CN104956053B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

具备配置于内燃机的排气通路并且能够吸藏氧的排气净化催化剂(20)的内燃机的控制装置，具备：下游侧空燃比检测单元，其配置于排气净化催化剂的排气流动方向下游侧；和流入空燃比控制单元，其控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比。流入空燃比控制单元，在由下游侧空燃比检测单元检测到的流出空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀，直到排气净化催化剂的氧吸藏量成为预定的吸藏量。另外，流入空燃比控制单元，在排气净化催化剂的氧吸藏量成为了预定的吸藏量以上时，将目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓，以使得氧吸藏量不达到最大氧吸藏量而朝向零减少。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及根据空燃比传感器的输出来控制内燃机的内燃机的控制装置。
背景技术
以往以来，在内燃机的排气通路设置空燃比传感器、基于该空燃比传感器的输出来控制向内燃机供给的燃料量的内燃机的控制装置广为人知(例如，参照专利文献1～4)。
在该控制装置中，使用在排气通路内设置的具有氧吸藏能力的排气净化催化剂。具有氧吸藏能力的排气净化催化剂，在氧吸藏量为上限吸藏量与下限吸藏量之间的合适的量时，能够净化流入排气净化催化剂的排气中的未燃气体(HC、CO等)、NOx等。即，在向排气净化催化剂流入比理论空燃比靠浓侧的空燃比(以下，也称为“浓空燃比”)的排气时，排气中的未燃气体会由吸藏于排气净化催化剂的氧进行氧化净化。相反，在向排气净化催化剂流入比理论空燃比靠稀侧的空燃比(以下，也称为“稀空燃比”)的排气时，排气中的氧会被吸藏于排气净化催化剂。由此，在排气净化催化剂表面上成为氧不足状态，排气中的NOx随之被还原净化。其结果，只要排气净化催化剂的氧吸藏量是合适的量，就能够与流入排气净化催化剂的排气的空燃比无关地净化排气。
因此，在该控制装置中，为了将排气净化催化剂中的氧吸藏量维持为合适的量，在排气净化催化剂的排气流动方向上游侧设置有空燃比传感器，在排气流动方向下游侧设置有氧传感器。使用这些传感器，控制装置基于上游侧的空燃比传感器的输出进行反馈控制，以使得该空燃比传感器的输出成为与目标空燃比相当的目标值。除此之外，控制装置还基于下游侧的氧传感器的输出修正上游侧的空燃比传感器的目标值。此外，在以下说明中，有时也将排气流动方向上游侧称作“上游侧”，将排气流动方向下游侧称作“下游侧”。
例如，在专利文献1所记载的控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压为高侧阈值以上、且排气净化催化剂的状态为氧不足状态时，流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比被设为稀空燃比。相反，在下游侧的氧传感器的输出电压为低侧阈值以下、且排气净化催化剂的状态为氧过剩状态时，目标空燃比被设为浓空燃比。根据专利文献1，由此，在处于氧不足状态或氧过剩状态时，能够使排气净化催化剂的状态迅速恢复为这两个状态的中间的状态(即，在排气净化催化剂吸藏有合适的量的氧的状态)。
除此之外，在上述控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压处于高侧阈值与低侧阈值之间的情况下，在氧传感器的输出电压具有增大倾向时，目标空燃比被设为稀空燃比。相反，在氧传感器的输出电压具有减少倾向时，目标空燃比被设为浓空燃比。根据专利文献1，由此，能够未然地防止排气净化催化剂的状态成为氧不足状态或氧过剩状态。
另外，在专利文献2所记载的控制装置中，基于空气流量计和排气净化催化剂的上游侧的空燃比传感器等的输出，算出排气净化催化剂的氧吸藏量。在此基础上，在算出的氧吸藏量比目标氧吸藏量多时，将流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比设为浓空燃比，在算出的氧吸藏量比目标氧吸藏量少时，将目标空燃比设为稀空燃比。根据专利文献2，由此，能够将排气净化催化剂的氧吸藏量恒定地维持为目标氧吸藏量。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2011-069337号公报
专利文献2：日本特开2001-234787号公报
专利文献3：日本特开平8-232723号公报
专利文献4：日本特开2009-162139号公报
发明内容
发明要解决的问题
图2示出排气净化催化剂的氧吸藏量与从排气净化催化剂流出的排气中的NOx和未燃气体(HC、CO等)的浓度的关系。图2(A)示出在流入排气净化催化剂的排气的空燃比为稀空燃比时的、氧吸藏量与从排气净化催化剂流出的排气中的NOx浓度的关系。另一方面，图2(B)示出在流入排气净化催化剂的排气的空燃比为浓空燃比时的、氧吸藏量与从排气净化催化剂流出的排气中的未燃气体的浓度的关系。
从图2(A)可知，在排气净化催化剂的氧吸藏量少时，距最大氧吸藏量存在余裕。因而，即使流入排气净化催化剂的排气的空燃比为稀空燃比(即，该排气包含NOx和氧)，排气中的氧也会被吸藏于排气净化催化剂，NOx也随之被还原净化。其结果，从排气净化催化剂流出的排气中几乎不包含NOx。
然而，当排气净化催化剂的氧吸藏量变多时，在流入排气净化催化剂的排气的空燃比为稀空燃比的情况下，在排气净化催化剂中难以吸藏排气中的氧，排气中的NOx也随之难以被还原净化。因而，从图2(A)可知，当氧吸藏量增大至超过某上限吸藏量Cuplim后，从排气净化催化剂流出的排气中的NOx浓度急剧上升。
另一方面，在排气净化催化剂的氧吸藏量多时，若流入排气净化催化剂的排气的空燃比为浓空燃比(即，该排气包含HC、CO等未燃气体)，则吸藏于排气净化催化剂的氧会被放出。因而，流入排气净化催化剂的排气中的未燃气体会被氧化净化。其结果，从图2(B)可知，从排气净化催化剂流出的排气中几乎不包含未燃气体。
然而，当排气净化催化剂的氧吸藏量变少时，在流入排气净化催化剂的排气的空燃比为浓空燃比的情况下，从排气净化催化剂放出的氧变少，排气中的未燃气体也随之难以被氧化净化。因而，从图2(B)可知，当氧吸藏量减少至超过某下限吸藏量Clowlim后，从排气净化催化剂流出的排气中的未燃气体的浓度急剧上升。
排气净化催化剂的氧吸藏量与流出排气中的NOx浓度具有如上所述的关系。因而，在进行了专利文献1所记载的控制的情况下，即，在进行了在下游侧的氧传感器的输出电压成为了低侧阈值以下时将目标空燃比设定为浓空燃比的控制的情况下，会从排气净化催化剂流出某种程度的NOx。将该样子示于图20。
图20是排气净化催化剂的氧吸藏量、由下游侧的氧传感器检测出的排气的空燃比、流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比、由上游侧的空燃比传感器检测出的排气的空燃比、以及从排气净化催化剂流出的排气中的NOx浓度的时间图。
在图示的例子中，在时刻t1以前的状态下，流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比被设为稀空燃比。因而，排气净化催化剂的氧吸藏量逐渐增加。另一方面，由于流入排气净化催化剂的排气中的氧全部被排气净化催化剂吸藏，所以从排气净化催化剂流出的排气中几乎不包含氧。因而，由下游侧的氧传感器检测出的排气的空燃比大致成为理论空燃比。同样，由于流入排气净化催化剂的排气中的NOx全部被排气净化催化剂还原净化，所以从排气净化催化剂流出的排气中也几乎不包含NOx。
当排气净化催化剂的氧吸藏量逐渐增加而接近最大氧吸藏量Cmax时，如图2所示，流入排气净化催化剂的排气中的氧的一部分变得不被排气净化催化剂吸藏，其结果，从时刻t1起，从排气净化催化剂流出的排气中会含有氧。因而，由下游侧氧传感器检测出的排气的空燃比成为稀空燃比。之后，当排气净化催化剂的氧吸藏量进一步增加时，从排气净化催化剂流出的排气的空燃比达到预先设定的上限空燃比AFhighref(相当于低侧阈值)，目标空燃比被切换为浓空燃比。
当目标空燃比被切换为浓空燃比时，与切换后的目标空燃比相匹配地增大内燃机中的燃料喷射量。即使这样增大燃料喷射量，由于从内燃机主体到排气净化催化剂存在某种程度的距离，所以流入排气净化催化剂的排气的空燃比不会立即变更为浓空燃比，而是会产生延迟。因而，即使目标空燃比在时刻t2被切换为浓空燃比，流入排气净化催化剂的排气的空燃比在时刻t3之前也会保持稀空燃比不变。因而，在时刻t2～t3的期间内，排气净化催化剂的氧吸藏量达到最大氧吸藏量Cmax，或者成为最大氧吸藏量Cmax附近的值，其结果，会从排气净化催化剂流出氧和NOx。之后，流入排气净化催化剂的排气的空燃比在时刻t3成为浓空燃比，从排气净化催化剂流出的排气的空燃比逐渐收敛于理论空燃比。
这样，即使进行了专利文献1所记载的控制，在从切换目标空燃比起到流入排气净化催化剂的排气的空燃比成为浓空燃比为止也会产生延迟。其结果，从图20中的“流出气体中的NOx浓度”可知，从排气净化催化剂暂时流出了NOx。
另外，在如专利文献2所记载的控制装置那样基于空气流量计和上游侧的空燃比传感器等的输出算出排气净化催化剂的氧吸藏量的推定值的情况下，推定值会产生误差。这样的误差在短期的情况下较为微小，但在长期累计算出氧吸藏量的推定值的情况下会变大。其结果，即使以使得实际的氧吸藏量成为目标氧吸藏量的方式控制了流入排气净化催化剂的排气的空燃比，排气净化催化剂的氧吸藏量最终也会达到最大氧吸藏量或零。
在专利文献2所记载的控制装置中，设想这样的事态，在由下游侧的氧传感器检测到理论空燃比以外的空燃比的情况下，修正氧吸藏量的推定值来使实际的氧吸藏量恢复为合适的量。然而，在该情况下，在从修正氧吸藏量的推定值到该修正反映于流入排气净化催化剂的排气的空燃比为止也会产生延迟。其结果，与专利文献1所记载的控制装置同样，从排气净化催化剂会暂时流出NOx。
因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种内燃机的控制装置，在具备具有氧吸藏能力的排气净化催化剂的内燃机中，对排气净化催化剂的氧吸藏量达到最大氧吸藏量而在从排气净化催化剂流出的排气中残存NOx的情况进行抑制。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，在第1发明中，提供一种内燃机的控制装置，具备：排气净化催化剂，其配置于内燃机的排气通路，并且能够吸藏氧；下游侧空燃比检测单元，其配置于该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；以及流入空燃比控制单元，其控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，所述流入空燃比控制单元具备：氧吸藏量增加单元，其在由所述下游侧空燃比检测单元检测到的空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将流入所述排气净化催化剂的排气的目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀，直到所述排气净化催化剂的氧吸藏量成为比上限吸藏量少的预定的吸藏量；和氧吸藏量减少单元，其在所述排气净化催化剂的氧吸藏量成为了所述预定的吸藏量以上时，将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓，以使得该氧吸藏量不达到最大氧吸藏量而朝向零减少，所述上限吸藏量是使得从该排气净化催化剂流出的排气中的氧和NOx的浓度的上升率开始变得比之前高的吸藏量。
为了解决上述问题，在第2发明中，提供一种内燃机的控制装置，具备：排气净化催化剂，其配置于内燃机的排气通路，并且能够吸藏氧；下游侧空燃比检测单元，其配置于该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；流入空燃比控制单元，其控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比；上游侧空燃比检测·推定单元，其检测或推定流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比；以及氧吸藏量推定单元，其基于由所述上游侧空燃比检测·推定单元检测或推定出的排气的空燃比来推定所述排气净化催化剂的氧吸藏量，所述流入空燃比控制单元具备：氧吸藏量增加单元，其在由所述下游侧空燃比检测单元检测到的空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将流入所述排气净化催化剂的排气的目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀，直到由所述氧吸藏量推定单元推定出的氧吸藏量成为比最大氧吸藏量少的预定的吸藏量；和氧吸藏量减少单元，其在由所述氧吸藏量推定单元推定的氧吸藏量成为了所述预定的吸藏量以上时，将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓，以使得该氧吸藏量不达到最大氧吸藏量而朝向零减少。
第3发明根据第1或第2发明，由所述氧吸藏量增加单元持续地或断续地设为比理论空燃比稀的期间内的所述目标空燃比的平均值与理论空燃比之差，比由所述氧吸藏量减少单元持续地或断续地设为比理论空燃比浓的期间内的所述目标空燃比的平均值与理论空燃比之差大。
第4发明根据第1～第3发明的任一发明，所述氧吸藏量增加单元将所述目标空燃比持续地维持为比理论空燃比稀。
第5发明根据第1～第4发明的任一发明，所述氧吸藏量减少单元将所述目标空燃比持续地维持为比理论空燃比浓。
第6发明根据第1～第3发明的任一发明，所述氧吸藏量减少单元将所述目标空燃比断续地设为比理论空燃比浓，并且在所述目标空燃比没有成为比理论空燃比浓的期间中的至少一部分期间，将所述目标空燃比设为比理论空燃比稀。
第7发明根据第1～第6发明的任一发明，还具备检测或推定流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的上游侧空燃比检测·推定单元，所述流入空燃比控制单元，控制向所述内燃机的燃烧室供给的燃料的量，以使得由所述上游侧空燃比检测·推定单元检测或推定的排气的空燃比成为所述目标空燃比。
第8发明根据第7发明，还具备基于由所述上游侧空燃比检测·推定单元检测或推定出的排气的空燃比来推定该排气净化催化剂的氧吸藏量的氧吸藏量推定单元，所述氧吸藏量增加单元，将所述目标空燃比设为比理论空燃比稀，直到由所述氧吸藏量推定单元推定的氧吸藏量成为所述预定的吸藏量。
第9发明根据第1～第8发明的任一发明，还具备下游侧排气净化催化剂，该下游侧排气净化催化剂配置于比所述下游侧空燃比检测单元靠排气流动方向下游侧的排气通路，并且能够吸藏氧。
第10发明根据第1～第9发明的任一发明，由所述吸藏量增加单元进行的操作和由所述吸藏量减少单元进行的操作被交替反复执行。
发明效果
根据本发明，在具备具有氧吸藏能力的排气净化催化剂的内燃机中，可对排气净化催化剂的氧吸藏量达到最大氧吸藏量而在从排气净化催化剂流出的排气中残存NOx的情况进行抑制。
附图说明
图1是概略示出使用本发明的控制装置的内燃机的图。
图2是示出排气净化催化剂的氧吸藏量与从排气净化催化剂流出的排气中的NOx和未燃气体的浓度的关系的图。
图3是空燃比传感器的概略剖视图。
图4是概略示出空燃比传感器的动作的图。
图5是示出空燃比传感器中的排气空燃比与输出电流的关系的图。
图6是示出构成电压施加装置和电流检测装置的具体电路的一例的图。
图7是排气净化催化剂的氧吸藏量等的时间图。
图8是排气净化催化剂的氧吸藏量等的时间图。
图9是控制装置的功能框图。
图10是示出空燃比修正量的算出控制的控制例程的流程图。
图11是排气净化催化剂的氧吸藏量等的时间图。
图12是示出各排气空燃比下的传感器施加电压与输出电流的关系的图。
图13是示出各传感器施加电压下的排气空燃比与输出电流的关系的图。
图14是放大示出图12中X-X所示的区域的图。
图15是放大示出图13中Y所示的区域的图。
图16是示出空燃比传感器中的排气空燃比与输出电流的关系的图。
图17是排气净化催化剂的氧吸藏量等的时间图。
图18是第三实施方式的空燃比传感器的概略剖视图。
图19是概略示出第三实施方式的空燃比传感器的动作的图。
图20是排气净化催化剂的氧吸藏量的时间图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的内燃机的控制装置详细地说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标记同一附图标记。图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的控制装置的内燃机的图。
＜内燃机整体的说明＞
参照图1，1表示内燃机主体，2表示气缸体，3表示在气缸体2内进行往复运动的活塞，4表示固定在气缸体2上的气缸盖，5表示在活塞3与气缸盖4之间形成的燃烧室，6表示进气门，7表示进气口，8表示排气门，9表示排气口。进气门6对进气口7进行开闭，排气门8对排气口9进行开闭。
如图1所示，在气缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在气缸盖4的内壁面周边部配置有燃料喷射阀11。火花塞10被构成为根据点火信号产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号向燃烧室5内喷射预定量的燃料。此外，燃料喷射阀11也可以被配置为向进气口7内喷射燃料。另外，在本实施方式中，作为燃料，可使用在排气净化催化剂中的理论空燃比为14.6的汽油。但是，本发明的内燃机也可以使用其他燃料。
各气缸的进气口7经由分别对应的进气支管13与缓冲罐(surge tank)14连结，缓冲罐14经由进气管15与空气滤清器16连结。进气口7、进气支管13、缓冲罐14、进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置有由进气门驱动致动器17驱动的进气门18。进气门18通过利用进气门驱动致动器17使其转动，能够变更进气通路的开口面积。
另一方面，各气缸的排气口9与排气歧管19连结。排气歧管19具有与各排气口9连连结的多个分支部和集合了这些分支部的集合部。排气歧管19的集合部与内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21连结。上游侧壳体21经由排气管22与内置有下游侧排气净化催化剂24的下游侧壳体23连结。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22以及下游侧壳体23形成排气通路。
电子控制单元(ECU)31包括数字计算机，具备经由双向总线32相互连接的RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36以及输出端口37。在进气管15中配置有用于检测在进气管15内流动的空气流量的空气流量计39，该空气流量计39的输出经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。另外，在排气歧管19的集合部中配置有用于检测在排气歧管19内流动的排气(即向上游侧排气净化催化剂20流入的排气)的空燃比的上游侧空燃比传感器(上游侧空燃比检测单元)40。而且，在排气管22内，配置有检测在排气管22内流动的排气(即从上游侧排气净化催化剂20流出而向下游侧排气净化催化剂24流入的排气)的空燃比的下游侧空燃比传感器(下游侧空燃比检测单元)41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。此外，后面叙述这些空燃比传感器40、41的构成。
另外，产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43与加速器踏板42连接，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。曲轴转角传感器44，例如曲轴每旋转15°就产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。CPU35由该曲轴转角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动电路45与火花塞10、燃料喷射阀11以及进气门驱动致动器17连接。此外，ECU31作为基于各种传感器等的输出来控制内燃机的控制单元发挥作用。
<排气净化催化剂的说明>
上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24均具有同样的结构。以下，虽然仅对上游侧排气净化催化剂20进行说明，但下游侧排气净化催化剂24也具有同样的结构和作用。
上游侧排气净化催化剂20是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，上游侧排气净化催化剂20是使由陶瓷构成的载体担载具有催化剂作用的贵金属(例如，铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，氧化铈(CeO2))而得到的催化剂。上游侧排气净化催化剂20在达到预定的活性温度时，除了同时净化未燃气体(HC、CO等)和氮氧化物(NOx)的催化剂作用之外，还发挥氧吸藏能力。
根据上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力，上游侧排气净化催化剂20在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比比理论空燃比稀(稀空燃比)时吸藏排气中的氧。另一方面，上游侧排气净化催化剂20在流入的排气的空燃比比理论空燃比浓(浓空燃比)时放出吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧。此外，“排气的空燃比”是指到生成该排气为止所供给的空气的质量相对于燃料的质量的比率，通常是指在生成该排气时供给到燃烧室5内的空气的质量相对于燃料的质量的比率。在本说明书中，有时也将排气的空燃比称为“排气空燃比”。
上游侧排气净化催化剂20具有催化剂作用和氧吸藏能力，从而根据氧吸藏量而具有NOx和未燃气体的净化作用。即，如图2(A)所示，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为稀空燃比的情况下，在氧吸藏量少时，排气中的氧被上游侧排气净化催化剂20吸藏，NOx被还原净化。另外，当氧吸藏量变多时，以上限吸藏量Cuplim为界，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的氧和NOx的浓度急剧上升。
另一方面，如图2(B)所示，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比的情况下，在氧吸藏量多时，吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧被放出，排气中的未燃气体被氧化净化。另外，当氧吸藏量变少时，以下限吸藏量Clowlim为界，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的未燃气体的浓度急剧上升。
如上所述，根据在本实施方式中所使用的排气净化催化剂20、24，排气中的NOx和未燃气体的净化特性根据流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比和氧吸藏量而变化。此外，只要具有催化剂作用和氧吸藏能力，则排气净化催化剂20、24也可以是不同于三元催化剂的催化剂。
<空燃比传感器的构成>
接着，参照图3对本实施方式中的空燃比传感器40、41的构成进行说明。图3是空燃比传感器40、41的概略的剖视图。从图3可知，本实施方式中的空燃比传感器40、41是由固体电解质层和一对电极构成的元件(cell)为一个的单元件型的空燃比传感器。
如图3所示，空燃比传感器40、41具备：固体电解质层51；配置在固体电解质层51的一个侧面上的排气侧电极(第一电极)52；配置在固体电解质层51的另一个侧面上的大气侧电极(第二电极)53；对通过的排气进行扩散限速的扩散限速层54；保护扩散限速层54的保护层55；和对空燃比传感器40、41进行加热的加热器部56。
在固体电解质层51的一个侧面上设置有扩散限速层54，在扩散限速层54的与固体电解质层51侧的侧面相反的一侧的侧面上设置有保护层55。在本实施方式中，在固体电解质层51与扩散限速层54之间形成有被测气体室57。作为空燃比传感器40、41的检测对象的气体、即排气经由扩散限速层54被导入到该被测气体室57中。另外，排气侧电极52配置在被侧气体室57内，因此，排气侧电极52经由扩散限速层54暴露于排气中。此外，被测气体室57不一定必须设置，可以被构成为扩散限速层54直接接触到排气侧电极52的表面上。
在固体电解质层51的另一个侧面上设置有加热器部56。在固体电解质层51与加热器部56之间形成有基准气体室58，基准气体被导入到该基准气体室58内。在本实施方式中，基准气体室58对大气开放，因此大气作为基准气体被导入到基准气体室58内。大气侧电极53配置在基准气体室58内，因此大气侧电极53暴露于基准气体(基准气氛)。在本实施方式中，作为基准气体使用了大气，因此大气侧电极53暴露于大气中。
在加热器部56中设置有多个加热器59，能够由这些加热器59控制空燃比传感器40、41的温度、特别是固体电解质层51的温度。加热器部56具有足以将固体电解质层51加热到活性化的发热容量。
固体电解质层51由在ZrO2(氧化锆)、HfO2、ThO2、Bi2O3等中作为稳定剂分配了CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3等的氧离子传导性氧化物的烧结体形成。另外，扩散限速层54由氧化铝、氧化镁、硅石质、尖晶石、莫来石等耐热性无机物的多孔质烧结体形成。而且，排气侧电极52以及大气侧电极53由铂等的催化活性高的贵金属形成。
另外，在排气侧电极52与大气侧电极53之间，由搭载在ECU31上的电压施加装置60施加传感器施加电压Vr。而且，在ECU31上设置有电流检测装置61，该电流检测装置61对在由电压施加装置60施加了传感器施加电压Vr时经由固体电解质层51在所述电极52、53之间流动的电流进行检测。由该电流检测装置61检测出的电流是空燃比传感器40、41的输出电流。
＜空燃比传感器的动作＞
接着，参照图4对这样构成的空燃比传感器40、41的动作的基本概念进行说明。图4是概略地示出空燃比传感器40、41的动作的图。在使用时，空燃比传感器40、41被配置成保护层55以及扩散限速层54的外周面暴露于排气中。另外，向空燃比传感器40、41的基准气体室58导入大气。
如上所述，固体电解质层51由氧离子传导性氧化物的烧结体形成。因此，具有以下性质(氧电池特性)：若在因高温而活化了的状态下在固体电解质层51的两侧面间产生氧浓度之差，则产生要使氧离子从浓度高的侧面侧向浓度低的侧面侧移动的电动势E。
相反，固体电解质层51还具有以下特性(氧泵特性)：若对两侧面间赋予电位差，则要引起氧离子的移动，使得根据该电位差而在固体电解质层的两侧面间产生氧浓度比。具体而言，在对两侧面间赋予了电位差的情况下会引起氧离子的移动，使得被赋予了正极性的侧面上的氧浓度相对于被赋予了负极性的侧面上的氧浓度以与电位差相应的比率变高。另外，如图3和图4所示，在空燃比传感器40、41中，对所述电极52、53之间施加了一定的传感器施加电压Vr，使得大气侧电极53成为正极性、排气侧电极52成为负极性。此外，在本实施方式中，空燃比传感器40、41的传感器施加电压Vr成为相同电压。
在空燃比传感器40、41周围的排气空燃比比理论空燃比稀时，固体电解质层51的两侧面间的氧浓度之比并不那么大。因此，若将传感器施加电压Vr设定为适当的值，则在固体电解质层51的两侧面间，相比于与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比，实际的氧浓度比变小。因此，如图4(A)所示那样引起氧离子从排气侧电极52朝向大气侧电极53的移动，使得固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比朝向与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比变大。其结果，从施加传感器施加电压Vr的电压施加装置60的正极经由大气侧电极53、固体电解质层51、以及排气侧电极52向电压施加装置60的负极流动电流。
此时流动的电流(输出电流)Ir的大小，若将传感器施加电压Vr设定为适当的值，则与通过扩散从排气中经过扩散限速层54向被测气体室57流入的氧量成比例。因此，通过由电流检测装置61检测该电流Ir的大小，能够得知氧浓度，进而能够得知稀区域中的空燃比。
另一方面，在空燃比传感器40、41周围的排气空燃比比理论空燃比浓时，未燃气体从排气中通过扩散限速层54向被测气体室57内流入，因此即使在排气侧电极52上存在氧，也会与未燃气体反应而被除去。因此，在被测气体室57内氧浓度变得极低，其结果，固体电解质层51的两侧面间的氧浓度之比变大。因此，若将传感器施加电压Vr设定为适当的值，则在固体电解质层51的两侧面间，相比于与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比，实际的氧浓度比变大。因此，如图4(B)所示那样引起氧离子从大气侧电极53向排气侧电极52的移动，使得固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比朝向与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比变小。其结果，从大气侧电极53通过施加传感器施加电压Vr的电压施加装置60向排气侧电极52流动电流。
此时流动的电流(输出电流)Ir的大小，若将传感器施加电压Vr设定为适当的值，则由在固体电解质层51中从大气侧电极53向排气侧电极52移动的氧离子的流量决定。该氧离子与通过扩散从排气中经过扩散限速层54向被测气体室57流入的未燃气体在排气侧电极52上进行反应(燃烧)。因此，氧离子的移动流量与流入到被测气体室57内的排气中的未燃气体的浓度对应。因此，通过由电流检测装置61检测该电流Ir的大小，能够得知未燃气体浓度，进而能够得知浓区域中的空燃比。
另外，在空燃比传感器40、41周围的排气空燃比为理论空燃比时，向被测气体室57流入的氧以及未燃气体的量变为化学当量比。因而，通过排气侧电极52的催化作用，两者完全燃烧，被测气体室57内的氧以及未燃气体的浓度没有发生变动。其结果，固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比不变动而维持与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比不变。因而，如图4(C)所示，没有发生由氧泵特性引起的氧离子的移动，其结果没有产生在电路中流动的电流。
这样构成的空燃比传感器40、41具有图5所示的输出特性。即，在空燃比传感器40、41中，排气空燃比越大(即，越成为稀)，则空燃比传感器40、41的输出电流Ir越大。除此之外，空燃比传感器40、41构成为在排气空燃比为理论空燃比时，输出电流Ir成为零。
＜电压施加装置以及电流检测装置的电路＞
图6表示构成电压施加装置60以及电流检测装置61的具体的电路的一例。在图示的例子中，将因氧电池特性而产生的电动势表示为E，将固体电解质层51的内阻表示为Ri，将两电极52、53间的电位差表示为Vs。
从图6可知，电压施加装置60进行着负反馈控制，以使得因氧电池特性而产生的电动势E基本上与传感器施加电压Vr一致。换言之，电压施加装置60进行着负反馈控制，使得在两电极52、53间的电位差Vs根据固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比的变化而变化时该电位差Vs也变为传感器施加电压Vr。
因此，在排气空燃比变为理论空燃比、固体电解质层51的两侧面间没有发生氧浓度比的变化的情况下，固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比变为与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比。在该情况下，电动势E与传感器施加电压Vr一致，两电极52、53间的电位差Vs也成为传感器施加电压Vr，其结果不流动电流Ir。
另一方面，在排气空燃比变为与理论空燃比不同的空燃比、固体电解质层51的两侧面间产生氧浓度比的变化的情况下，固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比没有变为与传感器施加电压Vr对应的氧浓度比。在该情况下，电动势E变为与传感器施加电压Vr不同的值。因此，为了在固体电解质层51的两侧面间使氧离子移动，对两电极52、53间赋予电位差Vs，以使得通过负反馈控制，电动势E与传感器施加电压Vr一致。而且，随着此时的氧离子的移动而流动电流Ir。其结果，电动势E收敛于传感器施加电压Vr，电动势E一收敛于传感器施加电压Vr，不久电位差Vs也就收敛于传感器施加电压Vr。
因此，可以说电压施加装置60实质上对两电极52、53间施加了传感器施加电压Vr。此外，电压施加装置60的电路未必一定是如图5所示那样的电路，只要能够对两电极52、53间实质地施加传感器施加电压Vr，则可以是任何方式的装置。
另外，电流检测装置61不是实际地检测出电流的装置，而是检测电压出E0，根据该电压E0算出了电流。在此，E0可如下述式(1)那样表示。
E0＝Vr+V0+IrR…(1)
在此，V0为偏置电压(offset voltage)(是预先施加使得E0不变为负值的电压，例如3V)，R为图6所示的电阻的值。
在式(1)中，传感器施加电压Vr、偏置电压V0以及电阻值R为恒定，因此电压E0根据电流Ir而变化。因而，若检测出电压E0，则能够根据该电压E0算出电流Ir。
因此，可以说电流检测装置61实质地检测出了在两电极52、53间流动的电流Ir。此外，电流检测装置61的电路未必也一定是图6所示那样的电路，只要能够检测在两电极52、53间流动的电流Ir，则可以是任何方式的装置。
<空燃比控制的概要>
接着，说明本发明的内燃机的控制装置中的空燃比控制的概要。在本实施方式中，基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup进行反馈控制，使得上游侧空燃比传感器40的输出电流(即，流入排气净化催化剂的排气的空燃比)Irup变为与目标空燃比相当的值。
目标空燃比，基于下游侧空燃比传感器41的输出电流来设定。具体而言，在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn变为浓判定基准值Irefri以下时，目标空燃比被设为稀设定空燃比，并维持该空燃比不变。此处，浓判定基准值Irefri是与比理论空燃比稍浓的预先确定的浓判定空燃比(例如14.55)相当的值。另外，稀设定空燃比是比理论空燃比稀某种程度的预先确定的空燃比，例如设为14.65～20，优选为14.68～18，更优选为14.7～16左右。
若目标空燃比变更为稀设定空燃比，则推定上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc。氧吸藏量OSAsc的推定基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup以及基于空气流量计39等算出的向燃烧室5内的吸入空气量的推定值或来自燃料喷射阀11的燃料喷射量等来进行。而且，若氧吸藏量OSAsc的推定值变为预先确定的判定基准吸藏量Cref以上，则至此为稀设定空燃比的目标空燃比被设定为弱浓设定空燃比，并维持该空燃比不变。弱浓设定空燃比是比理论空燃比稍浓的预先确定的空燃比，例如设为13.5～14.58，优选为14～14.57，更优选为14.3～14.55左右。其后，在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn再次变为浓判定基准值Irefri以下时，目标空燃比再次被设定为稀设定空燃比，其后反复进行同样的操作。
这样，在本实施方式中，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的目标空燃比被交替地设定为稀设定空燃比和弱浓设定空燃比。特别是，在本实施方式中，稀设定空燃比与理论空燃比之差，大于弱浓设定空燃比与理论空燃比的差。因此，在本实施方式中，目标空燃比会被交替地设定为短期间的稀设定空燃比和长期间的弱浓设定空燃比。
＜使用时间图的通常控制的说明＞
参照图7，对如上述那样的操作具体说明。图7是在进行了本发明的内燃机的控制装置中的空燃比控制的情况下的、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc、下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn、空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup、以及从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx浓度的时间图。
此外，上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为理论空燃比时成为零，在该排气的空燃比为浓空燃比时成为负的值，在该排气的空燃比为稀空燃比时成为正的值。另外，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比或稀空燃比时，与理论空燃比之差越大，则上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup的绝对值越大。下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn也根据从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比而与上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup同样地变化。另外，空燃比修正量AFC是与流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比相关的修正量。在空燃比修正量AFC为0时，目标空燃比被设为理论空燃比，在空燃比修正量AFC为正的值时，目标空燃比成为稀空燃比，在空燃比修正量AFC为负的值时，目标空燃比成为浓空燃比。
在图示的例子中，在时刻t1以前的状态下，空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich。弱浓设定修正量AFCrich是与弱浓设定空燃比相当的值，是比0小的值。因此，目标空燃比被设为浓空燃比，上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup随之成为负的值。由于在流入上游侧排气净化催化剂20的排气中会包含未燃气体，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少。然而，因为排气中所包含的未燃气体被上游侧排气净化催化剂20净化，所以下游侧空燃比传感器的输出电流Irdwn成为大致0(相当于理论空燃比)。此时，由于流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为了浓空燃比，所以可抑制来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量。
若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少，则氧吸藏量OSAsc在时刻t1下减少至超过下限吸藏量(参照图2的Clowlim)。若氧吸藏量OSAsc比下限吸藏量少，则流入上游侧排气净化催化剂20的未燃气体的一部分没有被上游侧排气净化催化剂20净化而流出。因而，时刻t1以后，随着上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc减少，下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn逐渐降低。此时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比也变为了浓空燃比，因此能够抑制从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量。
其后，在时刻t2下，下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn达到与浓判定空燃比相应的浓判定基准值Irefri。在本实施方式中，若下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn变为浓判定基准值Irefri，则为了抑制上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc的减少，将空燃比修正量AFC切换为稀设定修正量AFClean。稀设定修正量AFClean是与稀设定空燃比相当的值，为大于0的值。因此，目标空燃比被设为稀空燃比。
此外，在本实施方式中，下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn达到浓判定基准值Irefri后，即从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比达到浓判定空燃比后，进行空燃比修正量AFC的切换。这是因为，即使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量充分，也有时从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比稍微偏离理论空燃比。即，当假使在输出电流Irdwn稍微从零(与理论空燃比相当)偏离的情况下也判断为氧吸藏量越过下限吸藏量而减少时，有下述可能性：即使实际上具有充分的氧吸藏量，也判断为氧吸藏量减少至超过了下限吸藏量。因此，在本实施方式中，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比达到浓判定空燃比才判断为氧吸藏量越过下限吸藏量而减少。反过来说，浓判定空燃比被设为在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量充分时从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比不会达到的空燃比。
在时刻t2，即使将目标空燃比切换为稀空燃比，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比也不会立刻变为稀空燃比，而会产生某种程度的延迟。其结果，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比在时刻t3从浓空燃比变化为稀空燃比。此外，在时刻t2～t3，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比变为浓空燃比，因此在该排气中包含未燃气体。但是，从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量被抑制。
在时刻t3，若向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比变化为稀空燃比，则上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大。另外，与之相伴，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比随之变化为理论空燃比，下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn也收敛于0。此时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比变为稀空燃比，但由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力具有充分的余裕，因此流入的排气中的氧被上游侧排气净化催化剂20吸藏，NOx被还原净化。因而，从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量被抑制。
其后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大，则在时刻t4氧吸藏量OSAsc达到判定基准吸藏量Cref。在本实施方式中，若氧吸藏量OSAsc变为判定基准吸藏量Cref，则为了中止向上游侧排气净化催化剂20中吸藏氧，将空燃比修正量AFC切换为弱浓设定修正量AFCrich(小于0的值)。因此，目标空燃比被设为浓空燃比。
但是，如上述那样，在从切换目标空燃比起到向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比实际变化之前会产生延迟。因而，即使在时刻t4进行切换，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比也在经过一定时间后的时刻t5从稀空燃比变化为浓空燃比。在时刻t4～t5，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比是稀空燃比，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大。
但是，判定基准吸藏量Cref被设定得比最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量(参照图2的Cuplim)充分低，因此在时刻t5氧吸藏量OSAsc也未达到最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量。反过来说，判定基准吸藏量Cref被设为充分少的量，使得：即使在从切换目标空燃比后起到向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比实际变化为止产生延迟，氧吸藏量OSAsc也不会达到最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量。例如，判定基准吸藏量Cref被设为最大氧吸藏量Cmax的3/4以下，优选为最大氧吸藏量Cmax的1/2以下，更优选为最大氧吸藏量Cmax的1/5以下。因此，在时刻t4～t5也能够抑制从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量。
在时刻t5以后，空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设为浓空燃比，与之相伴，上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup变为负值。由于在向上游侧排气净化催化剂20流入的排气中会包含未燃气体，因此上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少，在时刻t6，与时刻t1同样，氧吸藏量OSAsc越过下限吸藏量而减少。此时，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比变为了浓空燃比，因此能够抑制从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量。
接着，在时刻t7，与时刻t2同样，下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn达到与浓判定空燃比相当的浓判定基准值Iref。由此，空燃比修正量AFC被切换为与稀设定空燃比相当的值AFClean。其后，反复进行上述的时刻t1～t6的周期。
此外，这样的空燃比修正量AFC的控制由ECU31进行。因此可以说，ECU31具备：氧吸藏量增加单元，其在由下游侧空燃比传感器41检测出的排气的空燃比变为浓判定空燃比以下时，使向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的目标空燃比连续地为稀设定空燃比，直到上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc变为判定基准吸藏量Cref；和氧吸藏量减少单元，其在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc变为判定基准吸藏量Cref以上时，使目标空燃比连续地为弱浓设定空燃比，以使得氧吸藏量OSAsc不达到最大氧吸藏量Cmax而朝向零减少。
从以上的说明可知，根据上述实施方式，能够始终抑制从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量。即，只要进行了上述的控制，就能够基本上使从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量为较少的量。
另外，一般地在基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup以及吸入空气量的推定值等推定了氧吸藏量OSAsc的情况下有产生误差的可能性。在本实施方式中，由于遍及时刻t3～t4推定了氧吸藏量OSAsc，因此氧吸藏量OSAsc的推定值中多少包含一些误差。但是，即使包含这样的误差，只要将判定基准吸藏量Cref设定得比最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量充分低，则实际的氧吸藏量OSAsc也几乎不会达到最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量。因此，从这样的观点来看，也能够抑制从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量。
另外，若排气净化催化剂的氧吸藏量被维持为恒定，则该排气净化催化剂的氧吸藏能力下降。与此相对，根据本实施方式，由于氧吸藏量OSAsc始终上下变动，因此可抑制氧吸藏能力下降。
此外，在上述实施方式中，在时刻t2～t4下，空燃比修正量AFC被维持为稀设定修正量AFClean。但是，在这样的期间，空燃比修正量AFC不一定必须维持为恒定，也可以设定成以逐渐减少等的方式变动。同样地，在时刻t4～t7，空燃比修正量AFC被维持为弱浓设定修正量AFCrich。但是，在这样的期间，空燃比修正量AFC不一定必须维持为恒定，也可以设定成以逐渐减少等的方式变动。
但是，即使是这种情况，时刻t2～t4的空燃比修正量AFC也被设定成使得该期间中的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差大于时刻t4～t7的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差。
另外，在上述实施方式中，基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup以及向燃烧室5内的吸入空气量的推定值等来推定上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc。但是，氧吸藏量OSAsc既可以除了这些参数之外还基于其他的参数来算出，也可以基于与这些参数不同的参数来推定。另外，在上述实施方式中，若氧吸藏量OSAsc的推定值变为判定基准吸藏量Cref以上，则将目标空燃比从稀设定空燃比切换为弱浓设定空燃比。但是，将目标空燃比从稀设定空燃比切换为弱浓设定空燃比的定时，也可以以例如以将目标空燃比从弱浓设定空燃比向稀设定空燃比切换后的内燃机运转时间等的其他参数为基准。但是，即使是这种情况，也需要在被推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc少于最大氧吸藏量的期间将目标空燃比从稀设定空燃比切换为弱浓设定空燃比。
＜还使用下游侧催化剂的控制的说明＞
另外，在本实施方式中，除了上游侧排气净化催化剂20之外，还设置有下游侧排气净化催化剂24。下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc，通过每当某种程度的期间进行的燃料切断控制而被设为最大吸藏量Cmax附近的值。因而，即便从上游侧排气净化催化剂20流出了包含未燃气体的排气，这些未燃气体也会在下游侧排气净化催化剂24中被氧化净化。
此外，所谓燃料切断控制，是当搭载内燃机的车辆减速时等在曲轴或活塞3运动的状态下也不从燃料喷射阀11进行燃料的喷射的控制。当进行该控制时，向两排气净化催化剂20、24流入大量的空气。
以下，参照图8，对下游侧排气净化催化剂24中的氧吸藏量OSAufc的推移进行说明。图8是与图7同样的图，替换图7的NOx浓度的推移，而示出下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc以及从下游侧排气净化催化剂24流出的排气中的未燃气体(HC和/或CO等)的浓度的推移。另外，在图8所示的例子中，进行与图7所示的例子相同的控制。
在图8所示的例子中，在时刻t1以前进行了燃料切断控制。因而，在时刻t1以前，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc变为最大氧吸藏量Cmax附近的值。另外，在时刻t1以前，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比保持为大致理论空燃比。因而，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc维持为恒定。
然后，在时刻t1～t4下，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比变为浓空燃比。因而，向下游侧排气净化催化剂24流入包含未燃气体的排气。
如上述那样，在下游侧排气净化催化剂24中吸藏有大量的氧，因此，当在向下游侧排气净化催化剂24流入的排气中包含未燃气体时，利用所吸藏的氧对未燃气体进行氧化净化。另外，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc随之减少。但是，在时刻t1～t4，从上游侧排气净化催化剂20流出的未燃气体并没有那么多，因此，此期间的氧吸藏量OSAufc的减少量为微量。因而，在时刻t1～t4从上游侧排气净化催化剂20流出的未燃气体在下游侧排气净化催化剂24中全部被氧化净化。
在时刻t6以后，也每隔某程度的时间间隔与时刻t1～t4下的情况同样，从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体。如此流出的未燃气体基本上由下游侧排气净化催化剂24所吸藏的氧来氧化净化。因此，从下游侧排气净化催化剂24几乎不会流出未燃气体。如上述那样，当考虑将来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量设为少时，根据本实施方式，从下游侧排气净化催化剂24排出的未燃气体以及NOx的排出量始终成为很少的量。
＜具体的控制的说明＞
接着，参照图9以及图10，对上述实施方式中的控制装置具体地进行说明。本实施方式中的控制装置，如作为功能框图的图9所示那样，包含A1～A9的各功能框而构成。以下，一边参照图9一边对各功能框进行说明。
＜燃料喷射量的算出＞
首先，对燃料喷射量的计算进行说明。在计算燃料喷射量时，使用气缸内吸入空气量算出单元A1、基本燃料喷射量算出单元A2、以及燃料喷射量算出单元A3。
气缸内吸入空气量算出单元A1，基于由空气流量计39测量出的吸入空气流量Ga、基于曲轴转角传感器44的输出算出的内燃机转速NE、存储在ECU31的ROM34中的映射或计算式来算出向各气缸的吸入空气量Mc。
基本燃料喷射量算出单元A2，通过由气缸内吸入空气量算出单元A1算出的气缸内吸入空气量Mc除以由后述的目标空燃比设定单元A6算出的目标空燃比AFT，来算出基本燃料喷射量Qbase(Qbase＝Mc/AFT)。
燃料喷射量算出单元A3，通过由基本燃料喷射量算出单元A2算出的基本燃料喷射量Qbase和后述的F/B修正量DQi相加，来算出燃料喷射量Qi(Qi＝Qbase+DQi)。对燃料喷射阀11进行喷射指示，使得从燃料喷射阀11喷射这样算出的燃料喷射量Qi的燃料。
＜目标空燃比的算出＞
接着，对目标空燃比的计算进行说明。在计算目标空燃比时，使用氧吸藏量算出单元A4、目标空燃比修正量算出单元A5、以及目标空燃比设定单元A6。
氧吸藏量算出单元A4，基于由燃料喷射量算出单元A3算出的燃料喷射量Qi以及上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup，来算出上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量的推定值OSAest。例如，氧吸藏量算出单元A4，通过与上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup对应的空燃比与理论空燃比的差量乘以燃料喷射量Qi，并且累计所求出的值，来算出氧吸藏量的推定值OSAest。此外，由氧吸藏量算出单元A4进行的上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量的推定也可以不始终进行。例如，可以仅在从目标空燃比自浓空燃比向稀空燃比实际地切换时(图7中的时刻t3)开始到氧吸藏量的推定值OSAest达到判定基准吸藏量Cref(图7中的时刻t4)为止的期间推定氧吸藏量。
在目标空燃比修正量算出单元A5中，基于由氧吸藏量算出单元A4算出的氧吸藏量的推定值OSAest、和下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn，来算出目标空燃比的空燃比修正量AFC。具体而言，空燃比修正量AFC，在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn变为浓判定基准值Iref(与浓判定空燃比相当的值)以下时，被设为稀设定修正量AFClean。其后，空燃比修正量AFC维持稀设定修正量AFClean，直到氧吸藏量的推定值OSAest达到判定基准吸藏量Cref。当氧吸藏量的推定值OSAest达到判定基准吸藏量Cref时，空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich。其后，空燃比修正量AFC维持弱浓设定修正量AFCrich，直到下游侧空燃比传感器41的输出电流成为浓判定基准值Iref(与浓判定空燃比相当的值)为止。
目标空燃比设定单元A6，通过将成为基准的空燃比、即本实施方式中的理论空燃比AFR与由目标空燃比修正量算出单元A5算出的空燃比修正量AFC相加，来算出目标空燃比AFT。因此，目标空燃比AFT被设为弱浓设定空燃比(空燃比修正量AFC为弱浓设定修正量AFCrich的情况)、和稀设定空燃比(空燃比修正量AFC为稀设定修正量AFClean的情况)中的任一个。这样算出的目标空燃比AFT，被输入到基本燃料喷射量算出单元A2以及后述的空燃比差算出单元A8中。
图10是表示空燃比修正量AFC的计算控制的控制程序的流程图。图示的控制程序通过一定时间间隔的插入来进行。
如图10所示，首先，在步骤S11中判定空燃比修正量AFC的算出条件是否成立。所谓空燃比修正量的算出条件成立的情况，可列举出例如不是燃料切断控制中等。在步骤S11中判定为目标空燃比的算出条件成立的情况下，进入到步骤S12。在S12中，取得上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup、下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn、燃料喷射量Qi。接着，在步骤S13中，基于在步骤S12中所取得的上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup以及燃料喷射量Qi，来算出氧吸藏量的推定值OSAest。
接着，在步骤S14中判定稀设定标识Fr是否被设定为0。稀设定标识Fr在空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFClean时被设为1，在这之外的情况下被设为0。在步骤S14中判定为稀设定标识Fr被设定为0的情况下，进入到步骤S15。在步骤S15中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn是否为浓判定基准值Iref以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn大于浓判定基准值Iref的情况下，使控制程序结束。
另一方面，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc减少、从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比降低，则在步骤S15中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn为浓判定基准值Iref以下。在这种情况下，进入到步骤S16，空燃比修正量AFC被设为稀设定修正量AFClean。接着，在步骤S17中，稀设定标识Fr被设定为1，使控制程序结束。
在接下来的控制程序中，在步骤S14中判定为稀设定标识Fr未被设定为0而进入到步骤S18。在步骤S18中，判定在S13中算出的氧吸藏量的推定值OSAest是否比判定基准吸藏量Cref少。在判定为氧吸藏量的推定值OSAest比判定基准吸藏量Cref少的情况下，进入到步骤S19，空燃比修正量AFC继续被设为稀设定修正量AFClean。另一方面，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量增大，则不久在步骤S18中判定为氧吸藏量的推定值OSAest为判定基准吸藏量Cref以上，进入到步骤S20。在步骤S20中，空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich，接着，在步骤S22中稀设定标识Fr被重置为0，使控制程序结束。
＜F/B修正量的算出＞
再次返回到图9，对基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup的F/B修正量的计算进行说明。在计算F/B修正量时，使用数值变换单元A7、空燃比差算出单元A8、F/B修正量算出单元A9。
数值变换单元A7，基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup、和预定了空燃比传感器40的输出电流Irup与空燃比的关系的映射(map)或计算式(例如，图5所示的映射)，来算出与输出电流Irup相当的上游侧排气空燃比AFup。因此，上游侧排气空燃比AFup相当于向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比。
空燃比差算出单元A8，通过从由数值变换单元A7求出的上游侧排气空燃比AFup减去由目标空燃比设定单元A6算出的目标空燃比AFT，来算出空燃比差DAF(DAF＝AFup-AFT)。该空燃比差DAF是表示相对于目标空燃比AFT的、燃料供给量过量或不足的值。
F/B修正量算出单元A9，通过对由空燃比差算出单元A8算出的空燃比差DAF进行比例·积分·微分处理(PID处理)，基于下述式(1)算出用于补偿燃料供给量过量或不足的F/B修正量DFi。这样算出的F/B修正量DFi被输入到燃料喷射量算出单元A3。
DFi＝Kp×DAF+Ki×SDAF+Kd×DDAF…(1)
此外，在所述式(1)中，Kp为预先设定的比例增益(比例常数)，Ki为预先设定的积分增益(积分常数)，Kd为预先设定的微分增益(微分常数)。另外，DDAF是空燃比差DAF的时间微分值，通过此次更新了的空燃比差DAF与上次更新了的空燃比差DAF之差除以与更新间隔对应的时间来算出。另外，SDAF为空燃比差DAF的时间积分值，该时间积分值DDAF，通过此次更新了的空燃比差DAF与上次更新了的时间积分值DDAF相加来算出(SDAF＝DDAF+DAF)。
此外，在上述实施方式中，由上游侧空燃比传感器40检测出向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比。但是，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比的检测精度不一定必须很高，因此例如也可以基于从燃料喷射阀11喷出的燃料喷射量以及空气流量计39的输出来推定该排气的空燃比。
＜第二实施方式＞
接着，参照图11，对本发明的第二实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第二实施方式涉及的内燃机的控制装置的结构以及控制基本上与第一实施方式涉及的内燃机的控制装置的结构以及控制相同。但是，在本实施方式的控制装置中，在空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich的期间，也每隔某程度的时间间隔，空燃比修正量AFC在较短的时间内暂时地被设为与稀空燃比相当的值(例如稀设定修正量AFClean)。即，在本实施方式的控制装置中，在目标空燃比被设为弱浓设定空燃比的期间，也每隔某程度的时间间隔，目标空燃比在较短的时间内暂时地被设为稀空燃比。
图11是与图7相同的图，图11中的时刻t1～t7表示与图7中的时刻t1～t7相同的控制定时。因此，在图11所示的控制中，也在时刻t1～t7的各定时进行与图7所示的控制同样的控制。而且，在图11所示的控制中，在时刻t4～t7期间，即空燃比修正量AFC被设为弱浓设定修正量AFCrich的期间，空燃比修正量AFC多次被暂时设为稀设定修正量AFClean。
在图11所示的例子中，从时刻t8起在较短的时间内空燃比修正量AFC被设为稀设定修正量AFClean。如上述那样由于在空燃比的变化中发生延迟，因此向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比从时刻t9起在较短的时间内被设为稀空燃比。如此，当向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比变为稀空燃比时，此期间上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc暂时地增大。
在图11所示的例子中，同样，在时刻t10下也在较短的时间内空燃比修正量AFC被设为稀设定修正量AFClean。向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比随之从时刻t11起在较短的时间内被设为稀空燃比，此期间上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc暂时地增大。
如此，通过使向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比暂时地增大，能够使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc暂时地增大，或者使氧吸藏量OSAsc的减少暂时地降低。因而，根据本实施方式，能够使从在时刻t4将空燃比修正量AFC切换为弱浓设定修正量AFCrich起到在时刻t7下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn达到浓判定基准值Iref为止的时间变长。即，能够使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc变为零附近而从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体的定时延迟。由此，能够使从上游侧排气净化催化剂20流出的未燃气体的流出量减少。
此外，在上述实施方式中，在空燃比修正量AFC基本上被设为弱浓设定修正量AFCrich的期间(时刻t4～t7)，暂时地将空燃比修正量AFC设为稀设定修正量AFClean。在如此暂时地变更空燃比修正量AFC的情况下，并非必须将空燃比修正量AFC变更为稀设定修正量AFClean，只要是比弱浓设定修正量AFCrich稀，则也可以变更为任意的空燃比。
另外，在空燃比修正量AFC基本上被设为稀设定修正量AFClean的期间(时刻t2～t4)，也可以暂时地将空燃比修正量AFC设为弱浓设定修正量AFCrich。在这种情况下也同样地，在暂时变更空燃比修正量AFC的情况下只要是比稀设定修正量AFClean浓即可，也可以将空燃比修正量AFC变更为任意的空燃比。
但是，在本实施方式中，时刻t2～t4的空燃比修正量AFC也设定成使得该期间中的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差大于时刻t4～t7的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差。
总之，当将第一实施方式以及第二实施方式汇总来表现时，可以说ECU31具备：氧吸藏量增加单元，在由下游侧空燃比传感器41检测出的排气的空燃比变为浓判定空燃比以下时，使向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的目标空燃比连续或断续地设为稀设定空燃比，直到上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc达到判定基准吸藏量Cref为止；和氧吸藏量减少单元，在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc变为判定基准吸藏量Cref以上时，使目标空燃比连续或断续地设为弱浓设定空燃比，使得氧吸藏量OSAsc并不达到最大氧吸藏量Cmax而朝向零减少。
<第三实施方式>
接着，参照图12～图17，对本发明的第三实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第三实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制基本上与上述实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制是同样的。然而，在上述实施方式中，上游侧空燃比传感器和下游侧空燃比传感器均为同一传感器施加电压，而在本实施方式中，在这些空燃比传感器之间成为不同的传感器施加电压。
<空燃比传感器的输出特性>
本实施方式的上游侧空燃比传感器70和下游侧空燃比传感器71与第一实施方式的空燃比传感器40、41同样，如使用图3和图4所说明那样构成且动作。这些空燃比传感器70、71具有如图12所示的电压-电流(V-I)特性。从图12可知，在传感器施加电压Vr为0以下和0附近的区域中，在排气空燃比一定的情况下，当使传感器施加电压Vr从负的值逐渐增加时，输出电流Ir随之逐渐增加。
即，在该电压区域，传感器施加电压Vr较低，因此能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量少。因此，与经由扩散限速层54的排气的流入速度相比，能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量变少，因此，输出电流Ir根据能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量而变化。由于能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量根据传感器施加电压Vr而变化，因此在结果上输出电流随着传感器施加电压Vr的增加而增加。此外，这样地输出电流Ir与传感器施加电压Vr成比例地变化的电压区域被称为比例区域。另外，在传感器施加电压Vr为0时输出电流Ir取得负值是因为，因氧电池特性而产生与固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比相应的电动势E。
其后，若在使排气空燃比为恒定的状态下使传感器施加电压Vr逐渐地增加，则与其相对的输出电流的增加的比例逐渐变小，最终变为大致饱和状态。其结果，即使增加传感器施加电压Vr，输出电流也几乎不变化。该大致饱和的电流被称为界限电流，以下将发生该界限电流的电压区域称为界限电流区域。
即，在该界限电流区域，传感器施加电压Vr某种程度地高，因此能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量多。因而，与经由扩散限速层54的排气的流入速度相比，能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量变多。因此，输出电流Ir根据经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度而变化。即使将排气空燃比设为恒定并使传感器施加电压Vr变化，基本上经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度也不变化，因此输出电压Ir不变化。
但是，若排气空燃比不同，则经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度也不同，因此输出电流Ir根据排气空燃比而变化。从图12可知，在稀空燃比和浓空燃比下，界限电流的流动方向相反，在为稀空燃比时，空燃比越大，界限电流的绝对值越大，在为浓空燃比时，空燃比越小，界限电流的绝对值越大。
其后，若在将排气空燃比设为恒定的状态下，使传感器施加电压Vr进一步增加下去，则输出电流Ir随之再次开始增加。若这样地施加高的传感器施加电压Vr，则在排气侧电极52上发生排气中所含的水分的分解，随之流动电流。另外，若使传感器施加电压Vr进一步增加，则只靠水的分解不能维持电流，此次发生固体电解质层51的分解。以下，将这样发生水和/或固体电解质层51的分解的电压区域称为水分解区域。
图13是表示各传感器施加电压Vr下的排气空燃比与输出电流Ir的关系的图。从图13可知，若传感器施加电压Vr为0.1V到0.9V左右，则至少在理论空燃比的附近，输出电流Ir根据排气空燃比而变化。另外，从图13可知，若传感器施加电压Vr为0.1V到0.9V左右，则在理论空燃比的附近，排气空燃比与输出电流Ir的关系，与传感器施加电压Vr无关地大致相同。
另一方面，从图13可知，若排气空燃比变低到某个一定的排气空燃比以下，则即使排气空燃比发生变化，输出电流Ir也几乎不变化。该一定的排气空燃比，根据传感器施加电压Vr而变化，传感器施加电压Vr越高，其越高。因而，若使传感器施加电压Vr增大到某个特定的值以上，则如图中由单点划线所示那样，不论排气空燃比是怎样的值，输出电流Ir都不变为0。
另一方面，若排气空燃比变高到某个一定的排气空燃比以上，则即使排气空燃比变化，输出电流Ir也几乎不变化。该一定的排气空燃比，也根据传感器施加电压Vr而变化，传感器施加电压Vr越低，其越低。因而，若使传感器施加电压Vr降低到某个特定的值以下，则如图中由双点划线所示那样，不论排气空燃比是怎样的值，输出电流Ir都不变为0(例如在将传感器施加电压Vr设为0V的情况下，与排气空燃比无关，输出电流Ir不变为0)。
＜理论空燃比附近的微观特性＞
但是，本发明人等进行了潜心研究后发现了如下情况：若宏观地观察传感器施加电压Vr与输出电流Ir的关系(图12)、排气空燃比与输出电流Ir的关系(图13)，则存在如上述那样的倾向，但若在理论空燃比附近微观地观察这些关系，则存在与其不同的倾向。以下对此进行说明。
图14是针对图12的电压-电流线图放大地示出输出电流Ir为0附近的区域(在图12中由X-X所示的区域)的图。从图14可知，即使在界限电流区域中，在将排气空燃比设为一定时，随着传感器施加电压Vr增大，输出电流Ir也极少量地增大。例如，以排气空燃比为理论空燃比(14.6)的情况为例来观察，在传感器施加电压Vr为0.45V左右时，输出电流Ir变为0。相对于此，若使传感器施加电压Vr相比于0.45V某种程度地低(例如0.2V)，则输出电流变为低于0的值。另一方面，若使传感器施加电压Vr相比于0.45V某种程度地高(例如0.7V)，则输出电流变为高于0的值。
图15是针对图13的空燃比-电流线图，放大地示出排气空燃比为理论空燃比附近且输出电流Ir为0附近的区域(在图13中由Y所示的区域)的图。从图15可知，在理论空燃比附近的区域中，相对于同一排气空燃比的输出电流Ir在每个传感器施加电压Vr下稍有不同。例如，在图示的例子中，在排气空燃比为理论空燃比的情况下，在将传感器施加电压Vr设为0.45V时，输出电流Ir变为0。而且，若使传感器施加电压Vr大于0.45V，则输出电流Ir也变得比0大，若使传感器施加电压Vr小于0.45V，则输出电流Ir也变得比0小。
而且，从图15可知，在每个传感器施加电压Vr下，输出电流Ir变为0时的排气空燃比(以下称为“电流为零时的排气空燃比”)不同。在图示的例子中，在传感器施加电压Vr为0.45V的情况下，在排气空燃比为理论空燃比时输出电流Ir变为0。相对于此，在传感器施加电压Vr大于0.45V的情况下，在排气空燃比比理论空燃比浓时输出电流Ir变为0，传感器施加电压Vr越大，电流为零时的排气空燃比越小。相反地，在传感器施加电压Vr小于0.45V的情况下，在排气空燃比比理论空燃比稀时输出电流Ir变为0，传感器施加电压Vr越小，电流为零时的排气空燃比越大。即，通过使传感器施加电压Vr变化，能够使电流为零时的排气空燃比变化。
在此，图5中的斜率、即输出电流的增加量相对于排气空燃比的增加量的比率(以下，称为“输出电流变化率”)即使经过同样的生产工序也未必相同，即使是同一型式的空燃比传感器，也会在个体间产生不均。除此之外，即使在同一空燃比传感器中，输出电流变化率也会因历时劣化等而变化。其结果，即使使用构成为具有图16中实线A所示的输出特性的同一型式的传感器，输出电流变化率也会如图16中虚线B所示那样因所使用的传感器、使用期间等而变小，或者输出电流变化率会如单点划线C所示那样因所使用的传感器、使用期间等而变大。
因而，即使使用同一型式的空燃比传感器进行同一空燃比的排气的计测，空燃比传感器的输出电流也会因所使用的传感器、使用期间等而不同。例如，在空燃比传感器具有如实线A所示的输出特性的情况下，进行了空燃比为af1的排气的计测时的输出电流成为I2。然而，在空燃比传感器具有如虚线B和单点划线C所示的输出特性的情况下，进行了空燃比为af1的排气的计测时的输出电流分别成为I1和I3，会成为与上述I2不同的输出电流。
然而，从图16也可知，即使在空燃比传感器的个体间产生了不均，或者在同一空燃比传感器中因历时劣化等而产生了不均，电流零时的排气空燃比(在图16的例子中为理论空燃比)也几乎不变。即，在输出电流Ir成为零以外的值时，难以准确地检测排气空燃比的绝对值，而在输出电流Ir成为零时，则能够准确地检测排气空燃比的绝对值(在图16的例子中为理论空燃比)。
并且，如使用图15所说明，在空燃比传感器70、71中，通过使传感器施加电压Vr变化，能够使电流零时的排气空燃比变化。即，只要适当设定传感器施加电压Vr，就能够准确地检测理论空燃比以外的排气空燃比的绝对值。特别是，在使传感器施加电压Vr在后述的“特定电压区域”内变化了的情况下，能够相对于理论空燃比(14.6)仅微小地(例如，±1％的范围(大约14.45～大约14.75)内)调整电流零时的排气空燃比。因此，通过适当设定传感器施加电压Vr，能够准确地检测与理论空燃比稍有不同的空燃比的绝对值。
此外，如上所述，通过使传感器施加电压Vr变化，能够使电流零时的排气空燃比变化。然而，当使传感器施加电压Vr大于某上限电压或者小于某下限电压时，与传感器施加电压Vr的变化量相对的电流零时的排气空燃比的变化量变大。因此，在该电压区域中，当传感器施加电压Vr稍微偏离时，电流零时的排气空燃比会大幅变化。因此，在该电压区域中，为了准确地检测排气空燃比的绝对值，需要精密地控制传感器施加电压Vr，这不太实用。因而，从准确地检测排气空燃比的绝对值的观点来看，需要将传感器施加电压Vr设为某上限电压与某下限电压之间的“特定电压区域”内的值。
在此，如图14所示，空燃比传感器70、71按各排气空燃比具有限界电流区域，该界限电流区域是输出电流Ir成为限界电流的电压区域。在本实施方式中，将排气空燃比为理论空燃比时的限界电流区域设为“特定电压区域”。
此外，如使用图13所说明，当使传感器施加电压Vr增大为某特定的值(最大电压)以上时，如图中单点划线所示，不管排气空燃比是何值，输出电流Ir都不成为0。另一方面，当使传感器施加电压Vr降低为某特定的值(最小电压)以下时，如图中双点划线所示，不管排气空燃比是何值，输出电流Ir都不成为0。
因此，若传感器施加电压Vr是最大电压与最小电压之间的电压，则存在输出电流成为零的排气空燃比。相反，若传感器施加电压Vr是比最大电压高的电压或者比最小电压低的电压，则不存在输出电流成为零的排气空燃比。因此，传感器施加电压Vr至少需要是在排气空燃比为某一空燃比时输出电流成为零的电压、即最大电压与最小电压之间的电压。上述的“特定电压区域”是最大电压与最小电压之间的电压区域。
<各空燃比传感器中的施加电压>
在本实施方式中，鉴于上述的微观特性，在由上游侧空燃比传感器70检测排气的空燃比时，上游侧空燃比传感器70中的传感器施加电压Vrup被固定为在排气空燃比为理论空燃比(在本实施方式中为14.6)时输出电流成为零的电压(例如，0.45V)。换言之，在上游侧空燃比传感器70中，设定传感器施加电压Vrup以使得电流零时的排气空燃比成为理论空燃比。另一方面，在由下游侧空燃比传感器71检测排气的空燃比时，下游侧空燃比传感器71中的传感器施加电压Vr被固定为在排气空燃比为比理论空燃比稍浓的预先设定的浓判定空燃比(例如，14.55)时输出电流成为零的一定电压(例如，0.7V)。换言之，在下游侧空燃比传感器71中，设定传感器施加电压Vrdwn以使得电流零时的排气空燃比成为比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比。这样，在本实施方式中，下游侧空燃比传感器71中的传感器施加电压Vrdwn被设定为比上游侧空燃比传感器70中的传感器施加电压Vrup高的电压。
因此，连接于两空燃比传感器70、71的ECU31在上游侧空燃比传感器70的输出电流Irup成为了零时判断为上游侧空燃比传感器70周围的排气空燃比为理论空燃比。另一方面，ECU31在下游侧空燃比传感器71的输出电流Irdwn成为了零时判断为下游侧空燃比传感器71周围的排气空燃比为浓判定空燃比、即与理论空燃比不同的预先设定的空燃比。
<第三实施方式中的空燃比控制>
第三实施方式中的空燃比控制基本上与上述实施方式中的空燃比控制是同样的。然而，在第一实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn在时刻t2成为了浓判定基准值Iref以下时将目标空燃比切换为稀设定空燃比。与此相对，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn成为了零以下时将目标空燃比切换为稀设定空燃比。
图17是与图7同样的图，是进行了本实施方式中的控制的情况下的上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc等的时间图。以下，仅对与图7中的控制不同的部分进行说明。
从图17可知，在时刻t1以前，即，在从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比为理论空燃比的情况下，下游侧空燃比传感器71的输出电流Irdwn为比零大的值。之后，从时刻t1起，流入到上游侧排气净化催化剂20的排气中的未燃气体的一部分开始不被上游侧排气净化催化剂20净化而流出。与此相伴，下游侧空燃比传感器71的输出电流Irdwn朝向零变小，在时刻t2成为零。在本实施方式中，当下游侧空燃比传感器71的输出电流Irdwn成为零以下时，为了抑制上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc的减少，将空燃比修正量AFC切换为与稀设定空燃比相当的值AFClean。之后的控制基本上与图7所示的例子是同样的。
根据本实施方式，如上所述，能够由下游侧空燃比传感器41准确地检测浓判定空燃比下的绝对值。如使用图16所说明，在以往的空燃比传感器中，关于理论空燃比以外的空燃比，难以准确地检测其绝对值。因而，当在以往的空燃比传感器中因历时劣化、个体差等而其输出电流产生误差时，即使在排气的实际的空燃比与浓判定空燃比不同的情况下，空燃比传感器的输出电流也会成为与浓判定空燃比相当的值。其结果，将空燃比修正量AFC从弱浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换定时会延迟，或者会在无需切换的定时进行该切换。与此相对，在本实施方式中，能够由下游侧空燃比传感器41准确地检测浓判定空燃比下的绝对值。因而，能够抑制空燃比修正量AFC从弱浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换定时的延迟和/或在无需切换的定时的切换。
<第四实施方式>
接着，参照图18和图19，对本发明的第四实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第四实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制基本上与上述实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制是同样的。然而，在上述实施方式中，使用由固体电解质层和一对电极构成的元件为1个的1元件型的空燃比传感器作为空燃比传感器，而在第四实施方式中，使用该元件为2个的2元件型的空燃比传感器作为空燃比传感器。
<空燃比传感器的构成>
接着，参照图18，对本实施方式中的空燃比传感器70、71的结构进行说明。图18是空燃比传感器70、71的概略的剖视图。从图18可知，本实施方式中的空燃比传感器70、71是包含固体电解质层以及一对电极的元件(cell)为两个的双元件型空燃比传感器。
如图18所示，空燃比传感器70、71具备被测气体室81、基准气体室82、配置在被测气体室81的两侧的两个固体电解质层83、84。基准气体室82隔着第二固体电解质层84设置在被测气体室81的相反侧。在第一固体电解质层83的被测气体室81侧的侧面上配置气体室侧电极(第三电极)85，在第一固体电解质层83的排气侧的侧面上配置排气侧电极(第四电极)86。这些第一固体电解质层83、气体室侧电极85以及排气侧电极86构成泵单元90。
另一方面，在第二固体电解质层84的被测气体室81侧的侧面上配置气体室侧电极(第一电极)87，在第二固体电解质层84的基准气体室82侧的侧面上配置基准侧电极(第二电极)88。这些第二固体电解质层84、气体室侧电极87以及基准侧电极88构成基准单元91。
在两个固体电解质层83、84之间，以包围泵单元90的气体室侧电极85以及基准单元91的气体室侧电极87的方式设置扩散限速层93。因此，被测气体室81由第一固体电解质层83、第二固体电解质层84以及扩散限速层93来画成。经由扩散限速层93向被测气体室81流入排气。因而，配置于被测气体室81内的电极、即泵单元90的气体室侧电极85以及基准单元91的气体室侧电极87经由扩散限速层93曝露于排气中。此外，扩散限速层93并非一定设置成使得向被测气体室81流入的排气经过。只要达到基准单元91的气体室侧电极87的排气成为经过扩散限速层后的排气，则扩散限速层可以以任何方式配置。
另外，在第二固体电解质层84的基准气体室82侧的侧面上以包围基准气体室82的方式设置加热器部94。因此，基准气体室82由第二固体电解质层84以及加热器部94来画成。向该基准气体室82内导入基准气体。在本实施方式中，基准气体室82向大气开放，因而作为基准气体，大气被导入到基准气体室82内。
另外，在加热器部94设置有多个加热器95，能够由这些加热器95控制空燃比传感器70、71的温度、特别是固体电解质层83、84的温度。加热器部94为了将固体电解质层83、84加热到活性化而具有充分的发热容量。而且，在第一固体电解质层83的排气侧的侧面上设置保护层96。保护层96由多孔材料来形成，使得防止排气中的液体等直接附着在排气侧电极86，同时排气达到排气侧电极86。
固体电解质层83、84由与第一实施方式的固体电解质层51同样的材料形成。另外，扩散限速层93也由与第一实施方式的扩散限速层54同样的材料形成。进而，电极85～88也由与第一实施方式的电极52、53同样的材料形成。
在基准单元91的气体室侧电极87和基准侧电极88之间，由ECU31中所搭载的基准电压施加装置100施加基准电压(相当于第一实施方式的传感器施加电压)Vr。而且，在ECU31中，设置基准电流检测装置101，该基准电流检测装置101在由基准电压施加装置100施加了基准电压Vr时检测经由第二固体电解质层84在这些电极87、88间流动的基准电流Ir。
另外，在泵单元90的气体室侧电极85和排气侧电极86之间，由ECU31中所搭载的泵电压施加装置102施加泵电压Vp。由泵电压施加装置102施加的泵电压Vp根据由基准电流检测装置101检测出的基准电流Ir来设定。具体来说，根据由基准电流检测装置101检测出的基准电流Ir与预先设定的其目标电流(在本实施方式中为零)之差来设定泵电压Vp。而且，在ECU31中设置泵电流检测装置103，该泵电流检测装置103在由泵电压施加装置102施加了泵电压Vp时检测经由第一固体电解质层83在这些电极85、86间流动的泵电流Ip。
此外，当由泵电压施加装置102使泵电压Vp变化时，在电极85、86间流动的泵电流Ip发生变化。换句话说，可以说泵电压施加装置102控制泵电流Ip。因此，泵电压施加装置102作为控制泵电流Ip的泵电流控制装置发挥作用。此外，泵电流Ip也通过例如与泵电压施加装置102串联配置可变电阻、并变更该可变电阻而变化。因此，作为泵电流控制装置，也能够使用可变电阻等泵电压施加装置102以外的单元。
＜空燃比传感器的动作＞
接着，参照图19，对如此构成的空燃比传感器70、71的动作的基本性概念进行说明。图19是概略地示出空燃比传感器70、71的动作的图。在使用时，空燃比传感器70、71以保护层96以及扩散限速层93的外周面曝露于排气中的方式配置。另外，向空燃比传感器70、71的基准气体室82导入大气。
如上所述，固体电解质层83、84由氧离子传导性氧化物的烧结体形成。因此，具有以下性质(氧电池特性)：当因高温而在活性化的状态下在固体电解质层83、84的两侧面间产生氧浓度之差时，产生要使氧离子从浓度高的侧面侧向浓度低的侧面侧移动的电动势E。
相反地，固体电解质层83、84具有如下特性(氧泵特性)：当在两侧面间赋予电位差时，要引起氧离子的移动，使得根据该电位差在固体电解质层的两侧面间产生氧浓度比。具体来说，在两侧面间赋予了电位差的情况下引起氧离子的移动，使得赋予正极性的侧面的氧浓度相对于赋予负极性的侧面的氧浓度以与电位差相应的比率变高。
因此，在泵单元90中，当由泵电压施加装置102向气体室侧电极85和排气侧电极86之间施加泵电压Vp时，基于此产生氧离子的移动。随着这种氧离子的移动，从排气中相对于被测气体室81内泵入或泵出氧。
另一方面，本实施方式的基准单元91与第一实施方式中的由固体电解质层51、排气侧电极52以及大气侧电极53构成的元件同样地发挥作用。因此，在基准单元91中，当被测气体室81内的排气空燃比与同由基准电压施加装置100向电极87、88间施加的基准电压Vr对应的空燃比(即施加了基准电压Vr时的电流为零时的排气空燃比)一致时，在电极87、88间流动的基准电流变为零。另一方面，在被测气体室81内的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比浓时，在电极87、88间流动的基准电流变为负电流，其大小同与基准电压Vr所对应的空燃比之差成比例。相反地，在被测气体室81内的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比稀时，在电极87、88间流动的基准电流变为正电流，其大小同与基准电压Vr所对应的空燃比之差成比例。
在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比稀时，如图19(A)所示那样经由扩散限速层93向被测气体室81内流入比与基准电压Vr对应的空燃比稀的排气。当如此流入包含大量的氧的稀空燃比的排气时，在基准单元91的电极87、88间正的基准电流同与基准电压Vr所对应的空燃比之差成比例地流动，这样的基准电流由基准电流检测装置101来检测。
当由基准电流检测装置101检测基准电流时，基于此由泵电压施加装置102向泵单元90的电极85、86施加泵电压。特别是，当由基准电流检测装置101检测正的基准电流时，将排气侧电极86作为正电极，将气体室侧电极85作为负电极，来施加泵电压。通过如此向泵单元90的电极85、86施加泵电压，在泵单元90的第一固体电解质层83中，从负电极朝向正电极、即从气体室侧电极85朝向排气侧电极86发生氧离子的移动。因而，被测气体室81内的氧被泵出到空燃比传感器70、71周围的排气中。
从被测气体室81内向空燃比传感器70、71周围的排气中所泵出的氧的流量与泵电压成比例，而且，泵电压与由基准电流检测装置101检测出的正的基准电流的大小成比例。因此，被测气体室81内的排气空燃比越是从与基准电压Vr对应的空燃比向稀偏离得大，即被测气体室81内的氧浓度越高，从被测气体室81内向空燃比传感器70、71周围的排气中泵出的氧的流量越多。其结果，经由扩散限速层93向被测气体室81流入的氧流量和由泵单元90泵出的氧流量基本上一致，被测气体室81内变成基本上保持为大致与基准电压Vr对应的空燃比。
由泵单元90泵出的氧流量等于在泵单元90的第一固体电解质层83内移动的氧离子的流量。并且，该氧离子的流量等于在泵单元90的电极85、86间流动的电流。因而，通过由泵电流检测装置103检测电极85、86间流动的电流，就能够检测经由扩散限速层93向被测气体室81流入的氧流量，因此能够检测被测气体室81周围的排气的稀空燃比。
另一方面，在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比浓时，如图19(B)所示那样经由扩散限速层93向被测气体室81内流入比与基准电压Vr对应的空燃比浓的排气。当如此流入包含大量的未燃气体的浓空燃比的排气时，在基准单元91的电极87、88间负的基准电流同与基准电压Vr所对应的空燃比之差成比例地流动，这样的基准电流由基准电流检测装置101来检测。
当由基准电流检测装置101检测到基准电流时，基于此由泵电压施加装置102向泵单元90的电极85、86间施加泵电压。特别是，当由基准电流检测装置101检测到负的基准电流时，将气体室侧电极85作为正电极，将排气侧电极86作为负电极，来施加泵电压。通过如此施加泵电压，在泵单元90的第一固体电解质层83中，从负电极朝向正电极，即从排气侧电极86朝向气体室侧电极85产生氧离子的移动。因而，空燃比传感器70、71周围的排气中的氧被泵入到被测气体室81内。
从空燃比传感器70、71周围的排气中向被测气体室81内泵入的氧的流量与泵电压成比例，而且，泵电压与由基准电流检测装置101检测出的负的基准电流的大小成比例。因此，被测气体室81内的排气空燃比越是从与基准电压Vr对应的空燃比向浓偏离得大，即被测气体室81内的未燃气体浓度越高，从空燃比传感器70、71周围的排气中向被测气体室81内泵入的氧的流量就越多。其结果，经由扩散限速层93向被测气体室81流入的未燃气体的流量和由泵单元90泵入的氧流量变为化学当量比，因而被测气体室81内基本上保持为与基准电压Vr对应的空燃比。
由泵单元90泵入的氧流量等于在泵单元90内的第一固体电解质层83内移动的氧离子的流量。并且，该氧离子的流量等于在泵单元90的电极85、86间流动的电流。因而通过由泵电流检测装置103检测电极85、86间流动的电流，就能够检测经由扩散限速层93向被测气体室81流入的未燃气体的流量，因此能够检测被测气体室81周围的排气的浓空燃比。
另外，在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比为与基准电压Vr对应的空燃比时，如图19(C)所示那样经由扩散限速层93向被测气体室81内流入与基准电压Vr对应的空燃比的排气。当如此流入与基准电压Vr对应的空燃比的排气时，基准单元91的电极87、88间流动的基准电流变为零，这样的基准电流由基准电流检测装置101来检测。
当由基准电流检测装置101检测出的基准电流为零时，由泵电压施加装置102施加的泵电压也随之被设为零。因而，在泵单元90的第一固体电解质层83中，没有发生氧离子的移动，因而被测气体室81内基本上保持为与基准电压Vr对应的空燃比。并且，由于在泵单元90的第一固体电解质层83中没有发生氧离子的移动，所以由泵电流检测装置103检测的泵电流也变为零。因此，可知在由泵电流检测装置103检测的泵电流为零时，被测气体室81周围的排气的空燃比为与基准电压Vr对应的空燃比。
如此，根据本实施方式的空燃比传感器70、71，在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比与同基准电压Vr对应的空燃比一致时，作为输出电流的泵电流变为零。另外，在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比稀时，作为输出电流的泵电流变为正，泵电流的绝对值根据其稀的程度而变大。相反地，在空燃比传感器70、71周围的排气空燃比比与基准电压Vr对应的空燃比浓时，作为输出电流的泵电流变为负，泵电流的绝对值根据该浓程度而变大。
而且，如与上述第一实施方式的空燃比传感器40、41相关地说明的那样，与基准电压Vr对应的空燃比、即施加了基准电压Vr时的电流为零时的排气空燃比随着基准电压Vr增大而变小。例如，在基准电压Vr为0.45V时，电流为零时的排气空燃比变为理论空燃比。并且，在基准电压Vr大于0.45V的情况下，电流为零时的排气空燃比变为浓空燃比，在基准电压Vr小于0.45V的情况下，电流为零时的排气空燃比变为稀空燃比。
＜各空燃比传感器中的施加电压＞
在本实施方式中，上游侧空燃比传感器40中的基准电压Vrup被设为使得在排气空燃比为理论空燃比(在本实施方式中为14.6)时输出电流变为零的电压(例如0.45V)。换句话说，在上游侧空燃比传感器40中设定基准电压Vrup，使得电流零时的排气空燃比成为理论空燃比。另一方面，下游侧空燃比传感器41中的基准电压Vrdwn被设为使得在排气空燃比为比理论空燃比稍浓的预先确定的浓判定空燃比(例如14.55)时输出电流成为零的电压(例如0.7V)。换句话说，在下游侧空燃比传感器41中设定基准电压Vrdwn，使得电流零时的排气空燃比成为比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比。如此，在本实施方式中，下游侧空燃比传感器41中的基准电压Vrdwn被设为比上游侧空燃比传感器40中的基准电压Vrup高的电压。
因此，连接于两空燃比传感器70、71的ECU31在上游侧空燃比传感器40的输出电流即泵电流Irup成为了零时判断为上游侧空燃比传感器40周围的排气空燃比为理论空燃比。另一方面，ECU31在下游侧空燃比传感器41的输出电流即泵电流Irdwn成为了零时判断为下游侧空燃比传感器41周围的排气空燃比是浓判定空燃比即与理论空燃比不同的预先确定的空燃比。
此外，在上述第三实施方式中，上游侧空燃比传感器以及下游侧空燃比传感器都是单元件型空燃比传感器，在上述第四实施方式中，上游侧空燃比传感器以及下游侧空燃比传感器都是双元件型空燃比传感器。但是，也可以将上游侧空燃比传感器设为双元件型空燃比传感器，将下游侧空燃比传感器设为单元件型空燃比传感器。相反地，也可以将上游侧空燃比传感器设为单元件型空燃比传感器，将下游侧空燃比传感器设为双元件型空燃比传感器。在这种情况下，下游侧空燃比传感器41中的传感器施加电压(基准电压)Vrup也被设为比上游侧空燃比传感器40中的传感器施加电压(基准电压)Vrdwn高的电压。
除此之外，也可以是上游侧空燃比传感器和下游侧空燃比传感器均使用2元件型的空燃比传感器，且与上述第一实施方式同样地将两空燃比传感器的基准电压Vr设为相同。在该情况下，在下游侧空燃比传感器的泵电流Ip成为了零以外的预定的值时，判断为从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比成为了浓判定空燃比。
此外，在本说明书中，对排气净化催化剂的氧吸藏量在最大氧吸藏量与零之间变化的情况进行了说明。这意味着，可由排气净化催化剂进一步吸藏的氧的量在零(氧吸藏量为最大氧吸藏量的情况)与最大值(氧吸藏量为零的情况下)之间变化。
附图文字说明
5 燃烧室
6 进气门
8 排气门
10 火花塞
11 燃料喷射阀
13 进气枝管
15 进气管
18 节气门
19 排气歧管
20 上游侧排气净化催化剂
21 上游侧壳体
22 排气管
23 下游侧壳体
24 下游侧排气净化催化剂
31 ECU
39 空气流量计
40 上游侧空燃比传感器
41 下游侧空燃比传感器

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，使用于具备配置于内燃机的排气通路并且能够吸藏氧的排气净化催化剂的内燃机，其中，所述内燃机的控制装置具备：
下游侧空燃比检测单元，其配置于该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；以及流入空燃比控制单元，其控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，
所述流入空燃比控制单元具备：氧吸藏量增加单元，其在由所述下游侧空燃比检测单元检测到的空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将流入所述排气净化催化剂的排气的目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀，直到所述排气净化催化剂的氧吸藏量成为比上限吸藏量少的预定的吸藏量；和氧吸藏量减少单元，其在所述排气净化催化剂的氧吸藏量成为了所述预定的吸藏量以上时，将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓，以使得该氧吸藏量不达到所述上限氧吸藏量而朝向零减少，所述上限吸藏量是使得从该排气净化催化剂流出的排气中的氧和NOx的浓度的上升率开始变得比之前高的吸藏量，
还具备：上游侧空燃比检测·推定单元，其检测或推定流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比；以及氧吸藏量推定单元，其基于由所述上游侧空燃比检测·推定单元检测或推定出的排气的空燃比来推定所述排气净化催化剂的氧吸藏量，
所述氧吸藏量增加单元，其在由所述下游侧空燃比检测单元检测到的空燃比成为了所述浓判定空燃比以下时，将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀，直到由所述氧吸藏量推定单元推定出的氧吸藏量成为所述预定的吸藏量；所述氧吸藏量减少单元，其在由所述氧吸藏量推定单元推定的氧吸藏量成为了所述预定的吸藏量以上时，将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓，以使得该氧吸藏量不达到所述上限氧吸藏量而朝向零减少。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
由所述氧吸藏量增加单元将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比稀的期间内的所述目标空燃比的平均值与理论空燃比之差，比由所述氧吸藏量减少单元将所述目标空燃比持续地或断续地设为比理论空燃比浓的期间内的所述目标空燃比的平均值与理论空燃比之差大。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述氧吸藏量增加单元将所述目标空燃比持续地维持为比理论空燃比稀。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述氧吸藏量减少单元将所述目标空燃比持续地维持为比理论空燃比浓。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述氧吸藏量减少单元将所述目标空燃比断续地设为比理论空燃比浓，并且在所述目标空燃比没有成为比理论空燃比浓的期间中的至少一部分期间，将所述目标空燃比设为比理论空燃比稀。
6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述流入空燃比控制单元，控制向所述内燃机的燃烧室供给的燃料的量，以使得由所述上游侧空燃比检测·推定单元检测或推定的排气的空燃比成为所述目标空燃比。
7.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述内燃机还具备下游侧排气净化催化剂，该下游侧排气净化催化剂配置于比所述下游侧空燃比检测单元靠排气流动方向下游侧的排气通路，并且能够吸藏氧。
8.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
由所述吸藏量增加单元进行的操作和由所述吸藏量减少单元进行的操作被交替反复执行。
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