CN109751140A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

提供一种内燃机的排气净化装置，其能够抑制耗油率的恶化、并且抑制排气排放恶化。一种内燃机的排气净化装置，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，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第2判定空燃比的情况下，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第2判定空燃比时，将目标空燃比设定为第3设定空燃比，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成了与第2判定空燃比相比靠近理论空燃比侧的值时，将目标空燃比从第3设定空燃比切换为第2设定空燃比。第1设定空燃比、第1判定空燃比以及第2判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第1区域内的空燃比。第2设定空燃比和第3设定空燃比是隔着理论空燃比而与第1区域相反侧的第2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：将能吸藏氧的催化剂配置于内燃机的排气通路，并在催化剂中净化排气中的未燃烧气体(HC、CO等)以及NOx。催化剂的氧吸藏能力越高，催化剂中能吸藏的氧的量就越多，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被维持为恒定。在专利文献1、2所记载的内燃机中，为了使催化剂的氧吸藏量变动，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，在专利文献1所记载的内燃机中，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变为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出的空燃比变为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。在专利文献2所记载的内燃机中，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变为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，在催化剂的氧吸藏量的推定值变为切换基准吸藏量以上时，目标空燃比被设定为浓空燃比。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－222046号公报

专利文献2：日本特开2016－31039号公报

发明内容

然而，在装载有内燃机的车辆的加速或减速等时，有时由于干扰而导致向催化剂流入的排气的空燃比暂时地偏离目标空燃比。在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比为稀判定空燃比附近时，催化剂的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量。因而，如果在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比为稀判定空燃比附近时，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，则有可能从催化剂流出大量的NOx。

另外，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比为浓判定空燃比附近时，催化剂的氧吸藏量接近于零。因而，如果在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比为浓判定空燃比附近时，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，则有可能从催化剂流出大量的未燃烧气体。

与此相对，在专利文献2所记载的内燃机中，为了抑制未燃烧气体的流出，将目标空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比，然后，使稀空燃比的稀程度增大仅规定的时间。但是，若不论有无干扰都增大稀空燃比的稀程度，则直到催化剂的氧吸藏量的推定值达到切换基准吸藏量为止的时间、或直到由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到稀判定空燃比为止的时间总是变短。即，目标空燃比被设定在稀空燃比的时间变短。其结果，与目标空燃比被设定在稀空燃比的时间相比，目标空燃比被设定在浓空燃比的时间相对地变长。因而，在内燃机的运转中目标空燃比被设定在比理论空燃比浓的空燃比的时间变长，内燃机的耗油率恶化。

同样地，可以想到，为了抑制NOx的流出，将目标空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比，然后，使浓空燃比的浓程度增大仅规定的时间。但是，若不论有无干扰都增大浓空燃比的浓程度，则目标空燃比被设定在浓空燃比时的燃料喷射量总是变多，耗油率恶化。

因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供能够抑制耗油率的恶化、并且抑制排气排放恶化的内燃机的排气净化装置。

本公开的要旨如下。

(1)一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备：

催化剂，其配置于排气通路，并且能吸藏氧；

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；和

空燃比控制装置，其将向所述催化剂流入的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，将所述目标空燃比设定为第1设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第1判定空燃比时，将所述目标空燃比从所述第1设定空燃比切换为第2设定空燃比，所述第1设定空燃比和所述第1判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第1区域内的空燃比，所述第2设定空燃比是隔着理论空燃比而与所述第1区域相反侧的第2区域内的空燃比，

所述空燃比控制装置，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第2判定空燃比的情况下，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了所述第2判定空燃比时，将所述目标空燃比设定为第3设定空燃比，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成了与所述第2判定空燃比相比靠近理论空燃比侧的值时，将所述目标空燃比从所述第3设定空燃比切换为所述第2设定空燃比，所述第2判定空燃比是所述第1区域内的空燃比，该第2判定空燃比和理论空燃比的差大于所述第1判定空燃比和理论空燃比的差，所述第3设定空燃比是所述第2区域内的空燃比，该第3设定空燃比和理论空燃比的差大于所述第2设定空燃比和理论空燃比的差。

(2)根据上述(1)所述的内燃机的排气净化装置，

所述空燃比控制装置，将所述目标空燃比设定为所述第2设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第3判定空燃比时，将所述目标空燃比从所述第2设定空燃比切换为所述第1设定空燃比；在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第4判定空燃比的情况下，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了所述第4判定空燃比时，将所述目标空燃比设定为第4设定空燃比，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成了与所述第4判定空燃比相比靠近理论空燃比侧的值时，将所述目标空燃比从所述第4设定空燃比切换为所述第1设定空燃比，所述第3判定空燃比和所述第4判定空燃比是所述第2区域内的空燃比，该第4判定空燃比和理论空燃比的差大于该第3判定空燃比和理论空燃比的差，所述第4设定空燃比是所述第1区域内的空燃比，该第4设定空燃比和理论空燃比的差大于所述第1设定空燃比和理论空燃比的差。

(3)根据上述(1)所述的内燃机的排气净化装置，

所述空燃比控制装置，在判定为所述目标空燃比被维持为所述第2区域内的空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的变化量达到了基准量时，将所述目标空燃比从所述第2设定空燃比切换为所述第1设定空燃比。

(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备上游侧空燃比传感器，所述上游侧空燃比传感器配置于所述催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测所述流入排气的空燃比，

所述空燃比控制装置反馈控制向燃烧室供给的燃料量，以使得由所述上游侧空燃比传感器检测出的空燃比与所述目标空燃比一致。

根据本发明，提供能够抑制耗油率的恶化、并且抑制排气排放恶化的内燃机的排气净化装置。

附图说明

图1是概略地表示设置有本发明的第一实施方式涉及的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。

图2表示三元催化剂的净化特性。

图3是表示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4是表示将传感器施加电压设为恒定时的排气空燃比和输出电流的关系的图。

图5是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是空燃比控制的控制框图。

图7是表示第一实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。

图8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等的时间图。

图9是空燃比控制的控制框图。

图10是表示第二实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。

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等的时间图。

图12是表示第三实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。

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，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。再者，在以下的说明中，同样的构成要素附带相同的参照号码。

＜第一实施方式＞

首先，参照图1～图7，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是概略地表示设置有本发明的第一实施方式涉及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。内燃机被装载于车辆。

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表示形成于活塞3与气缸盖4之间的燃烧室，6表示进气阀，7表示进气口，8表示排气阀，9表示排气口。进气阀6对进气口7进行开闭，排气阀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来使火花产生。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号来向燃烧室5内喷射规定量的燃料。在本实施方式中，作为燃料使用理论空燃比为14.6的汽油。

各气缸的进气口7分别经由对应的进气支管13与调整槽(缓冲罐：surge tank)14连结，调整槽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、调整槽14、进气管15等形成将空气向燃烧室5导入的进气通路。另外，在进气管15内配置有由节流阀驱动促动器17驱动的节流阀18。节流阀18通过利用节流阀驱动促动器17使其转动从而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连结的多个支部和集合了这些支部的集合部。排气歧管19的集合部与内置了上游侧催化剂20的上游侧外壳(casing)21连结。上游侧外壳21经由排气管22与内置了下游侧催化剂24的下游侧外壳23连结。排气口9、排气歧管19、上游侧外壳21、排气管22、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来执行。电子控制单元(ECU)31包括数字计算机，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中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，向上游侧气催化剂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，在油门踏板42上连接有产生与油门踏板42的踏下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。曲轴转角传感器44，例如每当曲轴旋转15度就产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。在CPU35中，由曲轴转角传感器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与火花塞10、燃料喷射阀11以及节流阀驱动促动器17连接。

再者，上述的内燃机是将汽油作为燃料的无增压内燃机，但内燃机的构成并不限定于上述构成。因此，如气缸排列、燃料的喷射方式、进排气系统的构成、动阀机构的构成、有无增压器之类的内燃机的具体构成也可以与图1所示的构成不同。例如，燃料喷射阀11也可以以向进气口7内喷射燃料的方式配置。

＜催化剂的说明＞

配置于排气通路的上游侧催化剂20和下游侧催化剂24具有同样的构成。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))和具有氧吸藏能力的助催化剂(例如，二氧化铈(CeO₂))的催化剂。

图2表示三元催化剂的净化特性。如图2所示，利用催化剂20、24来实现的未燃烧气体(HC、CO)和氮氧化物(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)时变得非常高。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烧气体和NOx。

另外，催化剂20、24利用助催化剂根据排气的空燃比来吸藏或释放氧。具体地说，催化剂20、24在排气的空燃比比理论空燃比稀时吸藏排气中的过剩的氧。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使未燃烧气体氧化所不足的氧。其结果，即使是排气的空燃比少许地偏离了理论空燃比的情况，催化剂20、24的表面上的空燃比也维持在理论空燃比附近，在催化剂20、24中，未燃烧气体和NOx被有效地净化。

再者，催化剂20、24，如果具有催化作用和氧吸藏能力，则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和图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是表示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是表示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。再者，在本实施方式中，作为两空燃比传感器40、41，使用相同构成的空燃比传感器。

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)，输出电流I就越大。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输出电流也几乎没有变化的区域。该电压区域被称为极限电流(界限电流)区域，此时的电流被称为极限电流(界限电流)。在图3中，将排气空燃比为18时的极限电流区域以及极限电流分别用W₁₈、I₁₈示出。因此，空燃比传感器40、41是极限电流式的空燃比传感器。

图4是表示使施加电压恒定为0.45V左右时的、排气空燃比和输出电流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)，来自空燃比传感器40、41的输出电流I就越大。而且，空燃比传感器40、41被构成为在排气空燃比为理论空燃比时输出电流I成为零。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。再者，在排气空燃比变大到一定以上时、或者变小到一定以下时，输出电流的变化相对于排气空燃比的变化的比例变小。

再者，在上述例中，作为空燃比传感器40、41，使用了极限电流式的空燃比传感器。但是，如果相对于排气空燃比，输出电流线性地变化，则作为空燃比传感器40、41，也可以使用非极限电流式的空燃比传感器等的任何空燃比传感器。另外，两空燃比传感器40、41也可以是相互不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涉及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，并且控制向燃烧室5供给的燃料量，以使得流入排气的空燃比与目标空燃比一致。在本实施方式中，空燃比控制装置反馈控制向燃烧室5供给的燃料量，以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与目标空燃比一致。再者，“输出空燃比”意指与空燃比传感器的输出值相当的空燃比，即由空燃比传感器所检测出的空燃比。

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而控制向燃烧室5供给的燃料量以使得流入排气的空燃比与目标空燃比一致。在该情况下，空燃比控制装置向燃烧室供给根据由空气流量计39检测出的吸入空气量和目标空燃比算出的燃料量，以使得向燃烧室5供给的燃料和空气的比率与目标空燃比一致。

空燃比控制装置，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，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的输出空燃比达到了第1浓判定空燃比时，将目标空燃比从第1浓设定空燃比切换为第1稀设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第1稀判定空燃比时，将目标空燃比从第1稀设定空燃比切换为第1浓设定空燃比。

第1浓设定空燃比和第1浓判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比(在本实施方式中为14.6)浓的空燃比。另外，第1浓设定空燃比比第1浓判定空燃比浓。即，第1浓设定空燃比的浓程度大于第1浓判定空燃比的浓程度。再者，所谓浓程度意指比理论空燃比浓的空燃比和理论空燃比的差。

第1稀设定空燃比和第1稀判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比稀的空燃比。另外，第1稀设定空燃比比第1稀判定空燃比稀。即，第1稀设定空燃比的稀程度大于第1稀判定空燃比的稀程度。再者，所谓稀程度意指比理论空燃比稀的空燃比和理论空燃比的差。

第1浓判定空燃比被设定为与上游侧催化剂20的氧吸藏量减少从而上游侧催化剂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1稀判定空燃比被设定为与上游侧催化剂20的氧吸藏量增加从而上游侧催化剂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1浓判定空燃比和第1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。

然而，在装载了内燃机的车辆的加速或减速等时，有时由于干扰而导致流入排气的空燃比暂时地偏离目标空燃比。在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1稀判定空燃比附近时，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量。因而，如果在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1稀判定空燃比附近时，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。在该情况下，为了抑制NOx的流出，需要增大流入排气的空燃比的浓程度。

因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比时，将目标空燃比设定为第2浓设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变成了比第2稀判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时，将目标空燃比从第2浓设定空燃比切换为第1浓设定空燃比。换句话说，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比的情况下，从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第2稀判定空燃比起到变为比第2稀判定空燃比靠近理论空燃比侧的值为止，将目标空燃比维持为第2浓设定空燃比。

第2稀判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比稀的空燃比。另外，第2稀判定空燃比比第1稀判定空燃比稀。即，第2稀判定空燃比的稀程度大于第1稀判定空燃比的稀程度。另外，第2稀判定空燃比被设定为与在从上游侧催化剂20流出规定量的NOx时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。

第2浓设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第2浓设定空燃比比第1浓设定空燃比浓。即，第2浓设定空燃比的浓程度大于第1浓设定空燃比的浓程度。

另一方面，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1浓判定空燃比附近时，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零。因而，如果在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1浓判定空燃比附近时，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流出大量的未燃烧气体。在该情况下，为了抑制未燃烧气体的流出，需要增大流入排气的空燃比的稀程度。

因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比时，将目标空燃比设定为第2稀设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变成了比第2浓判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时，将目标空燃比从第2稀设定空燃比切换为第1稀设定空燃比。换句话说，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比的情况下，从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第2浓判定空燃比起到变为比第2浓判定空燃比靠近理论空燃比侧的值为止，将目标空燃比维持为第2稀设定空燃比。

第2浓判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第2浓判定空燃比比第1浓判定空燃比浓。即，第2浓判定空燃比的浓程度大于第1浓判定空燃比的浓程度。另外，第2浓判定空燃比被设定为与从上游侧催化剂2流出规定量的未燃烧气体时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。

第2稀设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比稀的空燃比。另外，第2稀设定空燃比比第1稀设定空燃比稀。即，第2稀设定空燃比的稀程度大于第1稀设定空燃比的稀程度。

＜使用了时间图的空燃比控制的说明＞

参照图5，对本实施方式中的空燃比控制进行具体说明。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、上游侧催化剂20的气氛、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HC的量、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。在图5中，实线表示本实施方式中的时间图，单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下，目标空燃比被设定为第1浓设定空燃比TAFrich1，流入排气的空燃比变为比理论空燃比浓。因而，上游侧催化剂20释放使未燃烧气体氧化所不足的氧。在时刻t0下，上游侧催化剂20的氧吸藏量充分，上游侧催化剂20的气氛为理论空燃比。在该情况下，通过在上游侧气催化剂20中的净化，在从上游侧催化剂20流出的排气(以下，称为“流出排气”)中不含未燃烧气体和NOx，因此下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致变为理论空燃比(在本实施方式中为14.6)。

在时刻t0之后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓。其结果，在时刻t1下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1浓判定空燃比AFrich1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t1下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比稀，上游侧催化剂20吸藏流入排气中的过剩的氧。

在时刻t1之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的增加，上游侧催化剂20的气氛从浓变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。再者，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比之前，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比没有达到第2浓判定空燃比AFrich2。在该情况下，HC几乎没有从上游侧催化剂20流出。

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，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀。其结果，在时刻t2下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1稀判定空燃比AFlean1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t2下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比浓，上游侧催化剂20释放使未燃烧气体氧化所不足的氧。

在时刻t2之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的减少，上游侧催化剂20的气氛从稀变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。再者，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比之前，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比没有达到第2稀判定空燃比AFlean2。在该情况下，NOx几乎没有从上游侧催化剂20流出。

然后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓。其结果，在时刻t3下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1浓判定空燃比AFrich1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t3下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。但是，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的一侧偏离了的结果是，在时刻t4下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2。

为了抑制HC的流出，在时刻t4下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。即，增大目标空燃比的稀程度。其结果，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2靠近理论空燃比侧的值。即，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2稀。

在时刻t5下，目标空燃比从第2稀设定空燃比TAFlean2被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。即，减小目标空燃比的稀程度。在时刻t5之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的增加，上游侧催化剂20的气氛从浓变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。

另一方面，在用单点划线表示的比较例中，在时刻t3之后，目标空燃比被维持在第1稀设定空燃比TAFlean1。在该情况下，在时刻t3之后，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比为止的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的HC。另一方面，在本实施方式中，从上游侧催化剂20流出仅少量的HC。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，在流入排气的空燃比由于干扰而变动了的情况下，能够抑制排气排放恶化。

然后，在本实施方式中，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀。其结果，在时刻t6下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1稀判定空燃比AFlean1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t6下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1。但是，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的一侧偏离了的结果是，在时刻t7下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2。

为了抑制NOx的流出，在时刻t7下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。即，增大目标空燃比的浓程度。其结果，在时刻t8下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2靠近理论空燃比侧的值。即，在时刻t8下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2浓。

在时刻t8下，目标空燃比从第2浓设定空燃比TAFrich2被切换为第1稀设定空燃比TAFrich1。即，减小目标空燃比的浓程度。在时刻t8之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的减少，上游侧催化剂20的气氛从稀变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。

另一方面，在用单点划线表示的比较例中，在时刻t6之后，目标空燃比被维持在第1浓设定空燃比TAFrich1。在该情况下，在时刻t6之后，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比为止的时间变长，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，从上游侧催化剂20流出仅少量的NOx。因此，根据本实施方式中的空燃比控制，在流入排气的空燃比由于干扰而变动的情况下，能够抑制排气排放恶化。

另外，在本实施方式中，仅在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，使目标空燃比的稀程度增大，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2稀为止。因而，能够抑制目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的空燃比的时间变短的情况。因此，能够抑制：与目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的空燃比的时间相比，目标空燃比被设定在比理论空燃比浓的空燃比的时间相对地变长的情况。因而，能够抑制在内燃机的运转中目标空燃比被设定在比理论空燃比浓的空燃比的时间变长的情况，进而能够抑制内燃机的耗油率恶化。

另外，在本实施方式中，仅在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，使目标空燃比的浓程度增大，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2浓为止。因而，能够缩短相对于吸入空气量的燃料喷射量变得非常多的期间，进而能够抑制内燃机的耗油率恶化。

另外，在图5的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2时，目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。但是，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比从理论空燃比快速地变化为第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，目标空燃比也可以从第1浓设定空燃比TAFrich1直接被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。

同样地，在图5的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2时，目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。但是，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比从理论空燃比快速地变化为第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，目标空燃比也可以从第1稀设定空燃比TAFlean1直接被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。

＜控制框图＞

以下，参照图6和图7，对本实施方式中的空燃比控制进行详细说明。图6是空燃比控制的控制框图。空燃比控制装置包含A1～A7的功能块。以下，对各功能块进行说明。

首先，对燃料喷射量的计算进行说明。为了算出燃料喷射量，使用缸内吸入空气量计算单元A1、基本燃料喷射量计算单元A2以及燃料喷射量计算单元A3。

缸内吸入空气量计算单元A1，使用存储在ECU31的ROM34中的映射图(map)或计算式，基于吸入空气量Ga和内燃机转速NE来算出向各气缸的吸入空气量Mc。吸入空气量Ga由空气流量计39检测出，内燃机转速NE基于曲轴转角传感器44的输出来算出。

基本燃料喷射量计算单元A2，通过由缸内吸入空气量计算单元A1算出的缸内吸入空气量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。

燃料喷射量计算单元A3，通过将由基本燃料喷射量计算单元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，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，对目标空燃比的计算进行说明。为了算出目标空燃比，使用空燃比修正量计算单元A4和目标空燃比设定单元A5。

空燃比修正量计算单元A4，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn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，通过将控制中心空燃比AFR(在本实施方式中为理论空燃比)和由空燃比修正量计算单元A4算出的空燃比修正量AFC相加，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计算单元A2和后述的空燃比偏差计算单元A6。

接着，对基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup进行的F/B修正量的计算进行说明。为了算出F/B修正量，使用空燃比偏差计算单元A6和F/B修正量计算单元A7。

空燃比偏差计算单元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、燃料供给量的过剩不足的值。

F/B修正量计算单元A7，通过对由空燃比偏差计算单元A6算出的空燃比偏差DAF进行比例-积分-微分处理(PID处理)，来基于下述式(1)算出用于补偿燃料供给量的过剩不足的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计算单元A3。

DQi＝Kp·DAF+Ki·SDAF+Kd·DDAF…(1)

在上述式(1)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，通过此次更新了的偏空燃比偏差DAF和上次的空燃比偏差DAF之间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，通过上次的时间积分值SDAF和此次更新了的空燃比偏差DAF相加来算出。

再者，在没有进行基于上游侧空燃比传感器40的输出的反馈控制的情况下，为了空燃比控制，空燃比偏差计算单元A6和F/B修正量计算单元A7不被使用。在该情况下，从图6所示的控制框图中省略空燃比偏差计算单元A6和F/B修正量计算单元A7。

＜目标空燃比设定处理＞

图7是表示第一实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。本控制程序在内燃机起动后由ECU31以规定的时间间隔反复执行。

首先，在步骤S101中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第1浓判定空燃比AFrich1以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第1浓判定空燃比AFrich1以下的情况下，本控制程序进入到步骤S102。在该情况下，判定为上游侧催化剂20的气氛为浓。

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2浓判定空燃比AFrich2以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，本控制程序进入到步骤S103。在步骤S103中，目标空燃比TAF被设定为第1稀设定空燃比TAFlean1。再者，在目前的目标空燃比TAF为第1稀设定空燃比TAFlean1的情况下，目标空燃比TAF被维持在第1稀设定空燃比TAFlean1。在步骤S103之后，本控制程序结束。

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为第2浓判定空燃比AFrich2以下的情况下，本控制程序进入到步骤S104。在步骤S104中，目标空燃比TAF被设定为第2稀设定空燃比TAFlean2。再者，在目前的目标空燃比TAF为第2稀设定空燃比TAFlean2的情况下，目标空燃比TAF被维持在第2稀设定空燃比TAFlean2。在步骤S104之后，本控制程序结束。

另外，在步骤S101中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第1浓判定空燃比AFrich1的情况下，本控制程序进入到步骤S105。在步骤S105中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第1稀判定空燃比AFlean1以上。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第1稀判定空燃比AFlean1以上的情况下，本控制程序进入到步骤S106。在该情况下，判定为上游侧催化剂20的气氛为稀。

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2稀判定空燃比AFlean2以上。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn低于第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，本控制程序进入到步骤S107。在步骤S107中，目标空燃比TAF被设定为第1浓设定空燃比TAFrich1。再者，在目前的目标空燃比TAF为第1浓设定空燃比TAFrich1的情况下，目标空燃比TAF被维持在第1浓设定空燃比TAFrich1。在步骤S107之后，本控制程序结束。

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为第2稀判定空燃比AFlean2以上的情况下，本控制程序进入到步骤S108。在步骤S108中，目标空燃比TAF被设定为第2浓设定空燃比TAFrich2。再者，在目前的目标空燃比TAF为第2浓设定空燃比TAFrich2的情况下，目标空燃比TAF被维持在第2浓设定空燃比TAFrich2。在步骤S108之后，本控制程序结束。

另外，在步骤S105中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn低于第1稀判定空燃比AFlean1的情况下，本控制程序结束。在该情况下，判定为上游侧催化剂20的气氛为理论空燃比，目标空燃比TAF被维持在目前所设定的值。

＜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构成以及控制，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同样。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。

在第二实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第1浓判定空燃比时，将目标空燃比从浓设定空燃比切换为第1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比理论空燃比稀的空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量达到了基准量时，将目标空燃比从第1稀设定空燃比切换为浓设定空燃比。

浓设定空燃比和第1浓判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比(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1浓判定空燃比浓。即，浓设定空燃比的浓程度大于第1浓判定空燃比的浓程度。另外，第1浓判定空燃比被设定为与在上游侧催化剂20的氧吸藏量减少从而上游侧催化剂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。

第1稀设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比稀的空燃比。另外，基准量被预先设定，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量少的值。另外，空燃比控制装置通过对流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量进行累积，来算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量。

再者，流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量，意指在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。在目标空燃比被维持在比理论空燃比稀的空燃比时，在上游侧催化剂20中吸藏氧，所以氧过剩不足量的值变为正。因而，空燃比控制装置算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量来作为流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量的累积值。

氧过剩不足量OED例如基于上游侧空燃比传感器40的输出和燃料喷射量利用下述式(2)算出。

OED＝0.23×(AFup－14.6)×Qi…(2)

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。

再者，氧过剩不足量OED也可以基于上游侧空燃比传感器40的输出和吸入空气量利用下述式(3)算出。

OED＝0.23×(AFup－14.6)×Ga/AFup…(3)

在此，0.23是空气中的氧浓度，14.6是理论空燃比，Ga是吸入空气量，AFup是上游侧空燃比传感器40的输出空燃比。吸入空气量Ga由空气流量计39来检测出。

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(2)、(3)中，代替上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup而使用目标空燃比的值。

另外，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1浓判定空燃比附近时，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零。因而，如果在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1浓判定空燃比附近时，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流出大量的未燃烧气体。在该情况下，为了抑制未燃烧气体的流出，需要增大流入排气的空燃比的稀程度。

因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比时，将目标空燃比设定为第2稀设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变成了比第2浓判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时，将目标空燃比从第2稀设定空燃比切换为第1稀设定空燃比。换句话说，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比的情况下，从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第2浓判定空燃比起到变成比第2浓判定空燃比靠近理论空燃比侧的值为止，将目标空燃比维持在第2稀设定空燃比。

第2浓判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第2浓判定空燃比比第1浓判定空燃比浓。即，第2浓判定空燃比的浓程度大于第1浓判定空燃比的浓程度。另外，第2浓判定空燃比被设定为与从上游侧催化剂20流出规定量的未燃烧气体时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。

第2稀设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比稀的空燃比。另外，第2稀设定空燃比比第1稀设定空燃比稀。即，第2稀设定空燃比的稀程度大于第1稀设定空燃比的稀程度。

＜使用了时间图的空燃比控制的说明＞

参照图8，对第二实施方式中的空燃比控制进行具体说明。图8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、上游侧催化剂20的气氛、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量的累积值(累积氧过剩不足量)、以及从上游侧催化剂20流出的HC的量的时间图。氧过剩不足量的累积值通过对利用上述式(2)或(3)算出的氧过剩不足量进行累积来算出。在图8中，实线表示第二实施方式中的时间图，单点划线表示第二实施方式的比较例中的时间图。

在图示的例子中，在时刻t0下，目标空燃比被设定为浓设定空燃比TAFrich，流入排气的空燃比变为比理论空燃比浓。因而，上游侧催化剂20释放使未燃烧气体氧化所不足的氧。在时刻t0下，上游侧催化剂20的氧吸藏量是充分的，上游侧催化剂20的气氛为理论空燃比。在该情况下，通过在上游侧气催化剂20中的净化，在流出排气中不含未燃烧气体和NOx，因此下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致变为理论空燃比。

在时刻t0之后，当累积氧过剩不足量逐渐减少，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓。其结果，在时刻t1下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1浓判定空燃比AFrich1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t1下目标空燃比从浓设定空燃比TAFrich被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比稀，上游侧催化剂20吸藏流入排气中的过剩的氧。另外，在时刻t1下，累积氧过剩不足量被复位(reset)为零。

在时刻t1之后，累积氧过剩不足量逐渐增加，在时刻t2下达到基准量Cref。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t2下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为浓设定空燃比TAFrich。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比浓，上游侧催化剂20释放使未燃烧气体氧化所不足的氧。

然后，当上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于零时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为浓。其结果，在时刻t3下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1浓判定空燃比AFrich1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t3下目标空燃比从浓设定空燃比TAFrich被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。但是，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的一侧偏离了的结果是，在时刻t4下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2。

为了抑制HC的流出，在时刻t4下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。即，增大目标空燃比的稀程度。其结果，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2靠近理论空燃比侧的值。即，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2稀。

在时刻t5下，目标空燃比从第2稀设定空燃比TAFlean2被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1。即，减小目标空燃比的稀程度。在时刻t5之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的增加，上游侧催化剂20的气氛从浓变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。

另一方面，在用单点划线表示的比较例中，在时刻t3之后，目标空燃比被维持在第1稀设定空燃比TAFlean1。在该情况下，在时刻t3之后，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比为止的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的HC。另一方面，在第二实施方式中，从上游侧催化剂20流出仅少量的HC。因此，根据第二实施方式中的空燃比控制，在流入排气的空燃比由于干扰而变动了的情况下，能够抑制排气排放恶化。

然后，在第二实施方式中，累积氧过剩不足量逐渐增加，在时刻t6下达到基准量Cref。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t6下目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为浓设定空燃比TAFrich。

在第二实施方式中，仅在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，使目标空燃比的稀程度增大，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2浓判定空燃比AFrich2稀为止。因而，能够抑制目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的空燃比的时间变短的情况。因此，能够抑制：与目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的空燃比的时间相比，目标空燃比被设定在比理论空燃比浓的空燃比的时间相对地变长的情况。因而，能够抑制在内燃机的运转中目标空燃比被设定在比理论空燃比浓的空燃比的时间变长的情况，进而能够抑制内燃机的耗油率恶化。

在图8的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2浓判定空燃比AFrich2时，目标空燃比从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。但是，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比从理论空燃比快速地变化为第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，目标空燃比也可以从浓设定空燃比TAFrich直接被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2。

＜控制框图＞

以下，参照图9和图10，对第二实施方式中的空燃比控制进行详细说明。图9是空燃比控制的控制框图。空燃比控制装置包含A1～A8的功能块。图9中的功能块A1～A7与图6中的功能块A1～A7同样。

在第二实施方式中，为了算出目标空燃比，除了空燃比修正量计算单元A4和目标空燃比设定单元A5以外，还使用氧吸藏量计算单元A8。氧吸藏量计算单元A8基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup、和由燃料喷射量计算单元A3算出的燃料喷射量Qi或吸入空气量Ga，利用上述式(2)或(3)算出氧过剩不足量。另外，氧吸藏量计算单元A8通过对氧过剩不足量进行累积，来算出累积氧过剩不足量ΣOED。

空燃比修正量计算单元A4，基于由氧吸藏量计算单元A8算出的累积氧过剩不足量的ΣOED、和下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn，来算出目标空燃比的空燃比修正量AFC。

再者，在没有进行基于上游侧空燃比传感器40的输出的反馈控制的情况下，为了空燃比控制，空燃比偏差计算单元A6和F/B修正量计算单元A7没有被使用。在该情况下，从图9所示的控制框图中省略空燃比偏差计算单元A6和F/B修正量计算单元A7。另外，在代替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，代替上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup而向氧吸藏量计算单元A8输入目标空燃比TAF。

＜目标空燃比设定处理＞

图10是表示第二实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。本控制程序在内燃机起动后由ECU31以规定的时间间隔反复执行。

首先，在步骤S201中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第1浓判定空燃比AFrich1以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第1浓判定空燃比AFrich1以下的情况下，本控制程序进入到步骤S202。

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2浓判定空燃比AFrich2以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第2浓判定空燃比AFrich2的情况下，本控制程序进入到步骤S203。在步骤S203中，目标空燃比TAF被设定为第1稀设定空燃比TAFlean1。再者，在目前的目标空燃比TAF为第1稀设定空燃比TAFlean1的情况下，目标空燃比TAF被维持在第1稀设定空燃比TAFlean1。在步骤S203之后，本控制程序结束。

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为第2浓判定空燃比AFrich2以下的情况下，本控制程序进入到步骤S204。在步骤S204中，目标空燃比TAF被设定为第2稀设定空燃比TAFlean2。再者，在目前的目标空燃比TAF为第2稀设定空燃比TAFlean2的情况下，目标空燃比TAF被维持在第2稀设定空燃比TAFlean2。在步骤S204之后，本控制程序结束。

另外，在步骤S201中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn高于第1浓判定空燃比AFrich1的情况下，本控制程序进入到步骤S205。在步骤S205中，判定累积氧过剩不足量ΣOED是否为基准量Cref以上。

基准量Cref被设定为例如未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量的0.2～0.8倍的值。再者，基准量Cref也可以被设定为利用公知的方法算出的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量的0.2～0.8倍的值。

累积氧过剩不足量ΣOED，通过对利用上述式(2)或(3)算出的氧过剩不足量OED进行累积来算出。另外，累积氧过剩不足量ΣOED，在目标空燃比TAF从浓设定空燃比TAFrich被切换为第1稀设定空燃比TAFlean1时、和目标空燃比TAF从第1稀设定空燃比TAFlean1被切换为浓设定空燃比TAFrich时被复位为零。再者，在目标空燃比TAF从浓设定空燃比TAFrich直接被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2的情况下，在目标空燃比TAF从浓设定空燃比TAFrich被切换为第2稀设定空燃比TAFlean2时，累积氧过剩不足量ΣOED被复位为零。

在步骤S205中判定为累积氧过剩不足量ΣOED为基准量Cref以上的情况下，本控制程序进入到S206。在步骤S206中，目标空燃比TAF被设定为浓设定空燃比TAFrich。再者，在目前的目标空燃比TAF为浓设定空燃比TAFrich的情况下，目标空燃比TAF被维持在浓设定空燃比TAFrich。在步骤S206之后，本控制程序结束。

另一方面，在步骤S205中判定为累积氧过剩不足量ΣOED小于基准量Cref的情况下，本控制程序结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在目前所设定的值。

＜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构成以及控制，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同样。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。

在第三实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第1稀判定空燃比时，将目标空燃比从稀设定空燃比切换为第1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比理论空燃比浓的空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量达到了基准量时，将目标空燃比从第1浓设定空燃比切换为稀设定空燃比。

稀设定空燃比和第1稀判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比(在本实施方式中为14.6)稀的空燃比。另外，稀设定空燃比比第1稀判定空燃比稀。即，稀设定空燃比的稀程度大于第1稀判定空燃比的稀程度。另外，第1稀判定空燃比被设定为与上游侧催化剂20的氧吸藏量增加从而上游侧催化剂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。

第1浓设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，基准量被预先设定，被设定为比上游侧催化剂20的最大氧吸藏量低的值。在目标空燃比被维持在比理论空燃比浓的空燃比时，从上游侧催化剂20中释放氧，所以氧过剩不足量的值变为负。因而，空燃比控制装置算出上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量来作为流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量的累积值的绝对值。

在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1稀判定空燃比附近时，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量。因而，如果在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比为第1稀判定空燃比附近时，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。在该情况下，为了抑制NOx的流出，需要增大流入排气的空燃比的浓程度。

因而，在本实施方式中，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比时，将目标空燃比设定为第2浓设定空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变成了比第2稀判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时，将目标空燃比从第2浓设定空燃比切换为第1浓设定空燃比。换句话说，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比的情况下，从下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第2稀判定空燃比起到变为比第2稀判定空燃比靠近理论空燃比侧的值为止，将目标空燃比维持在第2浓设定空燃比。

第2稀判定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第2稀判定空燃比比第1稀判定空燃比稀。即，第2稀判定空燃比的稀程度大于第1稀判定空燃比的稀程度。另外，第2稀判定空燃比被设定为与从上游侧催化剂20流出规定量的NOx时的下游侧空燃比传感器41的输出对应的空燃比。

第2浓设定空燃比被预先设定，是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第2浓设定空燃比比第1浓设定空燃比浓。即，第2浓设定空燃比的浓程度大于第1浓设定空燃比的浓程度。

＜使用了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、上游侧催化剂20的气氛、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比、流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量的累积值(累积氧过剩不足量)、以及从上游侧催化剂20流出的NOx的量的时间图。氧过剩不足量的累积值，通过对利用上述式(2)或(3)算出的氧过剩不足量进行累积来算出。在图11中，实线表示第三实施方式中的时间图，单点划线表示第三实施方式的比较例中的时间图。

在图示的例子中，在时刻t0下，目标空燃比被设定为稀设定空燃比TAFlean，流入排气的空燃比变为比理论空燃比稀。因而，上游侧催化剂20吸藏流入排气中的过剩的氧。在时刻t0下，上游侧催化剂20的氧吸藏量比最大氧吸藏量充分少，上游侧催化剂20的气氛为理论空燃比。在该情况下，通过在上游侧气催化剂20中的净化，在流出排气中不含未燃烧气体和NOx，因此下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致变为理论空燃比。

在时刻t0之后，当累积氧过剩不足量逐渐增加，上游侧催化剂20的氧吸藏量接近于最大氧吸藏量时，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀。其结果，在时刻t1下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1稀判定空燃比AFlean1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t1下，目标空燃比从稀设定空燃比TAFlean被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比浓，上游侧催化剂20释放使未燃烧气体氧化所不足的氧。另外，在时刻t1下，累积氧过剩不足量被复位为零。

在时刻t1之后，累积氧过剩不足量逐渐增加，在时刻t2下累积氧过剩不足量的绝对值达到基准量Cref。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t2下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为稀设定空燃比TAFlean。其结果，流入排气的空燃比变为比理论空燃比稀，上游侧催化剂20吸藏流入排气中的过剩的氧。

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，上游侧催化剂20的气氛从理论空燃比变化为稀。其结果，在时刻t3下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到第1稀判定空燃比AFlean1。

为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量减少，在时刻t3下目标空燃比从稀设定空燃比TAFlean被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1。但是，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的一侧偏离的结果是，在时刻t4下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2。

为了抑制NOx的流出，在时刻t4下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。即，增大目标空燃比的浓程度。其结果，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2靠近理论空燃比侧的值。即，在时刻t5下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2浓。

在时刻t5下，目标空燃比从第2浓设定空燃比TAFrich2被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1。即，减小目标空燃比的浓程度。在时刻t5之后，伴随着上游侧催化剂20的氧吸藏量的减少，上游侧催化剂20的气氛从稀变化为理论空燃比。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比。

另一方面，在用单点划线表示的比较例中，在时刻t3之后，目标空燃比被维持在第1浓设定空燃比TAFrich1。在该情况下，在时刻t3之后，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比收敛于理论空燃比为止的时间变长，从上游侧催化剂20流出大量的NOx。另一方面，在第三实施方式中，从上游侧催化剂20流出仅少量的NOx。因此，根据第三实施方式中的空燃比控制，在流入排气的空燃比由于干扰而变动了的情况下，能够抑制排气排放恶化。

然后，在第三实施方式中，累积氧过剩不足量逐渐降低，在时刻t6下累积氧过剩不足量的绝对值达到基准量Cref。因而，为了使上游侧催化剂20的氧吸藏量增加，在时刻t6下目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为稀设定空燃比TAFlean。

在第三实施方式中，仅在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，使目标空燃比的浓程度增大，直到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变为比第2稀判定空燃比AFlean2浓为止。因而，能够缩短相对于吸入空气量的燃料喷射量变得非常多的期间，进而能够抑制内燃机的耗油率恶化。

在图11的例子中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比达到了第2稀判定空燃比AFlean2时，目标空燃比从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。但是，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比从理论空燃比快速地变化为第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，目标空燃比也可以从第1稀设定空燃比TAFlean1直接被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2。

＜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。再者，在第三实施方式中，与第二实施方式同样地使用图9所示的空燃比控制的控制框图。

图12是表示第三实施方式中的目标空燃比设定处理的控制程序的流程图。本控制程序在内燃机起动后由ECU31以规定的时间间隔反复执行。

首先，在步骤S301中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为第1稀判定空燃比AFlean1以上。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为第1稀判定空燃比AFlean1以上的情况下，本控制程序进入到步骤S302。

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2稀判定空燃比AFlean2以上。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn低于第2稀判定空燃比AFlean2的情况下，本控制程序进入到步骤S303。在步骤S303中，目标空燃比TAF被设定为第1浓设定空燃比TAFrich1。再者，在目前的目标空燃比TAF为第1浓设定空燃比TAFrich1的情况下，目标空燃比TAF被维持在第1浓设定空燃比TAFrich1。在步骤S303之后，本控制程序结束。

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为第2稀判定空燃比AFlean2以上的情况下，本控制程序进入到步骤S304。在步骤S304中，目标空燃比TAF被设定为第2浓设定空燃比TAFrich2。再者，在目前的目标空燃比TAF为第2浓设定空燃比TAFrich2的情况下，目标空燃比TAF被维持在第2浓设定空燃比TAFrich2。在步骤S304之后，本控制程序结束。

另外，在步骤S301中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn低于第1稀判定空燃比AFlean1的情况下，本控制程序进入到步骤S305。在步骤S305中，判定累积氧过剩不足量ΣOED的绝对值是否为基准量Cref以上。

基准量Cref被设定为例如未使用状态的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量的0.2～0.8倍的值。再者，基准量Cref也可以被设定为利用公知的方法算出的上游侧催化剂20的最大氧吸藏量的0.2～0.8倍的值。

累积氧过剩不足量ΣOED，通过对利用上述式(2)或(3)算出的氧过剩不足量进行累积来算出。另外，累积氧过剩不足量ΣOED，在目标空燃比TAF从稀设定空燃比TAFlean被切换为第1浓设定空燃比TAFrich1时、和目标空燃比TAF从第1浓设定空燃比TAFrich1被切换为稀设定空燃比TAFlean时被复位为零。再者，在目标空燃比TAF从稀设定空燃比TAFlean直接被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2的情况下，在目标空燃比TAF从稀设定空燃比TAFlean被切换为第2浓设定空燃比TAFrich2时，累积氧过剩不足量ΣOED被复位为零。

在步骤S305中判定为累积氧过剩不足量ΣOED的绝对值为基准量Cref以上的情况下，本控制程序进入到S306。在步骤S306中，目标空燃比TAF被设定为稀设定空燃比TAFlean。再者，在目前的目标空燃比TAF为稀设定空燃比TAFlean的情况下，目标空燃比TAF被维持在稀设定空燃比TAFlean。在步骤S306之后，本控制程序结束。

另一方面，在步骤S305中判定为累积氧过剩不足量ΣOED的绝对值小于基准量Cref的情况下，本控制程序结束。在该情况下，目标空燃比TAF被维持在目前所设定的值。

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，进行了如以下那样的空燃比控制。

空燃比控制装置，将目标空燃比设定为第1设定空燃比之后，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第1判定空燃比时，将目标空燃比从第1设定空燃比切换为第2设定空燃比。第1设定空燃比和第1判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第1区域内的空燃比，第2设定空燃比是隔着理论空燃比而与第1区域相反侧的第2区域内的空燃比。

另外，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第2判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第2判定空燃比时将目标空燃比设定为第3设定空燃比，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成了比第2判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时将目标空燃比从第3设定空燃比切换为第2设定空燃比。第2判定空燃比是第1区域内的空燃比，第2判定空燃比和理论空燃比的差大于第1判定空燃比和理论空燃比的差。第3设定空燃比是第2区域内的空燃比，第3设定空燃比和理论空燃比的差大于第2设定空燃比和理论空燃比的差。

另外，在第一实施方式中，空燃比控制装置，将目标空燃比设定为第2设定空燃比之后，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第3判定空燃比时将目标空燃比从第2设定空燃比切换为第1设定空燃比。进而，空燃比控制装置，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第4判定空燃比的情况下，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比达到了第4判定空燃比时将目标空燃比设定为第4设定空燃比，在下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成了比第4判定空燃比靠近理论空燃比侧的值时将目标空燃比从第4设定空燃比切换为第1设定空燃比。第3判定空燃比和第4判定空燃比是第2区域内的空燃比，第4判定空燃比和理论空燃比的差大于第3判定空燃比和理论空燃比的差。第4设定空燃比是第1区域内的空燃比，第4设定空燃比和理论空燃比的差大于第1设定空燃比和理论空燃比的差。

在第1区域内的空燃比为比理论空燃比浓的空燃比的情况下，第1设定空燃比、第2设定空燃比、第3设定空燃比以及第4设定空燃比分别相当于第一实施方式中的第1浓设定空燃比、第1稀设定空燃比、第2稀设定空燃比以及第2浓设定空燃比。另外，第1判定空燃比、第2判定空燃比、第3判定空燃比以及第4判定空燃比分别相当于第一实施方式中的第1浓判定空燃比、第2浓判定空燃比、第1稀判定空燃比以及第2稀判定空燃比。

另外，在第1区域内的空燃比为比理论空燃比稀的空燃比的情况下，第1设定空燃比、第2设定空燃比、第3设定空燃比以及第4设定空燃比分别相当于第一实施方式中的第1稀设定空燃比、第1浓设定空燃比、第2浓设定空燃比以及第2稀设定空燃比。另外，第1判定空燃比、第2判定空燃比、第3判定空燃比以及第4判定空燃比分别相当于第一实施方式中的第1稀判定空燃比、第2稀判定空燃比、第1浓判定空燃比以及第2浓判定空燃比。

另外，在第二实施方式和第三实施方式中，空燃比控制装置，在判定为目标空燃比被维持在第2区域内的空燃比时的上游侧催化剂20的氧吸藏量的变化量达到了基准量时，将目标空燃比从第2设定空燃比切换为第1设定空燃比。

在第二实施方式中，第1区域内的空燃比是比理论空燃比浓的空燃比。另外，第1设定空燃比、第2设定空燃比以及第3设定空燃比分别相当于第二实施方式中的浓设定空燃比、第1稀设定空燃比以及第2稀设定空燃比。另外，第1判定空燃比和第2判定空燃比分别相当于第二实施方式中的第1浓判定空燃比和第2浓判定空燃比。

在第三实施方式中，第1区域内的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比。另外，第1设定空燃比、第2设定空燃比以及第3设定空燃比分别相当于第二实施方式中的稀设定空燃比、第1浓设定空燃比以及第2浓设定空燃比。另外，第1判定空燃比和第2判定空燃比分别相当于第二实施方式中的第1稀判定空燃比和第2稀判定空燃比。

以上，对本发明涉及的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内实施各种修改以及变更。如上述那样，流入排气的空燃比控制以及流入排气的相对于理论空燃比的氧过剩不足量的计算，也可以不使用上游侧空燃比传感器40而进行。另外，排气中的有害物质基本上在上游侧催化剂20中被净化。因而，上游侧空燃比传感器40和下游侧催化剂24的至少一方也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，其特征在于，具备：

催化剂，其配置于排气通路，并且能吸藏氧；

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；和

空燃比控制装置，其将向所述催化剂流入的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，将所述目标空燃比设定为第1设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第1判定空燃比时，将所述目标空燃比从所述第1设定空燃比切换为第2设定空燃比，

所述第1设定空燃比和所述第1判定空燃比是比理论空燃比浓或稀的第1区域内的空燃比，所述第2设定空燃比是隔着理论空燃比而与所述第1区域相反侧的第2区域内的空燃比，

所述空燃比控制装置，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第2判定空燃比的情况下，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了所述第2判定空燃比时，将所述目标空燃比设定为第3设定空燃比，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成了与所述第2判定空燃比相比靠近理论空燃比侧的值时，将所述目标空燃比从所述第3设定空燃比切换为所述第2设定空燃比，

所述第2判定空燃比是所述第1区域内的空燃比，该第2判定空燃比和理论空燃比的差大于所述第1判定空燃比和理论空燃比的差，所述第3设定空燃比是所述第2区域内的空燃比，该第3设定空燃比和理论空燃比的差大于所述第2设定空燃比和理论空燃比的差。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，

所述空燃比控制装置，将所述目标空燃比设定为所述第2设定空燃比之后，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第3判定空燃比时，将所述目标空燃比从所述第2设定空燃比切换为所述第1设定空燃比，

所述空燃比控制装置，在由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了第4判定空燃比的情况下，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比达到了所述第4判定空燃比时，将所述目标空燃比设定为第4设定空燃比，在由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成了与所述第4判定空燃比相比靠近理论空燃比侧的值时，将所述目标空燃比从所述第4设定空燃比切换为所述第1设定空燃比，

所述第3判定空燃比和所述第4判定空燃比是所述第2区域内的空燃比，该第4判定空燃比和理论空燃比的差大于该第3判定空燃比和理论空燃比的差，所述第4设定空燃比是所述第1区域内的空燃比，该第4设定空燃比和理论空燃比的差大于所述第1设定空燃比和理论空燃比的差。

3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，

所述空燃比控制装置，在判定为所述目标空燃比被维持为所述第2区域内的空燃比时的所述催化剂的氧吸藏量的变化量达到了基准量时，将所述目标空燃比从所述第2设定空燃比切换为所述第1设定空燃比。

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，

还具备上游侧空燃比传感器，所述上游侧空燃比传感器配置于所述催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测所述流入排气的空燃比，

所述空燃比控制装置反馈控制向燃烧室供给的燃料量，以使得由所述上游侧空燃比传感器检测出的空燃比与所述目标空燃比一致。