劑20的氧吸藏量OSAsc逐漸地減少下去。但是，排氣中所包含的未燃氣體被上游側排氣凈化催化劑20凈化，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比大致變?yōu)槔碚摽杖急?。因而，下游側空燃比傳感器的輸出電流Irdwn變?yōu)樨撝?與理論空燃比相應)。此時，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比變?yōu)闈饪杖急龋虼四軌蛞种茝纳嫌蝹扰艢鈨艋呋瘎?0排出的NOx排出量。
[0144]若上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc逐漸減少，則氧吸藏量OSAsc在時刻h下越過下限吸藏量(參照圖13的Clowlim)而減少。若氧吸藏量OSAsc比下限吸藏量減少，則流入到上游側排氣凈化催化劑20中的未燃氣體的一部分沒有被上游側排氣凈化催化劑20凈化而流出。因而，時刻^以后，隨著上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc減少，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn逐漸降低。此時，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比也變?yōu)闈饪杖急?，因此能夠抑制從上游側排氣凈化催化?0排出的NOx排出量。
[0145]其后，在時刻&下，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn達到與濃判定空燃比相應的濃判定基準值Irefri。在本實施方式中，若下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn變?yōu)闈馀卸ɑ鶞手礗refri，則為了抑制上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc的減少，將空燃比修正量AFC切換為稀設定修正量AFClean。稀設定修正量AFClean是與稀設定空燃比相應的值，為大于O的值。因此，目標空燃比被設為稀空燃比。
[0146]再者，在本實施方式中，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn達到濃判定基準值Irefri后，即從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比達到濃判定空燃比后，進行了空燃比修正量AFC的切換。這是因為，即使上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量充分，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比也有時極少量地偏離理論空燃比。即，當假使在輸出電流Irdwn稍微偏離與理論空燃比相應的值的情況下也判斷為氧吸藏量越過下限吸藏量而減少時，有下述可能性:即使實際上具有充分的氧吸藏量，也判斷為氧吸藏量越過下限吸藏量而減少了。因此，在本實施方式中，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比達到濃判定空燃比才判斷為氧吸藏量越過下限吸藏量而減少。反過來說，濃判定空燃比被設為:在上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量充分時從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比幾乎不會達到的空燃比。
[0147]在時刻〖2下，若將目標空燃比切換為稀空燃比，則向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比也從濃空燃比變化為稀空燃比(實際上，在切換目標空燃比后向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比變化之前產(chǎn)生了延遲，但在圖示的例子中，為方便起見設為同時變化)。
[0148]在時刻&下若向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比變化為稀空燃比，則上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc增大。另外，與之相伴，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比變化為理論空燃比，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn也收斂于與理論空燃比相應的負值。再者，在圖示的例子中，剛剛切換了目標空燃比之后，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn降低了。這是因為，在切換目標空燃比后該排氣到達下游側空燃比傳感器41之前產(chǎn)生了延遲。
[0149]此時，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比變?yōu)榱讼】杖急?，但上游側排氣凈化催化?0的氧吸藏能力具有充分的富余，因此流入的排氣中的氧被上游側排氣凈化催化劑20吸藏，NOx被還原凈化。因而，能夠抑制從上游側排氣凈化催化劑20排出的NOx排出量。
[0150]其后，若上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc增大，則在時刻丨3下氧吸藏量OSAsc達到判定基準吸藏量Cref。在本實施方式中，若氧吸藏量OSAsc變?yōu)榕卸ɑ鶞饰亓緾ref，則為了中止向上游側排氣凈化催化劑20中吸藏氧，將空燃比修正量AFC切換為弱濃設定修正量AFCrich (小于O的值)。因此，目標空燃比被設為濃空燃比。
[0151]但是，如上述那樣，在切換目標空燃比后向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比實際變化之前產(chǎn)生了延遲。因而，即使在時刻t3進行切換，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比也經(jīng)過某種程度的時間后從稀空燃比變化為濃空燃比。因此，上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc增大下去，直到向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比變化為濃空燃比為止。
[0152]但是，判定基準吸藏量Cref被設定得比最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量(參照圖13的Cuplim)充分低，因此在時刻t3下氧吸藏量OSAsc也未達到最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量。反過來說，判定基準吸藏量Cref被設為充分少的量，使得:即使切換目標空燃比后到向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比實際變化為止產(chǎn)生延遲，氧吸藏量OSAsc也沒有達到最大氧吸藏量Cmax、上限吸藏量。例如，判定基準吸藏量Cref被設為最大氧吸藏量Cmax的3/4以下，優(yōu)選為最大氧吸藏量Cmax的1/2以下，更優(yōu)選為最大氧吸藏量Cmax的1/5以下。因此，在時刻t2?13也能夠抑制從上游側排氣凈化催化劑20排出的NOx排出量。
[0153]在時刻t3以后，空燃比修正量AFC被設為弱濃設定修正量AFCrich。因此，目標空燃比被設為濃空燃比，與之相伴，上游側空燃比傳感器40的輸出電流Irup變?yōu)樨撝怠Ｓ捎谠谙蛏嫌蝹扰艢鈨艋呋瘎?0流入的排氣中包含未燃氣體，因此上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc逐漸減少下去，在時刻1:4下，與時刻t i同樣地，氧吸藏量OSAsc越過下限吸藏量而減少。此時，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比也變?yōu)闈饪杖急?，因此能夠抑制從上游側排氣凈化催化?0排出的NOx排出量。
[0154]接著，在時刻1:5下，與時刻12同樣地，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn達到濃判定基準值Irefri。由此，空燃比修正量AFC被切換為與稀設定空燃比相應的值AFClean。其后，反復進行所述的時刻&?15的循環(huán)。
[0155]從以上的說明可知，根據(jù)所述實施方式，能夠總是抑制從上游側排氣凈化催化劑20排出的NOx排出量。即，只要進行了所述的控制，就基本上能夠使從上游側排氣凈化催化劑20排出的NOx排出量成為較少的量。另外，在本實施方式中，實質上只要僅在時刻t2?t3進行氧吸藏量OSAsc的推定即可。因而，與必須長期間地推定氧吸藏量的情況相比，氧吸藏量的推定值不易產(chǎn)生誤差，從這樣的觀點來看，也能夠抑制從上游側排氣凈化催化劑20排出的NOx排出量。而且，若排氣凈化催化劑的氧吸藏量被維持為恒定，則該排氣凈化催化劑的氧吸藏能力降低。相對于此，根據(jù)本實施方式，氧吸藏量OSAsc總是上下變動，因此能夠抑制氧吸藏能力降低。
[0156]再者，在所述實施方式中，在時刻t2?t3，空燃比修正量AFC被維持為稀設定修正量AFClean。但是，在這樣的期間中，空燃比修正量AFC未必需要維持為恒定，也可以以使其逐漸地減少、或者暫時地成為濃空燃比等的進行變動的方式來被設定，例如。同樣地，在所述實施方式中，在時刻t3?15，空燃比修正量AFC被維持為弱濃設定修正量AFrich。但是，在這樣的期間中，空燃比修正量AFC未必需要維持為恒定，也可以以使其逐漸減少或者暫時地成為稀空燃比等的進行變動的方式來被設定。
[0157]但是，即使是這種情況，在時刻t2?t 3的空燃比修正量AFC也被設定使得該期間中的目標空燃比的平均值與理論空燃比之差大于在時刻t3?t 5的目標空燃比的平均值與理論空燃比之差。
[0158]另外，在所述實施方式中，基于上游側空燃比傳感器40的輸出電流Irup以及向燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量的推定值等來推定了上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc。但是，氧吸藏量OSAsc既可以在這些參數(shù)基礎上還基于其他的參數(shù)來算出，也可以基于與這些參數(shù)不同的參數(shù)來推定。另外，在所述實施方式中，若氧吸藏量OSAsc的推定值變?yōu)榕卸ɑ鶞饰亓緾ref以上，則目標空燃比被從稀設定空燃比切換為弱濃設定空燃比。但是，將目標空燃比從稀設定空燃比切換為弱濃設定空燃比的定時(timing)，也可以以例如將目標空燃比從弱濃設定空燃比向稀設定空燃比切換后的內(nèi)燃機運轉時間等的其他參數(shù)為基準。但是，即使是這種情況，也需要在推定為上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc比最大氧吸藏量少的期間將目標空燃比從稀設定空燃比切換為弱濃設定空燃比。
[0159]考慮以上所述，在本實施方式中，可以說ECU31具備:氧吸藏量增加單元，該單元在由下游側空燃比傳感器41檢測出的排氣的空燃比變?yōu)闈馀卸杖急纫韵聲r，使向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的目標空燃比連續(xù)或斷續(xù)地成為稀設定空燃比，直到上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc變?yōu)榕卸ɑ鶞饰亓緾ref為止；和氧吸藏量減少單元，該單元在上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc變?yōu)榕卸ɑ鶞饰亓緾ref以上時，使目標空燃比連續(xù)或斷續(xù)地成為弱濃設定空燃比，使得氧吸藏量OSAsc并不達到最大氧吸藏量Cmax而朝向零減少。
[0160]但是，即使是進行了如上述那樣的空燃比控制的情況，也有時會從上游側排氣凈化催化劑20流出包含NOx的排氣。例如，在上游側排氣凈化催化劑20劣化、上游側排氣凈化催化劑20的最大氧吸藏量Cmax減少那樣的情況下，上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc在達到判定基準吸藏量Cref之前達到最大氧吸藏量Cmax。另外，例如，在由于某些原因導致向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比暫時大于理論空燃比、變?yōu)橄』蛘呦〕掷m(xù)時間變長的情況下，也有時上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc達到最大氧吸藏量Cmax。
[0161]因此，在本實施方式中規(guī)定為:在上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc達到最大氧吸藏量Cmax附近、從上游側排氣凈化催化劑20流出NOx以及氧那樣的情況下，將目標空燃比切換為弱濃設定空燃比。具體地講，規(guī)定為:在由下游側空燃比傳感器41檢測出的空燃比變?yōu)楸壤碚摽杖急壬韵〉南∨卸杖急纫陨系那闆r下，將目標空燃比切換為弱濃設定空燃比。
[0162]圖14中的中央的波浪線的右側的區(qū)域，作為例子示出了上游側排氣凈化催化劑20劣化、上游側排氣凈化催化劑20的最大氧吸藏量Cmax減少了的情況。在時刻丨6下，與時刻^同樣地，氧吸藏量OSAsc越過下限吸藏量而減少，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣中的氧以及NOx的一部分從上游側排氣凈化催化劑20流出。其后，在時刻&下，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn變?yōu)闈馀卸ɑ鶞手礗refri以下，因此空燃比修正量AFC被切換為稀設定修正量AFClean。因此，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的目標空燃比被設為稀空燃比。
[0163]其后，若上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc增大下去，則最大氧吸藏量Cmax減少，因此氧吸藏量OSAsc在時刻t8下超過上限吸藏量(參照圖13Cuplim)而增大。若氧吸藏量OSAsc比上限吸藏量大，則向上游側排氣凈化催化劑20流入了的NOx以及氧的一部分沒有被上游側排氣凈化催化劑20凈化或吸藏而流出。因而，在時刻t8以后，隨著上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc增大，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn逐漸增大。
[0164]其后，在時刻^下，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn達到與稀判定空燃比相應的零。在本實施方式中，若下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn變?yōu)榱?，則為了抑制上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc的增大，空燃比修正量AFC被切換為弱濃設定修正量。因此，向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的目標空燃比被設為濃空燃比。再者，在本實施方式中，若下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn變?yōu)榱?，則將空燃比修正量AFC設為弱濃設定修正量，但只要能夠使目標空燃比為濃空燃比，就也可以是其他的值。
[0165]在時刻^下，若將目標空燃比切換為濃空燃比，則向上游側排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比也從稀空燃比變化為濃空燃比，其結果，上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc減少。另外，與之相伴，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比變化為理論空燃比，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn也收斂為與理論空燃比相應的值。再者，在圖示的例子中，剛剛切換了目標空燃比之后，下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn增大了。這是因為，在切換目標空燃比后該排氣到達下游側空燃比傳感器41之前產(chǎn)生了延遲。
[0166]這樣，在本實施方式中，若由下游側空燃比傳感器41檢測到從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣中含有氧、即含有NOx，則目標空燃比被切換為濃空燃比。由此，能夠將NOx從上游側排氣凈化催化劑20的流出抑制在最小限度。
[0167]而且，在本實施方式中，如上述那樣，能夠利用下游側空燃比傳感器41正確地檢測稀判定空燃比的絕對值。如使用圖2說明的那樣，在以往的空燃比傳感器中，難以對理論空燃比以外的空燃比正確地檢測其絕對值。因而，在以往的空燃比傳感器中，即使是當由于經(jīng)年劣化、個體差異等而導致其輸出電流產(chǎn)生誤差時，從上游側排氣凈化催化劑20流出的排氣的實際的空燃比與稀判定空燃比不同的情況下，空燃比傳感器的輸出電流也會變?yōu)榕c稀判定空燃比相應的值。其結果，隨著從上游側排氣凈化催化劑20流出氧以及NOx，將空燃比修正量AFC向弱濃設定修正量AFCrich切換的正時延遲，或者，在不需要切換的正時下進行了這樣的切換。相對于此，在本實施方式中，能夠利用下游側空燃比傳感器41正確地檢測稀判定空燃比的絕對值。因而，能夠抑制空燃比修正量AFC向弱濃設定修正量AFCrich的切換正時的延遲、和在不需要切換的正時下的切換。
[0168]<具體的控制的說明>
[0169]接著，參照圖15以及圖16，對所述實施方式中的控制裝置具體地進行說明。本實施方式中的控制裝置，如作為功能框圖的圖15所示那樣，包含Al?A9的各功能框而構成。以下，一邊參照圖15 —邊對各功能框進行說明。
[0170]<燃料噴射量的算出>
[0171]首先，對燃料噴射量的計算進行說明。在計算燃料噴射量時，使用氣缸內(nèi)吸入空氣量計算單元Al、基本燃料噴射量計算單元A2、以及燃料噴射量計算單元A3。
[0172]氣缸內(nèi)吸入空氣量計算單元Al，基于由空氣流量計39測量出的吸入空氣流量Ga、基于曲軸轉角傳感器44的輸出算出的內(nèi)燃機轉速NE、存儲在ECU31的R0M34中的映射圖(map)或計算式來算出向各氣缸的吸入空氣量Me。
[0173]基本燃料噴射量計算單元A2，通過由氣缸內(nèi)吸入空氣量計算單元Al算出的氣缸內(nèi)吸入空氣量Mc除以由后述的目標空燃比設定單元A6算出的目標空燃比AFT，來算出基本燃料噴射量 Qbase (Qbase = Mc/AFT)。
[0174]燃料噴射量計算單元A3，通過由基本燃料噴射量計算單元A2算出的基本燃料噴射量Qbase和后述的F/B修正量DQi相加，來算出燃料噴射量Qi (Qi = Qbase+DQi)。對燃料噴射閥11進行噴射指示，使得從燃料噴射閥11噴射這樣算出的燃料噴射量Qi的燃料。
[0175]<目標空燃比的算出>
[0176]接著，對目標空燃比的計算進行說明。在計算目標空燃比時，使用氧吸藏量計算單元A4、目標空燃比修正量計算單元A5、以及目標空燃比設定單元A6。
[0177]氧吸藏量計算單元A4，基于由燃料噴射量計算單元A3算出的燃料噴射量Qi以及上游側空燃比傳感器40的輸出電流Irup，來算出上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量的推定值OSAest。例如，氧吸藏量計算單元A4，通過與上游側空燃比傳感器40的輸出電流Irup對應的空燃比與理論空燃比的差量乘以燃料噴射量Qi，并且累計所求出的值，來算出氧吸藏量的推定值OSAest。再者，由氧吸藏量計算單元A4進行的上游側排氣凈化催化劑20的氧吸藏量的推定也可以不總是進行。例如，可以僅在從目標空燃比自濃空燃比向稀空燃比實際地切換時(圖14中的時刻t2)開始到氧吸藏量的推定值OSAest達到判定基準吸藏量Cref (圖14中的時刻t3)為止的期間推定氧吸藏量。
[0178]目標空燃比修正量計算單元A5，基于由氧吸藏量計算單元A4算出的氧吸藏量的推定值OSAest、和下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn，來算出目標空燃比的空燃比修正量AFC。具體地講，空燃比修正量AFC，在下游側空燃比傳感器41的輸出電流Irdwn變?yōu)榕c濃判定空燃比相應的濃判定基準值Irefri以下時，被設為稀設定