JP2012062774A - Control device for purification of exhaust gas of internal combustion engine - Google Patents

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圭介 永坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device applied to an internal combustion engine equipped with a catalyst containing a catalytic component and an oxygen occlusion substance.SOLUTION: The control device carries out an operation of recovering an oxygen occlusion amount when a maximum oxygen occlusion amount Cmax of a catalyst is equal to or lower than a prescribed threshold Cmaxref. The operation of recovering an oxygen occlusion amount includes: carrying out a rich operation of controlling the oxygen concentration in a gas introduced into the catalyst to an oxygen concentration in a rich side rather than a reference oxygen concentration, which is the oxygen concentration of a gas produced when air and fuel are combusted in a theoretical air-fuel ratio, till a maximum oxygen occlusion amount after the rich operation is completed is determined to be not smaller than the maximum oxygen occlusion amount before the rich operation is carried out; and carrying out a lean operation of controlling the oxygen concentration of the gas introduced into the catalyst to an oxygen concentration in a lean side rather than the reference oxygen concentration.

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室から排出されるガス（排ガス）を浄化するための触媒を備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a catalyst for purifying gas (exhaust gas) discharged from a combustion chamber of the internal combustion engine.

内燃機関の排ガスには種々の成分が含まれている。そのため、触媒が長期間に亘って使用されると、排ガスに含まれるそれら成分に起因して触媒の排ガス浄化性能が低下する場合がある（以下、触媒の排ガス浄化性能が低下することを「触媒が劣化する」とも称呼する。）。   Various components are contained in the exhaust gas of an internal combustion engine. Therefore, when the catalyst is used for a long period of time, the exhaust gas purification performance of the catalyst may be deteriorated due to those components contained in the exhaust gas (hereinafter referred to as “catalyst degradation of the exhaust gas purification performance of the catalyst”). Also called "deteriorates").

例えば、従来の内燃機関の制御装置の一つ（以下、「従来装置」と称呼する。）は、排ガスに含まれる硫黄成分（SOxなど）が触媒に吸蔵されることによって触媒が劣化した場合、排ガスの酸素濃度を増減することを繰り返すことにより、触媒に吸蔵された硫黄成分を除去するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。このように、従来から、触媒が劣化する原因の一つである硫黄成分を触媒から除去することが望まれている。   For example, one of the control devices for a conventional internal combustion engine (hereinafter referred to as “conventional device”) is used when the catalyst deteriorates due to the sulfur component (SOx, etc.) contained in the exhaust gas being occluded by the catalyst. By repeatedly increasing and decreasing the oxygen concentration of the exhaust gas, the sulfur component occluded in the catalyst is removed (see, for example, Patent Document 1). Thus, it has been conventionally desired to remove the sulfur component, which is one of the causes of catalyst deterioration, from the catalyst.

特開２００４−１０８０７６号公報JP 2004-108076 A

排ガスに含まれる硫黄成分によって触媒が劣化する理由について、以下に説明する。
内燃機関に適用される触媒の例として、三元触媒およびNOx吸蔵還元触媒などが挙げられる。これら触媒は、触媒の温度が所定の活性温度以上であり、かつ、浄化される対象である排ガスの酸素濃度が所定の酸素濃度（理論空燃比の混合気が燃焼した際に生じる排ガスの酸素濃度）であるとき、その排ガスに含まれる未燃物（HCなど）の酸化反応および窒素酸化物（NOx）の還元反応を促進し、これらを高い浄化率にて同時に浄化することができる。以下、便宜上、三元触媒およびNOx吸蔵還元触媒などを単に「触媒」と総称する。 The reason why the catalyst deteriorates due to the sulfur component contained in the exhaust gas will be described below.
Examples of the catalyst applied to the internal combustion engine include a three-way catalyst and a NOx storage reduction catalyst. These catalysts have a catalyst temperature equal to or higher than a predetermined activation temperature, and the exhaust gas to be purified has a predetermined oxygen concentration (the exhaust gas oxygen concentration generated when the stoichiometric air-fuel mixture burns). ), The oxidation reaction of unburned substances (HC and the like) contained in the exhaust gas and the reduction reaction of nitrogen oxide (NOx) can be promoted, and these can be simultaneously purified at a high purification rate. Hereinafter, for convenience, the three-way catalyst, the NOx occlusion reduction catalyst, and the like are simply referred to as “catalyst”.

上記触媒は、一般に、酸素吸蔵物質（CeO2−ZrO2など）を含む担体（Al2O3など）と、その担体に担持された触媒成分（PtおよびRhなどの貴金属）と、を有する。この触媒成分によって構成される活性点（触媒活性点）において、上述した未燃物と窒素酸化物との酸化還元反応（すなわち、排ガスの浄化）が促進される。さらに、この触媒活性点において、酸素吸蔵物質による酸素の吸蔵および放出が促進される。具体的に述べると、酸素吸蔵物質は、排ガスの酸素濃度が上記所定の酸素濃度よりも高いとき（すなわち、リーン側の酸素濃度であるとき）排ガスに含まれる過剰な酸素を吸蔵し、排ガスの酸素濃度が上記所定の酸素濃度よりも低いとき（すなわち、リッチ側の酸素濃度であるとき）吸蔵されている酸素を上記酸化反応のために放出する。これにより、触媒成分における酸素濃度が上記所定の酸素濃度に一致するように調節される。   The catalyst generally has a support (such as Al2O3) containing an oxygen storage material (such as CeO2-ZrO2) and a catalyst component (noble metal such as Pt and Rh) supported on the support. At the active point (catalytic active point) constituted by the catalyst component, the oxidation-reduction reaction (that is, purification of exhaust gas) between the unburned matter and the nitrogen oxide is promoted. Further, at this catalytic active point, oxygen storage and release by the oxygen storage material is promoted. More specifically, the oxygen storage material stores excess oxygen contained in the exhaust gas when the oxygen concentration of the exhaust gas is higher than the predetermined oxygen concentration (that is, the oxygen concentration on the lean side). When the oxygen concentration is lower than the predetermined oxygen concentration (that is, when the oxygen concentration is on the rich side), the stored oxygen is released for the oxidation reaction. As a result, the oxygen concentration in the catalyst component is adjusted to match the predetermined oxygen concentration.

このように、触媒成分は触媒活性点を構成することによって「排ガスの浄化」および「酸素吸蔵物質の働き（酸素の吸蔵および放出）」を促進し、酸素吸蔵物質は触媒成分における酸素濃度を調節することによって「排ガスの浄化」を補助する。   In this way, the catalyst component promotes “purification of exhaust gas” and “operation of oxygen storage material (oxygen storage and release)” by configuring the catalyst active point, and the oxygen storage material regulates the oxygen concentration in the catalyst component. By doing so, the “purification of exhaust gas” is assisted.

ところが、酸素吸蔵物質には、酸素だけではなく排ガスに含まれる硫黄成分（SOxなど）が吸蔵される場合がある。さらに、触媒成分には、種々の原因によって硫黄成分（Sなど）が吸着する場合がある。酸素吸蔵物質に硫黄成分が吸蔵されると、その硫黄成分によって本来吸蔵されるべき酸素が吸蔵されることが妨げられるので、触媒が吸蔵し得る酸素の量が減少する。さらに、触媒成分に硫黄成分が吸着すると、触媒活性点が硫黄成分によって覆われるので、排ガスの浄化および酸素吸蔵物質の働きを促進することができる触媒活性点（以下、「有効触媒活性点」とも称呼する。）の数が減少する。これらの結果、触媒の排ガス浄化性能が低下する。以上が排ガスに含まれる硫黄成分によって触媒が劣化する理由である。   However, the oxygen storage material may store not only oxygen but also sulfur components (SOx and the like) contained in the exhaust gas. Furthermore, sulfur components (S and the like) may be adsorbed on the catalyst component due to various causes. When a sulfur component is stored in the oxygen storage material, oxygen that should be stored by the sulfur component is prevented from being stored, so that the amount of oxygen that can be stored by the catalyst is reduced. Further, when the sulfur component is adsorbed on the catalyst component, the catalyst active point is covered with the sulfur component, so that the catalyst active point (hereinafter referred to as “effective catalyst active point”) that can promote the purification of exhaust gas and the action of the oxygen storage material is promoted. The number is reduced). As a result, the exhaust gas purification performance of the catalyst decreases. The above is the reason why the catalyst is deteriorated by the sulfur component contained in the exhaust gas.

触媒が劣化すると、その触媒は本来の排ガス浄化性能を発揮することができない。その結果、排ガスに含まれる未燃物および窒素酸化物が十分に低減されない場合があるという問題がある。   When the catalyst deteriorates, the catalyst cannot exhibit its original exhaust gas purification performance. As a result, there is a problem that unburned matter and nitrogen oxides contained in the exhaust gas may not be sufficiently reduced.

本発明の目的は、上記課題に鑑み、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分を適切に除去することにより、触媒の劣化を適切に解消することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately eliminate the deterioration of the catalyst by appropriately removing the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst. .

上記課題を解決するための本発明による制御装置は、内燃機関の燃焼室から排出されるガス（排ガス）を浄化する触媒を備えた内燃機関に適用される。この触媒は、触媒成分と酸素吸蔵物質とを有する。   A control device according to the present invention for solving the above problems is applied to an internal combustion engine including a catalyst for purifying gas (exhaust gas) discharged from a combustion chamber of the internal combustion engine. This catalyst has a catalyst component and an oxygen storage material.

上記触媒は、上述したように排ガスを浄化することができる触媒であればよく、特に制限されない。上記触媒として、例えば、触媒成分と、酸素吸蔵物質を含む担体と、を有する公知の三元触媒が採用され得る。さらに、上記触媒として、例えば、触媒成分と、酸素吸蔵物質およびNOx吸蔵物質を含む担体と、を有する公知のNOx吸蔵還元触媒が採用され得る。上記触媒は、例えば、内燃機関の排気通路に設けられ得る。   The catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of purifying exhaust gas as described above. As said catalyst, the well-known three-way catalyst which has a catalyst component and the support | carrier containing an oxygen storage substance can be employ | adopted, for example. Furthermore, as the catalyst, for example, a known NOx occlusion reduction catalyst having a catalyst component and a carrier containing an oxygen occlusion substance and a NOx occlusion substance can be employed. The catalyst can be provided, for example, in an exhaust passage of an internal combustion engine.

なお、上記触媒成分は、排ガスの浄化を促進すること（未燃物と窒素酸化物との酸化還元反応の反応速度を速めること）ができる成分であればよく、特に制限されない。触媒成分として、例えば、白金（Pt）およびロジウム（Rh）などの貴金属が採用され得る。さらに、上記酸素吸蔵物質は、酸素を吸蔵することができる物質であればよく、特に制限されない。酸素吸蔵物質として、例えば、酸化セリウム（セリア。CeO2）および酸化ジルコニウム（ZrO2）などが採用され得る。   The catalyst component is not particularly limited as long as it is a component capable of promoting purification of exhaust gas (accelerating the reaction rate of the oxidation-reduction reaction between unburned matter and nitrogen oxides). As the catalyst component, for example, a noble metal such as platinum (Pt) and rhodium (Rh) may be employed. Furthermore, the oxygen storage material is not particularly limited as long as it is a material capable of storing oxygen. As the oxygen storage material, for example, cerium oxide (ceria, CeO2), zirconium oxide (ZrO2), and the like can be employed.

なお、上記「ガスを浄化する」とは、ガスに含まれる未燃物および窒素酸化物などの浄化対象物質の少なくとも一部をそのガスから除去することを意味し、必ずしも浄化対象物質の全てをそのガスから除去することを意味しない。   The above-mentioned “purifying gas” means removing at least a part of the purification target substance such as unburned matter and nitrogen oxide contained in the gas from the gas. It does not mean removing from the gas.

上記触媒を備えた内燃機関に適用される本発明の制御装置は、最大酸素吸蔵量取得手段と、酸素吸蔵量回復手段と、を備える。   The control device of the present invention applied to an internal combustion engine equipped with the catalyst includes a maximum oxygen storage amount acquisition unit and an oxygen storage amount recovery unit.

より具体的に述べると、上記最大酸素吸蔵量取得手段は、「前記触媒に吸蔵され得る酸素の最大量」である最大酸素吸蔵量を取得するようになっている。   More specifically, the maximum oxygen storage amount acquisition means acquires a maximum oxygen storage amount that is “the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst”.

上述したように、触媒に含まれる酸素吸蔵物質は、酸素を吸蔵することができる。この酸素吸蔵物質に吸蔵され得る酸素の量は、酸素吸蔵物質そのものが有する特性などに起因して定まる上限量（以下、便宜上、「内的な上限量」とも称呼する。）を有する。一方、上述したように、酸素吸蔵物質の働き（酸素の吸蔵および放出）は、触媒成分によって促進されている。よって、酸素吸蔵物質に吸蔵され得る酸素の量は、触媒成分が有する特性などに起因して定まる上限量（以下、便宜上、「外的な上限量」とも称呼する。）をも有する。   As described above, the oxygen storage material contained in the catalyst can store oxygen. The amount of oxygen that can be stored in the oxygen storage material has an upper limit amount (hereinafter, also referred to as “internal upper limit amount” for convenience) determined by the characteristics of the oxygen storage material itself. On the other hand, as described above, the action of the oxygen storage material (oxygen storage and release) is promoted by the catalyst component. Therefore, the amount of oxygen that can be stored in the oxygen storage material also has an upper limit (hereinafter, also referred to as “external upper limit” for convenience) determined by the characteristics of the catalyst component.

したがって、酸素吸蔵物質に吸蔵され得る酸素の「実際の」上限量は、上述した「内的な上限量」および「外的な上限量」の双方に基づいて定まる。本発明における「最大酸素吸蔵量」は、この「実際の上限量」に相当する。   Therefore, the “actual” upper limit amount of oxygen that can be stored in the oxygen storage material is determined based on both the “internal upper limit amount” and the “external upper limit amount” described above. The “maximum oxygen storage amount” in the present invention corresponds to this “actual upper limit amount”.

この最大酸素吸蔵量を取得する方法は、特に制限されない。例えば、「酸素を全く吸蔵していない（すなわち、酸素吸蔵量がゼロである）触媒の酸素吸蔵量を最大量とするために必要なガスの量と、そのガスの酸素濃度と、に基づいて最大酸素吸蔵量を取得する」公知の方法などが採用され得る。   The method for obtaining the maximum oxygen storage amount is not particularly limited. For example, “based on the amount of gas required to maximize the amount of oxygen stored in the catalyst that does not store oxygen at all (ie, the amount of oxygen stored is zero) and the oxygen concentration of the gas. A known method for obtaining the maximum oxygen storage amount may be employed.

上記最大酸素吸蔵量は、排ガスに含まれる種々の成分に起因して減少する場合がある。触媒の最大酸素吸蔵量が減少する原因の一つとして、排ガスに含まれる硫黄成分が触媒に吸着・吸蔵することが挙げられる。   The maximum oxygen storage amount may decrease due to various components contained in the exhaust gas. One of the causes for the decrease in the maximum oxygen storage amount of the catalyst is that the sulfur component contained in the exhaust gas is adsorbed and stored in the catalyst.

より具体的に述べると、硫黄成分（SOxなど）が「酸素吸蔵物質に吸蔵される」と、酸素が酸素吸蔵物質に吸蔵されることが妨げられるので、上記「内的な上限量」が減少する。一方、硫黄成分（Sなど）が「触媒成分に吸着する」と、有効触媒活性点の数が減少するので、上記「外的な上限量」が減少する。すなわち、酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分および触媒成分に吸着した硫黄成分の双方により、触媒の最大酸素吸蔵量が減少する。   More specifically, when the sulfur component (SOx, etc.) is “stored in the oxygen storage material”, oxygen is prevented from being stored in the oxygen storage material, so the above “internal upper limit” is reduced. To do. On the other hand, when the sulfur component (S or the like) is “adsorbed on the catalyst component”, the number of effective catalyst active sites is decreased, and thus the “external upper limit amount” is decreased. That is, the maximum oxygen storage amount of the catalyst is reduced by both the sulfur component stored in the oxygen storage material and the sulfur component adsorbed on the catalyst component.

そのため、触媒の最大酸素吸蔵量が減少したとき、内的な上限量および外的な上限量の双方が回復（増大）されれば、最大酸素吸蔵量が適切に回復（増大）され得る。より具体的に述べると、触媒に硫黄成分が吸着・吸蔵することによって触媒の最大酸素吸蔵量が減少したとき、「硫黄成分が存在する部位（すなわち、酸素吸蔵物質および触媒成分の双方、または、それらのいずれか一方）」が把握されるとともに、「その部位に適した方法」によってその部位から硫黄成分が除去されれば、最大酸素吸蔵量が適切に回復（増大）され得る。本発明の酸素吸蔵量回復手段は、この考え方に基づき、触媒の最大酸素吸蔵量を回復させる。   Therefore, when the maximum oxygen storage amount of the catalyst decreases, the maximum oxygen storage amount can be properly recovered (increased) if both the internal upper limit amount and the external upper limit amount are recovered (increased). More specifically, when the maximum oxygen storage amount of the catalyst is reduced by adsorption / occlusion of the sulfur component in the catalyst, “the site where the sulfur component exists (that is, both the oxygen storage material and the catalyst component, or If any one of them) is grasped and the sulfur component is removed from the site by the “method suitable for the site”, the maximum oxygen storage amount can be appropriately recovered (increased). Based on this concept, the oxygen storage amount recovery means of the present invention recovers the maximum oxygen storage amount of the catalyst.

より具体的に述べると、上記酸素吸蔵量回復手段は、前記最大酸素吸蔵量が所定の閾値以下であるとき、下記（Ａ）に示す運転および下記（Ｂ）に示す運転を含む「酸素吸蔵量回復運転」を行うようになっている。なお、後述するように、下記（Ａ）に示す運転は「酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分を除去するための運転」であり、下記（Ｂ）に示す運転は「触媒成分に吸着した硫黄成分を除去するための運転」である。   More specifically, the oxygen storage amount recovery means includes the operation shown in the following (A) and the operation shown in the following (B) when the maximum oxygen storage amount is a predetermined threshold value or less. "Recovery driving" is to be performed. As will be described later, the operation shown in the following (A) is “operation for removing the sulfur component stored in the oxygen storage material”, and the operation shown in the following (B) is “sulfur adsorbed on the catalyst component”. "Operation for removing components".

（Ａ）前記触媒に導入されるガスである触媒導入ガスの酸素濃度を「空気と燃料とが理論空燃比にて燃焼したときに生じるガスの酸素濃度である基準酸素濃度」よりもリッチ側の酸素濃度とする「リッチ運転」。
このリッチ運転は、当該リッチ運転が行われる「前」の前記最大酸素吸蔵量である「第１最大酸素吸蔵量」と当該リッチ運転が行われた「後」の前記最大酸素吸蔵量である「第２最大酸素吸蔵量」とが等しくなるまで、または、前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで、行われる。 (A) The oxygen concentration of the catalyst introduction gas, which is the gas introduced into the catalyst, is richer than the “reference oxygen concentration which is the oxygen concentration of the gas generated when air and fuel burn at the stoichiometric air-fuel ratio”. “Rich operation” with oxygen concentration.
The rich operation includes the “first maximum oxygen storage amount” that is the “maximum oxygen storage amount” before “the rich operation” and the “maximum oxygen storage amount” after “the rich operation”. The process is performed until the “second maximum oxygen storage amount” becomes equal to the first maximum oxygen storage amount or the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount.

（Ｂ）前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度とする「リーン運転」。
このリーン運転は、上記（Ａ）に示すリッチ運転によって「前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しくなったとき、または、前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きくなったとき」に行われる。 (B) “Lean operation” in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is made leaner than the reference oxygen concentration.
This lean operation is performed when the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount are equal to each other or more than the first maximum oxygen storage amount by the rich operation shown in (A) above. 2 ”when the maximum oxygen storage amount becomes large.

上記「基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度」とは、上記基準酸素濃度よりも低い酸素濃度を意味する。一方、上記「基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度」とは、上記基準酸素濃度よりも高い酸素濃度を意味する。以下、基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度を単に「リッチ側酸素濃度」とも称呼し、基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度を単に「リーン側酸素濃度」とも称呼する。   The “oxygen concentration on the richer side than the reference oxygen concentration” means an oxygen concentration lower than the reference oxygen concentration. On the other hand, the “oxygen concentration leaner than the reference oxygen concentration” means an oxygen concentration higher than the reference oxygen concentration. Hereinafter, the oxygen concentration richer than the reference oxygen concentration is also simply referred to as “rich oxygen concentration”, and the oxygen concentration leaner than the reference oxygen concentration is also simply referred to as “lean oxygen concentration”.

上記「リッチ運転」は、触媒導入ガスの酸素濃度がリッチ側酸素濃度である運転であればよく、特に制限されない。リッチ運転として、例えば、内燃機関の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比とする運転（いわゆる、燃料増量運転）が採用され得る。さらに、リッチ運転として、例えば、燃焼室から排出されるガスに再び燃料を噴射する（いわゆる、排気添加を行う）運転が採用され得る。一方、上記「リーン運転」は、触媒導入ガスの酸素濃度がリーン側酸素濃度である運転であればよく、特に制限されない。リーン運転として、例えば、燃焼室へ燃料を供給しない運転（いわゆる、フューエルカット運転）が採用され得る。   The “rich operation” is not particularly limited as long as the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is a rich oxygen concentration. As the rich operation, for example, an operation in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine is set to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (so-called fuel increase operation) can be employed. Further, as the rich operation, for example, an operation in which fuel is injected again into the gas discharged from the combustion chamber (so-called exhaust addition) can be employed. On the other hand, the “lean operation” is not particularly limited as long as the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is a lean oxygen concentration. As the lean operation, for example, an operation in which fuel is not supplied to the combustion chamber (so-called fuel cut operation) can be employed.

上記「酸素吸蔵量回復運転」によって触媒の最大酸素吸蔵量が適切に回復（増大）される理由について、以下に説明する。   The reason why the maximum oxygen storage amount of the catalyst is appropriately recovered (increased) by the “oxygen storage amount recovery operation” will be described below.

発明者は、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分が触媒から排出されるメカニズムを検討するべく、種々の考察および実験などを行った。発明者によるこれら種々の考察および実験などによれば、「触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の挙動」と「排ガスの酸素濃度」との間には密接な関係があることが確認された。具体的に述べると、まず、酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分は、排ガスの酸素濃度がリッチ側酸素濃度である場合に触媒成分に向けて移動して触媒成分に吸着する、ことが確認された。さらに、触媒成分に吸着している硫黄成分は、排ガスの酸素濃度がリーン側酸素濃度である場合に排ガス中に放出される、ことが確認された。すなわち、酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分は、酸素吸蔵物質から排ガス中に直接には放出されず、触媒成分を経由して排ガス中に放出される、ことが確認された。加えて、上記「内的な上限量」が最大酸素吸蔵量に及ぼす影響よりも上記「外的な上限量」が最大酸素吸蔵量に及ぼす影響が大きい、ことが確認された。   The inventor conducted various considerations and experiments in order to examine the mechanism by which the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst is discharged from the catalyst. According to these various considerations and experiments by the inventors, it was confirmed that there is a close relationship between “the behavior of the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst” and “the oxygen concentration of the exhaust gas”. Specifically, first, it is confirmed that the sulfur component stored in the oxygen storage material moves toward the catalyst component and is adsorbed on the catalyst component when the oxygen concentration of the exhaust gas is the rich oxygen concentration. It was done. Furthermore, it was confirmed that the sulfur component adsorbed on the catalyst component is released into the exhaust gas when the oxygen concentration of the exhaust gas is the lean side oxygen concentration. That is, it was confirmed that the sulfur component stored in the oxygen storage material is not released directly into the exhaust gas from the oxygen storage material, but is released into the exhaust gas via the catalyst component. In addition, it was confirmed that the influence of the “external upper limit amount” on the maximum oxygen storage amount was larger than the influence of the “internal upper limit amount” on the maximum oxygen storage amount.

上記確認された事項を考慮し、本発明の酸素吸蔵量回復手段は、酸素吸蔵量回復運転として、まず「リッチ運転」を行う（上記（Ａ））。   Considering the above-identified matters, the oxygen storage amount recovery means of the present invention first performs “rich operation” as the oxygen storage amount recovery operation ((A) above).

リッチ運転が行われると、酸素吸蔵物質に硫黄成分が「吸蔵されている」場合、上述したように硫黄成分は触媒成分に向けて移動して触媒成分に吸着する。すなわち、リッチ運転により、酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が除去される。換言すると、リッチ運転は、「酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄を除去するために適した運転」である。   When the rich operation is performed, when the sulfur component is “occluded” in the oxygen storage material, as described above, the sulfur component moves toward the catalyst component and is adsorbed on the catalyst component. That is, the sulfur component stored in the oxygen storage material is removed by the rich operation. In other words, the rich operation is “an operation suitable for removing sulfur stored in the oxygen storage material”.

このとき、「酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分」の量が減少するので、酸素吸蔵物質が吸蔵し得る酸素の量が増大する。よって、「内的な上限量」が増大する。ところが、このとき、酸素吸蔵物質から触媒成分へと移動した硫黄成分の量だけ「触媒成分に吸着している硫黄成分」の量が増大するので、有効触媒活性点の数が減少する。よって、「外的な上限量」が減少する。すなわち、この場合、内的な上限量が増大しても外的な上限量が減少する。上述したように、外的な上限量は、内的な上限量よりも最大酸素吸蔵量に大きな影響を及ぼす。よって、これらの結果、触媒の最大酸素吸蔵量は「減少」する。   At this time, since the amount of “the sulfur component stored in the oxygen storage material” decreases, the amount of oxygen that can be stored in the oxygen storage material increases. Therefore, the “internal upper limit amount” increases. However, at this time, the amount of the “sulfur component adsorbed on the catalyst component” increases by the amount of the sulfur component transferred from the oxygen storage material to the catalyst component, so that the number of effective catalyst active points decreases. Therefore, the “external upper limit amount” decreases. That is, in this case, even if the internal upper limit amount increases, the external upper limit amount decreases. As described above, the external upper limit amount has a greater influence on the maximum oxygen storage amount than the internal upper limit amount. As a result, the maximum oxygen storage amount of the catalyst is “decreased”.

これに対し、酸素吸蔵物質に硫黄成分が「吸蔵されていない」場合、または、「硫黄成分が移動し得る領域が触媒成分上に存在しない」場合、リッチ運転が行われても、「内的な上限量」は変化しない。さらに、この場合、「外的な上限量」も変化しない。これらの結果、触媒の最大酸素吸蔵量は実質的に「変化しない」。   On the other hand, if the sulfur storage component is not stored in the oxygen storage material, or if there is no region on the catalyst component where the sulfur component can move, the “internal The “maximum amount” does not change. Further, in this case, the “external upper limit amount” does not change. As a result of these, the maximum oxygen storage capacity of the catalyst is substantially “not changed”.

したがって、リッチ運転を行う「前」の最大酸素吸蔵量（第１最大酸素吸蔵量）よりもリッチ運転を行った「後」の最大酸素吸蔵量（第２最大酸素吸蔵量）が「小さい」場合、「酸素吸蔵物質に吸蔵されていた硫黄成分の少なくとも一部が酸素吸蔵物質から除去された」と言える。これに対し、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が「小さくない」場合、「触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分が酸素吸蔵物質から触媒成分に移動された（すなわち、酸素吸蔵物質に吸蔵されていた全ての硫黄成分が酸素吸蔵物質から除去された、または、硫黄成分が移動し得る領域が触媒成分上に存在しない）」と言える。換言すると、リッチ運転により、「硫黄成分が存在する部位」が把握される。   Therefore, when the maximum oxygen storage amount (second maximum oxygen storage amount) after the rich operation is smaller than the maximum oxygen storage amount (first maximum oxygen storage amount) before the rich operation (first). "At least a part of the sulfur component stored in the oxygen storage material has been removed from the oxygen storage material". On the other hand, when the second maximum oxygen storage amount is not “smaller” than the first maximum oxygen storage amount, “the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component is transferred from the oxygen storage material to the catalyst component ( That is, all the sulfur components stored in the oxygen storage material are removed from the oxygen storage material, or there is no region on the catalyst component where the sulfur component can move). In other words, the “part where the sulfur component exists” is grasped by the rich operation.

上述したように、酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分は、触媒成分を経由して排ガス中に放出される。そのため、出来る限り多量の酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分が触媒成分に向けて移動された後に触媒成分上から硫黄成分が除去されると、内的な上限量および外的な上限量が適切に（例えば、短時間にて）回復され得ると考えられる。そこで、上記酸素吸蔵量回復手段は、リッチ運転を「第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が小さくない状態となるまで（換言すると、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しくなるまで又は第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで）」行った後、「リーン運転」を行う（上記（Ｂ））。なお、「第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きくなる」場合の例については、後述される。   As described above, the sulfur component stored in the oxygen storage material is released into the exhaust gas via the catalyst component. Therefore, if the sulfur component is removed from the catalyst component after the sulfur component stored in as much oxygen storage material as possible is moved toward the catalyst component, the internal upper limit amount and the external upper limit amount are increased. It is believed that it can be properly recovered (eg, in a short time). Therefore, the oxygen storage amount recovery means performs the rich operation “until the second maximum oxygen storage amount is not smaller than the first maximum oxygen storage amount (in other words, the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount). The “lean operation” is performed (above (B)) until the storage amount becomes equal or until the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount. An example of the case where “the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount” will be described later.

リーン運転が行われると、上述したように、「触媒成分に吸着している硫黄成分」は排ガス中に放出される。すなわち、リーン運転により、触媒成分に吸着した硫黄成分が除去される。換言すると、リーン運転は、「触媒成分に吸着した硫黄成分を除去するために適した運転」である。   When the lean operation is performed, as described above, “the sulfur component adsorbed on the catalyst component” is released into the exhaust gas. That is, the sulfur component adsorbed on the catalyst component is removed by the lean operation. In other words, the lean operation is “an operation suitable for removing the sulfur component adsorbed on the catalyst component”.

このとき、「触媒成分に吸着している硫黄成分」の量が減少するので、有効触媒活性点の数が増大する。よって、「外的な上限量」が増大する。なお、このとき、「内的な上限量」は実質的に変化しない。これらの結果、触媒の最大酸素吸蔵量は「増大（回復）」する。   At this time, since the amount of the “sulfur component adsorbed on the catalyst component” decreases, the number of effective catalyst active points increases. Therefore, the “external upper limit amount” increases. At this time, the “internal upper limit amount” does not substantially change. As a result, the maximum oxygen storage amount of the catalyst “increases (recovers)”.

このように、本発明の酸素吸蔵量回復手段は、リッチ運転を行うことによって出来る限り多量の「酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分」を触媒成分へと移動させた後、リーン運転を行うことによって「触媒成分に吸着している硫黄成分」を排ガス中に放出させる。すなわち、本発明の酸素吸蔵量回復手段は、硫黄成分が存在する部位を把握するとともに（すなわち、リッチ運転の前後の最大酸素吸蔵量を比較することにより、酸素吸蔵物質および触媒成分のいずれに硫黄成分が存在するかを把握するとともに）、その部位に適した方法（リッチ運転またはリーン運転）によってその部位から硫黄成分を除去することができる。したがって、本発明の制御装置は、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分を適切に除去することができるので、触媒の最大酸素吸蔵量を適切に回復させる（すなわち、触媒の劣化を適切に解消する）ことができる。   As described above, the oxygen storage amount recovery means of the present invention performs the lean operation after moving as much “the sulfur component stored in the oxygen storage material” as possible to the catalyst component by performing the rich operation. As a result, the “sulfur component adsorbed on the catalyst component” is released into the exhaust gas. In other words, the oxygen storage amount recovery means of the present invention grasps the site where the sulfur component exists (that is, by comparing the maximum oxygen storage amount before and after the rich operation, it is possible to determine whether the sulfur storage component or the catalyst component contains sulfur. It is possible to remove the sulfur component from the part by a method (rich operation or lean operation) suitable for the part. Therefore, the control device of the present invention can appropriately remove the sulfur component adsorbed and occluded in the catalyst, so that the maximum oxygen occlusion amount of the catalyst is appropriately recovered (that is, the deterioration of the catalyst is appropriately eliminated). )be able to.

本発明の制御装置の一の態様として、
前記酸素吸蔵量回復手段は、上記（Ａ）に示す運転として下記（Ａ’）に示す運転を行い、上記（Ｂ）に示す運転として下記（Ｂ’）に示す運転を行う、ように構成され得る。 As one aspect of the control device of the present invention,
The oxygen storage amount recovery means is configured to perform the operation shown in the following (A ′) as the operation shown in the above (A) and perform the operation shown in the following (B ′) as the operation shown in the above (B). obtain.

（Ａ’）「前記リッチ運転を「所定の期間」だけ行った後に、前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とを比較する」ことを、前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定されるまで又は前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定されるまで「繰り返す」運転。
（Ｂ’）前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定された後または前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定された後に行われる、前記リーン運転。 (A ′) “Comparing the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount after performing the rich operation only for a“ predetermined period ””, the first maximum oxygen storage amount “Repeat” operation until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is equal or until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is larger than the first maximum oxygen storage amount.
(B ′) After it is determined that the first maximum oxygen storage amount is equal to the second maximum oxygen storage amount, or the second maximum oxygen storage amount is determined to be greater than the first maximum oxygen storage amount. The lean operation is performed later.

上述したように、上記（Ａ）に示す運転により、「触媒成分に移動可能な最大の量」の硫黄成分が酸素吸蔵物質から触媒成分に移動される。その結果、触媒の状態が「第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が小さくない」状態となる。ここで、「触媒成分に移動可能な最大の量」の硫黄成分を酸素吸蔵物質から触媒成分に移動させ得る適度なリッチ運転の程度（リッチ運転が行われる際の触媒導入ガスの酸素濃度、および、リッチ運転が行われる期間など）は、例えば、実験などによって取得されたマップに基づいて定められ得る。   As described above, by the operation shown in (A) above, the “maximum amount that can be transferred to the catalyst component” of the sulfur component is transferred from the oxygen storage material to the catalyst component. As a result, the state of the catalyst becomes “the second maximum oxygen storage amount is not smaller than the first maximum oxygen storage amount”. Here, “the maximum amount that can be transferred to the catalyst component” is a moderate rich operation level that can transfer the sulfur component from the oxygen storage material to the catalyst component (the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the rich operation is performed, and The period during which the rich operation is performed can be determined based on a map acquired by an experiment or the like, for example.

ところが、この「適度なリッチ運転の程度」は、内燃機関の構成、酸素吸蔵物質の種類、触媒成分の種類、および、触媒の構成などによっては容易に定められない場合がある。   However, this “appropriate level of rich operation” may not be easily determined depending on the configuration of the internal combustion engine, the type of oxygen storage material, the type of catalyst component, the configuration of the catalyst, and the like.

そこで、本態様の制御装置は、上記（Ａ’）に示すように「リッチ運転を所定の期間だけ行うことを繰り返す」ようになっている。リッチ運転が行われると、所定の量の硫黄成分が酸素吸蔵物質から触媒成分に向けて移動される。よって、このリッチ運転を繰り返せば、いずれかの時点にて「触媒成分に移動可能な最大の量」の硫黄成分が酸素吸蔵物質から触媒成分に移動される。そして、上記（Ａ’）に示すリッチ運転が行われた後に上記（Ｂ’）に示すリーン運転が行われることにより、上記同様、触媒成分に吸着している硫黄成分が排ガス中に放出される。   Therefore, the control device of this aspect is configured to “repeat the rich operation for a predetermined period” as shown in (A ′) above. When the rich operation is performed, a predetermined amount of the sulfur component is moved from the oxygen storage material toward the catalyst component. Therefore, if this rich operation is repeated, “the maximum amount that can be transferred to the catalyst component” of the sulfur component is transferred from the oxygen storage material to the catalyst component at any point in time. Then, after the rich operation shown in (A ′) is performed, the lean operation shown in (B ′) is performed, so that the sulfur component adsorbed on the catalyst component is released into the exhaust gas as described above. .

このように、本態様の制御装置は、上記「適度なリッチ運転の程度」を容易に定められない場合であっても、簡便に「触媒成分に移動可能な最大の量」の硫黄成分を酸素吸蔵物質から触媒成分に移動させることができる。   As described above, the control device according to the present aspect simply converts the “maximum amount that can be transferred to the catalyst component” of the sulfur component into the oxygen even when the above-mentioned “appropriate rich operation level” cannot be easily determined. It can be moved from the storage material to the catalyst component.

さらに、本発明の制御装置の他の態様の一つとして、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
「前記酸素吸蔵量回復運転を行う前」に前記リーン運転を行う、ように構成され得る。 Furthermore, as another aspect of the control device of the present invention,
The oxygen storage amount recovery means includes
The lean operation may be performed “before performing the oxygen storage amount recovery operation”.

上述したように、リーン運転を行うと、触媒成分に吸着している硫黄成分の量が減少するので、「触媒成分に移動可能な硫黄成分の量」が増大する。そこで、本態様の制御装置は、酸素吸蔵量回復運転を行う「前」にリーン運転を行うようになっている。これにより、酸素吸蔵量回復運転におけるリッチ運転が行われるときに「酸素吸蔵物質から触媒成分に向けて移動し得る硫黄成分の量」が、増大する。   As described above, when the lean operation is performed, the amount of the sulfur component adsorbed on the catalyst component decreases, so that the “amount of sulfur component that can move to the catalyst component” increases. In view of this, the control device according to this aspect performs the lean operation “before” the oxygen storage amount recovery operation is performed. Thereby, when the rich operation in the oxygen storage amount recovery operation is performed, the “amount of sulfur component that can move from the oxygen storage material toward the catalyst component” increases.

これにより、本態様の制御装置は、酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分をより効率良く除去することができるので、触媒の最大酸素吸蔵量をより効率良く回復（増大）させることができる。   Thereby, since the control apparatus of this aspect can remove the sulfur component occluded by the oxygen occlusion substance more efficiently, the maximum oxygen occlusion amount of the catalyst can be recovered (increased) more efficiently.

ところで、酸素吸蔵量回復運転を行う「前」にリーン運転を行うと、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が「大きく」なる場合がある。具体的に述べると、例えば、触媒成分および酸素吸蔵物質の「双方」に硫黄成分が存在している触媒の最大酸素吸蔵量が「Ｃ１」である、と仮定する。この最大酸素吸蔵量Ｃ１は、「第１最大酸素吸蔵量（リッチ運転が行われる前の最大酸素吸蔵量）」に相当する。   By the way, if the lean operation is performed “before” the oxygen storage amount recovery operation is performed, the second maximum oxygen storage amount may be “larger” than the first maximum oxygen storage amount. Specifically, for example, it is assumed that the maximum oxygen storage amount of a catalyst in which a sulfur component exists in “both” of the catalyst component and the oxygen storage material is “C1”. The maximum oxygen storage amount C1 corresponds to a “first maximum oxygen storage amount (maximum oxygen storage amount before the rich operation is performed)”.

まず、この触媒に対して酸素吸蔵量回復運転が行われる「前」にリーン運転が行われると、触媒成分から硫黄成分が除去されるので、最大酸素吸蔵量は「Ｃ１以上のＣ２」となる。なお、例えば、酸素吸蔵物質が酸素を全く吸蔵することができない程度に硫黄成分を吸蔵している場合（すなわち、内的な上限量がゼロである場合）、リーン運転が行われても最大酸素吸蔵量は変化しないので、Ｃ１とＣ２とは一致する。次いで、酸素吸蔵量回復運転におけるリッチ運転が行われると、硫黄成分が触媒成分に移動するので、最大酸素吸蔵量は「Ｃ２よりも小さいＣ３」となる。この最大酸素吸蔵量Ｃ３は、「第２最大酸素吸蔵量（リッチ運転が行われた後の最大酸素吸蔵量）」に相当する。   First, when the lean operation is performed “before” the oxygen storage amount recovery operation is performed on the catalyst, the sulfur component is removed from the catalyst component, so the maximum oxygen storage amount becomes “C2 of C1 or more”. . For example, when the oxygen storage material stores a sulfur component to such an extent that it cannot store oxygen at all (that is, when the internal upper limit is zero), even if the lean operation is performed, the maximum oxygen Since the occlusion amount does not change, C1 and C2 coincide. Next, when the rich operation in the oxygen storage amount recovery operation is performed, the sulfur component moves to the catalyst component, so the maximum oxygen storage amount becomes “C3 smaller than C2”. The maximum oxygen storage amount C3 corresponds to the “second maximum oxygen storage amount (maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed)”.

このとき、例えば、リーン運転が行われる前の時点において内的な上限量よりも外的な上限量が過度に小さい場合（例えば、有効触媒活性点の数が極めて少ない場合）、リーン運転が行われることによって外的な上限量が顕著に増大するので（例えば、有効触媒活性点の数が顕著に増加するので）、Ｃ１よりもＣ２が極めて大きくなる。そして、このリーン運転の後にリッチ運転が行われることにより、Ｃ２は減少してＣ３となる。ここで、Ｃ１からＣ２への増大の程度が、Ｃ２からＣ３への減少の程度よりも大きければ、Ｃ１（第１最大酸素吸蔵量）よりもＣ３（第２最大酸素吸蔵量）が大きくなる。   At this time, for example, when the external upper limit amount is excessively smaller than the internal upper limit amount at the time before the lean operation is performed (for example, when the number of effective catalyst active points is extremely small), the lean operation is performed. As a result, the external upper limit amount increases remarkably (for example, the number of effective catalyst active points increases remarkably), so that C2 becomes much larger than C1. Then, when the rich operation is performed after the lean operation, C2 is decreased to C3. Here, if the degree of increase from C1 to C2 is greater than the degree of decrease from C2 to C3, C3 (second maximum oxygen storage amount) becomes larger than C1 (first maximum oxygen storage amount).

このように、リーン運転が行われる前の時点において酸素吸蔵物質に吸蔵されていた硫黄成分の量と、その時点において触媒成分に吸着していた硫黄成分の量と、の関係（すなわち、内的な上限量と外的な上限量との関係）によっては、第１最大酸素吸蔵量（Ｃ１）よりも第２最大酸素吸蔵量（Ｃ３）が「大きく」なる場合がある。   As described above, the relationship between the amount of the sulfur component stored in the oxygen storage material before the lean operation and the amount of the sulfur component adsorbed on the catalyst component at that time (ie, internal In some cases, the second maximum oxygen storage amount (C3) becomes “larger” than the first maximum oxygen storage amount (C1).

ところで、上述したように、本発明の制御装置は、「触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の挙動」と「排ガスの酸素濃度」との関係に着目し、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分を除去するようになっている。発明者によるさらなる種々の考察および実験などによれば、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の挙動は、排ガスの酸素濃度だけではなく「触媒の温度」の影響をも受けることが確認された。   By the way, as described above, the control device of the present invention pays attention to the relationship between “the behavior of the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst” and “the oxygen concentration of the exhaust gas”, and the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst. Is supposed to be removed. According to various further considerations and experiments by the inventors, it was confirmed that the behavior of the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst is influenced not only by the oxygen concentration of the exhaust gas but also by the “catalyst temperature”.

具体的に述べると、触媒の温度が「特定の温度範囲内にある（例えば、第１温度以上第２温度以下である）」ときに排ガスの酸素濃度が「リッチ側酸素濃度」である場合、酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が触媒成分に向けて効率良く移動する、ことが確認された。さらに、触媒の温度が「上記特定の温度範囲内の特定の温度以上である（例えば、第１温度と第２温度の間の第３温度以上である）」ときに排ガスの酸素濃度が「リーン側酸素濃度」である場合、触媒成分上に存在する硫黄成分が効率良く排ガス中に放出される、ことが確認された。   Specifically, when the temperature of the catalyst is “in a specific temperature range (for example, not less than the first temperature and not more than the second temperature)”, when the oxygen concentration of the exhaust gas is the “rich oxygen concentration”, It was confirmed that the sulfur component occluded in the oxygen occlusion material efficiently migrates toward the catalyst component. Further, when the catalyst temperature is “above a specific temperature within the above specific temperature range (for example, over a third temperature between the first temperature and the second temperature)”, the oxygen concentration of the exhaust gas is “lean”. In the case of “side oxygen concentration”, it was confirmed that the sulfur component present on the catalyst component was efficiently released into the exhaust gas.

上記確認された事項を考慮し、本態様の制御装置は、酸素吸蔵量回復運転を行う。具体的に述べると、上述した本発明の制御装置の他の態様の一つとして、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
触媒が下記（Ｃ−１）および（Ｃ−２）に示す特性を有する触媒であるとき、
前記触媒の温度が「下記第３温度以上であり且つ下記第２温度以下」である場合に前記酸素吸蔵量回復運転を行う、ように構成され得る。 In consideration of the above confirmed items, the control device of this aspect performs the oxygen storage amount recovery operation. Specifically, as another aspect of the control device of the present invention described above,
The oxygen storage amount recovery means includes
When the catalyst is a catalyst having the characteristics shown in the following (C-1) and (C-2),
The oxygen storage amount recovery operation may be performed when the temperature of the catalyst is “the following third temperature or more and the following second temperature or less”.

（Ｃ−１）前記触媒の温度が「第１温度以上第２温度以下」であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりも「リッチ側」の酸素濃度である場合、前記酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分に向けて移動する。
（Ｃ−２）前記触媒の温度が前記第１温度と前記第２温度の間の「第３温度以上」であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりも「リーン側」の酸素濃度である場合、前記触媒成分上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される。 (C-1) When the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is “richer” than the reference oxygen concentration when the temperature of the catalyst is “first temperature or higher and second temperature or lower”, The sulfur component stored in the oxygen storage material moves toward the catalyst component.
(C-2) When the temperature of the catalyst is “third temperature or higher” between the first temperature and the second temperature, the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is “lean side” than the reference oxygen concentration When the oxygen concentration is, the sulfur component present on the catalyst component is released into the catalyst introduction gas.

上記第１温度、上記第２温度および上記第３温度は、触媒を構成する物質などに応じて定まる値であって、あらかじめ実験などによって取得され得る。   The first temperature, the second temperature, and the third temperature are values that are determined according to the substance that constitutes the catalyst, and can be obtained in advance through experiments or the like.

なお、上記（Ｃ−１）の特性は、触媒の温度が同特性に示される温度範囲（第１温度以上第２温度以下）に含まれる場合、触媒の温度が同温度範囲に含まれない場合よりも効率良く酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が触媒成分に向けて移動されることを意味する。すなわち、上記（Ｃ−１）の特性は、触媒の温度が同温度範囲に含まれない場合に酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が触媒成分に向けて全く移動しないことを意味するものではない。   In addition, the characteristic of (C-1) is when the temperature of the catalyst is included in the temperature range (first temperature or higher and lower than or equal to the second temperature) indicated by the characteristic, and the temperature of the catalyst is not included in the same temperature range. This means that the sulfur component stored in the oxygen storage material is moved toward the catalyst component more efficiently. That is, the characteristic (C-1) does not mean that the sulfur component stored in the oxygen storage material does not move toward the catalyst component at all when the temperature of the catalyst is not included in the same temperature range. .

上記同様、上記（Ｃ−２）の特性は、触媒の温度が同特性に示される温度範囲（第３温度以上）に含まれる場合、触媒の温度が同温度範囲に含まれない場合よりも効率良く触媒成分上に存在する硫黄成分が排ガス中に放出されることを意味する。すなわち、上記（Ｃ−２）の特性は、触媒の温度が同温度範囲に含まれない場合に触媒成分上に存在する硫黄成分が排ガス中に全く放出されないことを意味するものではない。   Similarly to the above, the characteristic (C-2) is more efficient when the temperature of the catalyst is included in the temperature range (the third temperature or higher) indicated by the same characteristic than when the temperature of the catalyst is not included in the same temperature range. It means that the sulfur component that is well present on the catalyst component is released into the exhaust gas. That is, the above characteristic (C-2) does not mean that the sulfur component present on the catalyst component is not released into the exhaust gas when the temperature of the catalyst is not included in the same temperature range.

上述したように、本発明の酸素吸蔵量回復手段は、酸素吸蔵物質に吸蔵されている硫黄成分を触媒成分を経由して排ガス中に放出させる、ようになっている（上記（Ａ）および上記（Ｂ）を参照。）。ところが、触媒が上記（Ｃ−１）および（Ｃ−２）の特性を有するとき、酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が効率良く触媒成分に移動される触媒の温度範囲（第１温度以上第２温度以下）と、触媒成分上に存在する硫黄成分が効率良く排ガス中に放出される触媒の温度範囲（第３温度以上）と、は一致しない場合がある（図６を参照。）。   As described above, the oxygen storage amount recovery means of the present invention releases the sulfur component stored in the oxygen storage material into the exhaust gas via the catalyst component (the above (A) and the above). (See (B).) However, when the catalyst has the above characteristics (C-1) and (C-2), the temperature range of the catalyst in which the sulfur component stored in the oxygen storage material is efficiently transferred to the catalyst component (the first temperature or higher 2 temperature or lower) and the temperature range (third temperature or higher) of the catalyst in which the sulfur component existing on the catalyst component is efficiently released into the exhaust gas may not match (see FIG. 6).

そこで、本態様の制御装置は、それら温度範囲が「一致する」場合（すなわち、触媒の温度が第３温度以上であり且つ第２温度以下である場合）、酸素吸蔵量回復運転を行うようになっている。これにより、本態様の制御装置は、触媒に吸着・吸蔵されている硫黄成分をより効率良く除去することができるので、触媒の最大酸素吸蔵量をより効率良く回復することができる。   In view of this, the control device of this aspect performs the oxygen storage amount recovery operation when the temperature ranges are “matched” (that is, when the temperature of the catalyst is not lower than the third temperature and not higher than the second temperature). It has become. Thereby, since the control apparatus of this aspect can remove more efficiently the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst, the maximum oxygen storage amount of the catalyst can be recovered more efficiently.

さらに、本発明の制御装置の他の態様の一つとして、
酸素吸蔵量回復手段は、触媒の最大酸素吸蔵量の大きさに応じて、「リッチ運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度」を調整するように構成され得る。 Furthermore, as another aspect of the control device of the present invention,
The oxygen storage amount recovery means may be configured to adjust “the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when performing the rich operation” according to the magnitude of the maximum oxygen storage amount of the catalyst.

例えば、前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量が「第１の値」であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である「第１酸素濃度」が、前記最大酸素吸蔵量が「前記第１の値よりも大きい第２の値」であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である「第２酸素濃度と同一」または「前記第２酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度」である、ように構成され得る。 For example, the oxygen storage amount recovery means includes:
The “first oxygen concentration”, which is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the rich operation is performed when the maximum oxygen storage amount is the “first value”, is the maximum oxygen storage amount “the first value”. Is the same as the second oxygen concentration or the richer side than the second oxygen concentration when the rich operation is performed. It can be configured to be “oxygen concentration”.

このように、触媒の最大酸素吸蔵量が小さいほど「リッチ運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度」を上記基準酸素濃度からリッチ側に離れる酸素濃度に設定することにより（すなわち、第１酸素濃度を第２酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度とすることにより）、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分をさらに効率良く除去することができる。一方、触媒の最大酸素吸蔵量の大小にかかわらずリッチ運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度を変化させないことにより（すなわち、第１酸素濃度を第２酸素濃度と同一の酸素濃度とすることにより）、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分を除去する処理をより簡便に行うことができる。   Thus, the smaller the maximum oxygen storage amount of the catalyst, the lower the “oxygen concentration of the catalyst introduction gas when performing the rich operation” is set to an oxygen concentration that deviates from the reference oxygen concentration to the rich side (that is, the first oxygen By setting the concentration to an oxygen concentration richer than the second oxygen concentration), the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst can be more efficiently removed. On the other hand, by not changing the oxygen concentration of the catalyst introduction gas during the rich operation regardless of the maximum oxygen storage amount of the catalyst (that is, making the first oxygen concentration the same as the second oxygen concentration). Therefore, the treatment for removing the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst can be performed more easily.

さらに、本発明の制御装置の他の態様の一つとして、
酸素吸蔵量回復手段は、触媒の最大酸素吸蔵量の大きさに応じて、「リーン運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度」を調整するように構成され得る。 Furthermore, as another aspect of the control device of the present invention,
The oxygen storage amount recovery means may be configured to adjust “the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when performing the lean operation” in accordance with the maximum oxygen storage amount of the catalyst.

例えば、前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量が「第３の値」であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である「第３酸素濃度」が、前記最大酸素吸蔵量が「前記第３の値よりも大きい第４の値」であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である「第４酸素濃度と同一」または「前記第４酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度」である、ように構成され得る。 For example, the oxygen storage amount recovery means includes:
The “third oxygen concentration”, which is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the lean operation is performed when the maximum oxygen storage amount is the “third value”, is the maximum oxygen storage amount is “the third oxygen storage amount”. When the lean operation is performed when the value is a "fourth value greater than the value", the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the lean operation is performed is "same as the fourth oxygen concentration" or "on the lean side of the fourth oxygen concentration" It can be configured to be “oxygen concentration”.

このように、触媒の最大酸素吸蔵量が小さいほど「リーン運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度」を上記基準酸素濃度からリーン側に離れる酸素濃度に設定することにより（すなわち、第３酸素濃度を第４酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度とすることにより）、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分をさらに効率良く除去することができる。一方、触媒の最大酸素吸蔵量の大小にかかわらずリーン運転を行う際の触媒導入ガスの酸素濃度を変化させないことにより（すなわち、第３酸素濃度を第４酸素濃度と同一の酸素濃度とすることにより）、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分を除去する処理をより簡便に行うことができる。   Thus, the smaller the maximum oxygen storage amount of the catalyst, the lower the “oxygen concentration of the catalyst introduction gas when performing the lean operation” is set to an oxygen concentration that is away from the reference oxygen concentration toward the lean side (that is, the third oxygen By making the concentration leaner than the fourth oxygen concentration), the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst can be more efficiently removed. On the other hand, by not changing the oxygen concentration of the catalyst introduction gas during the lean operation regardless of the maximum oxygen storage amount of the catalyst (that is, making the third oxygen concentration the same as the fourth oxygen concentration) Therefore, the treatment for removing the sulfur component adsorbed and occluded by the catalyst can be performed more easily.

上述したように、本発明の制御装置は、所定の特性を有する触媒を備えた内燃機関において、触媒の最大酸素吸蔵量が減少したとき、出来る限り多量の酸素吸蔵物質に存在する硫黄成分を触媒成分に向けて移動させるとともにその硫黄成分を触媒成分から排ガス中に排出する運転（酸素吸蔵量回復運転）を行うようになっている。   As described above, the control device according to the present invention, in an internal combustion engine equipped with a catalyst having a predetermined characteristic, removes the sulfur component present in as much oxygen storage material as possible when the maximum oxygen storage amount of the catalyst is reduced. An operation (oxygen storage amount recovery operation) is performed in which the sulfur component is discharged from the catalyst component into the exhaust gas while being moved toward the component.

換言すると、本発明による制御装置は、
内燃機関の燃焼室から排出されるガスを浄化する触媒であって、触媒成分と酸素吸蔵物質とを有し、該触媒に導入されるガスである触媒導入ガスの酸素濃度が空気と燃料とが理論空燃比にて燃焼したときに生じるガスの酸素濃度である基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度であるときに前記酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分に向けて移動し、かつ、前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度であるときに前記触媒成分上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される触媒、を備えた内燃機関に適用される。 In other words, the control device according to the present invention is:
A catalyst for purifying gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a catalyst component and an oxygen storage material, wherein the oxygen concentration of the catalyst introduction gas, which is a gas introduced into the catalyst, is such that air and fuel The sulfur component stored in the oxygen storage material moves toward the catalyst component when the oxygen concentration is richer than the reference oxygen concentration that is the oxygen concentration of the gas generated when burning at the stoichiometric air-fuel ratio, And a catalyst in which the sulfur component present on the catalyst component is released into the catalyst introduction gas when the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is an oxygen concentration leaner than the reference oxygen concentration. Applies to internal combustion engines.

さらに、換言すると、この制御装置は、
前記触媒に吸蔵され得る酸素の最大量である最大酸素吸蔵量を取得する最大酸素吸蔵量取得手段と、
前記最大酸素吸蔵量が所定の閾値以下であるとき、
前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度とする「リッチ運転」を「前記触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質から前記触媒成分に移動するまで」行うこと、および、「前記触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質から前記触媒成分に移動したとき」に前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度とする「リーン運転」を行うこと、を含む「酸素吸蔵量回復運転」を行う酸素吸蔵量回復手段と、を備えるように構成される。 Furthermore, in other words, the control device
Maximum oxygen storage amount acquisition means for acquiring a maximum oxygen storage amount that is the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst;
When the maximum oxygen storage amount is below a predetermined threshold,
“Rich operation” in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is richer than the reference oxygen concentration is “the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component is transferred from the oxygen storage material to the catalyst component. The oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the maximum amount of sulfur component that can move to the catalyst component moves from the oxygen storage material to the catalyst component. And oxygen storage amount recovery means for performing “oxygen storage amount recovery operation” including performing “lean operation” with an oxygen concentration on the leaner side.

本発明の第１実施形態に係る制御装置が適用される内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine to which a control device according to a first embodiment of the present invention is applied. 図１に示した上流側酸素濃度センサの出力値と、空燃比と、の関係を示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an output value of an upstream oxygen concentration sensor shown in FIG. 1 and an air-fuel ratio. 図１に示した下流側酸素濃度センサの出力値と、空燃比と、の関係を示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an output value of a downstream oxygen concentration sensor shown in FIG. 1 and an air-fuel ratio. 本発明の第１の実施形態に係る制御装置の作動を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the action | operation of the control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 触媒の最大酸素吸蔵量を取得する際における、触媒上流側空燃比と、下流側酸素濃度センサの出力値と、酸素吸蔵量と、の関係を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing the relationship between the catalyst upstream air-fuel ratio, the output value of the downstream oxygen concentration sensor, and the oxygen storage amount when obtaining the maximum oxygen storage amount of the catalyst. 触媒の温度と、排ガスの空燃比（酸素濃度）と、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の主な挙動と、の関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the temperature of a catalyst, the air fuel ratio (oxygen concentration) of waste gas, and the main behavior of the sulfur component adsorbed / occluded by the catalyst. 本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第２実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention performs.

以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
＜装置の概要＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置（以下、「第１装置」とも称呼する。）を内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。内燃機関１０は、４サイクル火花点火式多気筒（４気筒）機関である。図１は、複数の気筒のうちの一の気筒の断面のみを示している。なお、他の気筒もこの一の気筒と同様の構成を備えている。以下、便宜上、「内燃機関１０」を単に「機関１０」とも称呼する。 (First embodiment)
<Outline of device>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which a control device (hereinafter also referred to as “first device”) according to a first embodiment of the present invention is applied to an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is a four-cycle spark ignition multi-cylinder (four-cylinder) engine. FIG. 1 shows only a cross section of one of a plurality of cylinders. The other cylinders have the same configuration as this one cylinder. Hereinafter, for convenience, the “internal combustion engine 10” is also simply referred to as “engine 10”.

この機関１０は、シリンダブロック部２０、シリンダブロック部２０の上部に固定されるシリンダヘッド部３０、シリンダブロック部２０に空気と燃料との混合気を導入するための吸気系統４０、および、シリンダブロック部２０から排出されるガス（排ガス）を機関１０の外部に放出するための排気系統５０、を備えている。   The engine 10 includes a cylinder block portion 20, a cylinder head portion 30 fixed to the upper portion of the cylinder block portion 20, an intake system 40 for introducing an air / fuel mixture into the cylinder block portion 20, and a cylinder block. An exhaust system 50 for releasing gas (exhaust gas) discharged from the section 20 to the outside of the engine 10 is provided.

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、および、クランクシャフト２４、を有している。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランクシャフト２４に伝達され、これにより同クランクシャフト２４が回転するようになっている。シリンダ２１の内壁面、ピストン２２の上面およびシリンダヘッド部３０の下面は、燃焼室２５を画成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 through the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The inner wall surface of the cylinder 21, the upper surface of the piston 22, and the lower surface of the cylinder head portion 30 define a combustion chamber 25.

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを有するとともに同インテークカムシャフトの位相角およびリフト量を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ３４、燃焼室２５に連通した排気ポート３５、排気ポート３５を開閉する排気弁３６、排気弁３６を駆動するエキゾーストカムシャフト３７、点火プラグ３８、および、点火プラグ３８に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３９、を有している。   The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 communicating with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake cam shaft that drives the intake valve 32, and a phase angle and lift amount of the intake cam shaft are continuously provided. Variable intake timing device 33 to be changed, actuator 33a of variable intake timing device 33, injector 34 for injecting fuel into intake port 31, exhaust port 35 communicating with combustion chamber 25, and exhaust valve 36 for opening and closing exhaust port 35 And an exhaust camshaft 37 for driving the exhaust valve 36, an ignition plug 38, and an igniter 39 including an ignition coil for generating a high voltage to be applied to the ignition plug 38.

なお、機関１０は、インジェクタ３４に代えて、または、インジェクタ３４とは別に、燃料を燃焼室２５内に直接噴射する筒内インジェクタ（図示省略。）を備えるように構成され得る。   The engine 10 may be configured to include an in-cylinder injector (not shown) that injects fuel directly into the combustion chamber 25 instead of the injector 34 or separately from the injector 34.

吸気系統４０は、吸気ポート３１を介してそれぞれの気筒に連通されたインテークマニホールド４１、インテークマニホールド４１の上流側の集合部に接続された吸気管４２、吸気管４２の端部に設けられたエアクリーナ４３、吸気管４２の開口面積（開口断面積）を変更することができるスロットル弁（吸気絞り弁）４４、および、指示信号に応じてスロットル弁４４を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ４４ａ、を有している。吸気ポート３１、インテークマニホールド４１および吸気管４２は、吸気通路を構成している。   The intake system 40 includes an intake manifold 41 that communicates with each cylinder via an intake port 31, an intake pipe 42 that is connected to a collective portion on the upstream side of the intake manifold 41, and an air cleaner that is provided at the end of the intake pipe 42. 43, a throttle valve (intake throttle valve) 44 that can change the opening area (opening cross-sectional area) of the intake pipe 42, and a throttle valve actuator 44a that rotates the throttle valve 44 in response to an instruction signal. ing. The intake port 31, the intake manifold 41, and the intake pipe 42 constitute an intake passage.

排気系統５０は、排気ポート３５を介してそれぞれの気筒に連通されたエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１の下流側の集合部に接続された排気管５２、および、排気管５２に設けられた排ガス浄化用触媒５３、を有している。排気ポート３５、エキゾーストマニホールド５１および排気管５２は、排気通路を構成している。以下、排ガス浄化用触媒５３を、単に「触媒５３」とも称呼する。   The exhaust system 50 includes an exhaust manifold 51 connected to each cylinder via an exhaust port 35, an exhaust pipe 52 connected to a downstream portion of the exhaust manifold 51, and exhaust gas purification provided in the exhaust pipe 52. Catalyst 53. The exhaust port 35, the exhaust manifold 51, and the exhaust pipe 52 constitute an exhaust passage. Hereinafter, the exhaust gas-purifying catalyst 53 is also simply referred to as “catalyst 53”.

触媒５３は、酸素吸蔵物質としてセリア・ジルコニア共触媒（CeO2−ZrO2）などを含む担体としてのアルミナなどのセラミクスと、触媒成分としての白金およびロジウムなどの貴金属と、から構成される三元触媒である。この触媒５３は、触媒の温度がその活性温度以上であり、かつ、触媒５３に導入される排ガスの酸素濃度が「理論空燃比の混合気が燃焼した際に生じる排ガスの酸素濃度」である場合、排ガス中の未燃物（HCなど）と窒素酸化物（NOx）との酸化還元反応を促進し、これらを高い浄化率にて同時に浄化することができる。   The catalyst 53 is a three-way catalyst composed of ceramics such as alumina as a support containing ceria / zirconia cocatalyst (CeO2-ZrO2) as an oxygen storage material, and noble metals such as platinum and rhodium as catalyst components. is there. In this catalyst 53, the temperature of the catalyst is equal to or higher than its activation temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas introduced into the catalyst 53 is “the oxygen concentration of the exhaust gas generated when the stoichiometric air-fuel mixture is burned”. The redox reaction between unburned substances (HC, etc.) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas can be promoted, and these can be simultaneously purified with a high purification rate.

機関１０の外部には、機関１０に加速要求および要求トルクなどを入力するためのアクセルペダル６１が設けられている。アクセルペダル６１は、機関１０の操作者によって操作される。   An accelerator pedal 61 for inputting an acceleration request and a required torque to the engine 10 is provided outside the engine 10. The accelerator pedal 61 is operated by an operator of the engine 10.

さらに、機関１０は、複数のセンサを備えている。
具体的に述べると、第１装置は、吸入空気量センサ７１、スロットル弁開度センサ７２、カムポジションセンサ７３、クランクポジションセンサ７４、水温センサ７５、上流側酸素濃度センサ７６、下流側酸素濃度センサ７７、および、アクセル開度センサ７８、を備えている。 Further, the engine 10 includes a plurality of sensors.
Specifically, the first device includes an intake air amount sensor 71, a throttle valve opening sensor 72, a cam position sensor 73, a crank position sensor 74, a water temperature sensor 75, an upstream oxygen concentration sensor 76, and a downstream oxygen concentration sensor. 77, and an accelerator opening sensor 78.

吸入空気量センサ７１は、吸気通路（吸気管４２）に設けられている。吸入空気量センサ７１は、吸気管４２内を流れる空気の質量流量である吸入空気量（すなわち、機関１０に吸入される空気の質量）に応じた信号を出力するようになっている。この信号に基づき、吸入空気量Gaの測定値が取得される。   The intake air amount sensor 71 is provided in the intake passage (intake pipe 42). The intake air amount sensor 71 outputs a signal corresponding to an intake air amount that is a mass flow rate of air flowing through the intake pipe 42 (that is, a mass of air sucked into the engine 10). Based on this signal, a measured value of the intake air amount Ga is acquired.

スロットル弁開度センサ７２は、スロットル弁４４の近傍に設けられている。スロットル弁開度センサ７２は、スロットル弁４４の開度に応じた信号を出力するようになっている。この信号に基づき、スロットル弁開度TAが取得される。   The throttle valve opening sensor 72 is provided in the vicinity of the throttle valve 44. The throttle valve opening sensor 72 outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve 44. Based on this signal, the throttle valve opening degree TA is acquired.

カムポジションセンサ７３は、可変吸気タイミング装置３３の近傍に設けられている。カムポジションセンサ７３は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（すなわち、クランクシャフト２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号に基づき、インテークカムシャフトの回転位置（カムポジション）の測定値が取得される。   The cam position sensor 73 is provided in the vicinity of the variable intake timing device 33. The cam position sensor 73 is configured to output a signal having one pulse every time the intake camshaft rotates 90 ° (that is, every time the crankshaft 24 rotates 180 °). Based on this signal, a measured value of the rotational position (cam position) of the intake camshaft is obtained.

クランクポジションセンサ７４は、クランクシャフト２４の近傍に設けられている。クランクポジションセンサ７４は、クランクシャフト２４が１０°回転する毎に幅の狭いパルスを有する信号を出力するとともに、クランクシャフト２４が３６０°回転する毎に幅の広いパルスを有する信号を出力するようになっている。これら信号に基づき、クランクシャフト２４の単位時間あたりの回転数の測定値（以下、単に「機関回転速度NE」とも称呼する。）が取得される。   The crank position sensor 74 is provided in the vicinity of the crankshaft 24. The crank position sensor 74 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft 24 rotates 10 °, and outputs a signal having a wide pulse every time the crankshaft 24 rotates 360 °. It has become. Based on these signals, a measured value of the number of revolutions of the crankshaft 24 per unit time (hereinafter, simply referred to as “engine speed NE”) is acquired.

水温センサ７５は、シリンダ２１に設けられている冷却水の通路に設けられている。水温センサ７５は、冷却水の温度に応じた信号を出力するようになっている。この信号に基づき、冷却水の温度THWの測定値が取得される。   The water temperature sensor 75 is provided in the cooling water passage provided in the cylinder 21. The water temperature sensor 75 outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water. Based on this signal, the measured value of the coolant temperature THW is obtained.

上流側酸素濃度センサ７６は、触媒５３の上流側の排気通路（エキゾーストマニホールド５１の集合部の近傍または集合部よりも下流側）に設けられている。上流側酸素濃度センサ７６は、公知の限界電流式の酸素濃度センサである。上流側酸素濃度センサ７６は、触媒５３に導入される排ガスの酸素濃度に応じた信号を出力するようになっている。   The upstream oxygen concentration sensor 76 is provided in the exhaust passage on the upstream side of the catalyst 53 (in the vicinity of the collecting portion of the exhaust manifold 51 or on the downstream side of the collecting portion). The upstream oxygen concentration sensor 76 is a known limiting current type oxygen concentration sensor. The upstream oxygen concentration sensor 76 outputs a signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas introduced into the catalyst 53.

以下、排ガスの酸素濃度を「排ガスの空燃比」とも、排ガスの酸素濃度が理論空燃比の混合気が燃焼した際に生じる排ガスの酸素濃度であることを「排ガスの空燃比が理論空燃比である」とも、称呼する。さらに、以下、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を「リッチ空燃比」とも、理論空燃比よりもリーン側の空燃比を「リーン空燃比」とも、称呼する。   Hereinafter, the oxygen concentration of the exhaust gas is referred to as “the exhaust gas air-fuel ratio” and the exhaust gas oxygen concentration is the oxygen concentration of the exhaust gas generated when the mixture of the stoichiometric air-fuel ratio burns. It is also called “Yes”. Further, hereinafter, the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio is also referred to as “rich air-fuel ratio”, and the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is also referred to as “lean air-fuel ratio”.

より具体的に述べると、排ガスの空燃比が「リッチ空燃比」であるとは、排ガスに「排ガスに含まれる未燃物を全て酸化するために必要な量よりも少ない量の酸素」が含まれている状態を表す。一方、排ガスの空燃比が「リーン空燃比」であるとは、排ガスに「排ガスに含まれる未燃物を全て酸化するために必要な量よりも多い量の酸素」が含まれている状態を表す。さらに、排ガスの空燃比が「理論空燃比」であるとは、排ガスに「排ガスに含まれる未燃物を全て酸化するために必要な量の酸素」が含まれている状態を表す。   More specifically, the air-fuel ratio of the exhaust gas is “rich air-fuel ratio” means that the exhaust gas contains “a smaller amount of oxygen than is necessary to oxidize all unburned substances contained in the exhaust gas”. It represents the state that has been. On the other hand, the air-fuel ratio of the exhaust gas is “lean air-fuel ratio” means that the exhaust gas contains “a larger amount of oxygen than is necessary to oxidize all unburned substances contained in the exhaust gas”. To express. Further, the fact that the air-fuel ratio of the exhaust gas is “theoretical air-fuel ratio” represents a state where the exhaust gas contains “a quantity of oxygen necessary for oxidizing all unburned substances contained in the exhaust gas”.

この上流側酸素濃度センサ７６は、図２に示すように、測定対象であるガスの空燃比に応じた電圧であるVabyfsを出力するようになっている。出力値Vabyfsは、排ガスの空燃比が理論空燃比であるときに値Vstoichに一致する。さらに、排ガスの空燃比が増大するにつれて（すなわち、空燃比が理論空燃比からリーン側に離れた空燃比になるにつれて）、出力値Vabyfsは増大する。この出力値Vabyfsに基づき、触媒５３に導入される排ガスの空燃比が取得される。以下、触媒５３に導入される排ガスの空燃比を「触媒上流側空燃比abyfs」とも称呼する。さらに、以下、図２に示す出力値Vabyfsと空燃比A/Fとの関係は「テーブルMapabyfs」とも称呼される。   As shown in FIG. 2, the upstream oxygen concentration sensor 76 outputs Vabyfs that is a voltage corresponding to the air-fuel ratio of the gas to be measured. The output value Vabyfs matches the value Vstoich when the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the output value Vabyfs increases as the air-fuel ratio of the exhaust gas increases (that is, as the air-fuel ratio becomes a leaner air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio). Based on this output value Vabyfs, the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced into the catalyst 53 is acquired. Hereinafter, the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced into the catalyst 53 is also referred to as “catalyst upstream air-fuel ratio abyfs”. Further, hereinafter, the relationship between the output value Vabyfs and the air-fuel ratio A / F shown in FIG. 2 is also referred to as “table Mapabyfs”.

再び図１を参照すると、下流側酸素濃度センサ７７は、触媒５３の下流側の排気通路に設けられている。下流側酸素濃度センサ７７は、公知の起電力式（濃淡電池型）の酸素濃度センサである。下流側酸素濃度センサ７７は、触媒５３から排出される排ガスの酸素濃度（空燃比）に応じた信号を出力するようになっている。   Referring to FIG. 1 again, the downstream oxygen concentration sensor 77 is provided in the exhaust passage on the downstream side of the catalyst 53. The downstream oxygen concentration sensor 77 is a known electromotive force type (concentration cell type) oxygen concentration sensor. The downstream oxygen concentration sensor 77 outputs a signal corresponding to the oxygen concentration (air-fuel ratio) of the exhaust gas discharged from the catalyst 53.

この下流側酸素濃度センサ７７は、図３に示すように、測定対象であるガスの空燃比に応じた電圧であるVoxsを出力するようになっている。出力値Voxsは、排ガスの空燃比がリッチ空燃比であるときに最大値（例えば、約０．９Ｖ）となり、排ガスの空燃比がリーン空燃比であるときに最小値（例えば、約０．１Ｖ）となり、排ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大値と最小値とのほぼ中間の電圧（例えば、約０．５Ｖ）となる。さらに、出力値Voxsは、排ガスの空燃比がリッチ空燃比からリーン空燃比へ変化するときに最大値から最小値へ急変し、排ガスの空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比へ変化するときに最小値から最大値へ急変する。この出力値Voxsに基づき、触媒５３から排出される排ガスの空燃比が取得される。以下、触媒５３から排出される排ガスの空燃比を「触媒下流側空燃比oxs」とも称呼する。   As shown in FIG. 3, the downstream oxygen concentration sensor 77 outputs Voxs that is a voltage corresponding to the air-fuel ratio of the gas to be measured. The output value Voxs has a maximum value (for example, about 0.9 V) when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a rich air-fuel ratio, and a minimum value (for example, about 0.1 V when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a lean air-fuel ratio. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio, the voltage is approximately halfway between the maximum value and the minimum value (for example, about 0.5 V). Further, the output value Voxs changes suddenly from the maximum value to the minimum value when the exhaust gas air-fuel ratio changes from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio, and when the exhaust gas air-fuel ratio changes from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio. It changes suddenly from the minimum value to the maximum value. Based on this output value Voxs, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the catalyst 53 is acquired. Hereinafter, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the catalyst 53 is also referred to as “catalyst downstream air-fuel ratio oxs”.

再び図１を参照すると、アクセル開度センサ７８は、アクセルペダル６１に設けられている。アクセル開度センサ７８は、アクセルペダル６１の開度に応じた信号を出力するようになっている。この信号に基づき、アクセルペダル開度Accpが取得される。   Referring again to FIG. 1, the accelerator opening sensor 78 is provided on the accelerator pedal 61. The accelerator opening sensor 78 outputs a signal corresponding to the opening of the accelerator pedal 61. Based on this signal, the accelerator pedal opening degree Accp is acquired.

さらに、機関１０は、電子制御装置８０を備えている。
電子制御装置８０は、ＣＰＵ８１、ＣＰＵ８１が実行するプログラム、テーブル（マップ）および定数などをあらかじめ記憶したＲＯＭ８２、ＣＰＵ８１が必要に応じて一時的にデータを格納するＲＡＭ８３、電源が投入された状態でデータを格納すると共に格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ８４、ならびに、ＡＤコンバータを含むインターフェース８５を有する。ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、ＲＡＭ８４およびインターフェース８５は、互いにバスで接続されている。 Further, the engine 10 includes an electronic control device 80.
The electronic control unit 80 includes a CPU 81, a ROM 82 in which programs executed by the CPU 81, tables (maps), constants, and the like are stored in advance, a RAM 83 in which the CPU 81 temporarily stores data as necessary, and data in a state where power is turned on. And a backup RAM 84 that holds the stored data while the power is shut off, and an interface 85 including an AD converter. The CPU 81, ROM 82, RAM 83, RAM 84, and interface 85 are connected to each other via a bus.

インターフェース８５は、上記各センサと接続され、ＣＰＵ８１にそれらセンサから出力される信号を伝えるようになっている。さらに、インターフェース８５は、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、インジェクタ３４、イグナイタ３９およびスロットル弁アクチュエータ４４ａなどと接続され、ＣＰＵ８１の指示に応じてそれらに指示信号を送るようになっている。   The interface 85 is connected to each of the above sensors, and transmits signals output from the sensors to the CPU 81. Further, the interface 85 is connected to the actuator 33a, the injector 34, the igniter 39, the throttle valve actuator 44a and the like of the variable intake timing device 33, and sends an instruction signal to them in response to an instruction from the CPU 81.

＜装置の作動の概要＞
以下、機関１０に適用される第１装置の作動の概要について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１装置の作動の概要を示す概略フローチャートである。 <Outline of device operation>
Hereinafter, an outline of the operation of the first device applied to the engine 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic flowchart showing an outline of the operation of the first device.

第１装置は、触媒５３に導入される排ガスの空燃比（触媒上流側空燃比abyfs）を理論空燃比stoichに一致させる「通常運転」が行われているとき、図４のステップ４１０において触媒５３の「最大酸素吸蔵量Cmax」を取得する。そして、第１装置は、その最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の参照値Cmaxref以下である場合、ステップ４２０にて「Ｎｏ」と判定する。そして、この場合、第１装置は、「触媒５３の最大酸素吸蔵量を回復させるための運転（酸素吸蔵量回復運転）」を行う。   When the “normal operation” is performed in which the first device matches the stoichiometric air-fuel ratio stoich with the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced into the catalyst 53 (catalyst upstream air-fuel ratio abyfs), in step 410 in FIG. Get the "maximum oxygen storage amount Cmax". If the maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than the predetermined reference value Cmaxref, the first device determines “No” in step 420. In this case, the first device performs “operation for recovering the maximum oxygen storage amount of the catalyst 53 (oxygen storage amount recovery operation)”.

具体的に述べると、第１装置は、ステップ４３０に進み、触媒上流側空燃比abyfsをリッチ空燃比richとする「リッチ運転」を行う。第１装置は、リッチ運転を所定の期間だけ行った後に「通常運転」を再開するとともに、ステップ４４０において触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを再び取得する。そして、第１装置は、ステップ４５０において、リッチ運転を行った「後」の最大酸素吸蔵量Cmaxがリッチ運転を行う「前」の最大酸素吸蔵量Cmaxよりも小さいか否かを判定する。以下、便宜上、リッチ運転を行う前の最大酸素吸蔵量を「第１最大酸素吸蔵量」と、リッチ運転を行った後の最大酸素吸蔵量を「第２最大酸素吸蔵量」とも称呼する。   Specifically, the first device proceeds to step 430 and performs “rich operation” in which the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs is set to the rich air-fuel ratio rich. The first device resumes the “normal operation” after performing the rich operation for a predetermined period, and obtains the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 again in step 440. In step 450, the first device determines whether or not the “after” maximum oxygen storage amount Cmax in which the rich operation is performed is smaller than the “before” maximum oxygen storage amount Cmax in which the rich operation is performed. Hereinafter, for convenience, the maximum oxygen storage amount before the rich operation is referred to as “first maximum oxygen storage amount” and the maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed is also referred to as “second maximum oxygen storage amount”.

第２最大酸素吸蔵量が第１最大酸素吸蔵量よりも「小さい」場合、第１装置は、ステップ４５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、接続指標Ａを経由してステップ４３０に進み、再びリッチ運転を行う。このように、第１装置は、第２最大酸素吸蔵量が第１最大酸素吸蔵量よりも「小さくない」と判定されるまで、「リッチ運転を所定の期間だけ行った後、第２最大酸素吸蔵量と第１最大酸素吸蔵量とを比較する」ことを繰り返す。   If the second maximum oxygen storage amount is “smaller” than the first maximum oxygen storage amount, the first device determines “Yes” in step 450, proceeds to step 430 via the connection index A, and is rich again. Do the driving. As described above, the first device determines that the second maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed for a predetermined period until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is not smaller than the first maximum oxygen storage amount. “Compare the storage amount with the first maximum oxygen storage amount”.

そして、第１装置は、第２最大酸素吸蔵量が第１最大酸素吸蔵量よりも「小さくない」と判定されると（すなわち、第１装置がステップ４５０にて「Ｎｏ」と判定すると）、ステップ４６０に進み、触媒上流側空燃比abyfsをリーン空燃比leanとする「リーン運転」を行う。その後、第１装置は、リーン運転を所定の期間だけ行った後、リーン運転を中止するとともに通常運転を再開する。以上が第１装置の作動の概要である。   When the first device determines that the second maximum oxygen storage amount is not “smaller” than the first maximum oxygen storage amount (that is, when the first device determines “No” in step 450), Proceeding to step 460, "lean operation" is performed in which the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs is set to the lean air-fuel ratio lean. Thereafter, the first device performs the lean operation for a predetermined period, and then stops the lean operation and resumes the normal operation. The above is the outline of the operation of the first device.

＜触媒の最大酸素吸蔵量の取得方法＞
以下、第１装置における最大酸素吸蔵量Cmaxの取得方法について、より詳細に説明する。 <Acquisition method of maximum oxygen storage amount of catalyst>
Hereinafter, a method for obtaining the maximum oxygen storage amount Cmax in the first device will be described in more detail.

第１装置は、通常運転が行われているとき、後述する「最大酸素吸蔵量取得条件」が成立すれば、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得するための制御（以下、「最大酸素吸蔵量取得制御」とも称呼する。）を行う。この「最大酸素吸蔵量取得制御」について、図５に示すタイムチャートを参照しながら説明する。   When the normal operation is performed, the first device performs control for acquiring the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 (hereinafter referred to as “maximum oxygen storage amount” if the “maximum oxygen storage amount acquisition condition” described later is satisfied). Also referred to as “quantity acquisition control”. This "maximum oxygen storage amount acquisition control" will be described with reference to the time chart shown in FIG.

このタイムチャートにおける時刻t1よりも前の期間においては、「通常運転」が行われている。すなわち、この期間において、触媒上流側空燃比abyfsは、理論空燃比stoichに一致するように制御されている。図５に示した例においては、便宜上、この期間において、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsはリッチ空燃比richを示す値であり、触媒５３の酸素吸蔵量OSAはゼロ近傍の所定値である、と仮定されている。なお、この所定値は、時刻t1よりも前に行われていた運転に応じて定まる値である。   In the period before time t1 in this time chart, “normal operation” is performed. That is, during this period, the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs is controlled to coincide with the stoichiometric air-fuel ratio stoich. In the example shown in FIG. 5, for the sake of convenience, the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 is a value indicating the rich air-fuel ratio rich, and the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 is a predetermined value near zero in this period. It is assumed that there is. The predetermined value is a value determined according to the operation performed before time t1.

時刻t1にて「最大酸素吸蔵量取得条件」が成立すると、「最大酸素吸蔵量取得制御」が開始される。具体的に述べると、第１装置は、時刻t1にて、触媒上流側空燃比abyfsがリーン空燃比leanとなるように機関１０を制御する。例えば、第１装置は、時刻t1において機関１０にフューエルカット運転を行わせる。   When the “maximum oxygen storage amount acquisition condition” is satisfied at time t1, “maximum oxygen storage amount acquisition control” is started. More specifically, the first device controls the engine 10 so that the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs becomes the lean air-fuel ratio lean at time t1. For example, the first device causes the engine 10 to perform a fuel cut operation at time t1.

これにより、時刻t1において触媒上流側空燃比abyfsはリーン空燃比leanとなる。このとき、リーン空燃比leanの排ガス（すなわち、理論空燃比stoichの排ガスよりも酸素濃度が高い排ガス）が触媒５３に導入されるので、触媒５３はこの排ガスに含まれる酸素を吸蔵する。そのため、触媒５３の酸素吸蔵量OSAは、時刻t1以降において時間が経過するにつれて増大する。一方、このとき、触媒５３が排ガスに含まれる酸素を吸蔵するので、触媒５３から排出される排ガスには酸素が実質的に含まれない。よって、時刻t1以降においても、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsはリッチ空燃比richを示す値に維持される。   As a result, the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs becomes the lean air-fuel ratio lean at time t1. At this time, exhaust gas having a lean air-fuel ratio lean (that is, exhaust gas having a higher oxygen concentration than exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio stoich) is introduced into the catalyst 53, so that the catalyst 53 occludes oxygen contained in the exhaust gas. Therefore, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 increases as time elapses after time t1. On the other hand, since the catalyst 53 occludes oxygen contained in the exhaust gas at this time, the exhaust gas discharged from the catalyst 53 does not substantially contain oxygen. Therefore, even after time t1, the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 is maintained at a value indicating the rich air-fuel ratio rich.

なお、実際には、触媒上流側空燃比abyfsがリーン空燃比leanとなる制御が開始されてから、リーン空燃比leanの排ガスが上流側酸素濃度センサ７６に到達するまで、には所定の時間長さを要する。そのため、実際には、時刻t1からその所定の時間長さが経過した後の時点にて、触媒導入ガスの酸素濃度abyfsがリーン空燃比leanとなる。しかし、本説明においては、理解が容易になるように、触媒導入ガスの酸素濃度abyfsは時刻t1においてリーン空燃比leanとなると仮定されている。以下、同様に、触媒上流側空燃比abyfsを変更する制御が開始されてからその空燃比の排ガスが上流側酸素濃度センサ７６に到達するまでの時間長さはゼロである、と仮定して説明を続ける。   Actually, a predetermined time length is required from when the control of the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs to the lean air-fuel ratio lean is started until the exhaust gas having the lean air-fuel ratio lean reaches the upstream oxygen concentration sensor 76. It takes a long time. Therefore, in practice, the oxygen concentration abyfs of the catalyst introduction gas becomes the lean air-fuel ratio lean at the time after the predetermined time length has elapsed from time t1. However, in this description, for easy understanding, it is assumed that the oxygen concentration abyfs of the catalyst introduction gas becomes the lean air-fuel ratio lean at time t1. Hereinafter, similarly, it is assumed that the time length from the start of the control for changing the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs until the exhaust gas of the air-fuel ratio reaches the upstream oxygen concentration sensor 76 is zero. Continue.

その後、時刻t2において、触媒５３の酸素吸蔵量OSAは最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する。このとき、触媒５３は排ガスに含まれる酸素を吸蔵することができないので、触媒５３から排出される排ガスに酸素が含まれ始める。よって、時刻t2において、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsはリーン空燃比leanを表す値となる。   Thereafter, at time t2, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 reaches the maximum oxygen storage amount Cmax. At this time, since the catalyst 53 cannot occlude oxygen contained in the exhaust gas, the exhaust gas discharged from the catalyst 53 begins to contain oxygen. Therefore, at time t2, the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 becomes a value representing the lean air-fuel ratio lean.

時刻t2において、第１装置は、触媒上流側空燃比abyfsがリッチ空燃比richとなるように機関１０を制御する。例えば、第１装置は、時刻t2において、燃料噴射量を通常運転が行われる場合の燃料噴射量よりも増大させる運転を機関１０に行わせる。   At time t2, the first device controls the engine 10 so that the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs becomes the rich air-fuel ratio rich. For example, the first device causes the engine 10 to perform an operation for increasing the fuel injection amount higher than the fuel injection amount when the normal operation is performed at time t2.

これにより、時刻t2において触媒上流側空燃比abyfsはリッチ空燃比richとなる。このとき、リッチ空燃比richの排ガス（すなわち、理論空燃比stoichの排ガスよりも酸素濃度が低い排ガス）が触媒５３に導入されるので、触媒５３は吸蔵されている酸素を排ガスの酸化還元反応のために放出する。そのため、触媒５３の酸素吸蔵量OSAは、時刻t2以降において時間が経過するにつれて減少する。一方、このとき、触媒５３に吸蔵されている酸素によって排ガスの酸化還元反応が行われるので、触媒導入ガスに含まれる酸素（未燃酸素）は、排ガスの酸化還元反応において消費されない。そのため、触媒導入ガスに含まれる酸素（未燃酸素）は、触媒５３から排出される排ガス中に残存する。よって、時刻t2以降においても、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsはリーン空燃比leanを示す値に維持される。   Thereby, at the time t2, the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs becomes the rich air-fuel ratio rich. At this time, exhaust gas having a rich air-fuel ratio rich (that is, exhaust gas having a lower oxygen concentration than exhaust gas having the stoichiometric air-fuel ratio stoich) is introduced into the catalyst 53, so that the catalyst 53 converts the stored oxygen into the oxidation-reduction reaction of the exhaust gas. To release. Therefore, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 decreases as time elapses after time t2. On the other hand, since the redox reaction of the exhaust gas is performed by the oxygen stored in the catalyst 53 at this time, the oxygen (unburned oxygen) contained in the catalyst introduction gas is not consumed in the redox reaction of the exhaust gas. Therefore, oxygen (unburned oxygen) contained in the catalyst introduction gas remains in the exhaust gas discharged from the catalyst 53. Therefore, even after time t2, the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 is maintained at a value indicating the lean air-fuel ratio lean.

その後、時刻t3において、触媒５３の酸素吸蔵量OSAはゼロに到達する。このとき、触媒５３には酸素が吸蔵されていないので、触媒導入ガスに含まれる酸素（未燃酸素）が排ガスの酸化還元反応において消費される。そのため、触媒導入ガスに含まれる酸素（未燃酸素）は、触媒５３から排出される排ガス中に残存しない。よって、触媒５３から排出される排ガスには実質的に酸素が含まれない。したがって、時刻t3において、排ガスの空燃比はリッチ空燃比richを表す値となる。   Thereafter, at time t3, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 reaches zero. At this time, since oxygen is not stored in the catalyst 53, oxygen (unburned oxygen) contained in the catalyst introduction gas is consumed in the oxidation-reduction reaction of the exhaust gas. Therefore, oxygen (unburned oxygen) contained in the catalyst introduction gas does not remain in the exhaust gas discharged from the catalyst 53. Therefore, the exhaust gas discharged from the catalyst 53 is substantially free of oxygen. Therefore, at time t3, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a value representing the rich air-fuel ratio rich.

時刻t3以降において、第１装置は、「通常運転」を再開する。これにより、時刻t3以降、触媒上流側空燃比abyfsは理論空燃比stoichに一致するように制御される。なお、時刻t3以降における下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsおよび触媒５３の酸素吸蔵量OSAは、機関１０の運転状態に応じた値となる。   After time t3, the first device resumes “normal operation”. Thus, after time t3, the catalyst upstream side air-fuel ratio abyfs is controlled to coincide with the stoichiometric air-fuel ratio stoich. Note that the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 and the oxygen storage amount OSA of the catalyst 53 after the time t3 are values according to the operating state of the engine 10.

上記各運転を行った後、第１装置は、下記（１）式および下記（２）式に従い、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを算出する。下記（１）式において、数値０．２３は標準状態における空気の酸素濃度（重量パーセント濃度）を、Fsumは単位時間Δt内における燃料噴射量Fの積算値を、abyfsaveは触媒上流側空燃比abyfsの単位時間Δt内の平均値を、stoichは理論空燃比を、表す。下記（２）式において、同式の右辺はΔO2を時刻t2から時刻t3までの範囲において時間tについて積分した値の絶対値を表す。なお、公知のように、標準状態とは、温度がゼロ℃（２７３．１５Ｋ）であり且つ圧力が１ｂａｒ（１０５Ｐａ）である状態を意味する。 After each of the above operations, the first device calculates the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 according to the following formula (1) and the following formula (2). In the following equation (1), the numerical value 0.23 is the oxygen concentration (weight percent concentration) in the standard state, Fsum is the integrated value of the fuel injection amount F within the unit time Δt, and abyfsave is the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs. Of the unit time Δt, and stoich represents the stoichiometric air-fuel ratio. In the following equation (2), the right side of the equation represents the absolute value of the value obtained by integrating ΔO2 with respect to time t in the range from time t2 to time t3. As is known, the standard state means a state where the temperature is zero ° C. (273.15 K) and the pressure is 1 bar (10 5 Pa).

ΔO2＝0.23×Fsum×（abyfsave−stoich） ・・・（１）
Cmax＝｜Σ［t＝t2，t3］（ΔO2）｜ ・・・（２） ΔO2 = 0.23 × Fsum × (abyfsave−stoich) (1)
Cmax = | Σ [t = t2, t3] (ΔO2) | (2)

上記（１）式の右辺から明らかなように、上記（１）式により、「単位時間あたりに触媒５３に導入される排ガスに含まれる酸素量ΔO2を、理論空燃比の排ガスに含まれる酸素量を基準として表した値」が算出される。簡便に述べると、ΔO2は、理論空燃比の排ガスに含まれる酸素量を基準とする酸素の過剰量または不足量を表す値である。なお、酸素量が過剰であればΔO2は正の値となり、酸素量が不足していればΔO2は負の値となる。換言すると、ΔO2が正の値であればΔO2は単位時間あたりに触媒５３に「吸蔵」される酸素量を表し、ΔO2が負の値であればΔO2は単位時間あたりに触媒５３から「放出」される（排ガスの酸化還元反応において消費される）酸素量を表す。   As is apparent from the right side of the above equation (1), according to the above equation (1), “the amount of oxygen ΔO2 contained in the exhaust gas introduced into the catalyst 53 per unit time is represented by the amount of oxygen contained in the exhaust gas having the stoichiometric air / fuel ratio”. A value expressed with reference to “is calculated. In brief, ΔO2 is a value representing an excess or deficiency of oxygen based on the amount of oxygen contained in the stoichiometric air-fuel ratio exhaust gas. If the amount of oxygen is excessive, ΔO2 is a positive value, and if the amount of oxygen is insufficient, ΔO2 is a negative value. In other words, if ΔO2 is a positive value, ΔO2 represents the amount of oxygen “occluded” by the catalyst 53 per unit time, and if ΔO2 is a negative value, ΔO2 “releases” from the catalyst 53 per unit time. Represents the amount of oxygen (consumed in the oxidation-reduction reaction of exhaust gas).

よって、上記（２）式に示すように、時刻t2（酸素吸蔵量OSAが最大値である時点）から時刻t3（酸素吸蔵量OSAがゼロである時点）までの範囲においてΔO2を時間tについて積分することにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが算出される。   Therefore, as shown in the above equation (2), ΔO2 is integrated over time t in the range from time t2 (at the time when the oxygen storage amount OSA is the maximum value) to time t3 (at the time when the oxygen storage amount OSA is zero). As a result, the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is calculated.

なお、上記説明から明らかなように、「酸素吸蔵量OSAがゼロである時点」から「酸素吸蔵量OSAが最大値である時点」までの範囲においてΔO2を時間tについて積分することによっても、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが算出され得る。以上が、第１装置における最大酸素吸蔵量Cmaxの取得方法である。   As is clear from the above description, the catalyst can also be obtained by integrating ΔO2 with respect to time t in the range from “the time when the oxygen storage amount OSA is zero” to “the time when the oxygen storage amount OSA is the maximum”. A maximum oxygen storage amount Cmax of 53 can be calculated. The above is the method for obtaining the maximum oxygen storage amount Cmax in the first device.

＜触媒の最大酸素吸蔵量の回復方法＞
第１装置は、上述したように取得された触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の参照値Cmaxref以下である場合、触媒５３の特性に基づいて「最大酸素吸蔵量を回復させるための運転（酸素吸蔵量回復運転）」を行う。以下、触媒５３の特性および酸素吸蔵量回復運転について、より詳細に説明する。 <How to recover the maximum oxygen storage amount of the catalyst>
When the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 acquired as described above is equal to or less than the predetermined reference value Cmaxref, the first device determines that “the operation for recovering the maximum oxygen storage amount ( Oxygen storage amount recovery operation) ”. Hereinafter, the characteristics of the catalyst 53 and the oxygen storage amount recovery operation will be described in more detail.

１．触媒の特性
上述したように、触媒５３の酸素吸蔵物質に排ガスに含まれる硫黄成分（SOxなど）が吸蔵されるとともに、触媒５３の触媒成分に硫黄成分（Sなど）が吸着することにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量が減少する場合がある。発明者による種々の考察および実験などによれば、「排ガスの空燃比」と「触媒の温度」と「触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の挙動」との間には、密接な関連があることが確認された。この関連につき、図６を参照しながらより詳細に説明する。 1. Characteristics of the Catalyst As described above, the sulfur component (SOx and the like) contained in the exhaust gas is stored in the oxygen storage material of the catalyst 53, and the sulfur component (S and the like) is adsorbed on the catalyst component of the catalyst 53. The maximum oxygen storage amount of 53 may decrease. According to various considerations and experiments by the inventors, there is a close relationship between “the air-fuel ratio of exhaust gas”, “the temperature of the catalyst”, and “the behavior of the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst”. It was confirmed. This relationship will be described in more detail with reference to FIG.

図６は、排ガスの空燃比と、触媒の温度と、触媒に吸着・吸蔵された硫黄成分の主な挙動と、の関係を示す概略図である。図６に示すように、触媒５３は下記（１）〜（４）に示す特性を有することが確認された。下記特性（１）〜（４）において、活性温度T0、第１温度T1、第２温度T2および第３温度T3は、触媒５３を構成する物質などに応じて定まる値であって、あらかじめ実験などによって取得され得る。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas, the temperature of the catalyst, and the main behavior of the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst. As shown in FIG. 6, it was confirmed that the catalyst 53 has the following characteristics (1) to (4). In the following characteristics (1) to (4), the activation temperature T0, the first temperature T1, the second temperature T2, and the third temperature T3 are values determined according to the materials constituting the catalyst 53, and are previously tested. Can be obtained by

（１）触媒５３の温度TempCが活性温度T0以上第１温度T1以下であるとき、排ガスの空燃比A/Fがリーン空燃比leanである場合、触媒５３に導入されるガスに含まれる硫黄成分が顕著に酸素吸蔵物質OSMに吸蔵される。
（２）触媒５３の温度TempCが第１温度T1以上第２温度T2以下であるとき、排ガスの空燃比A/Fがリッチ空燃比richである場合、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が触媒成分CCに向けて効率良く移動する。このとき、触媒成分CCに向けて移動した硫黄成分は、触媒成分CCに硫黄原子（S）の状態にて吸着する。
（３）触媒５３の温度TempCが第１温度T1と第２温度T2の間の第３温度T3以上であるとき、排ガスの空燃比A/Fがリーン空燃比leanである場合、触媒成分CC上に存在する硫黄成分が効率良く排ガス中に放出される。このとき、硫黄成分は、硫黄酸化物（SOx）の状態にて排ガス中に放出される。
（４）触媒５３の温度TempCが第２温度T2よりも高いとき、排ガスの空燃比A/Fがリッチ空燃比richである場合、触媒成分CC上に存在する硫黄成分が効率良く排ガス中に放出される。このとき、硫黄成分は、硫化水素（H2S）の状態にて排ガス中に放出される。 (1) When the temperature TempC of the catalyst 53 is the activation temperature T0 or more and the first temperature T1 or less and the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is the lean air-fuel ratio lean, the sulfur component contained in the gas introduced into the catalyst 53 Is significantly occluded in the oxygen storage substance OSM.
(2) When the temperature TempC of the catalyst 53 is not less than the first temperature T1 and not more than the second temperature T2, when the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is rich, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is It moves efficiently toward the catalyst component CC. At this time, the sulfur component moved toward the catalyst component CC is adsorbed on the catalyst component CC in the state of sulfur atoms (S).
(3) When the temperature TempC of the catalyst 53 is equal to or higher than the third temperature T3 between the first temperature T1 and the second temperature T2, the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is lean on the catalyst component CC. Is efficiently released into the exhaust gas. At this time, the sulfur component is released into the exhaust gas in the form of sulfur oxide (SOx).
(4) When the temperature TempC of the catalyst 53 is higher than the second temperature T2, if the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is rich, the sulfur component present on the catalyst component CC is efficiently released into the exhaust gas. Is done. At this time, the sulfur component is released into the exhaust gas in the form of hydrogen sulfide (H2S).

なお、特性（３）および特性（４）に示す条件（硫黄成分が触媒成分CCから排ガス中に放出される条件）が成立しないとき、排ガス中の硫黄成分は触媒成分CCに硫黄原子（S）の状態にて吸着し得ると考えられる。触媒成分CCに吸着した硫黄成分は、酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに移動した硫黄成分と同様、特性（３）および特性（４）に示す条件が成立するときに触媒成分CCから排ガス中に放出されると考えられる。   Note that when the conditions shown in characteristics (3) and (4) (conditions in which the sulfur component is released from the catalyst component CC into the exhaust gas) are not satisfied, the sulfur component in the exhaust gas has a sulfur atom (S) in the catalyst component CC. It is thought that it can adsorb | suck in the state of this. The sulfur component adsorbed on the catalyst component CC, like the sulfur component moved from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC, enters the exhaust gas from the catalyst component CC when the conditions shown in the characteristics (3) and (4) are satisfied. Expected to be released.

ところで、特性（１）は、触媒５３の温度TempCが同関係に示される温度範囲（活性温度T0以上第１温度T1以下）に含まれる場合、触媒５３の温度TempCが同温度範囲に含まれない場合よりも顕著に硫黄成分が酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されることを意味する。すなわち、特性（１）は、触媒５３の温度TempCが同温度範囲に含まれない場合に硫黄成分が酸素吸蔵物質OSMに全く吸蔵されないことを意味するものではない。   By the way, in the characteristic (1), when the temperature TempC of the catalyst 53 is included in the temperature range (the activation temperature T0 or more and the first temperature T1 or less) indicated in the same relationship, the temperature TempC of the catalyst 53 is not included in the same temperature range. This means that the sulfur component is stored in the oxygen storage material OSM significantly more than the case. That is, the characteristic (1) does not mean that the sulfur component is not stored in the oxygen storage material OSM at all when the temperature TempC of the catalyst 53 is not included in the same temperature range.

さらに、特性（２）は、触媒５３の温度TempCが同関係に示される温度範囲（第１温度T1以上第２温度T2以下）に含まれる場合、触媒５３の温度TempCが同温度範囲に含まれない場合よりも効率良く酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が触媒成分CCに向けて移動されることを意味する。すなわち、特性（２）は、触媒５３の温度TempCが同温度範囲に含まれない場合に酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が触媒成分CCに向けて全く移動しないことを意味するものではない。同様に、特性（３）および特性（４）は、触媒５３の温度TempCがそれぞれの関係に示される温度範囲に含まれる場合、触媒５３の温度TempCがそれら温度範囲に含まれない場合よりも効率良く触媒成分CC上に存在する硫黄成分が排ガス中に放出されることを意味する。すなわち、特性（３）および特性（４）は、触媒５３の温度TempCがそれら温度範囲に含まれない場合に硫黄成分が触媒成分CC上から全く放出されないことを意味するものではない。   Further, in the characteristic (2), when the temperature TempC of the catalyst 53 is included in the temperature range (the first temperature T1 or more and the second temperature T2 or less) indicated in the same relationship, the temperature TempC of the catalyst 53 is included in the same temperature range. This means that the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is moved toward the catalyst component CC more efficiently than in the case where there is no catalyst. That is, the characteristic (2) does not mean that the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM does not move toward the catalyst component CC at all when the temperature TempC of the catalyst 53 is not included in the same temperature range. . Similarly, the characteristic (3) and the characteristic (4) are more efficient when the temperature TempC of the catalyst 53 is included in the temperature ranges indicated in the respective relationships than when the temperature TempC of the catalyst 53 is not included in those temperature ranges. It means that the sulfur component that is well present on the catalyst component CC is released into the exhaust gas. That is, the characteristics (3) and (4) do not mean that no sulfur component is released from the catalyst component CC when the temperature TempC of the catalyst 53 is not included in these temperature ranges.

２．酸素吸蔵量回復運転
上述したように、触媒５３の担体に含まれる酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分は、所定の条件（上記特性（２）を参照。）が成立するとき、酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに向けて効率良く移動する。そして、触媒成分CC上に存在する硫黄成分は、所定の条件（上記特性（３）および上記特性（４）を参照。）が成立するとき、排ガス中に効率良く放出される。すなわち、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分は、酸素吸蔵物質OSMからガス中に直接には放出されず、触媒成分CCを経由して排ガス中に放出される。 2. As described above, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM contained in the carrier of the catalyst 53 is stored in the oxygen storage material when a predetermined condition (see the above characteristic (2)) is satisfied. Efficiently moves from OSM toward catalyst component CC. The sulfur component present on the catalyst component CC is efficiently released into the exhaust gas when a predetermined condition (see the above characteristic (3) and the above characteristic (4)) is established. That is, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is not released directly into the gas from the oxygen storage material OSM, but is released into the exhaust gas via the catalyst component CC.

そこで、第１装置は、上記特性（１）〜（４）のうちの特に「排ガスの空燃比」と「硫黄成分の挙動」との関係に着目し、酸素吸蔵量回復運転を行う。   Therefore, the first device pays attention to the relationship between “the exhaust gas air-fuel ratio” and “the behavior of the sulfur component” among the characteristics (1) to (4), and performs the oxygen storage amount recovery operation.

具体的に述べると、第１装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の参照値Cmaxref以下である場合、下記（ａ）および下記（ｂ）の運転を行う。   Specifically, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than a predetermined reference value Cmaxref, the first device performs the following operations (a) and (b).

（ａ）第１装置は、まず、触媒上流側空燃比abyfsをリッチ空燃比richとする「リッチ運転」を行う。第１装置は、このリッチ運転を、リッチ運転が行われる「前」の最大酸素吸蔵量（第１最大酸素吸蔵量）とリッチ運転が行われた「後」の最大酸素吸蔵量（第２最大酸素吸蔵量）とが等しくなるまで、または、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで、行う。
より具体的に述べると、第１装置は、「リッチ運転を所定の期間だけ行った後に第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とを比較する」ことを、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定されるまで、または、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定されるまで、繰り返す。 (A) The first device first performs “rich operation” in which the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs is set to the rich air-fuel ratio rich. The first device performs the rich operation by performing a “before” maximum oxygen storage amount (first maximum oxygen storage amount) in which the rich operation is performed and a “after” maximum oxygen storage amount (second maximum) in which the rich operation is performed. Until the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount.
More specifically, the first device indicates that “the first maximum oxygen storage amount is compared with the second maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed for a predetermined period”. And until the second maximum oxygen storage amount is determined to be equal to each other or until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is larger than the first maximum oxygen storage amount.

（ｂ）第１装置は、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定された後または第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定された後、触媒上流側空燃比abyfsをリーン空燃比leanとする「リーン運転」を行う。 (B) The first device has been determined that the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount are equal, or that the second maximum oxygen storage amount is greater than the first maximum oxygen storage amount. Thereafter, “lean operation” is performed in which the air-fuel ratio abyfs upstream of the catalyst is set to the lean air-fuel ratio lean.

上記運転（ａ）における「所定の期間」は、吸入空気量Gaに基づいて定められる。具体的に述べると、第１装置は、リッチ運転が行われている期間における吸入空気量Gaを積算するとともに、その積算量Garsum（以下、「リッチガス積算量Garsum」とも称呼する。）が所定の閾値積算量Garsumth以上となるまでリッチ運転を継続する。この「リッチ運転が開始されてから、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまで、の期間」が上記「所定の期間」に相当する。   The “predetermined period” in the operation (a) is determined based on the intake air amount Ga. Specifically, the first device accumulates the intake air amount Ga during the period during which the rich operation is performed, and the accumulated amount Garsum (hereinafter also referred to as “rich gas accumulated amount Garsum”) is predetermined. The rich operation is continued until the threshold integrated amount Garsumth is reached. The “period from when the rich operation is started until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth” corresponds to the “predetermined period”.

なお、第１装置は、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となった後、リッチ運転を中止するとともに通常運転を再開する。リッチガス積算量Garsumは、触媒５３に吸着・吸蔵されている硫黄成分の量および機関１０のドライバビリティなどを考慮した適値に設定され得る。   The first device stops the rich operation and resumes the normal operation after the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth. The rich gas integrated amount Garsum can be set to an appropriate value in consideration of the amount of the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53, the drivability of the engine 10, and the like.

上記運転（ａ）において、リッチ運転が行われると、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分は、触媒成分CCに向けて移動するとともに触媒成分CCに吸着する。そのため、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分の量が減少するとともに、触媒成分CCに吸着する硫黄成分の量が増大する。そのため、酸素吸蔵物質OSMが吸蔵し得る酸素の量（すなわち、内的な上限量）は増大するものの、有効触媒活性点の数（すなわち、外的な上限量）が減少する。その結果、触媒の最大酸素吸蔵量Cmaxは減少する。   In the operation (a), when the rich operation is performed, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM moves toward the catalyst component CC and is adsorbed on the catalyst component CC. Therefore, the amount of the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM decreases, and the amount of the sulfur component adsorbed on the catalyst component CC increases. Therefore, although the amount of oxygen that can be stored by the oxygen storage material OSM (that is, the internal upper limit amount) is increased, the number of effective catalyst active sites (that is, the external upper limit amount) is decreased. As a result, the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst decreases.

さらに、上記運転（ａ）において、リッチ運転が行われることが繰り返されると、リッチ運転が行われる毎に酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分が触媒成分CCに向けて移動する。そのため、リッチ運転が行われる毎に最大酸素吸蔵量Cmaxは減少する。そして、リッチ運転が行われても最大酸素吸蔵量Cmaxが減少しなくなったとき（すなわち、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しくなるとき又は第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きくなるとき）、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されていた硫黄成分の全てが既に触媒成分CCに移動している、または、硫黄成分が移動し得る領域が触媒成分CC上に存在しない、と考えられる。   Furthermore, when the rich operation is repeated in the operation (a), the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM moves toward the catalyst component CC every time the rich operation is performed. Therefore, every time the rich operation is performed, the maximum oxygen storage amount Cmax decreases. When the maximum oxygen storage amount Cmax does not decrease even when the rich operation is performed (that is, when the first maximum oxygen storage amount is equal to the second maximum oxygen storage amount or more than the first maximum oxygen storage amount). When the second maximum oxygen storage amount increases), all of the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM has already moved to the catalyst component CC, or the region where the sulfur component can move is on the catalyst component CC. It is thought that it does not exist.

次いで、リッチ運転が行われても最大酸素吸蔵量Cmaxが減少しなくなるまでリッチ運転が行われた後、上記運転（ｂ）におけるリーン運転が行われる。リーン運転が行われると、触媒成分CCに吸着している硫黄成分が排ガス中に放出される。これにより、有効触媒活性点の数が増大するので、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが回復する。   Next, after the rich operation is performed until the maximum oxygen storage amount Cmax does not decrease even if the rich operation is performed, the lean operation in the operation (b) is performed. When the lean operation is performed, the sulfur component adsorbed on the catalyst component CC is released into the exhaust gas. As a result, the number of effective catalyst active points increases, so that the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is recovered.

第１装置は、上記運転（ｂ）におけるリーン運転が行われている期間における吸入空気量Gaを積算するとともに、その積算量Galsum（以下、「リーンガス積算量Galsum」とも称呼する。）が所定の閾値積算量Galsumth以上となるまでリーン運転を継続する。なお、第１装置は、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となった後、リーン運転を中止するとともに通常運転を再開する。リーンガス積算量Galsumは、触媒成分CCに吸着していた硫黄成分が十分に除去されたと判断し得る適値に設定され得る。以上が第１装置における酸素吸蔵量回復運転である。   The first device accumulates the intake air amount Ga during the period during which the lean operation in the operation (b) is performed, and the accumulated amount Galsum (hereinafter also referred to as “lean gas accumulated amount Galsum”) is predetermined. The lean operation is continued until the threshold integrated amount Galsumth is reached. The first device stops the lean operation and resumes the normal operation after the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth. The lean gas integrated amount Galsum can be set to an appropriate value that can be determined that the sulfur component adsorbed on the catalyst component CC has been sufficiently removed. The above is the oxygen storage amount recovery operation in the first device.

＜空燃比制御＞
次いで、第１装置の実際の作動について説明する前に、上述した通常運転、リッチ運転およびリーン運転を行うための空燃比制御について説明する。 <Air-fuel ratio control>
Next, air-fuel ratio control for performing the above-described normal operation, rich operation, and lean operation will be described before describing the actual operation of the first device.

第１装置における空燃比制御は、上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsに基づいて得られる上流側空燃比（触媒導入ガスの空燃比）abyfsを上流側目標空燃比abyfrに一致させるための「メインフィードバック制御」、および、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsを下流側目標出力値Voxsrefに一致させるための「サブフィードバック制御」から構成される。   The air-fuel ratio control in the first device is performed in order to make the upstream air-fuel ratio (the air-fuel ratio of the catalyst introduction gas) abyfs obtained based on the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 coincide with the upstream target air-fuel ratio abyfr. Main feedback control "and" sub feedback control "for making the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 coincide with the downstream target output value Voxsref.

より具体的に述べると、まず、上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsが、「下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsと下流側目標出力値Voxsrefとの差である出力偏差量DVoxsを小さくするように算出されたサブフィードバック量Vafsfb」により補正される。次いで、この補正によって得られた「フィードバック制御用出力値Vabyfc」がテーブルMapabyfs（図２を参照。）に適用されることにより、「フィードバック制御用空燃比（補正検出空燃比）abyfsc」が算出される。そして、このフィードバック制御用空燃比abyfscと「上流側目標空燃比abyfr」とが一致するように、燃料噴射量Fiが制御される。以下、この空燃比制御をより詳細に説明する。   More specifically, first, the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 is “the output deviation amount DVoxs which is the difference between the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 and the downstream target output value Voxsref is reduced. The sub-feedback amount Vafsfb calculated so as to be corrected. Next, the “feedback control output value Vabyfc” obtained by this correction is applied to the table Mapabyfs (see FIG. 2), whereby “feedback control air-fuel ratio (corrected detected air-fuel ratio) abyfsc” is calculated. The Then, the fuel injection amount Fi is controlled such that the feedback control air-fuel ratio abyfsc matches the “upstream target air-fuel ratio abyfr”. Hereinafter, this air-fuel ratio control will be described in more detail.

なお、この空燃比制御においては、現時点（時点k）における所定のパラメータの値と、現時点よりも過去の時点（時点k−N）における所定のパラメータの値と、が用いられる。以下、特に注釈が付されることなくそれらパラメータの値が記載されている場合、それら値は現時点（時点k）における値を表す。   In this air-fuel ratio control, the value of a predetermined parameter at the present time (time point k) and the value of a predetermined parameter at a time point before the current time (time point k−N) are used. Hereinafter, when the values of the parameters are described without any particular annotation, the values represent the values at the present time (time k).

１．メインフィードバック制御
まず、第１装置が行うメインフィードバック制御について説明する。
第１装置は、下記（４）式に従い、フィードバック制御用出力値Vabyfcを算出する。下記（４）式において、Vabyfsは上流側酸素濃度センサ７６の出力値を、Vafsfbは下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsに基づいて算出されるサブフィードバック量を、表す。サブフィードバック量Vafsfbの算出方法は後述される。 1. Main feedback control First, main feedback control performed by the first device will be described.
The first device calculates the feedback control output value Vabyfc according to the following equation (4). In the following equation (4), Vabyfs represents the output value of the upstream oxygen concentration sensor 76, and Vafsfb represents the sub-feedback amount calculated based on the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77. A method of calculating the sub feedback amount Vafsfb will be described later.

Vabyfc＝Vabyfs＋Vafsfb ・・・（４）       Vabyfc = Vabyfs + Vafsfb (4)

次いで、第１装置は、下記（５）式に従い、上記フィードバック制御用出力値VabyfcをテーブルMapabyfs（図２を参照。）に適用することにより、フィードバック制御用空燃比abyfscを決定する。   Next, the first device determines the feedback control air-fuel ratio abyfsc by applying the feedback control output value Vabyfc to the table Mapabyfs (see FIG. 2) according to the following equation (5).

abyfsc＝Mapabyfs（Vabyfc） ・・・（５）       abyfsc = Mapabyfs (Vabyfc) (5)

次いで、第１装置は、下記（６）式に従い、現時点（時点k）にて気筒内に吸入される空気の量である筒内吸入空気量Mc（k）を現時点（時点k）における上流側目標空燃比abyfr（k）によって除算することにより、基本燃料噴射量Fbaseを算出する。上流側目標空燃比abyfr（k）の算出方法は後述される。   Next, according to the following equation (6), the first device sets the cylinder intake air amount Mc (k), which is the amount of air sucked into the cylinder at the current time (time k), to the upstream side at the current time (time k). A basic fuel injection amount Fbase is calculated by dividing by the target air-fuel ratio abyfr (k). A method for calculating the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) will be described later.

Fbase＝Mc（k）／abyfr（k） ・・・（６）       Fbase = Mc (k) / abyfr (k) (6)

上記筒内吸入空気量Mcは、各気筒において吸気行程が行われる毎に、その時点の吸入空気量Gaと機関回転速度NEとに基づいて算出される。例えば、筒内吸入空気量Mcは、吸入空気量Gaに対して一次遅れ処理を施した値を機関回転速度NEで除算することによって算出される。この筒内吸入空気量Mcは、吸気行程が行われる各時点（時点k−N、・・・、時点k−1、時点k、時点k＋1、・・・）と関連付けられたデータとして、ＲＡＭ８３内に格納される。なお、筒内吸入空気量Mcは、公知の吸入空気量モデル（吸気通路における空気の挙動を模して構築されたモデル）によって算出されてもよい。   The in-cylinder intake air amount Mc is calculated based on the intake air amount Ga and the engine rotational speed NE at that time each time an intake stroke is performed in each cylinder. For example, the in-cylinder intake air amount Mc is calculated by dividing a value obtained by subjecting the intake air amount Ga to the first-order lag processing by the engine speed NE. This in-cylinder intake air amount Mc is stored in the RAM 83 as data associated with each time point (time point k−N,..., Time point k−1, time point k, time point k + 1,...) When the intake stroke is performed. Stored in The in-cylinder intake air amount Mc may be calculated by a known intake air amount model (a model constructed by imitating the behavior of air in the intake passage).

次いで、第１装置は、下記（７）式に従い、上記基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量DFiによって補正する（基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック量DFiを加える）ことにより、最終燃料噴射量Fiを算出する。そして、第１装置は、最終燃料噴射量Fiだけの燃料を吸気行程が行われる気筒のインジェクタ３４から噴射させる。メインフィードバック量DFiの算出方法は後述される。   Next, the first device corrects the basic fuel injection amount Fbase by the main feedback amount DFi according to the following equation (7) (adds the main feedback amount DFi to the basic fuel injection amount Fbase), thereby obtaining the final fuel injection amount Fi. Is calculated. Then, the first device injects fuel of the final fuel injection amount Fi from the injector 34 of the cylinder in which the intake stroke is performed. A method of calculating the main feedback amount DFi will be described later.

Fi＝Fbase＋DFi ・・・（７）       Fi = Fbase + DFi (7)

上記（７）式におけるメインフィードバック量DFiは、以下のように算出される。
まず、第１装置は、下記（８）式に従い、現時点よりもNサイクル前の時点（時点k−N）における筒内吸入空気量Mc（k−N）を上記フィードバック制御用空燃比（補正検出空燃比）abyfscにて除算することにより、現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室２５に供給された燃料の量である「筒内燃料供給量Fc（k−N）」を算出する。 The main feedback amount DFi in the above equation (7) is calculated as follows.
First, according to the following equation (8), the first device calculates the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) at the time point N cycles before the current time point (time point k−N) as the feedback control air-fuel ratio (correction detection). By dividing by (air-fuel ratio) abyfsc, an “in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N)”, which is the amount of fuel supplied to the combustion chamber 25 at a time N cycles before the current time, is calculated.

Fc（k−N）＝Mc（k−N）／abyfsc ・・・（８）       Fc (k−N) = Mc (k−N) / abyfsc (8)

なお、上記（８）式においては、現時点からNサイクル前の筒内吸入空気量Mc（k−N）を（現時点における）フィードバック制御用空燃比abyfscで除算することにより、現時点からNサイクル前の筒内燃料供給量Fc（k−N）を算出している。これは、燃焼室２５内で燃焼された混合気が上流側酸素濃度センサ７６に到達するまでにNサイクルに相当する時間を要するからである。   In the above equation (8), the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N cycles before the present time is divided by the (current) feedback control air-fuel ratio abyfsc, so that N cycles before the current time The in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) is calculated. This is because it takes time corresponding to N cycles until the air-fuel mixture burned in the combustion chamber 25 reaches the upstream oxygen concentration sensor 76.

次いで、第１装置は、下記（９）式に従い、現時点からNサイクル前の筒内吸入空気量Mc（k−N）を現時点からNサイクル前の上流側目標空燃比abyfr（k−N）で除算することにより、現時点からNサイクル前の「目標筒内燃料供給量Fcr（k−N）」を算出する。   Next, the first device calculates the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N cycles before the current time at the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N) N cycles before the current time according to the following equation (9). By dividing, “target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N)” N cycles before the present time is calculated.

Fcr（k−N）＝Mc（k−N）／abyfr（k−N） ・・・（９）       Fcr (k−N) = Mc (k−N) / abyfr (k−N) (9)

次いで、第１装置は、下記（１０）式に従い、現時点からNサイクル前の目標筒内燃料供給量Fcr（k−N）から筒内燃料供給量Fc（k−N）を減算することにより、「筒内燃料供給量偏差DFc」を算出する。この筒内燃料供給量偏差DFcは、「Nサイクル前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分」を表す。   Next, the first device subtracts the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) N cycles before the current time according to the following equation (10). The “in-cylinder fuel supply amount deviation DFc” is calculated. This in-cylinder fuel supply amount deviation DFc represents “the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before N cycles”.

DFc＝Fcr（k−N）−Fc（k−N） ・・・（１０）       DFc = Fcr (k−N) −Fc (k−N) (10)

次いで、第１装置は、下記（１１）式に従い、メインフィードバック量DFiを算出する。下記（１１）式において、Gpはあらかじめ設定された比例ゲインを、Giはあらかじめ設定された積分ゲインを、KFBは所定の係数を、SDFcは筒内燃料供給量偏差DFcの積分値を、表す。   Next, the first device calculates the main feedback amount DFi according to the following equation (11). In the following equation (11), Gp represents a preset proportional gain, Gi represents a preset integral gain, KFB represents a predetermined coefficient, and SDFc represents an integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc.

DFi＝（Gp・DFc＋Gi・SDFc）・KFB ・・・（１１）       DFi = (Gp · DFc + Gi · SDFc) · KFB (11)

上記（１０）式および上記（１１）式に示すように、第１装置は、フィードバック制御用空燃比abyfscと上流側目標空燃比abyfrとに基づく比例積分制御によってメインフィードバック量DFiを算出する。このメインフィードバック量DFiは、上記（７）式に示すように基本燃料噴射量Fbaseに加算される。これにより、最終燃料噴射量Fiが算出される。以上が第１装置が行うメインフィードバック制御である。   As shown in the above equations (10) and (11), the first device calculates the main feedback amount DFi by proportional-integral control based on the feedback control air-fuel ratio abyfsc and the upstream target air-fuel ratio abyfr. The main feedback amount DFi is added to the basic fuel injection amount Fbase as shown in the above equation (7). Thereby, the final fuel injection amount Fi is calculated. The above is the main feedback control performed by the first device.

２．サブフィードバック制御
次いで、第１装置が行うサブフィードバック制御について説明する。
第１装置は、下記（１２）式に従い、下流側目標出力値Voxsrefから現時点の下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsを減算することにより、出力偏差量DVoxsを算出する。なお、第１装置においては、触媒５３の排ガス浄化性能を考慮し、下流側目標出力値Voxsrefとして「理論空燃比よりもわずかにリッチ側の空燃比に対応する値」が採用される。 2. Sub Feedback Control Next, sub feedback control performed by the first device will be described.
The first device calculates the output deviation amount DVoxs by subtracting the current output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 from the downstream target output value Voxsref according to the following equation (12). In the first device, in consideration of the exhaust gas purification performance of the catalyst 53, “a value corresponding to an air-fuel ratio slightly richer than the theoretical air-fuel ratio” is adopted as the downstream target output value Voxsref.

DVoxs＝Voxsref−Voxs ・・・（１２）       DVoxs = Voxsref−Voxs (12)

次いで、第１装置は、下記（１３）式に従い、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。下記（１３）式において、Kpはあらかじめ設定された比例ゲイン（比例定数）を、Kiはあらかじめ設定された積分ゲイン（積分定数）を、SDVoxsは出力偏差量DVoxsの積分値を、表す。   Next, the first device calculates the sub feedback amount Vafsfb according to the following equation (13). In the following equation (13), Kp represents a preset proportional gain (proportional constant), Ki represents a preset integral gain (integral constant), and SDVoxs represents an integral value of the output deviation amount DVoxs.

Vafsfb＝Kp・DVoxs＋Ki・SDVoxs ・・・（１３）       Vafsfb ＝ Kp ・ DVoxs ＋ Ki ・ SDVoxs (13)

上記（１２）式および上記（１３）式に示すように、第１装置は、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsと下流側目標出力値Voxsrefとに基づく比例積分制御によってサブフィードバック量Vafsfbを算出する。このサブフィードバック量Vafsfbは、上記（４）式に示すように、上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsに加算される。これにより、フィードバック制御用出力値Vabyfcが算出される。以上が第１装置が行うサブフィードバック制御である。   As shown in the above equations (12) and (13), the first device calculates the sub feedback amount Vafsfb by proportional-integral control based on the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 and the downstream target output value Voxsref. calculate. The sub feedback amount Vafsfb is added to the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 as shown in the above equation (4). Thereby, the feedback control output value Vabyfc is calculated. The above is the sub feedback control performed by the first device.

３．空燃比制御の総括
上述したように、第１装置は、上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsにサブフィードバック量Vafsfbを加算することによって出力値Vabyfsを補正し、この補正によって得られたフィードバック制御用出力値Vabyfc（＝Vabyfs＋Vafsfb）に基づいてフィードバック制御用空燃比abyfscを算出する。そして、第１装置は、算出されたフィードバック制御用空燃比abyfscと、上流側目標空燃比abyfrと、が一致するように、燃料噴射量Fiを算出する。 3. Summary of Air-Fuel Ratio Control As described above, the first device corrects the output value Vabyfs by adding the sub feedback amount Vafsfb to the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76, and the feedback control obtained by this correction The feedback control air-fuel ratio abyfsc is calculated based on the output value Vabyfc (= Vabyfs + Vafsfb). Then, the first device calculates the fuel injection amount Fi so that the calculated feedback control air-fuel ratio abyfsc matches the upstream target air-fuel ratio abyfr.

その結果、上流側空燃比（触媒導入ガスの空燃比）abyfsが上流側目標空燃比abyfrに近づくとともに、下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsが下流側目標出力値Voxsrefに近づく。換言すると、触媒５３の上流側の空燃比および下流側の空燃比の双方が、それぞれの目標値に近づけられる。以上が第１装置が行う空燃比制御である。   As a result, the upstream air-fuel ratio (the air-fuel ratio of the catalyst introduction gas) abyfs approaches the upstream target air-fuel ratio abyfr, and the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 approaches the downstream target output value Voxsref. In other words, both the upstream air-fuel ratio and the downstream air-fuel ratio of the catalyst 53 are brought close to their target values. The above is the air-fuel ratio control performed by the first device.

＜実際の作動＞
以下、第１装置の実際の作動について説明する。
第１装置において、ＣＰＵ８１は、図７〜図１１にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、これらルーチンにおいて、リッチ運転フラグXRICH、リーン運転フラグXLEANおよび回復運転実行中フラグXRECを用いる。 <Actual operation>
Hereinafter, the actual operation of the first device will be described.
In the first device, the CPU 81 repeatedly executes each routine shown in the flowcharts in FIGS. 7 to 11 at predetermined timings. In these routines, the CPU 81 uses the rich operation flag XRICH, the lean operation flag XLEAN, and the recovery operation execution flag XREC.

リッチ運転フラグXRICHは、その値が「０」であるとき、触媒５３の状態がリッチ運転を行うべき状態でないことを表す。リッチ運転フラグXRICHは、その値「１」であるとき、触媒５３の状態がリッチ運転を行うべき状態であることを表す。   When the value of the rich operation flag XRICH is “0”, it indicates that the state of the catalyst 53 is not in a state where the rich operation should be performed. When the rich operation flag XRICH is “1”, it indicates that the state of the catalyst 53 is a state in which the rich operation is to be performed.

リーン運転フラグXLEANは、その値が「０」であるとき、触媒５３の状態がリーン運転を行うべき状態でないことを表す。リーン運転フラグXLEANは、その値「１」であるとき、触媒５３の状態がリーン運転を行うべき状態であることを表す。   When the value of the lean operation flag XLEAN is “0”, it indicates that the state of the catalyst 53 is not in a state where the lean operation should be performed. When the lean operation flag XLEAN is “1”, it indicates that the state of the catalyst 53 is a state where the lean operation should be performed.

回復運転実行中フラグXRECは、その値が「０」であるとき、酸素吸蔵量回復運転が実行中でないことを表す。回復運転実行中フラグXRECは、その値が「１」であるとき、酸素吸蔵量回復運転が実行中であることを表す。   When the recovery operation execution flag XREC is “0”, it indicates that the oxygen storage amount recovery operation is not being executed. When the recovery operation execution flag XREC is “1”, it indicates that the oxygen storage amount recovery operation is being executed.

リッチ運転フラグXRICHの値、リーン運転フラグXLEANの値および回復運転実行中フラグXRECの値は、機関１０を搭載した車両の工場出荷時およびサービス点検実施時などにおいて触媒５３に異常がないことが確認された際に電子制御装置８０に対して所定の操作がなされたとき、初期値としての「０」に設定されるようになっている。   It is confirmed that the value of the rich operation flag XRICH, the value of the lean operation flag XLEAN, and the value of the recovery operation execution flag XREC are not abnormal in the catalyst 53 at the time of factory shipment of the vehicle equipped with the engine 10 or at the time of service inspection In this case, when a predetermined operation is performed on the electronic control unit 80, the initial value is set to “0”.

以下、ＣＰＵ８１が実行する各ルーチンについて説明する。
まず、現時点において、リッチ運転フラグXRICHの値、リーン運転フラグXLEANの値および回復運転実行中フラグXRECの値の全ては「０」に設定されていると仮定する。以下、便宜上、この仮定を「初期設定仮定」とも称呼する。 Hereinafter, each routine executed by the CPU 81 will be described.
First, it is assumed that at present, all of the value of the rich operation flag XRICH, the value of the lean operation flag XLEAN, and the value of the recovery operation execution flag XREC are set to “0”. Hereinafter, for the sake of convenience, this assumption is also referred to as “initial setting assumption”.

ＣＰＵ８１は、機関１０が始動されると、所定時間が経過する毎に、図７にフローチャートによって示した「触媒温度推定ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、触媒の温度TempCを取得する。   When the engine 10 is started, the CPU 81 repeatedly executes the “catalyst temperature estimation routine” shown by the flowchart in FIG. 7 every time a predetermined time elapses. The CPU 81 obtains the temperature TempC of the catalyst by this routine.

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図７のステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、現時点が機関１０の始動直後であるか否かを判定する。現時点が機関１０の始動直後であれば、ＣＰＵ８１は、ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進む。これに対し、現時点が機関１０の始動直後でなければ、ＣＰＵ８１は、ステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進む。ここで、「現時点が機関１０の始動直後である」と仮定して、説明を続ける。   Specifically, the CPU 81 starts the process from step 700 in FIG. 7 at a predetermined timing and proceeds to step 710 to determine whether or not the current time is immediately after the engine 10 is started. If the current time is immediately after the engine 10 is started, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 710 to proceed to step 720. On the other hand, if the current time is not immediately after the engine 10 is started, the CPU 81 makes a “No” determination at step 710 to proceed to step 730. Here, the description will be continued assuming that “the present time is immediately after the start of the engine 10”.

上記仮定に従うと、ＣＰＵ８１は、ステップ７２０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて、「始動時冷却水温THWSと、触媒温度TempCと、の関係」をあらかじめ定めた始動時触媒温度推定関数f（THWS）に、現時点における冷却水温THWSを適用することにより、現時点における触媒の温度TempCを取得（推定）する。   According to the above assumption, the CPU 81 proceeds to step 720. In step 720, the CPU 81 applies the current cooling water temperature THWS to the starting catalyst temperature estimation function f (THWS) that predetermines the “relation between the starting cooling water temperature THWS and the catalyst temperature TempC”. Obtain (estimate) the current temperature TempC of the catalyst.

始動時触媒温度推定関数f（TWS）において、触媒の温度TempCは、始動時冷却水温THWSが増大するにつれて増大するように定められる。   In the startup catalyst temperature estimation function f (TWS), the catalyst temperature TempC is determined to increase as the startup cooling water temperature THWS increases.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ７３０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ７３０にて、「筒内吸入空気量Mcと、機関回転速度NEと、排気温度Texと、の関係」をあらかじめ定めた排気温度テーブルMapTex（Mc，NE）に現時点における筒内吸入空気量Mcおよび機関回転速度NEを適用することにより、現時点における排気温度Texを取得（推定）する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 730. In step 730, the CPU 81 stores the in-cylinder intake at the present time in an exhaust temperature table MapTex (Mc, NE) that predetermines the “relationship between the in-cylinder intake air amount Mc, the engine speed NE, and the exhaust temperature Tex”. The exhaust gas temperature Tex at the present time is acquired (estimated) by applying the air amount Mc and the engine rotational speed NE.

次いで、ＣＰＵ８１はステップ７４０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ７４０にて、下記（１４）式に従って触媒の温度TempCを更新・取得する。下記（１４）式において、αは０よりも大きく且つ１よりも小さい定数を、TempC（k）は更新される前の触媒の温度TempCを、TempC（k+1）は更新された後の触媒の温度TempCを、表す。   Next, the CPU 81 proceeds to step 740. In step 740, the CPU 81 updates and acquires the catalyst temperature TempC according to the following equation (14). In the following equation (14), α is a constant larger than 0 and smaller than 1, TempC (k) is the temperature TempC of the catalyst before being updated, and TempC (k + 1) is the catalyst after being updated. Represents the temperature TempC.

TempC（k+1）＝α・TempC（k）＋（1−α）・Tex ・・・（１４）       TempC (k + 1) = α · TempC (k) + (1−α) · Tex (14)

ステップ７４０の処理を実行した後、ＣＰＵ８１は、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   After executing the process of step 740, the CPU 81 proceeds to step 795 to end the present routine tentatively.

さらに、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に、図８にフローチャートによって示した「第１最大酸素吸蔵量回復ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得するとともに、取得された最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合、最大酸素吸蔵量を回復させるために如何なる運転を実行するか（すなわち、リッチ運転およびリーン運転のいずれを実行するか）を決定する。   Further, the CPU 81 repeatedly executes the “first maximum oxygen storage amount recovery routine” shown by the flowchart in FIG. 8 every time a predetermined time elapses. The CPU 81 acquires the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by this routine, and performs any operation to recover the maximum oxygen storage amount when the acquired maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than the reference value Cmaxref. (I.e., whether to perform rich operation or lean operation).

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、リーン運転フラグXLEANの値が「０」であるか否かを判定する。上記初期設定仮定に従うと、現時点におけるリーン運転フラグXLEANの値は「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１０に進む。   Specifically, the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing and proceeds to step 805 to determine whether or not the value of the lean operation flag XLEAN is “0”. If the initial setting assumption is followed, the current value of the lean operation flag XLEAN is “0”, so the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 805 to proceed to step 810.

ＣＰＵ８１は、ステップ８１０にて、リッチ運転フラグXRICHの値が「０」であるか否かを判定する。上記初期設定仮定に従うと、現時点におけるリッチ運転フラグXRICHの値は「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１５に進む。   In step 810, the CPU 81 determines whether or not the value of the rich operation flag XRICH is “0”. According to the initial setting assumption, the value of the rich operation flag XRICH at the present time is “0”, so the CPU 81 determines “Yes” in step 810 and proceeds to step 815.

ＣＰＵ８１は、ステップ８１５にて、後述する「最大酸素吸蔵量取得条件」が成立しているとき、上記（１）式および上記（２）式に従って現時点における触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する。なお、ＣＰＵ８１は、最大酸素吸蔵量取得条件が成立しないとき、同条件が成立するまで本ステップにて待機する。   In step 815, the CPU 81 acquires the current maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 according to the above equations (1) and (2) when a “maximum oxygen storage amount acquisition condition” described later is satisfied. . When the maximum oxygen storage amount acquisition condition is not satisfied, the CPU 81 stands by in this step until the condition is satisfied.

最大酸素吸蔵量取得条件について具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、以下の条件ａ−１〜ａ−３の全てが成立したとき、最大酸素吸蔵量取得条件が成立すると判定する。換言すると、ＣＰＵ８１は、条件ａ−１〜ａ−３のうちの少なくとも１つが成立しないとき、最大酸素吸蔵量取得条件が成立しないと判定する。   Specifically describing the maximum oxygen storage amount acquisition condition, the CPU 81 determines that the maximum oxygen storage amount acquisition condition is satisfied when all of the following conditions a-1 to a-3 are satisfied. In other words, the CPU 81 determines that the maximum oxygen storage amount acquisition condition is not satisfied when at least one of the conditions a-1 to a-3 is not satisfied.

（条件ａ−１）冷却水の温度THWが所定の閾値以上である。
（条件ａ−２）スロットル弁開度TAの単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下である。
（条件ａ−３）図示しない車速センサによって取得される車速の単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下である。 (Condition a-1) The temperature THW of the cooling water is equal to or higher than a predetermined threshold value.
(Condition a-2) The amount of change per unit time of the throttle valve opening TA is not more than a predetermined threshold value.
(Condition a-3) The change amount per unit time of the vehicle speed acquired by a vehicle speed sensor (not shown) is not more than a predetermined threshold value.

条件ａ−１に係る所定の閾値は、機関１０の暖機が完了していると判断し得る適値に設定される。条件ａ−２および条件ａ−３に係る所定の閾値は、機関１０が定常運転されていると判断し得る適値に設定される。   The predetermined threshold value related to the condition a-1 is set to an appropriate value at which it can be determined that the engine 10 has been warmed up. The predetermined threshold value related to condition a-2 and condition a-3 is set to an appropriate value that allows the engine 10 to be determined to be in steady operation.

以下、現時点において最大酸素吸蔵量取得条件が「成立している」と仮定して説明を続ける。この仮定に従うと、ＣＰＵ８１は、ステップ８１５にて触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得して、ステップ８２０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８２０にて、ステップ８１５にて取得された最大酸素吸蔵量Cmaxを、「現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnow」に格納する。   Hereinafter, the description will be continued on the assumption that the maximum oxygen storage amount acquisition condition is “established” at the present time. According to this assumption, the CPU 81 obtains the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 in step 815 and proceeds to step 820. In step 820, the CPU 81 stores the maximum oxygen storage amount Cmax acquired in step 815 in “current maximum oxygen storage amount Cmaxnow”.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８２５に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８２５にて、回復運転実行中フラグXRECの値が「０」であるか否かを判定する。上記初期設定仮定に従うと、現時点における回復運転実行中フラグXRECの値は「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３０に進む。   Next, the CPU 81 proceeds to step 825. In step 825, the CPU 81 determines whether or not the value of the recovery operation execution flag XREC is “0”. According to the initial setting assumption, the value of the recovery operation execution flag XREC at the present time is “0”, so the CPU 81 determines “Yes” in step 825 and proceeds to step 830.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８３０にて、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowが参照値Cmaxrefよりも大きいか否かを判定する。参照値Cmaxrefは、酸素吸蔵量回復運転を行う必要があると判断し得る適値に設定される。参照値Cmaxrefは、例えば、「新品状態の触媒５３が使用され始めてから現時点までの期間において触媒５３に導入された排ガスの総量と、最大酸素吸蔵量の参照値Cmaxrefと、の関係」をあらかじめ定めたマップなどに基づいて決定され得る。   Next, the CPU 81 proceeds to step 830. In step 830, the CPU 81 determines whether or not the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is larger than the reference value Cmaxref. The reference value Cmaxref is set to an appropriate value that can be determined to require the oxygen storage amount recovery operation. For example, the reference value Cmaxref predetermines a “relationship between the total amount of exhaust gas introduced into the catalyst 53 during the period from when the new catalyst 53 starts to be used to the present time and the reference value Cmaxref of the maximum oxygen storage amount”. It can be determined based on a map or the like.

ここで、第１装置が実行する運転を以下の２つの場合に場合を分けて説明する。
（場合１）触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも大きい場合
（場合２）触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合
以下、説明を続ける。 Here, the operation performed by the first device will be described separately in the following two cases.
(Case 1) When the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is larger than the reference value Cmaxref (Case 2) When the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is less than or equal to the reference value Cmaxref The description will be continued below.

（場合１）触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも大きい場合
この場合、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。 (Case 1) When the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is larger than the reference value Cmaxref In this case, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 830 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively.

さらに、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の所定クランク角度（例えば、排気上死点前９０度クランク角）θｆに一致する毎に、図９にフローチャートによって示した「燃料噴射制御ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、最終燃料噴射量Fiを決定するとともに、その最終燃料噴射量Fiだけの燃料をインジェクタ３４から噴射させる。以下、便宜上、クランク角が上記所定クランク角θｆに一致する吸気行程前の気筒を、「燃料噴射気筒」とも称呼する。   Further, every time the crank angle of an arbitrary cylinder coincides with a predetermined crank angle before the intake stroke (for example, 90 ° crank angle before exhaust top dead center) θf, the CPU 81 “fuel injection control” shown in the flowchart of FIG. Routine "is executed repeatedly. The CPU 81 determines the final fuel injection amount Fi by this routine, and causes the injector 34 to inject the fuel corresponding to the final fuel injection amount Fi. Hereinafter, for convenience, the cylinder before the intake stroke whose crank angle coincides with the predetermined crank angle θf is also referred to as “fuel injection cylinder”.

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、リーン運転フラグXLEANの値が「０」であるか否かを判定する。現時点におけるリーン運転フラグXLEANの値は「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進む。   Specifically, the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. 9 at a predetermined timing, proceeds to step 910, and determines whether or not the value of the lean operation flag XLEAN is “0”. Since the value of the lean operation flag XLEAN at present is “0”, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 910 to proceed to step 920.

ＣＰＵ８１は、ステップ９２０にて、リッチ運転フラグXRICHの値が「０」であるか否かを判定する。現時点におけるリッチ運転フラグXRICHの値は「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。   In step 920, the CPU 81 determines whether or not the value of the rich operation flag XRICH is “0”. Since the value of the rich operation flag XRICH at present is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 920 and proceeds to step 930.

ＣＰＵ８１は、ステップ９３０にて、上流側目標空燃比abyfr（k）に「理論空燃比stoich」を格納する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９３０に続くステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行する。ステップ９４０〜ステップ９７０にて実行される処理は、以下の通りである。   In step 930, the CPU 81 stores “theoretical air / fuel ratio stoich” in the upstream target air / fuel ratio abyfr (k). Next, the CPU 81 sequentially executes the processing of step 940 to step 970 following step 930. The processing executed in steps 940 to 970 is as follows.

ステップ９４０：ＣＰＵ８１は、吸入空気量Gaと機関回転速度NEとに基づき、燃料噴射気筒に吸入される空気の量である筒内吸入空気量Mc（k）を取得する。
ステップ９５０：ＣＰＵ８１は、上記（６）式に従い、基本燃料噴射量Fbaseを算出する。
ステップ９６０：ＣＰＵ８１は、上記（７）式に従い、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量DFiによって補正することにより、最終燃料噴射量Fiを算出する。
ステップ９７０：ＣＰＵ８１は、最終燃料噴射量Fiの燃料を噴射するよう、燃料噴射気筒に設けられているインジェクタ３４に指示を与える。 Step 940: The CPU 81 obtains an in-cylinder intake air amount Mc (k) that is the amount of air taken into the fuel injection cylinder based on the intake air amount Ga and the engine speed NE.
Step 950: The CPU 81 calculates the basic fuel injection amount Fbase according to the above equation (6).
Step 960: The CPU 81 calculates the final fuel injection amount Fi by correcting the basic fuel injection amount Fbase with the main feedback amount DFi according to the above equation (7).
Step 970: The CPU 81 gives an instruction to the injector 34 provided in the fuel injection cylinder so as to inject the fuel of the final fuel injection amount Fi.

ステップ９７０の処理を実行した後、ＣＰＵ８１は、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   After executing the process of step 970, the CPU 81 proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

上述した各処理によって最終燃料噴射量Fiが算出されるとともに、その最終燃料噴射量Fiだけの燃料が燃料噴射気筒に噴射される。これにより、上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比stoichに設定された「通常運転」が実行される。   The final fuel injection amount Fi is calculated by the above-described processes, and fuel corresponding to the final fuel injection amount Fi is injected into the fuel injection cylinder. As a result, the “normal operation” in which the upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich is executed.

さらに、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の所定クランク角度θｇに一致する毎に、図１０にフローチャートによって示した「メインフィードバック量算出ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、メインフィードバック量DFiを算出する。   Further, the CPU 81 repeatedly executes the “main feedback amount calculation routine” shown by the flowchart in FIG. 10 every time the crank angle of an arbitrary cylinder matches the predetermined crank angle θg before the intake stroke. The CPU 81 calculates the main feedback amount DFi by this routine.

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１００５に進み、「触媒上流側空燃比abyfsを上流側目標空燃比abyfrに一致させるフィードバック制御を行い得る条件（メインフィードバック制御条件）」が成立しているか否かを判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、ステップ１００５にて、下記条件ｂ−１〜ｂ−５の全てが成立したとき、メインフィードバック制御条件が成立すると判定する。換言すると、ＣＰＵ８１は、下記条件ｂ−１〜ｂ−５のうちの少なくとも１つが成立しないとき、メインフィードバック制御条件が成立しないと判定する。   More specifically, the CPU 81 starts processing from step 1000 in FIG. 10 at a predetermined timing and proceeds to step 1005, where “feedback control for matching the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs with the upstream target air-fuel ratio abyfr is performed. It is determined whether or not “conditions that can be performed (main feedback control conditions)” are satisfied. More specifically, the CPU 81 determines in step 1005 that the main feedback control condition is satisfied when all of the following conditions b-1 to b-5 are satisfied. In other words, the CPU 81 determines that the main feedback control condition is not satisfied when at least one of the following conditions b-1 to b-5 is not satisfied.

（条件ｂ−１）触媒の温度TempCが所定の閾値以上である。
（条件ｂ−２）冷却水温THWが所定の閾値以上である。
（条件ｂ−３）吸入空気量Gaが所定の閾値以下ある。
（条件ｂ−４）上流側酸素濃度センサ７６が活性化している。
（条件ｂ−５）最終燃料噴射量Fiをゼロとする運転（フューエルカット運転）が実行中ではない。 (Condition b-1) The temperature TempC of the catalyst is equal to or higher than a predetermined threshold value.
(Condition b-2) The coolant temperature THW is equal to or higher than a predetermined threshold value.
(Condition b-3) The intake air amount Ga is equal to or less than a predetermined threshold value.
(Condition b-4) The upstream oxygen concentration sensor 76 is activated.
(Condition b-5) An operation (fuel cut operation) in which the final fuel injection amount Fi is zero is not being executed.

条件ｂ−１に係る所定の閾値は、触媒５３が活性化していると判断し得る適値に設定される。条件ｂ−２に係る所定の閾値は、機関１０の暖機が完了していると判断し得る適値に設定される。条件ｂ−３に係る所定の閾値は、機関１０の負荷が過大ではないと判断し得る適値に設定される。条件ｂ−４は、メインフィードバック制御にて上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsが用いられるために設けられている条件である。条件ｂ−５は、フューエルカット運転中は燃料噴射量を変化させることができないために設けられている条件である。よって、例えば、機関１０が暖機運転されている期間中およびフューエルカット運転が実行されている期間中などにおいては、上記メインフィードバック制御条件は成立しない。   The predetermined threshold value related to the condition b-1 is set to an appropriate value at which it can be determined that the catalyst 53 is activated. The predetermined threshold value related to condition b-2 is set to an appropriate value with which it can be determined that the engine 10 has been warmed up. The predetermined threshold value related to the condition b-3 is set to an appropriate value that can be determined that the load on the engine 10 is not excessive. Condition b-4 is a condition that is provided because the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 is used in the main feedback control. Condition b-5 is a condition that is provided because the fuel injection amount cannot be changed during the fuel cut operation. Therefore, for example, the main feedback control condition is not satisfied during a period in which the engine 10 is warming up and a period in which the fuel cut operation is being performed.

現時点においてメインフィードバック制御条件が「成立しない」場合、ＣＰＵ８１は、ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０１０にて、メインフィードバック量DFiにゼロを格納する。   If the main feedback control condition is “not met” at the present time, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1005 to proceed to step 1010. In step 1010, the CPU 81 stores zero in the main feedback amount DFi.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１５に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０１５にて、筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcにゼロを格納する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 1015. In step 1015, the CPU 81 stores zero in the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

このように、メインフィードバック制御条件が成立しない場合、メインフィードバック量DFiはゼロに設定される。そのため、この場合、上述した「メインフィードバック量DFiによる基本燃料噴射量Fbaseの補正」は行われない（図９のステップ９６０を参照。）。   Thus, when the main feedback control condition is not satisfied, the main feedback amount DFi is set to zero. Therefore, in this case, the “correction of the basic fuel injection amount Fbase by the main feedback amount DFi” described above is not performed (see step 960 in FIG. 9).

次いで、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の所定クランク角度θｈに一致する毎に、図１１にフローチャートによって示した「サブフィードバック量算出ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。   Next, the CPU 81 repeatedly executes the “sub feedback amount calculation routine” shown by the flowchart in FIG. 11 every time the crank angle of an arbitrary cylinder matches the predetermined crank angle θh before the intake stroke. The CPU 81 calculates the sub feedback amount Vafsfb by this routine.

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１１０に進み、「下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsを下流側目標出力値Voxsrefに一致させるサブフィードバック制御を行い得る条件（サブフィードバック制御条件）」が成立しているか否かを判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて、下記条件ｃ−１〜ｃ−３の全てが成立したとき、サブフィードバック制御条件が成立すると判定する。換言すると、ＣＰＵ８１は、下記条件ｃ−１〜ｃ−３のうちの少なくとも１つが成立しないとき、サブフィードバック制御条件が成立しないと判定する。   More specifically, the CPU 81 starts processing from step 1100 in FIG. 11 at a predetermined timing and proceeds to step 1110. “The output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 matches the downstream target output value Voxsref. It is determined whether or not a “condition for performing sub-feedback control to be performed (sub-feedback control condition)” is satisfied. More specifically, in step 1110, the CPU 81 determines that the sub feedback control condition is satisfied when all of the following conditions c-1 to c-3 are satisfied. In other words, the CPU 81 determines that the sub feedback control condition is not satisfied when at least one of the following conditions c-1 to c-3 is not satisfied.

（条件ｃ−１）上記メインフィードバック条件が成立している。
（条件ｃ−２）上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比stoichに設定されている。
（条件ｃ−３）下流側酸素濃度センサ７７が活性化している。 (Condition c-1) The main feedback condition is satisfied.
(Condition c-2) The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich.
(Condition c-3) The downstream oxygen concentration sensor 77 is activated.

条件ｃ−１および条件ｃ−２は、サブフィードバック制御は通常運転が実行されている際に上記メインフィードバック制御と並行して実行される制御であるために設けられている条件である。条件ｃ−３は、サブフィードバック制御にて下流側酸素濃度センサ７７の出力値Voxsが用いられるために設けられている条件である。よって、例えば、機関１０が暖機運転されている期間中、フューエルカット運転が実行されている期間中、ならびに、リッチ運転およびリーン運転が実行されている期間中などにおいては、上記サブフィードバック制御条件は成立しない。   The conditions c-1 and c-2 are conditions that are provided because the sub feedback control is a control that is executed in parallel with the main feedback control when the normal operation is being executed. Condition c-3 is a condition that is provided because the output value Voxs of the downstream oxygen concentration sensor 77 is used in the sub-feedback control. Therefore, for example, during the period in which the engine 10 is warming up, the period in which the fuel cut operation is being performed, and the period in which the rich operation and the lean operation are being performed, the sub feedback control condition Does not hold.

上述したように現時点においてメインフィードバック制御条件が成立していないので、サブフィードバック制御条件は成立しない（条件ｃ−１を参照。）。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１２０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１１２０にて、サブフィードバック量Vafsfbにゼロを格納する。   As described above, since the main feedback control condition is not satisfied at the present time, the sub feedback control condition is not satisfied (see condition c-1). For this reason, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1110 to proceed to step 1120. In step 1120, the CPU 81 stores zero in the sub feedback amount Vafsfb.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて、出力偏差量DVoxsの積分値SDVoxsにゼロを格納する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 1020. In step 1020, the CPU 81 stores zero in the integral value SDVoxs of the output deviation amount DVoxs. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively.

このように、サブフィードバック制御条件が成立しない場合、サブフィードバック量Vafsfbはゼロに設定される。そのため、この場合、後述する「サブフィードバック量Vafsfbによる上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsの補正」は行われない（図１０のステップ１０２０を参照。）。   Thus, when the sub feedback control condition is not satisfied, the sub feedback amount Vafsfb is set to zero. Therefore, in this case, “correction of the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 by the sub feedback amount Vafsfb” described later is not performed (see step 1020 in FIG. 10).

したがって、現時点においてメインフィードバック制御条件が成立しない場合、メインフィードバック量DFiがゼロに設定されるとともに、サブフィードバック量Vafsfbがゼロに設定される。そのため、吸入空気量Ga、機関回転速度NEおよび上流側目標空燃比abyfrに基づいて定められる基本燃料噴射量Fbaseの燃料が、燃料噴射気筒に噴射される（図９のステップ９４０〜ステップ９７０を参照。）。   Therefore, when the main feedback control condition is not satisfied at the present time, the main feedback amount DFi is set to zero and the sub feedback amount Vafsfb is set to zero. Therefore, the fuel of the basic fuel injection amount Fbase determined based on the intake air amount Ga, the engine speed NE, and the upstream target air-fuel ratio abyfr is injected into the fuel injection cylinder (see step 940 to step 970 in FIG. 9). .)

これに対し、現時点においてメインフィードバック制御条件が「成立する」場合、ＣＰＵ８１は、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１００５に進むと、ステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１００５に続くステップ１０２０〜ステップ１０５０の処理をこの順に実行する。ステップ１０２０〜ステップ１０５０にて実行される処理は、以下の通りである。   On the other hand, when the main feedback control condition is “satisfied” at the present time, the CPU 81 starts the process from step 1000 in FIG. Next, the CPU 81 executes the processing of step 1020 to step 1050 following step 1005 in this order. The processing executed in steps 1020 to 1050 is as follows.

ステップ１０２０：ＣＰＵ８１は、上記（４）式に従い、フィードバック制御用出力値Vabyfcを算出する。なお、上述したように、現時点におけるサブフィードバック量Vafsfbはゼロである。
ステップ１０２５：ＣＰＵ８１は、上記（５）式に従い、フィードバック制御用空燃比abyfscを決定する。
ステップ１０３０：ＣＰＵ８１は、上記（８）式に従い、現時点よりもNサイクル前の時点における筒内燃料供給量Fc（k−N）を算出する。
ステップ１０３５：ＣＰＵ８１は、上記（９）式に従い、現時点よりもNサイクル前の時点における目標筒内燃料供給量Fcr（k−N）を算出する。
ステップ１０４０：ＣＰＵ８１は、上記（１０）式に従い、筒内燃料供給量偏差DFcを算出する。
ステップ１０４５：ＣＰＵ８１は、上記（１１）式に従い、メインフィードバック量DFiを算出する。第１装置において、係数KFBとして「１」が採用される。筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcは、現時点までの筒内燃料供給量偏差DFcの値が積算された値である（下記ステップ１０５０を参照。）。
ステップ１０５０：ＣＰＵ８１は、現時点における筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcに上記ステップ１０４０にて取得された筒内燃料供給量偏差DFcを加算することにより、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを算出（更新）する。 Step 1020: The CPU 81 calculates the feedback control output value Vabyfc according to the above equation (4). As described above, the current sub-feedback amount Vafsfb is zero.
Step 1025: The CPU 81 determines the feedback control air-fuel ratio abyfsc according to the above equation (5).
Step 1030: The CPU 81 calculates the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) at a time point N cycles before the current time according to the above equation (8).
Step 1035: The CPU 81 calculates a target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) at a time point N cycles before the current time according to the above equation (9).
Step 1040: The CPU 81 calculates the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc in accordance with the above equation (10).
Step 1045: The CPU 81 calculates the main feedback amount DFi according to the above equation (11). In the first device, “1” is adopted as the coefficient KFB. The integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is a value obtained by integrating the values of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc up to the present time (see step 1050 below).
Step 1050: The CPU 81 adds the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc acquired in step 1040 to the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc at the current time point, so that a new in-cylinder fuel supply amount deviation is obtained. Calculate (update) the integral value SDFc.

ステップ１０５０の処理を実行した後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   After executing the processing of step 1050, the CPU 81 proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

上述した各処理により、メインフィードバック量DFiが比例積分制御により算出される（ステップ１０４５を参照。）。そして、このメインフィードバック量DFiを用いて最終燃料噴射量Fiが補正される（図９のステップ９６０を参照。）。   By each process described above, the main feedback amount DFi is calculated by proportional integral control (see step 1045). Then, the final fuel injection amount Fi is corrected using the main feedback amount DFi (see step 960 in FIG. 9).

さらに、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１１０に進む。現時点にてサブフィードバック制御条件が成立しなければ、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１２０およびステップ１１３０を経由してステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、上述したように、サブフィードバック量Vafsfbは算出されない。   Further, when the CPU 81 starts processing from step 1100 in FIG. 11 at a predetermined timing, the CPU 81 proceeds to step 1110. If the sub-feedback control condition is not satisfied at this time, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1110 to proceed to step 1195 via step 1120 and step 1130 to end the present routine tentatively. In this case, as described above, the sub feedback amount Vafsfb is not calculated.

これに対し、現時点にてサブフィードバック制御条件が成立していれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１４０に進む。以下、現時点にてサブフィードバック制御条件が「成立している」と仮定して説明を続ける。   On the other hand, if the sub-feedback control condition is satisfied at the present time, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 1110 and proceeds to step 1140. Hereinafter, the description will be continued assuming that the sub-feedback control condition is “established” at the present time.

上記仮定に従うと、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０に続くステップ１１４０〜ステップ１１６０の処理をこの順に実行する。ステップ１１４０〜ステップ１１６０にて実行される処理は、以下の通りである。   According to the above assumption, the CPU 81 executes the processing of step 1140 to step 1160 following step 1110 in this order. The processing executed in steps 1140 to 1160 is as follows.

ステップ１１４０：ＣＰＵ８１は、上記（１２）式に従い、出力偏差量DVoxsを算出する。第１装置においては、触媒５３の排ガス浄化性能を考慮し、下流側目標出力値Voxsrefとして理論空燃比よりもわずかにリッチ側の空燃比に対応する値が採用される。
ステップ１１５０：ＣＰＵ８１は、上記（１３）式に従い、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。第１装置において、比例ゲインKpおよび積分ゲインKiとして、あらかじめ定められた適値が採用される。
ステップ１１６０：ＣＰＵ８１は、現時点における出力偏差量の積分値SDVoxsに上記ステップ１１４０にて取得した出力偏差量DVoxsを加算することにより、新たな出力偏差量の積分値SDVoxsを算出（更新）する。 Step 1140: The CPU 81 calculates the output deviation amount DVoxs according to the above equation (12). In the first device, considering the exhaust gas purification performance of the catalyst 53, a value corresponding to the air-fuel ratio slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio is adopted as the downstream target output value Voxsref.
Step 1150: The CPU 81 calculates the sub feedback amount Vafsfb according to the above equation (13). In the first apparatus, predetermined appropriate values are adopted as the proportional gain Kp and the integral gain Ki.
Step 1160: The CPU 81 calculates (updates) a new output deviation amount integrated value SDVoxs by adding the output deviation amount DVoxs acquired in step 1140 to the integrated value SDVoxs of the current output deviation amount.

ステップ１１６０の処理を実行した後、ＣＰＵ８１は、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   After executing the processing of step 1160, the CPU 81 proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively.

上述した各処理により、サブフィードバック量Vafsfbが比例積分制御によって算出される（ステップ１１５０を参照。）。そして、このサブフィードバック量Vafsfbを用いて上流側酸素濃度センサ７６の出力値Vabyfsが補正される（図１０のステップ１０２０を参照。）。さらに、補正されたフィードバック制御用出力値Vabyfcに基づいてメインフィードバック量DFiが算出されるとともに（図１０のステップ１０４５を参照。）、このメインフィードバック量DFiを用いて最終燃料噴射量Fiが補正される（図９のステップ９６０を参照。）。   By each process described above, the sub feedback amount Vafsfb is calculated by proportional integral control (see step 1150). Then, the output value Vabyfs of the upstream oxygen concentration sensor 76 is corrected using the sub feedback amount Vafsfb (see step 1020 in FIG. 10). Further, the main feedback amount DFi is calculated based on the corrected feedback control output value Vabyfc (see step 1045 in FIG. 10), and the final fuel injection amount Fi is corrected using the main feedback amount DFi. (See step 960 in FIG. 9).

以上、説明したように、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも小さい場合、触媒上流側空燃比abyfsを理論空燃比stoichに一致させる「通常運転」が行われる。   As described above, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is smaller than the reference value Cmaxref, “normal operation” is performed in which the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs matches the stoichiometric air-fuel ratio stoich.

（場合２）触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合
この場合、ＣＰＵ８１は、図８のステップ８３０に進むと、ステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３５に進む。 (Case 2) When the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than the reference value Cmaxref In this case, when the CPU 81 proceeds to step 830 in FIG. 8, it determines “No” at step 830 and proceeds to step 835. .

ＣＰＵ８１は、ステップ８３５にて、回復運転実行中フラグXRECの値に「１」を格納する。   In step 835, the CPU 81 stores “1” as the value of the recovery operation execution flag XREC.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８４０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８４０にてリッチ運転フラグXRICHの値に「１」を格納する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 840. In step 840, the CPU 81 stores “1” as the value of the rich operation flag XRICH.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて、後述する「リッチ運転」が開始された時点から現時点までに機関１０に導入された吸入空気量Gaの積算量（リッチガス積算量Garsum）が、所定の閾値積算量Garsumth以上であるか否かを判定する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 845. In step 845, the CPU 81 determines that the integrated amount of the intake air amount Ga (rich gas integrated amount Garsum) introduced into the engine 10 from the time when the “rich operation” described later is started to the present time is a predetermined threshold integrated amount Garsumth. It is determined whether it is above.

上記リッチガス積算量Garsumは、機関１０が始動される際に初期値としてのゼロに設定されるようになっている。さらに、上記リッチガス積算量Garsumは、触媒５３に吸着・吸蔵されている硫黄成分の量および機関１０のドライバビリティなどを考慮した適値に設定されている。   The rich gas integrated amount Garsum is set to zero as an initial value when the engine 10 is started. Further, the rich gas integrated amount Garsum is set to an appropriate value in consideration of the amount of sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53, the drivability of the engine 10, and the like.

現時点は未だリッチ運転が行われていないので、リッチガス積算量Garsumは上記初期値（ゼロ）である。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Since the rich operation is not yet performed at the present time, the rich gas integrated amount Garsum is the initial value (zero). Therefore, the CPU 81 makes a “No” determination at step 845 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively.

このとき、リッチ運転フラグXRICHの値が「０」から「１」に変更されたので（上記ステップ８４０）、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０を経由してステップ９２０に進み、ステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９８０に進む。   At this time, since the value of the rich operation flag XRICH has been changed from “0” to “1” (step 840 described above), the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. 9 at a predetermined timing. Then, the process proceeds to step 920, where “No” is determined in step 920 and the process proceeds to step 980.

ＣＰＵ８１は、ステップ９８０にて、上流側目標空燃比abyfr（k）にリッチ空燃比richを格納する。   In step 980, the CPU 81 stores the rich air-fuel ratio rich in the upstream target air-fuel ratio abyfr (k).

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９８０に続くステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これら処理により、最終燃料噴射量Fiの燃料が燃料噴射気筒に噴射される。これにより、上流側目標空燃比abyfrがリッチ空燃比richに設定された「リッチ運転」が開始される。   Next, the CPU 81 sequentially executes the processing of step 940 to step 970 following step 980, proceeds to step 995, and once ends this routine. By these processes, the fuel of the final fuel injection amount Fi is injected into the fuel injection cylinder. As a result, the “rich operation” in which the upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the rich air-fuel ratio rich is started.

さらに、ＣＰＵ８１は、図１０に示すルーチンおよび図１１に示すルーチンを実行し、空燃比のフィードバック制御を行う。ただし、このとき、サブフィードバック制御条件は成立しないので（条件ｃ−２を参照。）、サブフィードバック量Vafsfbはゼロに設定される（図１１のステップ１１１０〜ステップ１１３０を参照。）。そして、図１０に示すルーチンによって算出されるメインフィードバック量DFiにより、最終燃料噴射量Fiが補正される（図９のステップ９６０を参照。）。その結果、触媒上流側空燃比abyfsがリッチ空燃比richに一致する。すなわち、リッチ運転が継続される。   Further, the CPU 81 executes the routine shown in FIG. 10 and the routine shown in FIG. 11 to perform air-fuel ratio feedback control. However, at this time, the sub-feedback control condition is not satisfied (see condition c-2), so the sub-feedback amount Vafsfb is set to zero (see step 1110 to step 1130 in FIG. 11). Then, the final fuel injection amount Fi is corrected by the main feedback amount DFi calculated by the routine shown in FIG. 10 (see step 960 in FIG. 9). As a result, the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs coincides with the rich air-fuel ratio rich. That is, the rich operation is continued.

リッチ運転が継続されると、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分は、時間が経過するにつれて触媒成分CCに向けて移動する。リッチ運転が実行されている期間、ＣＰＵ８１は、図示しない「リッチガス積算ルーチン」を実行することにより、リッチ運転が開始された時点から現時点までに機関１０に導入された吸入空気量Gaを積算する。これにより、ＣＰＵ８１は、リッチガス積算量Garsumを取得する。   When the rich operation is continued, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM moves toward the catalyst component CC as time passes. While the rich operation is being executed, the CPU 81 integrates the intake air amount Ga introduced into the engine 10 from the time when the rich operation is started to the present time by executing a “rich gas integration routine” (not shown). Thereby, the CPU 81 acquires the rich gas integrated amount Garsum.

ＣＰＵ８１は、リッチ運転が実行されている期間中の所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、現時点におけるリーン運転フラグXLEANの値は「０」であるので、ステップ８０５を経過してステップ８１０に進む。そして、現時点におけるリッチ運転フラグXRICHの値は「１」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８４５に進む。   When the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing during the period in which the rich operation is being executed, the value of the lean operation flag XLEAN at the present time is “0”, so step 805 has passed. Then go to Step 810. Since the value of the rich operation flag XRICH at the present time is “1”, the CPU 81 determines “No” in step 810 and proceeds to step 845.

このとき、現時点におけるリッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumthよりも小さければ、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。その結果、上述したように図９〜図１１のルーチンに示す処理が実行され、リッチ運転が継続される。   At this time, if the current rich gas integrated amount Garsum is smaller than the threshold integrated amount Garsumth, the CPU 81 makes a “No” determination at step 845 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively. As a result, the processing shown in the routines of FIGS. 9 to 11 is executed as described above, and the rich operation is continued.

これに対し、現時点におけるリッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上であれば、ＣＰＵ８１は、図８のステップ８４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進む。   In contrast, if the current rich gas integrated amount Garsum is equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth, the CPU 81 determines “Yes” in step 845 of FIG. 8 and proceeds to step 850.

ＣＰＵ８１は、ステップ８５０にて、リッチ運転フラグXRICHの値に「０」を格納してステップ８５５に進む。   In step 850, the CPU 81 stores “0” as the value of the rich operation flag XRICH and proceeds to step 855.

ＣＰＵ８１は、ステップ８５５にて、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowを「リッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxold」に格納する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   In step 855, the CPU 81 stores the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow in the “maximum oxygen storage amount Cmaxold before rich operation”. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 895 to end the present routine tentatively.

このとき、リッチ運転フラグXRICHの値が「１」から「０」に変更されたので（上記ステップ８５０）、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０を経由してステップ９２０に進み、ステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ９３０にて上流側目標空燃比abyfr（k）に理論空燃比stoichを設定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行する。これにより、リッチ運転が中止されるとともに、「通常運転」が再開される。   At this time, since the value of the rich operation flag XRICH has been changed from “1” to “0” (step 850 above), the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. 9 at a predetermined timing. Then, the process proceeds to step 920, where “Yes” is determined in step 920 and the process proceeds to step 930. In step 930, the CPU 81 sets the stoichiometric air-fuel ratio stoich to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k). Next, the CPU 81 executes the processing of step 940 to step 970 in order. Thus, the rich operation is stopped and the “normal operation” is resumed.

このように、「通常運転」が実行されているときに触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合、「リッチ運転」が開始される。さらに、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまで、リッチ運転が継続される。そして、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となると（すなわち、閾値積算量Garsumthだけの排ガスが触媒５３に流入すると）、リッチ運転は中止され、通常運転が再開される。これにより、触媒５３の酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分の少なくとも一部が触媒成分CCに向けて移動する。   Thus, when the “normal operation” is being performed and the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than the reference value Cmaxref, the “rich operation” is started. Further, the rich operation is continued until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth. When the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth (that is, when exhaust gas of only the threshold integrated amount Garsumth flows into the catalyst 53), the rich operation is stopped and the normal operation is resumed. As a result, at least a part of the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM of the catalyst 53 moves toward the catalyst component CC.

なお、リッチガス積算量Garsumの値は、リッチ運転が中止されるときに上記「リッチガス積算ルーチン」によってゼロに設定される（リセットされる）ようになっている。   Note that the value of the rich gas integrated amount Garsum is set to zero (reset) by the “rich gas integrated routine” when the rich operation is stopped.

上述したようにリッチ運転が行われた後に通常運転が再開されたとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、リーン運転フラグXLEANの値およびリッチ運転フラグXRICHの値の双方が「０」であるので、ステップ８０５およびステップ８１０を経由してステップ８１５に進む。そして、ＣＰＵ８１は、ステップ８１５にて現時点における（すなわち、リッチ運転が行われた後の）最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８２０にてその最大酸素吸蔵量Cmaxを「現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnow」に格納し、ステップ８２５に進む。現時点における回復運転実行中フラグXRECの値は「１」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８６０に進む。   When the normal operation is resumed after the rich operation is performed as described above, the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing, and then the value of the lean operation flag XLEAN and the rich operation flag XRICH Since both values are “0”, the process proceeds to step 815 via step 805 and step 810. In step 815, the CPU 81 obtains the maximum oxygen storage amount Cmax at the present time (that is, after the rich operation is performed). Next, the CPU 81 stores the maximum oxygen storage amount Cmax in the “current maximum oxygen storage amount Cmaxnow” in step 820, and proceeds to step 825. Since the value of the recovery operation execution flag XREC at the present time is “1”, the CPU 81 makes a “No” determination at step 825 to proceed to step 860.

ＣＰＵ８１は、ステップ８６０にて、「現時点の（リッチ運転後の）最大酸素吸蔵量Cmaxnow」が「リッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxold」よりも小さいか否かを判定する。   In step 860, the CPU 81 determines whether or not “current maximum oxygen storage amount Cmaxnow (after rich operation)” is smaller than “maximum oxygen storage amount Cmaxold before rich operation”.

ここで、第１装置が実行する運転を以下の２つの場合に場合を分けて説明する。
（場合２−１）現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも小さい場合
（場合２−２）現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも小さくない場合
以下、説明を続ける。 Here, the operation performed by the first device will be described separately in the following two cases.
(Case 2-1) When the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is smaller than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation (Case 2-2) The current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation. If not smaller than the following, the description will be continued.

（場合２−１）現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも小さい場合
上述したように、リッチ運転が行われると、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分が触媒成分CCに向けて移動して触媒成分CCに吸着することにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが減少する。よって、リッチ運転を行っても最大酸素吸蔵量Cmaxが減少しない場合（すなわち、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」場合）、触媒成分CCに移動可能な最大の量の硫黄成分が酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに移動された、と考えられる。逆に言うと、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さい」場合、酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCにさらに硫黄成分が移動可能である、と考えられる。 (Case 2-1) When the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is smaller than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation As described above, when the rich operation is performed, the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM. As the catalyst moves toward the catalyst component CC and is adsorbed on the catalyst component CC, the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 decreases. Therefore, when the maximum oxygen storage amount Cmax does not decrease even when the rich operation is performed (that is, when the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is not “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation), the catalyst component CC It is considered that the maximum amount of sulfur component that can be transferred has been transferred from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC. Conversely, when the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation, it is considered that the sulfur component can be further transferred from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC. .

そこで、この場合、ＣＰＵ８１は、再び「リッチ運転」を行う。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、ステップ８６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８４０にてリッチ運転フラグXRICHの値に「１」を格納する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５に進む。現時点におけるリッチガス積算量Garsumの値は前回のリッチ運転の後にリセットされたゼロであるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Therefore, in this case, the CPU 81 performs the “rich operation” again. Specifically, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 860 to proceed to step 840. In step 840, the CPU 81 stores “1” as the value of the rich operation flag XRICH. Next, the CPU 81 proceeds to step 845. Since the value of the rich gas integrated amount Garsum at the present time is zero reset after the previous rich operation, the CPU 81 makes a “No” determination at step 845 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively.

このとき、リッチ運転フラグXRICHの値が「０」から「１」に変更されたので（上記ステップ８４０）、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０およびステップ９２０を経由してステップ９８０に進み、上流側目標空燃比abyfr（k）にリッチ空燃比richを格納する。   At this time, since the value of the rich operation flag XRICH is changed from “0” to “1” (step 840 described above), the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. The process proceeds to step 980 via step 920, and the rich air-fuel ratio rich is stored in the upstream target air-fuel ratio abyfr (k).

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９８０に続くステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、「リッチ運転」が開始される。さらに、ＣＰＵ８１は、図１０に示すルーチンおよび図１１に示すルーチンを実行する。これにより、リッチ運転が継続される。   Next, the CPU 81 sequentially executes the processing of step 940 to step 970 following step 980, proceeds to step 995, and once ends this routine. Thereby, the “rich operation” is started. Further, the CPU 81 executes the routine shown in FIG. 10 and the routine shown in FIG. Thereby, rich operation is continued.

その後、ＣＰＵ８１は、上記同様、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまでリッチ運転を継続し、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるとリッチ運転を中止して通常運転を再開する。   Thereafter, as described above, the CPU 81 continues the rich operation until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth, and when the rich gas integrated amount Garsum exceeds the threshold integrated amount Garsumth, the rich operation is stopped and the normal operation is resumed. .

通常運転が再開されると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図８のステップ８００を実行し、ステップ８６０にて「現時点の（リッチ運転後の）最大酸素吸蔵量Cmaxnow」が「リッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxold」よりも小さいか否かを再び判定する。そして、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さい」場合、ＣＰＵ８１は、上記同様、再びリッチ運転を行う。   When the normal operation is resumed, the CPU 81 executes step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing. In step 860, the “current maximum oxygen storage amount (after rich operation) Cmaxnow” is “before the rich operation”. It is determined again whether or not it is smaller than the maximum oxygen storage amount Cmaxold. When the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation, the CPU 81 performs the rich operation again as described above.

このように、ＣＰＵ８１は、「リッチ運転を所定の期間（リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまでの期間）だけ行った後、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowとリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldとを比較すること」を繰り返す。   As described above, the CPU 81 performs the “rich operation only for a predetermined period (a period until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth), and then the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow and the maximum oxygen before the rich operation. Repeat “Compare Occupancy Cmaxold”.

リッチ運転は、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」と判定されるまで（すなわち、図８のステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定されるまで）、繰り返される。以下、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」と判定された場合（上記場合（２−２）に相当。）について説明する。   The rich operation is performed until it is determined that the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is not “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation (that is, until “No” is determined in Step 860 of FIG. 8). ),Repeated. Hereinafter, a case where it is determined that the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is not “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation (corresponding to the case (2-2) above) will be described.

（場合２−２）現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも小さくない場合
上述したようにリッチ運転が繰り返されると、リッチ運転が行われる毎に酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分が触媒成分CCに向けて移動する。そして、この場合２−２においては、触媒成分CCに移動可能な最大の量の硫黄成分が酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに移動されている、と考えられる。 (Case 2-2) When the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is not smaller than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation As described above, when the rich operation is repeated, the oxygen storage material OSM every time the rich operation is performed. The sulfur component stored in the catalyst moves toward the catalyst component CC. In this case, in 2-2, it is considered that the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component CC is transferred from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC.

そこで、この場合、ＣＰＵ８１は「リーン運転」を行う。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、図８のステップ８６０に進むと、ステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６５に進む。   Therefore, in this case, the CPU 81 performs “lean operation”. Specifically, when the CPU 81 proceeds to step 860 in FIG. 8, it determines “No” in step 860 and proceeds to step 865.

ＣＰＵ８１は、ステップ８６５にてリーン運転フラグXLEANの値に「１」を格納する。   In step 865, the CPU 81 stores “1” as the value of the lean operation flag XLEAN.

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８７０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ８７０にて、後述する「リーン運転」が開始された時点から現時点までに機関１０に導入された吸入空気量Gaの積算量（リーンガス積算量Galsum）が、所定の閾値積算量Galsumth以上であるか否かを判定する。   Next, the CPU 81 proceeds to step 870. In step 870, the CPU 81 determines that the integrated amount of the intake air amount Ga (lean gas integrated amount Galsum) introduced into the engine 10 from the time point when the “lean operation” described later is started to the present time is a predetermined threshold integrated amount Galsumth. It is determined whether it is above.

上記リーンガス積算量Galsumは、機関１０が始動される際に初期値としてのゼロに設定されるようになっている。さらに、上記リーンガス積算量Galsumは、触媒成分CCに吸着していた硫黄成分が十分に除去されたと判断し得る適値に設定されている。   The lean gas integrated amount Galsum is set to zero as an initial value when the engine 10 is started. Further, the lean gas integrated amount Galsum is set to an appropriate value that allows the determination that the sulfur component adsorbed on the catalyst component CC has been sufficiently removed.

現時点は未だリーン運転が行われていないので、リーンガス積算量Galsumは上記初期値（ゼロ）である。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ８７０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Since the lean operation is not yet performed at this time, the lean gas accumulated amount Galsum is the initial value (zero). Therefore, the CPU 81 makes a “No” determination at step 870 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively.

このとき、リーン運転フラグXLEANの値が「０」から「１」に変更されたので（上記ステップ８６５）、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９０に進む。   At this time, since the value of the lean operation flag XLEAN has been changed from “0” to “1” (step 865 above), the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. If “No”, the process proceeds to Step 990.

ＣＰＵ８１は、ステップ９９０にて、上流側目標空燃比abyfr（k）にリーン空燃比leanを格納する。   In step 990, the CPU 81 stores the lean air-fuel ratio lean in the upstream target air-fuel ratio abyfr (k).

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９９０に続くステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これら処理により、最終燃料噴射量Fiの燃料が燃料噴射気筒に噴射される。これにより、上流側目標空燃比abyfrがリーン空燃比leanに設定された「リーン運転」が開始される。   Next, the CPU 81 sequentially executes the processing of step 940 to step 970 following step 990, proceeds to step 995, and once ends this routine. By these processes, the fuel of the final fuel injection amount Fi is injected into the fuel injection cylinder. As a result, the “lean operation” in which the upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the lean air-fuel ratio lean is started.

さらに、ＣＰＵ８１は、図１０に示すルーチンおよび図１１に示すルーチンを実行し、空燃比のフィードバック制御を行う。ただし、このとき、サブフィードバック制御条件は成立しないので（条件ｃ−２を参照。）、サブフィードバック量Vafsfbはゼロに設定される（図１１のステップ１１１０〜ステップ１１３０を参照。）。そして、図１０に示すルーチンによって算出されるメインフィードバック量DFiにより、最終燃料噴射量Fiが補正される（図９のステップ９６０を参照。）。その結果、触媒上流側空燃比abyfsがリーン空燃比leanに一致する。すなわち、リーン運転が継続される。   Further, the CPU 81 executes the routine shown in FIG. 10 and the routine shown in FIG. 11 to perform air-fuel ratio feedback control. However, at this time, the sub-feedback control condition is not satisfied (see condition c-2), so the sub-feedback amount Vafsfb is set to zero (see step 1110 to step 1130 in FIG. 11). Then, the final fuel injection amount Fi is corrected by the main feedback amount DFi calculated by the routine shown in FIG. 10 (see step 960 in FIG. 9). As a result, the catalyst upstream air-fuel ratio abyfs coincides with the lean air-fuel ratio lean. That is, the lean operation is continued.

リーン運転が継続されると、触媒成分CC上に存在している硫黄成分が時間が経過するにつれて排ガス中に放出される。リーン運転が実行されている期間、ＣＰＵ８１は、図示しない「リーンガス積算ルーチン」を実行することにより、リーン運転が開始された時点から現時点までに機関１０に導入された吸入空気量Gaを積算する。これにより、ＣＰＵ８１は、リーンガス積算量Galsumを取得する。   When the lean operation is continued, the sulfur component present on the catalyst component CC is released into the exhaust gas as time passes. While the lean operation is being executed, the CPU 81 integrates the intake air amount Ga introduced into the engine 10 from the start of the lean operation to the current time by executing a “lean gas integration routine” (not shown). As a result, the CPU 81 acquires the lean gas integrated amount Galsum.

ＣＰＵ８１は、リーン運転が実行されている期間中の所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、現時点におけるリーン運転フラグXLEANの値は「１」であるので、ステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８７０に進む。   When the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing during the period during which the lean operation is being executed, the value of the lean operation flag XLEAN at the present time is “1”. It is determined as “No”, and the process proceeds to Step 870.

このとき、現時点におけるリーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumthよりも小さければ、ＣＰＵ８１は、ステップ８７０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。その結果、上述したように図９〜図１１のルーチンに示す各処理が実行されるので、リーン運転が継続される。   At this time, if the current lean gas integrated amount Galsum is smaller than the threshold integrated amount Galsumth, the CPU 81 makes a “No” determination at step 870 to proceed to step 895 to end the present routine tentatively. As a result, as described above, the processes shown in the routines of FIGS. 9 to 11 are executed, so that the lean operation is continued.

これに対し、現時点におけるリーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上であれば、ＣＰＵ８１は、図８のステップ８７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８７５に進む。   On the other hand, if the current lean gas integrated amount Galsum is equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth, the CPU 81 determines “Yes” in step 870 of FIG. 8 and proceeds to step 875.

ＣＰＵ８１は、ステップ８７５にて、リーン運転フラグXLEANの値に「０」を格納してステップ８８０に進む。   In step 875, the CPU 81 stores “0” in the value of the lean operation flag XLEAN, and proceeds to step 880.

ＣＰＵ８１は、ステップ８８０にて、回復運転実行中フラグXRECの値に「０」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   In step 880, the CPU 81 sets “0” to the value of the recovery operation execution flag XREC. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 895 to end the present routine tentatively.

このとき、リーン運転フラグXLEANの値が「１」から「０」に変更されたので（上記ステップ８７５）、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ９３０にて上流側目標空燃比abyfr（k）に理論空燃比stoichを設定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９４０〜ステップ９７０の処理を順に実行する。これにより、リーン運転が中止されるとともに、「通常運転」が再開される。   At this time, since the value of the lean operation flag XLEAN is changed from “1” to “0” (step 875 above), the CPU 81 starts the process from step 900 in FIG. If “Yes” is determined, the process proceeds to step 930. In step 930, the CPU 81 sets the stoichiometric air-fuel ratio stoich to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k). Next, the CPU 81 executes the processing of step 940 to step 970 in order. As a result, the lean operation is stopped and the “normal operation” is resumed.

このように、リッチ運転が行われた「後」の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転が行われる「前」の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」場合、「リーン運転」が開始される。さらに、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となるまで、リーン運転が継続される。そして、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となると（すなわち、閾値積算量Galsumthだけの排ガスが触媒５３に流入すると）、リーン運転は中止され、通常運転が再開される。これにより、触媒５３の触媒成分CCに吸着した硫黄成分が排ガス中に放出される。その結果、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが回復（増大）する。   As described above, when the maximum oxygen storage amount Cmaxnow “after” in which the rich operation has been performed is not “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold in the “before” in which the rich operation is performed, the “lean operation” is started. . Further, the lean operation is continued until the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth. When the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth (that is, when exhaust gas having only the threshold integrated amount Galsumth flows into the catalyst 53), the lean operation is stopped and the normal operation is resumed. Thereby, the sulfur component adsorbed on the catalyst component CC of the catalyst 53 is released into the exhaust gas. As a result, the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is recovered (increased).

なお、リーンガス積算量Galsumの値は、リーン運転が中止されるときに上記「リーンガス積算ルーチン」によってゼロに設定される（リセットされる）ようになっている。   Note that the value of the lean gas integration amount Galsum is set to zero (reset) by the “lean gas integration routine” when the lean operation is stopped.

ところで、リッチ運転が行われた後に通常運転が再開されたとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、現時点におけるリーン運転フラグXLEANの値、リッチ運転フラグXRICHの値および回復運転実行中フラグXRECの値の全ては「０」であるので、ＣＰＵ８１は、ステップ８０５〜ステップ８２５を経由してステップ８３０に進む。そして、ＣＰＵ８１は、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowが参照値Cmaxrefよりも大きければ「通常運転」を継続し、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowが参照値Cmaxref以下であれば再び「酸素吸蔵量回復運転」を行う。このように、ＣＰＵ８１は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも大きくなるまで、酸素吸蔵量回復運転を繰り返す。   By the way, when the normal operation is resumed after the rich operation is performed, the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing, and then the value of the lean operation flag XLEAN and the rich operation flag XRICH at the present time. Since the value and the value of the recovery operation execution flag XREC are all “0”, the CPU 81 proceeds to step 830 via step 805 to step 825. Then, the CPU 81 continues the “normal operation” if the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is larger than the reference value Cmaxref, and if the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is less than or equal to the reference value Cmaxref, the CPU 81 again performs the “oxygen storage amount recovery operation” "I do. As described above, the CPU 81 repeats the oxygen storage amount recovery operation until the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 becomes larger than the reference value Cmaxref.

以上、場合１と場合２とに場合を分けて説明したように、第１装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも大きい場合、「通常運転」を行う。一方、第１装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合、「酸素吸蔵量回復運転」を行う。具体的に述べると、第１装置は、まず、リッチ運転が行われた後の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転が行われる前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」と判定されるまで、リッチ運転を行う。次いで、第１装置は、そのリッチ運転が行われた後にリーン運転を行う。   As described above, the first device performs the “normal operation” when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is larger than the reference value Cmaxref, as described in case 1 and case 2 separately. On the other hand, the first device performs the “oxygen storage amount recovery operation” when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than the reference value Cmaxref. Specifically, the first device first determines that the maximum oxygen storage amount Cmaxnow after the rich operation is performed is not “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation is performed. , Do rich driving. Next, the first device performs the lean operation after the rich operation is performed.

その結果、リッチ運転によって出来る限り多量の「酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分」が触媒成分CCへと移動された後、リーン運転によって「触媒成分CCに吸着している硫黄成分」が排ガス中に放出されることとなる。換言すると、第１装置は、硫黄成分が存在する部位を把握するとともに（すなわち、リッチ運転の前後の最大酸素吸蔵量を比較することにより、酸素吸蔵物質OSMおよび触媒成分CCのいずれに硫黄成分が存在するかを把握するとともに）、その部位に適した方法（リッチ運転またはリーン運転）によってその部位から硫黄成分を除去することができる。したがって、第１装置は、触媒５３に吸着・吸蔵された硫黄成分を適切に除去することにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを適切に回復（増大）させることができる。   As a result, as much as possible “sulfur component stored in the oxygen storage material OSM” is transferred to the catalyst component CC by rich operation, and then “sulfur component adsorbed on the catalyst component CC” is obtained by lean operation. It will be released into the exhaust gas. In other words, the first device grasps the portion where the sulfur component exists (that is, by comparing the maximum oxygen storage amount before and after the rich operation, the sulfur component is present in either the oxygen storage material OSM or the catalyst component CC. The sulfur component can be removed from the site by a method (rich operation or lean operation) suitable for the site. Therefore, the first device can appropriately recover (increase) the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by appropriately removing the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る制御装置（以下、「第２装置」とも称呼する。）について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a control device (hereinafter also referred to as “second device”) according to a second embodiment of the present invention will be described.

＜装置の概要＞
第２装置は、第１装置が適用される機関１０と同様の構成を有する機関（図１を参照。以下、便宜上、「機関１０」と称呼する。）に適用される。そこで、第２装置が適用される装置の概要についての説明は、省略される。 <Outline of device>
The second device is applied to an engine having the same configuration as the engine 10 to which the first device is applied (see FIG. 1, hereinafter referred to as “the engine 10” for convenience). Therefore, the description of the outline of the device to which the second device is applied is omitted.

＜装置の作動の概要＞
第２装置は、「触媒の温度TempC」をも考慮して触媒５３の最大酸素吸蔵量を回復させるための運転（酸素吸蔵量回復運転）を行う点において、第１装置と相違する。 <Outline of device operation>
The second device is different from the first device in that an operation for recovering the maximum oxygen storage amount of the catalyst 53 (oxygen storage amount recovery operation) is performed in consideration of the “catalyst temperature TempC”.

より具体的に述べると、第２装置は、触媒５３に導入される排ガスの空燃比（触媒上流側空燃比abyfs）を理論空燃比stoichに一致させる「通常運転」が行われているとき、触媒５３の「最大酸素吸蔵量Cmax」を取得する。そして、第２装置は、その最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の参照値Cmaxref以下であるとき、触媒５３の温度TempCが所定の温度範囲（T3≦TempC≦T2）に「含まれる」場合に限り、第１装置と同様の酸素吸蔵量回復運転を行う。以上が第２装置の作動の概要である。   More specifically, when the second device is performing “normal operation” in which the air-fuel ratio (catalyst upstream air-fuel ratio abyfs) of the exhaust gas introduced into the catalyst 53 matches the stoichiometric air-fuel ratio stoich, 53 of “maximum oxygen storage amount Cmax” is acquired. Then, the second device is only when the temperature TempC of the catalyst 53 is “included” in the predetermined temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2) when the maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than the predetermined reference value Cmaxref. An oxygen storage amount recovery operation similar to that of the first device is performed. The above is the outline of the operation of the second device.

＜触媒の最大酸素吸蔵量の取得方法＞
第２装置は、第１装置と同様の方法によって触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する。そこで、第２装置における触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxの取得方法についての説明は、省略される。 <Acquisition method of maximum oxygen storage amount of catalyst>
The second device acquires the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by the same method as the first device. Therefore, the description of the method for obtaining the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 in the second device is omitted.

＜触媒の最大酸素吸蔵量の回復方法＞
第２装置は、第１装置と同様の考え方に基づき、リッチ運転とリーン運転とを組み合わせることによって触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを回復する。ところが、上述した触媒５３の特性（２）および特性（３）に示すように、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が触媒成分CCに向けて効率良く移動される温度（第１温度T1以上第２温度T2以下）と、触媒成分CC上に存在する硫黄成分が排ガス中に効率良く放出される温度（第３温度T3以上）と、は一致しない場合がある。 <How to recover the maximum oxygen storage amount of the catalyst>
Based on the same concept as the first device, the second device recovers the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by combining the rich operation and the lean operation. However, as shown in the characteristics (2) and (3) of the catalyst 53 described above, the temperature at which the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is efficiently moved toward the catalyst component CC (the first temperature T1 or higher). The temperature at which the second temperature T2 or lower) and the sulfur component present on the catalyst component CC are efficiently released into the exhaust gas (third temperature T3 or higher) may not match.

そこで、第２装置は、触媒５３の温度TempCが「酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が触媒成分CCに向けて効率良く移動される温度であり、かつ、触媒成分CC上に存在する硫黄成分が排ガス中に効率良く放出される温度」である場合において、酸素吸蔵量回復運転を行う。換言すると、第２装置は、上述した触媒５３の特性（１）〜（４）のうちの「排ガスの空燃比」と「触媒の温度」と「硫黄成分の挙動」との関係に着目し、酸素吸蔵量回復運転を行う。   Therefore, in the second apparatus, the temperature TempC of the catalyst 53 is “the temperature at which the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is efficiently transferred toward the catalyst component CC, and the sulfur present on the catalyst component CC. When the temperature is “the temperature at which the component is efficiently released into the exhaust gas”, the oxygen storage amount recovery operation is performed. In other words, the second device pays attention to the relationship between the “air-fuel ratio of exhaust gas”, “temperature of catalyst”, and “behavior of sulfur component” among the characteristics (1) to (4) of the catalyst 53 described above, Perform oxygen storage recovery operation.

具体的に述べると、第２装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の参照値Cmaxref以下である場合、触媒の温度TempCが「第３温度T3以上であり且つ第２温度T2以下である温度範囲（T3≦TempC≦T2）」に含まれれば、下記（ａ）または下記（ｂ）の運転を行う。なお、下記運転（ａ）は第１装置における運転（ａ）と同一であり、下記運転（ｂ）は第１装置における運転（ｂ）と同一である。   Specifically, in the second device, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or lower than a predetermined reference value Cmaxref, the catalyst temperature TempC is “the third temperature T3 or higher and the second temperature T2 or lower. If it falls within a certain temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2), the following operation (a) or (b) is performed. The following operation (a) is the same as the operation (a) in the first device, and the following operation (b) is the same as the operation (b) in the first device.

（ａ）第２装置は、まず、リッチ運転を、リッチ運転が行われる「前」の最大酸素吸蔵量（第１最大酸素吸蔵量）とリッチ運転が行われた「後」の最大酸素吸蔵量（第２最大酸素吸蔵量）とが等しくなるまで、または、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで、行う。
より具体的に述べると、第２装置は、「リッチ運転を所定の期間だけ行った後に第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とを比較する」ことを、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定されるまで、または、第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定されるまで、繰り返す。 (A) The second device first performs the rich operation in the “before” maximum oxygen storage amount (first maximum oxygen storage amount) in which the rich operation is performed and the “after” maximum oxygen storage amount in which the rich operation is performed. The process is performed until (the second maximum oxygen storage amount) becomes equal or until the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount.
More specifically, the second device states that “the first maximum oxygen storage amount is compared with the second maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed for a predetermined period”. And until the second maximum oxygen storage amount is determined to be equal to each other or until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is larger than the first maximum oxygen storage amount.

（ｂ）第２装置は、第１最大酸素吸蔵量と第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定された後または第１最大酸素吸蔵量よりも第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定された後、「リーン運転」を行う。 (B) After determining that the first maximum oxygen storage amount is equal to the second maximum oxygen storage amount, the second device is determined to have a second maximum oxygen storage amount larger than the first maximum oxygen storage amount. After that, “lean operation” is performed.

なお、上記運転（ａ）における「所定の期間」は、第１装置と同様、「リッチ運転が開始されてからリッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまでの期間」である。さらに、上記運転（ｂ）のリーン運転は、第１装置と同様、リーンガス積算量Galsumが所定の閾値積算量Galsumth以上となるまで、継続される。   The “predetermined period” in the operation (a) is a “period from when the rich operation is started until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth”, as in the first device. Further, the lean operation of the operation (b) is continued until the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the predetermined threshold integrated amount Galsumth, as in the first device.

第２装置は、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となった後、リーン運転を中止するとともに通常運転を再開する。以上が第２装置における触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxの回復方法である。   The second device stops the lean operation and resumes the normal operation after the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth. The above is the method for recovering the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 in the second device.

＜空燃比制御＞
第２装置は、第１装置と同様の方法によって排ガスの空燃比を制御し、通常運転、リッチ運転およびリーン運転を行う。そこで、第２装置における空燃比制御についての説明は、省略される。 <Air-fuel ratio control>
The second device controls the air-fuel ratio of the exhaust gas by the same method as the first device, and performs normal operation, rich operation, and lean operation. Therefore, the description of the air-fuel ratio control in the second device is omitted.

＜実際の作動＞
以下、第２装置の実際の作動について説明する。
第２装置において、ＣＰＵ８１は、図７、図９〜図１２にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、これらルーチンにおいて、第１装置と同様のリッチ運転フラグXRICH、リーン運転フラグXLEANおよび回復運転実行中フラグXRECを用いる。 <Actual operation>
Hereinafter, the actual operation of the second device will be described.
In the second device, the CPU 81 is configured to repeatedly execute each routine shown in the flowcharts of FIGS. 7 and 9 to 12 at predetermined timings. In these routines, the CPU 81 uses the rich operation flag XRICH, the lean operation flag XLEAN, and the recovery operation execution flag XREC similar to those in the first device.

以下、ＣＰＵ８１が実行する各ルーチンについて説明する。
第２装置は、ＣＰＵ８１が、図８に示すフローチャートに代えて図１２に示すフローチャートを実行する点についてのみ、第１装置と相違している。そこで、以下、この相違点を中心として説明を加える。 Hereinafter, each routine executed by the CPU 81 will be described.
The second device is different from the first device only in that the CPU 81 executes the flowchart shown in FIG. 12 instead of the flowchart shown in FIG. Therefore, the following description will be added focusing on this difference.

ＣＰＵ８１は、第１装置と同様、図７のルーチンを所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。すなわち、第２装置は、排気温度Texに基づいて触媒の温度TempCの温度を取得（推定）する。   Similar to the first device, the CPU 81 repeatedly executes the routine of FIG. 7 every time a predetermined time elapses. That is, the second device acquires (estimates) the temperature of the catalyst temperature TempC based on the exhaust gas temperature Tex.

さらに、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に、図１２にフローチャートによって示した「第２最大酸素吸蔵量回復ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得するとともに、取得された最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下である場合、最大酸素吸蔵量を回復させるために如何なる運転を実行するか（すなわち、リッチ運転およびリーン運転のいずれを実行するか）を決定する。   Further, the CPU 81 repeatedly executes the “second maximum oxygen storage amount recovery routine” shown by the flowchart in FIG. 12 every time a predetermined time elapses. The CPU 81 acquires the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by this routine, and performs any operation to recover the maximum oxygen storage amount when the acquired maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than the reference value Cmaxref. (I.e., whether to perform rich operation or lean operation).

図１２に示したルーチンは、「ステップ１２１０が含まれている」点のみにおいて、図８に示したルーチンと相違している。そこで、図１２において図８に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図８のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらステップについての詳細な説明は、適宜省略される。   The routine shown in FIG. 12 is different from the routine shown in FIG. 8 only in that “step 1210 is included”. Therefore, in FIG. 12, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

図１２のルーチンについて具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１２のステップ１２００から処理を開始したとき、上記初期設定仮定に従うと、ステップ８０５〜ステップ８２５を経由してステップ８３０に進む。   Specifically, the routine of FIG. 12 will be described. When the CPU 81 starts processing from step 1200 of FIG. 12 at a predetermined timing, the CPU 81 proceeds to step 830 via step 805 to step 825 according to the initial setting assumption. move on.

ＣＰＵ８１は、ステップ８３０にて、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnow（ステップ８１５にて取得された最大酸素吸蔵量Cmax）が参照値Cmaxrefよりも大きい場合、「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、第１装置と同様、図９〜図１１のルーチンが実行されることによって「通常運転」が行われる。   If the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow (the maximum oxygen storage amount Cmax acquired in step 815) is larger than the reference value Cmaxref in step 830, the CPU 81 determines “Yes” and proceeds to step 1295. This routine is temporarily terminated. In this case, as in the first device, the “normal operation” is performed by executing the routines of FIGS. 9 to 11.

これに対し、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowが参照値Cmaxref以下である場合、ＣＰＵ８１は、図８のステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２１０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１２１０にて、触媒５３の温度TempCが「第３温度T3以上であり且つ第２温度T2以下である温度範囲（T3≦TempC≦T2）」に含まれるか否かを判定する。現時点における触媒の温度TempCがこの温度範囲に「含まれない」場合、ＣＰＵ８１は、ステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、上記同様、ＣＰＵ８１が図９〜図１１に示すルーチンを実行することによって「通常運転」が行われる。   On the other hand, if the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is equal to or less than the reference value Cmaxref, the CPU 81 makes a “No” determination at step 830 in FIG. 8 and proceeds to step 1210. In step 1210, the CPU 81 determines whether or not the temperature TempC of the catalyst 53 is included in the “temperature range that is equal to or higher than the third temperature T3 and equal to or lower than the second temperature T2 (T3 ≦ TempC ≦ T2)”. If the current temperature TempC of the catalyst is “not included” in this temperature range, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1210 to proceed to step 1295 to end the present routine tentatively. In this case, the “normal operation” is performed by the CPU 81 executing the routines shown in FIGS.

このように、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下であっても、触媒の温度TempCが上記温度範囲（T3≦TempC≦T2）に「含まれない」場合、酸素吸蔵量回復運転（リッチ運転およりリーン運転）は行われない。   Thus, even if the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than the reference value Cmaxref, the oxygen storage amount recovery operation is performed when the temperature TempC of the catalyst is not included in the temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2). (Rich driving and lean driving) are not performed.

これに対し、現時点における触媒の温度TempCが上記温度範囲（T3≦TempC≦T2）に「含まれる」場合、ＣＰＵ８１は、図１２のステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８３５〜ステップ８４５を経由してステップ１２９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。これにより、リッチ運転フラグXRICHの値が「１」に設定される（ステップ８４０を参照。）。この場合、第１装置と同様、図９〜図１１に示すルーチンが実行されることによって「リッチ運転」が行われる。   On the other hand, if the current temperature TempC of the catalyst is “included” in the temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2), the CPU 81 determines “Yes” in step 1210 of FIG. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1295 via step 835 to step 845, and once ends this routine. As a result, the value of the rich operation flag XRICH is set to “1” (see step 840). In this case, as in the first device, the “rich operation” is performed by executing the routines shown in FIGS.

このように、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下であり、かつ、触媒の温度TempCが上記温度範囲（T3≦TempC≦T2）に「含まれる」場合、酸素吸蔵量回復運転のうちのリッチ運転が行われる。   As described above, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or lower than the reference value Cmaxref and the temperature TempC of the catalyst is “included” in the temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2), the oxygen storage amount recovery operation is performed. Our rich driving is done.

その後、ＣＰＵ８１は、第１装置と同様に図１２のステップ８０５、ステップ８１０、ステップ８４５およびステップ１２９５の処理を繰り返すことにより、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまでリッチ運転を継続する。そして、ＣＰＵ８１は、リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となると、リッチ運転を中止して通常運転を再開する。   Thereafter, the CPU 81 continues the rich operation until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth by repeating the processing of step 805, step 810, step 845, and step 1295 of FIG. 12 in the same manner as the first device. . When the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth, the CPU 81 stops the rich operation and resumes the normal operation.

次いで、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、リーン運転フラグXLEANの値およびリッチ運転フラグXRICHの値は「０」であり、回復運転実行中フラグXRECの値は「１」であるので、ステップ８０５〜ステップ８２５を経由してステップ８６０に進む。   Next, when the CPU 81 starts processing from step 800 in FIG. 8 at a predetermined timing, the value of the lean operation flag XLEAN and the value of the rich operation flag XRICH are “0”, and the value of the recovery operation execution flag XREC is Since it is “1”, the process proceeds to step 860 via steps 805 to 825.

ＣＰＵ８１は、ステップ８６０にて、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さい」場合、「Ｙｅｓ」と判定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８４０およびステップ８４５を経由してステップ１２９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。これにより、リッチ運転フラグXRICHの値が「１」に設定されるので（ステップ８４０を参照。）、再び「リッチ運転」が行われる。   In step 860, the CPU 81 determines “Yes” when the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is “smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1295 via step 840 and step 845, and once ends this routine. As a result, the value of the rich operation flag XRICH is set to “1” (see step 840), and the “rich operation” is performed again.

このように、ＣＰＵ８１は、第１装置と同様、「リッチ運転を所定の期間だけ行った後、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowとリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldとを比較すること」を繰り返す。そして、リッチ運転が繰り返されることによって最大酸素吸蔵量Cmaxが徐々に減少し、現時点の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」と判定された場合（すなわち、ステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定された場合）、ＣＰＵ８１はステップ８６５に進む。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８６５およびステップ８７０を経由してステップ１２９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。これにより、リーン運転フラグXLEANの値が「１」に設定される（ステップ８６５を参照。）。この場合、第１装置と同様、図９〜図１１に示すルーチンが実行されることによって「リーン運転」が行われる。   As described above, the CPU 81 repeats “compare the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow and the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation after the rich operation is performed for a predetermined period” as in the first device. . Then, when the rich operation is repeated, the maximum oxygen storage amount Cmax gradually decreases, and the current maximum oxygen storage amount Cmaxnow is determined to be “not smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation (that is, If “No” is determined in Step 860), the CPU 81 proceeds to Step 865. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1295 via step 865 and step 870, and once ends this routine. As a result, the value of the lean operation flag XLEAN is set to “1” (see step 865). In this case, as in the first device, the “lean operation” is performed by executing the routines shown in FIGS.

その後、ＣＰＵ８１は、第１装置と同様に図１２のステップ８０５、ステップ８７０およびステップ１２９５の処理を繰り返すことにより、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となるまでリーン運転を継続する。そして、ＣＰＵ８１は、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となると、リーン運転を中止して通常運転を再開する。   After that, the CPU 81 continues the lean operation until the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth by repeating the processing of step 805, step 870, and step 1295 of FIG. 12 in the same manner as the first device. Then, when the lean gas accumulated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold accumulated amount Galsumth, the CPU 81 stops the lean operation and resumes the normal operation.

このように、第２装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxrefよりも大きい場合、「通常運転」を行う。一方、第２装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxが参照値Cmaxref以下であり、かつ、触媒の温度TempCが上記温度範囲（T3≦TempC≦T2）に「含まれる」場合、第１装置と同様の「酸素吸蔵量回復運転」を行う。具体的に述べると、第２装置は、リッチ運転が行われた後の最大酸素吸蔵量Cmaxnowがリッチ運転が行われる前の最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも「小さくない」と判定されるまで、リッチ運転を行う。次いで、第２装置は、そのリッチ運転が行われた後にリーン運転を行う。   As described above, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is larger than the reference value Cmaxref, the second device performs “normal operation”. On the other hand, when the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 is equal to or less than the reference value Cmaxref and the temperature TempC of the catalyst is “included” in the temperature range (T3 ≦ TempC ≦ T2), the second device is the first device. "Oxygen storage amount recovery operation" is performed in the same manner as above. Specifically, the second device is rich until the maximum oxygen storage amount Cmaxnow after the rich operation is performed is determined to be “not smaller” than the maximum oxygen storage amount Cmaxold before the rich operation is performed. Do the driving. Next, the second device performs the lean operation after the rich operation is performed.

その結果、リッチ運転によって出来る限り多量の「酸素吸蔵物質OSMに吸蔵されている硫黄成分」が効率良く触媒成分CCへと移動された後、リーン運転によって「触媒成分CCに吸着している硫黄成分」が効率良く排ガス中に放出されることとなる。第２装置は、この酸素吸蔵量回復運転を「触媒５３の温度TempCが、酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が効率良く触媒成分CCに移動される温度であり且つ触媒成分CC上に存在する硫黄成分が効率良く排ガス中に放出される温度である場合（すなわち、T3≦TempC≦T2である場合）」に行う。したがって、第２装置は、触媒５３に吸着・吸蔵された硫黄成分を効率良く除去することにより、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを効率良く回復（増大）させることができる。   As a result, as much as possible “sulfur component stored in the oxygen storage material OSM” is efficiently transferred to the catalyst component CC by rich operation, and then “sulfur component adsorbed on the catalyst component CC” by lean operation. Is efficiently released into the exhaust gas. The second apparatus performs this oxygen storage amount recovery operation “the temperature TempC of the catalyst 53 is the temperature at which the sulfur component stored in the oxygen storage material OSM is efficiently transferred to the catalyst component CC and exists on the catalyst component CC. When the temperature is such that the sulfur component to be efficiently released into the exhaust gas (that is, when T3 ≦ TempC ≦ T2) ”. Therefore, the second device can efficiently recover (increase) the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 by efficiently removing the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53.

ところで、上述した第１装置および第２装置の説明から明らかなように、リーン運転が行われている期間、リーン運転フラグXLEANの値は「１」に維持されている。そのため、第１装置および第２装置のいずれにおいても、ＣＰＵ８１は、その期間中に図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進むと、ステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定する。よって、リーン運転が行われている期間、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得すること（ステップ８１５）は禁止される。   Incidentally, as is apparent from the description of the first device and the second device described above, the value of the lean operation flag XLEAN is maintained at “1” during the lean operation. Therefore, in both the first device and the second device, when the CPU 81 starts processing from step 800 in FIG. 8 and proceeds to step 805 during the period, the CPU 81 determines “No” in step 805. Therefore, acquiring the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 (step 815) is prohibited during the lean operation.

上記同様、リッチ運転が行われている期間、リッチ運転フラグXRICHの値は「１」に維持されている。そのため、第１装置および第２装置のいずれにおいても、ＣＰＵ８１は、その期間中に図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５を経由してステップ８１０に進むと、ステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定する。よって、リッチ運転が行われている期間、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを取得することは禁止される。   As described above, during the rich operation, the value of the rich operation flag XRICH is maintained at “1”. Therefore, in both the first device and the second device, the CPU 81 starts processing from step 800 in FIG. 8 during the period and proceeds to step 810 via step 805. Is determined. Therefore, it is prohibited to acquire the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 during the rich operation.

これは、最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する際に排ガスの空燃比が変化させられるため（図６を参照。）、最大酸素吸蔵量Cmaxを取得するための空燃比制御によって酸素吸蔵量回復運転（リッチ運転またはリーン運転）が妨げられることを避けるためである。   This is because the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed when the maximum oxygen storage amount Cmax is acquired (see FIG. 6). Therefore, the oxygen storage amount recovery operation (by the air-fuel ratio control for acquiring the maximum oxygen storage amount Cmax) ( This is to avoid hindering (rich operation or lean operation).

なお、酸素吸蔵量回復運転が終了すれば、リッチ運転フラグXRICHの値およびリーン運転フラグXLEANの値は再び「０」に設定されるので（図８のステップ８５０およびステップ８７５、図１２のステップ８５０およびステップ８７５を参照。）、最大酸素吸蔵量Cmaxを取得すること（図８のステップ８１５）が再び可能となる。   When the oxygen storage amount recovery operation ends, the value of the rich operation flag XRICH and the value of the lean operation flag XLEAN are set to “0” again (steps 850 and 875 in FIG. 8, step 850 in FIG. 12). And step 875), the maximum oxygen storage amount Cmax can be obtained again (step 815 in FIG. 8).

＜実施形態の総括＞
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る制御装置（第１装置および第２装置）は、
触媒成分CCと酸素吸蔵物質OSMとを有する触媒５３を備えた内燃機関１０に適用される。 <Summary of Embodiment>
As described above, the control devices (first device and second device) according to each embodiment of the present invention are:
The present invention is applied to the internal combustion engine 10 including the catalyst 53 having the catalyst component CC and the oxygen storage material OSM.

この制御装置は、
前記触媒５３に吸蔵され得る酸素の最大量である最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する最大酸素吸蔵量取得手段（図８および図１２のステップ８１５）を備える。 This controller is
There is provided maximum oxygen storage amount acquisition means (step 815 in FIGS. 8 and 12) for acquiring a maximum oxygen storage amount Cmax that is the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst 53.

さらに、この制御装置は、
前記最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の閾値Cmaxref以下であるとき（図８および図１２のステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定されるとき）、
前記触媒５３に導入されるガスである触媒導入ガスの酸素濃度を「空気と燃料とが理論空燃比にて燃焼したときに生じるガスの酸素濃度である基準酸素濃度（理論空燃比stoichに相当。）」よりもリッチ側の酸素濃度richとするリッチ運転を、「該リッチ運転が行われる前の前記最大酸素吸蔵量である第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldと前記リッチ運転が行われた後の前記最大酸素吸蔵量である第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowとが等しくなるまで」又は「前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで」（図８および図１２のステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定されるまで）行うこと、
および、
「前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldと前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowとが等しくなったとき」又は「前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowが大きくなったとき」に前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度stoichよりもリーン側の酸素濃度leanとするリーン運転を行うこと、
を含む「酸素吸蔵量回復運転」を行う酸素吸蔵量回復手段（図８〜図１２のルーチンを参照。）を備える。 Furthermore, this control device
When the maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than a predetermined threshold value Cmaxref (when determined “No” in step 830 of FIGS. 8 and 12),
The oxygen concentration of the catalyst introduction gas, which is the gas introduced into the catalyst 53, is “a reference oxygen concentration (corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio stoich) which is the oxygen concentration of the gas generated when air and fuel burn at the stoichiometric air-fuel ratio. The rich operation with an oxygen concentration rich on the rich side of “)” is referred to as “the first maximum oxygen storage amount Cmaxold, which is the maximum oxygen storage amount before the rich operation is performed, and the rich operation after the rich operation is performed. Until the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow which is the maximum oxygen storage amount becomes equal to "or until the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount" (steps of FIGS. 8 and 12) Until it is determined “No” at 860),
and,
“When the first maximum oxygen storage amount Cmaxold is equal to the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow” or “when the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow is larger than the first maximum oxygen storage amount Cmaxold” Performing a lean operation in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is leaner than the reference oxygen concentration stoich.
Including oxygen storage amount recovery means (refer to the routines of FIGS. 8 to 12).

具体的に述べると、この制御装置において、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
「前記リッチ運転を所定の期間だけ（リッチガス積算量Garsumが閾値積算量Garsumth以上となるまで）行った後に前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldと前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowとを比較する」ことを、前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldと前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowとが等しいと判定されるまで又は前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowが大きいと判定されるまで繰り返すとともに（図８および図１２のステップ８０５、ステップ８１０およびステップ８４５の処理を繰り返す。）、
前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldと前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowとが等しいと判定された後または前記第１最大酸素吸蔵量Cmaxoldよりも前記第２最大酸素吸蔵量Cmaxnowが大きいと判定された後に（図８および図１２のステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定された後に）前記リーン運転を行うことにより、前記酸素吸蔵量回復運転を行う、ようになっている。 Specifically, in this control device,
The oxygen storage amount recovery means includes
“Comparing the first maximum oxygen storage amount Cmaxold and the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow after performing the rich operation only for a predetermined period (until the rich gas integrated amount Garsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Garsumth)” Until it is determined that the first maximum oxygen storage amount Cmaxold is equal to the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow or the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow is greater than the first maximum oxygen storage amount Cmaxold. (Steps 805, 810, and 845 in FIGS. 8 and 12 are repeated).
After it is determined that the first maximum oxygen storage amount Cmaxold is equal to the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow, or the second maximum oxygen storage amount Cmaxnow is determined to be greater than the first maximum oxygen storage amount Cmaxold. The oxygen storage amount recovery operation is performed by performing the lean operation later (after it is determined as “No” in step 860 of FIGS. 8 and 12).

さらに、第２装置において、
前記触媒５３は、
該触媒５３の温度が「第１温度T1以上第２温度T2以下」であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度stoichよりもリッチ側の酸素濃度richである場合、前記酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分CCに向けて移動し（上記特性（２）を参照。）、
かつ、
該触媒５３の温度が「前記第１温度T1と前記第２温度T2の間の第３温度T3以上」であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度stoichよりもリーン側の酸素濃度leanである場合、前記触媒成分CC上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される（上記特性（３）を参照。）、触媒５３である。 Furthermore, in the second device:
The catalyst 53 is
When the temperature of the catalyst 53 is “the first temperature T1 or more and the second temperature T2 or less” and the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is richer than the reference oxygen concentration stoich, the oxygen storage The sulfur component occluded in the substance OSM moves toward the catalyst component CC (see the characteristic (2) above),
And,
When the temperature of the catalyst 53 is “the third temperature T3 or more between the first temperature T1 and the second temperature T2”, the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is oxygen on the lean side of the reference oxygen concentration stoich. When the concentration is lean, the sulfur component present on the catalyst component CC is released into the catalyst introduction gas (see the above characteristic (3)), and the catalyst 53.

このとき、前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記触媒５３の温度が「前記第３温度T3以上であり且つ前記第２温度T2以下」である場合（図１２のステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合）、前記酸素吸蔵量回復運転を行う、ようになっている。 At this time, the oxygen storage amount recovery means
When the temperature of the catalyst 53 is “the third temperature T3 or more and the second temperature T2 or less” (when it is determined “Yes” in step 1210 of FIG. 12), the oxygen storage amount recovery operation is performed. To do.

換言すると、本発明の各実施形態に係る制御装置は、
触媒成分CCと酸素吸蔵物質OSMとを有する触媒５３であって、触媒導入ガスの酸素濃度が基準酸素濃度stoichよりもリッチ側の酸素濃度richであるときに前記酸素吸蔵物質OSMに吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分CCに向けて移動し、かつ、前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度stoichよりもリーン側の酸素濃度leanであるときに前記触媒成分CC上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される触媒５３、を備えた内燃機関に適用され、
前記触媒５３に吸蔵され得る酸素の最大量である最大酸素吸蔵量Cmaxを取得する最大酸素吸蔵量取得手段（ステップ８１５）と、
前記最大酸素吸蔵量Cmaxが所定の閾値Cmaxref以下であるとき、
前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度stoichよりもリッチ側の酸素濃度richとするリッチ運転を、前記触媒成分CCに移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質OSMから前記触媒成分CCに移動するまで行うこと、および、前記触媒成分CCに移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質OSMから前記触媒成分CCに移動したときに前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度stoichよりもリーン側の酸素濃度leanとするリーン運転を行うこと、を含む酸素吸蔵量回復運転を行う酸素吸蔵量回復手段と、を備えている。 In other words, the control device according to each embodiment of the present invention is:
A catalyst 53 having a catalyst component CC and an oxygen storage material OSM, and sulfur stored in the oxygen storage material OSM when the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is richer than the reference oxygen concentration stoich. The sulfur component present on the catalyst component CC when the component moves toward the catalyst component CC and the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is leaner than the reference oxygen concentration stoich Is applied to an internal combustion engine including a catalyst 53 that is released into the catalyst introduction gas,
Maximum oxygen storage amount acquisition means (step 815) for acquiring a maximum oxygen storage amount Cmax that is the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst 53;
When the maximum oxygen storage amount Cmax is equal to or less than a predetermined threshold Cmaxref,
In the rich operation in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is richer than the reference oxygen concentration stoich, the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component CC is transferred from the oxygen storage material OSM to the catalyst. And the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component CC moves from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC. Oxygen storage amount recovery means for performing an oxygen storage amount recovery operation including performing a lean operation with an oxygen concentration lean that is leaner than the reference oxygen concentration stoich.

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention.

例えば、第１装置および第２装置は、「リッチ運転を繰り返す」ことにより、触媒成分CCに移動可能な最大の量の硫黄成分を酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに移動させるようになっている。しかし、本発明の制御装置におけるリッチ運転は、「触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分を酸素吸蔵物質から触媒成分に移動させる」ことができる運転であればよく、特に制限されない。例えば、本発明の制御装置は、「触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分を酸素吸蔵物質OSMから触媒成分CCに移動させる」ことができるリッチ運転の程度（リッチ運転を行う期間の長さ、触媒導入ガスの酸素濃度）をあらかじめ確認し、そのリッチ運転を「１回のみ」行うように構成され得る。   For example, the first device and the second device move the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component CC from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC by “repeat rich operation”. . However, the rich operation in the control device of the present invention is not particularly limited as long as it is an operation capable of “moving the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component from the oxygen storage material to the catalyst component”. For example, the control device according to the present invention is capable of “the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component is transferred from the oxygen storage material OSM to the catalyst component CC” (the length of the period during which the rich operation is performed). The oxygen concentration of the catalyst introduction gas) is confirmed in advance, and the rich operation can be performed “only once”.

さらに、本発明の制御装置においては、前記酸素吸蔵量回復手段は、「酸素吸蔵量回復運転を行う前」にリーン運転を行う、ように構成され得る。これにより、酸素吸蔵量回復運転が行われる前に触媒成分CC上に存在する硫黄成分が除去されるので、酸素吸蔵量回復運転を行う際により効率良く最大酸素吸蔵量Cmaxが回復され得る。   Furthermore, in the control apparatus of the present invention, the oxygen storage amount recovery means may be configured to perform a lean operation “before performing the oxygen storage amount recovery operation”. Thereby, since the sulfur component existing on the catalyst component CC is removed before the oxygen storage amount recovery operation is performed, the maximum oxygen storage amount Cmax can be recovered more efficiently when the oxygen storage amount recovery operation is performed.

さらに、本発明の制御装置において、酸素吸蔵量回復手段は、最大酸素吸蔵量Cmaxの大きさに応じてリッチ空燃比richおよびリーン空燃比leanを調節するように構成され得る。   Further, in the control device of the present invention, the oxygen storage amount recovery means may be configured to adjust the rich air-fuel ratio rich and the lean air-fuel ratio lean in accordance with the magnitude of the maximum oxygen storage amount Cmax.

例えば、酸素吸蔵量回復手段は、最大酸素吸蔵量Cmaxが小さくなるにつれてリッチ空燃比richが理論空燃比stoichからリッチ側に離れるように（すなわち、排ガスの空燃比が小さくなるように）リッチ空燃比richを調整するように構成され得る。   For example, the oxygen storage amount recovery means is configured so that the rich air-fuel ratio rich departs from the stoichiometric air-fuel ratio stoich to the rich side as the maximum oxygen storage amount Cmax decreases (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas decreases). Can be configured to adjust rich.

具体的に述べると、酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量Cmaxが「第１の値」であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第１酸素濃度が、前記最大酸素吸蔵量Cmaxが前記第１の値よりも大きい第２の値であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第２酸素濃度と同一または前記第２酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度richである、ように構成され得る。 Specifically, the oxygen storage amount recovery means is:
The first oxygen concentration, which is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the rich operation is performed when the maximum oxygen storage amount Cmax is the “first value”, is the maximum oxygen storage amount Cmax. When the rich operation is performed when the second value is greater than the value, the oxygen concentration is the same as the second oxygen concentration that is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas or richer than the second oxygen concentration. Can be configured.

また、例えば、酸素吸蔵量回復手段は、最大酸素吸蔵量Cmaxが大きくなるにつれてリーン空燃比leanが理論空燃比stoichからリーン側に離れるように（すなわち、排ガスの空燃比が大きくなるように）リーン空燃比leanを調整するように構成され得る。   In addition, for example, the oxygen storage amount recovery means is configured so that the lean air-fuel ratio lean moves away from the stoichiometric air-fuel ratio stoich toward the lean side as the maximum oxygen storage amount Cmax increases (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas increases). It may be configured to adjust the air / fuel ratio lean.

具体的に述べると、酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量Cmaxが第３の値であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第３酸素濃度が、前記最大酸素吸蔵量Cmaxが前記第３の値よりも大きい第４の値であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第４酸素濃度と同一または前記第４酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度である、ように構成され得る。 Specifically, the oxygen storage amount recovery means is:
When the maximum oxygen storage amount Cmax is the third value, the third oxygen concentration that is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the lean operation is performed is such that the maximum oxygen storage amount Cmax is greater than the third value. When the lean operation is performed when the fourth value is larger, the oxygen concentration is the same as the oxygen concentration of the catalyst introduction gas or the oxygen concentration on the lean side of the fourth oxygen concentration. Can be configured.

上述したようにリッチ空燃比richまたはリーン空燃比leanが調整されることにより、触媒５３に吸着・吸蔵された硫黄成分がさらに効率良く排除され得る。   As described above, by adjusting the rich air-fuel ratio rich or the lean air-fuel ratio lean, the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53 can be more efficiently removed.

さらに、本発明の制御装置は、触媒５３の温度TempCが活性温度T0よりも低い場合に酸素吸蔵量回復運転を行わない（禁止する）ように構成され得る。これは、触媒５３の温度TempCが活性温度T0よりも低い場合、触媒５３の温度TempCが活性温度T0以上である場合に比べて排ガスの浄化率が小さいためである。   Furthermore, the control device of the present invention can be configured not to perform (prohibit) the oxygen storage amount recovery operation when the temperature TempC of the catalyst 53 is lower than the activation temperature T0. This is because when the temperature TempC of the catalyst 53 is lower than the activation temperature T0, the exhaust gas purification rate is smaller than when the temperature TempC of the catalyst 53 is equal to or higher than the activation temperature T0.

加えて、本発明の制御装置は、リッチ運転を実行する際にスロットル弁開度TAを減少させるとともに、リーン運転を実行する際にスロットル弁開度TAを増大させる、ように構成され得る。これにより、リッチ運転またはリーン運転が実行される際に出力トルクが大きく変動することが抑制され、ドライバビリティが低下することが防がれる。   In addition, the control device of the present invention can be configured to decrease the throttle valve opening TA when executing the rich operation and to increase the throttle valve opening TA when executing the lean operation. Thereby, when the rich operation or the lean operation is executed, the output torque is prevented from greatly fluctuating, and the drivability is prevented from being lowered.

さらに、第１装置および第２装置は、リーンガス積算量Galsumが閾値積算量Galsumth以上となるまでリーン運転を継続するようになっている。しかし、本発明の制御装置は、リーンガス積算量Galsumの大きさにかかわらず、機関１０の運転状態に応じてリーン運転を中止するように構成され得る。例えば、触媒５３の温度TempCが所定温度よりも低い温度となった場合、および、冷却水の温度THWが所定温度よりも低い温度となった場合などにおいて、リーン運転が中止され得る。   Further, the first device and the second device continue the lean operation until the lean gas integrated amount Galsum becomes equal to or greater than the threshold integrated amount Galsumth. However, the control device of the present invention can be configured to stop the lean operation according to the operating state of the engine 10 regardless of the magnitude of the lean gas integrated amount Galsum. For example, the lean operation can be stopped when the temperature TempC of the catalyst 53 is lower than a predetermined temperature, or when the temperature THW of the cooling water is lower than the predetermined temperature.

さらに、第１装置および第２装置は、リッチガス積算量Garsumに基づいてリッチ運転を中止するか否かを判断し、リーンガス積算量Galsumに基づいてリーン運転を中止するか否かを判断するようになっている。しかし、本発明の制御装置は、触媒５３に吸着・吸蔵された硫黄成分の量に関連する所定のパラメータに基づき、リッチ運転およびリーン運転を中止するか否かを判断するように構成され得る。   Further, the first device and the second device determine whether to stop the rich operation based on the rich gas integrated amount Garsum, and determine whether to stop the lean operation based on the lean gas integrated amount Galsum. It has become. However, the control device of the present invention can be configured to determine whether to stop the rich operation and the lean operation based on a predetermined parameter related to the amount of the sulfur component adsorbed and stored in the catalyst 53.

さらに、第１装置および第２装置は、三元触媒を備えた機関（火花点火式機関）に適用されている。しかし、本発明の制御装置は、NOx吸蔵還元触媒を備えた機関（例えば、ディーゼル機関）に適用され得る。   Further, the first device and the second device are applied to an engine (spark ignition type engine) provided with a three-way catalyst. However, the control device of the present invention can be applied to an engine (for example, a diesel engine) provided with a NOx storage reduction catalyst.

さらに、第１装置および第２装置は、１のみの触媒を備えている。しかし、本発明の制御装置は、複数の触媒を備える機関に適用され得る。   Furthermore, the first device and the second device comprise only one catalyst. However, the control device of the present invention can be applied to an engine including a plurality of catalysts.

さらに、第１装置および第２装置は、上流側目標空燃比abyfrをリーン空燃比leanに設定することによってリーン運転を行うようになっている。ここで、本発明の制御装置は、リーン運転として「フューエルカット運転」を行うように構成され得る。   Further, the first device and the second device perform the lean operation by setting the upstream target air-fuel ratio abyfr to the lean air-fuel ratio lean. Here, the control device of the present invention may be configured to perform “fuel cut operation” as the lean operation.

さらに、第１装置および第２装置は、触媒５３の最大酸素吸蔵量Cmaxを上記（１）式および上記（２）式に従って算出している（図５を参照。）。しかし、本発明の制御装置が触媒の最大酸素吸蔵量を取得する方法は、この方法に限定されない。例えば、本発明の制御装置は、触媒に吸着・吸蔵されている硫黄成分の量に基づいて触媒の最大酸素吸蔵量を算出するように構成され得る。   Further, the first device and the second device calculate the maximum oxygen storage amount Cmax of the catalyst 53 according to the above formula (1) and the above formula (2) (see FIG. 5). However, the method by which the control device of the present invention acquires the maximum oxygen storage amount of the catalyst is not limited to this method. For example, the control device of the present invention can be configured to calculate the maximum oxygen storage amount of the catalyst based on the amount of sulfur component adsorbed and stored in the catalyst.

１０…内燃機関、２５…燃焼室、３４…インジェクタ、５２…吸気管、５３…触媒、７６…上流側酸素濃度センサ、７７…下流側酸素濃度センサ、８０…電子制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 25 ... Combustion chamber, 34 ... Injector, 52 ... Intake pipe, 53 ... Catalyst, 76 ... Upstream oxygen concentration sensor, 77 ... Downstream oxygen concentration sensor, 80 ... Electronic control unit

Claims (7)

内燃機関の燃焼室から排出されるガスを浄化する触媒であって、触媒成分と酸素吸蔵物質とを有する触媒、を備えた内燃機関に適用され、
前記触媒に吸蔵され得る酸素の最大量である最大酸素吸蔵量を取得する最大酸素吸蔵量取得手段と、
前記最大酸素吸蔵量が所定の閾値以下であるとき、
前記触媒に導入されるガスである触媒導入ガスの酸素濃度を空気と燃料とが理論空燃比にて燃焼したときに生じるガスの酸素濃度である基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度とするリッチ運転を、該リッチ運転が行われる前の前記最大酸素吸蔵量である第１最大酸素吸蔵量と前記リッチ運転が行われた後の前記最大酸素吸蔵量である第２最大酸素吸蔵量とが等しくなるまで又は前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きくなるまで行うこと、および、前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しくなったとき又は前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きくなったときに前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度とするリーン運転を行うこと、を含む酸素吸蔵量回復運転を行う酸素吸蔵量回復手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化のための制御装置。 A catalyst for purifying a gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine, the catalyst having a catalyst component and an oxygen storage material, and applied to an internal combustion engine comprising:
Maximum oxygen storage amount acquisition means for acquiring a maximum oxygen storage amount that is the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst;
When the maximum oxygen storage amount is below a predetermined threshold,
Rich oxygen concentration of the catalyst introduction gas, which is a gas introduced into the catalyst, is richer than the reference oxygen concentration, which is the oxygen concentration of the gas generated when air and fuel burn at a stoichiometric air-fuel ratio. The first maximum oxygen storage amount that is the maximum oxygen storage amount before the rich operation is performed is equal to the second maximum oxygen storage amount that is the maximum oxygen storage amount after the rich operation is performed. Or until the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount, and when the first maximum oxygen storage amount becomes equal to the second maximum oxygen storage amount, or Performing a lean operation in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is made leaner than the reference oxygen concentration when the second maximum oxygen storage amount becomes larger than the first maximum oxygen storage amount. Include And the oxygen storage amount recovery means for performing elementary storage amount recovery operation,
A control device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine comprising: 請求項１に記載の制御装置において、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記リッチ運転を所定の期間だけ行った後に前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とを比較することを、前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定されるまで又は前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定されるまで繰り返すとともに、前記第１最大酸素吸蔵量と前記第２最大酸素吸蔵量とが等しいと判定された後または前記第１最大酸素吸蔵量よりも前記第２最大酸素吸蔵量が大きいと判定された後に前記リーン運転を行うことにより、前記酸素吸蔵量回復運転を行う、内燃機関の排気浄化のための制御装置。 The control device according to claim 1,
The oxygen storage amount recovery means includes
Comparing the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount after performing the rich operation for a predetermined period of time, the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount are It is repeated until it is determined that they are equal or until it is determined that the second maximum oxygen storage amount is larger than the first maximum oxygen storage amount, and the first maximum oxygen storage amount and the second maximum oxygen storage amount are An internal combustion engine that performs the oxygen storage amount recovery operation by performing the lean operation after it is determined that they are equal or after the second maximum oxygen storage amount is determined to be greater than the first maximum oxygen storage amount. Control device for exhaust purification. 請求項１または請求項２に記載の制御装置において、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記酸素吸蔵量回復運転を行う前に前記リーン運転を行う、内燃機関の排気浄化のための制御装置。 In the control device according to claim 1 or 2,
The oxygen storage amount recovery means includes
A control device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, which performs the lean operation before performing the oxygen storage amount recovery operation. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の制御装置において、
前記触媒が、
該触媒の温度が第１温度以上第２温度以下であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度である場合、前記酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分に向けて移動し、かつ、
該触媒の温度が前記第１温度と前記第２温度の間の第３温度以上であるときに前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度である場合、前記触媒成分上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される、触媒であるとき、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記触媒の温度が前記第３温度以上であり且つ前記第２温度以下である場合に前記酸素吸蔵量回復運転を行う、内燃機関の排気浄化のための制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 3,
The catalyst is
When the catalyst temperature is not lower than the first temperature and not higher than the second temperature and the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is an oxygen concentration richer than the reference oxygen concentration, the sulfur component stored in the oxygen storage material Move toward the catalyst component, and
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than a third temperature between the first temperature and the second temperature, and the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is an oxygen concentration leaner than the reference oxygen concentration, the catalyst When the sulfur component present on the component is a catalyst that is released into the catalyst introduction gas,
The oxygen storage amount recovery means includes
A control device for exhaust purification of an internal combustion engine, which performs the oxygen storage amount recovery operation when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the third temperature and equal to or lower than the second temperature. 請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の制御装置において、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量が第１の値であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第１酸素濃度が、前記最大酸素吸蔵量が前記第１の値よりも大きい第２の値であるときに前記リッチ運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第２酸素濃度と同一または前記第２酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度である、ように構成された内燃機関の排気浄化のための制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 4,
The oxygen storage amount recovery means includes
The first oxygen concentration, which is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the rich operation is performed when the maximum oxygen storage amount is the first value, is greater than the first value. When the rich operation is performed at the second value, the oxygen concentration is the same as the oxygen concentration of the catalyst introduction gas or the oxygen concentration on the richer side than the second oxygen concentration. A control device for exhaust gas purification of an internal combustion engine. 請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載の制御装置において、
前記酸素吸蔵量回復手段は、
前記最大酸素吸蔵量が第３の値であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第３酸素濃度が、前記最大酸素吸蔵量が前記第３の値よりも大きい第４の値であるときに前記リーン運転を行う場合の前記触媒導入ガスの酸素濃度である第４酸素濃度と同一または前記第４酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度である、ように構成された内燃機関の排気浄化のための制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 5,
The oxygen storage amount recovery means includes
The third oxygen concentration, which is the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the lean operation is performed when the maximum oxygen storage amount is the third value, is greater than the third value. The fourth oxygen concentration is the same as the oxygen concentration of the catalyst introduction gas when the lean operation is performed at the fourth value, or the oxygen concentration is leaner than the fourth oxygen concentration. A control device for exhaust gas purification of an internal combustion engine. 内燃機関の燃焼室から排出されるガスを浄化する触媒であって、触媒成分と酸素吸蔵物質とを有し、該触媒に導入されるガスである触媒導入ガスの酸素濃度が空気と燃料とが理論空燃比にて燃焼したときに生じるガスの酸素濃度である基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度であるときに前記酸素吸蔵物質に吸蔵された硫黄成分が前記触媒成分に向けて移動し、かつ、前記触媒導入ガスの酸素濃度が前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度であるときに前記触媒成分上に存在する前記硫黄成分が前記触媒導入ガス中に放出される触媒、
を備えた内燃機関に適用され、
前記触媒に吸蔵され得る酸素の最大量である最大酸素吸蔵量を取得する最大酸素吸蔵量取得手段と、
前記最大酸素吸蔵量が所定の閾値以下であるとき、
前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリッチ側の酸素濃度とするリッチ運転を、前記触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質から前記触媒成分に移動するまで行うこと、および、前記触媒成分に移動可能な最大の量の硫黄成分が前記酸素吸蔵物質から前記触媒成分に移動したときに前記触媒導入ガスの酸素濃度を前記基準酸素濃度よりもリーン側の酸素濃度とするリーン運転を行うこと、を含む酸素吸蔵量回復運転を行う酸素吸蔵量回復手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化のための制御装置。 A catalyst for purifying gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a catalyst component and an oxygen storage material, wherein the oxygen concentration of the catalyst introduction gas, which is a gas introduced into the catalyst, is such that air and fuel The sulfur component stored in the oxygen storage material moves toward the catalyst component when the oxygen concentration is richer than the reference oxygen concentration that is the oxygen concentration of the gas generated when burning at the stoichiometric air-fuel ratio, And a catalyst from which the sulfur component present on the catalyst component is released into the catalyst introduction gas when the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is an oxygen concentration leaner than the reference oxygen concentration,
Applied to an internal combustion engine with
Maximum oxygen storage amount acquisition means for acquiring a maximum oxygen storage amount that is the maximum amount of oxygen that can be stored in the catalyst;
When the maximum oxygen storage amount is below a predetermined threshold,
In the rich operation in which the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is richer than the reference oxygen concentration, the maximum amount of sulfur component that can be transferred to the catalyst component is transferred from the oxygen storage material to the catalyst component. And when the maximum amount of sulfur component that can move to the catalyst component moves from the oxygen storage material to the catalyst component, the oxygen concentration of the catalyst introduction gas is leaner than the reference oxygen concentration. Oxygen storage amount recovery means for performing oxygen storage amount recovery operation, including performing lean operation with oxygen concentration;
A control device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine comprising:
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