタをカウントダウンしてもよい。例えばこの場合、ステップＳ８のカウントダウン量よりもステップＳ６のカウントダウン量を増大させてもよい。また、ステップＳ８では、判定カウンタをカウントダウンしたが、これに限定されず、判定カウンタを「０」にリセットしてもよい。この場合、被毒抑制処理によるＨＣ被毒の抑制と同程度となるように、被毒回復下限値ＬＬを高い値に設定することが望ましい。

【0038】

［本実施例の被毒抑制処理］
次に本実施例の被毒抑制処理について具体的に説明する。本実施例の被毒抑制処理では、下流側触媒３２ｂに流入するリーン空燃比の排気の空燃比が更にリーン側となるように内燃機関１の空燃比が制御される。図５は、本実施例の被毒抑制処理の一例を示したタイミングチャートである。図５は、目標空燃比ＴＡＦ、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃの推移を示している。最初に、被毒抑制処理について説明する前に、被毒抑制処理が実行される前の目標空燃比ＴＡＦの切替について説明する。

【0039】

検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤにまで低下すると（時刻ｔ２１）、目標空燃比ＴＡＦが所定のリッチ目標空燃比ＴＲから所定のリーン目標空燃比ＴＬに切り替えられる。これにより、上流側触媒３２ａに流入する排気中の酸素が上流側触媒３２ａに吸蔵されることにより排気中のＮＯｘが還元浄化される。上流側触媒３２ａでは浄化しきれなかった排気中のＮＯｘは、下流側触媒３２ｂにより同様に浄化される。これにより、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃはリッチ側から理論空燃比ＳＴに向かって上昇する。上流側触媒３２ａの酸素吸蔵量が多くなると、上流側触媒３２ａから排出される排気の酸素濃度が上昇して検出空燃比ＡＦｂはリーン側に上昇し、これに伴って下流側触媒３２ｂから排出される排気の酸素濃度も僅かに上昇して、検出空燃比ＡＦｃも僅かにリーン側に上昇する。

【0040】

検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤにまで上昇すると（時刻ｔ２２）、目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬからリッチ目標空燃比ＴＲに切り替えられる。これにより、上流側触媒３２ａに流入する排気中のＨＣが上流側触媒３２ａに吸蔵された酸素により酸化浄化される。上流側触媒３２ａでは浄化しきれなかった排気中のＨＣは、下流側触媒３２ｂにより同様に浄化される。これにより、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃはリーン側から理論空燃比ＳＴに向かって低下する。上流側触媒３２ａの酸素吸蔵量がゼロに近づくと、上流側触媒３２ａから排出される排気の酸素濃度が低下して検出空燃比ＡＦｂはリッチ側に低下し、これに伴って下流側触媒３２ｂから排出される排気の酸素濃度も僅かに低下して、検出空燃比ＡＦｃも僅かにリッチ側に低下する。このようにして、目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬ又はリッチ目標空燃比ＴＲに交互に切り替えられる。

【0041】

例えば時刻ｔ２３で判定カウンタが閾値α以上になると、被毒抑制処理が実行される。具体的には、判定カウンタが閾値α以上になると、リーン判定空燃比ＬＤが更にリーン側の強リーン判定空燃比ＬＤａに切り替えられる。これにより、下流側触媒３２ｂには、リーン判定空燃比ＬＤよりもリーン側の空燃比である排気を供給することができ、下流側触媒３２ｂに流入する酸素量が増大している。また、時刻ｔ２４で目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬに切り替えられてから、時刻ｔ２５で検出空燃比ＡＦｂが強リーン判定空燃比ＬＤａに到達するまでの間、目標空燃比ＴＡＦはリーン目標空燃比ＴＬに維持される。即ち、時刻ｔ２４～ｔ２５の期間では、時刻ｔ２１～ｔ２２よりも長い期間にわたって目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬに設定される。このため、本実施例の被毒抑制処理により、下流側触媒３２ｂに流入するリーン空燃比の排気の流入時間についても長くなっており、これによっても下流側触媒３２ｂに流入する酸素量が増大している。以上により、下流側触媒３２ｂに付着したＨＣを多くの酸素によって酸化除去することができ、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を抑制することができる。尚、時刻ｔ２５で検出空燃比ＡＦｂが強リーン判定空燃比ＬＤａに到達すると、強リーン判定空燃比ＬＤａは元のリーン判定空燃比ＬＤに切り替えられて被毒抑制処理は停止する。

【0042】

図６は、本実施例の被毒抑制処理の一例を示したフローチャートである。被毒処理では、ＥＣＵ１００はリーン判定空燃比ＬＤを強リーン判定空燃比ＬＤａに切り替える（ステップＳ４－１）。次にＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｂが強リーン判定空燃比ＬＤａ以上になったか否かを判定する（ステップＳ４－２）。ステップＳ４－２でＮｏの場合には、再度ステップＳ４－１が実行される。即ち、被毒抑制処理の第１例は継続される。ステップＳ４－２でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は強リーン判定空燃比ＬＤａを元のリーン判定空燃比ＬＤに切り替える（ステップＳ５－１）。これにより被毒抑制処理が停止する。

【0043】

上記の被毒抑制処理では、判定カウンタが閾値α以上となった後に検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤに到達してから、次回に検出空燃比ＡＦｂが強リーン判定空燃比ＬＤａに到達するまでの間に実行されるが、これに限定されない。例えば、判定カウンタが閾値α以上となった後に検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤに到達してから、２回目又は２回目以降の所定回数目に検出空燃比ＡＦｂが強リーン判定空燃比ＬＤａに到達するまでの間、被毒抑制処理を実行してもよい。

【0044】

［第１変形例の被毒抑制処理］
次に第１変形例の被毒抑制処理について説明する。第１変形例の被毒抑制処理では、下流側触媒３２ｂに流入するリーン空燃比の排気の流入時間が長くなるように、内燃機関１の空燃比が制御される。図７は、第１変形例の被毒抑制処理を示したタイミングチャートである。図７は、目標空燃比ＴＡＦ、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃの推移を示している時刻ｔ３１で検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤとなると、目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬに切り替えられ、時刻ｔ３２で検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤとなると、目標空燃比ＴＡＦがリッチ目標空燃比ＴＲに切り替えられる。その後に、例えば時刻ｔ３３で判定カウンタが閾値α以上となると、時刻ｔ３４で目標空燃比ＴＡＦの制御中心が理論空燃比ＳＴから理論空燃比ＳＴよりもリッチ側のリッチ側制御中心ＴＣａに切り替えられる。即ち、目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬ又はリッチ目標空燃比ＴＲに交互に切り替えられる状態から、リッチ側制御中心ＴＣａを中心とする弱リーン目標空燃比ＴＬａ又は強リッチ目標空燃比ＴＲａに切り替えられる。尚、リッチ側制御中心ＴＣａは、理論空燃比ＳＴよりも小さいがリッチ目標空燃比ＴＲよりも大きい値に設定されている。弱リーン目標空燃比ＴＬａと強リッチ目標空燃比ＴＲａの差分は、リーン目標空燃比ＴＬとリッチ目標空燃比ＴＲとの差分と同じ値に設定されている。

【0045】

時刻ｔ３４で目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬから強リッチ目標空燃比ＴＲａに切り替えられると、時刻ｔ３５で早期に検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤからリッチ判定空燃比ＲＤにまで低下する。強リッチ目標空燃比ＴＲａはリッチ目標空燃比ＴＲよりも更に小さいリッチ側の値であるため、検出空燃比ＡＦｂが短期間でリッチ側に低下するからである。時刻ｔ３５で検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤにまで低下すると、目標空燃比ＴＡＦは強リッチ目標空燃比ＴＲａから弱リーン目標空燃比ＴＬａに切り替えられる。ここで、弱リーン目標空燃比ＴＬａはリーン目標空燃比ＴＬよりも小さいリッチ側の値であるため、検出空燃比ＡＦｂが時刻ｔ３５からリーン判定空燃比ＬＤに到達する時刻ｔ３６までに時間を要する。このため、長期間にわたって検出空燃比ＡＦｂをリーン空燃比に維持することができ、下流側触媒３２ｂに流入する酸素量を増大させることができる。これにより、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を抑制することができる。尚、時刻ｔ３６で検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤに到達すると、目標空燃比ＴＡＦの制御中心がリッチ側制御中心ＴＣａから元の理論空燃比ＳＴに切り替えられて被毒抑制処理は停止する。

【0046】

図８は、第１変形例の被毒抑制処理を示したフローチャートである。被毒処理の第１変形例では、ＥＣＵ１００は目標空燃比ＴＡＦの制御中心を理論空燃比ＳＴからリッチ側制御中心ＴＣａに切り替える（ステップＳ４－１ａ）。次にＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤ以上になったか否かを判定する（ステップＳ４－２ａ）。ステップＳ４－２ａでＮｏの場合には、再度ステップＳ４－１ａが実行される。即ち、被毒抑制処理は継続される。ステップＳ４－２ａでＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は目標空燃比ＴＡＦの制御中心をリッチ側制御中心ＴＣａから元の理論空燃比ＳＴに切り替える（ステップＳ５－１ａ）。これにより被毒抑制処理が停止する。

【0047】

第１変形例の被毒抑制処理においても、判定カウンタが閾値α以上となった後に目標空燃比ＴＡＦの制御中心がリッチ側制御中心ＴＣａに切り替えられてから、２回目又は２回目以降の所定回数目に検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤに到達するまでの間、被毒抑制処理を実行してもよい。

【0048】

第１変形例の被毒抑制処理においては、目標空燃比ＴＡＦの制御中心をリッチ側制御中心ＴＣａに切り替えたが、これに限定されず、例えば、目標空燃比ＴＡＦのリーン目標空燃比ＴＬのみを弱リーン目標空燃比ＴＬａに切り替え、リッチ目標空燃比ＴＲについてはリッチ目標空燃比ＴＲをそのまま用いてもよい。この場合も、検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤとなってからリーン判定空燃比ＬＤに到達するまで時間を要し、その間に多くの酸素量を下流側触媒３２ｂに流通させることができ、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行を抑制できる。

【0049】

上述した本実施例の被毒抑制処理と第１変形例の被毒抑制処理とを同時に実施してもよい。即ち、リーン判定空燃比ＬＤを強リーン判定空燃比ＬＤａに切り替え、且つ目標空燃比ＴＡＦの制御中心を理論空燃比ＳＴからリッチ側制御中心ＴＣａに切り替えてもよい。これにより、より多くの酸素量を下流側触媒３２ｂに流入させることができ下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を抑制できる。

【0050】

［第２変形例の被毒抑制処理］
次に第２変形例の被毒抑制処理について説明する。第２変形例の被毒抑制処理では、内燃機関１が有する複数の気筒のうち一つに対して燃料カットを実行する。図９は、第２変形例の被毒抑制処理を示したタイミングチャートである。図９は、目標空燃比ＴＡＦ、検出空燃比ＡＦｂ及びＡＦｃの推移に加え、１気筒燃料カット制御の実行フラグの状態を示している。１気筒燃料カット制御は、上述したように内燃機関１の複数の気筒のうちの一つに対して燃料噴射を停止する燃料カット制御を行うことである。

【0051】

図９に示すように、時刻ｔ４１で検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤとなると、目標空燃比ＴＡＦがリーン目標空燃比ＴＬに切り替えられ、時刻ｔ４２で検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤとなると、目標空燃比ＴＡＦがリッチ目標空燃比ＴＲに切り替えられる。その後に、例えば時刻ｔ４３で判定カウンタが閾値α以上となると、検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤとなって目標空燃比ＴＡＦがリッチ目標空燃比ＴＲに切り替えられた時刻ｔ４４で、１燃料カット制御が実行される。尚、燃料カットの対象となっていない気筒に対しては、これまで通りの燃料噴射及び空燃比の制御が継続される。これにより、燃料カットの対象となっている気筒から、多くの酸素量が下流側触媒３２ｂに供給される。また、内燃機関１の排気の空燃比のリッチ側への進行速度が低下し、これに伴って下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比を示す検出空燃比ＡＦｂのリッチ側への進行速度が低下する。これによっても、長期間にわたってリーン空燃比の排気が下流側触媒３２ｂに流入し、下流側触媒３２ｂに流入する酸素量を増大させることができる。以上のようにして、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を抑制することができる。その後に時刻ｔ４５で検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤとなると、燃料カットがなされていた気筒での燃料噴射が再開されて１気筒燃料カット制御は停止する。

【0052】

図１０は、第２変形例の被毒抑制処理を示したフローチャートである。被毒処理の第２変形例では、ＥＣＵ１００は検出空燃比ＡＦｂがリーン判定空燃比ＬＤ以上となったか否かを判定する（ステップＳ４－０ｂ）。ステップＳ４－０ｂでＮｏの場合には、本制御は終了する。ステップＳ４―０ｂでＹｅｓの場合、ＥＣＵ１００は１気筒燃料カット処理を実行する（ステップＳ４－１ｂ）。次にＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤ以下になったか否かを判定する（ステップＳ４－２ｂ）。ステップＳ４－２ｂでＮｏの場合には、再度ステップＳ４－１ｂが実行される。即ち、被毒抑制処理は継続される。ステップＳ４－２ｂでＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は燃料カットの対象であった気筒の燃料噴射を再開する（ステップＳ５－１ｂ）。これにより被毒抑制処理が停止する。

【0053】

第２変形例の被毒抑制処理においても、判定カウンタが閾値α以上となった後に１気筒燃料カット処理が開始されてから、２回目又は２回目以降の所定回数目に検出空燃比ＡＦｂがリッチ判定空燃比ＲＤに到達するまでの間、１気筒燃料カット処理を継続してもよい。また、第２変形例の被毒抑制処理では、１気筒のみを燃料カットの対象としたが、これに限定されず、内燃機関１の運転状態が安定する範囲内で２気筒以上を燃料カットの対象としてもよい。これにより、下流側触媒３２ｂに流入する酸素量をより増大させることができる。また、上述した本実施例の被毒抑制処理と、第２及び第３変形例の被毒抑制処理の少なくとも一方とを同時に実施してもよい。

【0054】

［第１変形例のカウントアップ量の算出制御］
第１変形例の判定カウンタのカウントアップ量の算出制御について説明する。図１１Ａは、第１変形例の判定カウンタのカウントアップ量の算出制御を示したフローチャートである。本算出制御は、例えばステップＳ２の処理が実行される際に実行される。

【0055】

最初にＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｃを取得する（ステップＳ１１）。次にＥＣＵ１００は、取得した検出空燃比ＡＦｃに基づいて判定カウンタのカウントアップ量を算出する（ステップＳ１２）。図１１Ｂは、検出空燃比ＡＦｃとカウントアップ量との関係を規定したマップである。縦軸は検出空燃比ＡＦｃを示し、横軸はカウントアップ量を示している。このマップは予めＥＣＵ１００の記憶装置等に記憶されている。このマップでは、検出空燃比ＡＦｃが理論空燃比ＳＴである被毒上限値ＰＵから低下するほど、即ち、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵからリッチ側となるほど、カウントアップ量は「１」から増大するように規定されている。下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比が被毒上限値ＰＵからリッチ側であるほど、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行速度は速くなりやすいからである。このように、実際の下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行速度にあわせて判定カウンタのカウントアップ量を算出できるため、適切なタイミングで被毒抑制処理を実行することができる。

【0056】

［第２変形例のカウントアップ量の算出制御］
図１２Ａは、第２変形例の判定カウンタのカウントアップ量の算出制御を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、エアフローメータ２２により検出された吸入空気量に基づいて、下流側触媒３２ｂに流入する排気流量Ｆｒを算出する（ステップＳ１１ａ）。具体的には、ＥＣＵ１００は吸入空気量に基づき、下流側触媒３２ｂに流入する排気流量Ｆｒは算出する。尚、下流側触媒３２ｂよりも上流側から排気を取り出すＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置が設けられている場合には、ＥＣＵ１００は吸入空気量に加えてＥＧＲ率に基づいて排気流量Ｆｒを算出する。

【0057】

次にＥＣＵ１００は、算出した排気流量Ｆｒに基づいてカウントアップ量を算出する（ステップＳ１２ａ）。図１２Ｂは、排気流量Ｆｒとカウントアップ量との関係を規定したマップである。縦軸は排気流量Ｆｒを示し、横軸はカウントアップ量を示している。このマップは予めＥＣＵ１００の記憶装置等に記憶されている。このマップでは、排気流量Ｆｒが所定値から増大するほど、カウントアップ量は「１」から増大するように規定されている。下流側触媒３２ｂへの排気流量Ｆｒが大きいほど、下流側触媒３２ｂに流入するリッチ空燃比の排気の流量も多くなり、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行速度は速くなりやすいからである。このように、実際の下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の進行速度にあわせて判定カウンタのカウントアップ量を算出できるため、適切なタイミングで被毒抑制処理を実行することができる。尚、検出空燃比ＡＦｃと排気流量Ｆｒの双方に基づいてカウントアップ量を算出してもよい。

【0058】

［第１変形例のカウントダウン量の算出制御］
第１変形例の判定カウンタのカウントダウン量の算出制御について説明する。図１３Ａは、第１変形例の判定カウンタのカウントダウン量の算出制御を示したフローチャートである。本算出制御は、例えばステップＳ７の処理が実行される際に実行される。ＥＣＵ１００は、検出空燃比ＡＦｃを取得する（ステップＳ１１ｂ）。

【0059】

次にＥＣＵ１００は、取得した検出空燃比ＡＦｃに基づいて判定カウンタのカウントダウン量を算出する（ステップＳ１２ｂ）。図１３Ｂは、検出空燃比ＡＦｃとカウントダウン量との関係を規定したマップである。縦軸は検出空燃比ＡＦｃを示し、横軸はカウントダウン量を示している。このマップは予めＥＣＵ１００の記憶装置等に記憶されている。このマップでは、検出空燃比ＡＦｃが被毒回復下限値ＬＬから増大するほど、即ち、検出空燃比ＡＦｃが被毒回復下限値ＬＬからリッチ側となるほど、カウントダウン量は「１」から増大するように規定されている。下流側触媒３２ｂに流入する排気の空燃比が被毒回復下限値ＬＬからリーン側であるほど、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒を解消度合いが大きくなりやすいからである。このように、実際の下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の解消度合いにあわせて判定カウンタのカウントダウン量を算出できるため、必要な場合にのみ被毒抑制処理を実行することができる。

【0060】

［第２変形例のカウントダウン量の算出制御］
図１４Ａは、第２変形例の判定カウンタのカウントダウン量の算出制御を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１ａと同様に、下流側触媒３２ｂに流入する排気流量Ｆｒを算出する（ステップＳ１１ｃ）。次にＥＣＵ１００は、算出した排気流量Ｆｒに基づいてカウントダウン量を算出する（ステップＳ１２ｃ）。図１４Ｂは、排気流量Ｆｒとカウントダウン量との関係を規定したマップである。縦軸は排気流量Ｆｒを示し、横軸はカウントアップ量を示している。このマップは予めＥＣＵ１００の記憶装置等に記憶されている。このマップでは、排気流量Ｆｒが所定値から増大するほど、カウントダウン量は「１」から増大するように規定されている。下流側触媒３２ｂへの排気流量Ｆｒが大きいほど、下流側触媒３２ｂに流入するリーン空燃比の排気の流量も多くなり、下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の解消度合いが大きくなりやすいからである。このように、実際の下流側触媒３２ｂのＨＣ被毒の解消度合いにあわせて判定カウンタのカウントダウン量を算出できるため、必要な場合にのみ被毒抑制処理を実行することができる。尚、検出空燃比ＡＦｃと排気流量Ｆｒの双方に基づいてカウントダウン量を算出してもよい。

【0061】

尚、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂ、図１４Ｂのマップでは、カウントアップ量やカウントダウン量は直線状に規定されているが、これに限定されず、二次曲線状や折線状に規定されていてもよい。また、カウントアップ量やカウントダウン量の算出は、上記のようなマップに限定されず、演算式により算出してもよい。例えば、カウントアップ量の初期値「１」に、検出空燃比ＡＦｃが被毒上限値ＰＵから低下するほど又は排気流量Ｆｒが増大するほど増大する係数Ｋ（＞１）を乗算して、最終的なカウントアップ量を算出してもよい。カウントダウン量の初期値「１」に、検出空燃比ＡＦｃが被毒回復下限値ＬＬから増大するほど又は排気流量Ｆｒが増大するほど増大する係数Ｋ（＞１）を乗算して、最終的なカウントダウン量を算出してもよい。

【0062】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 内燃機関
１０ 機関本体
１７ 筒内噴射弁
２０ 吸気通路
３０ 排気通路
３１ａ 上流側センサ
３１ｂ 中流側センサ
３１ｃ 下流側センサ
３２ａ 上流側触媒
３２ｂ 下流側触媒
１００ ＥＣＵ（制御装置、判定部、制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】