CN103534452B - 内燃机的空燃比控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方式所涉及的内燃机的空燃比控制装置（本控制装置）在根据下游侧空燃比传感器（67）的输出值（Voxs）而判断为催化剂（43）的氧吸留量处于成为过剩的趋势下时，将目标空燃比设定为目标过浓空燃比，并且当根据输出值（Voxs）而判断为催化剂（43）的氧吸留量处于不足的趋势下时，将目标空燃比设定为目标过稀空燃比。而且，本控制装置根据“预定的条件是否成立”来对大量的氮氧化物流入至催化剂（43）中的运转状态是否到来进行判断，并且使预定的条件成立时的目标过浓空燃比小于所述预定的条件未成立时的目标过浓空燃比。由此，由于能够在大量的NOx流入到催化剂（43）的时间点之前预先升高催化剂（43）内的还原剂的浓度，因此能够在大量的NOx流入到催化剂（43）时对该NOx中的大部分进行净化。

Description

内燃机的空燃比控制装置

技术领域

本发明涉及一种能够通过有效地灵活运用配置于排气通道上的三元催化剂从而降低NOx（氮氧化物）的排出量的内燃机的空燃比控制装置。

背景技术

一直以来，为了对从内燃机中排出的废气进行净化而在该内燃机的排气通道上配置有三元催化剂。众所周知，三元催化剂具有氧吸留功能。即，三元催化剂在流入到该三元催化剂的气体（催化剂流入气体）中包含过剩的氧气时，将对该氧气进行吸留并且对NOx进行净化。三元催化剂在催化剂流入气体中包含过剩的未燃物时，将释放所吸留着的氧气从而对该未燃物进行净化。以下，三元催化剂也被简称为“催化剂”。

现有的空燃比控制装置（现有装置）具备分别被配置于内燃机的排气通道上且被配置于催化剂的上游及下游的上游侧空燃比传感器及下游侧空燃比传感器。现有装置将由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比（检测上游侧空燃比）控制为，与目标空燃比（上游侧目标空燃比、催化剂流入气体的目标空燃比）一致。该控制也被称为“主反馈控制”。

而且，现有装置通过以使下游侧空燃比传感器的输出值与“对应于理论空燃比的目标值”一致的方式对副反馈量进行计算，并利用该副反馈量而实质性地改变上游侧目标空燃比，从而对内燃机的空燃比进行控制（例如，参照专利文献1）。使用了副反馈量的空燃比控制也被称为“副反馈控制”。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-162139号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，当内燃机在“其吸入空气量在某种程度上较大的状态下进行稳态运转的情况”下，对该内燃机实施了加速操作时，尤其在该加速操作的时间点上的内燃机的空燃比（被供给至内燃机的混合气的空燃比）与理论空燃比相比为过稀时，会从内燃机中排放出大量的NOx（氮氧化物）。此时，如果催化剂的NOx的还原速度（用于对NOx进行净化的反应速度）不足够高，则流入到催化剂中的大量的NOx将无法通过催化剂而被充分净化，而会流出到催化剂下游。这种状况会在如下的情况下产生，例如，搭载有内燃机的车辆在以较高的速度进行恒速行驶时，为了超越前方车辆等而被加速的情况。

本发明是为了应对上述的课题而被完成的发明。即，本发明的目的之一在于提供一种如下的内燃机的空燃比控制装置，其能够在预测出大量的NOx流入到催化剂中的情况下，通过预先将催化剂的状态改变成“NOx的还原速度”较高的状态，从而降低NOx的排放量。

本发明的内燃机的控制装置（本发明装置）具备：催化剂，其被配置于内燃机的排气通道上；下游侧空燃比传感器，其被配置于所述排气通道中的所述催化剂的下游侧；空燃比控制单元，其根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而对被供给至所述内燃机的混合气的空燃比、即内燃机的空燃比进行控制。

而且，所述空燃比控制单元包括条件判断单元，所述条件判断单元对如下的预定的条件是否成立进行判断，所述预定的条件为，预测出大量的氮氧化物流入至所述催化剂中的运转状态到来的情况的条件，并且以在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比使所述催化剂内的还原剂（未燃物）的浓度及所述催化剂的温度中的至少一方上升的方式，对所述内燃机的空燃比进行控制。另外，使催化剂内的还原剂的浓度上升、和使催化剂的氧吸留量降低具有相同含义。

所述预定的条件例如为在如下的情况下成立的条件，所述情况为，所述内燃机的吸入空气量越大则越变大的吸入空气量相关值大于低侧空气量阈值且小于与所述低侧空气量阈值相比而较大的高侧空气量阈值的状况、以及搭载了所述内燃机的车辆的速度大于低侧速度阈值且小于与所述低侧速度阈值相比而较大的高侧速度阈值的状况中的至少任一种状况成立的情况。

而且，优选为，所述预定的条件为在如下的情况下成立的条件，所述情况为，所述吸入空气量相关值的每单位时间的变化量小于预定变化量阈值的状况成立的情况。

据此，在大量的氮氧化物流入到催化剂中的时间点之前，催化剂内的还原剂的浓度上升、以及/或者催化剂的温度上升。因此，在大量的氮氧化物流入到催化剂中的时间点上，催化剂的NOx的还原速度已经升高。由此，即使在大量的NOx流入到催化剂中的情况下，由于能够通过催化剂而对大部分的NOx进行净化（还原），因此也能够降低NOx的排放量。

另外，由于未燃物从催化剂中排出的可能性较高，因此并不优选始终将催化剂的还原剂的浓度维持为较高的值。但是，在本发明装置的一个方式中，由于仅限于所述预定的条件成立时，才将催化剂内的还原剂的浓度维持为较高的值，并且在所述预定的条件成立时内燃机的排气温度也某种程度上较高，因此催化剂的温度将在某种程度上成为较高的温度。因此，未燃物被排出的可能性较小。

而且，由于会导致催化剂的劣化（烧结等），因此并不优选始终将催化剂的温度维持为较高的温度。但是，在本发明装置的一个方式中，由于仅在所述预定的条件成立时使催化剂的温度被设定为较高的温度，因此，不会由此而使催化剂的劣化较大程度地发展。

此时，所述空燃比控制单元被构成为，通过以使所述预定的条件成立时的所述内燃机的空燃比的平均值小于所述预定的条件未成立时的所述内燃机的空燃比的平均值的方式对所述内燃机的空燃比进行控制，从而在所述预定的条件成立时，使所述催化剂内的还原剂的浓度上升。

更加具体而言，在本发明装置的一个方式中，所述空燃比控制单元具备目标空燃比设定单元和燃料供给量控制单元。

当根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而判断为，所述催化剂的氧吸留量处于成为过剩的趋势下且产生了使小于理论空燃比的过浓空燃比的气体流入到所述催化剂的过浓要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比。

而且，当根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而判断为，所述催化剂的氧吸留量处于不足的趋势下且产生了使大于理论空燃比的过稀空燃比的气体流入到所述催化剂的过稀要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比。

燃料供给量控制单元根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制。

此时，所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述目标过浓空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过浓空燃比相比而较小的空燃比。

而且，所述目标空燃比设定单元被构成为，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，判断为产生了所述过浓要求，而当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，判断为产生了所述过稀要求。

据此，所述预定的条件成立时的目标过浓空燃比小于预定的条件未成立时的目标过浓空燃比。由此，在所述预定的条件成立时，由于内燃机的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）变小（变为过浓），因此催化剂内的还原剂的浓度上升。因此，能够预先将催化剂的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

在本发明装置的其他方式中，所述空燃比控制单元包括：催化剂状态判断单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为了所述氧过剩状态，并且，当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为了氧不足状态；目标空燃比设定单元，其在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧不足状态变化成了所述氧过剩状态的时间点起，经过了包括0在内的预定的延迟时间、即过稀延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且，在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧过剩状态变化为了所述氧不足状态的时间点起，经过了包括0在内的预定的延迟时间、即过浓延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标设定为，大于理论空燃比的目标过稀空燃比；燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过浓延迟时间设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓延迟时间相比而较长的时间。

据此，在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比，目标空燃比被设定为过浓空燃比的时间延长了“过浓延迟时间变长了的时间”。因此，内燃机的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）小于理论空燃比（变为过浓）。由此，在所述预定的条件成立时，能够预先将催化剂的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

同样，所述空燃比控制单元包括：目标空燃比设定单元，其在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧不足状态变化成了所述氧过剩状态的时间点起，经过了预定的延迟时间、即过稀延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且，在从由所述催化剂状态判断单元而判断为所述催化剂的状态自所述氧过剩状态变化成了所述氧不足状态的时间点起，经过了预定的延迟时间、即包括0在内的过浓延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为，大于理论空燃比的目标过稀空燃比；燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过稀延迟时间设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过稀延迟时间相比而较短的时间。

据此，在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比，目标空燃比被设定为过浓空燃比的时间延长了“过稀延迟时间缩短了的时间”。因此，内燃机的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）小于理论空燃比（变为过浓）。由此，在所述预定的条件成立时，能够预先将催化剂的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

在本发明装置的其他方式中，所述空燃比控制单元包括：目标空燃比设定单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，而当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制。

此时，所述目标空燃比设定单元被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过浓判断阈值dRichth设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓判断阈值dRichth相比而较大的值。

或者，所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过稀判断阈值dLeanth设定为，所述过稀延迟时间与所述预定的条件未成立时的所述过稀判断阈值dLeanth相比而较小的值。

据此，在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比，判断为催化剂的状态处于氧不足状态的期间变短，而判断为催化剂的状态处于氧过剩状态的期间变长。由此，在所述预定的条件成立时，目标空燃比被设定为目标过浓空燃比的时间相对变长。因此，内燃机的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）小于理论空燃比（变为过浓）。因此，在所述预定的条件成立时，能够预先将催化剂的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

在本发明装置的其他方式中，所述空燃比控制单元包括：目标空燃比设定单元，当根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而判断为，所述催化剂的氧吸留量处于成为过剩的趋势下且产生了使小于理论空燃比的过浓空燃比的气体流入到所述催化剂的过浓要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且当判断为，所述催化剂的氧吸留量处于不足的趋势下且产生了使大于理论空燃比的过稀空燃比的气体流入到所述催化剂的过稀要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制。

此时，所述目标空燃比设定单元还通过将所述预定的条件成立时的所述目标过浓空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过浓空燃比相比而较小的空燃比，并且将所述预定的条件成立时的所述目标过稀空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过稀空燃比相比而较大的空燃比，从而使在所述催化剂内产生的热量增大，进而使所述催化剂的温度上升。此时，优选为，以所述预定的条件成立时的所述目标过浓空燃比与所述预定的条件成立时的所述目标过稀空燃比的平均值成为理论空燃比或者成为小于理论空燃比的值的方式，设定这些目标空燃比。

据此，在预定的条件成立时，流入到催化剂中的气体的空燃比的振幅变大。因此，由于催化剂中的反应变得活跃，所以反应热变大。其结果为，由于在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比，能够使催化剂的温度上升，因此，能够预先将催化剂的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

参照以下的附图，并根据对所记载的本发明的各个实施方式的说明，从而将较容易地理解本发明装置的其他目的、其他特征及附带的优点。

附图说明

图1为应用了本发明的各个实施方式所涉及的空燃比控制装置的内燃机的概要俯视图。

图2为表示流入到图1所示的催化剂中的气体的空燃比（上游侧空燃比）和图1所示的上游侧空燃比传感器的输出值之间的关系的图表。

图3为表示从图1所示的催化剂中流出的气体的空燃比（下游侧空燃比）和图1所示的下游侧空燃比传感器的输出值之间的关系的图表。

图4为表示通过本发明的第一实施方式所涉及的控制装置（第一控制装置）而被改变的目标空燃比的时序图。

图5为表示第一控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图6为表示第一控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图7为表示第一控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图8为表示第一控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图9为表示本发明的第二实施方式所涉及的控制装置（第二控制装置）所使用的催化剂过稀状态显示标识及过浓要求标识的时序图。

图10为表示第二控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图11为表示第二控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图12为表示图1所示的下游侧空燃比传感器的输出值、和本发明的第三实施方式所涉及的控制装置（第三控制装置）所使用的催化剂过稀状态显示标识及过浓要求标识的时序图。

图13为表示第三控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图14为表示本发明的第四实施方式所涉及的控制装置（第四控制装置）的CPU所执行的程序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的各个实施方式所涉及的内燃机的空燃比控制装置（以下，也简称为“控制装置”）进行说明。该控制装置还为对被供给至内燃机的混合气中所包含的燃料喷射量（燃料供给量）进行控制的燃料喷射量控制装置的一部分。

＜第一实施方式＞

（结构）

图1图示了将第一实施方式所涉及的控制装置（以下，也称为“第一控制装置”）应用于四循环火花点火式多气缸（直列四气缸）内燃机10中的系统的概要结构。内燃机10包括内燃机主体部20、进气系统30和排气系统40。

内燃机主体部20包括气缸体部及气缸盖部。内燃机主体部20具备多个气缸（燃烧室）21。各个气缸与未图示的“进气口及排气口”连通。进气口和燃烧室21之间的连通部通过未图示的进气门而被开闭。排气口和燃烧室21之间的连通部通过未图示的排气门而被开闭。在各个燃烧室21中，配置有未图示的火花塞。

进气系统30具备进气歧管31、进气管32、多个燃料喷射阀33及节气门34。

进气歧管31具备多个分支部31a和浪涌调整槽31b。多个分支部31a中的各个分支部31a的一端各自与多个进气口中的各个进气口连接。多个分支部31a的另一端与浪涌调整槽31b连接。

进气管32的一端与浪涌调整槽31b连接。在进气管32的另一端上，配置有未图示的空气滤清器。

针对一个气缸（燃烧室）21各配置有一个燃料喷射阀33。燃料喷射阀33被设置于进气口处。燃料从未图示的燃料罐经由燃料配管50而被供给至燃料喷射阀33中。燃料喷射阀33响应喷射指示信号而开阀，从而向进气口（因此，为对应于燃料喷射阀33的气缸21）内喷射“该喷射指示信号中所包含的指示燃料喷射量的燃料”。

节气门34以可转动的方式被配置于进气管32内。节气门34使进气通道的开口截面面积为可变。节气门34通过未图示的节气门作动器而在进气管32内被旋转驱动。

排气系统40具备排气歧管41、排气管42、被配置于排气管42上的上游侧催化剂43、及在比上游侧催化剂43靠下游处被配置于排气管42上的“未图示的下游侧催化剂”。

排气歧管41具备多个分支部41a和集合部41b。多个分支部41a中的各个分支部41a的一端与多个排气口中的各个排气口连接。多个分支部41a中的各个分支部41a的另一端集合于集合部41b。由于该集合部41b为从多个（两个以上，在本示例中为四个）气缸被排出的废气进行集合的部分，因此，又被称为排气集合部HK。

排气管42与集合部41b连接。排气口、排气歧管41及排气管42构成了排气通道。

上游侧催化剂43及下游侧催化剂分别为，负载所谓的由铂、铑及钯等贵金属（催化剂物质）组成的活性成分的三元催化剂装置（排气净化用的催化剂）。各个催化剂具有如下的功能，即，在流入到各个催化剂中的气体的空燃比为“三元催化剂的窗口内的空燃比（例如，理论空燃比）”时，对HC、CO、H₂等的未燃成分进行氧化并对氮氧化物（NOx）进行还原的功能。该功能也被称为催化剂功能。

而且，各个催化剂具有对氧气进行吸留（贮藏）的氧吸留功能。即，各个催化剂在流入到该催化剂中的气体（催化剂流入气体）中含有过剩的氧气时，将对该氧气进行吸留并且对NOx进行净化。各个催化剂在催化剂流入气体中含有过剩的未燃物时，将释放出所吸留的氧气而对该未燃物进行净化。催化剂流入气体的空燃比越小，则各个催化剂越会释放出更多的氧气。在释放了更多的氧气的状态（换言之，催化剂内的还原剂的浓度较大的状态）下，催化剂能够以更高的反应速度对NOx进行还原。

催化剂的氧吸留功能是通过负载于催化剂上的二氧化铈（CeO₂）等的氧吸留材料而实现的。即使空燃比从理论空燃比偏移，各个催化剂也能够通过氧吸留功能而对未燃成分及氮氧化物进行净化。也就是说，通过氧吸留功能，从而扩大了窗口的宽度。

该系统具备热线式气流计61、节气门位置传感器62、水温传感器63、曲轴位置传感器64、进气凸轮位置传感器65、上游侧空燃比传感器66、下游侧空燃比传感器67及加速开度传感器68。

气流计61输出与在进气管32内流动的吸入空气的质量流量（吸入空气流量）Ga相对应的信号。即，吸入空气量Ga表示每单位时间被吸入至内燃机10中的吸入空气量。

节气门位置传感器62对节气门34的开度（节气门开度）进行检测，并输出表示节气门开度TA的信号。

水温传感器63对内燃机10的冷却水的温度进行检测，并输出表示冷却水温度THW的信号。冷却水温度THW为表示内燃机10的暖机状态（内燃机10的温度）的运转状态指标量。

曲轴位置传感器64输出如下信号，即，具有曲轴每旋转10°宽度变窄的脉冲、并且具有该曲轴每旋转360°宽度变宽的脉冲的信号。该信号通过后文所述的电子控制装置70而被转换为内燃机旋转速度NE。

进气凸轮位置传感器65在每次进气凸轮轴从预定角度旋转90度、接着旋转90度、进而再旋转180度时，输出一个脉冲。后文所述的电子控制装置70根据来自曲轴位置传感器64及进气凸轮位置传感器65的信号，来获取以基准气缸（例如第一气缸）的压缩上止点为基准的绝对曲轴角度CA。该绝对曲轴角度CA在基准气缸的压缩上止点处被设定为“0°曲轴角度”，并与曲轴的旋转角度相对应地，增大到720°曲轴角度为止，且在该时间点上再次被设定为0°曲轴角度。

上游侧空燃比传感器66在排气歧管41的集合部41b（排气集合部HK）与上游侧催化剂43之间的位置处，被配置于“排气歧管41及排气管42中的任意一个”上。

上游侧空燃比传感器66为，例如日本特开平11-72473号公报、日本特开2000-65782号公报及日本特开2004-69547号公报等中所公开的“具备扩散电阻层的极限电流式广域空燃比传感器”。

上游侧空燃比传感器66输出与流过上游侧空燃比传感器66的配置位置的废气的空燃比（流入到催化剂43中的气体即“催化剂流入气体”的空燃比、上游侧空燃比abyfs）相对应的输出值Vabyfs。如图2所示，催化剂流入气体的空燃比（上游侧空燃比abyfs）越大（越变为过稀侧的空燃比），则输出值Vabyfs越增大。

电子控制装置70中存储有空燃比转换表（映射表）Mapabyfs，所述空燃比转换表（映射表）Mapabyfs对图2所示的输出值Vabyfs与上游侧空燃比abyfs之间的关系进行了规定。电子控制装置70通过将输出值Vabyfs应用于空燃比转换表Mapabyfs中，从而对实际的上游侧空燃比abyfs进行检测（获取检测上游侧空燃比abyfs）。

再次参照图1，下游侧空燃比传感器67被配置于排气管42内。下游侧空燃比传感器67的配置位置为，与上游侧催化剂43相比靠下游侧、且与下游侧催化剂相比靠上游侧（即，上游侧催化剂43和下游侧催化剂之间的排气通道）。下游侧空燃比传感器67为众所周知的电动势式的氧气浓度传感器（使用了稳定化氧化锆等的固体电解质的众所周知的浓淡电池型的氧气浓度传感器）。下游侧空燃比传感器67产生如下的输出值Voxs，所述输出值Voxs为，与通过排气通道、且配置有下游侧空燃比传感器67的部位的气体即被检测气体的空燃比相对应的值。换言之，输出值Voxs为，与从上游侧催化剂43流出、且流入到下游侧催化剂中的气体的空燃比相对应的值。

如图3所示，该输出值Voxs在被检测气体的空燃比与理论空燃比相比为过浓时成为最大输出值max（例如，大约0.9V～1.0V）。输出值Voxs在被检测气体的空燃比与理论空燃比相比为过稀时成为最小输出值min（例如，大约0.1V～0V）。而且，输出值Voxs在被检测气体的空燃比为理论空燃比时成为最大输出值max和最小输出值min的大致中间的电压Vst（中间值Vmid、中间电压Vst、例如，大约0.5V）。输出值Voxs在被检测气体的空燃比从与理论空燃比相比为过浓的空燃比向与理论空燃比相比为过稀的空燃比变化时，从最大输出值max向最小输出值min急剧变化。同样地，输出值Voxs在被检测气体的空燃比从与理论空燃比相比为过稀的空燃比向与理论空燃比相比为过浓的空燃比变化时，从最小输出值min向最大输出值max急剧变化。

图1所示的加速开度传感器68输出表示由驾驶员操作的加速踏板AP的操作量Accp（加速踏板操作量、加速踏板AP的开度）的信号。加速踏板操作量Accp随着加速踏板AP的操作量的增大而增大。

电子控制装置70为，由“CPU、预先存储了CPU所执行的程序与图表（映射表、函数）及常数等的ROM、CPU根据需要而暂时存储数据的RAM、后备RAM（B-RAM：后备随机存储器）、以及包含AD转换器在内的接口等”构成的众所周知的微型计算机。

后备RAM无论搭载了内燃机10的车辆的未图示的点火钥匙开关的位置（断开位置、起动位置及导通位置等中的某一个位置）如何，均从搭载于车辆上的蓄电池接受电力的供给。后备RAM在从蓄电池接受电力的供给时，根据CPU的指示而对数据进行存储（写入数据），并且以可读取的方式保持（存储）该数据。因此，后备RAM即使在内燃机10的运转停止期间中也能够对数据进行保持。

当由于蓄电池从车辆上被拆下等而使来自蓄电池的电力供给被中断时，后备RAM将无法保持数据。因此，在重新开始向后备RAM的电力供给时，CPU将对应当被后备RAM保持的数据进行初始化（设定成默认值）。另外，后备RAM也可以为EEPROM等的可读写的非易失性存储器。

电子控制装置70与上述的传感器等连接，并向CPU供给来自这些传感器的信号。而且，电子控制装置70根据CPU的指示，而向与各个气缸对应设置的火花塞（实际为点火器）、与各个气缸对应设置的燃料喷射阀33、及节气门作动器等发送驱动信号（指示信号）。

另外，电子控制装置70以所获得的加速踏板的操作量Accp越变大则使节气门开度TA越变大的方式，向节气门作动器发送指示信号。即，电子控制装置70具备节气门驱动单元，所述节气门驱动单元根据由驾驶员改变的内燃机10的加速操作量（加速踏板操作量Accp），来改变“配置于内燃机10的进气通道上的节气门34”的开度。

（第一控制装置的工作的概要）

第一控制装置根据下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs，而对催化剂43的状态（氧吸留状态）处于氧过剩状态及氧不足状态中的哪一种状态进行判断。

氧过剩状态也被称为过稀状态。氧过剩状态为，催化剂43的氧吸留量处于成为过剩的趋势下且正在变为接近于最大氧吸留量Cmax的值的状态。

氧不足状态也被称为过浓状态。氧不足状态为，催化剂43的氧吸留量处于不足的趋势下且正在变为接近于“0”的值的状态。

更加具体地说明，当在判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态的情况下，输出值Voxs的每预定时间的变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，第一控制装置判断为催化剂43的状态变为了氧不足状态。此时，第一控制装置将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“0”。

而且，当在判断为催化剂43的状态处于氧不足状态的情况下，变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，第一控制装置判断为催化剂43的状态变为了氧过剩状态。此时，第一控制装置将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“1”。

另外，也可以采用如下方式，即，当在判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态的情况下，输出值Voxs变为大于过浓判断阈值VRichth时，第一控制装置判断为催化剂43的状态变为了氧不足状态。而且，还可以采用如下方式，即，当在判断为催化剂43的状态处于氧不足状态的情况下，输出值Voxs变为小于过稀判断阈值VLeanth时，第一控制装置判断为催化剂43的状态变为了氧过剩状态。

当催化剂43的状态处于氧过剩状态时，应当使过剩的未燃物流入到催化剂43中。因此，在判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态时（将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为了“1”时），第一控制装置将过浓要求标识XRichreq的值设定为“1”（判断为产生了过浓要求），并将“被供给至内燃机的混合气的空燃比的目标、即目标空燃比abyfr”设定为“小于理论空燃比的目标过浓空燃比afRich”。另外，目标空燃比abyfr也为流入到催化剂43中的废气的空燃比的目标。

相对于此，在催化剂43的状态处于氧不足状态时，应当使过剩的氧气流入到催化剂43中。因此，在判断为催化剂43的状态处于氧不足状态时（将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为了“0”时），第一控制装置将过浓要求标识XRichreq的值设定为“0”（判断为产生了过稀要求），并将目标空燃比abyfr设定为“大于理论空燃比的目标过稀空燃比afLean”。

而且，第一控制装置对是否成为了如下的状态进行判断，所述状态为，预测出大量的氮氧化物流入至催化剂43中的运转状态到来的状态。具体而言，第一控制装置在以下所述的所有条件（以下，简称为“预定的条件”或者“特定条件”）成立时，预测为大量的氮氧化物流入至催化剂43中的运转状态到来。

（条件1）吸入空气量Ga大于低侧空气量阈值GaLoth且小于高侧空气量阈值GaHith。另外，高侧空气量阈值GaHith大于低侧空气量阈值GaLoth。

（条件2）吸入空气量Ga的每单位时间的变化量的大小（|ΔGa|）小于预定变化量阈值ΔGath。

另外，条件1及条件2的吸入空气量Ga能够被置换为负载KL、节气门开度TA及加速踏板操作量Accp等。这些均为吸入空气量Ga越大则越变大的参数，并且也被称为吸入空气量相关值。负载KL在本示例中为负载率（填充率）KL，并根据下述的（1）式而被计算出。在该（1）式中，Mc（k）为某一气缸在一次进气行程中吸入的空气量（单位为（g）），ρ为空气密度（单位为（g/l）），L为内燃机10的排气量（单位为（l）），4为内燃机10的气缸数。

KL＝｛Mc（k）/（ρ·L／4）｝·100（％）…（1）

而且，上述条件1也可以被置换为“搭载了内燃机10的车辆的速度大于‘低侧速度阈值’且小于‘与所述低侧速度阈值相比而较大的高侧速度阈值’”的这一条件。

当所述预定的条件未成立时（即，当条件1及条件2中的至少一方未成立时），如图4的时刻t1以前所示，第一控制装置将目标过稀空燃比afLean设定为基准目标过稀空燃比afLean0，并将目标过浓空燃比afRich设定为基准目标过浓空燃比afRich0。基准目标过稀空燃比afLean0为，与理论空燃比相比高出正的预定值A的空燃比。基准目标过浓空燃比afRich0为，与理论空燃比相比低出正的预定值A的空燃比。因此，基准目标过稀空燃比afLean0及基准目标过浓空燃比afRich0的平均值为理论空燃比stoich。

相对于此，在所述预定的条件成立时（即，当所述条件1及所述条件2这两个条件均成立时），如图4的时刻t1以后所示，第一控制装置将目标过稀空燃比afLean设定为“与基准目标过稀空燃比afLean0相比低出正的预定值ΔL的值（afLean0-ΔL）”，并将目标过浓空燃比afRich设定为“与基准目标过浓空燃比afRich0相比仅低出正的预定值ΔR的值（afRich0-ΔR）”。其中，值（afLean0-ΔL）大于理论空燃比stoich。

由此，由于流入至催化剂43中的废气的空燃比的平均值“小于理论空燃比stoich”，因此催化剂43内的还原剂的浓度与时刻t1以前相比，在时刻t1以后上升。由此，在之后内燃机10被加速从而大量的NOx流入至催化剂43中的情况下，由于催化剂43中的NOx的还原速度已变得足够高，因此能够降低从催化剂43流出的未净化的NOx的量。

（实际的工作）

接下来，对第一控制装置的实际的工作进行说明。

＜燃料喷射控制＞

每当任意的气缸的曲轴角度成为进气上止点前的预定曲轴角度时，第一控制装置的CPU针对该气缸而重复执行图5所示的燃料喷射控制程序。所述预定曲轴角度例如为BTDC90°CA（进气上止点前90°曲轴角度）。曲轴角度与所述预定曲轴角度一致的气缸也被称为“燃料喷射气缸”。CPU根据该燃料喷射控制程序，而执行对指示燃料喷射量（最终燃料喷射量）Fi的计算及对燃料喷射的指示。

当任意的气缸的曲轴角度与进气上止点前的预定曲轴角度一致时，CPU从步骤500开始执行处理，并进入步骤505而根据“吸入空气量Ga、内燃机旋转速度NE、以及查阅表MapMc（Ga，NE）”来获得“被吸入至燃料喷射气缸的空气量（即，缸内吸入空气量）Mc）”。缸内吸入空气量Mc也可以通过众所周知的空气模型（模仿了进气通道中的空气的特性的、依据物理定律而构建的模型）而被计算出。

接下来，CPU进入步骤510，对反馈控制标识XFB的值是否为“1”进行判断。该反馈控制标识XFB的值在空燃比的反馈控制条件成立时被设定为“1”，而在反馈控制条件不成立时被设定为“0”。而且，反馈控制标识XFB的值将在初始化程序中被设定为“0”。初始化程序为，在搭载有内燃机10的车辆的点火钥匙开关从断开位置变为了导通位置时由CPU执行的程序。

空燃比的反馈控制条件在例如以下的所有条件成立时成立。

（A1）上游侧空燃比传感器66正处于活性化。

（A2）下游侧空燃比传感器67正处于活性化。

（A3）内燃机的负载KL在阈值负载KLfbth以下。

如果反馈控制标识XFB的值不为“1”，则CPU在步骤510中判断为“否”，从而进入步骤515，并将目标空燃比abyfr设定为理论空燃比stoich（例如，14.6）。

接下来，CPU依次执行下述的步骤520至步骤535的处理，并进入步骤595从而暂时结束本程序。

步骤520：CPU通过用缸内吸入空气量Mc除以目标空燃比abyfr，从而对基本燃料喷射量Fbase进行计算。基本燃料喷射量Fbase为，为了使内燃机的空燃比与目标空燃比abyfr一致而所需的燃料喷射量的前馈量。

步骤525：CPU读入通过未图示的程序而另行计算出的主反馈量KFmain。主反馈量KFmain根据众所周知的PID控制而被计算出，以使检测上游侧空燃比abyfs与目标空燃比abyfr一致。因此，主反馈量KFmain在检测上游侧空燃比abyfs大于目标空燃比abyfr时被增大，而在检测上游侧空燃比abyfs小于目标空燃比abyfr时被减少。另外，主反馈量KFmain在反馈控制标识XFB的值为“0”时被设定为“1”。而且，主反馈量KFmain也可以始终被设定为“1”。即，使用了主反馈量KFmain的反馈控制在本实施方式中并非是必需的。

步骤530：CPU通过利用主反馈量KFmain来对基本燃料喷射量Fbase进行补正，从而对指示燃料喷射量Fi进行计算。更加具体地说明，CPU通过使主反馈量KFmain乘以基本燃料喷射量Fbase，从而对指示燃料喷射量Fi进行计算。

步骤535：CPU向燃料喷射阀33发送喷射指示信号，所述喷射指示信号为，用于使“指示燃料喷射量Fi的燃料”从“与燃料喷射气缸对应设置的该燃料喷射阀33”中喷射的信号。

其结果为，为了使内燃机的空燃比与目标空燃比abyfr一致而所需的量的燃料从燃料喷射气缸的燃料喷射阀33被喷射出。即，步骤520至步骤535构成了“以使内燃机的空燃比与目标空燃比abyfr一致的方式对指示燃料喷射量Fi进行控制”的指示燃料喷射量控制单元、或者“根据所述设定的目标空燃比abyfr而对被供给到内燃机10的燃料量进行控制的燃料供给量控制单元”。

另一方面，当在CPU执行步骤510的处理的时间点上反馈控制标识XFB的值为“1”时，CPU在该步骤510中判断为“是”而进入步骤540，并对过浓要求标识XRichreq的值是否为“1”进行判断。过浓要求标识XRichreq的值通过后文所述的图7所示的程序而被设定。

当过浓要求标识XRichreq的值为“1”时，CPU在步骤540中判断为“是”而进入步骤545，并读取目标过浓空燃比afRich。目标过浓空燃比afRich通过后文所述的图8所示的程序而被另行计算出。接下来，CPU进入步骤550，并将目标空燃比abyfr设定为目标过浓空燃比afRich。之后，CPU进入步骤520以后的步骤。因此，内燃机的空燃比与目标过浓空燃比afRich一致。

相对于此，当在CPU执行步骤540的处理的时间点处过浓要求标识XRichreq的值为“0”时，CPU在步骤540中判断为“否”而进入步骤555，并读取目标过稀空燃比afLean。目标过稀空燃比afLean也通过后文所述的图8所示的程序而被另行计算出。接下来，CPU进入步骤560，并将目标空燃比abyfr设定为目标过稀空燃比afLean。之后，CPU进入步骤520以后的步骤。因此，内燃机的空燃比与目标过稀空燃比afLean一致。

＜催化剂状态判断＞

CPU在每经过预定时间ts时重复执行图6中由流程图所示的“催化剂状态判断程序”。因此，当变为预定的时刻时，CPU从步骤600开始执行处理并进入步骤605，且通过从“当前时间点的下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs”中减去“上一次的下游侧空燃比传感器67的输出值Voxsold”，从而对每预定时间ts（单位时间）的输出值Voxs的变化量ΔVoxs进行计算。

接下来，CPU进入步骤610，并将当前时间点的输出值Voxs作为“上一次的输出值Voxsold”而进行存储。即，上一次的输出值Voxsold为从当前时间点起预定时间ts前的时间点的输出值Voxs（上一次执行本程序时的输出值Voxs）。变化量ΔVoxs也被称为变化速度ΔVoxs。

接下来，CPU进入步骤615，并读取过浓判断阈值dRichth。过浓判断阈值dRichth在本示例中被设定为固定值。接下来，CPU进入步骤620，并读取过稀判断阈值dLeanth。过稀判断阈值dLeanth在本示例中被设定为固定值。

接下来，CPU进入步骤630，并对催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值是否为“1”进行判断。催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值在上述的初始化程序中被设定为“1”。而且，催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值在根据下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs而判断为催化剂43的状态处于氧不足状态（过浓状态）时被设定为“0”，而在根据下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs而判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态（过稀状态）时被设定为“1”。

现在，假设催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“1”。此时，CPU在步骤630中判断为“是”而进入步骤640，并对变化速度ΔVoxs是否为正进行判断。即，CPU对输出值Voxs是否正在增大进行判断。此时，如果变化速度ΔVoxs不为正，则CPU在步骤640中判断为“否”，并直接进入步骤695而暂时结束本程序。

另外，在催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“1”时，通过后文所述的图7所示的程序而使过浓要求标识XRichreq的值被设定为“1”，由此，目标空燃比abyfr被设定为目标过浓空燃比afRich（参照图5的步骤540至步骤550）。因此，催化剂43的氧吸留量逐渐减少，并从某一时间点起未燃物开始从催化剂43中流出。

其结果为，变化速度ΔVoxs成为正值。当变化速度ΔVoxs成为正值时，CPU在步骤640中判断为“是”而进入步骤650，并对变化速度ΔVoxs的大小|ΔVoxs|是否大于过浓判断阈值dRichth进行判断。此时，如果大小|ΔVoxs|在过浓判断阈值dRichth以下，则CPU在步骤650中判断为“否”，并直接进入步骤695而暂时结束本程序。

当在CPU执行步骤650的处理的时间点处变化速度ΔVoxs的大小｜ΔVoxs|大于过浓判断阈值dRichth时，CPU在该步骤650中判断为“是”而进入步骤660，并将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“0”。即，在输出值Voxs正在增大且其变化速度ΔVoxs的大小|ΔVoxs|大于过浓判断阈值dRichth时，CPU判断为“催化剂43的状态处于氧不足状态”，并将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“0”。

当在该状态（即，催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值被设定为“0”的状态）下，CPU从步骤600起再次开始进行处理时，CPU经由步骤605至步骤620而进入步骤630，并在该步骤630中判断为“否”而进入步骤670。

CPU在步骤670中对变化速度ΔVoxs是否为负进行判断。即，CPU对输出值Voxs是否正在减少进行判断。此时，如果变化速度ΔVoxs不为负，则CPU在步骤670中判断为“否”，并直接进入步骤695而暂时结束本程序。

但是，当催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“0”时，通过后文所述的图7所示的程序而使过浓要求标识XRichreq的值被设定为“0”，由此，目标空燃比abyfr被设定为目标过稀空燃比afLean（参照图5的步骤540、步骤555及步骤560）。因此，催化剂43的氧吸留量逐渐增大，并从某一时间点起氧气开始从催化剂43中流出。

其结果为，变化速度ΔVoxs成为负值。当变化速度ΔVoxs成为负值时，CPU在步骤670中判断为“是”而进入步骤680，并对变化速度ΔVoxs的大小|ΔVoxs|是否大于过稀判断阈值dLeanth进行判断。此时，如果大小|ΔVoxs|在过稀判断阈值dLeanth以下，则CPU在步骤680中判断为“否”，并直接进入步骤695而暂时结束本程序。

相对于此，如果变化速度ΔVoxs的大小|ΔVoxs|大于过稀判断阈值dLeanth，则CPU在步骤680中判断为“是”而进入步骤690，并将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“1”。即，当输出值Voxs正在减少且其变化速度ΔVoxs的大小|ΔVoxs|大于过稀判断阈值dLeanth时，CPU判断为“催化剂43的状态处于氧过剩状态”，并将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean设定为“1”。

另外，也可以采用如下方式，即，CPU在催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“1”时，且在输出值Voxs变为大于过浓判断阈值VRichth时，将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“0”。同样地，还可以采用如下方式，即，在催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“0”时，且在输出值Voxs变为小于过稀判断阈值VLeanth时，将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值设定为“1”。此时，过浓判断阈值VRichth也可以为中间值Vmid以下的值。过稀判断阈值VLeanth也可以为中间值Vmid以上的值。

如此，催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值根据下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs而被交替设定为“1”及“0”中的某一个值。而且，根据催化剂过稀状态显示标识XCCROLean来对过浓要求标识XRichreq进行设定，并根据该过浓要求标识XRichreq来对目标空燃比abyfr进行决定。

＜过浓要求标识设定（对要求空燃比的决定）＞

CPU在每经过预定时间时执行图7所示的要求空燃比决定程序。因此，当成为预定的时刻时，CPU从步骤700起开始进行处理并进入步骤710，对催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值是否为“1”进行判断。此时，如果催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“1”，则CPU进入步骤720并将过浓要求标识XRichreq的值设定为“1”。即，CPU判断为，“要求空燃比”为过浓空燃比，并产生了过浓要求。之后，CPU进入步骤795而暂时结束本程序。

相对于此，如果在CPU执行步骤710的处理的时间点处催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“0”，则CPU进入步骤730，并将过浓要求标识XRichreq的值设定为“0”。即，CPU判断为，“要求空燃比”为过稀空燃比，并产生了过稀要求。之后，CPU进入步骤795而暂时结束本程序。

＜计算目标空燃比＞

CPU在每经过预定时间时执行图8所示的目标空燃比计算程序。因此，当成为预定的时刻时，CPU从步骤800开始进行处理并进入步骤805，且对上述的条件1是否成立进行判断。即，CPU对吸入空气量Ga是否大于低侧空气量阈值GaLoth、且小于高侧空气量阈值GaHith进行判断。

现在，假设步骤805的判断条件未被满足。此时，CPU在步骤805中判断为“否”，并依次执行以下叙述的步骤810及步骤815的处理，之后，进入步骤895而暂时结束本程序。

步骤810：CPU将目标过浓空燃比afRich的值设定为基准目标过浓空燃比afRich0。基准目标过浓空燃比afRich0为，与理论空燃比stoich相比低出正的预定值A的值（例如，14.2）。

步骤815：CPU将目标过稀空燃比afLean的值设定为基准目标过稀空燃比afLean0。基准目标过稀空燃比afLean0为，与理论空燃比stoich相比高出正的预定值A的值（例如，15.0）。

相对于此，当在CPU执行步骤805的处理的时间点处吸入空气量Ga大于低侧空气量阈值GaLoth且小于高侧空气量阈值GaHith时，CPU在该步骤805中判断为“是”，从而进入步骤820，并通过从“当前时间点的吸入空气量Ga”中减去“上一次的吸入空气量Gaold”，从而对每预定时间ts（单位时间）的吸入空气量变化量ΔGa进行计算。

接下来，CPU进入步骤825，并将当前时间点的吸入空气量Ga作为“上一次的吸入空气量Gaold”而进行存储。即，上一次的吸入空气量Gaold为，从当前时间点起预定时间ts前的时间点的吸入空气量Ga（上一次执行本程序时的吸入空气量Ga）。

接下来，CPU进入步骤830，并对吸入空气量变化量ΔGa的大小|ΔGa|是否小于预定的变化量阈值ΔGath进行判断。即，CPU对上述条件2是否成立进行判断。此时，如果大小|ΔGa|在变化量阈值ΔGath以上，则CPU在步骤830中判断为“否”，并执行步骤810及步骤815的处理而暂时结束本程序。因此，此时，目标过浓空燃比afRich被设定为基准目标过浓空燃比afRich0，目标过稀空燃比afLean被设定为基准目标过稀空燃比afLean0。

相对于此，当在CPU执行步骤830的处理的时间点处吸入空气量变化量ΔGa的大小|ΔGa|小于预定的变化量阈值ΔGath时，CPU在该步骤830中判断为“是”，并依次执行以下叙述的步骤835至步骤850的处理，之后，进入步骤895而暂时结束本程序。

步骤835：CPU根据吸入空气量Ga而对目标过浓空燃比补正量ΔR进行决定。目标过浓空燃比补正量ΔR被决定为，吸入空气量Ga越大则越增大。

步骤840：CPU将目标过浓空燃比afRich设定为，从基准目标过浓空燃比afRich0中减去目标过浓空燃比补正量ΔR后得到的值（afRich0－ΔR）。其结果为，目标过浓空燃比afRich作为以吸入空气量Ga越大则越远离理论空燃比stoich的方式而变小的空燃比被计算出。

步骤845：CPU根据吸入空气量Ga而对目标过稀空燃比补正量ΔL进行决定。目标过稀空燃比补正量ΔL被决定为，吸入空气量Ga越大则越增大。

步骤850：CPU将目标过稀空燃比afLean设定为，从基准目标过稀空燃比afLean0中减去目标过稀空燃比补正量ΔL后得到的值（afLean0－ΔL）。其结果为，目标过稀空燃比afLean作为以吸入空气量Ga越大则越接近理论空燃比stoich的方式而变小的空燃比被计算出。但是，目标过稀空燃比补正量ΔL以使值（afLean0－ΔL）大于理论空燃比stoich的方式被设定。

如以上所说明的那样，根据第一控制装置而决定为，在上述预定的条件（条件1及条件2）成立时（即，在步骤805及步骤830这两个步骤中均判断为“是”时），预测出大量的NOx流入至催化剂43中。

而且，根据第一控制装置，目标过稀空燃比afLean与“所述预定的条件未成立时”相比减少了目标过稀空燃比补正量ΔL（图8的步骤845及步骤850），而目标过浓空燃比afRich与“所述预定的条件未成立时”相比减少了目标过浓空燃比补正量ΔR（图8的步骤835及步骤840）。其结果为，由于催化剂43内的还原剂的浓度上升，因此NOx流入时的NOx的还原速度变大。其结果为，即使在之后内燃机10被加速且大量的NOx流入至催化剂43中的情况下，也能够降低从催化剂43流出的未净化的NOx的量。

＜第二实施方式＞

接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的内燃机的控制装置（以下，也称为“第二控制装置”）进行说明。

第二控制装置仅在如下的一点上与第一控制装置不同，即，当所述预定的条件成立时，代替对目标过浓空燃比afRich及目标过稀空燃比afLean进行改变，而使将目标空燃比abyfr维持为目标过浓空燃比afRich的时间相对延长。

更加具体地叙述，第二控制装置与第一控制装置同样地，在过浓要求标识XRichreq的值为“1”时将目标空燃比abyfr设定为目标过浓空燃比afRich，而在过浓要求标识XRichreq的值为“0”时将目标空燃比abyfr设定为目标过稀空燃比afLean。

而且，如图9所示，第二控制装置在从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“0”变化成了“1”的时间点（时刻t1、t5）起经过了过稀延迟时间TDL的时间点处，将过浓要求标识XRichreq从“0”变为“1”。除此之外，第二控制装置在从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“1”变化成了“0”的时间点（时刻t3）起经过了过浓延迟时间TDR的时间点处，将过浓要求标识XRichreq从“1”变为“0”。因此，由于通过延长过浓延迟时间TDR、以及/或者缩短过稀延迟时间TDL，从而目标空燃比abyfr被设定为目标过浓空燃比afRich的时间将变长，因此能够使流入到催化剂43中的废气的空燃比的平均值向过浓侧转移。因此，第二控制装置在所述预定的条件成立时，延长过浓延迟时间TDR、或者缩短过稀延迟时间TDL。由此，第二控制装置在所述预定的条件成立时，使催化剂43内的还原剂的浓度上升。

（实际的工作）

第二控制装置的CPU与第一控制装置的CPU同样地执行图5及图6所示的程序。但是，在图5的步骤545中所读取的目标过浓空燃比afRich为固定值（例如，14.2），并且在图5的步骤555中所读取的目标过稀空燃比afLean为固定值（15.0）。

而且，第二控制装置的CPU在每经过预定时间时，执行图10所示的要求空燃比决定程序。因此，当成为预定的时刻时，CPU从步骤1000起开始进行处理，并进入步骤1010，且读取过稀延迟时间TDL。过稀延迟时间TDL通过后文所述的图11所示的程序而被计算出。接下来，CPU进入步骤1020，并读取过浓延迟时间TDR。过浓延迟时间TDR通过后文所述的图11所示的程序而被计算出。

接下来，CPU进入步骤1030，并对催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值是否为“1”进行判断。此时，如果催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“1”，则CPU在步骤1030中判断为“是”而进入步骤1040，并对是否从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“0”变化成了“1”的时间点起经过了过稀延迟时间TDL进行判断。

而且，如果未经过过稀延迟时间TDL，则CPU在步骤1040中判断为“否”，并直接进入步骤1095而暂时结束本程序。此时，过浓要求标识XRichreq的值未被改变。

相对于此，当在CPU执行步骤1040的处理的时间点处已经过了过稀延迟时间TDL时，CPU在该步骤1040中判断为“是”而进入步骤1050，并将过浓要求标识XRichreq的值设定为“1”。其结果为，在从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“0”变化成了“1”的时间点起经过了过稀延迟时间TDL的时间点以后，目标空燃比abyfr从目标过稀空燃比afLean被改变为目标过浓空燃比afRich。之后，CPU进入步骤1095而暂时结束本程序。

另一方面，当在CPU执行步骤1030的处理的时间点处催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值为“0”时，CPU在该步骤1030中判断为“否”而进入步骤1060，并对是否从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“1”变化成了“0”的时间点起经过了过浓延迟时间TDR进行判断。

而且，如果未经过过浓延迟时间TDR，则CPU在步骤1060中判断为“否”，并直接进入步骤1095而暂时结束本程序。此时，过浓要求标识XRichreq的值未被改变。

相对于此，当在CPU执行步骤1060的处理的时间点处已经过了过浓延迟时间TDR时，CPU在该步骤1060中判断为“是”而进入步骤1070，并将过浓要求标识XRichreq的值设定为“0”。其结果为，在从催化剂过稀状态显示标识XCCROLean的值自“1”变化成了“0”的时间点起经过了过浓延迟时间TDR的时间点以后，目标空燃比abyfr从目标过浓空燃比afRich被变为目标过稀空燃比afLean。之后，CPU进入步骤1095，从而暂时结束本程序。

而且，CPU在每经过预定时间时执行图11所示的延迟时间计算程序。另外，对既为图11所示的步骤也为图8所示的步骤，标记与图8所示的步骤相同的符号。且这些步骤的详细说明被适当省略。

当上述的预定的条件未成立时，CPU进入步骤1110，并将过浓延迟时间TDR设定为固定的基准过浓延迟时间TDR0。接下来，CPU进入步骤1120，并将过稀延迟时间TDL设定为固定的基准过稀延迟时间TDL0，进而进入步骤1195而暂时结束本程序。

相对于此，当上述的预定的条件成立时，CPU进入步骤1130，并根据吸入空气量Ga而对过浓延迟时间TDR进行决定。更具体地说明，过浓延迟时间TDR被决定为，吸入空气量Ga越大则在基准过浓延迟时间TDR0以上的范围内越变大。

接下来，CPU进入步骤1140，并根据吸入空气量Ga而对过稀延迟时间TDL进行决定。更加具体地说明，过稀延迟时间TDL被决定为，吸入空气量Ga越大则在基准过稀延迟时间TDL0以下的范围内越变小。

如以上所说明的那样，第二控制装置具备催化剂状态判断单元，当下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述催化剂状态判断单元判断为催化剂43的状态变为了所述氧过剩状态（图6的步骤670至步骤690），并且，当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述催化剂状态判断单元判断为催化剂43的状态变为了氧不足状态（图6的步骤640至步骤650）。

而且，第二控制装置具备目标空燃比设定单元和燃料供给量控制单元，所述燃料供给量控制单元根据由所述目标空燃比设定单元设定的目标空燃比，而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制。

所述目标空燃比设定单元在从由所述催化剂状态判断单元判断为催化剂43的状态自所述氧不足状态变化成了所述氧过剩状态的时间点起，经过了“包括0在内的预定的延迟时间、即过稀延迟时间TDL时，将目标空燃比abyfr设定为“小于理论空燃比的目标过浓空燃比afRich”（图10的步骤1040及步骤1050、图5的步骤540至步骤550），并且，在从由所述催化剂状态判断单元判断为催化剂43的状态自所述氧过剩状态变化成了所述氧不足状态的时间点起，经过了“包括0在内的预定的延迟时间、即过浓延迟时间TDR”时，将目标空燃比abyfr设定为“大于理论空燃比的目标过稀空燃比afLean”（图10的步骤1060及步骤1070、图5的步骤540、步骤555及步骤560）。

所述燃料供给量控制单元根据所述设定的目标空燃比abyfr而对被供给到内燃机10的燃料量（燃料喷射量）进行控制（图5的步骤520至步骤535、燃料喷射阀33）。

而且，所述目标空燃比设定单元被构成为，在所述预定的条件成立时（参照图11的步骤805及步骤830这两个步骤中的“是”的这一判断），将过浓延迟时间TDR设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓延迟时间TDR（＝基准过浓延迟时间TDR0）相比而较长的时间（图11的步骤1130）。另外，在以此方式设定了过浓延迟时间TDR的情况下，所述过稀延迟时间TDL也可以始终为“0”或者固定值。

除此之外，所述目标空燃比设定单元被构成为，在所述预定的条件成立时（参照图11的步骤805及步骤830这两个步骤中的“是”的这一判断），将过稀延迟时间TDL设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过稀延迟时间TDL（＝基准过稀延迟时间TDL0）相比而较短的时间（图11的步骤1140）。另外，在以此方式设定了过稀延迟时间TDL时，所述过浓延迟时间TDR也可以为“0”或者固定值。

因此，根据第二控制装置，目标空燃比被设定为过浓空燃比的时间被延长了“过浓延迟时间TDR变长的时间”以及/或者“过稀延迟时间TDL变短的时间”。因此，内燃机10的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）变得小于理论空燃比（成为过浓）。由此，在所述预定的条件成立时，能够预先将催化剂43的状态设定为“NOx的还原速度被升高了的状态”。

＜第三实施方式＞

接下来，对本发明的第三实施方式所涉及的内燃机的控制装置（以下，也称为“第三控制装置”）进行说明。

第三控制装置仅在如下的一点上与第一控制装置不同，即，在所述预定的条件成立时，代替对目标过浓空燃比afRich及目标过稀空燃比afLean进行改变，而通过增大过浓判断阈值dRichth以使判断为催化剂43的状态成为氧过剩状态的期间相对地延长。

更加具体地叙述，第三控制装置与第一控制装置同样地，在过浓要求标识XRichreq的值为“1”时将目标空燃比abyfr设定为目标过浓空燃比afRich，而在过浓要求标识XRichreq的值为“0”时将目标空燃比abyfr设定为目标过稀空燃比afLean。

而且，如图12所示，第三控制装置在上述的预定的条件未成立时，将过浓判断阈值dRichth设定为基准过浓判断阈值dRichth0。因此，在图12所示的示例中，在时刻t2处将催化剂过稀状态显示标识XCCROLean及过浓要求标识XRichreq的值由“1”变为“0”。即，在判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态的情况下，在下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs稍许增大了的时间点上判断为催化剂43的状态变化成了氧不足状态，并且在该时间点上目标空燃比abyfr被切换为目标过稀空燃比afLean。

相对于此，在上述的预定的条件成立时，第三控制装置将过浓判断阈值dRichth设定为，“在基准过浓判断阈值dRichth0上加上正的补正量ΔdRi而得到的值（dRichth0＋ΔdRi）”。据此，即使下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs的变化方式相同，催化剂过稀状态显示标识XCCROLean及过浓要求标识XRichreq的值从“1”变为“0”的时间点也会成为迟于时刻t2的时刻t3。即，在判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态的情况下，在下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs每单位时间增大了“大于基准过浓判断阈值dRichth0的量”的时刻t3，判断为催化剂43的状态变化成了氧不足状态，并且在该时间点上使目标空燃比abyfr被切换为目标过稀空燃比afLean。其结果为，目标空燃比abyfr被设定为，延长了与从时刻t2至时刻t3的期间相对应的时间量，且被设定为目标过浓空燃比afRich。由此，第三控制装置在上述的预定的条件成立时，使催化剂43内的还原剂的浓度上升。

（实际的工作）

第三控制装置的CPU与第一控制装置的CPU同样地执行图5至图7所示的程序。但是，在图5的步骤545中所读取的目标过浓空燃比afRich为固定值（例如，14.2），并且在图5的步骤555中所读取的目标过稀空燃比afLean为固定值（15.0）。

而且，第三控制装置的CPU在每经过预定时间时执行图13所示的判断阈值计算程序。通过该程序，从而计算出在图6的步骤615及步骤620中被分别读取的过浓判断阈值dRichth及过稀判断阈值dLeanth。对既为图13所示的步骤也为图8所示的步骤，标记与图8所示的步骤相同的符号。这些步骤的详细说明被适当省略。

在上述的预定的条件未成立时，CPU进入图13的步骤1310并将过浓判断阈值dRichth设定为固定的基准过浓判断阈值dRichth0。接下来，CPU进入步骤1320并将过稀判断阈值dLeanth设定为固定的基准过稀判断阈值dLeanth0，再进入步骤1395而暂时结束本程序。

相对于此，当上述的预定的条件成立时，CPU进入步骤1330，并根据吸入空气量Ga而对过浓判断阈值dRichth进行确定。更加具体地说明，过浓判断阈值dRichth被决定为，吸入空气量Ga越大则在基准过浓判断阈值dRichth0以上的范围内越变大。换言之，CPU求出吸入空气量Ga越大则越变大的正的补正量ΔdRi，并将“在基准过浓判断阈值dRichth0上加上正的补正量ΔdRi而得到的值（dRichth0＋ΔdRi）”作为过浓判断阈值dRichth来设定。

接下来，CPU进入步骤1340，并根据吸入空气量Ga而对过稀判断阈值dLeanth进行决定。更加具体地说明，过稀判断阈值dLeanth被决定为，吸入空气量Ga越大则在基准过稀判断阈值dLeanth0以下的范围内越变小。换言之，CPU求出吸入空气量Ga越大则越变大的正的补正量ΔdLi，并将“从基准过稀判断阈值dLeanth0中减去正的补正量ΔdLi后所得到的值（dLeanth0－ΔdLi）”作为过稀判断阈值dLeanth来设定。另外，过稀判断阈值dLeanth也可以为固定值（基准过稀判断阈值dLeanth0）。此外，在过稀判断阈值dLeanth以基于步骤1340的处理的方式而可变时，过浓判断阈值dRichth也可以为固定值（基准过浓判断阈值dRichth0）。之后，CPU进入步骤1395而暂时结束本程序。

如以上所说明的那样，第三控制装置具有第二控制装置的“目标空燃比设定单元及燃料供给量控制单元”。而且，第三控制装置的目标空燃比设定单元被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过浓判断阈值dRichth设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓判断阈值dRichth（＝基准过浓判断阈值dRichth0）相比而较大的值（图13的步骤1330）。

除此之外，第三控制装置的目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过稀判断阈值dLeanth设定为，所述过稀延迟时间与所述预定的条件未成立时的所述过稀判断阈值dLeanth（＝基准过稀判断阈值dLeanth0）相比而较小的值（图13的步骤1340）。

因此，根据第三控制装置，在所述预定的条件成立时，判断为催化剂43的状态处于氧不足状态的期间变短，并且判断为催化剂43的状态处于氧过剩状态的期间变长。由此，在所述预定的条件成立时，目标空燃比被设定为目标过浓空燃比afRich的时间相对变长。因此，内燃机10的空燃比的平均值（因此，流入到催化剂的气体即催化剂流入气体的空燃比的平均值）变得小于理论空燃比（变为过浓）。由此，在所述预定的条件成立时，能够预先将催化剂43的状态设定为“NOx的还原速度被提高了的状态”。

＜第四实施方式＞

接下来，对本发明的第四实施方式所涉及的内燃机的控制装置（以下，也称为“第四控制装置”）进行说明。

第四控制装置与第一控制装置至第三控制装置不同，在所述预定的条件成立时，以使催化剂43的温度上升的方式对内燃机的空燃比进行控制。更具体而言，第四控制装置将所述预定的条件成立时的目标过浓空燃比afRich设定为，与所述预定的条件未成立时的目标过浓空燃比afRich相比而较小的值，并且将所述预定的条件成立时的目标过稀空燃比afLean设定为，与所述预定的条件未成立时的目标过稀空燃比afLean相比而较大的值。

（实际的工作）

第四控制装置的CPU与第一控制装置的CPU同样地执行图5至图7所示的程序。而且，第四控制装置的CPU在每经过预定时间时，执行图14所示的目标空燃比计算程序。另外，对既为图14所示的步骤也为图8所示的步骤，标记与图8所示的步骤相同的符号。这些步骤的详细说明被适当省略。

在上述的预定的条件未成立时，CPU进入图14的步骤810并将目标过浓空燃比afRich设定为固定的基准目标过浓空燃比afRich0。接下来，CPU进入步骤815并将目标过稀空燃比afLean设定为固定的基准目标过稀空燃比afLean0。

相对于此，当上述的预定的条件成立时，CPU依次执行下述的步骤835至步骤845、以及步骤1410的处理，之后，进入步骤1495而暂时结束本程序。

步骤835：CPU根据吸入空气量Ga而对目标过浓空燃比补正量ΔR进行决定。目标过浓空燃比补正量ΔR被决定为，吸入空气量Ga越大则越变大。

步骤840：CPU将目标过浓空燃比afRich设定为，从基准目标过浓空燃比afRich0中减去目标过浓空燃比补正量ΔR后所得到的值（afRich0－ΔR）。其结果为，目标过浓空燃比afRich作为以吸入空气量Ga越大则越远离理论空燃比stoich的方式而变小的空燃比而被计算出。

步骤845：CPU根据吸入空气量Ga而对目标过稀空燃比补正量ΔL进行决定。目标过稀空燃比补正量ΔL被决定为，吸入空气量Ga越大则越变大。此时，相对于任意的吸入空气量Ga的目标过稀空燃比补正量ΔL作为与相对于该吸入空气量Ga的目标过浓空燃比补正量ΔR相同的值而被决定。但是，相对于任意的吸入空气量Ga的目标过稀空燃比补正量ΔL也可以作为与相对于该吸入空气量Ga的目标过浓空燃比补正量ΔR不同的值而被决定。

步骤1410：CPU将目标过稀空燃比afLean设定为，在基准目标过稀空燃比afLean0上加上目标过稀空燃比补正量ΔL后所得到的值（afLean0＋ΔL）。其结果为，目标过稀空燃比afLean作为以吸入空气量Ga越大则越远离理论空燃比stoich的方式变大的空燃比而被计算出。

如以上所说明的那样，根据第四控制装置，在上述预定的条件（条件1及条件2）成立时，换言之，在预测出大量的NOx流入到催化剂43中时，与预定的条件未成立时相比目标过稀空燃比afLean被增大了目标过稀空燃比补正量ΔL，而与预定的条件未成立时相比目标过浓空燃比afRich被减少了目标过浓空燃比补正量ΔR。其结果为，与通常时（上述预定的条件未成立时）相比，更大的空燃比的废气和更小的空燃比的废气交替流入到催化剂43中。但是，由于目标过浓空燃比补正量ΔR和目标过稀空燃比补正量ΔL互为相同的值，因此，上述预定的条件（条件1及条件2）成立时的“目标过浓空燃比afRich和目标过稀空燃比afLean的平均值”成为理论空燃比stoich。

其结果为，流入到催化剂43中的气体的空燃比的变动幅度变大，由此，由于催化剂43内的氧化还原反应将变得活跃，因此通过该反应而产生的热量将变大。由此，在上述预定的条件成立时，能够使催化剂43的温度上升。因此，即使在之后内燃机10被加速从而大量的NOx流入到催化剂43中的情况下，也会由于催化剂43的NOx的还原速度已变大，因此催化剂43能够对较多的NOx进行净化。其结果为，能够降低从催化剂43流出的未净化的NOx的量。

如以上所说明的那样，本发明的各个实施方式所涉及的空燃比控制装置为，具备如下的空燃比控制单元的内燃机的空燃比控制装置，所述空燃比控制单元根据下游侧空燃比传感器67的输出值Voxs而对内燃机的空燃比进行控制。

而且，所述空燃比控制单元包括条件判断单元（参照图8、图11及图13等的步骤805至步骤830），所述条件判断单元对如下的预定的条件是否成立进行判断，所述预定的条件为，预测出大量的氮氧化物流入至所述催化剂中的运转状态到来的情况的条件，并且，所述空燃比控制单元以在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比使所述催化剂43内的还原剂的浓度上升的方式对内燃机10的空燃比进行控制（第一控制装置至第三控制装置）。

而且，第一控制装置至第三控制装置被构成为，通过以使所述预定的条件成立时的内燃机10的空燃比的平均值小于所述预定的条件未成立时的内燃机10的空燃比的平均值的方式对内燃机10的空燃比进行控制，从而在所述预定的条件成立时，使所述催化剂43内的还原剂的浓度上升。

或者，所述空燃比控制单元包括条件判断单元（参照图14的步骤805至步骤830），所述条件判断单元对如下的预定的条件是否成立进行判断，所述预定的条件为，预测出大量的氮氧化物流入至所述催化剂中的运转状态到来的情况的条件，并且，所述空燃比控制单元以在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比使所述催化剂43的温度上升的方式对内燃机10的空燃比进行控制（第四控制装置）。

如此，所述空燃比控制单元包括如下的单元，即，根据“所述预定的条件是否成立”，而对大量的氮氧化物流入到催化剂43中的运转状态是否到来进行判断的单元。

因此，由于各个控制装置在内燃机10被加速从而大量的NOx流入到催化剂43中的情况下，能够在该时间点之前将催化剂43的NOx的还原速度设定为较大的值，因此能够通过催化剂43而对更多的NOx进行净化。其结果为，能够降低从催化剂43流出的未净化的NOx的量。

本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内采用各种各样的改变例。例如，第一控制装置至第四控制装置在不产生矛盾的范围内能够相互进行组合。此外，在步骤835、步骤845、步骤1130、步骤1140、步骤1330及步骤1340等中所使用的吸入空气量Ga只需为前文所述的吸入空气量相关值即可。

Claims (10)

1.一种空燃比控制装置(70)，其为如下的内燃机的空燃比控制装置，

所述内燃机具备：

催化剂(43)，其被配置于内燃机(10)的排气通道(40)上；

下游侧空燃比传感器(67)，其被配置于所述排气通道中的所述催化剂的下游侧；

空燃比控制单元，其根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而对被供给至所述内燃机的混合气的空燃比、即内燃机的空燃比进行控制，

所述空燃比控制装置(70)的特征在于，

所述空燃比控制单元包括条件判断单元，所述条件判断单元对如下的预定的条件是否成立进行判断，所述预定的条件为，预测出大量的氮氧化物流入至所述催化剂中的运转状态到来的情况的条件，

通过以使所述预定的条件成立时的所述内燃机的空燃比的平均值小于所述预定的条件未成立时的所述内燃机的空燃比的平均值的方式对所述内燃机的空燃比进行控制，从而在所述预定的条件成立时，与所述预定的条件未成立时相比使所述催化剂内的还原剂的浓度上升。

2.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述预定的条件为在如下的情况下成立的条件，所述情况为，所述内燃机的吸入空气量越大则越变大的吸入空气量相关值大于低侧空气量阈值且小于与所述低侧空气量阈值相比而较大的高侧空气量阈值的状况、以及搭载了所述内燃机的车辆的速度大于低侧速度阈值且小于与所述低侧速度阈值相比而较大的高侧速度阈值的状况中的至少任一种状况成立的情况。

3.如权利要求2所述的空燃比控制装置，其中，

所述预定的条件还为在如下的情况下成立的条件，所述情况为，所述吸入空气量相关值的每单位时间的变化量小于预定变化量阈值的状况成立的情况。

4.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述空燃比控制单元包括：

目标空燃比设定单元，当根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而判断为，所述催化剂的氧吸留量处于成为过剩的趋势下且产生了使小于理论空燃比的过浓空燃比的气体流入到所述催化剂的过浓要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且当判断为，所述催化剂的氧吸留量处于不足的趋势下且产生了使大于理论空燃比的过稀空燃比的气体流入到所述催化剂的过稀要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述目标过浓空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过浓空燃比相比而较小的空燃比。

5.如权利要求4所述的空燃比控制装置，其中，

所述目标空燃比设定单元被构成为，

当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，判断为产生了所述过浓要求，

当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，判断为产生了所述过稀要求。

6.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述空燃比控制单元包括：

催化剂状态判断单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为了氧过剩状态，并且，当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为了氧不足状态；

目标空燃比设定单元，其在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧不足状态变化成了所述氧过剩状态的时间点起，经过了包括0在内的预定的延迟时间、即过稀延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且，在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧过剩状态变化为了所述氧不足状态的时间点起，经过了包括0在内的预定的延迟时间、即过浓延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为，大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过浓延迟时间设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓延迟时间相比而较长的时间。

7.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述空燃比控制单元包括：

催化剂状态判断单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为氧过剩状态，并且，当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态成为氧不足状态；

目标空燃比设定单元，其在从由所述催化剂状态判断单元判断为所述催化剂的状态自所述氧不足状态变化成了所述氧过剩状态的时间点起，经过了预定的延迟时间、即过稀延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且，在从由所述催化剂状态判断单元而判断为所述催化剂的状态自所述氧过剩状态变化成了所述氧不足状态的时间点起，经过了预定的延迟时间、即包括0在内的过浓延迟时间时，将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为，大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过稀延迟时间设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过稀延迟时间相比而较短的时间。

8.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述空燃比控制单元包括：

目标空燃比设定单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，而当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过浓判断阈值dRichth设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过浓判断阈值dRichth相比而较大的值。

9.如权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

所述空燃比控制单元包括：

目标空燃比设定单元，当所述下游侧空燃比传感器的输出值的每单位时间的变化量ΔVoxs为负值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过稀判断阈值dLeanth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，而当所述变化量ΔVoxs为正值、且其大小|ΔVoxs|变为大于过浓判断阈值dRichth时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

所述目标空燃比设定单元还被构成为，将所述预定的条件成立时的所述过稀判断阈值dLeanth设定为，与所述预定的条件未成立时的所述过稀判断阈值dLeanth相比而较小的值。

10.一种空燃比控制装置(70)，其为如下的内燃机的空燃比控制装置，

所述内燃机具备：

催化剂(43)，其被配置于内燃机(10)的排气通道(40)上；

下游侧空燃比传感器(67)，其被配置于所述排气通道中的所述催化剂的下游侧；

空燃比控制单元，其根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而对被供给至所述内燃机的混合气的空燃比、即内燃机的空燃比进行控制，

所述空燃比控制装置(70)的特征在于，

所述空燃比控制单元包括：

条件判断单元，其对如下的预定的条件是否成立进行判断，所述预定的条件为，预测出大量的氮氧化物流入至所述催化剂的运转状态到来的情况的条件，

目标空燃比设定单元，当根据所述下游侧空燃比传感器的输出值而判断为，所述催化剂的氧吸留量处于成为过剩的趋势下且产生了使小于理论空燃比的过浓空燃比的气体流入到所述催化剂的过浓要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为小于理论空燃比的目标过浓空燃比，并且当判断为，所述催化剂的氧吸留量处于不足的趋势下且产生了使大于理论空燃比的过稀空燃比的气体流入到所述催化剂的过稀要求时，所述目标空燃比设定单元将所述内燃机的空燃比的目标空燃比设定为大于理论空燃比的目标过稀空燃比；

燃料供给量控制单元，其根据所述被设定的目标空燃比而对被供给到所述内燃机的燃料量进行控制，

其中，所述空燃比控制单元在所述预定的条件成立的情况下，与所述预定的条件未成立的情况相比，以使所述催化剂的温度上升的方式，对所述内燃机的空燃比进行控制，

所述目标空燃比设定单元还通过将所述预定的条件成立时的所述目标过浓空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过浓空燃比相比而较小的空燃比，并且将所述预定的条件成立时的所述目标过稀空燃比设定为，与所述预定的条件未成立时的所述目标过稀空燃比相比而较大的空燃比，从而使在所述催化剂内产生的热量增大，进而使所述催化剂的温度上升。