CN103987933A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置，在排气通路(40)上具备催化剂(45)，该催化剂具有活性元素和担载该活性元素的复合氧化物，在催化剂温度为规定固溶温度以上且催化剂的内部气氛为氧化气氛时，活性元素固溶于复合氧化物，在催化剂温度为规定析出温度以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时，活性元素从复合氧化物析出。在本发明中，在催化剂温度为执行禁止温度以上时禁止燃料供给停止控制的执行的情况下，在催化剂的使用程度为规定程度以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度，在催化剂温度为执行允许温度以上时允许燃料供给增量控制的执行的情况下，在催化剂的使用程度为规定程度以下的期间，将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

对从内燃机的燃烧室排出的废气中的成分进行净化的催化剂在专利文献1中有记载。该催化剂具有活性元素(即，用于使废气中的成分的氧化反应或还原反应活化的元素)、由担载该活性元素的复合氧化物构成的复合氧化物。而且，该催化剂具有在其内部气氛为氧化气氛时活性元素固溶在复合氧化物内，在其内部气氛为还原气氛时活性元素从复合氧化物析出的性质。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/096575号

专利文献2：日本特开2006-183624号公报

专利文献3：日本特开2008-12480号公报

专利文献4：日本特开2005-66559号公报

专利文献5：日本特开2008-51063号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，催化剂净化能力(即，对废气中的成分进行净化的催化剂的能力)根据以催化剂使用时间(即，催化剂使用于废气中的成分的净化的时间的总计)等为代表的催化剂使用程度而变化。因此，为了使内燃机发挥所期望的性能，需要考虑这样的催化剂净化能力的变化来进行内燃机控制(即，与内燃机相关的控制)，或者需要考虑这样的催化剂净化能力的变化来构筑使用于内燃机控制的控制逻辑。然而，这样的内燃机控制的执行或这样的控制逻辑的构筑可以说比较烦杂。

因此，本发明的目的在于提供一种能够比较简便地进行内燃机控制，并且，能够比较容易地构筑使用于内燃机控制的控制逻辑并且能够使催化剂发挥所期望的净化能力的内燃机的排气净化装置。

解决方案

用于实现上述目的的本申请的发明涉及一种内燃机的排气净化装置，在排气通路具备对废气中的成分进行净化的催化剂，该催化剂具有对废气中的成分的氧化反应或还原反应进行活化的活性元素和担载该活性元素的复合氧化物，在所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的规定固溶温度以上且所述催化剂的内部气氛为氧化气氛时，所述活性元素固溶于所述复合氧化物，在所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的规定析出温度以上且所述催化剂的内部气氛为还原气氛时，所述活性元素从所述复合氧化物析出。

并且，在本发明中，在所述内燃机能够执行使燃料向燃烧室的供给停止的燃料供给停止控制，并且所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的执行禁止温度以上时禁止所述燃料供给停止控制的执行且所述催化剂的温度比所述执行禁止温度低时允许所述燃料供给停止控制的执行的情况下，在所述催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间将所述执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。

或者，在本发明中，在所述内燃机能够执行使燃料向燃烧室的供给量相比基准量增加的燃料供给增量控制，并且在所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的执行允许温度以上时允许所述燃料供给增量控制的执行且所述催化剂的温度比所述执行允许温度低时禁止所述燃料供给增量控制的执行的情况下，在所述催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间将所述执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。

根据本发明，能得到以下的效果。即，当执行燃料供给停止控制时，催化剂流入排气空燃比(即，向催化剂流入的废气的空燃比)成为比理论空燃比稀的空燃比，其结果是，催化剂的内部气氛成为氧化气氛。这种情况下，若催化剂温度比较高，则产生复合氧化物的凝聚，其结果是，催化剂净化能力变化。另一方面，当执行燃料供给增量控制时，催化剂流入排气空燃比成为比理论空燃比浓的空燃比，其结果是，催化剂的内部气氛成为还原气氛。在此，在催化剂温度成为规定析出温度以上，催化剂具有催化剂温度为规定析出温度以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时活性元素从复合氧化物析出这样的性质的情况下，产生活性元素从复合氧化物的析出。因此，析出活性元素(即，从复合氧化物析出的活性元素)的量发生变化，其结果是，催化剂净化能力发生变化。

另一方面，为了使内燃机发挥所期望的性能，在考虑了内燃机运转中的催化剂净化能力的变化的基础上为了能够使内燃机发挥所期望的性能，需要构筑内燃机控制使用的控制逻辑，并进行内燃机控制。然而，在因燃料供给停止控制的执行或燃料供给增量控制的执行而催化剂净化能力发生变化的情况下，如上述那样构筑控制逻辑或进行内燃机控制可以说非常烦杂。而且，在催化剂的使用程度比较小的期间，由于催化剂的劣化未发展，因此无需为了使催化剂发挥所期望的净化能力而增大决定催化剂净化能力的析出活性元素的量。因此，在催化剂的使用程度比较小的期间，可以说优选尽量使析出活性元素的量不变化。

在此，在本发明中，在能够执行燃料供给停止控制，并且在催化剂温度为执行禁止温度以上时禁止燃料供给停止控制的执行且催化剂温度比执行禁止温度低时允许燃料供给停止控制的执行的情况下，在催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间(即，催化剂的使用程度比较小的期间)将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。由此，燃料供给停止控制的执行机会减少，因此产生复合氧化物的凝聚的机会少，其结果是，催化剂净化能力的变化小。

另一方面，在本发明中，在能够执行燃料供给增量控制，并且催化剂温度为执行允许温度以上时允许燃料供给增量控制的执行且催化剂温度比执行允许温度低时禁止燃料供给增量控制的执行的情况下，在催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间(即，在催化剂的使用程度比较小的期间)将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。由此，燃料供给增量控制的执行机会减少，因此析出活性元素的量的变化小，其结果是，催化剂净化能力的变化也小。

如此，在本发明中，在催化剂的使用程度比较小的期间，催化剂净化能力的变化小，因此容易假定内燃机运转中的催化剂净化能力。因此，根据本发明，能得到如下效果：能够在催化剂的使用程度比较小的期间比较容易地构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，并且，在催化剂的使用程度比较小的期间，能够比较简便地进行内燃机控制且能够使催化剂发挥所期望的净化能力。

另外，在本申请的另一发明中，以上述发明为基础，在所述内燃机能够执行所述燃料供给停止控制的情况下，将所述预先确定的程度称为第一程度时，在所述催化剂的使用程度比所述第一程度大且为第二程度以下的期间将所述执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度，所述第二程度是比该第一程度大的预先确定的程度。

根据本发明，能得到以下的效果。即，在本发明中，在催化剂的使用程度比第一程度大且为第二程度以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度。由此，燃料供给停止控制的执行机会增多，因此能促进复合氧化物的凝聚。因此，得到能够使活性元素的析出速度下降这样的效果。需要说明的是，在得到这样效果的情况下，例如，在将活性元素固溶度(即，活性元素中的固溶于复合氧化物的活性元素的比例)控制成目标固溶度(即，作为目标的活性元素固溶度)的情况下，得到容易将活性元素固溶度控制成目标固溶度的效果。

另外，在本申请的又一发明中，以上述发明为基础，在所述内燃机能够执行所述燃料供给停止控制的情况下，所述催化剂的使用程度变得比所述第二程度大之后，将向所述催化剂流入的废气的空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，或将向所述催化剂流入的废气的空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，以将表示所述活性元素中的固溶于所述复合氧化物的活性元素的比例的活性元素固溶度控制成作为目标的活性元素固溶度即目标固溶度。

根据本发明，能得到以下的效果。在内燃机运转中，催化剂温度成为规定固溶温度以上或成为规定析出温度。另一方面，即使将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比，有时也暂时性地催化剂流入排气空燃比变得比理论空燃比稀或比理论空燃比浓。在此，若在催化剂温度成为规定固溶温度以上时催化剂流入排气空燃比成为比理论空燃比稀的空燃比，则催化剂的内部气氛成为氧化气氛，因此在具有催化剂温度为规定固溶温度以上且催化剂的内部气氛为氧化气氛时活性元素固溶于复合氧化物的性质的情况下，产生活性元素向复合氧化物的固溶。另一方面，若在催化剂温度成为规定析出温度以上时催化剂流入排气空燃比成为比理论空燃比浓的空燃比，则催化剂的内部气氛成为还原气氛，因此在具有催化剂温度为规定析出温度以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时活性元素从复合氧化物析出的性质的情况下，产生活性元素从复合氧化物的析出。即，由内燃机运转中的催化剂温度的变化及催化剂流入排气空燃比的变化引起而析出活性元素的量变化，进而，催化剂净化能力变化。而且，当活性元素使用程度(即，活性元素使用于废气中的成分的活化的程度)增大时，有时活性元素劣化，其结果是，有时活性元素的活性能力(即，提高废气中的成分的氧化反应活性或还原反应活性的活性元素的能力)下降。换言之，当催化剂的使用程度增大时，有时催化剂净化能力会下降。这样，由内燃机运转中的活性元素的活性能力的变化引起而催化剂净化能力也发生变化。

因此，为了使内燃机发挥所期望的性能，在考虑了内燃机运转中的催化剂净化能力的变化的基础上为了使内燃机发挥所期望的性能，需要构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，并进行内燃机控制。然而，内燃机运转中的催化剂净化能力的变化根据内燃机运转的方式及催化剂使用程度而存在各种，因此如上述那样构筑控制逻辑或进行内燃机控制的情况可以说非常烦杂。另一方面，若无论内燃机运转的方式及催化剂使用程度如何而假定催化剂净化能力的变化的话，则能够比较容易地构筑控制逻辑，能够比较简便地进行内燃机控制。

在此，在本发明中，在催化剂的使用程度变得比较大之后(即，催化剂的使用程度变得比第二程度大之后)，为了将活性元素固溶度控制成目标固溶度，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，或将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比。因此，若在将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比时催化剂温度为规定固溶温度以上，则析出活性元素固溶于复合氧化物，其结果是，活性元素固溶度增大。另一方面，若在将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比时催化剂温度为规定析出温度以上，则催化剂的内部气氛成为还原气氛，因此固溶活性元素从复合氧化物析出，其结果是，活性元素固溶度减小。即，根据活性元素固溶度比目标固溶度大还是小而适当地控制流入排气空燃比，由此将活性元素固溶度控制成目标固溶度。并且，由此，将析出活性元素的量维持为恒定，因此容易假定内燃机运转中的催化剂净化能力。因此，根据本发明，能得到如下效果：在催化剂的使用程度变得比较大之后能够比较容易地构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，而且，即使在催化剂的使用程度变得比较大之后，也能够比较简便地进行内燃机控制，并且能够使催化剂发挥所期望的净化能力。

需要说明的是，在上述发明中，规定固溶温度与规定析出温度可以为彼此相等的温度，也可以为互不相同的温度。而且，在上述发明中，目标固溶度可以无论条件如何而为恒定，也可以根据条件而变更。而且，在上述发明中，活性元素固溶度可以是通过任意的方法得到的活性元素固溶度，例如，可以是通过检测活性元素固溶度的传感器检测的活性元素固溶度，也可以是基于与内燃机相关的各种参数而算出的活性元素固溶度。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式的排气净化装置的内燃机的图。

图2(A)是表示上游侧空燃比传感器的输出特性的图，图2(B)是表示下游侧空燃比传感器的输出特性的图。

图3是表示在第一实施方式的内燃机运转中为了取得基准节气门开度而利用的映射的图。

图4是表示执行第一实施方式的FC控制的例程的一例的图。

图5是表示执行第二实施方式的增量控制的例程的一例的图。

图6是表示执行第三实施方式的FC控制的例程的一例的图。

图7是表示执行第四实施方式的固溶度控制的例程的一例的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。具备本发明的第一实施方式的排气净化装置的内燃机如图1所示。图1所示的内燃机是火花点火式的内燃机(所谓汽油发动机)。在图1中，11表示燃料喷射阀，12表示燃烧室，13表示活塞，14表示连杆，15表示曲轴，16表示曲轴位置传感器，17表示点火栓，18表示进气阀，20表示内燃机的主体，22表示排气阀，80表示油门踏板，81表示油门踏板踏入量传感器。需要说明的是，图1中仅示出1个燃烧室12，但是内燃机10具备多个燃烧室(例如，4个燃烧室、或6个燃烧室、或8个燃烧室)。

另外，在图1中，30表示进气通路，31表示进气口，32表示进气歧管，33表示稳压箱，34表示进气管，35表示节气门，36表示用于驱动节气门35的促动器，37表示空气流量计，38表示空气滤清器，40表示排气通路，41表示排气口，42表示排气歧管，43表示排气管，44表示催化剂转换器，46表示空燃比传感器，47表示温度传感器，48表示空燃比传感器。需要说明的是，进气通路30由进气口31、进气歧管32、稳压箱33及进气管34构成。另一方面，排气通路40由排气口41、排气歧管42及排气管43构成。

电子控制装置90由微型计算机构成。而且，电子控制装置90具有CPU(微型处理器)91、ROM(只读存储器)92、RAM(随机存取存储器)93、备用RAM94及接口95。上述CPU91、ROM92、RAM93、备用RAM94及接口95通过双向总线而相互连接。

接下来，更详细地说明上述的内燃机的各构成要素。需要说明的是，在以下的说明中，“目标燃料喷射时机”表示“作为从燃料喷射阀喷射燃料的时机而设为目标的时机”，“目标燃料喷射量”表示“作为从燃料喷射阀喷射的燃料的量而设为目标的量”，“混合气”表示“在燃烧室内形成的空气与燃料混合的气体”，“目标点火时机”表示“作为通过点火栓向混合气中的燃料进行点火的时机而设为目标的时机”，“内燃机转速”表示“内燃机的转速”，“节气门开度”表示“节气门的开度”，“目标节气门开度”表示“作为节气门开度而设为目标的开度”，“吸入空气量”表示“向燃烧室吸入的空气的量”，“油门踏板踏入量”表示“油门踏板的踏入量”，“要求内燃机转矩”表示“作为从内燃机输出的转矩而被要求的转矩”。

燃料喷射阀11以其燃料喷射孔向燃烧室12内露出的方式安装于内燃机的主体20。而且，燃料喷射阀11与电子控制装置90的接口95电连接。电子控制装置90在目标燃料喷射时机将用于使燃料喷射阀11喷射目标燃料喷射量的燃料的指令信号向燃料喷射阀11供给。当从电子控制装置90向燃料喷射阀11供给指令信号时，燃料喷射阀11向燃烧室12内直接喷射燃料。

点火栓17以其放电电极向燃烧室12内露出的方式安装于内燃机的主体20。而且，点火栓17与电子控制装置90的接口95电连接。电子控制装置90在目标点火时机将用于使点火栓17产生火花的指令信号向点火栓17供给。当从电子控制装置90向点火栓17供给指令信号时，点火栓17对燃烧室12内的燃料进行点火。需要说明的是，当燃烧室12内的燃料由点火栓17点火时，燃烧室12内的燃料燃烧，并经由活塞13及连杆14向曲轴15输出转矩。

曲轴位置传感器16配置在内燃机的输出轴即曲轴15附近。而且，曲轴位置传感器16与电子控制装置90的接口95电连接。曲轴位置传感器16输出与曲轴15的旋转相位对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值来算出内燃机转速。

进气歧管32在其一端分支成多个管，这些分支的管分别与对应的进气口31连接。而且，进气歧管32在其另一端与稳压箱33的一端连接。稳压箱33在其另一端与进气管34的一端连接。

节气门35配置于进气管34。在节气门35上连接有用于变更其开度的促动器(以下将该促动器称为“节气门促动器”)36。节气门促动器36与电子控制装置90的接口95电连接。电子控制装置90为了将节气门开度控制成目标节气门开度而将用于驱动节气门促动器36的控制信号向节气门促动器36供给。需要说明的是，当节气门开度被变更时，配置有节气门35的区域中的进气管34内的流路面积改变。由此，通过节气门35的空气的量改变，进而，向燃烧室吸入的空气的量改变。

空气流量计37在比节气门35靠上游处配置于进气管34。而且，空气流量计37与电子控制装置90的接口95电连接。空气流量计37输出与通过此处的空气的量对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值来算出通过空气流量计37的空气的量，进而算出吸入空气量。

空气滤清器38在比空气流量计37靠上游处配置于进气管34。

排气歧管42在其一端分支成多个管，这些分支的管分别与对应的排气口41连接。而且，排气歧管42在其另一端与排气管43的一端连接。排气管43在其另一端向外部空气敞开。

催化剂转换器44配置于排气通路40(更具体而言为排气管43)。而且，催化剂转换器44在其内部收容有催化剂45。该催化剂45在其温度为特定的温度(所谓活性温度)以上时，能够以规定的净化率对向该催化剂流入的废气中的特定的成分进行净化。更具体而言，催化剂45具有活性元素和复合氧化物。

复合氧化物担载活性元素。而且，复合氧化物具有在该复合氧化物周边的气氛(即，催化剂的内部气氛)为氧化气氛时通过吸收或吸藏氧而进行保持，并且在该复合氧化物周边的气氛为还原气氛时将该复合氧化物保持的氧放出的能力(以下将该能力称为“氧保持放出能力”)。

活性元素是具有使向催化剂流入的废气中的上述特定的成分的氧化反应及还原反应中的至少一方、或上述氧化反应及还原反应双方活化的性质的元素。而且，活性元素具有在催化剂的温度(以下，将催化剂的温度称为“催化剂温度”)为某温度(以下将该温度称为“规定固溶温度”)以上且催化剂的内部气氛为氧化气氛时固溶于复合氧化物，在催化剂温度为某温度(以下将该温度称为“催化剂析出温度”)以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时从复合氧化物析出的性质。因此，复合氧化物是由具有在催化剂温度为规定固溶温度且催化剂的内部气氛为氧化气氛时使活性元素固溶，在催化剂温度为催化剂析出温度以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时使活性元素析出的性质的材料构成的复合氧化物。因此，在第一实施方式的催化剂中，在催化剂温度为规定固溶温度以上时向催化剂流入的废气的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比时，从复合氧化物析出的活性元素向复合氧化物固溶，在催化剂温度为规定析出温度以上时向催化剂流入的废气的空燃比是比理论空燃比浓的空燃比时，固溶于复合氧化物的活性元素从复合氧化物析出。

另外，催化剂45是在向其流入的废气的空燃比为理论空燃比时能够以高净化率将废气中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、及未燃烃(HC)同时净化的所谓三元催化剂。需要说明的是，废气的空燃比表示向燃烧室12吸入的空气的量相对于向燃烧室12供给的燃料的量之比。

需要说明的是，活性元素只要是具有如上述那样固溶于复合氧化物且如上述那样从复合氧化物析出的性质的元素即可，可以是任意的元素，例如为铑(Rh)。而且，构成复合氧化物的材料只要是具有如上述那样使活性元素固溶且如上述那样使活性元素析出的性质的材料即可，可以是任意的材料，是具有尖晶石结构的MgAlO₄、具有钙钛矿结构的MAl₂O₃(在此，M为金属)等复合氧化物。

空燃比传感器(以下也称为“上游侧空燃比传感器”)46安装在比催化剂45靠上游的排气通路40上。而且，空燃比传感器46与电子控制装置90的接口95电连接。空燃比传感器46输出与来到此处的废气的空燃比对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值来算出来到空燃比传感器46的废气的空燃比。因此，空燃比传感器46可以说是检测来到此处的废气的空燃比的传感器。需要说明的是，空燃比传感器46只要是检测来到此处的废气的空燃比的传感器即可，没有限制为特定的传感器，例如，作为空燃比传感器46，可以采用具有图2(A)所示的输出特性的所谓极限电流式的氧浓度传感器。如图2(A)所示，该氧浓度传感器在来到此处的废气的空燃比越大时输出越大的电流值作为输出值。

空燃比传感器(以下也称为“下游侧空燃比传感器”)48安装在比催化剂45靠下游的排气通路40上。而且，空燃比传感器48与电子控制装置90的接口95电连接。空燃比传感器48输出与来到此处的废气的空燃比对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值而算出来到空燃比传感器48的废气的空燃比。因此，空燃比传感器48可以说是检测来到此处的废气的空燃比的传感器。需要说明的是，空燃比传感器48只要是检测来到此处的废气的空燃比的传感器即可，没有限制为特定的传感器，例如，作为空燃比传感器48，可以采用具有图2(B)所示的输出特性的所谓电动势式的氧浓度传感器。如图2(B)所示，该氧浓度传感器在来到此处的废气的空燃比比理论空燃比浓时，输出比较大的恒定的电压值作为输出值，在来到此处的废气的空燃比比理论空燃比稀时，输出比较小的恒定的电压值作为输出值。并且，该氧浓度传感器在来到此处的废气的空燃比为理论空燃比时，输出上述比较大的恒定的电压值与上述比较小的恒定的电压值的中间的电压值作为输出值。因此，该氧浓度传感器的输出值在来到此处的废气的空燃比从比理论空燃比浓的空燃比向比理论空燃比稀的空燃比变化时，从上述比较大的恒定的电压值经由上述中间的电压值而一下子减小到上述比较小的恒定的电压值。另一方面，该氧浓度传感器的输出值在来到此处的废气的空燃比从比理论空燃比稀的空燃比向比理论空燃比浓的空燃比变化时，从上述比较小的恒定的电压值经由上述中间的电压值而一下子增大到上述比较大的恒定的电压值。

温度传感器47安装于催化剂转换器44。而且，温度传感器47与电子控制装置90的接口95电连接。温度传感器47输出与催化剂45的温度对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值来算出催化剂45的温度。因此，温度传感器47可以说是检测催化剂45的温度的传感器。

油门踏板踏入量传感器81与油门踏板80连接。而且，油门踏板踏入量传感器81与电子控制装置90的接口95电连接。油门踏板踏入量传感器81输出与油门踏板80的踏入量对应的输出值。该输出值向电子控制装置90输入。电子控制装置90基于该输出值而算出油门踏板80的踏入量，进而算出要求内燃机转矩。

接下来，说明第一实施方式的空燃比控制。需要说明的是，在以下的说明中，“内燃机运转状态”表示“内燃机的运转状态”，“燃料喷射量”表示“从燃料喷射阀喷射的燃料的量”，“目标空燃比”表示“作为混合气的空燃比而设为目标的空燃比”，“上游侧检测空燃比”表示“由上游侧空燃比传感器检测的废气的空燃比”，“下游侧检测空燃比”表示“由下游侧空燃比传感器检测的废气的空燃比”。

在第一实施方式中，根据内燃机运转状态通过实验等预先求出最优的节气门开度。并且，上述求出的节气门开度如图3所示那样以内燃机转速NE与要求内燃机转矩TQ的函数的映射的方式作为基准节气门开度Dthb而存储于电子控制装置。并且，在内燃机运转中，根据图3的映射取得与其各时刻的内燃机转速NE及要求内燃机转矩TQ对应的基准节气门开度Dthb。并且，将如此取得的基准节气门开度Dthb设定为目标节气门开度。

另外，在第一实施方式中，按照下式1来算出基准燃料喷射量Qb，按照下式2来算出目标燃料喷射量Qt，并将如此算出的目标燃料喷射量设定为目标燃料喷射量。需要说明的是，在下式1中，“Ga”是“吸入空气量”，“NE”是“内燃机转速”，“Aft”是“目标空燃比”，在下式2中，“Qb”是“按照式1算出的基准燃料喷射量”，“Kf”是“校正系数”。需要说明的是，在第一实施方式的空燃比控制中，目标空燃比设定为理论空燃比。

Qb＝(Ga/NE)×(1/AFt)…(1)

Qt＝Qb×Kf…(2)

需要说明的是，上式2的校正系数Kf如下设定。即，在上游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间(即，上游侧检测空燃比是比理论空燃比稀的空燃比，因此，混合气的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比的期间)，校正系数Kf每隔比较小的恒定值(以下将该值称为“恒定增大值”)逐渐地增大。由此，目标燃料喷射量逐渐增量，因此混合气的空燃比逐渐减小而接近于理论空燃比。另一方面，在上游侧检测空燃比是小于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间(即，上游侧检测空燃比是比理论空燃比浓的空燃比，因此，混合气的空燃比是比理论空燃比浓的空燃比的期间)，校正系数Kf每隔比较小的恒定值(以下将该值称为“恒定减少值”)逐渐地减小。由此，目标燃料喷射量逐渐减量，因此混合气的空燃比逐渐增大而接近理论空燃比。

另外，在上游侧检测空燃比从大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比向小于理论空燃比的空燃比变化时(即，上游侧检测空燃比从比理论空燃比稀的空燃比向比理论空燃比浓的空燃比变化，因此，混合气的空燃比从比理论空燃比稀的空燃比向比理论空燃比浓的空燃比变化时)，校正系数Kf减小比较大的值(以下将该值称为“跳跃减少值”)。由此，目标燃料喷射量一下子减量，因此混合气的空燃比一下子增大而一下子接近理论空燃比(＝目标空燃比)。另一方面，上游侧检测空燃比从小于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比向大于理论空燃比的空燃比变化时(即，上游侧检测空燃比从比理论空燃比浓的空燃比向比理论空燃比稀的空燃比变化，因此，混合气的空燃比从比理论空燃比浓的空燃比向比理论空燃比稀的空燃比变化时)，校正系数Kf增大比较大的值(以下将该值称为“跳跃增大值”)。由此，目标燃料喷射量一下子增量，因此混合气的空燃比一下子减小而一下子接近理论空燃比(＝目标空燃比)。

需要说明的是，在第一实施方式的空燃比控制中使用的跳跃减少值及跳跃增大值如下设定。即，在下游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间(即，下游侧检测空燃比是比理论空燃比稀的空燃比的期间)，跳跃增大值每隔比较小的恒定值(以下将该值称为“规定校正值”)增大。另一方面，在下游侧检测空燃比是小于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间(即，下游侧检测空燃比是比理论空燃比浓的空燃比的期间)，跳跃增大值每隔上述规定校正值地减小。并且，通过从至少零以上的预先确定的值(以下将该值称为“参照值”)减去如上述那样算出的跳跃增大值来算出跳跃减少值。需要说明的是，在如上述那样算出的跳跃增大值小于参照值时，跳跃增大值设定为参照值(即，将跳跃增大值保护为参照值)。

需要说明的是，在第一实施方式的空燃比控制中，在上游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间，校正系数每隔恒定增大值地逐渐增大，并且在上游侧检测空燃比是小于理论空燃比的空燃比的期间，校正系数每隔恒定减少值地逐渐减小。然而，可以将其取代，而在上游侧检测空燃比是理论空燃比(＝目标空燃比)以上的空燃比的期间，每隔恒定增大值地逐渐增大校正系数，并且在上游侧检测空燃比是小于理论空燃比的空燃比的期间，每隔恒定减少值地逐渐减小校正系数，也可以是在上游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间，每隔恒定增大值地逐渐增大校正系数，并且在上游侧检测空燃比是理论空燃比以下的空燃比的期间，每隔恒定减少值地逐渐减小校正系数。

另外，在第一实施方式的空燃比控制中，在上游侧检测空燃比从大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比向小于理论空燃比的空燃比变化时，校正系数减小跳跃减少值，并且在上游侧检测空燃比从小于理论空燃比的空燃比向大于理论空燃比的空燃比变化时，校正系数增大跳跃增大值。然而，可以将其取代，而在上游侧检测空燃比从理论空燃比(＝目标空燃比)以上的空燃比向小于理论空燃比的空燃比变化时，将校正系数减小跳跃减少值，并且在上游侧检测空燃比从小于理论空燃比的空燃比向理论空燃比以上的空燃比变化时，将校正系数增大跳跃增大值，也可以在上游侧检测空燃比从大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比向理论空燃比以下的空燃比变化时，将校正系数减小跳跃减少值，并且在上游侧检测空燃比从理论空燃比以下的空燃比向大于理论空燃比的空燃比变化时，将校正系数增大跳跃增大值。

另外，在第一实施方式的空燃比控制中，在下游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间，跳跃增大值每隔规定校正值地增大，并且在下游侧检测空燃比是小于理论空燃比的空燃比的期间，跳跃增大值每隔规定校正值地减小。然而，可以将其取代，而在下游侧检测空燃比为理论空燃比(＝目标空燃比)以上的空燃比的期间，每隔规定校正值地增大跳跃增大值，并且在下游侧检测空燃比是小于理论空燃比的空燃比的期间，每隔规定校正值地减小跳跃增大值，也可以在下游侧检测空燃比是大于理论空燃比(＝目标空燃比)的空燃比的期间，每隔规定校正值地增大跳跃增大值，并且在下游侧检测空燃比是理论空燃比以下的空燃比的期间，每隔规定校正值地减小跳跃增大值。

接下来，说明第一实施方式的节气门的控制。在第一实施方式中，在内燃机运转中，算出为了使节气门以如上述那样设定的目标节气门开度开阀而应向节气门促动器供给的控制信号。并且，将如此算出的控制信号向节气门促动器供给。由此，使节气门以目标节气门开度开阀。

接下来，说明第一实施方式的燃料喷射阀的控制。在第一实施方式中，内燃机运转中，算出为了从燃料喷射阀喷射如上述那样设定的目标燃料喷射量的燃料而应向燃料喷射阀供给的指令信号，并且设定目标燃料喷射时机(关于该目标燃料喷射时机的设定在后面叙述)。并且，如此算出的指令信号在上述设定的目标燃料喷射时机向燃料喷射阀供给。由此，将目标燃料喷射量的燃料在目标燃料喷射时机从燃料喷射阀喷射。

然而，第一实施方式的内燃机能够执行停止燃料向燃烧室的供给的燃料供给停止控制，即，使来自燃料喷射阀的燃料喷射量为零的所谓燃料切断控制。接下来，对该控制进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“FC控制”表示“燃料供给停止控制”，“催化剂使用程度”表示“新的催化剂设于内燃机后该催化剂使用于废气中的成分的净化的程度”。

在第一实施方式中，在催化剂温度为预先确定的温度(以下将该温度称为“执行禁止温度”)以上时，禁止FC控制的执行，在催化剂温度比执行禁止温度低时，允许FC控制的执行。并且，在催化剂温度比执行禁止温度低，因此允许FC控制的执行时，即特定的条件成立时，执行FC控制。

在此，在第一实施方式中，在催化剂使用程度为预先确定的程度(以下将该程度称为“第一程度”)以下的期间(即，催化剂使用程度比较小的期间)，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。需要说明的是，在此的基准温度是指在催化剂使用程度比较大之后作为执行禁止温度而采用的温度。

根据第一实施方式，得到以下的效果。即，当执行FC控制时，催化剂流入排气空燃比(即，向催化剂流入的废气的空燃比)成为比理论空燃比稀的空燃比，其结果是，催化剂的内部气氛成为氧化气氛。这种情况下，当催化剂温度比较高时，产生复合氧化物的凝聚。因此，催化剂净化能力变化。

另一方面，为了使内燃机发挥所期望的性能，在考虑了内燃机运转中的催化剂净化能力的变化的基础上为了能够使内燃机发挥所期望的性能，需要构筑使用于内燃机控制(即，与内燃机相关的控制)的控制逻辑，并进行内燃机控制。然而，在因FC控制的执行而催化剂净化能力产生变化时，如上述那样构筑控制逻辑或进行内燃机控制的情况可以说非常烦杂。

在此，在第一实施方式中，在催化剂使用程度为第一程度以下的期间(即，催化剂的使用程度比较小的期间)，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。由此，FC控制的执行机会减少，因此复合氧化物的凝聚产生的机会少，其结果是，催化剂净化能力的变化小。

如此，在第一实施方式中，在催化剂使用程度比较小的期间，根据催化剂净化能力的变化小的情况，容易假定内燃机运转中的催化剂净化能力。因此，根据第一实施方式，能得到如下效果：在催化剂使用程度比较小的期间，能够比较容易地构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，并且，在催化剂使用程度比较小的期间，能够比较简便地进行内燃机控制，并且能够使催化剂发挥所期望的净化能力。

另外，根据第一实施方式，也能得到以下的效果。即，如上述那样，在第一实施方式中，在催化剂使用程度比较小的期间，催化剂净化能力的变化小。而且，当产生复合氧化物的凝聚时，其氧保持放出能力下降。然而，在第一实施方式中，复合氧化物凝聚的机会少，因此复合氧化物的氧保持放出能力的下降也小。因此，在上述的空燃比控制中，作为基于下游侧检测空燃比的控制增益可以使用大的控制增益，因此也能得到空燃比控制的鲁棒性提高这样的效果。

需要说明的是，作为第一实施方式的催化剂使用程度，可以采用例如催化剂使用时间(即，新的催化剂使用于废气中的成分的净化的时间的总计)、或车辆行驶距离(即，内燃机使用于车辆的驱动时，新的催化剂设于内燃机起的车辆行驶的距离的总计)。而且，在第一实施方式中，FC控制的执行的要否的判定使用的上述特定的条件是指例如要求内燃机转矩极小的情况(尤其是要求内燃机转矩为零的情况)。而且，在第一实施方式中，在催化剂使用程度比第一程度大之后，例如将执行禁止温度设定为其基准温度。

接下来，说明执行第一实施方式的FC控制的例程的一例。该例程的一例如图4所示。需要说明的是，该例程师每规定周期开始的例程。

当图4的例程开始时，首先，在步骤100中，判别催化剂使用程度Dcat是否为第一程度Dcatth1以下(Dcat≤Dcatth1)。在此，在判别为Dcat≤Dcatth1时，例程进入步骤101。另一方面，在判别为不是Dcat≤Dcatth1时，例程进入步骤105。

在步骤101中，将比执行禁止温度的基准温度Tfcthb低规定温度Kfc1的温度设定为执行禁止温度Tfcth，例程进入步骤102。另一方面，在步骤105中，将执行禁止温度的基准温度Tfcthb设定为执行禁止温度Tfcth，例程进入步骤102。

在步骤102中，判别催化剂温度Tcat是否为执行禁止温度Tfcth以上(Tcat≥Tfcth)。在此，在判别为Tcat≥Tfcth时，例程结束。另一方面，在判别为不是Tcat≥Tfcth时，例程进入步骤103。需要说明的是，在例程从步骤101进入步骤102时，在步骤102中，使用通过步骤101设定的执行禁止温度Tfcth，在例程从步骤105进入步骤102时，在步骤102中，使用通过步骤105设定的执行禁止温度Tfcth。

在步骤103中，判别FC控制条件(即，在第一实施方式中说明的特定的条件)是否成立。在此，在判别为FC控制条件成立时，例程进入步骤104，执行FC控制，然后，例程结束。另一方面，在判别为FC控制条件不成立时，例程结束。

接下来，说明第二实施方式。需要说明的是，以下未说明的第二实施方式的构成及控制分别与第一实施方式的构成及控制相同，或者是在鉴于以下说明的第二实施方式的构成及控制时从第一实施方式的构成及控制理所当然导出的构成及控制。而且，在以下的说明中，“基准量”表示“按照上式2算出的目标燃料喷射量”。

第二实施方式的内燃机能够执行燃料向燃烧室的供给量比基准量增量的燃料供给增量控制(以下将该控制简称为“增量控制”)，即，比来自燃料喷射阀的燃料喷射量比基准量增量的控制。并且，在第二实施方式中，在催化剂温度为预先确定的温度(以下将该温度称为“执行允许温度”)以上时，允许增量控制的执行，在催化剂温度比执行允许温度低时，禁止增量控制的执行。并且，在催化剂温度为执行允许温度以上，因此，允许增量控制的执行时，即特定的条件成立时，执行增量控制。

在此，在第二实施方式中，在催化剂使用程度为预先确定的程度(以下将该程度称为“第一程度”)以下的期间(即，在催化剂使用程度比较小的期间)，将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。需要说明的是，在此的基准温度是催化剂使用程度比较大之后作为执行允许温度而采用的温度。而且，在此的第一程度可以与第一实施方式的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。

根据第二实施方式，能得到以下的效果。即，当执行增量控制时，催化剂流入排气空燃比成为比理论空燃比浓的空燃比，其结果是，催化剂的内部气氛成为还原气氛。在此，当催化剂温度成为规定析出温度以上时，产生来自复合氧化物的活性元素的析出。即，析出活性元素(即，从复合氧化物析出的活性元素)的量变化，进而催化剂净化能力变化。

另一方面，为了使内燃机发挥所期望的性能，如上述那样，在考虑了内燃机运转中的催化剂净化能力的变化的基础上为了能够使内燃机发挥所期望的性能，需要构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，并进行内燃机控制。然而，在因增量控制的执行而催化剂净化能力发生变化时，如上述那样构筑控制逻辑或进行内燃机控制的情况可以说非常烦杂。而且，在催化剂的使用程度比较小的期间，由于催化剂的劣化未进展，因此为了使催化剂发挥所期望的净化能力，也无需增大决定催化剂净化能力的析出活性元素的量。即，在催化剂的使用程度比较小的期间，可以说优选使析出活性元素的量尽量不变化。

在此，在第二实施方式中，在催化剂使用程度为第一程度以下的期间(即，催化剂的使用程度比较小的期间)，将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。由此，增量控制的执行机会减少，因此析出活性元素的量的变化小，其结果是，催化剂净化能力的变化也小。

如此，在第二实施方式中，在催化剂的使用程度比较小的期间，由于催化剂净化能力的变化小，因此容易假定内燃机运转中的催化剂净化能力。因此，根据第二实施方式，能得到如下效果：在催化剂使用程度比较小的期间，能够比较容易地构筑使用于内燃机控制的控制逻辑，并且，在催化剂使用程度比较小的期间，能够比较简便地进行内燃机控制，并且能够使催化剂发挥所期望的净化能力。

需要说明的是，作为第二实施方式的催化剂使用程度，例如，能够采用催化剂使用时间或车辆行驶距离。而且，在第二实施方式中，在增量控制的执行的要否的判定中使用的上述特定的条件是例如内燃机转速非常高且内燃机要求转矩非常大的情况。而且，在第二实施方式中，催化剂使用程度比第一程度增大之后，例如，将执行允许温度设定为其基准温度。

另外，在第二实施方式中，可以采用第一实施方式的FC控制。这种情况下，在催化剂使用程度为第一实施方式中提及的第一程度以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。需要说明的是，此时使用于FC控制的第一程度可以与使用于第二实施方式的增量控制的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。

接下来，说明执行第二实施方式的增量控制的例程的一例。该例程的一例如图5所示。需要说明的是，该例程师每规定周期开始的例程。

当图5的例程开始时，首先，在步骤200中，判别催化剂使用程度Dcat是否为第一程度Dcatth1以下(Dcat≤Dcatth1)。在此，在判别为Dcat≤Dcatth1时，例程进行步骤201。另一方面，在判别为不是Dcat≤Dcatth1时，例程进入步骤205。

在步骤201中，将比执行允许温度的基准温度Tfithb高规定温度Kfi的温度设定为执行允许温度Tfith，例程进入步骤202。另一方面，在步骤205中，将执行允许温度的基准温度Tfithb设定为执行允许温度Tfith，例程进入步骤202。

在步骤202中，判别催化剂温度Tcat是否为执行允许温度Tfith以上(Tcat≥Tfith)。在此，在判别为Tcat≥Tfith时，例程进入步骤203。另一方面，在判别为不是Tcat≥Tfith时，例程结束。需要说明的是，在例程从步骤201进入步骤202时，在步骤202中，使用通过步骤201设定的执行允许温度Tfith，在例程从步骤205进入步骤202时，在步骤202中，使用通过步骤205设定的执行允许温度Tfith。

在步骤203中，判别增量控制条件(即，在第二实施方式中说明的特定的条件)是否成立。在此，在判别为增量控制条件成立时，例程进入步骤204，执行增量控制，然后，例程结束。另一方面，在判别为增量控制条件不成立时，例程结束。

接下来，说明第三实施方式。需要说明的是，以下未说明的第三实施方式的构成及控制分别与上述的实施方式的构成及控制相同，或者鉴于以下说明的第三实施方式的构成及控制时从上述的实施方式的构成及控制理所当然导出的构成及控制。而且，在以下的说明中，“执行禁止温度”是与“第一实施方式关联说明的执行禁止温度”。

在第三实施方式中，在催化剂使用程度为预先确定的程度(以下将该程度称为“第一程度”)以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。并且，在催化剂使用程度比第一程度大且为比该第一程度大的另一预先确定的程度(以下将该程度称为“第二程度”)以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度。

根据第三实施方式，能得到以下的效果。即，在第三实施方式中，在催化剂使用程度比第一程度大且为第二程度以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度。由此，燃料供给停止控制的执行机会增多，因此促进复合氧化物的凝聚。因此，得到能够使活性元素的析出速度下降这样的效果。需要说明的是，在得到这样的效果时，例如，将活性元素固溶度(即，活性元素中的固溶于复合氧化物的活性元素的比例)控制成目标固溶度(即，设为目标的活性元素固溶度)时，能得到容易将活性元素固溶度控制成目标固溶度这样的效果。而且，由于促进复合氧化物的凝聚，因此复合氧化物的氧保持放出能力减小。即，复合氧化物的氧保持放出能力稳定为小的程度。因此，在进行上述的空燃比控制时，作为基于下游侧检测空燃比的控制增益，可以使用大的控制增益，因此也能得到空燃比控制的鲁棒性提高这样的效果。

需要说明的是，第三实施方式中的第一程度可以与第一实施方式中的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。而且，在第三实施方式中，在催化剂使用程度比第二程度增大之后，例如，将执行禁止温度设定为其基准温度。

另外，在第三实施方式中，可以采用第二实施方式的增量控制。这种情况下，在催化剂使用程度为第二实施方式中提及的第一程度以下的期间，将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。需要说明的是，此时使用于增量控制的第一程度可以与第三实施方式的FC控制使用的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。

接下来，说明执行第三实施方式的FC控制的例程的一例。该例程的一例如图6所示。需要说明的是，该例程是每规定周期开始的例程。

当图6的例程开始时，首先，在步骤300中，判别催化剂使用程度Dcat是否为第一程度Dcatth1以下(Dcat≤Dcatth1)。在此，在判别为Dcat≤Dcatth1时，例程进入步骤301。另一方面，在判别为不是Dcat≤Dcatth1时，例程进入步骤305。

在步骤305中，判别催化剂使用程度Dcat是否为第二程度Dcatth2以下(Dcat≤Dcatth2)。在此，在判别为Dcat≤Dcatth2时，例程进入步骤306。另一方面，在判别为不是Dcat≤Dcatth2时，例程进入步骤307。

在步骤301中，将比执行禁止温度的基准温度Tfcthb低规定温度Kfc1的温度设定为执行禁止温度Tfcth，例程进入步骤302。而且，在步骤306中，将比执行禁止温度的基准温度Tfcthb高规定温度Kfc2的温度设定为执行禁止温度Tfcth，例程进入步骤302。而且，在步骤307中，将执行禁止温度的基准温度Tfcthb设定为执行禁止温度Tfcth，例程进入步骤302。需要说明的是，规定温度Kfc2可以是与规定温度Kfc1相同的值，也可以是不同的值。

在步骤302中，判别催化剂温度Tcat是否为执行禁止温度Tfcth以上(Tcat≥Tfcth)。在此，在判别为Tcat≥Tfcth时，例程结束。另一方面，在判别为不是Tcat≥Tfcth时，例程进入步骤303。需要说明的是，在例程从步骤301进入步骤302时，在步骤302中，使用通过步骤301设定的执行禁止温度Tfcth，在例程从步骤306进入步骤302时，在步骤302中，使用通过步骤306设定的执行禁止温度Tfcth，在例程从步骤307进入步骤302时，在步骤302中，使用通过步骤307设定的执行禁止温度Tfcth。

在步骤303中，判别FC控制条件(即，在第一实施方式中说明的特定的条件)是否成立。在此，在判别为FC控制条件成立时，例程进入步骤304，执行FC控制，然后，例程结束。另一方面，在判别为FC控制条件未成立时，例程结束。

接下来，说明第四实施方式。需要说明的是，以下未说明的第四实施方式的构成及控制分别与上述的实施方式的构成及控制相同，或者，在鉴于以下说明的第四实施方式的构成及控制时是从上述的实施方式的构成及控制理所当然导出的构成及控制。而且，在以下的说明中，“活性元素固溶度”表示“活性元素中的固溶于复合氧化物的活性元素的比例”。

在第四实施方式中，在催化剂使用程度为预先确定的程度(以下将该程度称为“第一程度”)以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度。并且，在催化剂使用程度比第一程度大且为比该第一程度大的另一预先确定的程度(以下将该程度称为“第三程度”)以下的期间，将执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度。并且，在催化剂使用程度比第二程度增大之后，为了将活性元素固溶度控制成目标固溶度而执行将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比或者将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比的控制(以下将该空燃比控制称为“固溶度控制”)。

根据第四实施方式，能得到以下的效果。即，在内燃机运转中，催化剂温度成为规定固溶温度以上或者成为规定析出温度。另一方面，即使将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比，也存在暂时性地催化剂流入排气空燃比比理论空燃比稀或比理论空燃比浓的情况。在此，在催化剂温度成为规定固溶温度以上时，若催化剂流入排气空燃比称为比理论空燃比稀的空燃比，则催化剂的内部气氛成为氧化气氛，因此在催化剂温度为规定固溶温度以上且催化剂的内部气氛为氧化气氛时，活性元素具有固溶于复合氧化物的性质的情况下，产生活性元素的向复合氧化物的固溶。另一方面，在催化剂温度成为规定析出温度以上时，若催化剂流入排气空燃比成为比理论空燃比高的空燃比，则催化剂的内部气氛成为还原气氛，因此在催化剂温度为规定析出温度以上且催化剂的内部气氛为还原气氛时，活性元素具有从复合氧化物析出的性质的情况下，产生来自复合氧化物的活性元素的析出。即，内燃机运转中的催化剂温度的变化及催化剂流入排气空燃比的变化引起而析出活性元素的量变化，进而，催化剂净化能力变化。而且，若活性元素使用程度(即，活性元素使用于废气中的成分的活化的程度)增大，则活性元素有时劣化，其结果是，活性元素的活性能力(即，提高废气中的成分的氧化反应活性或还原反应活性的活性元素的能力)有时会下降。换言之，当催化剂使用程度增大时，催化剂净化能力有时会下降。如此，即使内燃机运转中的活性元素的活性能力的变化引起而催化剂净化能力也会变化。

因此，为了使内燃机发挥所期望的性能，在考虑了内燃机运转中的催化剂净化能力的变化的基础上为了能够使内燃机发挥所期望的性能，需要构筑内燃机控制使用的控制逻辑，并进行内燃机控制。然而，内燃机运转中的催化剂净化能力的变化根据内燃机运转的方式及催化剂使用程度而存在各种，因此如上述那样构筑控制逻辑或进行内燃机控制的情况可以说非常烦杂。另一方面，无论内燃机运转的方式及催化剂使用程度如何，若假定催化剂净化能力的变化，则能够比较容易地构筑控制逻辑，能够比较简便地进行内燃机控制。

在此，在第四实施方式中，催化剂使用程度比较大之后(即，催化剂使用程度比第二程度增大之后)，为了将活性元素固溶度控制成目标固溶度，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比或将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比。因此，在将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比时若催化剂温度为规定固溶温度以上，则析出活性元素固溶复合氧化物，其结果是，活性元素固溶度增大。另一方面，在将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比时若催化剂温度为规定析出温度以上，则催化剂的内部气氛成为还原气氛，因此固溶活性元素从复合氧化物析出，其结果是，活性元素固溶度减小。即，根据活性元素固溶度比目标固溶度大还是小而适当地控制流入排气空燃比，由此将活性元素固溶度控制成目标固溶度。并且，由此，将析出活性元素的量维持成恒定，因此容易假定内燃机运转中的催化剂净化能力。因此，根据第四实施方式，能得到如下的效果：在催化剂使用程度比较大之后能够比较容易地构筑内燃机控制使用的控制逻辑，而且，即使在催化剂使用程度比较大之后，也能够比较简便地进行内燃机控制，并且能够使催化剂发挥所期望的净化能力。

需要说明的是，第四实施方式中的第一程度可以与第一实施方式中的第一程度为相同程度，也可以为不同程度，可以与第二实施方式中的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。而且，第四实施方式中的第二程度可以与第二实施方式中的第二程度为相同程度，也可以为不同程度。而且，在第四实施方式中，在催化剂使用程度比第二程度变大之后，例如，将执行禁止温度设定为其基准温度。

另外，在第四实施方式中，也可以采用第二实施方式的增量控制。这种情况下，在催化剂使用程度为第二实施方式中提及的第一程度以下的期间，将执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。需要说明的是，此时，增量控制使用的第一程度可以与第四实施方式的FC控制使用的第一程度为相同程度，也可以为不同程度。

另外，在第四实施方式的固溶度控制中，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，例如，只要使燃料喷射量比目标燃料喷射量少即可，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，例如，只要使燃料喷射量比目标燃料喷射量多即可。或者在第四实施方式的固溶度控制中，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，例如，只要使节气门开度比目标节气门开度大即可(即，只要增多吸入空气量即可)，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，例如，只要使节气门开度比目标节气门开度小即可(即，只要减少吸入空气量即可)。

另外，在第四实施方式的固溶度控制中，更具体而言，在活性元素固溶度比目标固溶度小时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，在活性元素固溶度比目标固溶度大时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，在活性元素固溶度与目标固溶度一致时，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比。

另外，在活性元素固溶度比目标固溶度小时，作为将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比的条件，优选追加催化剂温度为规定固溶温度以上的情况。即，这种情况下，在活性元素固溶度比目标固溶度小且催化剂温度为规定固溶温度以上时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，在活性元素固溶度比目标固溶度小但是催化剂温度比规定固溶温度低时，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比。而且，在活性元素固溶度比目标固溶度大时，作为将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比的条件，优选追加催化剂温度为规定析出温度以上的情况。即，这种情况下，在活性元素固溶度比目标固溶度大且催化剂温度为规定析出温度以上时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，在活性元素固溶度比目标固溶度大但是催化剂温度比规定析出温度低时，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比。

另外，在第四实施方式中，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比而采用使燃料喷射量比目标燃料喷射量少的方法时，若燃料喷射量比目标燃料喷射量大幅减少，则混合气的空燃比(即，形成在燃烧室内的混合气的空燃比)成为比理论空燃比大幅降低的空燃比，其结果是，存在与废气相关的排放性能下降的可能性。因此，在抑制与废气相关的排放性能的下降这样的观点上，在第四实施方式中，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比而采用使燃料喷射量比目标燃料喷射量减少的方法时，优选燃料喷射量接近目标燃料喷射量。而且，在第四实施方式中，为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比而采用使燃料喷射量比目标燃料喷射量多的方法时，若燃料喷射量比目标燃料喷射量大幅增多，则混合气的空燃比成为比理论空燃比大幅升高的空燃比，其结果是，存在与废气相关的排放性能下降的可能性，燃料利用率也下降。因此，在抑制与废气相关的排放性能的下降及燃料利用率的下降这样的观点上，在第四实施方式中为了将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比而采用使燃料喷射量比目标燃料喷射量多的方法时，优选燃料喷射量接近目标燃料喷射量。

另外，在第四实施方式中，在活性元素固溶度比目标固溶度小时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比。然而，取代这种情况，将作为活性元素固溶度而成为目标的活性元素固溶度的范围设定作为目标固溶度范围，在活性元素固溶度比目标固溶度范围的下限值小时，可以将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比。需要说明的是，这种情况下，在活性元素固溶度处于目标固溶度范围内时，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比。而且，在第四实施方式中，在活性元素固溶度比目标固溶度大时，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比。然而，将其取代，将作为活性元素固溶度而为目标的活性元素固溶度的范围设定作为目标固溶度范围，在活性元素固溶度比目标固溶度范围的上限值大时，可以将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比。需要说明的是，这种情况下，在活性元素固溶度处于目标固溶度范围内时，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比。

接下来，说明执行第四实施方式的固溶度控制的例程的一例。该例程的一例如图7所示。需要说明的是，该例程是每规定周期开始的例程。而且，作为执行第四实施方式的FC控制的例程，可以采用图6所示的例程。

当图7的例程开始时，首先，在步骤400中，判别催化剂使用程度Dcat是否大于第二程度Dcatth2(Dcat>Dcatth2)。在此，在判别为Dcat>Dcatth2时，例程进入步骤401。另一方面，在判别为不是Dcat>Dcatth2时，例程进入步骤405。

在步骤401中，判别活性元素固溶度Ds是否小于目标固溶度Dst(Ds<Dst)。在此，在判别为Ds<Dst时，例程进入步骤402。另一方面，在判别为不是Ds<Dst时，例程进入步骤403。

在步骤403中，判别活性元素固溶度Ds是否大于目标固溶度Dst(Ds>Dst)。在此，在判别为Ds>Dst时，例程进入步骤404。另一方面，在判别为不是Ds>Dst时，例程进入步骤405。

在步骤402中，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，然后，例程结束。而且，在步骤404中，将催化剂流入排气空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，然后，例程结束。而且，在步骤405中，将催化剂流入排气空燃比控制成理论空燃比，然后，例程结束。

需要说明的是，上述的实施方式是在火花点火式的内燃机(所谓汽油发动机)中适用了本发明时的实施方式，但本发明在火花点火式的内燃机以外的内燃机例如压缩自点火式的内燃机(所谓柴油发动机)中也能够适用。而且，上述的实施方式是向三元催化剂适用了本发明的实施方式，但本发明也能够适用于即使在流入的废气的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比时也能够以高净化率对废气中的氮氧化物(NOx)进行净化的所谓NOx催化剂。

Claims (3)

1.一种内燃机的排气净化装置，在排气通路具备对废气中的成分进行净化的催化剂，该催化剂具有对废气中的成分的氧化反应或还原反应进行活化的活性元素和担载该活性元素的复合氧化物，在所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的规定固溶温度以上且所述催化剂的内部气氛为氧化气氛时，所述活性元素固溶于所述复合氧化物，在所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的规定析出温度以上且所述催化剂的内部气氛为还原气氛时，所述活性元素从所述复合氧化物析出，其中，

在所述内燃机能够执行使燃料向燃烧室的供给停止的燃料供给停止控制，并且所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的执行禁止温度以上时禁止所述燃料供给停止控制的执行且所述催化剂的温度比所述执行禁止温度低时允许所述燃料供给停止控制的执行的情况下，在所述催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间将所述执行禁止温度设定为比其基准温度低的温度，

在所述内燃机能够执行使燃料向燃烧室的供给量相比基准量增加的燃料供给增量控制，并且所述催化剂的温度为作为预先确定的温度的执行允许温度以上时允许所述燃料供给增量控制的执行且所述催化剂的温度比所述执行允许温度低时禁止所述燃料供给增量控制的执行的情况下，在所述催化剂的使用程度为预先确定的程度以下的期间将所述执行允许温度设定为比其基准温度高的温度。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在所述内燃机能够执行所述燃料供给停止控制的情况下，将所述预先确定的程度称为第一程度时，在所述催化剂的使用程度比所述第一程度大且为第二程度以下的期间将所述执行禁止温度设定为比其基准温度高的温度，所述第二程度是比该第一程度大的预先确定的程度。

3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在所述内燃机能够执行所述燃料供给停止控制的情况下，所述催化剂的使用程度变得比所述第二程度大之后，将向所述催化剂流入的废气的空燃比控制成比理论空燃比稀的空燃比，或将向所述催化剂流入的废气的空燃比控制成比理论空燃比浓的空燃比，以将表示所述活性元素中的固溶于所述复合氧化物的活性元素的比例的活性元素固溶度控制成作为目标的活性元素固溶度即目标固溶度。