CN106337752B - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的排气净化装置抑制从下游侧催化剂流出NOx。内燃机的排气净化装置具备：上游侧催化剂(20)；下游侧催化剂(24)；下游侧空燃比传感器(41)，其设置于上游侧催化剂与下游侧催化剂之间；以及控制装置(31)，其能够执行控制流入上游侧催化剂的排气的空燃比的空燃比控制。控制装置，在空燃比控制中，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时将排气的空燃比切换为稀空燃比，在上游侧催化剂的氧吸藏量成为了切换基准吸藏量以上时将排气的空燃比切换为浓空燃比。控制装置，在空燃比控制的执行期间，在下游侧催化剂的氧吸藏量成为了界限吸藏量以下时，进行使流入上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制。

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
以往以来，已知有如下内燃机的排气净化装置，其具备：上游侧排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧排气净化催化剂，其在比上游侧排气净化催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于排气通路；下游侧空燃比传感器，其在上游侧排气净化催化剂与下游侧排气净化催化剂之间设置于排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入上游侧排气净化催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制(例如，专利文献1)。
在专利文献1所记载的排气净化装置中，在空燃比控制中，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时，将流入上游侧排气净化催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的空燃比(以下，称作“稀空燃比”)。除此之外，在上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时将流入上游侧排气净化催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的空燃比(以下，称作“浓空燃比”)。通过进行该空燃比控制，能够抑制从上游侧排气净化催化剂流出NOx。
在进行所述那样的空燃比控制的情况下，虽然不会从上游侧排气净化催化剂流出NOx，但有时会流出未燃气体(HC、CO等)。因此，会向下游侧排气净化催化剂定期地流入未燃气体，下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量逐渐下降。另一方面，在大多数内燃机中，根据内燃机运转状态，进行在内燃机的运转期间暂时停止来自燃料喷射阀的燃料供给的燃料切断控制。若执行这样的燃料切断控制，则下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量增加到最大可吸藏氧量。因此，若定期地执行燃料切断控制，则下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量即使因所述那样的空燃比控制而下降，也不会达到零附近。
然而，根据内燃机运转状态，有时遍及长期间地不执行燃料切断控制。在该情况下，下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量会下降，最终变得不能在下游侧排气净化催化剂中充分地净化从上游侧排气净化催化剂流出的未燃气体。于是，在专利文献1所记载的排气净化装置中，在下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量变得少时，使流入上游侧排气净化催化剂的排气的空燃比持续地或断续地为稀空燃比。由此，上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量，从上游侧排气净化催化剂流出包含氧和/或NOx的排气。根据专利文献1，其结果，能够使下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量增大，使上游侧排气净化催化剂的未燃气体的净化能力恢复。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/118890号
发明内容
发明要解决的问题
另外，若下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量下降到某种程度以下，则未燃HC会物理吸附于下游侧排气净化催化剂所担载的贵金属表面上(HC中毒)。若下游侧排气净化催化剂产生这样的HC中毒，则下游侧排气净化催化剂上的反应性会下降。因此，即使大量的氧和/或NOx流入下游侧排气净化催化剂，这些氧和/或NOx也不会被从排气充分地除去，而其一部分会从下游侧排气净化催化剂流出。
在专利文献1所记载的排气净化装置中，在下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量变得少时，在上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量后，也使流入上游侧排气净化催化剂的排气的空燃比为稀空燃比。因此，会从上游侧排气净化催化剂流出大量的氧和/或NOx，因而大量的氧和/或NOx流入下游侧排气净化催化剂。然而，若下游侧排气净化催化剂发生HC中毒，则变得不能将所流入的排气中的氧和/或NOx充分地除去，有可能其一部分从下游侧排气净化催化剂流出。
于是，本发明的目的在于，鉴于所述问题，提供一种能够抑制从下游侧排气净化催化剂流出NOx的内燃机的排气净化装置。
用于解决问题的手段
本发明为了解决所述问题而完成，其主旨如以下那样。
(1)一种内燃机的排气净化装置，具备：上游侧催化剂，其设置于所述内燃机的排气通路；下游侧催化剂，其在比该上游侧催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于所述排气通路；下游侧空燃比传感器，其在所述上游侧催化剂与所述下游侧催化剂之间设置于所述排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制，所述控制装置，在所述空燃比控制中，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的一定的浓判定空燃比以下时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的稀空燃比，在所述上游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的浓空燃比，所述控制装置，在所述空燃比控制的执行期间，在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的界限吸藏量以下时，进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制。
(2)根据所述(1)所记载的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，在所述下游侧催化剂的温度低于预先设定的温度时，即使所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为所述界限吸藏量以下，也不执行所述NOx增加控制。
(3)根据所述(1)或(2)所记载的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，在从内燃机排出的排气的流量为预先设定的流量以上时，即使所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为所述界限吸藏量以下，也不执行所述NOx增加控制。
(4)根据所述(1)～(3)中任一项所记载的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，在所述空燃比控制中，控制流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比，以使得从所述上游侧催化剂流出的排气的空燃比不成为比理论空燃比稀的一定的稀判定空燃比以上，所述稀判定空燃比是该稀判定空燃比与理论空燃比之差等于浓判定空燃比与理论空燃比之差的稀空燃比。
(5)根据所述(1)～(4)中任一项所记载的内燃机的排气净化装置，还具备火花塞，该火花塞对所述内燃机的燃烧室内的混合气进行点火，所述控制装置，在所述NOx增加控制中，使所述火花塞对混合气的点火正时提前，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
(6)根据所述(1)～(5)中任一项所记载的内燃机的排气净化装置，还具备EGR机构，该EGR机构将从所述内燃机的燃烧室排出的排气的一部分再次向燃烧室供给，所述控制装置，在所述NOx增加控制中，减少所述EGR机构再次向所述燃烧室供给的排气的量，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
(7)根据所述(1)～(6)中任一项所记载的内燃机的排气净化装置，所述内燃机具备：缸内燃料喷射阀，其直接向燃烧室内喷射燃料；和进气通路用燃料喷射阀，其向所述内燃机的进气通路内喷射燃料，所述控制装置能够变更进气通路喷射比率，所述进气通路喷射比率是来自所述进气通路用燃料喷射阀的燃料供给量相对于来自所述缸内燃料喷射阀的燃料供给量的比率，所述控制装置，在所述NOx增加控制中，使所述进气通路喷射比率增大，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
发明的效果
根据本发明，能够抑制从下游侧排气净化催化剂流出NOx。
附图说明
图1是概略地示出本发明的内燃机的图。
图2是示出各排气空燃比下的传感器施加电压和输出电流的关系的图。
图3是示出将传感器施加电压设为恒定时的排气空燃比与输出电流的关系的图。
图4是进行了空燃比控制时的空燃比修正量等的时间图。
图5是空燃比修正量以及下游侧排气净化催化剂的输出空燃比等的时间图。
图6是示意性地示出下游侧排气净化催化剂的载体表面的图。
图7是概略地示出排气通路的各部位内的排气中的氧以及NOx的浓度、未燃气体浓度以及空燃比的图。
图8是示意性地示出下游侧排气净化催化剂的载体表面的图。
图9是空燃比修正量以及NOx增加控制执行的有无等的与图5同样的时间图。
图10是示出点火正时与从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度的关系的图。
图11是示出EGR量与从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度的关系的图。
图12是示出缸内燃料喷射阀和气口燃料喷射阀的分别喷射比率与从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度的关系的图。
图13是示出空燃比修正量设定控制的控制例程的流程图。
图14是示出对NOx增加控制的执行开始进行判断的增加控制执行处理的控制例程的流程图。
图15是示出NOx增加处理的控制例程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。此外，在以下的说明中，对于同样的构成要素附上相同的参照编号。
<内燃机整体的说明>
图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的排气净化装置的内燃机的图。参照图1，1表示内燃机主体，2表示汽缸体，3表示在汽缸体2内往复运动的活塞，4表示固定于汽缸体2上的汽缸盖，5表示形成于活塞3与汽缸盖4之间的燃烧室，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，在汽缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在汽缸盖4的内壁面周边部配置有直接向缸内喷射/供给燃料的缸内燃料喷射阀11。除此之外，在汽缸盖4的进气口7周边，配置有向进气口7内(即，进气通路内)喷射/供给燃料的气口燃料喷射阀(进气通路用燃料喷射阀)12。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11、12根据喷射信号而将预定量的燃料向燃烧室5内喷射。此外，也可以仅设置缸内燃料喷射阀11以及气口燃料喷射阀12中的一方的燃料喷射阀。另外，在本实施方式中，作为燃料而使用理论空燃比为14.6的汽油。然而，在使用本发明的排气净化装置的内燃机中，也可以使用汽油以外的燃料，或者与汽油的混合燃料。
各汽缸的进气口7分别经由对应的进气支管13与缓冲罐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内配置有由节气门驱动致动器17驱动的节气门18。节气门18能够通过利用节气门驱动致动器17而转动，来变更进气通路的开口面积。
另一方面，各汽缸的排气口9与排气歧管19连结。排气歧管19具有与各排气口9连结的多个支部和这些支部集合而成的集合部。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21连结。上游侧壳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23连结。排气歧管19和缓冲罐14经由再循环排气(以下，称作“EGR气体”)导管26彼此连结，在该EGR气体导管26内，配置有EGR控制阀27。排气口9、排气歧管19、上游侧壳21、排气管22以及下游侧壳23形成排气通路。
电子控制单元(ECU)31由数字计算机构成，具备经由双向性总线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，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变换器38而向输入端口36输入。另外，在排气歧管19的集合部配置有检测在排气歧管19内流动的排气(即，流入上游侧排气净化催化剂20的排气)的空燃比的上游侧空燃比传感器40。除此之外，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流出而流入下游侧排气净化催化剂24的排气)的空燃比的下游侧空燃比传感器41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD变换器38而向输入端口36输入。
另外，在加速器踏板42连接有产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD变换器38而向输入端口36输入。曲轴角传感器44例如在曲轴每旋转15度时产生输出脉冲，该输出脉冲向输入端口36输入。在CPU35中，根据该曲轴角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动回路45而与火花塞10、燃料喷射阀11、12以及节气门驱动致动器17连接。此外，ECU31作为进行内燃机以及排气净化装置的控制装置发挥功能。
<排气净化催化剂的说明>
上游侧排气净化催化剂20以及下游侧排气净化催化剂24是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，排气净化催化剂20、24是使由陶瓷构成的载体担载具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt))以及具有氧吸藏能力的物质(例如，二氧化铈(CeO2))的三元催化剂。三元催化剂具有在流入三元催化剂的排气的空燃比维持为理论空燃比时、同时净化未燃气体以及NOx的功能。除此之外，在排气净化催化剂20、24吸藏有某种程度的氧的情况下，即使流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍微偏移，也可同时净化未燃气体以及NOx。
即，在排气净化催化剂20、24具有氧吸藏能力时，即排气净化催化剂20、24的氧吸藏量比最大可吸藏氧量少时，流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比成为了比理论空燃比稍稀的情况下，排气中所包含的过剩的氧被吸藏于排气净化催化剂20、24内。因此，排气净化催化剂20、24的表面上被维持为理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上，未燃气体以及NOx同时被净化，此时从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
另一方面，在排气净化催化剂20、24处于能够放出氧的状态时，即排气净化催化剂20、24的氧吸藏量比0多时，流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比成为了比理论空燃比稍浓的情况下，从排气净化催化剂20、24放出为了使排气中所包含的未燃气体还原而不足的氧。因此，在该情况下，排气净化催化剂20、24的表面上也被维持为理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上，未燃气体以及NOx被同时净化，此时从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
这样，在排气净化催化剂20、24吸藏有某种程度的氧的情况下，即使流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍微偏移，未燃气体以及NOx也被同时净化，从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
<空燃比传感器的说明>
接着，参照图2以及图3，对本实施方式的空燃比传感器40、41的输出特性进行说明。图2是示出本实施方式的空燃比传感器40、41的电压-电流(V-I)特性的图，图3是示出在将施加电压维持为恒定时的、在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比(以下，称为“排气空燃比”)与输出电流I的关系的图。此外，在本实施方式中，作为两空燃比传感器40、41使用相同结构的空燃比传感器。
由图2可知，在本实施方式的空燃比传感器40、41中，排气空燃比越高(越稀)，则输出电流I越大。另外，在各排气空燃比的V-I线中，存在与V轴大致平行的区域，即即使传感器施加电压变化输出电流也几乎不变化的区域。该电压区域被称作界限电流区域，此时的电流被称作界限电流。在图2中，分别以W18、I18示出排气空燃比为18时的界限电流区域以及界限电流。因此，可以说空燃比传感器40、41是界限电流式的空燃比传感器。
图3是示出在使施加电压恒定为0.45V左右时的排气空燃比与输出电流I的关系的图。由图3可知，在空燃比传感器40、41中，输出电流以排气空燃比越高(即，越稀)、则来自空燃比传感器40、41的输出电流I越大的方式，相对于排气空燃比线性(成比例)地变化。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I成为零。
此外，在所述例子中，作为空燃比传感器40、41，使用界限电流式的空燃比传感器。然而，只要输出电流相对于排气空燃比线性变化即可，作为空燃比传感器40、41，也可以使用非界限电流式的空燃比传感器等任意的空燃比传感器。另外，两空燃比传感器40、41也可以是构造彼此不同的空燃比传感器。
<基本的空燃比控制>
接着，对在本实施方式的内燃机的排气净化装置中进行的基本的空燃比控制的概要进行说明。在本实施方式的空燃比控制中，进行如下反馈控制：基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，以上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为目标空燃比的方式控制来自燃料喷射阀11、12的燃料喷射量。即，在本实施方式的空燃比控制中，基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，以流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为目标空燃比的方式进行反馈控制。此外，“输出空燃比”意指与空燃比传感器的输出值相当的空燃比。
另外，在本实施方式的空燃比控制中，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比等设定目标空燃比。具体而言，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比时，目标空燃比被设定成稀设定空燃比。其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比也成为与稀设定空燃比相等的空燃比。在此，稀设定空燃比是比理论空燃比(作为控制中心的空燃比)稀某种程度的预先设定的一定值的空燃比，例如，被设为14.65～16程度。另外，稀设定空燃比也可以表示为使作为控制中心的空燃比(在本实施方式中，理论空燃比)与正的空燃比修正量相加而得到的空燃比。除此之外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比(例如，14.55)以下时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比。
在目标空燃比被变更为稀设定空燃比时，对流入上游侧排气净化催化剂20的排气的氧过剩或不足量进行累计。氧过剩或不足量意指在想要使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所过剩的氧量或所不足的氧量(过剩的未燃HC、CO等(以下，称作“未燃气体”)的量)。尤其是，在目标空燃比成为了稀设定空燃比时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧变为过剩，该过剩的氧被吸藏于上游侧排气净化催化剂20。因此，可以说氧过剩或不足量的累计值(以下，称为“累计氧过剩或不足量”)是上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA的推定值。
此外，氧过剩或不足量的算出基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以及根据空气流量计39的输出等而算出的向燃烧室5内的吸入空气量的推定值或来自燃料喷射阀11、12的燃料供给量等而进行。具体而言，氧过剩或不足量OEDsc例如通过下述式(1)算出。
OEDsc＝0.23×Qi×(AFup-AFR)…(1)
在此，0.23表示空气中的氧浓度，Qi表示燃料喷射量，AFup表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，AFR表示成为控制中心的空燃比(在本实施方式中，基本上是理论空燃比)。
在这样算出的累计氧过剩或不足量而得到的累计氧过剩或不足量成为预先设定的切换基准值(相当于预先设定的切换基准吸藏量Cref)以上时，在此之前设为了稀设定空燃比的目标空燃比被设定为浓设定空燃比。其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比也成为与浓设定空燃比相等的空燃比。浓设定空燃比是比理论空燃比(成为控制中心的空燃比)浓某种程度的预先设定的空燃比，例如，被设为14～14.55程度。另外，浓设定空燃比也可以表示为使作为控制中心的空燃比(在本实施方式中，理论空燃比)与负的空燃比修正量相加而得到的空燃比。此外，在本实施方式中，浓设定空燃比与理论空燃比之差(浓程度)被设为稀设定空燃比与理论空燃比之差(稀程度)以下。
其后，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比再次成为了浓判定空燃比以下时，目标空燃比再次被设为稀设定空燃比，其后，反复进行同样的操作。这样，在本实施方式中，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比被交替地反复设定为稀设定空燃比和浓设定空燃比。换言之，在本实施方式中，可以说流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被交替地切换为浓空燃比和稀空燃比。
<使用时间图的空燃比控制的说明>
参照图4，对所述那样的操作具体进行说明。图4是在进行了本实施方式的空燃比控制的情况下的空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc、流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的累计氧过剩或不足量ΣOEDsc、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn、下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc、从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx浓度以及从下游侧排气净化催化剂24流出的排气中的HC、CO浓度的时间图。
此外，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，目标空燃比被设为与作为控制中心的空燃比(以下，称作“控制中心空燃比”)相等的空燃比(在本实施方式中，理论空燃比)，在空燃比修正量AFC为正的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比稀的空燃比(在本实施方式中，稀空燃比)，在空燃比修正量AFC为负的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比浓的空燃比(在本实施方式中，浓空燃比)。另外，“控制中心空燃比”意指成为根据内燃机运转状态而与空燃比修正量AFC相加的对象的空燃比，即在根据空燃比修正量AFC而使目标空燃比变动时成为基准的空燃比。
在图示的例子中，在时刻t1以前的状态下，空燃比修正量AFC被设为预先设定的一定的浓设定修正量AFCrich(与浓设定空燃比相当)。即，目标空燃比被设为浓空燃比，与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为浓空燃比。流入上游侧排气净化催化剂20的排气中所包含的未燃气体等由上游侧排气净化催化剂20净化，与此相伴，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少。因上游侧排气净化催化剂20的净化而从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中，未燃气体等减少，所以下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn几乎成为理论空燃比。因为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，所以来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量少。
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接近零，与此相伴，流入上游侧排气净化催化剂20的未燃气体等的一部分开始不被上游侧排气净化催化剂20净化而流出。由此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn逐渐下降，在时刻t1，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。
在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下时，为了使氧吸藏量OSAsc增大，而将空燃比修正量AFC切换为预先设定的一定的稀设定修正量AFClean(与稀设定空燃比相当)。另外，此时，累计氧过剩或不足量ΣOEDsc被重置为0。
此外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich之后，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的氧吸藏量足够，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比也有时从理论空燃比稍微偏移。反言之，浓判定空燃比被设为在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量足够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t1将目标空燃比切换为稀空燃比时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比从浓空燃比变化为稀空燃比。在时刻t1，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化为稀空燃比时，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大。另外，与此相伴，累计氧过剩或不足量ΣOEDsc也逐渐增大。
由此，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比向理论空燃比变化，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也向理论空燃比收敛。此时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为了稀空燃比，但是因为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力存在足够的余裕，所以流入的排气中的氧被吸藏于上游侧排气净化催化剂20，NOx被还原净化。因此，来自上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出少。
其后，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大时，在时刻t2，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc达到切换基准吸藏量Cref。因此，累计氧过剩或不足量ΣOEDsc达到与切换基准吸藏量Cref相当的切换基准值OEDref。在本实施方式中，在累计氧过剩或不足量ΣOEDsc成为切换基准值OEDref以上时，为了中止氧被向上游侧排气净化催化剂20吸藏，将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设为浓空燃比。另外，此时，累计氧过剩或不足量ΣOEDsc被重置为0。
此外，切换基准吸藏量Cref被设为即使因车辆的紧急加速而产生非意图的空燃比的偏差等，氧吸藏量OSAsc也不会达到最大可吸藏氧量Cmax那样的足够少的量。例如，切换基准吸藏量Cref被设为上游侧排气净化催化剂20未使用时的最大可吸藏氧量Cmax的3/4以下、优选1/2以下、更加优选1/5以下。其结果，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到比理论空燃比稍稀的稀判定空燃比(例如，14.65。和理论空燃比之差为与浓判定空燃比和理论空燃比之差同等程度的稀空燃比)之前将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich。即，在本空燃比控制中，可以说以使从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比不成为一定的稀判定空燃比以上的方式，控制流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比。
在时刻t2将目标空燃比切换为浓空燃比时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比从稀空燃比变化为浓空燃比。在流入上游侧排气净化催化剂20的排气中包含未燃气体等，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少。此时的从上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出几乎成为零。
若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少，则在时刻t3，与时刻t1同样地，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。由此，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。其后，反复进行上述的时刻t1～t3的循环。
根据以上的说明可知，根据本实施方式，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，只要进行上述的控制，基本上就能够使从上游侧排气净化催化剂20排出的NOx排出量为零附近的量。另外，算出累计氧过剩或不足量ΣOEDsc时的累计期间短，所以与长期间地进行累计的情况相比，不易产生算出误差。因此，可抑制因累计氧过剩或不足量ΣOEDsc的算出误差而排出NOx。
另外，通常，若排气净化催化剂的氧吸藏量维持为一定，则该排气净化催化剂的氧吸藏能力下降。即，为了将排气净化催化剂的氧吸藏能力维持为高的能力，需要使排气净化催化剂的氧吸藏量发生变动。与此相对，根据本实施方式，如图4所示，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc始终上下变动，所以可抑制氧吸藏能力下降。
此外，在上述实施方式中，在时刻t1～t2，空燃比修正量AFC被维持为稀设定修正量AFClean。然而，在该期间，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成逐渐减少等而发生变动。或者，在时刻t1～t2的期间中，也可以暂时使空燃比修正量AFC为比0小的值(例如，浓设定修正量等)。
同样地，在上述实施方式中，在时刻t2～t3，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich。然而，在该期间，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成逐渐增大等而发生变动。或者，在时刻t2～t3的期间中，也可以暂时使空燃比修正量AFC为比0大的值(例如，稀设定修正量等)。
此外，这样的本实施方式的空燃比修正量AFC的设定，即目标空燃比的设定由ECU31进行。因此，可以说，ECU31，在由下游侧空燃比传感器41检测到的排气的空燃比成为了浓判定空燃比以下时，使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比持续地或断续地为稀空燃比，直到推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc成为了切换基准吸藏量Cref以上，并且在推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc成为了切换基准吸藏量Cref以上时，使目标空燃比断续地或持续地为浓空燃比，直到氧吸藏量OSAsc不达到最大可吸藏氧量Cmax且由下游侧空燃比传感器41检测到的排气的空燃比成为浓判定空燃比以下。
更简单而言，在本实施方式中，可以说，ECU31，在由下游侧空燃比传感器41检测到的空燃比成为了浓判定空燃比以下时将目标空燃比(即，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比)切换为稀空燃比，并且，在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc成为了切换基准吸藏量Cref以上时将目标空燃比(即，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比)切换为浓空燃比。
<使用了下游侧排气净化催化剂的空燃比控制的说明>
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通过按每某种程度的期间进行的燃料切断控制而被设置为最大可吸藏氧量Cmax附近的值。因此，即使从上游侧排气净化催化剂20流出了包含未燃气体的排气，这些未燃气体也在下游侧排气净化催化剂24中被氧化净化。
此外，燃料切断控制是在内燃机的工作期间(曲轴的旋转期间)暂时停止从燃料喷射阀11、12供给燃料的控制，在搭载有内燃机的车辆的减速时等进行。若进行该控制，则会向两催化剂20、24流入大量的空气。
在图4所示的例子中，在时刻t0以前进行了燃料切断控制。因此，在时刻t1以前，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了该最大可吸藏氧量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大致保持为理论空燃比。因此，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc维持为一定。
其后，在时刻t1～t2的一部分期间，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空燃比。因此，在该期间中，向下游侧排气净化催化剂24流入包含未燃气体的排气。
然而，如上所述，下游侧排气净化催化剂24吸藏有大量的氧。因此，若流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含未燃气体，则未燃气体被所吸藏的氧氧化净化。另外，与此相伴，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc减少。不过，在时刻t1～t2的期间从上游侧排气净化催化剂20流出的未燃气体没有那么多，所以该期间的氧吸藏量OSAufc的减少量很少。因此，在时刻t1～t2的期间从上游侧排气净化催化剂20流出的未燃气体全部在下游侧排气净化催化剂24中被还原净化。
在时刻t3以后，也按每某种程度的时间间隔，与时刻t1～t2的情况同样地从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体。这样流出的未燃气体基本上被下游侧排气净化催化剂24所吸藏的氧氧化净化。
<下游侧排气净化催化剂的氧吸藏量的减少的影响>
另外，燃料切断控制在搭载有内燃机的车辆的减速时等进行，所以也并非一定以一定的时间间隔进行。因此，根据情况，也有时长期间不进行燃料切断控制。在这样的情况下，若反复地从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体，则下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSCufc朝向零逐渐减少。在图5中示出该情形。
图5是空燃比修正量AFC以及下游侧排气净化催化剂24的输出空燃比AFdwn等的时间图。在图5所示的例子中，在时刻t0～t1，进行燃料切断控制(FC控制)。因此，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup以及下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为了非常大的值。除此之外，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc以及下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了各自的最大可吸藏氧量Cmax。
其后，在时刻t1～t2，进行使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc减少的恢复后浓控制。在恢复后浓控制中，空燃比修正量AFC被设定为绝对值比浓设定修正量AFCrich大的恢复后浓修正量。由此，向上游侧排气净化催化剂20流入大量的未燃气体，与此相伴，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc逐渐减少。
其后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc接近零，则从上游侧排气净化催化剂20开始流出未燃气体，在时刻t2下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。在本实施方式中，若在恢复后浓控制的执行期间下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下，则执行使用图4进行说明的空燃比控制。因此，在时刻t2，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。
在图5所示的例子中，在时刻t2以后，不执行燃料切断控制。因此，通过上述的空燃比控制将目标空燃比反复交替地设定成浓空燃比和稀空燃比。因此，向下游侧排气净化催化剂24基本上流入大致理论空燃比的排气，并且定期地流入包含许多未燃气体的排气。这样，若向下游侧排气净化催化剂24定期地流入包含许多未燃气体的排气，则下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc逐渐减少，并且下游侧排气净化催化剂24的未燃气体和/或NOx的净化能力逐渐下降。以下，参照图6，对下游侧排气净化催化剂24的净化能力进行说明。
图6是示意性地示出下游侧排气净化催化剂24的载体表面的图。在图示的例子中，在下游侧排气净化催化剂24的载体上，作为具有催化作用的贵金属而担载有铂(Pt)。另外，图中的“O2未吸藏”表示担载于载体的具有氧吸藏能力的物质(以下，称作“氧吸藏物质”)中没有吸藏有氧的区域，“O2吸藏”表示氧吸藏物质吸藏有氧的区域。另外，在图6所示的例子中，排气在载体表面上向图中的箭头所示的方向流动。因此，图6的左侧表示下游侧排气净化催化剂24的上游侧。
图6(A)表示向下游侧排气净化催化剂24流入浓空燃比的排气的情形。在图6(A)所示的例子中，仅在下游侧排气净化催化剂24的上游侧的一部分中从氧吸藏物质放出了氧。在此，排气中包含未燃HC以及CO。因此，在氧吸藏物质吸藏有氧的区域中，吸藏于氧吸藏物质的氧被放出并在铂上与未燃HC以及CO反应，由此，生成水和二氧化碳。其结果，排气中的未燃HC以及CO会被氧化、净化。另一方面，在氧吸藏物质没有吸藏氧的区域中，即使在铂上和/或载体表面上附着未燃HC也不放出氧。其结果，在氧吸藏物质没有吸藏氧的区域中，未燃HC物理吸附于铂上和/或载体表面上。
另一方面，若向下游侧排气净化催化剂24继续流入未燃气体，则吸藏于氧吸藏物质的氧逐渐被放出。其结果，如图6(B)所示，成为在下游侧排气净化催化剂24的大部分中从氧吸藏物质放出了氧的状态，成为仅在下游侧的一部分中氧吸藏物质吸藏有氧的状态。其结果，若如图6(B)所示那样向下游侧排气净化催化剂24流入浓空燃比的排气，则仅在下游侧的一部分的区域中产生排气中的未燃HC以及CO与氧的反应。另一方面，在下游侧排气净化催化剂24的上游侧的大部分中，在铂上和/或载体表面上逐渐物理吸附未燃HC，物理吸附的未燃HC覆盖大部分的铂的表面上。
这样，若未燃HC覆盖铂的表面上，则铂不再显现足够的催化作用。因此，即使在铂周围存在未燃气体和/或NOx、氧，其反应速度也变慢。其结果，在未燃HC覆盖铂的表面上的区域中，未燃气体和/或NOx的净化能力下降。这样的现象被称作排气净化催化剂的HC中毒。并且，根据图6(B)可知，产生有HC中毒的区域伴随下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc减少而逐渐增大。因此，如图5所示，下游侧排气净化催化剂24的未燃气体和/或NOx的净化率在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc减少某一定程度以上时，伴随氧吸藏量OSAufc的减少而下降。
另外，即使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc是适当的量，从内燃机主体排出的排气中的未燃气体和/或NOx也不会全部被上游侧排气净化催化剂20净化。在图7中示出该情形。
图7概略地示出排气通路的各部位内的排气中的氧以及NOx的浓度、未燃气体(未燃HC、CO)浓度以及空燃比。图7示出从内燃机主体排出的排气的空燃比为稀空燃比的情况。如图7所示，从内燃机主体排出的排气为稀空燃比，所以与排气为理论空燃比的情况相比，在排气歧管19内流动的排气中包含大量的氧以及NOx。除此之外，在排气中还包含未燃气体，虽然并不是很多。
在这样的排气流入上游侧排气净化催化剂20时，在上游侧排气净化催化剂20中排气中的氧被吸藏，所以排气的空燃比成为理论空燃比。除此之外，在上游侧排气净化催化剂20中，排气中的未燃气体和NOx以及氧发生反应，未燃气体以及NOx被净化。然而，在上游侧排气净化催化剂20中，并不一定排气中的未燃气体以及NOx被全部净化，其一部分从上游侧排气净化催化剂20流出。
其结果，如图7所示，在排气管22内流动的排气的空燃比成为大致理论空燃比，但该排气中残留少量的未燃气体、少量的NOx以及氧。因此，向下游侧排气净化催化剂24流入包含未燃气体以及NOx的理论空燃比的排气。
在此，如上所述，在下游侧排气净化催化剂24的HC中毒推进了的情况下，下游侧排气净化催化剂24的未燃气体和/或NOx的净化能力下降。因此，若流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含大量未燃气体以及NOx，则有时并不一定能够完全净化这些未燃气体以及NOx。因此，在如图6(B)所示那样在下游侧排气净化催化剂24中产生了由未燃HC引起的HC中毒的情况下，为了使下游侧排气净化催化剂24的净化能力恢复，需要除去所吸附的未燃HC。
<通过NOx的流入来抑制HC中毒>
另外，即使在如图6(B)所示那样，在下游侧排气净化催化剂24中，未燃HC局部地覆盖铂的表面上的情况下，若流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含氧和/或NOx，则未燃HC也与这些氧和/或NOx反应。其结果，能够除去在下游侧排气净化催化剂24的载体上所吸附的未燃HC。在图8中示出该情形。
图8是示意性示出下游侧排气净化催化剂24的载体表面的与图6同样的图。尤其是，在图8所示的例子中，示出流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含有NOx的情况。若像这样在排气中包含NOx，则排气中的NOx与吸附于下游侧排气净化催化剂24的铂上的未燃HC反应，其结果，可除去铂上的未燃HC。
但是，如上所述在该情况下净化能力下降了，因此若流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含大量的氧以及NOx，则不能充分地除去流入的NOx。即，流入的排气中的NOx会不被下游侧排气净化催化剂24净化地流出。
在此，作为向下游侧排气净化催化剂24流入包含氧和/或NOx的排气的方法，可考虑即使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc大致达到最大可吸藏氧量Cmax，也将流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比维持为稀空燃比。由此，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧在上游侧排气净化催化剂20中不被吸藏，原样不变地从上游侧排气净化催化剂20流出。与此相伴，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx也原样不变地从上游侧排气净化催化剂20流出。然而，在这样的方法中，在流入下游侧排气净化催化剂24的排气中会包含大量的氧以及NOx。其结果，氧以及NOx在下游侧排气净化催化剂24中没有被充分地除去，而从下游侧排气净化催化剂24流出。尤其是，NOx与未燃HC的反应性比氧低，所以大量的NOx会不被下游侧排气净化催化剂24除去而从下游侧排气净化催化剂24流出。
另外，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中所包含的氧由流入的排气中所包含的未燃气体净化或被上游侧排气净化催化剂20吸藏。因此，只要上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA没有达到最大可吸藏氧量附近，与排气的空燃比无关地，即使流入上游侧排气净化催化剂20的排气中包含氧，从上游侧排气净化催化剂20也几乎不流出氧。因此，在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA没有达到最大可吸藏氧量附近时，即使使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比稍微向稀侧变化，即增大流入上游侧排气净化催化剂20的氧的量，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中所包含的氧的量也几乎不变化。
另一方面，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中所包含的NOx由流入的排气中所包含的未燃气体净化。然而，NOx与氧相比，与未燃气体的反应性较低。因此，在排气中存在氧以及NOx双方时，未燃气体会首先与氧反应。因此，NOx在上游侧排气净化催化剂20中并非完全反应，而是其一部分残留下来。另外，NOx自身不吸藏于上游侧排气净化催化剂20。
根据这样的性质，无论流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比是稀空燃比时还是浓空燃比时，若流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx浓度变高，则从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx浓度也变高。即，通过提高流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx浓度，能够提高流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的NOx浓度。另外，这样的现象在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA为适当的量时产生。因此，即使流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的NOx浓度变高了，也不会出现如下情况：如在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA达到最大可吸藏氧量Cmax附近而不能利用上游侧排气净化催化剂20充分地进行氧和/或NOx的除去时那样，NOx大量地流入下游侧排气净化催化剂24。
<NOx增加控制>
于是，在本实施方式中，在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了比最大可吸藏氧量Cmax少的预定的界限吸藏量以下时，执行不使从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的氧浓度增大地使流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制。对此，参照图9进行说明。
图9是空燃比修正量AFC、NOx增加控制执行的有无等的与图5同样的时间图。在图9所示的例子中，也与图5所示的例子同样，在时刻t0～t1进行燃料切断控制，并且在时刻t1～t2进行恢复后浓控制。除此之外，在时刻t2以后，执行图4所示那样的空燃比控制。
如上所述，在时刻t2以后，通过执行空燃比控制，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAsc逐渐减少。在图9所示的例子中，在时刻t10，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下，空燃比修正量AFC被从浓设定修正量AFCrich切换为稀设定修正量AFClean。此时，从上游侧排气净化催化剂20流出浓空燃比的排气，与此相伴，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc减少。其结果，在图9所示的例子中，在时刻t11，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc达到界限吸藏量Clim。
在本实施方式中，若下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为界限吸藏量Clim以下，则开始NOx增加控制。在此，界限吸藏量Clim被设为若在燃料切断控制后不执行NOx增加控制而持续进行上述的空燃比控制、则下游侧排气净化催化剂24的HC中毒开始推进的量。具体而言，界限吸藏量Clim被设为未使用时的最大可吸藏氧量Cmax的2/3～1/10内的值，优选被设为1/2～1/7内的值，更加优选被设为1/3～1/5内的值。
此外，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc与上游侧排气净化催化剂20同样地，基于流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的氧过剩或不足量的累计值ΣOEDufc而推定。另外，流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的氧过剩或不足量OEDufc根据下述式(2)而算出。
OEDsc＝0.23×Qi×(AFdwn-AFS)…(2)
在此，AFdwn表示下游侧空燃比传感器41的输出空燃比，AFS表示理论空燃比。
由此，流入上游侧排气净化催化剂20的NOx的量增大，其结果，从上游侧排气净化催化剂20流出的NOx的量也会增大。但是，如后述那样，在NOx增加控制中，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比不会大幅变动。因此，即使开始NOx增加控制，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup也几乎不会变化。
另外，在NOx增加控制的执行期间，也继续执行上述的空燃比控制。因此，在时刻t12推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc达到了切换基准吸藏量Cref时，即在流入下游侧排气净化催化剂24的排气的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc达到切换基准值OEDref时，空燃比修正量AFC被切换为稀设定空燃比AFClean。
其后，在从时刻t11起经过了预定的基准执行时间的时刻t13，结束NOx增加控制。预定的基准执行时间被设定为在下游侧排气净化催化剂24中因HC中毒而铂和/或载体上吸附了未燃HC的情况下能够使所吸附的未燃HC的大部分脱离那样的时间。此外，NOx增加控制的结束定时无需一定基于NOx增加控制的执行时间进行判断，例如，也可以设为从开始NOx增加控制起、流入到下游侧排气净化催化剂24的排气的总流量达到了预定的基准总流量等情况下结束NOx增加控制。
在NOx增加控制的结束后，也继续进行上述的空燃比控制。因此，在时刻t14，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下时，空燃比修正量AFC被从稀设定修正量AFClean切换为浓设定修正量AFCrich。其后，在时刻t15推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc达到了切换基准吸藏量Cref时，空燃比修正量AFC被切换为稀设定空燃比AFClean。
<NOx增加控制的效果>
由图9可知，在本实施方式中，在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了界限吸藏量Clim以下时，即下游侧排气净化催化剂24的HC中毒开始推进时，开始NOx增加控制。若开始NOx增加控制，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx的浓度增大。在此，如上所述，若流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的NOx的浓度增大，则从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx的浓度也增大。因此，流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的NOx浓度增大。若像这样流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的NOx浓度增大，则在下游侧排气净化催化剂24中NOx不仅与排气中的未燃气体反应，还与吸附于铂和/或载体上的未燃HC反应。其结果，能够除去吸附于下游侧排气净化催化剂24的铂和/或载体上的未燃HC，能够抑制下游侧排气净化催化剂24的HC中毒。因此，如在图9中由实线所示，能够抑制下游侧排气净化催化剂24的对未燃气体和/或NOx的净化率下降(此外，图中的虚线表示没有执行NOx增加控制的情况下的净化率的推移)。
另外，在NOx增加控制的执行期间，也继续执行上述的空燃比控制。因此，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc不会达到最大可吸藏氧量Cmax附近。因此，可维持上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力，不会从上游侧排气净化催化剂20流出稀空燃比的排气。即，上游侧排气净化催化剂20中的NOx的净化性能保持维持的状态。另外，在NOx增加控制的执行期间，虽然从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx浓度增大，但并不会增大很多。因此，在NOx增加控制的执行期间，不会向下游侧排气净化催化剂24流入在下游侧排气净化催化剂24中不能净化的程度的大量的NOx。因此，能够维持排气净化装置的NOx的净化性能。
此外，在上述实施方式中，在燃料切断控制后，在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了界限吸藏量以下时，NOx增加控制仅执行一次。然而，即使执行一次NOx增加控制而除去吸附于下游侧排气净化催化剂24的未燃HC，其后未燃HC也会再次开始吸附于下游侧排气净化催化剂24上。因此，优选在再次进行燃料切断控制之前，进行多次NOx增加控制。
在这样地进行多次NOx增加控制时，第二次的NOx增加控制在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了比界限吸藏量(以下，称作“第一界限吸藏量”)少的第二界限吸藏量以下时进行。并且，第三次的NOx增加控制在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了比第二界限吸藏量少的第三界限吸藏量以下时进行。这样，在进行多次NOx增加控制时，在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc达到了比前次的界限吸藏量少的界限吸藏量时进行。另外，第一界限吸藏量与第二界限吸藏量的差、以及第二界限吸藏量与第三界限吸藏量的差被设定为比最大可吸藏氧量与第一界限吸藏量的差小。
<NOx增加控制的具体例>
接着，对NOx增加控制的具体例进行说明。作为NOx增加控制的一个例子，可列举使火花塞10对混合气的点火正时提前。图10是示出火花塞10的点火正时与从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度的关系的图。由图10可知，即使改变点火正时，从内燃机主体流出的排气中的未燃HC的浓度也不会变化很大。与此相对，若使点火正时提前，则从内燃机主体流出的排气中的NOx的浓度变高。这是因为，使点火正时越提前，则燃烧室5内的混合气的燃烧温度越上升，由此，排气中的NOx量增大。
另外，即使这样地变更点火正时，由于来自燃料喷射阀11、12的燃料喷射量不被变更，所以燃烧室5内的混合气的空燃比也不会变化。因此，从内燃机主体流出的排气中的氧浓度基本上不变化。因此，通过使点火正时提前，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度不增大，而仅NOx浓度增大。
根据以上内容，在第一个NOx增加控制中，与没有执行NOx增加控制时相比，使火花塞10对混合气的点火正时提前。由此，能够不使流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度增大地仅使NOx浓度增大。
另外，作为NOx增加控制的另一例，可考虑使EGR量减少。如图1所示，本实施方式的内燃机具备具有EGR气体导管26以及EGR控制阀27的EGR机构，通过该EGR机构而将从内燃机的燃烧室5排出的排气的一部分再次向燃烧室5供给。在该EGR机构中，从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度根据由EGR机构向燃烧室5供给的排气的量(EGR量)而变化。
图11是示出EGR量与从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度的关系的图。由图11可知，在使EGR量减少时，伴随于此，未燃HC的浓度减少，另外NOx浓度增大。这是因为，燃烧室5内的混合气的燃烧温度会因EGR量的减少而上升，由此，排气中的NOx量增大。
另外，即使这样地变更EGR量流入，流入燃烧室5内的空气和燃料的比率也不会改变，所以燃烧室5内的混合气的空燃比不变化。因此，从内燃机主体流出的排气中的氧浓度基本上不变化。因此，通过使EGR量减少，从而流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度不增大，而仅NOx浓度增大。
根据以上内容，在第二个NOx增加控制中，与没有执行NOx增加控制时相比，使EGR量减少。由此，能够不使流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度增大地仅使NOx浓度增大。
作为NOx增加控制的又一例，可考虑调整从缸内燃料喷射阀11的燃料喷射量与从气口燃料喷射阀12的燃料喷射量的比率。在此，如图1所示，本实施方式的内燃机，针对1个汽缸具有直接向燃烧室5内喷射/供给燃料的缸内燃料喷射阀11和向进气口7等进气通路内喷射/供给燃料的气口燃料喷射阀12。在该内燃机中，从内燃机主体流出的NOx以及HC的浓度根据缸内燃料喷射阀11与气口燃料喷射阀12的燃料供给比率而变化。
图12是示出缸内燃料喷射阀11与气口燃料喷射阀12的燃料供给比率(分别喷射比率)、以及从内燃机主体流出的NOx及HC的浓度的关系的图。由图12可知，若从仅自缸内燃料喷射阀11喷射燃料的状态(图中的DI:100％)起逐渐增大从气口燃料喷射阀12的燃料供给比率，则与此相伴，未燃HC浓度减少，NOx浓度增大。像这样NOx浓度增大的理由如以下那样。即，若从气口燃料喷射阀12进行燃料喷射，则从进行燃料喷射起到进行点火为止，燃料和空气充分地混合。因此，在燃烧室5内，进行混合气的良好的燃烧，其结果，混合气的燃烧温度上升。若像这样地混合气的燃烧温度上升，则与此相伴排气中的NOx量增大。
另外，即使这样地变更分别喷射比率，到燃烧时为止向燃烧室5内供给的空气与燃料的比率也不会改变，所以燃烧室5内的混合气的空燃比不会变化。因此，从内燃机主体流出的排气中的氧浓度基本上不会变化。因此，通过使从气口燃料喷射阀12的燃料喷射量相对于从缸内燃料喷射阀11的燃料喷射量的比率即进气通路喷射比率增大，从而流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度不增大，而仅NOx浓度增大。
根据以上内容，在第三个NOx增加控制中，与没有执行NOx增加控制时相比，使进气通路喷射比率增大。由此，能够不使流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧浓度增大地仅使NOx浓度增大。
<NOx增加控制的执行条件>
另外，如上所述，在下游侧排气净化催化剂24上吸附有未燃HC的情况下，若向下游侧排气净化催化剂24流入包含NOx的排气，则未燃HC和NOx反应，未燃HC被除去。这样的未燃HC与NOx的反应，在下游侧排气净化催化剂24的温度低时，不会充分地发生。因此，从该观点来看，进行上述的NOx增加控制需要下游侧排气净化催化剂24的温度为某种程度的高温。相反，若在下游侧排气净化催化剂24的温度低时进行NOx增加控制，则流入下游侧排气净化催化剂24的排气中的NOx有可能不被下游侧排气净化催化剂24除去而原样流出。
于是，在本实施方式中，由对下游侧排气净化催化剂24的温度进行检测的温度传感器(未图示)来检测下游侧排气净化催化剂24的温度。并且，在下游侧排气净化催化剂24的温度低于预先设定的下限温度时，即使下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为界限吸藏量Clim以下，也不执行NOx增加控制。在此，下限温度是在下游侧排气净化催化剂24的温度降低到比该下限温度低时下游侧排气净化催化剂24所吸附的未燃HC和排气中的NOx不会充分反应那样的温度，例如是500℃。
这样，通过设置成在下游侧排气净化催化剂24的温度低时不进行NOx增加控制，能够抑制流入下游侧排气净化催化剂24的NOx不被下游侧排气净化催化剂24净化而原样流出。
此外，在下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为了界限吸藏量Clim以下时，下游侧排气净化催化剂24的温度低于下限温度的情况下，也可以进行用于使下游侧排气净化催化剂24的温度上升的升温控制。作为升温控制，例如，可考虑进行在多个汽缸中的一部分汽缸中将燃烧空燃比设为浓空燃比、且在剩余的汽缸中将燃烧空燃比设为稀空燃比的抖动(dither)控制。
另外，如上所述，在NOx增加控制的执行期间，在流入下游侧排气净化催化剂24的排气中包含NOx，但其浓度基本上不是很高。然而，例如，在内燃机高负荷运转时和/或内燃机高速旋转时，从内燃机主体排出的排气的流量多，因而流入下游侧排气净化催化剂24的排气的流量变多。这样，若流入下游侧排气净化催化剂24的排气的流量变多，则即使排气中的NOx浓度不是很高，在单位时间内流入下游侧排气净化催化剂24的NOx的量也增大。这样，若在单位时间内向下游侧排气净化催化剂24流入大量的NOx，则流入的NOx的一部分会不与吸附于下游侧排气净化催化剂24上的未燃HC反应而从下游侧排气净化催化剂24流出。
于是，在本实施方式中，在从内燃机主体排出的排气的流量为预先设定的上限流量以上时，即使下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc成为界限吸藏量Clim以下，也不执行NOx增加控制。在此，上限流量是在流入下游侧排气净化催化剂24的排气的流量上升到该上限流量以上时即使下游侧排气净化催化剂24上吸附有未燃HC、所流入的排气中的NOx也不会被充分地净化的流量，例如是10g/s。另外，从内燃机主体排出的排气的流量基于由空气流量计39检测到的空气流量而算出或推定。也可以将由空气流量计39检测到的吸入空气流量原样地用作从内燃机主体排出的排气的流量。
<空燃比修正量设定处理的流程图>
图13是示出空燃比修正量设定控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过插入一定时间间隔地进行。
如图13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。空燃比修正量AFC的算出条件成立的情况是指处于进行反馈控制的通常控制期间，例如可列举不是处于进行燃料切断控制期间等。在步骤S11中判定为目标空燃比的算出条件成立的情况下，进入步骤S12。
在步骤S12中，判定稀设定标识Fl是否被设定为非激活。稀设定标识Fl在空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFClean时被设为激活，除此以外的情况下被设为非激活。在步骤S12中稀设定标识Fl被设定为非激活的情况下，进入步骤S13。在步骤S13中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为浓判定空燃比AFrich以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn比浓判定空燃比AFrich大的情况下，进入步骤S14。在步骤S14中，空燃比修正量AFC维持被设定为浓设定修正量AFCrich的状态，控制例程结束。
另一方面，在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA减少，进而从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比下降时，在步骤S13中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为浓判定空燃比AFrich以下。在该情况下，进入步骤S15，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。接下来，在步骤S16中，稀设定标识Fl被设定为激活，结束控制例程。
若稀设定标识Fl被设定为激活，则在下一控制例程中，在步骤S12中判定为稀设定标识Fl没有被设定为非激活，进入步骤S17。在步骤S17中，判定在空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean之后的累计氧过剩或不足量ΣOED是否比切换基准值OEDref少。在判定为累计氧过剩或不足量ΣOED比切换基准值OEDref少的情况下，进入步骤S18，空燃比修正量AFC继续原样维持被设定为稀设定修正量AFClean的状态，结束控制例程。另一方面，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量增大，则最终在步骤S17中判定为累计氧过剩或不足量ΣOED为切换基准值OEDref以上，进入步骤S19。在步骤S19中，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。接下来，在步骤S20中，稀设定标识Fl被重置为非激活，结束控制例程。
<增加控制执行处理的流程图>
图14是示出判断NOx增加控制的执行开始的增加控制执行处理的控制例程的流程图。图示的控制例程通过插入一定时间间隔地进行。
首先，在步骤S31中，判定NOx增加控制的执行标识Fd是否成为了非激活。执行标识Fd是在正在执行NOx增加控制时被设为激活、且在未执行NOx增加控制时被设为非激活的标识。在未执行NOx增加控制从而执行标识Fd成为了非激活时，进入步骤S32。在步骤S32中，判定已然标识Fe是否成为了激活。已然标识Fe是在上次进行了燃料切断控制后已经进行了NOx增加控制时被设为激活，在还没有进行NOx增加控制时被设为非激活的标识。此外，已然标识Fe在执行燃料切断控制时被重置为非激活。
在步骤S32中判定为已然标识Fe为非激活的情况下，即在前次的燃料切断控制后还没有进行NOx增加控制的情况下，进入步骤S33。在步骤S33中，判定在燃料切断控制的结束后，下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc是否成为了第1基准值OEDref1以上。即，在步骤S33中，可以说是判定下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc是否成为了界限吸藏量Clim以下。在步骤S33中判定为下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc比第1基准值OEDref1少的情况下，下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAref1未下降得很低，因而下游侧排气净化催化剂24的HC中毒也未推进。因此，在该情况下，不执行NOx增加控制而结束控制例程。另一方面，在步骤S33中判定为下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc为第1基准值OEDref1以上的情况下，进入步骤S34。在步骤S34中，执行标识Fd被设为激活，其结果，通过图15所示的NOx增加处理而开始NOx增加控制。接下来，在步骤S35中，已然标识Fe被设置成激活，结束控制例程。
其后，在NOx增加处理结束后的控制例程中，已然标识Fe被设置为激活，所以从步骤S32进入步骤S36。在步骤S36中，判定在上次的NOx增加处理的结束后，下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc是否成为了第2基准值OEDref2以上。即，在步骤S36中，可以说是判定下游侧排气净化催化剂24的氧吸藏量OSAufc是否成为了第二界限吸藏量和/或第三界限吸藏量以下。此外，第2基准值OEDref2是比第1基准值OEDref1小的值，是与上述的第一界限吸藏量和第二界限吸藏量的差等相等的值。
在步骤S36中判定为下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc比第2基准值OEDref2少的情况下，下游侧排气净化催化剂24的HC中毒没有推进。因此，在该情况下，不执行NOx增加控制而结束控制例程。另一方面，在步骤S36中判定为下游侧排气净化催化剂24的累计氧过剩或不足量ΣOEDufc为第2基准值OEDref2以上的情况下，进入步骤S37。在步骤S37中，执行标识Fd被设为激活，其结果，通过图15所示的NOx增加处理而开始NOx增加控制。
<NOx增加处理的流程图>
图15是示出NOx增加处理的控制例程的流程图。图示的控制例程通过插入一定时间间隔地进行。
首先，在步骤S41中，判定NOx增加控制的执行标识Fd是否成为了激活。在判定为执行标识Fd成为了非激活的情况下，结束控制例程。另一方面，在图14的步骤S34以及S37中执行标识Fd被设置成了激活时，在步骤S41中判定为执行标识Fd成为了激活，进入步骤S42。在步骤S42中，基于检测下游侧排气净化催化剂24的温度的温度传感器的输出判定下游侧排气净化催化剂24的温度Tcat是否为下限温度Tcref以上。在步骤S42中判定为下游侧排气净化催化剂24的温度Tcat为下限温度Tcref以上的情况下进入步骤S43。在步骤S43中，判定由空气流量计39检测到的吸入空气量Ga是否为上限流量Gref以上。在步骤S43中判定为吸入空气量Ga小于上限流量Gref的情况下进入步骤S44。
在步骤S44中，判定NOx增加控制的执行时间T、即执行标识FD被设为激活起的经过时间(除去NOx增加控制处于停止状态的时间后的时间)T是否为基准时间Tref以上。在自开始NOx增加控制之后基本上没有经过多少时间的情况下，判定为执行时间T比基准时间Tref短，进入步骤S45。在步骤S45中，执行NOx增加控制。因此，例如，与没有执行NOx增加控制时相比，使火花塞10的点火正时提前。其后，结束控制例程。
另一方面，在步骤S42中判定为下游侧排气净化催化剂24的温度Tcat小于下限温度Tcref的情况下，若进行NOx增加控制，则有可能从下游侧排气净化催化剂24流出NOx，所以从步骤S42进入步骤S48。另外，在步骤S43中判定为吸入空气量Ga为上限流量Gref以上的情况下，若也进行NOx增加控制，则有可能从下游侧排气净化催化剂24流出NOx，所以从步骤S43进入步骤S48。在步骤S48中，停止NOx增加控制。因此，例如，与正在执行NOx增加控制时相比，使火花塞10的点火正时延迟。其后，结束控制例程。
其后，若NOx增加控制的执行时间变长，则在下一控制例程中，在步骤S44中判定为NOx增加控制的执行时间T为基准时间Tref以上，进入步骤S46。在步骤S46中，结束NOx增加控制，接下来，在步骤S47中，执行标识Fd被重置为非激活，结束控制例程。
附图标记说明
1 内燃机主体
5 燃烧室
7 进气口
9 排气口
19 排气歧管
20 上游侧排气净化催化剂
24 下游侧排气净化催化剂
31 ECU
40 上游侧空燃比传感器
41 下游侧空燃比传感器

Claims (9)

1.一种内燃机的排气净化装置，具备：上游侧催化剂，其设置于所述内燃机的排气通路；下游侧催化剂，其在比所述上游侧催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于所述排气通路；下游侧空燃比传感器，其在所述上游侧催化剂与所述下游侧催化剂之间设置于所述排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制，
所述控制装置，在所述空燃比控制中，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的一定的浓判定空燃比以下时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的稀空燃比，在所述上游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的浓空燃比，
所述控制装置，在所述空燃比控制的执行期间，在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的界限吸藏量以下时，进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制，
所述控制装置，在所述下游侧催化剂的温度低于预先设定的温度时，即使所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为所述界限吸藏量以下，也不执行所述NOx增加控制。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，
所述控制装置，在从内燃机排出的排气的流量为预先设定的流量以上时，即使所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为所述界限吸藏量以下，也不执行所述NOx增加控制。
3.一种内燃机的排气净化装置，具备：上游侧催化剂，其设置于所述内燃机的排气通路；下游侧催化剂，其在比所述上游侧催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于所述排气通路；下游侧空燃比传感器，其在所述上游侧催化剂与所述下游侧催化剂之间设置于所述排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制，
所述控制装置，在所述空燃比控制中，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的一定的浓判定空燃比以下时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的稀空燃比，在所述上游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的浓空燃比，
所述控制装置，在所述空燃比控制的执行期间，在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的界限吸藏量以下时，进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制，
所述控制装置，在从内燃机排出的排气的流量为预先设定的流量以上时，即使所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为所述界限吸藏量以下，也不执行所述NOx增加控制。
4.一种内燃机的排气净化装置，具备：上游侧催化剂，其设置于所述内燃机的排气通路；下游侧催化剂，其在比所述上游侧催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于所述排气通路；下游侧空燃比传感器，其在所述上游侧催化剂与所述下游侧催化剂之间设置于所述排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制，
所述控制装置，在所述空燃比控制中，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的一定的浓判定空燃比以下时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的稀空燃比，在所述上游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的浓空燃比，
所述控制装置，在所述空燃比控制的执行期间，在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的界限吸藏量以下时，进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制，
在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比所述界限吸藏量少的第二界限吸藏量以下时，再次进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
所述控制装置，在所述空燃比控制中，控制流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比，以使得从所述上游侧催化剂流出的排气的空燃比不成为比理论空燃比稀的一定的稀判定空燃比以上，所述稀判定空燃比是该稀判定空燃比与理论空燃比之差等于浓判定空燃比与理论空燃比之差的稀空燃比。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
还具备火花塞，该火花塞对所述内燃机的燃烧室内的混合气进行点火，
所述控制装置，在所述NOx增加控制中，使所述火花塞对混合气的点火正时提前，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
还具备EGR机构，该EGR机构将从所述内燃机的燃烧室排出的排气的一部分再次向燃烧室供给，
所述控制装置，在所述NOx增加控制中，减少所述EGR机构再次向所述燃烧室供给的排气的量，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
所述内燃机具备：缸内燃料喷射阀，其直接向燃烧室内喷射燃料；和进气通路用燃料喷射阀，其向所述内燃机的进气通路内喷射燃料，
所述控制装置能够变更进气通路喷射比率，所述进气通路喷射比率是来自所述进气通路用燃料喷射阀的燃料供给量相对于来自所述缸内燃料喷射阀的燃料供给量的比率，
所述控制装置，在所述NOx增加控制中，使所述进气通路喷射比率增大，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
9.一种内燃机的排气净化装置，具备：上游侧催化剂，其设置于所述内燃机的排气通路；下游侧催化剂，其在比所述上游侧催化剂靠排气流动方向下游侧的位置设置于所述排气通路；下游侧空燃比传感器，其在所述上游侧催化剂与所述下游侧催化剂之间设置于所述排气通路；以及控制装置，其能够执行对流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比进行控制的空燃比控制，
所述控制装置，在所述空燃比控制中，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的一定的浓判定空燃比以下时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比稀的稀空燃比，在所述上游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的切换基准吸藏量以上时，将流入所述上游侧催化剂的排气的空燃比切换为比理论空燃比浓的浓空燃比，
所述控制装置，在所述空燃比控制的执行期间，在所述下游侧催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的界限吸藏量以下时，进行不使从所述上游侧催化剂流出的排气中的氧浓度增大地使流入该上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大的NOx增加控制，
所述内燃机具备：缸内燃料喷射阀，其直接向燃烧室内喷射燃料；和进气通路用燃料喷射阀，其向所述内燃机的进气通路内喷射燃料，
所述控制装置能够变更进气通路喷射比率，所述进气通路喷射比率是来自所述进气通路用燃料喷射阀的燃料供给量相对于来自所述缸内燃料喷射阀的燃料供给量的比率，
所述控制装置，在所述NOx增加控制中，使所述进气通路喷射比率增大，由此使流入所述上游侧催化剂的排气中的NOx浓度增大。
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