CN109751139A - 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，抑制在使催化剂的氧吸藏量变动时排气排放恶化。具备将向催化剂流入的流入排气的空燃比控制为目标空燃比的空燃比控制装置。空燃比控制装置在目标空燃比被维持在第一设定空燃比时的催化剂的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第一判定条件、和由上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与理论空燃比之差为第二判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第二判定条件成立的情况下，在第一判定条件及第二判定条件成立的时刻将目标空燃比从第一设定空燃比切换为第二设定空燃比。第一设定空燃比及第二判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第一区域内的空燃比，第二设定空燃比是隔着理论空燃比而与第一区域相反侧的第二区域内的空燃比。

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，已知有将能够吸藏氧的催化剂配置于内燃机的排气通路，在催化剂中对排气中的未燃气体(HC、CO等)及NOx进行净化。催化剂的氧吸藏能力越高，则催化剂能够吸藏的氧的量越多，催化剂的排气净化性能越提高。
为了维持催化剂的氧吸藏能力，优选使催化剂的氧吸藏量变动，以使得催化剂的氧吸藏量不维持为恒定。在专利文献1所记载的内燃机中，为了使催化剂的氧吸藏量变动，基于配置于催化剂的排气流动方向下游侧的下游侧空燃比传感器的输出，将向催化剂流入的排气的目标空燃比在比理论空燃比稀的稀空燃比与比理论空燃比浓的浓空燃比之间交替地切换。
具体地说，在由下游侧空燃比传感器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目标空燃比被设定为稀空燃比，在由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比成为了比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上时目标空燃比被设定为浓空燃比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－222046号公报
发明内容
发明要解决的课题
在搭载有内燃机的车辆的加速或减速时等，向催化剂流入的排气的空燃比有时会由于干扰而暂时偏离目标空燃比。当向催化剂流入的排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离时，向催化剂流入的未燃气体变多。因而，如果在催化剂的氧吸藏量接近于0时，向催化剂入的排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离，则有可能从催化剂流出大量的未燃气体。
另一方面，当向催化剂流入的排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离时，向催化剂流入的氧及NOx的量变多。因而，如果在催化剂的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，向催化剂入的排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离，则有可能从催化剂流出大量的NOx。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于，在内燃机中，抑制在使催化剂的氧吸藏量变动时排气排放恶化。
用于解决课题的技术方案
本公开的要旨如下。
(1)一种内燃机的排气净化装置，具备：催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；上游侧空燃比传感器，其配置于所述催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测向所述催化剂流入的流入排气的空燃比；下游侧空燃比传感器，其配置于所述催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述催化剂流出的流出排气的空燃比；以及空燃比控制装置，其将所述流入排气的空燃比控制为目标空燃比，所述空燃比控制装置在将所述目标空燃比设定为第一设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比达到第一判定空燃比时将所述目标空燃比从所述第一设定空燃比切换为第二设定空燃比，所述第一设定空燃比及所述第一判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第一区域内的空燃比，该第一设定空燃比与理论空燃比之差大于该第一判定空燃比与理论空燃比之差，所述第二设定空燃比是隔着理论空燃比而与所述第一区域相反侧的第二区域内的空燃比，所述内燃机的排气净化装置的特征在于，所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第一设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第一判定条件、和由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与理论空燃比之差为第二判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第二判定条件成立的情况下，在该第一判定条件及第二判定条件成立的时刻将所述目标空燃比从所述第一设定空燃比切换为所述第二设定空燃比，所述第一基准量比所述催化剂的最大氧吸藏量少，所述第二判定空燃比是所述第一区域内的空燃比，该第二判定空燃比与理论空燃比之差大于所述第一设定空燃比与理论空燃比之差。
(2)根据上述(1)所述的内燃机的排气净化装置，其中，所述空燃比控制装置，在由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比达到第三判定空燃比时将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第二设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量为第二基准量以上这一第三判定条件、和由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与理论空燃比之差为第四判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第四判定条件成立的情况下，在该第三判定条件及第四判定条件成立的时刻将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，所述第二基准量比所述催化剂的最大氧吸藏量少，所述第四判定空燃比是所述第二区域内的空燃比，该第四判定空燃比与理论空燃比之差大于所述第二设定空燃比与理论空燃比之差。
(3)根据上述(1)所述的内燃机的排气净化装置，其中，所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第二设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量达到切换吸藏量时将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，所述切换吸藏量比所述催化剂的最大氧吸藏量少且比所述第一基准量多。
(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，所述空燃比控制装置，以使由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与所述目标空燃比一致的方式对向燃烧室供给的燃料量进行反馈控制，基于由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比来算出所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量。
发明效果
根据本发明，能够在内燃机中抑制在使催化剂的氧吸藏量变动时排气排放恶化。
附图说明
图1是概略地示出设置有本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。
图2示出三元催化剂的净化特性。
图3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4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5是在执行第一实施方式的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比等的时间图。
图6是在执行第一实施方式的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比等的时间图。
图7是空燃比控制的控制框图。
图8是示出第一实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。
图9是在执行第二实施方式的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比等的时间图。
图10是示出第二实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。
图11是在执行第三实施方式的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比等的时间图。
图12是示出第三实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。
附图标记说明
20：上游侧催化剂
31：ECU
40：上游侧空燃比传感器
41：下游侧空燃比传感器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标记相同的参照编号。
＜第一实施方式＞
首先，参照图1～图8，对本发明的第一实施方式进行说明。
＜内燃机总体的说明＞
图1是概略地示出设置有本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。图1所示的内燃机是火花点火式内燃机。内燃机搭载于车辆。
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内进行往复运动的活塞，4表示固定在汽缸体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使进气口7开闭，排气门8使排气口9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燃料喷射阀11。火花塞10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。在本实施方式中，作为燃料，使用理论空燃比为14.6的汽油。
各汽缸的进气口7经由分别对应的进气支管13而与稳压罐(surge tank)14连结，稳压罐14经由进气管15而与空气滤清器16连结。进气口7、进气支管13、稳压罐14、进气管15等形成将空气导入燃烧室5的进气通路。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通过利用节气门驱动致动器17使其转动而能够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、和由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催化剂20的上游侧外壳(casing)21连结。上游侧外壳21经由排气管22而与内置有下游侧催化剂24的下游侧外壳23连结。排气口9、排气岐管19、上游侧外壳21、排气管22、以及下游侧外壳23等形成将通过燃烧室5中的混合气的燃烧而产生的排气排出的排气通路。
内燃机的各种控制由电子控制单元(ECU)31执行。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配置有检测在进气管15内流动的空气的流量的空气流量计39，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、即上游侧催化剂20的排气流动方向上游侧配置有对在排气歧管19内流动的排气(即，向上游侧催化剂20流入的排气)的空燃比进行检测的上游侧空燃比传感器40。上游侧空燃比传感器40的输出经由对应的AD转换器38被输入到输入端口36。
另外，在排气管22内、即上游侧催化剂20的排气流动方向下游侧配置有对在排气管22内流动的排气(即，从上游侧气催化剂20流出的排气)的空燃比进行检测的下游侧空燃比传感器41。下游侧空燃比传感器41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转换器38被输入到输入端口36。曲轴角传感器44例如每当曲轴旋转15度时产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。在CPU35中根据曲轴角传感器44的输出脉冲来计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动电路45而与火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17连接。
此外，上述的内燃机是将汽油作为燃料的无增压内燃机，但是内燃机的结构不限定于上述结构。因此，如汽缸排列、燃料的喷射方式、进气排气系统的结构、气门驱动机构的结构、增压器的有无那样的内燃机的具体结构可以与图1所示的结构不同。例如，燃料喷射阀11也可以以向进气口7内喷射燃料的方式进行配置。
＜催化剂的说明＞
配置于排气通路的上游侧催化剂20及下游侧催化剂24具有同样的结构。催化剂20、24是具有氧吸藏能力的催化剂，例如为三元催化剂。具体地说，催化剂20、24是在由陶瓷构成的载体上担载了具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt))及具有氧吸藏能力的助催化剂(例如，氧化铈(CeO2))的催化剂。
图2示出三元催化剂的净化特性。如图2所示，基于催化剂20、24的未燃气体(HC、CO)及氮氧化物(NOx)的净化率在向催化剂20、24流入的排气的空燃比处于理论空燃比附近区域(图2中的净化窗口A)时非常高。因此，当排气的空燃比被维持为理论空燃比时，催化剂20、24能够有效地净化未燃气体及NOx。
另外，催化剂20、24利用助催化剂而根据排气的空燃比对氧进行吸藏或释放。具体地说，催化剂20、24在排气的空燃比比理论空燃比稀时，对排气中的过剩的氧进行吸藏。另一方面，催化剂20、24在排气的空燃比比理论空燃比浓时，释放对于使未燃气体氧化而言所缺少的氧。其结果是，即使在排气的空燃比从理论空燃比少许偏离的情况下，催化剂20、24的表面上的空燃比也被维持在理论空燃比附近，在催化剂20、24中有效地净化未燃气体及氮氧化物。
此外，催化剂20、24只要具有催化作用及氧吸藏能力即可，也可以是三元催化剂以外的催化剂。
＜空燃比传感器的输出特性＞
接着，参照图3及图4，对本实施方式中的空燃比传感器40、41的输出特性进行说明。图3是示出本实施方式中的空燃比传感器40、41的电压-电流(V-I)特性的图，图4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，作为两个空燃比传感器40、41，使用同一结构的空燃比传感器。
从图3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，在各排气空燃比下的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而输出电流也几乎不变化的区域。该电压区域被称为界限电流区域，此时的电流被称为界限电流。在图3中，将排气空燃比为18时的界限电流区域及界限电流分别用W18、I18示出。因此，空燃比传感器40、41是界限电流式的空燃比传感器。
图4是示出在使施加电压为0.45V左右且恒定时的、排气空燃比与输出电流I的关系的图。从图4可知，在空燃比传感器40、41中，排气空燃比越高(即越稀)，则从空燃比传感器40、41的输出电流I越大。而且，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0。因此，空燃比传感器40、41能够连续地(线性地)检测排气空燃比。此外，在排气空燃比大到一定以上时，或者小到一定以下时，输出电流的变化相对于排气空燃比的变化的比例变小。
此外，在上述例子中，作为空燃比传感器40、41，使用界限电流式的空燃比传感器。但是，只要相对于排气空燃比而输出电流线性地变化即可，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何空燃比传感器。另外，两个空燃比传感器40、41也可以是互不相同的结构的空燃比传感器。
＜内燃机的排气净化装置＞
以下，对本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置(以下，仅称为“排气净化装置”)进行说明。排气净化装置具备上游侧催化剂20、下游侧催化剂24、上游侧空燃比传感器40、下游侧空燃比传感器41以及空燃比控制装置。在本实施方式中，ECU31作为空燃比控制装置发挥作用。
空燃比控制装置将向上游侧催化剂20流入的排气(以下称为“流入排气”)的空燃比控制为目标空燃比。具体地说，空燃比控制装置设定流入排气的目标空燃比，并且以使流入排气的空燃比与目标空燃比一致的方式控制向燃烧室5供给的燃料量。本实施方式中，空燃比控制装置以使上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与目标空燃比一致的方式，对向燃烧室5供给的燃料量进行反馈控制。此外，“输出空燃比”是指与空燃比传感器的输出值相当的空燃比，即由空燃比传感器检测的空燃比。
另外，空燃比控制装置也可以不使用上游侧空燃比传感器40，而以使流入排气的空燃比与目标空燃比一致的方式控制向燃烧室5供给的燃料量。在该情况下，空燃比控制装置以向燃烧室5供给的燃料与空气的比率与目标空燃比一致的方式，向燃烧室供给根据由空气流量计39检测到的进入空气量和目标空燃比而算出的燃料量。
为了通过使上游侧催化剂20的氧吸藏量变动来抑制上游侧催化剂20的氧吸藏能力的降低，空燃比控制装置将流入排气的目标空燃比交替地切换为比理论空燃比浓的空燃比和比理论空燃比稀的空燃比。具体地说，空燃比控制装置在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比时将目标空燃比从浓设定空燃比转换为稀设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比时将目标空燃比从稀设定空燃比转换为浓设定空燃比。通过这样，在本实施方式中，能够使上游侧催化剂20的氧吸藏量在0与最大值之间变动。
浓设定空燃比及第一浓判定空燃比是预先设定的比理论空燃比(在本实施方式中为14.6)浓的空燃比。另外，浓设定空燃比比第一浓判定空燃比浓。即，浓设定空燃比的浓程度大于第一浓判定空燃比的浓程度。此外，浓程度是指比理论空燃比浓的空燃比与理论空燃比之差。
稀设定空燃比及第一稀判定空燃比是预先设定的比理论空燃比稀的空燃比。另外，稀设定空燃比比第一稀判定空燃比稀。即，稀设定空燃比的稀程度大于第一稀判定空燃比的稀程度。此外，稀程度是指比理论空燃比稀的空燃比与理论空燃比之差。
第一浓判定空燃比被设定为与在上游侧催化剂20的氧吸藏量减少而使上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。另一方面，第一稀判定空燃比被设定为与在上游侧催化剂20的氧吸藏量增加而使上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。因此，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比处于第一浓判定空燃比与第一稀判定空燃比之间时，判定为上游侧催化剂20的气氛为理论空燃比。
在搭载有内燃机的车辆加速或减速时等，流入排气的空燃比有时会由于干扰而暂时偏离目标空燃比。当流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离时，向上游侧催化剂20流入的未燃气体变多。因而，如果在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时，流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离，则有可能从上游侧催化剂20流出大量的未燃气体。
另一方面，在上游侧催化剂20的氧吸藏量充分大于0时，即使流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离，上游侧催化剂20的氧吸藏量达到0的可能性也低。另外，在由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向浓侧偏离的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也从目标空燃比向浓侧偏离。
因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在目标空燃比被维持在浓设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为浓侧基准量以上这一第一条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第二浓判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第二条件成立的情况下，在第一条件及第二条件成立的时刻将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比。此外，第二条件在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比为第二浓判定空燃比以下时成立。
第二浓判定空燃比是预先设定的比理论空燃比浓的空燃比。另外，第二浓判定空燃比比浓设定空燃比浓。即，第二浓判定空燃比的浓程度大于浓设定空燃比的浓程度。浓侧基准量是预先设定的，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值。
另外，当流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离时，向上游侧催化剂20流入的氧及NOx的量变多。因而，如果在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离，则有可能从上游侧催化剂20流出大量的NOx。
另一方面，在上游侧催化剂20的氧吸藏量充分少于最大氧吸藏量时，即使流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离，上游侧催化剂20的氧吸藏量达到最大氧吸藏量的可能性也低。另外，在由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向稀侧偏离的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也从目标空燃比向稀侧偏离。
因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在目标空燃比被维持在稀设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为稀侧基准量以上这一第三条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第二稀判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第四条件成立的情况下，在第三条件及第四条件成立的时刻将目标空燃比从稀设定空燃比切换为浓设定空燃比。此外，第四条件在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比为第二稀判定空燃比以上时成立。
第二稀判定空燃比是预先设定的比理论空燃比稀的空燃比。另外，第二稀判定空燃比比稀设定空燃比稀。即，第二稀判定空燃比的稀程度大于稀设定空燃比的稀程度。稀侧基准量是预先设定的，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值。此外，稀侧基准量可以是与浓侧基准量相同的值，也可以是与浓侧基准量不同的值。
空燃比控制装置通过对相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量进行累计，来算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量。此外，相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量是指，在要使流入排气的空燃比成为理论空燃比时过剩的氧的量或不足的氧的量。在流入排气的空燃比比理论空燃比稀时，由于在上游侧催化剂20吸藏氧，所以氧过剩不足量的值为正。另一方面，在流入排气的空燃比比理论空燃比浓时，由于从上游侧催化剂20释放氧，所以氧过剩不足量的值为负。
因而，空燃比控制装置在流入排气的空燃比比理论空燃比稀时，算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量，作为相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值。另外，空燃比控制装置在流入排气的空燃比比理论空燃比浓时，算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量，作为相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值的绝对值。
氧过剩不足量OED例如利用下述式(1)，基于上游侧空燃比传感器40的输出及燃料喷射量来算出。
OED＝0.23×(AFup－14.6)×Qi…(1)
在此，0.23是空气中的氧浓度，14.6是理论空燃比，Qi是燃料喷射量，AFup是上游侧空燃比传感器40的输出空燃比。
此外，氧过剩不足量OED也可以利用下述式(2)，基于上游侧空燃比传感器40的输出及进入空气量来算出。
OED＝0.23×(AFup－14.6)×Ga/AFup…(2)
在此，0.23是空气中的氧浓度，14.6是理论空燃比，Ga是进入空气量，AFup是上游侧空燃比传感器40的输出空燃比。进入空气量Ga由空气流量计39来检测。
另外，氧过剩不足量OED也可以不使用上游侧空燃比传感器40的输出，而是基于流入排气的目标空燃比来算出。在该情况下，在上述式(1)、(2)中，取代上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup，使用目标空燃比的值。
＜使用时间图的空燃比控制的说明＞
参照图5及图6，对本实施方式中的空燃比控制进行具体说明。首先，参照图5，对在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向浓侧偏离的情况进行说明。
图5是执行第一实施方式中的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值(累计氧过剩不足量)、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。累计氧过剩不足量通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量进行累计来算出。在图5中，实线表示本实施方式中的时间图，点划线表示本实施方式的比较例中的时间图。
在图示的例子中，在时刻t0，目标空燃比被设定为浓设定空燃比TAFrich，流入排气的空燃比成为比理论空燃比浓。因而，上游侧催化剂20释放对于使未燃气体氧化而言所缺少的氧。此外，在没有发生空燃比的紊乱的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比基本上近似于目标空燃比。
在时刻t0，上游侧催化剂20的氧吸藏量是充分的，从上游侧催化剂20流出的排气(以下，称为“流出排气”)中的未燃气体及NOx由上游侧催化剂20净化。因而，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为大致理论空燃比(在本实施方式中，为14.6)。
在时刻t0之后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐降低，在时刻t1，达到第一浓判定空燃比AFrich1。在时刻t1，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量大致为0。在时刻t1之后，从上游侧催化剂20流出微量的未燃气体。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t1，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从浓设定空燃比TAFrich朝向稀设定空燃比TAFlean变化。另外，在时刻t1，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t1之后，随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的增加，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比向理论空燃比收敛。然后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐变高，在时刻t2，达到第一稀判定空燃比AFlean1。在时刻t2，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量大致为最大氧吸藏量。在时刻t2之后，从上游侧催化剂20流出微量的NOx。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t2，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从稀设定空燃比TAFlean朝向浓设定空燃比TAFrich变化。另外，在时刻t2，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t2之后，随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的减少，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比向理论空燃比收敛。然后，在时刻t3，累计氧过剩不足量的绝对值达到浓侧基准量Crich。因而，在时刻t3，第一条件成立。
另外，由于干扰的影响而导致流入排气的空燃比向比目标空燃比(浓设定空燃比TAFrich)浓的一侧偏离的结果是，在时刻t4，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比达到第二浓判定空燃比AFrich2。因而，在时刻t4，第二条件成立。另外，此时累计氧过剩不足量的绝对值比浓侧基准量Crich多，第一条件仍然成立。
因此，在时刻t4，第一条件及第二条件成立，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。然后，在时刻t5，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1。
另一方面，在用点划线表示的比较例中，在时刻t5下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1时，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。在该情况下，浓程度大的流入排气向上游侧催化剂20流入的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的未燃气体。
另一方面，在本实施方式中，由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1之前第一条件及第二条件成立时进行目标空燃比的切换，所以能抑制从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，能够抑制在使上游侧催化剂20的氧吸藏量变动时排气排放恶化。此外，从上游侧催化剂20流出的微量的未燃气体及NOx在下游侧催化剂24中被净化。
之后，在本实施方式中，在时刻t6，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1，目标空燃比被从稀判定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。另一方面，在比较例中，在时刻t7，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1，目标空燃比被从稀判定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。
接着，参照图6，对在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向稀侧偏离的情况进行说明。
图6是执行第一实施方式中的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值(累计氧过剩不足量)、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。在图6中，实线表示本实施方式中的时间图，点划线表示本实施方式的比较例中的时间图。
在图示的例子中，在时刻t0，目标空燃比被设定为浓设定空燃比TAFlean，流入排气的空燃比成为比理论空燃比稀。在时刻t0，上游侧催化剂20的氧吸藏量相比于最大氧吸藏量充分少，流出排气中的未燃气体及NOx由上游侧催化剂20净化。因而，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为大致理论空燃比。
在时刻t0之后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐变高，在时刻t1，达到第一稀判定空燃比AFlean1。在时刻t1，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量为大致最大氧吸藏量。在时刻t1之后，从上游侧催化剂20流出微量的NOx。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t1，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从稀设定空燃比TAFlean朝向浓设定空燃比TAFrich变化。另外，在时刻t1，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t1之后，随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的减少，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比向理论空燃比收敛。然后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐降低，在时刻t2，达到第一浓判定空燃比AFrich1。在时刻t2，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量大致为0。在时刻t2之后，从上游侧催化剂20流出微量的未燃气体。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t2，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从浓设定空燃比TAFrich朝向稀设定空燃比TAFlean变化。另外，在时刻t2，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t2之后，随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的增加，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比向理论空燃比收敛。然后，在时刻t3，累计氧过剩不足量达到稀侧基准量Clean。因而，在时刻t3，第三条件成立。
另外，由于干扰的影响而导致流入排气的空燃比向比目标空燃比(稀判定空燃比TAFlean)稀的一侧偏离的结果是，在时刻t4，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比达到第二稀判定空燃比AFlean2。因而，在时刻t4，第四条件成立。另外，此时累计氧过剩不足量比稀侧基准量Clean多，第三条件仍然成立。
因此，在时刻t4，第三条件及第四条件成立，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。然后，在时刻t5，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1。
另一方面，在用点划线表示的比较例中，在时刻t5下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1时，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。在该情况下，稀程度大的流入排气向上游侧催化剂20流入的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的NOx。
另一方面，在本实施方式中，由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1之前第三条件及第四条件成立时进行目标空燃比的切换，所以能抑制从上游侧催化剂20流出的NOx的量。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，能够抑制在使上游侧催化剂20的氧吸藏量变动时排气排放恶化。此外，从上游侧催化剂20流出的微量的未燃气体及NOx在下游侧催化剂24中被净化。
之后，在本实施方式中，在时刻t6，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1，目标空燃比被从浓判定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。另一方面，在比较例中，在时刻t7，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1，目标空燃比被从浓判定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。
＜控制框图＞
以下，参照图7及图8，对本实施方式中的空燃比控制进行详细说明。图7是空燃比控制的控制框图。空燃比控制装置包括A1～A8的功能块。以下，对各功能块进行说明。
首先，说明燃料喷射量的算出。为了算出燃料喷射量，使用缸内进入空气量算出单元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。
缸内进入空气量算出单元A1使用存储于ECU31的ROM34的映射或计算式，基于进入空气量Ga及内燃机转速NE来算出向各汽缸的进入空气量Mc。进入空气量Ga由空气流量计39检测，内燃机转速NE基于曲轴角传感器44的输出来算出。
基本燃料喷射量算出单元A2通过将由缸内进入空气量算出单元A1算出的缸内进入空气量Mc除以目标空燃比TAF来算出基本燃料喷射量Qbase(Qbase＝Mc/TAF)。目标空燃比TAF由后述的目标空燃比设定单元A5来算出。
燃料喷射量算出单元A3通过对由基本燃料喷射量算出单元A2算出的基本燃料喷射量Qbase加上后述的F/B修正量DQi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，以使得从燃料喷射阀11喷射这样算出的燃料喷射量Qi的燃料。
接着，说明目标空燃比的算出。为了算出目标空燃比，使用空燃比修正量算出单元A4、目标空燃比设定单元A5以及氧吸藏量算出单元A8。
氧吸藏量算出单元A8基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup和由燃料喷射量算出单元A3算出的燃料喷射量Qi或进入空气量Ga，利用上述式(1)或(2)算出氧过剩不足量。另外，氧吸藏量算出单元A8通过对氧过剩不足量进行累计，来算出累计氧过剩不足量ΣOED。
在空燃比修正量算出单元A4中，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn、由氧吸藏量算出单元A8算出的累计氧过剩不足量的ΣOED、以及上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup，来算出目标空燃比的空燃比修正量AFC。目标空燃比设定单元A5通过对控制中心空燃比AFR(在本实施方式中为理论空燃比)加上由空燃比修正量算出单元A4算出的空燃比修正量AFC，来算出目标空燃比TAF。这样算出的目标空燃比TAF被输入到基本燃料喷射量算出单元A2及后述的空燃比偏差算出单元A6。
接着，说明基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup进行的F/B修正量的算出。为了算出F/B修正量，使用空燃比偏差算出单元A6及F/B修正量算出单元A7。
空燃比偏差算出单元A6通过从上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup减去由目标空燃比设定单元A5算出的目标空燃比TAF，来算出空燃比偏差DAF(DAF＝AFup－TAF)。该空燃比偏差DAF是表示相对于目标空燃比TAF的燃料供给量的过剩或不足的值。
F/B修正量算出单元A7通过对由空燃比偏差算出单元A6算出的空燃比偏差DAF进行比例·积分·微分处理(PID处理)，基于下述式(3)算出用于补偿燃料供给量的过剩或不足的F/B修正量DQi。这样算出的F/B修正量DQi被输入到燃料喷射量算出单元A3。
DQi＝Kp·DAF+Ki·SDAF+Kd·DDAF…(3)
在上述式(3)中，Kp是预先设定的比例增益(比例常数)，Ki是预先设定的积分增益(积分常数)，Kd是预先设定的微分增益(微分常数)。另外，DDAF是空燃比偏差DAF的时间微分值，通过将本次更新了的空燃比偏差DAF与上次的空燃比偏差DAF的偏差除以与更新间隔对应的时间来算出。另外，SDAF是空燃比偏差DAF的时间积分值，通过对上次的时间积分值SDAF加上本次更新了的空燃比偏差DAF来算出。
此外，在不基于上游侧空燃比传感器40的输出进行反馈控制的情况下，空燃比控制中不使用空燃比偏差算出单元A6及F/B修正量算出单元A7。在该情况下，从图7所示的控制框图中省略空燃比偏差算出单元A6及F/B修正量算出单元A7。另外，在取代上游侧空燃比传感器40的输出而基于流入排气的目标空燃比来算出氧过剩不足量的情况下，取代上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup而向氧吸藏量算出单元A8输入目标空燃比TAF。
＜目标空燃比设定处理＞
图8是示出第一实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。本控制例程在内燃机的起动之后，由ECU31以预定的时间间隔反复执行。
首先，在步骤S101中判定浓标志Frich是否为1。浓标志Frich在目标空燃比TAF设定为浓设定空燃比TAFrich时被设定为1，在目标空燃比TAF设定为稀设定空燃比TAFlean时被设定为0。此外，浓标志Frich的初始值被设定为0或1。
在步骤S101中判定为浓标志Frich为1的情况下，本控制例程进入步骤S102。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich。在步骤S102中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第一浓判定空燃比AFrich1以下。
在步骤S102中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第一浓判定空燃比AFrich1以下的情况下，本控制例程进入步骤S105。在步骤S105中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean，浓标志Frich被设定为0。在步骤S105之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S102中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第一浓判定空燃比AFrich1的情况下，本控制例程进入步骤S103。在步骤S103中，判定累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值是否为浓侧基准量Crich以上。即，判定是否第一条件已成立。
累计氧过剩不足量ΣOED通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量OED进行累计来算出。另外，累计氧过剩不足量ΣOED在目标空燃比TAF被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean时、和目标空燃比TAF被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich时，被重置为0。
另外，浓侧基准量Crich被设定为例如比未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.5～0.8的值)。此外，浓侧基准量Crich也可以被设定为比利用公知的方法算出的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.5～0.8的值)。
在步骤S103中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值为浓侧基准量Crich以上的情况下，本控制例程进入步骤S104。在步骤S104中，判定上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup是否为第二浓判定空燃比AFrich2以下。即，判定是否第二条件已成立。
在步骤S104中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为第二浓判定空燃比AFrich2以下的情况下，本控制例程进入步骤S105。在步骤S105中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean，浓标志Frich被设定为0。在步骤S105之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S103中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值不足浓侧基准量Crich的情况下，或者在步骤S104中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup高于第二浓判定空燃比AFrich2的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
另外，在步骤S101中判定为浓标志Frich为0的情况下，本控制例程进入步骤S106。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean。在步骤S106中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第一稀判定空燃比AFlean1以上。
在步骤S106中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第一稀判定空燃比AFlean1以上的情况下，本控制例程进入步骤S109。在步骤S109中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich，浓标志Frich被设定为1。在步骤S109之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S106中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn低于第一稀判定空燃比AFlean1的情况下，本控制例程进入步骤S107。在步骤S107中，判定累计氧过剩不足量ΣOED是否为稀侧基准量Clean以上。即，判定是否第三条件已成立。
稀侧基准量Clean被设定为例如比未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.5～0.8的值)。此外，稀侧基准量Clean也可以被设定为比利用公知的方法算出的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.5～0.8的值)。
在步骤S107中判定为累计氧过剩不足量ΣOED为稀侧基准量Clean以上的情况下，本控制例程进入步骤S108。在步骤S108中，判定上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup是否为第二稀判定空燃比AFlean2以上。即，判定是否第四条件已成立。
在步骤S108中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为第二稀判定空燃比AFlean2以上的情况下，本控制例程进入步骤S109。在步骤S109中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich，浓标志Frich被设定为1。在步骤S109之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S107中判定为累计氧过剩不足量ΣOED不足稀侧基准量Clean的情况下，或者在步骤S108中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup低于第二稀判定空燃比AFlean2的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
＜第二实施方式＞
第二实施方式中的内燃机的排气净化装置的结构及控制，除了以下说明的点以外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置是同样的。因而，以下对于本发明的第二实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
第二实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比时将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比。另外，空燃比控制装置，在判定为目标空燃比被维持在稀设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量达到切换吸藏量时，将目标空燃比从稀设定空燃比切换为浓设定空燃比。通过这样，在本实施方式中，能够使上游侧催化剂20的氧吸藏量在0与切换吸藏量之间变动。
浓设定空燃比及第一浓判定空燃比是预先设定的比理论空燃比浓的空燃比。另外，浓设定空燃比比第一浓判定空燃比浓。即，浓设定空燃比的浓程度大于第一浓判定空燃比的浓程度。另外，第一浓判定空燃比被设定为与在上游侧催化剂20的氧吸藏量减少而使上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。
稀设定空燃比是预先设定的比理论空燃比稀的空燃比。另外，切换吸藏量是预先设定的，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值。此外，空燃比控制装置利用与第一实施方式同样的方法算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量。
如上所述，在搭载有内燃机的车辆加速或减速时等，流入排气的空燃比有时会由于干扰而暂时偏离目标空燃比。当流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离时，向上游侧催化剂20流入的未燃气体变多。因而，如果在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时，流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离，则可能从上游侧催化剂20流出大量的未燃气体。
另一方面，在上游侧催化剂20的氧吸藏量充分大于0时，即使流入排气的空燃比向比目标空燃比浓的一侧偏离，上游侧催化剂20的氧吸藏量达到0的可能性也低。另外，在由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向浓侧偏离的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也从目标空燃比向浓侧偏离。
因而，在第二实施方式中，空燃比控制装置，在目标空燃比被维持在浓设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第五条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第二浓判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第六条件成立的情况下，在第五条件及第六条件成立的时刻将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比。此外，第六条件在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比为第二浓判定空燃比以下时成立。
第二浓判定空燃比是预先设定的比理论空燃比浓的空燃比。另外，第二浓判定空燃比比浓设定空燃比浓。即，第二浓判定空燃比的浓程度大于浓设定空燃比的浓程度。第一基准量是预先设定的，被设定为比切换吸藏量少的值。换句话说，切换吸藏量被设定为比第一基准量多的值。
＜使用时间图的空燃比控制的说明＞
参照图9，对第二实施方式中的空燃比控制进行具体说明。图9是执行第二实施方式中的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值(累计氧过剩不足量)、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。累计氧过剩不足量通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量进行累计来算出。在图9中，实线表示第二实施方式中的时间图，点划线表示第二实施方式的比较例中的时间图。
图示的例子中，在时刻t0目标空燃比被设定为浓设定空燃比TAFrich，流入排气的空燃比成为比理论空燃比浓。因而，上游侧催化剂20释放对于使未燃气体氧化而言所缺少的氧。此外，在没有发生空燃比的紊乱的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比基本上近似于目标空燃比。
在时刻t0，上游侧催化剂20的氧吸藏量是充分的，流出排气中的未燃气体及NOx由上游侧催化剂20净化。因而，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为大致理论空燃比。
在时刻t0之后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于0时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐降低，在时刻t1，达到第一浓判定空燃比AFrich1。在时刻t1，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量大致为0。在时刻t1之后，从上游侧催化剂20流出微量的未燃气体。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t1，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从浓设定空燃比TAFrich朝向稀设定空燃比TAFlean变化。另外，在时刻t1，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t1之后，累计氧过剩不足量逐渐增加，在时刻t2达到切换吸藏量Csw。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t2，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。另外，在时刻t2，累计氧过剩不足量被重置为0。此外，由于在时刻t2上游侧催化剂20的氧吸藏量没有达到最大氧吸藏量，所以几乎不会从上游侧催化剂20流出NOx。
在时刻t2之后，在时刻t3累计氧过剩不足量的绝对值达到第一基准量Cref1。因而，在时刻t3，第五条件成立。
另外，由于干扰的影响而导致流入排气的空燃比向比目标空燃比(浓设定空燃比TAFrich)浓的一侧偏离的结果是，在时刻t4，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比达到第二浓判定空燃比AFrich2。因而，在时刻t4，第六条件成立。另外，此时累计氧过剩不足量的绝对值比第一基准量Cref1多，第五条件仍然成立。
因此，在时刻t4，第五条件及第六条件成立，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。然后，在时刻t5，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1。
另一方面，在用点划线表示的比较例中，在时刻t5下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1时，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。在该情况下，浓程度大的流入排气向上游侧催化剂20流入的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的未燃气体。
另一方面，在本实施方式中，由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一浓判定空燃比AFrich1之前第五条件及第六条件成立时进行目标空燃比的切换，所以能抑制从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，能够抑制在使上游侧催化剂20的氧吸藏量变动时排气排放恶化。此外，从上游侧催化剂20流出的微量的未燃气体在下游侧催化剂24中被净化。
之后，在本实施方式中，在时刻t6，累计氧过剩不足量达到切换吸藏量Csw，目标空燃比被从稀判定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。另一方面，在比较例中，在时刻t7，累计氧过剩不足量达到切换吸藏量Csw，目标空燃比被从稀判定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。
＜目标空燃比设定处理＞
以下，对第二实施方式中的空燃比控制进行详细说明。此外，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，使用图7所示的空燃比控制的控制框图。
图10是示出第二实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。本控制例程在内燃机的起动之后，由ECU31以预定的时间间隔反复执行。
首先，在步骤S201中判定浓标志Frich是否为1。浓标志Frich在目标空燃比TAF设定为浓设定空燃比TAFrich时被设定为1，在目标空燃比TAF设定为稀设定空燃比TAFlean时被设定为0。此外，浓标志Frich的初始值被设定为0或1。
在步骤S201中判定为浓标志Frich为1的情况下，本控制例程进入步骤S202。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich。在步骤S202中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第一浓判定空燃比AFrich1以下。
在步骤S202中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第一浓判定空燃比AFrich1以下的情况下，本控制例程进入步骤S205。在步骤S205中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean，浓标志Frich被设定为0。在步骤S205之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S202中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第一浓判定空燃比AFrich1的情况下，本控制例程进入步骤S203。在步骤S203中，判定累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值是否为第一基准量Cref1以上。即，判定是否第五条件已成立。
累计氧过剩不足量ΣOED通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量OED进行累计来算出。另外，累计氧过剩不足量ΣOED在目标空燃比TAF被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean时、和目标空燃比TAF被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich时，被重置为0。另外，第一基准量Cref1被设定为例如切换吸藏量Csw的0.5～0.8倍的值。
在步骤S203中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值为第一基准量Cref1以上的情况下，本控制例程进入步骤S204。在步骤S204中，判定上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup是否为第二浓判定空燃比AFrich2以下。即，判定是否第六条件已成立。
在步骤S204中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为第二浓判定空燃比AFrich2以下的情况下，本控制例程进入步骤S205。在步骤S205中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean，浓标志Frich被设定为0。在步骤S205之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S203中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值不足第一基准量Cref1的情况下，或者在步骤S204中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup高于第二浓判定空燃比AFrich2的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
另外，在步骤S201中判定为浓标志Frich为0的情况下，本控制例程进入步骤S206。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean。在步骤S206中，判定累计氧过剩不足量ΣOED是否为切换吸藏量Csw以上。
切换吸藏量Csw被设定为例如比未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.2～0.8的值)。此外，切换吸藏量Csw也可以被设定为比利用公知的方法算出的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.2～0.8的值)。
在步骤S206中判定为累计氧过剩不足量ΣOED为切换吸藏量Csw以上的情况下，本控制例程进入步骤S207。在步骤S207中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich，浓标志Frich被设定为1。在步骤S207之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S206中判定为累计氧过剩不足量ΣOED不足切换吸藏量Csw的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
＜第三实施方式＞
第三实施方式中的内燃机的排气净化装置的结构及控制，除了以下说明的点以外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置是同样的。因而，以下对于本发明的第三实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
第三实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比时将目标空燃比从稀设定空燃比切换为浓设定空燃比。另外，空燃比控制装置，在判定为目标空燃比被维持在浓设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量达到切换吸藏量时，将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比。通过这样，在本实施方式中，能够使上游侧催化剂20的氧吸藏量在从最大氧吸藏量减去切换吸藏量而得到的值与最大氧吸藏量之间变动。
稀设定空燃比及第一稀判定空燃比是预先设定的比理论空燃比稀的空燃比。另外，稀设定空燃比比第一稀判定空燃比稀。即，稀设定空燃比的稀程度大于第一稀判定空燃比的稀程度。另外，第一稀判定空燃比被设定为与在上游侧催化剂20的氧吸藏量增加而使上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。
浓设定空燃比是预先设定的比理论空燃比浓的空燃比。另外，切换吸藏量是预先设定的，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值。此外，空燃比控制装置利用与第一实施方式同样的方法算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量。
如上所述，在搭载有内燃机的车辆加速或减速时等，流入排气的空燃比有时会由于干扰而暂时偏离目标空燃比。当流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离时，向上游侧催化剂20流入的氧及NOx的量变多。因而，如果在上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离，则可能从上游侧催化剂20流出大量的NOx。
另一方面，在上游侧催化剂20的氧吸藏量充分少于最大氧吸藏量时，即使流入排气的空燃比向比目标空燃比稀的一侧偏离，上游侧催化剂20的氧吸藏量达到最大氧吸藏量的可能性也低。另外，在由于干扰而导致流入排气的空燃比从目标空燃比向稀侧偏离的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比也从目标空燃比向稀侧偏离。
因而，在第三实施方式中，空燃比控制装置，在目标空燃比被维持在稀设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第七条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第二稀判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第八条件成立的情况下，在第七条件及第八条件成立的时刻将目标空燃比从稀设定空燃比切换为浓设定空燃比。此外，第八条件在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比为第二稀判定空燃比以上时成立。
第二稀判定空燃比是预先设定的比理论空燃比稀的空燃比。另外，第二稀判定空燃比比稀设定空燃比稀。即，第二稀判定空燃比的稀程度大于稀设定空燃比的稀程度。第一基准量是预先设定的，被设定为比切换吸藏量少的值。换句话说，切换吸藏量被设定为比第一基准量多的值。
＜使用时间图的空燃比控制的说明＞
参照图11，对第三实施方式中的空燃比控制进行具体说明。图11是执行第三实施方式中的空燃比控制时的流入排气的目标空燃比、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、相对于流入排气的理论空燃比的氧过剩不足量的累计值(累计氧过剩不足量)、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、从上游侧催化剂20流出的未燃气体的量、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。累计氧过剩不足量通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量进行累计来算出。在图11中，实线表示第三实施方式中的时间图，点划线表示第三实施方式的比较例中的时间图。
图示的例子中，在时刻t0目标空燃比被设定为稀设定空燃比TAFlean，流入排气的空燃比成为比理论空燃比稀。因而，上游侧催化剂20吸藏流入排气中的过剩的氧。此外，在没有发生空燃比的紊乱的情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比基本上近似于目标空燃比。
在时刻t0，上游侧催化剂20的氧吸藏量相比于最大氧吸藏量充分少，流出排气中的未燃气体及NOx由上游侧催化剂20净化。因而，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为大致理论空燃比。
在时刻t0之后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比逐渐变高，在时刻t1，达到第一稀判定空燃比AFlean1。在时刻t1，可认为上游侧催化剂20的氧吸藏量为大致最大氧吸藏量。在时刻t1之后，从上游侧催化剂20流出微量的NOx。
为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t1，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。其结果是，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比从稀设定空燃比TAFlean朝向浓设定空燃比TAFrich变化。另外，在时刻t1，累计氧过剩不足量被重置为0。
在时刻t1之后，累计氧过剩不足量的绝对值逐渐增加，在时刻t2达到切换吸藏量Csw。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t2，目标空燃比被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。另外，在时刻t2，累计氧过剩不足量被重置为0。此外，由于在时刻t2上游侧催化剂20的氧吸藏量没有达到0，所以几乎不会从上游侧催化剂20流出未燃气体。
在时刻t2之后，在时刻t3累计氧过剩不足量达到第一基准量Cref1。因而，在时刻t3，第七条件成立。
另外，由于干扰的影响而导致流入排气的空燃比向比目标空燃比(稀判定空燃比TAFlean)稀的一侧偏离的结果是，在时刻t4，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比达到第二稀判定空燃比AFlean2。因而，在时刻t4，第八条件成立。另外，此时累计氧过剩不足量比第一基准量Cref1多，第七条件仍成立。
因此，在时刻t4，第七条件及第八条件成立，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。然后，在时刻t5，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1。
另一方面，在用点划线表示的比较例中，在时刻t5下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1时，目标空燃比被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich。在该情况下，稀程度大的流入排气向上游侧催化剂20流入的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的NOx。
另一方面，在本实施方式中，由于在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一稀判定空燃比AFlean1之前第七条件及第八条件成立时进行目标空燃比的切换，所以能抑制从上游侧催化剂20流出的NOx的量。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，能够抑制在使上游侧催化剂20的氧吸藏量变动时排气排放恶化。此外，从上游侧催化剂20流出的微量的NOx在下游侧催化剂24中被净化。
之后，在本实施方式中，在时刻t6，累计氧过剩不足量的绝对值达到切换吸藏量Csw，目标空燃比被从浓判定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。另一方面，在比较例中，在时刻t7，累计氧过剩不足量的绝对值达到切换吸藏量Csw，目标空燃比被从浓判定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean。
＜目标空燃比设定处理＞
以下，对第三实施方式中的空燃比控制进行详细说明。此外，在第三实施方式中，与第一实施方式同样地，使用图7所示的空燃比控制的控制框图。
图12是示出第三实施方式中的目标空燃比设定处理的控制例程的流程图。本控制例程在内燃机的起动之后，由ECU31以预定的时间间隔反复执行。
首先，在步骤S301中判定浓标志Frich是否为0。浓标志Frich在目标空燃比TAF设定为浓设定空燃比TAFrich时被设定为1，在目标空燃比TAF设定为稀设定空燃比TAFlean时被设定为0。此外，浓标志Frich的初始值被设定为0或1。
在步骤S301中判定为浓标志Frich为0的情况下，本控制例程进入步骤S302。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean。在步骤S302中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第一稀判定空燃比AFlean1以上。
在步骤S302中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第一稀判定空燃比AFlean1以上的情况下，本控制例程进入步骤S305。在步骤S305中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich，浓标志Frich被设定为1。在步骤S305之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S302中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn不足第一稀判定空燃比AFrich1的情况下，本控制例程进入步骤S303。在步骤S303中，判定累计氧过剩不足量ΣOED是否为第一基准量Cref1以上。即，判定是否第七条件已成立。
累计氧过剩不足量ΣOED通过对利用上述式(1)或(2)算出的氧过剩不足量OED进行累计来算出。另外，累计氧过剩不足量ΣOED在目标空燃比TAF被从浓设定空燃比TAFrich切换为稀设定空燃比TAFlean时、和目标空燃比TAF被从稀设定空燃比TAFlean切换为浓设定空燃比TAFrich时，被重置为0。另外，第一基准量Cref1被设定为例如切换吸藏量Csw的0.5～0.8倍的值。
在步骤S303中判定为累计氧过剩不足量ΣOED为第一基准量Cref1以上的情况下，本控制例程进入步骤S304。在步骤S304中，判定上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup是否为第二稀判定空燃比AFlean2以上。即，判定是否第八条件已成立。
在步骤S304中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为第二稀判定空燃比AFlean2以上的情况下，本控制例程进入步骤S305。在步骤S305中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich，浓标志Frich被设定为1。在步骤S305之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S303中判定为累计氧过剩不足量ΣOED不足第一基准量Cref1的情况下，或者在步骤S304中判定为上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup不足第二稀判定空燃比AFlean2的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
另外，在步骤S301中判定为浓标志Frich为1的情况下，本控制例程进入步骤S306。在该情况下，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich。在步骤S306中，判定累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值是否为切换吸藏量Csw以上。
切换吸藏量Csw被设定为例如比未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值(例如最大氧吸藏量的0.2～0.8的值)。此外，切换吸藏量Csw也可以被设定为比利用公知的方法算出上游侧催化剂20少的值(例如最大氧吸藏量的0.2～0.8的值)。
在步骤S306中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值为切换吸藏量Csw以上的情况下，本控制例程进入步骤S307。在步骤S307中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean，浓标志Frich被设定为0。在步骤S307之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S306中判定为累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值不足切换吸藏量Csw的情况下，本控制例程结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在当前的值。
从上述的说明可以明确，在第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式中，进行了如以下这样的空燃比控制。
空燃比控制装置在将目标空燃比设定为第一设定空燃比之后，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第一判定空燃比时将目标空燃比从第一设定空燃比切换为第二设定空燃比。第一设定空燃比及第一判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第一区域内的空燃比。另外，第一设定空燃比与理论空燃比之差大于第一判定空燃比与理论空燃比之差。另外，第二设定空燃比是隔着理论空燃比而与第一区域相反侧的第二区域内的空燃比。
另外，空燃比控制装置在目标空燃比被维持在第一设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第一判定条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第二判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第二判定条件成立的情况下，在第一判定条件及第二判定条件成立的时刻将目标空燃比从第一设定空燃比切换为第二设定空燃比。
另外，在第一实施方式中，空燃比控制装置在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第三判定空燃比时将目标空燃比从第二设定空燃比切换为第一设定空燃比。进而，空燃比控制装置在目标空燃比被维持在第二设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量为第二基准量以上这一第三判定条件、和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与理论空燃比之差为第四判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第四判定条件成立的情况下，在第三判定条件及第四判定条件成立的时刻将目标空燃比从第二设定空燃比切换为第一设定空燃比。
第二基准量比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少，第四判定空燃比是第二区域内的空燃比，第四判定空燃比与理论空燃比之差大于第二设定空燃比与理论空燃比之差。
在第一区域内的空燃比为比理论空燃比浓的空燃比的情况下，第一设定空燃比及第二设定空燃比分别相当于第一实施方式中的浓设定空燃比及稀设定空燃比。另外，第一判定空燃比、第二判定空燃比、第三判定空燃比以及第四判定空燃比分别相当于第一实施方式中的第一浓判定空燃比、第二浓判定空燃比、第一稀判定空燃比以及第二稀判定空燃比。另外，第一基准量及第二基准量相当于第一实施方式中的浓侧基准量及稀侧基准量。另外，第一判定条件、第二判定条件、第三判定条件以及第四判定条件分别相当于第一实施方式中的第一条件、第二条件、第三条件以及第四条件。
另外，在第一区域内的空燃比为比理论空燃比稀的空燃比的情况下，第一设定空燃比及第二设定空燃比分别相当于第一实施方式中的稀设定空燃比及浓设定空燃比。另外，第一判定空燃比、第二判定空燃比、第三判定空燃比以及第四判定空燃比分别相当于第一实施方式中的第一稀判定空燃比、第二稀判定空燃比、第一浓判定空燃比以及第二浓判定空燃比。另外，第一基准量及第二基准量相当于第一实施方式中的稀侧基准量及浓侧基准量。另外，第一判定条件、第二判定条件、第三判定条件以及第四判定条件分别相当于第一实施方式中的第三条件、第四条件、第一条件以及第二条件。
另外，在第二实施方式及第三实施方式中，空燃比控制装置在目标空燃比被维持在第二设定空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的推定变化量达到切换吸藏量时将目标空燃比从第二设定空燃比切换为第一设定空燃比。切换吸藏量比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少且比第一基准量多。
在第二实施方式中，第一区域内的空燃比是比理论空燃比浓的空燃比。第一设定空燃比及第二设定空燃比分别相当于第二实施方式中的浓设定空燃比及稀设定空燃比。另外，第一判定空燃比及第二判定空燃比分别相当于第二实施方式中的第一浓判定空燃比和第二浓判定空燃比。另外，第一判定条件及第二判定条件分别相当于第二实施方式中的第五条件及第六条件。
在第三实施方式中，第一区域内的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比。第一设定空燃比及第二设定空燃比分别相当于第三实施方式中的稀设定空燃比及浓设定空燃比。另外，第一判定空燃比及第二判定空燃比分别相当于第三实施方式中的第一稀判定空燃比及第二稀判定空燃比。另外，第一判定条件及第二判定条件分别相当于第三实施方式中的第七条件及第八条件。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于这些实施方式，能够在权利要求书的记载内实施各种修正及变更。例如，排气中的有害物质基本上在上游侧催化剂20中被净化，因此下游侧催化剂24可以从排气净化装置中省略。

Claims (4)

1.一种内燃机的排气净化装置，具备：
催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；
上游侧空燃比传感器，其配置于所述催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测向所述催化剂流入的流入排气的空燃比；
下游侧空燃比传感器，其配置于所述催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述催化剂流出的流出排气的空燃比；以及
空燃比控制装置，其将所述流入排气的空燃比控制为目标空燃比，
所述空燃比控制装置在将所述目标空燃比设定为第一设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比达到第一判定空燃比时将所述目标空燃比从所述第一设定空燃比切换为第二设定空燃比，
所述第一设定空燃比及所述第一判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第一区域内的空燃比，该第一设定空燃比与理论空燃比之差大于该第一判定空燃比与理论空燃比之差，所述第二设定空燃比是隔着理论空燃比而与所述第一区域相反侧的第二区域内的空燃比，
所述内燃机的排气净化装置的特征在于，
所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第一设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量为第一基准量以上这一第一判定条件、和由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与理论空燃比之差为第二判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第二判定条件成立的情况下，在该第一判定条件及第二判定条件成立的时刻将所述目标空燃比从所述第一设定空燃比切换为所述第二设定空燃比，
所述第一基准量比所述催化剂的最大氧吸藏量少，所述第二判定空燃比是所述第一区域内的空燃比，该第二判定空燃比与理论空燃比之差大于所述第一设定空燃比与理论空燃比之差。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，
所述空燃比控制装置，在由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比达到第三判定空燃比时将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，
所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第二设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量为第二基准量以上这一第三判定条件、和由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与理论空燃比之差为第四判定空燃比与理论空燃比之差以上这一第四判定条件成立的情况下，在该第三判定条件及第四判定条件成立的时刻将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，
所述第二基准量比所述催化剂的最大氧吸藏量少，所述第四判定空燃比是所述第二区域内的空燃比，该第四判定空燃比与理论空燃比之差大于所述第二设定空燃比与理论空燃比之差。
3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，
所述空燃比控制装置，在所述目标空燃比被维持在所述第二设定空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量达到切换吸藏量时将所述目标空燃比从所述第二设定空燃比切换为所述第一设定空燃比，所述切换吸藏量比所述催化剂的最大氧吸藏量少且比所述第一基准量多。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，
所述空燃比控制装置，以使由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与所述目标空燃比一致的方式对向燃烧室供给的燃料量进行反馈控制，基于由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比来算出所述催化剂的氧吸藏量的推定变化量。
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