JP2012225308A - Internal combustion engine control apparatus - Google Patents

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Junichi Suzuki
純一 鈴木
Koichi Kimura
光壱 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent emission deterioration by reducing a possibility that an oxygen storage amount of a catalyst reaches zero or maximum.SOLUTION: A control apparatus 70 sets a target air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio smaller than a theoretical air-fuel ratio when an oxygen storage state of the catalyst 43 is determined to be an excessive oxygen state, and sets the target air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio when the oxygen storage state is determined to lack oxygen. Moreover, the control apparatus does not start executing an evaporation fuel purge until a predetermined time passes after the target air-fuel ratio is changed from/to the rich air-fuel ratio to/from the lean air-fuel ratio, even when an unsatisfied purge execution request condition is changed into a satisfied one.

Description

本発明は、排気通路に配設された三元触媒と、燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸気通路に導入する蒸発燃料パージ手段と、燃料を供給する燃料噴射弁と、を備える内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine comprising a three-way catalyst disposed in an exhaust passage, an evaporated fuel purge means for introducing evaporated fuel generated in a fuel tank into an intake passage, and a fuel injection valve for supplying fuel. The present invention relates to a control device.

従来より、内燃機関から排出される排ガスを浄化するために同機関の排気通路に三元触媒が配設されている。三元触媒は、周知のように、酸素吸蔵機能を有する。即ち、三元触媒は、その三元触媒に流入するガス(触媒流入ガス)に過剰の酸素が含まれているとき、その酸素を吸蔵するとともにNOxを浄化する。三元触媒は、触媒流入ガスに過剰な未燃物が含まれているとき、吸蔵している酸素を放出してその未燃物を浄化する。以下、三元触媒は単に「触媒」とも称呼される。   Conventionally, in order to purify exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a three-way catalyst is disposed in the exhaust passage of the engine. As is well known, the three-way catalyst has an oxygen storage function. That is, when the gas flowing into the three-way catalyst (catalyst inflow gas) contains excess oxygen, the three-way catalyst stores the oxygen and purifies NOx. When the catalyst inflow gas contains excessive unburned substances, the three-way catalyst releases the stored oxygen and purifies the unburned substances. Hereinafter, the three-way catalyst is also simply referred to as “catalyst”.

従来の空燃比制御装置(従来装置)は、機関の排気通路であって触媒の上流及び下流にそれぞれ配設された上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサを備える。従来装置は、上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比(検出上流側空燃比)を目標空燃比(上流側目標空燃比、触媒流入ガスの目標空燃比)に一致させるように「機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)」を制御する。この制御は「メインフィードバック制御」とも称呼される。通常、目標空燃比は理論空燃比に設定されている。   A conventional air-fuel ratio control device (conventional device) includes an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor that are disposed in the exhaust passage of the engine and upstream and downstream of the catalyst, respectively. In the conventional apparatus, the air / fuel ratio (detected upstream air / fuel ratio) represented by the output value of the upstream air / fuel ratio sensor is matched with the target air / fuel ratio (upstream target air / fuel ratio, target air / fuel ratio of catalyst inflow gas). The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (engine air-fuel ratio) is controlled. This control is also referred to as “main feedback control”. Usually, the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio.

更に、従来装置は、下流側空燃比センサの出力値が「理論空燃比に対応する目標値」に一致するようにサブフィードバック量を算出し、そのサブフィードバック量により上流側目標空燃比を実質的に修正することにより、機関の空燃比を制御する(例えば、特許文献1を参照。)。サブフィードバック量を用いた空燃比制御は「サブフィードバック制御」とも称呼される。   Further, the conventional apparatus calculates the sub feedback amount so that the output value of the downstream air fuel ratio sensor matches the “target value corresponding to the theoretical air fuel ratio”, and the upstream target air fuel ratio is substantially determined by the sub feedback amount. The air-fuel ratio of the engine is controlled by correcting to (for example, see Patent Document 1). The air-fuel ratio control using the sub feedback amount is also referred to as “sub feedback control”.

特開2009−162139号公報JP 2009-162139 A

ところで、出願人は、特に、「触媒の酸素吸蔵能力が低い場合(例えば、触媒が劣化した場合、或いは、触媒の容量が小さい場合等であって、最大酸素吸蔵量が小さい場合)」であっても、エミッションを良好に維持することができる空燃比制御装置を検討している。例えば、そのような検討中の空燃比制御装置の一つは、触媒の状態(酸素吸蔵状態)を下流側空燃比センサの出力値に基づいて遅滞なく判定し、その判定結果に基づいて触媒流入ガスの空燃比が理論空燃比以外の空燃比に一致するように機関の空燃比を制御する。この検討中の空燃比制御装置は、本発明の制御装置の一部をなすので、以下、本発明装置とも称呼する。   By the way, the applicant particularly stated that “when the oxygen storage capacity of the catalyst is low (for example, when the catalyst is deteriorated or when the capacity of the catalyst is small and the maximum oxygen storage amount is small)”. However, an air-fuel ratio control device capable of maintaining good emissions is being studied. For example, one such air-fuel ratio control device under study determines the state of the catalyst (oxygen storage state) without delay based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor, and based on the determination result, the catalyst inflow The air-fuel ratio of the engine is controlled so that the air-fuel ratio of the gas matches an air-fuel ratio other than the stoichiometric air-fuel ratio. Since the air-fuel ratio control device under consideration forms part of the control device of the present invention, it will be hereinafter also referred to as the present invention device.

より具体的に述べると、触媒は、その酸素吸蔵量が「0」と「最大酸素吸蔵量Cmax」との間にある場合に高い浄化効率にて排ガスを浄化する。よって、本発明装置は、下流側空燃比センサの出力値Voxsに基づいて触媒の状態が酸素過剰状態(リーン状態)になったと判定したとき、目標空燃比を「理論空燃比よりも小さい目標リッチ空燃比」に設定することにより、触媒の酸素吸蔵量を減少させる。更に、この制御装置は、下流側空燃比センサの出力値Voxsに基づいて触媒の状態が酸素不足状態(リッチ状態)となったと判定したとき、目標空燃比を「理論空燃比よりも大きい目標リーン空燃比」に設定することにより、触媒の酸素吸蔵量を増大させる。   More specifically, the catalyst purifies the exhaust gas with high purification efficiency when the oxygen storage amount is between “0” and “maximum oxygen storage amount Cmax”. Therefore, when the present invention apparatus determines that the state of the catalyst has become an oxygen excess state (lean state) based on the output value Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor, the target air-fuel ratio is set to “a target rich value smaller than the stoichiometric air-fuel ratio”. By setting to “air-fuel ratio”, the oxygen storage amount of the catalyst is reduced. Further, when the control device determines that the state of the catalyst has become an oxygen-deficient state (rich state) based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor, the control device sets the target air-fuel ratio to “a target lean greater than the stoichiometric air-fuel ratio”. By setting to “air-fuel ratio”, the oxygen storage amount of the catalyst is increased.

一方、機関には、蒸発燃料パージ手段が採用される。蒸発燃料パージ手段は、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、所定のパージ実行要求条件が成立するとキャニスタに吸着された蒸発燃料を機関の吸気通路に導入する。これにより、蒸発燃料は機関の燃焼室にて燃焼させられてから大気中に排出される。蒸発燃料を機関の吸気通路に導入することは蒸発燃料パージと称呼される。   On the other hand, an evaporated fuel purge means is employed in the engine. The evaporated fuel purge means adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank to the canister, and introduces the evaporated fuel adsorbed to the canister to the intake passage of the engine when a predetermined purge execution requirement condition is satisfied. As a result, the evaporated fuel is burned in the combustion chamber of the engine and then discharged into the atmosphere. Introducing evaporative fuel into the engine intake passage is called evaporative fuel purge.

蒸発燃料パージは、機関の空燃比を変化させる要因の一つである。蒸発燃料パージが実行されている期間においても、上述したメインフィードバック制御は実行される。ところが、吸気通路に導入される蒸発燃料の濃度は時間的に一定ではない。   The evaporated fuel purge is one of the factors that change the air-fuel ratio of the engine. The main feedback control described above is also executed during the period in which the evaporated fuel purge is being executed. However, the concentration of the evaporated fuel introduced into the intake passage is not constant over time.

従って、メインフィードバック制御が実行されている場合であっても、蒸発燃料パージが実行されている場合(図5の時刻t1以降を参照。)、蒸発燃料パージが実行されていない場合(図5の時刻t1以前を参照。)に比べ、触媒に流入する空燃比(上流側空燃比)の変動幅は大きくなる。特に、メインフィードバック制御の制御遅れに起因して、蒸発燃料パージが開始された直後の期間(図5の時刻t1〜時刻t2)における空燃比の変動は、その後の期間(図5の時刻t2以降)における空燃比の変動よりも大きくなる。即ち、蒸発燃料パージが開始されると、その影響が上流側空燃比に現れ始めた時点から所定時間が経過するまでの期間(図5の時刻t1〜時刻t2)、上流側空燃比の変動幅は非常に大きくなる。   Therefore, even when the main feedback control is executed, when the evaporated fuel purge is executed (see time t1 and after in FIG. 5), when the evaporated fuel purge is not executed (see FIG. 5). Compared with the time before time t1), the fluctuation range of the air-fuel ratio (upstream air-fuel ratio) flowing into the catalyst becomes larger. In particular, due to the control delay of the main feedback control, the fluctuation of the air-fuel ratio in the period immediately after the evaporative fuel purge is started (time t1 to time t2 in FIG. 5) is the subsequent period (after time t2 in FIG. 5). ) Is larger than the fluctuation of the air-fuel ratio. That is, when the fuel vapor purge is started, the fluctuation range of the upstream air-fuel ratio during a period (time t1 to time t2 in FIG. 5) from when the effect starts to appear in the upstream air-fuel ratio until a predetermined time elapses. Becomes very large.

このため、触媒の酸素吸蔵量が「0」又は最大酸素吸蔵量Cmaxに近い場合に蒸発燃料パージの影響が上流側空燃比に現れると、触媒の酸素吸蔵量が「0」または最大酸素吸蔵量Cmaxに到達し、それによりエミッションが悪化する虞がある。   Therefore, when the oxygen storage amount of the catalyst is “0” or close to the maximum oxygen storage amount Cmax, if the influence of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio, the oxygen storage amount of the catalyst is “0” or the maximum oxygen storage amount. There is a risk that Cmax will be reached and the emission will be worsened.

従って、本発明の目的の一つは、蒸発燃料パージを開始させるタイミングを制限することにより、触媒の酸素吸蔵量が「0」又は最大酸素吸蔵量Cmaxに到達してしまう可能性をより一層低減し、以って、エミッションの悪化を防止し得る内燃機関の制御装置を提供することにある。   Therefore, one of the objects of the present invention is to further reduce the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst reaches “0” or the maximum oxygen storage amount Cmax by limiting the timing of starting the evaporated fuel purge. Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can prevent deterioration of emissions.

本発明による内燃機関の制御装置(本発明装置)は、触媒と、下流側空燃比センサと、触媒状態判定手段と、目標空燃比設定手段と、燃料噴射弁と、燃料噴射制御手段と、蒸発燃料パージ手段と、を備える。   An internal combustion engine control apparatus (invention apparatus) according to the present invention includes a catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor, catalyst state determination means, target air-fuel ratio setting means, fuel injection valve, fuel injection control means, and evaporation. And a fuel purge means.

前記触媒は、前記内燃機関の排気通路に配設される。前記触媒は、酸素吸蔵機能を有する三元触媒である。
前記下流側空燃比センサは、前記排気通路であって前記触媒の下流側に配設される。
The catalyst is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine. The catalyst is a three-way catalyst having an oxygen storage function.
The downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage and downstream of the catalyst.

前記触媒状態判定手段は、前記触媒の酸素吸蔵状態が、酸素過剰状態(リーン状態)であるか酸素不足状態(リッチ状態)であるかを前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて判定する。
前記酸素過剰状態は、前記触媒に吸蔵されている酸素の量が前記触媒にとって過剰である(過剰となる傾向にある)ために、前記触媒に吸蔵されている酸素の量を減少すべき状態である。
前記酸素不足状態は、前記触媒に吸蔵されている酸素の量が不足している(不足する傾向にある)ために、前記触媒に吸蔵されている酸素の量を増大すべき状態である。
The catalyst state determination means determines whether the oxygen storage state of the catalyst is an oxygen excess state (lean state) or an oxygen shortage state (rich state) based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor. .
The oxygen excess state is a state in which the amount of oxygen stored in the catalyst should be reduced because the amount of oxygen stored in the catalyst is excessive for the catalyst (which tends to be excessive). is there.
The oxygen-deficient state is a state in which the amount of oxygen stored in the catalyst should be increased because the amount of oxygen stored in the catalyst is insufficient (which tends to be insufficient).

例えば、前記触媒状態判定手段は、下流側空燃比センサの出力値が「理論空燃比よりも小さい空燃比であるリッチ空燃比」に対応する値(リッチ対応値)から「理論空燃比よりも大きい空燃比であるリーン空燃比」に対応する値(リーン対応値)に向けて変化している場合であって、単位時間あたりの出力値の変化量の大きさが所定の値(リッチ判定閾値)よりも大きくなったとき、触媒の状態が酸素過剰状態となったと判定する。   For example, the catalyst state determination means determines that the output value of the downstream air-fuel ratio sensor is greater than the stoichiometric air-fuel ratio from a value (rich corresponding value) corresponding to “a rich air-fuel ratio that is an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio”. The amount of change in the output value per unit time is a predetermined value (rich determination threshold value) when it is changing toward a value corresponding to the “lean air-fuel ratio that is the air-fuel ratio” (lean-corresponding value). When it becomes larger than that, it is determined that the state of the catalyst has become an oxygen-excess state.

これに対し、前記触媒状態判定手段は、下流側空燃比センサの出力値がリーン対応値からリッチ対応値に向けて変化している場合であって、単位時間あたりの出力値の変化量の大きさが所定の値(リッチ判定閾値)よりも大きくなったとき、触媒の状態が酸素不足状態となったと判定する。   On the other hand, the catalyst state determination means is a case where the output value of the downstream air-fuel ratio sensor changes from the lean corresponding value to the rich corresponding value, and the amount of change in the output value per unit time is large. When is larger than a predetermined value (rich determination threshold value), it is determined that the state of the catalyst has become an oxygen-deficient state.

或いは、前記触媒状態判定手段は、触媒の状態が酸素不足状態であると判定されている状態において下流側空燃比センサの出力値と酸素過剰状態判定閾値とを比較し、その比較に基づいて触媒の状態が酸素過剰状態となったと判定してもよい。更に、前記触媒状態判定手段は、触媒の状態が酸素過剰状態であると判定されている状態において下流側空燃比センサの出力値と酸素不足状態判定閾値とを比較し、その比較に基づいて触媒の状態が酸素不足状態となったと判定してもよい。   Alternatively, the catalyst state determination unit compares the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with the oxygen excess state determination threshold value in a state where the catalyst state is determined to be an oxygen deficient state, and based on the comparison, It may be determined that this state has become an oxygen-excess state. Further, the catalyst state determination means compares the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with the oxygen deficiency state determination threshold value in a state where the catalyst state is determined to be an oxygen excess state, and based on the comparison, It may be determined that this state has become an oxygen-deficient state.

前記目標空燃比設定手段は、前記酸素吸蔵状態が前記酸素過剰状態であると判定されている場合に「前記触媒に流入するガスの空燃比の目標値である目標空燃比」を「理論空燃比よりも小さい目標リッチ空燃比」に設定する。更に、前記目標空燃比設定手段は、前記酸素吸蔵状態が前記酸素不足状態であると判定されている場合に前記目標空燃比を「理論空燃比よりも大きい目標リーン空燃比」に設定する。   When the oxygen storage state is determined to be the oxygen excess state, the target air-fuel ratio setting means sets the “target air-fuel ratio that is the target value of the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst” as “the stoichiometric air-fuel ratio”. Smaller than the target rich air-fuel ratio. Further, the target air-fuel ratio setting means sets the target air-fuel ratio to “a target lean air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio” when it is determined that the oxygen storage state is the oxygen-deficient state.

前記燃料噴射弁は前記機関に対して燃料を噴射する。
前記燃料噴射制御手段は、「前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量」である燃料噴射量を「前記設定された目標空燃比」に応じて決定する。更に、前記燃料噴射制御手段は、前記決定した燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる。
前記蒸発燃料パージ手段は、「前記燃料噴射弁に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク」内に発生した蒸発燃料を前記機関の吸気通路に導入する蒸発燃料パージを「所定のパージ実行要求条件」が成立している場合に実行する。
The fuel injection valve injects fuel to the engine.
The fuel injection control means determines a fuel injection amount which is “amount of fuel injected from the fuel injection valve” according to “the set target air-fuel ratio”. Further, the fuel injection control means injects fuel of the determined fuel injection amount from the fuel injection valve.
The evaporative fuel purge means performs an evaporative fuel purge that introduces the evaporative fuel generated in the “fuel tank that stores fuel supplied to the fuel injection valve” into the intake passage of the engine as a “predetermined purge execution requirement condition”. Executes when is true.

更に、前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比が前記目標リッチ空燃比から前記目標リーン空燃比へと変更される時点である目標空燃比リッチリーン変更時点、及び、前記目標空燃比が前記目標リーン空燃比から前記目標リッチ空燃比へと変更される時点である目標空燃比リーンリッチ変更時点、の少なくとも一方の時点から所定時間が経過するまでの期間、前記パージ実行要求条件が成立した場合であっても前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されている。
Further, the evaporated fuel purge means includes:
The target air-fuel ratio is changed from the target rich air-fuel ratio to the target lean air-fuel ratio, and the target air-fuel ratio is changed from the target lean air-fuel ratio to the target rich air-fuel ratio. The evaporative fuel purge is executed even when the purge execution request condition is satisfied during a period until a predetermined time elapses from at least one of the target air-fuel ratio lean-rich change time, which is the time when the target is changed to Configured to not start.

目標空燃比リッチリーン変更時点は、触媒の酸素吸蔵量が「0」に近づいている時点である。従って、目標空燃比リッチリーン変更時点から所定時間が経過するまでの期間において、触媒の酸素吸蔵量は「0」に近い。よって、目標空燃比リッチリーン変更時点から所定時間が経過するまでの期間において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れると、触媒の酸素吸蔵量が「0」に到達する可能性が高くなる。   The target air-fuel ratio rich-lean change time is a time when the oxygen storage amount of the catalyst approaches “0”. Accordingly, the oxygen storage amount of the catalyst is close to “0” in a period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until a predetermined time elapses. Therefore, if a change in the air-fuel ratio due to the start of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio in the period from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the predetermined time elapses, the oxygen storage amount of the catalyst becomes “ The possibility of reaching “0” increases.

これに対し、上記構成によれば、目標空燃比リッチリーン変更時点から所定時間が経過するまでの期間、蒸発燃料パージの実行が開始されないようにすることができる。換言すると、目標空燃比リッチリーン変更時点から所定時間が経過した時点以降において、即ち、触媒の酸素吸蔵量がある程度大きくなっている時点以降において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れるようにすることができる。従って、触媒の酸素吸蔵量が「0」に到達する可能性を低減することができるので、エミッションが悪化する可能性を低減することができる。   On the other hand, according to the above configuration, it is possible to prevent the execution of the evaporated fuel purge from being started for a period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until a predetermined time elapses. In other words, after the time when the predetermined time has elapsed since the target air-fuel ratio rich-lean change time, that is, after the time when the oxygen storage amount of the catalyst has increased to some extent, the air-fuel ratio due to the start of the evaporated fuel purge. The fluctuation can appear in the upstream air-fuel ratio. Therefore, since the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst reaches “0” can be reduced, the possibility that the emission deteriorates can be reduced.

同様に、目標空燃比リーンリッチ変更時点は、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに近づいている時点である。従って、目標空燃比リーンリッチ変更時点から所定時間が経過するまでの期間において、触媒の酸素吸蔵量は最大酸素吸蔵量Cmaxに近い。よって、目標空燃比リーンリッチ変更時点から所定時間が経過するまでの期間において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れると、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する可能性が高くなる。   Similarly, the target air-fuel ratio lean rich change time is a time when the oxygen storage amount of the catalyst approaches the maximum oxygen storage amount Cmax. Therefore, the oxygen storage amount of the catalyst is close to the maximum oxygen storage amount Cmax during a period from when the target air-fuel ratio lean rich is changed until a predetermined time elapses. Therefore, if the fluctuation of the air-fuel ratio due to the start of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio in the period from the target air-fuel ratio lean rich change time until the predetermined time elapses, the oxygen storage amount of the catalyst is maximized. The possibility of reaching the oxygen storage amount Cmax increases.

これに対し、上記構成によれば、目標空燃比リーンリッチ変更時点から所定時間が経過するまでの期間、蒸発燃料パージの実行が開始されないようにすることができる。換言すると、目標空燃比リーンリッチ変更時点から所定時間が経過した時点以降において、即ち、触媒の酸素吸蔵量がある程度小さくなっている時点以降において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れるようにすることができる。従って、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する可能性を低減することができるので、エミッションが悪化する可能性を低減することができる。   On the other hand, according to the above configuration, it is possible to prevent the execution of the evaporated fuel purge from being started for a period from when the target air-fuel ratio lean / rich change is performed until a predetermined time elapses. In other words, after the predetermined time has elapsed since the target air-fuel ratio lean-rich change time, that is, after the time when the oxygen storage amount of the catalyst has decreased to some extent, the air-fuel ratio caused by starting the evaporated fuel purge is reduced. The fluctuation can appear in the upstream air-fuel ratio. Therefore, since the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst reaches the maximum oxygen storage amount Cmax can be reduced, the possibility that the emission deteriorates can be reduced.

この場合、
前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比リーンリッチ変更時点から前記所定時間としての第1所定時間が経過するまでの期間であるリーンリッチ変更後期間に前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成され、
前記目標空燃比リッチリーン変更時点から同目標空燃比リッチリーン変更時点に続く前記目標空燃比リーンリッチ変更時点までの第1時間(目標空燃比リーン継続時間)を少なくとも前記機関の吸入空気量に相関を有する値に基づいて推定し、
前記推定された第1時間に基づいて次に到来する予定の前記目標空燃比リーンリッチ変更時点を予測し、
前記予測された目標空燃比リーンリッチ変更時点よりも所定時間前の時点から前記リーンリッチ変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されることが好ましい。
in this case,
The evaporated fuel purge means includes
It is configured not to start the execution of the evaporated fuel purge in a period after the lean rich change, which is a period from the target air-fuel ratio lean rich change time to the passage of the first predetermined time as the predetermined time,
A first time (target air-fuel ratio lean continuation time) from the target air-fuel ratio rich-lean change time to the target air-fuel ratio lean-rich change time subsequent to the target air-fuel ratio rich-lean change time is correlated with at least the intake air amount of the engine Based on a value having
Predicting the next target air-fuel ratio lean rich change time point that is to come next based on the estimated first time;
It is preferable that the execution of the evaporated fuel purge is not started during a period from a time point before a predicted target air-fuel ratio lean-rich change time to a time point after the lean-rich change period.

これによれば、予測された目標空燃比リーンリッチ変更時点よりも所定時間前の時点から前記リーンリッチ変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行が開始されないので、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに近い場合に蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れることがない。よって、酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達することに起因するエミッションの悪化の可能性を低減することができる。   According to this, since the execution of the evaporated fuel purge is not started during a period from a time point before a predicted target air-fuel ratio lean-rich change time to a time point after the lean-rich change period, When the occlusion amount is close to the maximum oxygen occlusion amount Cmax, fluctuations in the air-fuel ratio caused by starting the evaporated fuel purge do not appear in the upstream air-fuel ratio. Therefore, it is possible to reduce the possibility of deterioration of emission due to the oxygen storage amount reaching the maximum oxygen storage amount Cmax.

また、前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比リッチリーン変更時点から前記所定時間としての第2所定時間が経過するまでの期間であるリッチリーン変更後期間に前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成され、
前記目標空燃比リーンリッチ変更時点から同目標空燃比リーンリッチ変更時点に続く前記目標空燃比リッチリーン変更時点までの第2時間(目標リッチ空燃比継続時間)を少なくとも前記機関の吸入空気量に相関を有する値に基づいて推定し、
前記推定された第2時間に基づいて次に到来する予定の前記目標空燃比リッチリーン変更時点を予測し、
前記予測された目標空燃比リッチリーン変更時点よりも所定時間前の時点から前記リッチリーン変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されることが好ましい。
The evaporated fuel purge means includes:
It is configured not to start the execution of the evaporated fuel purge in a period after the rich lean change, which is a period from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the second predetermined time as the predetermined time elapses.
A second time (target rich air-fuel ratio duration) from the target air-fuel ratio lean rich change time to the target air-fuel ratio rich lean change time following the target air-fuel ratio lean rich change time is correlated with at least the intake air amount of the engine Based on a value having
Predicting the next target air-fuel ratio rich lean change time to arrive next based on the estimated second time;
It is preferable that the evaporative fuel purge is not started during a period from a time before the predicted target air-fuel ratio rich lean change time to a time point after the rich lean change period.

これによれば、予測された目標空燃比リッチリーン変更時点よりも所定時間前の時点から前記リッチリーン変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行が開始されないので、触媒の酸素吸蔵量が「0」に近い場合に蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れることがない。よって、酸素吸蔵量が「0」に到達することに起因するエミッションの悪化の可能性を低減することができる。   According to this, since the execution of the evaporative fuel purge is not started during a period from a time point a predetermined time before the predicted target air-fuel ratio rich-lean change time point to an elapsed time point after the rich-lean change time period, When the occlusion amount is close to “0”, the fluctuation of the air-fuel ratio due to the start of the evaporated fuel purge does not appear in the upstream air-fuel ratio. Therefore, it is possible to reduce the possibility of emission deterioration due to the oxygen storage amount reaching “0”.

本発明装置の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。   Other objects, other features and attendant advantages of the apparatus of the present invention will be readily understood from the description of each embodiment of the present invention described with reference to the following drawings.

本発明の各実施形態に係る制御装置が適用される内燃機関の概略平面図である。1 is a schematic plan view of an internal combustion engine to which a control device according to each embodiment of the present invention is applied. 図1に示した触媒に流入するガスの空燃比(上流側空燃比)と図1に示した上流側空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio (upstream air-fuel ratio) of gas flowing into the catalyst shown in FIG. 1 and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 図1に示した触媒から流出するガスの空燃比(下流側空燃比)と図1に示した下流側空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio (downstream air-fuel ratio) of gas flowing out from the catalyst shown in FIG. 1 and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 本発明の第1実施形態に係る制御装置(第1制御装置)の作動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the action | operation of the control apparatus (1st control apparatus) which concerns on 1st Embodiment of this invention. 蒸発燃料パージが開始される前後における上流側空燃比の変化の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the change of the upstream air-fuel ratio before and after evaporative fuel purge is started. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 本発明の第2実施形態に係る制御装置(第2制御装置)の作動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the action | operation of the control apparatus (2nd control apparatus) which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 2nd control apparatus performs. 上流側空燃比と触媒の酸素吸蔵量との関係を示したタイムチャートである。3 is a time chart showing the relationship between the upstream air-fuel ratio and the oxygen storage amount of a catalyst. 上流側空燃比の変動幅、吸入空気量、及び、目標空燃比切替え周期、の間の関係を示したマップである。6 is a map showing a relationship among a fluctuation range of an upstream air-fuel ratio, an intake air amount, and a target air-fuel ratio switching cycle. 蒸発燃料パージが開始される前後における上流側空燃比の変化の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the change of the upstream air-fuel ratio before and after evaporative fuel purge is started. 本発明の第3実施形態に係る制御装置(第3制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (3rd control apparatus) concerning 3rd Embodiment of this invention performs. 蒸発燃料パージが開始される前後における上流側空燃比の変化の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the change of the upstream air-fuel ratio before and after evaporative fuel purge is started. 本発明の第4実施形態に係る制御装置(第4制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (4th control apparatus) which concerns on 4th Embodiment of this invention performs.

以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、単に「制御装置」とも称呼する。)について図面を参照しながら説明する。この制御装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)を制御する空燃比制御装置の一部であり、更に、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置及び蒸発燃料のパージ量を制御する蒸発燃料パージ量制御装置の一部でもある。   Hereinafter, a control device for an internal combustion engine (hereinafter also simply referred to as “control device”) according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This control device is a part of an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine (the air-fuel ratio of the engine). Further, the fuel injection amount control device that controls the fuel injection amount and the evaporation It is also a part of an evaporative fuel purge amount control device for controlling the fuel purge amount.

<第1実施形態>
(構成)
図1は、第1実施形態に係る制御装置(以下、「第1制御装置」とも称呼する。)を、4サイクル・火花点火式・多気筒(直列4気筒)・内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。
<First Embodiment>
(Constitution)
FIG. 1 shows a system in which a control device according to the first embodiment (hereinafter also referred to as “first control device”) is applied to a 4-cycle, spark ignition type, multi-cylinder (in-line 4-cylinder) internal combustion engine 10. The schematic structure of is shown.

内燃機関10は、機関本体部20と、吸気系統30と、排気系統40と、蒸発燃料供給系統50と、を含む。   The internal combustion engine 10 includes an engine main body 20, an intake system 30, an exhaust system 40, and an evaporated fuel supply system 50.

機関本体部20は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部20は、複数の気筒(燃焼室)21を備えている。各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室21との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室21との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室21には図示しない点火プラグが配設されている。   The engine body portion 20 includes a cylinder block portion and a cylinder head portion. The engine body 20 includes a plurality of cylinders (combustion chambers) 21. Each cylinder communicates with an “intake port and exhaust port” (not shown). A communicating portion between the intake port and the combustion chamber 21 is opened and closed by an intake valve (not shown). A communicating portion between the exhaust port and the combustion chamber 21 is opened and closed by an exhaust valve (not shown). Each combustion chamber 21 is provided with a spark plug (not shown).

吸気系統30は、インテークマニホールド31、吸気管32、複数の燃料噴射弁33、及び、スロットル弁34を備えている。   The intake system 30 includes an intake manifold 31, an intake pipe 32, a plurality of fuel injection valves 33, and a throttle valve 34.

インテークマニホールド31は、複数の枝部31aとサージタンク31bとを備えている。複数の枝部31aのそれぞれの一端は、複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部31aの他端はサージタンク31bに接続されている。   The intake manifold 31 includes a plurality of branch portions 31a and a surge tank 31b. One end of each of the plurality of branch portions 31a is connected to each of the plurality of intake ports. The other ends of the plurality of branch portions 31a are connected to the surge tank 31b.

吸気管32の一端はサージタンク31bに接続されている。吸気管32の他端には図示しないエアフィルタが配設されている。   One end of the intake pipe 32 is connected to the surge tank 31b. An air filter (not shown) is disposed at the other end of the intake pipe 32.

燃料噴射弁33は、一つの気筒(燃焼室)21に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁33は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁33を備えている。燃料噴射弁33は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート(従って、燃料噴射弁33に対応する気筒21)内に噴射するようになっている。   One fuel injection valve 33 is provided for each cylinder (combustion chamber) 21. The fuel injection valve 33 is provided at the intake port. That is, each of the plurality of cylinders includes a fuel injection valve 33 that supplies fuel independently of the other cylinders. The fuel injection valve 33 responds to the injection instruction signal, and when it is normal, “the fuel of the indicated fuel injection amount included in the injection instruction signal” in the intake port (therefore, the cylinder 21 corresponding to the fuel injection valve 33). It is supposed to be injected into.

より具体的に述べると、燃料噴射弁33には、後述する燃料タンク51に接続された燃料供給管57を介して燃料が供給されている。燃料噴射弁33に供給されている燃料の圧力は、その燃料の圧力と吸気ポート内の圧力との差圧が一定になるように図示しないプレッシャレギュレータにより制御されている。燃料噴射弁33は、指示燃料噴射量に応じた時間だけ開弁させられる。従って、燃料噴射弁33が正常であれば、燃料噴射弁33は指示燃料噴射量と等量の燃料を噴射する。   More specifically, fuel is supplied to the fuel injection valve 33 via a fuel supply pipe 57 connected to a fuel tank 51 described later. The pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 33 is controlled by a pressure regulator (not shown) so that the differential pressure between the pressure of the fuel and the pressure in the intake port becomes constant. The fuel injection valve 33 is opened for a time corresponding to the command fuel injection amount. Therefore, if the fuel injection valve 33 is normal, the fuel injection valve 33 injects an amount of fuel equal to the indicated fuel injection amount.

スロットル弁34は、吸気管32内に回動可能に配設されている。スロットル弁34は、吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁34は、図示しないスロットル弁アクチュエータにより吸気管32内で回転駆動されるようになっている。   The throttle valve 34 is rotatably disposed in the intake pipe 32. The throttle valve 34 has a variable opening cross-sectional area of the intake passage. The throttle valve 34 is rotationally driven in the intake pipe 32 by a throttle valve actuator (not shown).

排気系統40は、エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ42、エキゾーストパイプ42に配設された上流側触媒43、及び、上流側触媒43よりも下流においてエキゾーストパイプ42に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。   The exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41, an exhaust pipe 42, an upstream catalyst 43 disposed in the exhaust pipe 42, and a “downstream catalyst (not shown) disposed in the exhaust pipe 42 downstream of the upstream catalyst 43. Is provided.

エキゾーストマニホールド41は、複数の枝部41aと集合部41bとを備えている。複数の枝部41aのそれぞれの一端は、複数の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部41aのそれぞれの他端は集合部41bに集合している。この集合部41bは、複数(2以上であり、本例では4つ)の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、排気集合部HKとも称呼される。   The exhaust manifold 41 includes a plurality of branch portions 41a and a collecting portion 41b. One end of each of the plurality of branch portions 41a is connected to each of the plurality of exhaust ports. The other ends of the plurality of branch portions 41a are gathered in the gathering portion 41b. The collecting portion 41b is also referred to as an exhaust collecting portion HK because exhaust gas discharged from a plurality of (two or more, four in this example) cylinders gathers.

エキゾーストパイプ42は集合部41bに接続されている。排気ポート、エキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42は、排気通路を構成している。   The exhaust pipe 42 is connected to the collecting portion 41b. The exhaust port, the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42 constitute an exhaust passage.

上流側触媒43及び下流側触媒のそれぞれは、所謂、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属(触媒物質)からなる活性成分を担持する三元触媒装置(排気浄化用の触媒)である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比(例えば、理論空燃比)」であるとき、HC,CO,Hなどの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物(NOx)を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。 Each of the upstream side catalyst 43 and the downstream side catalyst is a so-called three-way catalyst device (exhaust purification catalyst) carrying an active component made of a noble metal (catalyst substance) such as platinum, rhodium and palladium. Each catalyst oxidizes unburned components such as HC, CO, and H 2 when the air-fuel ratio of the gas flowing into each catalyst is “the air-fuel ratio within the window of the three-way catalyst (for example, the theoretical air-fuel ratio)”. In addition, it has a function of reducing nitrogen oxides (NOx). This function is also called a catalyst function.

更に、各触媒は、酸素を吸蔵(貯蔵)する酸素吸蔵機能を有する。即ち、各触媒は、その触媒に流入するガス(触媒流入ガス)に過剰の酸素が含まれているとき、その酸素を吸蔵するとともにNOxを浄化する。各触媒は、触媒流入ガスに過剰な未燃物が含まれているとき、吸蔵している酸素を放出してその未燃物を浄化する。この酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア(CeO)等の酸素吸蔵材によってもたらされる。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。 Further, each catalyst has an oxygen storage function for storing (storing) oxygen. That is, each catalyst occludes oxygen and purifies NOx when excessive oxygen is contained in the gas flowing into the catalyst (catalyst inflow gas). When the catalyst inflow gas contains excessive unburned substances, each catalyst releases the stored oxygen and purifies the unburned substances. This oxygen storage function is provided by an oxygen storage material such as ceria (CeO 2 ) supported on the catalyst. Each catalyst can purify unburned components and nitrogen oxides even if the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen storage function. That is, the window width is expanded by the oxygen storage function.

蒸発燃料供給系統50は、燃料タンク51、キャニスタ52、ベーパ捕集管53、パージ流路管54、パージ制御弁55、及び、燃料ポンプ56を備えている。   The evaporated fuel supply system 50 includes a fuel tank 51, a canister 52, a vapor collection pipe 53, a purge flow path pipe 54, a purge control valve 55, and a fuel pump 56.

燃料タンク51は、燃料噴射弁33から機関10に対して噴射・供給される燃料を貯留する。   The fuel tank 51 stores fuel that is injected and supplied from the fuel injection valve 33 to the engine 10.

キャニスタ52は、燃料タンク51内にて発生した蒸発燃料(蒸発燃料ガス)を吸蔵する「周知のチャコールキャニスタ」である。キャニスタ52は、タンクポート52aと、パージポート52bと、大気に曝されている大気ポート52cと、が形成された筐体を備える。キャニスタ52は、その筐体内に、蒸発燃料を吸着するための吸着剤(活性炭等)52dを収納(保持)している。   The canister 52 is a “well-known charcoal canister” that stores the evaporated fuel (evaporated fuel gas) generated in the fuel tank 51. The canister 52 includes a housing in which a tank port 52a, a purge port 52b, and an atmospheric port 52c exposed to the atmosphere are formed. The canister 52 accommodates (holds) an adsorbent (activated carbon or the like) 52d for adsorbing evaporated fuel in the casing.

ベーパ捕集管53の一端は燃料タンク51の上部に接続され、ベーパ捕集管53の他端はタンクポート52aに接続されている。ベーパ捕集管53は、燃料タンク51内に発生した蒸発燃料を燃料タンク51からキャニスタ52へと導入するための管である。   One end of the vapor collection pipe 53 is connected to the upper part of the fuel tank 51, and the other end of the vapor collection pipe 53 is connected to the tank port 52a. The vapor collection pipe 53 is a pipe for introducing the evaporated fuel generated in the fuel tank 51 from the fuel tank 51 to the canister 52.

パージ流路管54の一端はパージポート52bに接続され、パージ流路管54の他端はサージタンク31b(即ち、スロットル弁34よりも下流の吸気通路)に接続されている。パージ流路管54は、キャニスタ52の吸着剤52dから脱離した蒸発燃料をサージタンク31bへと導入するための管である。ベーパ捕集管53及びパージ流路管54はパージ通路(パージ通路部)を構成している。   One end of the purge passage pipe 54 is connected to the purge port 52b, and the other end of the purge passage pipe 54 is connected to the surge tank 31b (that is, the intake passage downstream from the throttle valve 34). The purge flow path pipe 54 is a pipe for introducing the evaporated fuel desorbed from the adsorbent 52d of the canister 52 into the surge tank 31b. The vapor collection pipe 53 and the purge flow path pipe 54 constitute a purge passage (purge passage portion).

パージ制御弁55はパージ流路管54に介装されている。パージ制御弁55は、指示信号であるデューティ比DPGを表す駆動信号により開度(開弁期間)が調節されることにより、パージ流路管54の通路断面積を変更するようになっている。パージ制御弁55は、デューティ比DPGが「0」であるときにパージ流路管54を完全に閉じるようになっている。更に、パージ制御弁55は、デューティ比DPGが「0」よりも大きいときデューティ比DPGが大きいほど通路断面積を大きくするように開弁する。   The purge control valve 55 is interposed in the purge flow path pipe 54. The purge control valve 55 is configured to change the passage cross-sectional area of the purge passage pipe 54 by adjusting the opening degree (valve opening period) by a drive signal representing the duty ratio DPG which is an instruction signal. The purge control valve 55 is configured to completely close the purge flow path pipe 54 when the duty ratio DPG is “0”. Further, when the duty ratio DPG is larger than “0”, the purge control valve 55 is opened so that the passage sectional area becomes larger as the duty ratio DPG is larger.

燃料ポンプ56は、燃料タンク51に貯留されている燃料を燃料供給管57を通して燃料噴射弁33に供給するようになっている。   The fuel pump 56 supplies the fuel stored in the fuel tank 51 to the fuel injection valve 33 through the fuel supply pipe 57.

このように構成された蒸発燃料供給系統50において、パージ制御弁55が完全に閉じられている場合、燃料タンク51内で発生した蒸発燃料はキャニスタ52に吸蔵される。パージ制御弁55が開かれている場合、キャニスタ52に吸蔵された蒸発燃料はパージ流路管54を通してサージタンク31b(スロットル弁34よりも下流の吸気通路)に放出され、燃焼室21(機関10)へ供給される。即ち、パージ制御弁55が開かれているとき、蒸発燃料のパージ(「蒸発燃料ガスのパージ」又は「パージ」とも称呼される。)が行われる。   In the evaporated fuel supply system 50 configured as described above, when the purge control valve 55 is completely closed, the evaporated fuel generated in the fuel tank 51 is occluded in the canister 52. When the purge control valve 55 is opened, the evaporated fuel occluded in the canister 52 is discharged to the surge tank 31b (the intake passage downstream of the throttle valve 34) through the purge passage pipe 54, and the combustion chamber 21 (engine 10). ). That is, when the purge control valve 55 is open, the fuel vapor purge (also referred to as “vapor fuel gas purge” or “purge”) is performed.

このシステムは、熱線式エアフローメータ61、スロットルポジションセンサ62、水温センサ63、クランクポジションセンサ64、インテークカムポジションセンサ65、上流側空燃比センサ66、下流側空燃比センサ67、及び、アクセル開度センサ68を備えている。   This system includes a hot-wire air flow meter 61, a throttle position sensor 62, a water temperature sensor 63, a crank position sensor 64, an intake cam position sensor 65, an upstream air-fuel ratio sensor 66, a downstream air-fuel ratio sensor 67, and an accelerator opening sensor. 68.

エアフローメータ61は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量(吸入空気流量)Gaに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Gaは、単位時間あたりに機関10に吸入される吸入空気量を表す。   The air flow meter 61 outputs a signal corresponding to the mass flow rate (intake air flow rate) Ga of intake air flowing through the intake pipe 32. That is, the intake air amount Ga represents the intake air amount taken into the engine 10 per unit time.

スロットルポジションセンサ62は、スロットル弁34の開度(スロットル弁開度)を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。   The throttle position sensor 62 detects the opening (throttle valve opening) of the throttle valve 34 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA.

水温センサ63は、機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。冷却水温THWは、機関10の暖機状態(機関10の温度)を表す運転状態指標量である。   The water temperature sensor 63 detects the temperature of the cooling water of the engine 10 and outputs a signal indicating the cooling water temperature THW. The coolant temperature THW is an operating state index amount that represents the warm-up state of the engine 10 (temperature of the engine 10).

クランクポジションセンサ64は、クランク軸が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置70によって機関回転速度NEに変換される。   The crank position sensor 64 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft rotates 10 ° and a wide pulse every time the crankshaft rotates 360 °. This signal is converted into an engine speed NE by an electric control device 70 described later.

インテークカムポジションセンサ65は、インテークカムシャフトが所定角度から90度、次いで90度、更に180度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置70は、クランクポジションセンサ64及びインテークカムポジションセンサ65からの信号に基づいて、基準気筒(例えば第1気筒)の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角度CAを取得するようになっている。この絶対クランク角度CAは、基準気筒の圧縮上死点において「0°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて720°クランク角度まで増大し、その時点にて再び0°クランク角度に設定される。   The intake cam position sensor 65 outputs one pulse every time the intake cam shaft rotates 90 degrees, 90 degrees, and 180 degrees from a predetermined angle. The electric control device 70 described later acquires an absolute crank angle CA based on the compression top dead center of the reference cylinder (for example, the first cylinder) based on signals from the crank position sensor 64 and the intake cam position sensor 65. It has become. This absolute crank angle CA is set to “0 ° crank angle” at the compression top dead center of the reference cylinder, and increases to a 720 ° crank angle according to the rotation angle of the crankshaft. Set to

上流側空燃比センサ66は、エキゾーストマニホールド41の集合部41b(排気集合部HK)と上流側触媒43との間の位置において「エキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42の何れか」に配設されている。   The upstream air-fuel ratio sensor 66 is disposed in “one of the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42” at a position between the collecting portion 41 b (exhaust collecting portion HK) of the exhaust manifold 41 and the upstream catalyst 43. .

上流側空燃比センサ66は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報及び特開2004−69547号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。   The upstream air-fuel ratio sensor 66 is disclosed in, for example, “Limit current type wide area air-fuel ratio including diffusion resistance layer” disclosed in JP-A-11-72473, JP-A-2000-65782, JP-A-2004-69547, and the like. Sensor ".

上流側空燃比センサ66は、上流側空燃比センサ66の配設位置を流れる排ガスの空燃比(触媒43に流入するガスである「触媒流入ガス」の空燃比、上流側空燃比abyfs)に応じた出力値Vabyfsを出力する。出力値Vabyfsは、図2に示したように、触媒流入ガスの空燃比(上流側空燃比abyfs)が大きくなるほど(リーン側の空燃比になるほど)増大する。   The upstream air-fuel ratio sensor 66 corresponds to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the position where the upstream air-fuel ratio sensor 66 is disposed (the air-fuel ratio of the “catalyst inflow gas” that is the gas flowing into the catalyst 43, the upstream air-fuel ratio abyfs). Output the output value Vabyfs. As shown in FIG. 2, the output value Vabyfs increases as the air-fuel ratio (upstream air-fuel ratio abyfs) of the catalyst inflow gas increases (as the air-fuel ratio becomes leaner).

電気制御装置70は、出力値Vabyfsと上流側空燃比abyfsとの図2に示した関係を規定した空燃比変換テーブル(マップ)Mapabyfsを記憶している。電気制御装置70は、出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の上流側空燃比abyfsを検出する(検出上流側空燃比abyfsを取得する)ようになっている。   The electric control device 70 stores an air-fuel ratio conversion table (map) Mapabyfs that defines the relationship shown in FIG. 2 between the output value Vabyfs and the upstream air-fuel ratio abyfs. The electric control device 70 detects the actual upstream air-fuel ratio abyfs (obtains the detected upstream air-fuel ratio abyfs) by applying the output value Vabyfs to the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs.

再び、図1を参照すると、下流側空燃比センサ67は、エキゾーストパイプ42内に配設されている。下流側空燃比センサ67の配設位置は、上流側触媒43よりも下流側であり、且つ、下流側触媒よりも上流側(即ち、上流側触媒43と下流側触媒との間の排気通路)である。下流側空燃比センサ67は、周知の起電力式の酸素濃度センサ(安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ)である。下流側空燃比センサ67は、排気通路であって下流側空燃比センサ67が配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxsを発生するようになっている。換言すると、出力値Voxsは、上流側触媒43から流出し且つ下流側触媒に流入するガスの空燃比に応じた値である。   Referring to FIG. 1 again, the downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed in the exhaust pipe 42. The downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed downstream of the upstream catalyst 43 and upstream of the downstream catalyst (that is, the exhaust passage between the upstream catalyst 43 and the downstream catalyst). It is. The downstream air-fuel ratio sensor 67 is a known electromotive force type oxygen concentration sensor (a known concentration cell type oxygen concentration sensor using a solid electrolyte such as stabilized zirconia). The downstream air-fuel ratio sensor 67 generates an output value Voxs corresponding to the air-fuel ratio of the gas to be detected, which is a gas passing through a portion of the exhaust passage where the downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed. ing. In other words, the output value Voxs is a value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing out from the upstream catalyst 43 and flowing into the downstream catalyst.

この出力値Voxsは、図3に示したように、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max(例えば、約0.9V〜1.0V)となる。最大出力値maxは、理論空燃比よりも小さい空燃比であるリッチ空燃比に対応する値であり、リッチ対応値とも称呼される。出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min(例えば、約0.1V〜0V)となる。最小出力値minは、理論空燃比よりも大きい空燃比であるリーン空燃比に対応する値であり、リーン対応値とも称呼される。   As shown in FIG. 3, the output value Voxs becomes the maximum output value max (for example, about 0.9 V to 1.0 V) when the air-fuel ratio of the detected gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. The maximum output value max is a value corresponding to a rich air-fuel ratio that is an air-fuel ratio smaller than the theoretical air-fuel ratio, and is also referred to as a rich-corresponding value. The output value Voxs becomes the minimum output value min (for example, about 0.1 V to 0 V) when the air-fuel ratio of the gas to be detected is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The minimum output value min is a value corresponding to a lean air-fuel ratio that is an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and is also referred to as a lean-corresponding value.

更に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Vst(中央値Vmid、中間電圧Vst、例えば、約0.5V)となる。出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変する。同様に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。   Further, the output value Voxs is a voltage Vst (median value Vmid, intermediate voltage Vst, for example, about 0.5 V) between the maximum output value max and the minimum output value min when the air-fuel ratio of the gas to be detected is the stoichiometric air-fuel ratio. ) The output value Voxs suddenly changes from the maximum output value max to the minimum output value min when the air-fuel ratio of the gas to be detected changes from an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio. Similarly, the output value Voxs suddenly changes from the minimum output value min to the maximum output value max when the air-fuel ratio of the detected gas changes from an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio.

図1に示したアクセル開度センサ68は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの操作量Accp(アクセルペダル操作量、アクセルペダルAPの開度)を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルAPの操作量が大きくなるとともに大きくなる。   The accelerator opening sensor 68 shown in FIG. 1 outputs a signal representing the operation amount Accp (accelerator pedal operation amount, accelerator pedal AP opening amount) of the accelerator pedal AP operated by the driver. The accelerator pedal operation amount Accp increases as the operation amount of the accelerator pedal AP increases.

電気制御装置70は、「CPU、CPUが実行するプログラム、テーブル(マップ、関数)及び定数等を予め記憶したROM、CPUが必要に応じてデータを一時的に格納するRAM、バックアップRAM(B−RAM)、並びに、ADコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。   The electric control device 70 includes: “a CPU, a program executed by the CPU, a ROM in which tables (maps, functions), constants, and the like are stored in advance, a RAM in which the CPU temporarily stores data as necessary, and a backup RAM (B− RAM), an interface including an AD converter, and the like ".

バックアップRAMは、機関10を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置(オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか)に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップRAMは、バッテリから電力の供給を受けている場合、CPUの指示に応じてデータを格納する(データが書き込まれる)とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持(記憶)する。従って、バックアップRAMは、機関10の運転停止中においてもデータを保持することができる。   The backup RAM is supplied with electric power from a battery mounted on the vehicle regardless of the position of an ignition key switch (not shown) of the vehicle on which the engine 10 is mounted (any one of an off position, a start position, an on position, etc.). It is like that. When receiving power from the battery, the backup RAM stores data according to an instruction from the CPU (data is written) and holds (stores) the data so that the data can be read. Therefore, the backup RAM can hold data even when the operation of the engine 10 is stopped.

バックアップRAMは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、CPUは、バックアップRAMへの電力供給が再開されたとき、バックアップRAMに保持されるべきデータを初期化(デフォルト値に設定)するようになっている。なお、バックアップRAMは、EEPROM等の読み書き可能な不揮発性メモリであってもよい。   The backup RAM cannot retain data when the power supply from the battery is interrupted, for example, when the battery is removed from the vehicle. Therefore, when the power supply to the backup RAM is resumed, the CPU initializes (sets to the default value) data to be held in the backup RAM. The backup RAM may be a readable / writable nonvolatile memory such as an EEPROM.

電気制御装置70は、上述したセンサ等と接続され、CPUにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置70は、CPUの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ(実際にはイグナイタ)、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁33、パージ制御弁55、及び、スロットル弁アクチュエータ等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。   The electric control device 70 is connected to the above-described sensors and the like, and supplies signals from these sensors to the CPU. Furthermore, the electric control device 70 is responsive to an instruction from the CPU to provide a spark plug (actually an igniter) provided for each cylinder, a fuel injection valve 33 provided for each cylinder, a purge control valve. 55, and a drive signal (instruction signal) is sent to a throttle valve actuator or the like.

なお、電気制御装置70は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度TAが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置70は、運転者により変更される機関10の加速操作量(アクセルペダル操作量Accp)に応じて「機関10の吸気通路に配設されたスロットル弁34」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。   The electric control device 70 sends an instruction signal to the throttle valve actuator so that the throttle valve opening TA increases as the acquired accelerator pedal operation amount Accp increases. That is, the electric control device 70 changes the opening degree of the “throttle valve 34 disposed in the intake passage of the engine 10” according to the acceleration operation amount (accelerator pedal operation amount Accp) of the engine 10 changed by the driver. Throttle valve drive means is provided.

(第1制御装置の作動の概要)
第1制御装置は、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて、触媒43の状態(触媒43の酸素吸蔵状態であり、以下「触媒状態」とも称呼する。)が、酸素過剰状態及び酸素不足状態の何れであるかを判定する。
(Outline of operation of first control device)
Based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67, the first control device determines whether the state of the catalyst 43 (the state of oxygen storage of the catalyst 43, hereinafter also referred to as “catalyst state”) is an oxygen excess state and It is determined whether the state is an oxygen deficient state.

酸素過剰状態はリーン状態とも称呼される。酸素過剰状態は、触媒43の酸素吸蔵量がその最大酸素吸蔵量Cmaxに近い値となっている状態である。換言すると、酸素過剰状態は、触媒43の酸素吸蔵量を減少すべき状態である。
酸素不足状態はリッチ状態とも称呼される。酸素不足状態は、触媒43の酸素吸蔵量が「0」に近い値となっている状態である。換言すると、酸素不足状態は、触媒43の酸素吸蔵量を増大すべき状態である。
The oxygen excess state is also referred to as a lean state. The oxygen excess state is a state in which the oxygen storage amount of the catalyst 43 is close to the maximum oxygen storage amount Cmax. In other words, the oxygen excess state is a state in which the oxygen storage amount of the catalyst 43 should be reduced.
The oxygen-deficient state is also called a rich state. The oxygen-deficient state is a state where the oxygen storage amount of the catalyst 43 is a value close to “0”. In other words, the oxygen-deficient state is a state where the oxygen storage amount of the catalyst 43 should be increased.

但し、第1制御装置は、触媒状態が酸素不足状態であると判定した場合、次に触媒状態が酸素過剰状態になったと判定されるまで、触媒状態は酸素不足状態であると判定する。同様に、第1制御装置は、触媒状態が酸素過剰状態であると判定した場合、次に触媒状態が酸素不足状態になったと判定されるまで、触媒状態は酸素過剰状態であると判定する。   However, if the first control device determines that the catalyst state is an oxygen-deficient state, the first control device determines that the catalyst state is an oxygen-deficient state until it is next determined that the catalyst state is an oxygen-excess state. Similarly, when it is determined that the catalyst state is an oxygen-excess state, the first control device determines that the catalyst state is an oxygen-excess state until it is determined that the catalyst state is next an oxygen-deficient state.

より具体的に述べると、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素過剰状態であると判定されている場合であって、出力値Voxsの所定時間あたりの変化量ΔVoxsが正の値であり、且つ、その大きさ|ΔVoxs|がリッチ判定閾値dRichthよりも大きくなったとき、触媒43の状態が酸素不足状態となったと判定する。このとき、第1制御装置は、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「0」に設定する。   More specifically, the first control device is a case where it is determined that the state of the catalyst 43 is an oxygen excess state, and the change amount ΔVoxs per predetermined time of the output value Voxs is a positive value. When the magnitude | ΔVoxs | becomes larger than the rich determination threshold dRichth, it is determined that the state of the catalyst 43 has become an oxygen-deficient state. At this time, the first control device sets the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean to “0”.

更に、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素不足状態であると判定されているときに、変化量ΔVoxsが負の値であり、且つ、その大きさ|ΔVoxs|がリーン判定閾値dLeanthよりも大きくなったとき、触媒43の状態が酸素過剰状態となったと判定する。このとき、第1制御装置は、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「1」に設定する。   Furthermore, when it is determined that the state of the catalyst 43 is in an oxygen-deficient state, the first control device has a negative change amount ΔVoxs and the magnitude | ΔVoxs | is less than the lean determination threshold dLeanth. Is also increased, it is determined that the state of the catalyst 43 has become an oxygen-excess state. At this time, the first control device sets the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean to “1”.

なお、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素過剰状態であると判定されている場合であって、出力値Voxsがリッチ判定閾値VRichthよりも大きくなったとき、触媒43の状態が酸素不足状態となったと判定してもよい。更に、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素不足状態であると判定されている場合であって、出力値Voxsがリーン判定閾値VLeanthよりも小さくなったとき、触媒43の状態が酸素過剰状態となったと判定してもよい。   In the first control device, when it is determined that the state of the catalyst 43 is an excess oxygen state, and the output value Voxs is greater than the rich determination threshold VRichth, the state of the catalyst 43 is insufficient for oxygen. It may be determined that the state has been reached. Further, the first control device is a case where the state of the catalyst 43 is determined to be an oxygen-deficient state, and when the output value Voxs is smaller than the lean determination threshold value VLeanth, the state of the catalyst 43 is excessive oxygen. It may be determined that the state has been reached.

触媒43の状態が酸素不足状態であるとき、触媒43には過剰な酸素を流入させるべきであるので、触媒流入ガスの目標値である目標空燃比abyfr(要求空燃比、上流側目標空燃比abyfr)は「理論空燃比よりも大きい目標リーン空燃比afLean」に設定されるべきである。そこで、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素不足状態であると判定している場合、目標空燃比abyfrを目標リーン空燃比afLeanに設定する(図4の時刻t1〜時刻t3、時刻t5〜時刻t7を参照。)。   When the catalyst 43 is in an oxygen-deficient state, excess oxygen should be allowed to flow into the catalyst 43. Therefore, the target air-fuel ratio abyfr (required air-fuel ratio, upstream target air-fuel ratio abyfr) that is the target value of the catalyst inflow gas. ) Should be set to “a target lean air-fuel ratio afLean larger than the stoichiometric air-fuel ratio”. Therefore, when the first control device determines that the state of the catalyst 43 is in an oxygen-deficient state, the first control device sets the target air-fuel ratio abyfr to the target lean air-fuel ratio afLean (time t1 to time t3, time t5 in FIG. 4). -See time t7).

触媒43の状態が酸素過剰状態であるとき、触媒43には過剰な未燃物を流入させるべきであるので、触媒流入ガスの目標空燃比abyfrは「理論空燃比よりも小さい目標リッチ空燃比afRich」に設定されるべきである。そこで、第1制御装置は、触媒43の状態が酸素過剰状態であると判定している場合、目標空燃比abyfrを目標リッチ空燃比afRichに設定する(図4の時刻t3〜時刻t5、時刻t7〜時刻t9を参照。)。   When the state of the catalyst 43 is an oxygen-excess state, excess unburned material should flow into the catalyst 43. Therefore, the target air-fuel ratio abyfr of the catalyst inflow gas is “a target rich air-fuel ratio afRich smaller than the stoichiometric air-fuel ratio”. Should be set. Therefore, when the first control device determines that the state of the catalyst 43 is an oxygen-excess state, the first control device sets the target air-fuel ratio abyfr to the target rich air-fuel ratio afRich (time t3 to time t5, time t7 in FIG. 4). -See time t9.).

以下、目標空燃比abyfrが目標リッチ空燃比afRichから目標リーン空燃比afLeanへと変更される時点(図4の時刻t1、t5、t9)を「目標空燃比リッチリーン変更時点」と称呼する。更に、目標空燃比abyfrが目標リーン空燃比afLeanから目標リッチ空燃比afRichへと変更される時点(図4の時刻t3、t7)を「目標空燃比リーンリッチ変更時点」と称呼する。   Hereinafter, the time when the target air-fuel ratio abyfr is changed from the target rich air-fuel ratio afRich to the target lean air-fuel ratio afLean (time t1, t5, t9 in FIG. 4) is referred to as “target air-fuel ratio rich-lean change time”. Further, the time point (time t3, t7 in FIG. 4) when the target air-fuel ratio abyfr is changed from the target lean air-fuel ratio afLean to the target rich air-fuel ratio afRich is referred to as “target air-fuel ratio lean rich change time”.

一方、第1制御装置は、所定のパージ実行要求条件が不成立であるとき、パージ制御弁55を閉弁し、蒸発燃料パージを実行しない。更に、第1制御装置は、パージ実行要求条件が不成立である状態から成立した状態へと変化したとき、下記の場合を除き、パージ制御弁55を開弁し、蒸発燃料を吸気通路に導入する(即ち、蒸発燃料パージを開始する。)。   On the other hand, when the predetermined purge execution request condition is not established, the first control device closes the purge control valve 55 and does not execute the evaporated fuel purge. Further, the first control device opens the purge control valve 55 and introduces the evaporated fuel into the intake passage, except in the following cases, when the purge execution request condition is changed from the state not satisfied to the state satisfied. (That is, the fuel vapor purge is started.)

ところで、図5の時刻t1以降に示したように、蒸発燃料パージが開始され、その蒸発燃料パージの影響が上流側空燃比abyfsに現れるとき、上流側空燃比abyfsの振幅は大きくなる。これは、吸気通路に導入されるガスに含まれる蒸発燃料の濃度が一定ではないからである。更に、図5の時刻t1〜時刻t2と、時刻t2以降と、の比較から理解されるように、蒸発燃料パージの影響が上流側空燃比abyfsに現れ始めた直後において、上流側空燃比abyfsの変動幅は大きくなる。これは、メインフィードバック制御の制御遅れに起因する。   By the way, as shown after time t1 in FIG. 5, when the evaporated fuel purge is started and the influence of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs, the amplitude of the upstream air-fuel ratio abyfs increases. This is because the concentration of the evaporated fuel contained in the gas introduced into the intake passage is not constant. Further, as understood from a comparison between time t1 to time t2 in FIG. 5 and after time t2, immediately after the influence of the evaporated fuel purge starts to appear in the upstream air-fuel ratio abyfs, the upstream air-fuel ratio abyfs is changed. The fluctuation range becomes large. This is due to a control delay of the main feedback control.

また、図5の時刻t2以降に示されているように、蒸発燃料パージが継続されていれば、上流側空燃比abyfsの振幅は、蒸発燃料パージの影響が上流側空燃比abyfsに現れ始めた直後よりも小さく且つ略一定となる。更に、蒸発燃料パージが継続されている場合、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsは、その蒸発燃料パージの影響を反映する。換言すると、蒸発燃料パージが継続されていれば、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsは触媒状態を反映した値となる。従って、蒸発燃料パージを継続していてもエミッションが悪化する可能性は低い。   Further, as shown after time t2 in FIG. 5, if the fuel vapor purge is continued, the amplitude of the upstream air-fuel ratio abyfs starts to appear in the upstream air-fuel ratio abyfs. It becomes smaller and almost constant than immediately after. Further, when the evaporated fuel purge is continued, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 reflects the influence of the evaporated fuel purge. In other words, if the fuel vapor purge is continued, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 is a value reflecting the catalyst state. Accordingly, even if the fuel vapor purge is continued, the possibility that the emission will deteriorate is low.

そこで、第1制御装置は、パージ実行要求条件が不成立である状態から成立した状態へと変化した時点が、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間内である場合、蒸発燃料パージを開始することを禁止する(図4の時刻t1〜t2、時刻t5〜t6、時刻t9〜t10を参照。)。そして、第1制御装置は、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点にてパージ実行要求条件が成立していれば、蒸発燃料パージを開始する。   Therefore, in the first control device, the time point when the purge execution request condition is not satisfied is changed to the satisfied state is within a period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses. In this case, it is prohibited to start the fuel vapor purge (see time t1 to t2, time t5 to t6, time t9 to t10 in FIG. 4). If the purge execution request condition is satisfied when the first predetermined time Δta1 has elapsed from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed, the first control device starts the evaporated fuel purge.

これによれば、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点以降において蒸発燃料パージが開始され、蒸発燃料パージの開始の影響が上流側空燃比abyfsに現れる。目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点において、触媒43の酸素吸蔵量は「0」から乖離した値(図4の値D1)になっている。更に、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点は目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点よりも遅れる。従って、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点において、触媒43の酸素吸蔵量は「0」から十分に乖離した値となっているので、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れたとしても触媒43の酸素吸蔵量が「0」に到達する可能性は低い。この結果、「蒸発燃料ガスパージに起因するエミッション悪化の可能性」を低減することができる。   According to this, the evaporated fuel purge is started after the first predetermined time Δta1 has elapsed since the target air-fuel ratio rich lean change time, and the influence of the start of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs. At the time when the first predetermined time Δta1 has elapsed from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed, the oxygen storage amount of the catalyst 43 is a value deviating from “0” (value D1 in FIG. 4). Further, the time when the influence of starting the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs is delayed from the time when the first predetermined time Δta1 has elapsed from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed. Accordingly, when the effect of starting the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs, the oxygen storage amount of the catalyst 43 is sufficiently deviated from “0”, so the effect of starting the evaporated fuel purge is affected. Even if it appears in the upstream air-fuel ratio abyfs, the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst 43 reaches “0” is low. As a result, the “possibility of emission deterioration due to the evaporated fuel gas purge” can be reduced.

更に、第1制御装置は、パージ実行要求条件が不成立である状態から成立した状態へと変化した時点が、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間内である場合、蒸発燃料パージを開始することを禁止する(図4の時刻t3〜t4、時刻t7〜t8を参照。)。そして、第1制御装置は、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点にてパージ実行要求条件が成立していれば、蒸発燃料パージを開始する。   Further, in the first control apparatus, the time point when the purge execution request condition is not satisfied is changed to the satisfied state is within a period from when the target air-fuel ratio lean rich change is elapsed until the second predetermined time Δta2 elapses. In this case, it is prohibited to start the fuel vapor purge (see times t3 to t4 and times t7 to t8 in FIG. 4). The first control device starts the evaporated fuel purge if the purge execution request condition is satisfied when the second predetermined time Δta2 has elapsed from the target air-fuel ratio lean rich change time.

これによれば、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点以降において蒸発燃料パージが開始され、蒸発燃料パージの開始の影響が上流側空燃比abyfsに現れる。目標空燃比リッチリーン変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点において、触媒43の酸素吸蔵量は最大酸素吸蔵量Cmaxから乖離した値(図4の値D2だけ最大酸素吸蔵量Cmaxよりも小さい値)になっている。更に、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点は目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点よりも遅れる。従って、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点において、触媒43の酸素吸蔵量は最大酸素吸蔵量Cmaxから十分に乖離した値となっているので、蒸発燃料パージを開始した影響が上流側空燃比abyfsに現れたとしても触媒43の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する可能性は低い。この結果、「蒸発燃料ガスパージに起因するエミッション悪化の可能性」を低減することができる。   According to this, the evaporated fuel purge is started after the second predetermined time Δta2 has elapsed from the target air-fuel ratio lean rich change time, and the influence of the start of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs. When the second predetermined time Δta2 has elapsed since the target air-fuel ratio rich-lean change time, the oxygen storage amount of the catalyst 43 deviates from the maximum oxygen storage amount Cmax (the value D2 in FIG. 4 is smaller than the maximum oxygen storage amount Cmax). Value). Furthermore, the time when the effect of starting the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs is delayed from the time when the second predetermined time Δta2 has elapsed from the time when the target air-fuel ratio lean rich change. Therefore, when the influence of starting the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs, the oxygen storage amount of the catalyst 43 is sufficiently deviated from the maximum oxygen storage amount Cmax, so the evaporated fuel purge is started. Even if the influence appears in the upstream air-fuel ratio abyfs, the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst 43 reaches the maximum oxygen storage amount Cmax is low. As a result, the “possibility of emission deterioration due to the evaporated fuel gas purge” can be reduced.

(実際の作動)
次に、第1制御装置の実際の作動について説明する。
<燃料噴射制御>
第1制御装置のCPUは、図6に示した燃料噴射制御ルーチンを、任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度となる毎に、その気筒に対して繰り返し実行するようになっている。前記所定クランク角度は、例えば、BTDC90°CA(吸気上死点前90°クランク角度)である。クランク角度が前記所定クランク角度に一致した気筒は「燃料噴射気筒」とも称呼される。CPUは、この燃料噴射制御ルーチンにより、指示燃料噴射量(最終燃料噴射量)Fiの計算及び燃料噴射の指示を行う。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the first control device will be described.
<Fuel injection control>
The CPU of the first control device repeatedly executes the fuel injection control routine shown in FIG. 6 for each cylinder every time the crank angle of any cylinder reaches a predetermined crank angle before the intake top dead center. It has become. The predetermined crank angle is, for example, BTDC 90 ° CA (90 ° crank angle before intake top dead center). A cylinder whose crank angle coincides with the predetermined crank angle is also referred to as a “fuel injection cylinder”. The CPU calculates the commanded fuel injection amount (final fuel injection amount) Fi and instructs fuel injection by this fuel injection control routine.

任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度と一致すると、CPUはステップ600から処理を開始し、ステップ605にてフューエルカットフラグXFCの値が「0」であるか否かを判定する。フューエルカットフラグXFCの値は、フューエルカット開始条件が成立したときに「1」に設定され、フューエルカットフラグXFCの値が「1」であるときにフューエルカット終了条件が成立したときに「0」に設定される。フューエルカットフラグXFCの値は更にイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるようになっている。イニシャルルーチンは、機関10が搭載された車両のイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときにCPUにより実行されるルーチンである。   When the crank angle of an arbitrary cylinder matches the predetermined crank angle before the intake top dead center, the CPU starts the process from step 600, and in step 605, determines whether or not the value of the fuel cut flag XFC is “0”. judge. The value of the fuel cut flag XFC is set to “1” when the fuel cut start condition is satisfied, and is “0” when the fuel cut end condition is satisfied when the value of the fuel cut flag XFC is “1”. Set to The value of the fuel cut flag XFC is further set to “0” in the initial routine. The initial routine is a routine executed by the CPU when the ignition key switch of the vehicle on which the engine 10 is mounted is changed from OFF to ON.

いま、フューエルカットフラグXFCの値が「0」であると仮定する。この場合、CPUは、ステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進み、「吸入空気量Ga、機関回転速度NE、及び、ルックアップテーブルMapMc(Ga,NE)」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量(即ち、筒内吸入空気量)Mc)」を取得する。筒内吸入空気量Mcは、周知の空気モデル(吸気通路における空気の挙動を模した物理法則に従って構築されたモデル)により算出されてもよい。   Assume that the value of the fuel cut flag XFC is “0”. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 605 to proceed to step 610, where “fuel” is based on “intake air amount Ga, engine rotational speed NE, and lookup table MapMc (Ga, NE)”. The amount of air sucked into the injection cylinder (that is, the in-cylinder intake air amount) Mc) ”is acquired. The in-cylinder intake air amount Mc may be calculated by a well-known air model (a model constructed according to a physical law simulating the behavior of air in the intake passage).

次に、CPUはステップ615に進み、フィードバック制御フラグXFBの値が「1」であるか否かを判定する。このフィードバック制御フラグXFBの値は、空燃比のフィードバック制御条件が成立しているときに「1」に設定され、フィードバック制御条件が成立していないときに「0」に設定される。フィードバック制御条件は、例えば、以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(A1)上流側空燃比センサ66が活性化している。
(A2)下流側空燃比センサ67が活性化している。
(A3)機関の負荷KLが閾値負荷KLfbth以下である。
(A4)フューエルカットフラグXFCの値が「0」である。
Next, the CPU proceeds to step 615 to determine whether or not the value of the feedback control flag XFB is “1”. The value of the feedback control flag XFB is set to “1” when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, and is set to “0” when the feedback control condition is not satisfied. The feedback control condition is satisfied when, for example, all the following conditions are satisfied.
(A1) The upstream air-fuel ratio sensor 66 is activated.
(A2) The downstream air-fuel ratio sensor 67 is activated.
(A3) The engine load KL is equal to or less than the threshold load KLfbth.
(A4) The value of the fuel cut flag XFC is “0”.

なお、負荷KLは、本例において負荷率(充填率)KLであり、下記の(1)式に基いて算出される。この(1)式において、ρは空気密度(単位は(g/l))、Lは機関10の排気量(単位は(l))、4は機関10の気筒数である。但し、負荷KLは、筒内吸入空気量Mc、スロットル弁開度TA及びアクセルペダル操作量Accp等であってもよい。

KL={Mc(k)/(ρ・L/4)}・100(%)…(1)
The load KL is a load factor (filling rate) KL in this example, and is calculated based on the following equation (1). In this equation (1), ρ is the air density (unit is (g / l)), L is the displacement of the engine 10 (unit is (l)), and 4 is the number of cylinders of the engine 10. However, the load KL may be the in-cylinder intake air amount Mc, the throttle valve opening TA, the accelerator pedal operation amount Accp, and the like.

KL = {Mc (k) / (ρ · L / 4)} · 100 (%) (1)

フィードバック制御フラグXFBの値が「1」でなければ、CPUはステップ615にて「No」と判定してステップ620に進み、目標空燃比abyfrを理論空燃比stoich(例えば、14.6)に設定する。   If the value of the feedback control flag XFB is not “1”, the CPU makes a “No” determination at step 615 to proceed to step 620 to set the target air-fuel ratio abyfr to the theoretical air-fuel ratio stoich (eg, 14.6). To do.

次に、CPUは以下に述べるステップ625乃至ステップ640の処理を順に行い、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU sequentially performs the processing from step 625 to step 640 described below, and proceeds to step 695 to end the present routine tentatively.

ステップ625:CPUは、筒内吸入空気量Mcを目標空燃比abyfrで除することによって基本燃料噴射量Fbaseを算出する。基本燃料噴射量Fbaseは、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるために必要な燃料噴射量のフィードフォワード量である。   Step 625: The CPU calculates the basic fuel injection amount Fbase by dividing the in-cylinder intake air amount Mc by the target air-fuel ratio abyfr. The basic fuel injection amount Fbase is a feed-forward amount of the fuel injection amount necessary for making the air-fuel ratio of the engine coincide with the target air-fuel ratio abyfr.

ステップ630:CPUは、図示しないルーチンにより別途計算されているメインフィードバック量KFmainを読み込む。メインフィードバック量KFmainは、検出上流側空燃比abyfsが目標空燃比abyfrに一致するように周知のPID制御に基づいて算出される。従って、メインフィードバック量KFmainは、検出上流側空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも大きいとき増大させられ、検出上流側空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも小さいとき減少させられる。なお、メインフィードバック量KFmainは、フィードバック制御フラグXFBの値が「0」であるとき「1」に設定される。   Step 630: The CPU reads the main feedback amount KFmain separately calculated by a routine not shown. The main feedback amount KFmain is calculated based on known PID control so that the detected upstream air-fuel ratio abyfs matches the target air-fuel ratio abyfr. Therefore, the main feedback amount KFmain is increased when the detected upstream air-fuel ratio abyfs is larger than the target air-fuel ratio abyfr, and is decreased when the detected upstream air-fuel ratio abyfs is smaller than the target air-fuel ratio abyfr. The main feedback amount KFmain is set to “1” when the value of the feedback control flag XFB is “0”.

ステップ635:CPUは、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量KFmainにより補正することによって指示燃料噴射量Fiを算出する。より具体的に述べると、CPUは、基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック量KFmainを乗じることによって指示燃料噴射量Fiを算出する。   Step 635: The CPU calculates the command fuel injection amount Fi by correcting the basic fuel injection amount Fbase with the main feedback amount KFmain. More specifically, the CPU calculates the command fuel injection amount Fi by multiplying the basic fuel injection amount Fbase by the main feedback amount KFmain.

ステップ640:CPUは、「指示燃料噴射量Fiの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁33」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁33に送出する。   Step 640: The CPU sends to the fuel injection valve 33 an injection instruction signal for injecting “the fuel of the indicated fuel injection amount Fi” from the “fuel injection valve 33 provided corresponding to the fuel injection cylinder”. To do.

この結果、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるために必要な量の燃料が燃料噴射気筒の燃料噴射弁33から噴射させられる。即ち、ステップ625乃至ステップ640は、「機関の空燃比が目標空燃比abyfrに一致するように指示燃料噴射量Fiを制御する」指示燃料噴射量制御手段を構成している。   As a result, an amount of fuel required to make the air-fuel ratio of the engine coincide with the target air-fuel ratio abyfr is injected from the fuel injection valve 33 of the fuel injection cylinder. That is, Steps 625 to 640 constitute command fuel injection amount control means for “controlling the command fuel injection amount Fi so that the air-fuel ratio of the engine matches the target air-fuel ratio abyfr”.

一方、CPUがステップ615の処理を行う時点において、フィードバック制御フラグXFBの値が「1」であると、CPUはそのステップ615にて「Yes」と判定してステップ645に進み、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であるか否かを判定する。触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値は後述するルーチンにより設定される。触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であるか否かの判定は、リッチ空燃比要求フラグXRichreqの値が「1」であるか否かの判定と同義である。即ち、ステップ645においては、触媒43の酸素吸蔵状態が酸素過剰状態であるか否か、換言すると、目標空燃比abyfrを目標リッチ空燃比afRichに設定する空燃比要求であるリッチ空燃比要求が発生しているか否かが判定される。   On the other hand, if the value of the feedback control flag XFB is “1” at the time when the CPU performs the process of step 615, the CPU makes a “Yes” determination at step 615 to proceed to step 645 to display the catalyst lean state display. It is determined whether or not the value of the flag XCCROLean is “1”. The value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set by a routine described later. Determination of whether the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1” is synonymous with determination of whether the value of the rich air-fuel ratio request flag XRichreq is “1”. That is, in step 645, it is determined whether or not the oxygen storage state of the catalyst 43 is an excess oxygen state, in other words, a rich air-fuel ratio request that is an air-fuel ratio request for setting the target air-fuel ratio abyfr to the target rich air-fuel ratio afRich is generated. It is determined whether or not.

触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であると、CPUはステップ645にて「Yes」と判定してステップ650に進み、目標空燃比abyfrを「所定の目標リッチ空燃比afRich(理論空燃比よりも小さい一定の空燃比、例えば、14.2)」に設定する。その後、CPUはステップ625以降に進む。従って、機関の空燃比は目標リッチ空燃比afRichに一致させられる。   If the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1”, the CPU makes a “Yes” determination at step 645 to proceed to step 650, where the target air-fuel ratio abyfr is set to “predetermined target rich air-fuel ratio afRich (theoretical air-fuel ratio). A constant air-fuel ratio smaller than the fuel ratio, for example, 14.2) ”is set. Thereafter, the CPU proceeds to step 625 and subsequent steps. Accordingly, the air-fuel ratio of the engine is made to coincide with the target rich air-fuel ratio afRich.

これに対し、CPUがステップ645の処理を実行する時点において、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「0」であると、CPUはステップ645にて「No」と判定してステップ655に進み、目標空燃比abyfrを「所定の目標リーン空燃比afLean(理論空燃比よりも大きい一定の空燃比、例えば、15.0)」に設定する。その後、CPUはステップ625以降に進む。従って、機関の空燃比は目標リーン空燃比afLeanに一致させられる。   In contrast, if the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “0” at the time when the CPU executes the process of step 645, the CPU makes a “No” determination at step 645 to proceed to step 655. The target air-fuel ratio abyfr is set to “a predetermined target lean air-fuel ratio afLean (a constant air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio, for example, 15.0)”. Thereafter, the CPU proceeds to step 625 and subsequent steps. Accordingly, the air-fuel ratio of the engine is made to coincide with the target lean air-fuel ratio afLean.

一方、CPUがステップ605の処理を実行する時点において、フューエルカットフラグXFCの値が「1」であると、CPUはそのステップ605にて「No」と判定してステップ695に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、ステップ640の処理による燃料噴射が実行されないので、フューエルカット制御が実行される。即ち、機関10の運転状態はフューエルカット運転状態となる。   On the other hand, if the value of the fuel cut flag XFC is “1” at the time when the CPU executes the process of step 605, the CPU makes a “No” determination at step 605 to directly proceed to step 695, and this routine Is temporarily terminated. In this case, fuel injection is not executed by the process of step 640, so fuel cut control is executed. That is, the operating state of the engine 10 is a fuel cut operating state.

<触媒状態判定>
CPUは図7にフローチャートにより示した「触媒状態判定ルーチン(要求空燃比決定ルーチン)」を所定時間tsの経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ700から処理を開始してステップ710に進み、「現時点の下流側空燃比センサ67の出力値Voxs」から「前回の下流側空燃比センサ67の出力値Voxsold」を減じることにより、所定時間ts(単位時間)あたりの出力値Voxsの変化量ΔVoxsを算出する。前回の出力値Voxsoldは、次のステップ720にて更新される値であり、現時点から所定時間tsだけ前の時点の出力値Voxs(本ルーチンが前回実行されたときの出力値Voxs)である。変化量ΔVoxsは変化速度ΔVoxsとも称呼される。次に、CPUはステップ720に進み、現時点の出力値Voxsを「前回の出力値Voxsold」として記憶する。
<Catalyst state determination>
The CPU repeatedly executes the “catalyst state determination routine (required air-fuel ratio determination routine)” shown in the flowchart of FIG. 7 every elapse of a predetermined time ts. Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU starts the process from step 700 and proceeds to step 710, from “current output value Voxs of downstream air-fuel ratio sensor 67” to “previous output value of downstream air-fuel ratio sensor 67. By subtracting “Voxsold”, the change amount ΔVoxs of the output value Voxs per predetermined time ts (unit time) is calculated. The previous output value Voxsold is a value that is updated in the next step 720, and is the output value Voxs at the time point a predetermined time ts before the current time (the output value Voxs when this routine was executed last time). The change amount ΔVoxs is also referred to as a change rate ΔVoxs. Next, the CPU proceeds to step 720 to store the current output value Voxs as “previous output value Voxsold”.

次に、CPUはステップ730に進み、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であるか否かを判定する。触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「1」に設定されるようになっている。更に、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値は、後述するように、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて触媒43の状態が酸素不足状態(リッチ状態)であると判定されたときに「0」に設定され、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて触媒43の状態が酸素過剰状態(リーン状態)であると判定されたときに「1」に設定される。   Next, the CPU proceeds to step 730 to determine whether or not the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1”. The value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “1” in the above-described initial routine. Further, the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is determined when it is determined that the state of the catalyst 43 is in an oxygen-deficient state (rich state) based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67, as will be described later. It is set to “0”, and is set to “1” when it is determined that the state of the catalyst 43 is an oxygen excess state (lean state) based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67.

いま、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であると仮定する。この場合、CPUはステップ730にて「Yes」と判定してステップ740に進み、変化速度ΔVoxsが正であるか否かを判定する。即ち、CPUは、出力値Voxsが増大しているか否かを判定する。このとき、変化速度ΔVoxsが正でなければ、CPUはステップ740にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Assume that the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1”. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 730 to proceed to step 740 to determine whether or not the change speed ΔVoxs is positive. That is, the CPU determines whether or not the output value Voxs is increasing. At this time, if the change speed ΔVoxs is not positive, the CPU makes a “No” determination at step 740 to directly proceed to step 795 to end the present routine tentatively.

ところで、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であるとき、目標空燃比abyfrは目標リッチ空燃比afRichに設定される。従って、触媒43の酸素吸蔵量は次第に減少し、ある時点から未燃物が触媒43から流出し始める。その結果、変化速度ΔVoxsは正の値となる。変化速度ΔVoxsが正の値になると、CPUはステップ740にて「Yes」と判定してステップ750に進み、変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリッチ判定閾値dRichthよりも大きいか否かを判定する。このとき、大きさ|ΔVoxs|がリッチ判定閾値dRichth以下であると、CPUはステップ750にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Incidentally, when the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1”, the target air-fuel ratio abyfr is set to the target rich air-fuel ratio afRich. Therefore, the oxygen storage amount of the catalyst 43 gradually decreases, and unburned substances begin to flow out of the catalyst 43 from a certain point. As a result, the change rate ΔVoxs becomes a positive value. When the change speed ΔVoxs becomes a positive value, the CPU makes a “Yes” determination at step 740 to proceed to step 750 to determine whether or not the magnitude | ΔVoxs | of the change speed ΔVoxs is greater than the rich determination threshold dRichth. To do. At this time, if the magnitude | ΔVoxs | is equal to or smaller than the rich determination threshold dRichth, the CPU makes a “No” determination at step 750 to directly proceed to step 795 to end the present routine tentatively.

CPUがステップ750の処理を実行する時点において、変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリッチ判定閾値dRichthよりも大きいと、CPUはそのステップ750にて「Yes」と判定してステップ760に進み、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「0」に設定する。即ち、出力値Voxsが増大していて且つその変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリッチ判定閾値dRichthよりも大きい場合、CPUは「触媒43の状態は酸素不足状態である。」と判定し、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「0」に設定する。   If the magnitude | ΔVoxs | of the change speed ΔVoxs is larger than the rich determination threshold value dRichth at the time when the CPU executes the process of step 750, the CPU determines “Yes” in step 750 and proceeds to step 760. The value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “0”. That is, when the output value Voxs increases and the magnitude | ΔVoxs | of the change rate ΔVoxs is larger than the rich determination threshold value dRichth, the CPU determines that “the state of the catalyst 43 is an oxygen-deficient state”. The value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “0”.

この状態(即ち、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「0」に設定された状態)において、CPUがステップ700から処理を再び開始すると、CPUはステップ710及びステップ720を経由してステップ730に進み、そのステップ730にて「No」と判定してステップ770に進む。   In this state (that is, in a state where the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “0”), when the CPU starts again from step 700, the CPU proceeds to step 730 via step 710 and step 720. In step 730, “No” is determined, and the process proceeds to step 770.

CPUは、ステップ770にて変化速度ΔVoxsが負であるか否かを判定する。即ち、CPUは、出力値Voxsが減少しているか否かを判定する。このとき、変化速度ΔVoxsが負でなければ、CPUはステップ770にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   In step 770, the CPU determines whether or not the change speed ΔVoxs is negative. That is, the CPU determines whether or not the output value Voxs is decreasing. At this time, if the change rate ΔVoxs is not negative, the CPU makes a “No” determination at step 770 to directly proceed to step 795 to end the present routine tentatively.

ところで、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「0」であるとき、目標空燃比abyfrは目標リーン空燃比afLeanに設定される。従って、触媒43の酸素吸蔵量は次第に増大し、ある時点から酸素が触媒43から流出し始める。その結果、変化速度ΔVoxsは負の値となる。変化速度ΔVoxsが負の値になると、CPUはステップ770にて「Yes」と判定してステップ780に進み、変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリーン判定閾値dLeanthよりも大きいか否かを判定する。このとき、大きさ|ΔVoxs|がリーン判定閾値dLeanth以下であると、CPUはステップ780にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   By the way, when the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “0”, the target air-fuel ratio abyfr is set to the target lean air-fuel ratio afLean. Accordingly, the oxygen storage amount of the catalyst 43 gradually increases, and oxygen begins to flow out of the catalyst 43 from a certain point. As a result, the change rate ΔVoxs becomes a negative value. When the change rate ΔVoxs becomes a negative value, the CPU makes a “Yes” determination at step 770 to proceed to step 780 to determine whether or not the magnitude | ΔVoxs | of the change rate ΔVoxs is greater than the lean determination threshold dLeanth. To do. At this time, if the magnitude | ΔVoxs | is equal to or smaller than the lean determination threshold value dLeanth, the CPU makes a “No” determination at step 780 to directly proceed to step 795 to end the present routine tentatively.

これに対し、変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリーン判定閾値dLeanthよりも大きいと、CPUはステップ780にて「Yes」と判定してステップ790に進み、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「1」に設定する。即ち、出力値Voxsが減少していて且つその変化速度ΔVoxsの大きさ|ΔVoxs|がリーン判定閾値dLeanthよりも大きい場合、CPUは「触媒43の状態が酸素過剰状態である。」と判定し、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanを「1」に設定する。   On the other hand, when the magnitude | ΔVoxs | of the change speed ΔVoxs is larger than the lean determination threshold value dLeanth, the CPU makes a “Yes” determination at step 780 to proceed to step 790 to set the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean. Set to “1”. That is, when the output value Voxs is decreasing and the magnitude | ΔVoxs | of the change speed ΔVoxs is larger than the lean determination threshold value dLeanth, the CPU determines that “the state of the catalyst 43 is an oxygen excess state”. The catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “1”.

なお、CPUは、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「1」であるとき、出力値Voxsがリッチ判定閾値VRichthよりも大きくなったとき、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「0」に設定してもよい。同様に、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値が「0」であるとき、出力値Voxsがリーン判定閾値VLeanthよりも小さくなったとき、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値を「1」に設定してもよい。この場合、リッチ判定閾値VRichthは中央値Vmid以下の値であってもよい。リーン判定閾値VLeanthは中央値Vmid以上の値であってもよい。   The CPU sets the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean to “0” when the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “1” and the output value Voxs becomes larger than the rich determination threshold VRichth. May be. Similarly, when the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is “0” and the output value Voxs becomes smaller than the lean determination threshold value VLeanth, the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is set to “1”. Also good. In this case, the rich determination threshold value VRichth may be a value equal to or less than the median value Vmid. The lean determination threshold value VLeanth may be a value equal to or greater than the median value Vmid.

このように触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanの値は、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて、「1」及び「0」の何れかの値に交互に設定される。そして、触媒リーン状態表示フラグXCCROLeanに応じて目標空燃比abyfrが決定され(図6のルーチンのステップ645乃至ステップ655を参照。)、その目標空燃比abyfrに基づいて指示燃料噴射量Fiが決定される(図6のルーチンのステップ625乃至ステップ635を参照。)。   As described above, the value of the catalyst lean state display flag XCCROLean is alternately set to one of “1” and “0” based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67. Then, the target air-fuel ratio abyfr is determined according to the catalyst lean state display flag XCCROLean (see step 645 to step 655 of the routine of FIG. 6), and the command fuel injection amount Fi is determined based on the target air-fuel ratio abyfr. (See step 625 to step 635 of the routine of FIG. 6).

<蒸発燃料パージ制御>
CPUは図8に示した蒸発燃料パージ制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになるとCPUはステップ800から処理を開始してステップ810に進み、パージ実行フラグXPGの値が「0」であるか否かを判定する。このパージ実行フラグXPGの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されている。更に、パージ実行フラグXPGの値は、後述するように、蒸発燃料パージを実行する際に「1」に設定され、蒸発燃料パージの実行を停止する際に「0」に設定される。
<Evaporated fuel purge control>
The CPU executes the evaporative fuel purge control routine shown in FIG. 8 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 800 and proceeds to step 810 to determine whether or not the value of the purge execution flag XPG is “0”. The value of the purge execution flag XPG is set to “0” in the above-described initial routine. Further, as will be described later, the value of the purge execution flag XPG is set to “1” when the evaporated fuel purge is executed, and is set to “0” when the execution of the evaporated fuel purge is stopped.

いま、蒸発燃料パージが実行されておらず、パージ実行フラグXPGの値が「0」であると仮定する。この場合、CPUはステップ810にて「Yes」と判定してステップ820に進み、パージ実行要求フラグXPGreqの値が「1」であるか否かを判定する。   It is assumed that the evaporated fuel purge is not executed and the value of the purge execution flag XPG is “0”. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 810 to proceed to step 820 to determine whether or not the value of the purge execution request flag XPGreq is “1”.

パージ実行要求フラグXPGreqの値は、パージ実行要求条件が成立している場合に「1」に設定され、パージ実行要求条件が成立していない場合に「0」に設定される。更に、パージ実行要求フラグXPGreqの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。   The value of the purge execution request flag XPGreq is set to “1” when the purge execution request condition is satisfied, and is set to “0” when the purge execution request condition is not satisfied. Further, the value of the purge execution request flag XPGreq is set to “0” in the above-described initial routine.

このパージ実行要求条件は、例えば、以下の総ての条件が成立したときに成立する。勿論、パージ実行要求条件を構成する条件には、他の条件が加えられてもよい。
(B1)フィードバック制御フラグXFBの値が「1」である(空燃比のフィードバック制御が実行中である。)。
(B2)機関10が定常運転されている(例えば、機関の負荷を表すスロットル弁開度TAの単位時間あたりの変化量が所定値以下である。)。
(B3)冷却水温THWが閾値冷却水温THWth以上である。
This purge execution request condition is satisfied, for example, when all of the following conditions are satisfied. Of course, other conditions may be added to the conditions constituting the purge execution request condition.
(B1) The value of the feedback control flag XFB is “1” (air-fuel ratio feedback control is being executed).
(B2) The engine 10 is in a steady operation (for example, the amount of change per unit time of the throttle valve opening TA representing the engine load is equal to or less than a predetermined value).
(B3) The cooling water temperature THW is equal to or higher than the threshold cooling water temperature THWth.

いま、パージ実行要求条件が不成立であり、従って、パージ実行要求フラグXPGreqの値が「0」であると仮定する。この場合、CPUはステップ820にて「No」と判定してステップ830に直接進み、パージ実行フラグXPGの値が「1」であるか否かを判定する。この場合、パージ実行フラグXPGの値は「0」である。よって、CPUはステップ830にて「No」と判定してステップ840に進み、デューティ比DPGを「0」に設定することによりパージ制御弁55を閉弁する。即ち、CPUは、ステップ840にて蒸発燃料パージを停止する。なお、現時点においては、蒸発燃料パージは実行されていないので、パージ制御弁55は閉弁した状態に維持される。その後、CPUはステップ895に進み、本ルーチンを一旦終了する。   Now, it is assumed that the purge execution request condition is not satisfied, and therefore the value of the purge execution request flag XPGreq is “0”. In this case, the CPU makes a “No” determination at step 820 to directly proceed to step 830 to determine whether or not the value of the purge execution flag XPG is “1”. In this case, the value of the purge execution flag XPG is “0”. Therefore, the CPU makes a “No” determination at step 830 to proceed to step 840, where the purge control valve 55 is closed by setting the duty ratio DPG to “0”. That is, the CPU stops the evaporated fuel purge at step 840. At this time, since the evaporated fuel purge is not executed, the purge control valve 55 is kept closed. Thereafter, the CPU proceeds to step 895 to end the present routine tentatively.

この状態において、パージ実行要求条件が成立すると、パージ実行要求フラグXPGreqの値は図示しないルーチンにおいて「1」に設定される。この場合、CPUはステップ810及びステップ820の両ステップにて「Yes」と判定してステップ850に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値が「0」であるか否かを判定する。   When the purge execution request condition is satisfied in this state, the value of the purge execution request flag XPGreq is set to “1” in a routine (not shown). In this case, the CPU makes a “Yes” determination at both steps 810 and 820 to proceed to step 850 to determine whether or not the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is “0”.

パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。更に、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値は、後述する図9に示したパージ実行禁止フラグ設定ルーチンにより、「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」及び「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」において「1」に設定され、それ以外の期間において「0」に設定される。   The value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is set to “0” in the above-described initial routine. Further, the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is determined by the purge execution prohibition flag setting routine shown in FIG. 9, which will be described later, and the “period until the first predetermined time Δta1 elapses after the target air-fuel ratio rich lean change” and “target It is set to “1” in the “period from the time when the air-fuel ratio lean rich is changed until the second predetermined time Δta2 elapses”, and is set to “0” in other periods.

いま、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値が「1」であると仮定する。この場合、CPUはステップ850にて「No」と判定し、ステップ830に直接進む。従って、パージ実行フラグXPGの値は「0」に維持される。よって、CPUはステップ830にて「No」と判定してステップ840に進む。この結果、蒸発燃料パージは停止され続ける。換言すると、パージ実行要求条件が成立した場合であっても、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値が「1」である場合、蒸発燃料パージは開始されない。即ち、蒸発燃料パージの実行開始が禁止される。   Assume that the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is “1”. In this case, the CPU makes a “No” determination at step 850 to directly proceed to step 830. Therefore, the value of the purge execution flag XPG is maintained at “0”. Therefore, the CPU makes a “No” determination at step 830 to proceed to step 840. As a result, the fuel vapor purge continues to be stopped. In other words, even if the purge execution request condition is satisfied, the evaporated fuel purge is not started if the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is “1”. That is, the start of execution of the evaporated fuel purge is prohibited.

これに対し、CPUがステップ850の処理を実行する時点において、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値が「0」であると、CPUはそのステップ850にて「Yes」と判定してステップ860に進み、パージ実行フラグXPGの値を「1」に設定する。   On the other hand, if the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is “0” at the time when the CPU executes the process of step 850, the CPU determines “Yes” in step 850 and proceeds to step 860. The value of the purge execution flag XPG is set to “1”.

この場合、CPUは続くステップ830にて「Yes」と判定してステップ870に進み、パージ制御弁55を開弁することにより、蒸発燃料を吸気通路に導入する。即ち、CPUは、蒸発燃料パージを開始させる。なお、実際には、CPUは吸入空気量Ga及び機関回転速度NEに基づいてデューティ比DPGを決定し、そのデューティ比DPGに応じた信号をパージ制御弁55に送信する。その後、CPUはステップ895に進み、本ルーチンを一旦終了する。   In this case, the CPU makes a “Yes” determination at subsequent step 830 to proceed to step 870, where the purge control valve 55 is opened to introduce the evaporated fuel into the intake passage. That is, the CPU starts the evaporated fuel purge. In practice, the CPU determines the duty ratio DPG based on the intake air amount Ga and the engine rotational speed NE, and transmits a signal corresponding to the duty ratio DPG to the purge control valve 55. Thereafter, the CPU proceeds to step 895 to end the present routine tentatively.

これにより、CPUが次に図8に示したルーチンをステップ800から開始すると、CPUはステップ810にて「No」と判定してステップ880に進み、パージ実行要求フラグXPGreqの値が「0」であるか否かを判定する。このとき、パージ実行要求フラグXPGreqの値が「1」であれば、CPUはステップ880にて「No」と判定し、ステップ830に直接進む。よって、パージ実行フラグXPGの値は「1」に維持されるので、ステップ870の処理が実行される。その結果、蒸発燃料パージが継続して実行される。   Thus, when the CPU next starts the routine shown in FIG. 8 from step 800, the CPU makes a “No” determination at step 810 to proceed to step 880, where the value of the purge execution request flag XPGreq is “0”. It is determined whether or not there is. At this time, if the value of the purge execution request flag XPGreq is “1”, the CPU makes a “No” determination at step 880 to directly proceed to step 830. Therefore, since the value of the purge execution flag XPG is maintained at “1”, the process of step 870 is executed. As a result, the evaporated fuel purge is continuously executed.

これに対し、CPUがステップ880の処理を実行する時点において、パージ実行要求条件が不成立となっていて、パージ実行要求フラグXPGreqの値が「0」となっていると、CPUはそのステップ880にて「Yes」と判定してステップ890に進み、パージ実行フラグXPGの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ830に進む。よって、CPUはステップ830にて「No」と判定してステップ840に進み、デューティ比DPGを「0」に設定することによりパージ制御弁55を閉弁する。即ち、CPUは、ステップ840にて蒸発燃料パージを停止する。   In contrast, if the purge execution request condition is not satisfied at the time when the CPU executes the process of step 880 and the value of the purge execution request flag XPGreq is “0”, the CPU proceeds to step 880. "Yes" is determined, the process proceeds to step 890, and the value of the purge execution flag XPG is set to "0". Thereafter, the CPU proceeds to step 830. Therefore, the CPU makes a “No” determination at step 830 to proceed to step 840, where the purge control valve 55 is closed by setting the duty ratio DPG to “0”. That is, the CPU stops the evaporated fuel purge at step 840.

<パージ実行禁止フラグ設定>
CPUは図9に示した蒸発燃料パージ制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになるとCPUはステップ900から処理を開始してステップ910に進み、現時点が「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」内であるか否かを判定する。第1所定時間Δta1はパージ禁止時間(所定時間)とも称呼される。
<Purge execution prohibition flag setting>
The CPU executes the evaporated fuel purge control routine shown in FIG. 9 every elapse of a predetermined time. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 900 and proceeds to step 910, and whether or not the current time is within the “period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses”. Determine whether. The first predetermined time Δta1 is also referred to as a purge prohibition time (predetermined time).

現時点が「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」内であると、CPUはステップ910にて「Yes」と判定してステップ920に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。   If the current time is within the “period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses”, the CPU makes a “Yes” determination at step 910 to proceed to step 920 where the purge execution prohibition flag Set the value of XPGkinshi to “1”. Thereafter, the CPU proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

これに対し、CPUがステップ910の処理を実行する時点において、現時点が「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」内でなければ、CPUはそのステップ910にて「No」と判定してステップ930に進み、現時点が「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」内であるか否かを判定する。第2所定時間Δta2も、第1所定時間Δta1と同様、パージ禁止時間(所定時間)とも称呼される。   On the other hand, at the time when the CPU executes the process of step 910, if the current time is not within the “period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses”, the CPU proceeds to step 910. Then, the process proceeds to step 930, where it is determined whether or not the current time is within the “period from when the target air-fuel ratio lean / rich change occurs until the second predetermined time Δta2 elapses”. Similarly to the first predetermined time Δta1, the second predetermined time Δta2 is also called a purge prohibition time (predetermined time).

現時点が「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」内であると、CPUはステップ930にて「Yes」と判定してステップ920に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。   If the current time is within the “period from when the target air-fuel ratio lean-rich change has elapsed until the second predetermined time Δta2 elapses”, the CPU makes a “Yes” determination at step 930 to proceed to step 920, where the purge execution prohibition flag Set the value of XPGkinshi to “1”. Thereafter, the CPU proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

これに対し、CPUがステップ930の処理を実行する時点において、現時点が「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」内でなければ、CPUはそのステップ930にて「No」と判定してステップ940に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, when the CPU executes the process of step 930, if the current time is not within the “period until the second predetermined time Δta2 elapses from the target air-fuel ratio lean rich change time”, the CPU proceeds to step 930. Then, the process proceeds to step 940 where the purge execution prohibition flag XPGkinshi is set to “0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

このように、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値は、現時点が「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」内であるとき、及び、現時点が「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」内であるとき、「1」に設定され、それ以外のとき「0」に設定される。   In this way, the value of the purge execution prohibition flag XPGkinshi is determined when the current time is within the “period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses” and when the current time is “target air-fuel ratio lean It is set to “1” when it is within the “period from the rich change time point until the second predetermined time Δta2 elapses”, and is set to “0” otherwise.

以上、説明したように、第1制御装置は、
触媒43の酸素吸蔵状態が、酸素過剰状態であるか、酸素不足状態であるか、を下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて判定する触媒状態判定手段(図7のルーチン)と、
前記酸素吸蔵状態が前記酸素過剰状態であると判定されている場合に目標空燃比abyfrを目標リッチ空燃比afRichに設定し(図6のステップ645及びステップ650)、前記酸素吸蔵状態が前記酸素不足状態であると判定されている場合に目標空燃比abyfrを目標リーン空燃比afLeanに設定する(図6のステップ645及びステップ655)、目標空燃比設定手段と、
燃料噴射弁33から噴射される燃料の量である燃料噴射量Fiを前記設定された目標空燃比abyfr(及び筒内吸入空気量Mc)に応じて決定するとともに同決定した燃料噴射量Fiの燃料を燃料噴射弁33から噴射させる燃料噴射制御手段(図6のステップ625乃至ステップ640)と、
燃料噴射弁33に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク51内に発生した蒸発燃料を機関10の吸気通路に導入する蒸発燃料パージを所定のパージ実行要求条件が成立している場合に実行する蒸発燃料パージ手段(パージ制御弁55を含む蒸発燃料供給系統50、図8のステップ820、ステップ860、ステップ830及びステップ870)と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記蒸発燃料パージ手段は、
目標空燃比abyfrが目標リッチ空燃比afRichから目標リーン空燃比afLeanへと変更される時点である目標空燃比リッチリーン変更時点、及び、目標空燃比abyfrが目標リーン空燃比afLeanから目標リッチ空燃比afRichへと変更される時点である目標空燃比リーンリッチ変更時点、の少なくとも一方の時点から所定時間(第1所定時間Δta1、第2所定時間Δta2)が経過するまでの期間、前記パージ実行要求条件が成立した場合であっても(図8のステップ820での「Yes」との判定を参照。)、前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されている(図9のルーチン、図8のステップ850での「No」との判定、ステップ830及びステップ840を参照。)。
As described above, the first control device
Catalyst state determination means (routine of FIG. 7) for determining whether the oxygen storage state of the catalyst 43 is an oxygen excess state or an oxygen shortage state based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67;
When it is determined that the oxygen storage state is the oxygen excess state, the target air-fuel ratio abyfr is set to the target rich air-fuel ratio afRich (step 645 and step 650 in FIG. 6), and the oxygen storage state is the oxygen shortage. The target air-fuel ratio abyfr is set to the target lean air-fuel ratio afLean when determined to be in the state (step 645 and step 655 in FIG. 6), target air-fuel ratio setting means,
A fuel injection amount Fi, which is the amount of fuel injected from the fuel injection valve 33, is determined according to the set target air-fuel ratio abyfr (and in-cylinder intake air amount Mc), and the fuel of the determined fuel injection amount Fi Fuel injection control means (steps 625 to 640 in FIG. 6) for injecting fuel from the fuel injection valve 33;
Evaporation fuel purge that introduces the evaporated fuel generated in the fuel tank 51 that stores the fuel supplied to the fuel injection valve 33 into the intake passage of the engine 10 is executed when a predetermined purge execution requirement is satisfied. Fuel purge means (evaporated fuel supply system 50 including the purge control valve 55, step 820, step 860, step 830 and step 870 in FIG. 8);
An internal combustion engine control apparatus comprising:
The evaporated fuel purge means includes
The target air-fuel ratio rich lean change time point when the target air-fuel ratio abyfr is changed from the target rich air-fuel ratio afRich to the target lean air-fuel ratio afLean, and the target air-fuel ratio abyfr is changed from the target lean air-fuel ratio afLean to the target rich air-fuel ratio afRich The purge execution requirement condition is a period until a predetermined time (first predetermined time Δta1, second predetermined time Δta2) elapses from at least one of the target air-fuel ratio lean rich change time, which is the time when the target air-fuel ratio is changed to Even if it is established (see the determination of “Yes” in step 820 in FIG. 8), the fuel vapor purge is not started (the routine in FIG. 9 and the routine in FIG. 8). (Refer to “No” in Step 850, Step 830 and Step 840).

この第1制御装置によれば、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点以降において、換言すると、触媒43の酸素吸蔵量がある程度大きくなっている時点以降において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れる。よって、触媒の酸素吸蔵量が「0」に到達する可能性を低減することができるので、エミッションが悪化する可能性を低減することができる。   According to the first control apparatus, after the first predetermined time Δta1 has elapsed from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed, in other words, after the time when the oxygen storage amount of the catalyst 43 has increased to some extent, the evaporated fuel A change in the air-fuel ratio due to the start of the purge appears in the upstream air-fuel ratio. Therefore, since the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst reaches “0” can be reduced, the possibility that the emission deteriorates can be reduced.

同様に、第1制御装置によれば、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点以降において、換言すると、触媒の酸素吸蔵量がある程度小さくなっている時点以降において、蒸発燃料パージを開始したことに起因する空燃比の変動が上流側空燃比に現れる。よって、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する可能性を低減することができるので、エミッションが悪化する可能性を低減することができる。   Similarly, according to the first control device, after the second predetermined time Δta2 has elapsed since the target air-fuel ratio lean-rich change time, in other words, after the time when the oxygen storage amount of the catalyst becomes small to some extent, A change in the air-fuel ratio due to the start of the fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio. Therefore, since the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst reaches the maximum oxygen storage amount Cmax can be reduced, the possibility that the emission is deteriorated can be reduced.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第2制御装置」とも称呼する。)について説明する。
Second Embodiment
Next, a control device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “second control device”) will be described.

第1制御装置は、蒸発燃料パージの開始を「目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間」及び「目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間」において禁止する。しかしながら、触媒43の酸素吸蔵量OSAは、目標空燃比リッチリーン変更時点の直前においても「0」に極めて近い値となっている。よって、そのような場合に「蒸発燃料パージの実行開始に起因する上流側空燃比abyfsの大きな変動」が発生することは好ましくない。同様に、触媒43の酸素吸蔵量OSAは、目標空燃比リーンリッチ変更時点の直前においても最大酸素吸蔵量Cmaxに極めて近い値となっている。よって、そのような場合に「蒸発燃料パージの実行開始に起因する上流側空燃比abyfsの大きな変動」が発生することは好ましくない。   The first control device starts the evaporative fuel purge by “a period until the first predetermined time Δta1 elapses after the target air-fuel ratio rich lean change time” and “a second predetermined time Δta2 elapses from the target air-fuel ratio lean rich change time point”. "Period until" is prohibited. However, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 43 is very close to “0” even immediately before the target air-fuel ratio rich lean change time. Therefore, in such a case, it is not preferable that “a large fluctuation in the upstream air-fuel ratio abyfs due to the start of execution of the evaporated fuel purge” occurs. Similarly, the oxygen storage amount OSA of the catalyst 43 is very close to the maximum oxygen storage amount Cmax immediately before the target air-fuel ratio lean rich change time. Therefore, in such a case, it is not preferable that “a large fluctuation in the upstream air-fuel ratio abyfs due to the start of execution of the evaporated fuel purge” occurs.

そこで、第2制御装置は、目標空燃比リッチリーン変更時点tRLを予測し、その予測した目標空燃比リッチリーン変更時点tRLよりも第3所定時間Δtb1前の時点から、その予測した目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過する時点までの期間、蒸発燃料パージが開始されることを禁止する(図10の時刻t1〜t3、時刻t7〜t9、時刻t13〜t15を参照。)。   Therefore, the second control device predicts the target air-fuel ratio rich-lean change time tRL, and the predicted target air-fuel ratio rich-lean from the time a third predetermined time Δtb1 before the predicted target air-fuel ratio rich-lean change time tRL. The evaporative fuel purge is prohibited from starting during the period from the lean change time to the time when the first predetermined time Δta1 elapses (see time t1 to t3, time t7 to t9, time t13 to t15 in FIG. 10). .

更に、第2制御装置は、目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRを予測し、その予測した目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRよりも第4所定時間Δtb2前の時点から、その予測した目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRから第2所定時間Δta2が経過する時点までの期間、蒸発燃料パージが開始されることを禁止する(図10の時刻t4〜t6、時刻t10〜t12を参照。)。   Further, the second control device predicts the target air-fuel ratio lean-rich change time point tLR, and the predicted target air-fuel ratio lean time from a time point before the fourth predetermined time Δtb2 before the predicted target air-fuel ratio lean-rich change time point tLR. The evaporative fuel purge is prohibited from starting during the period from the rich change time tLR to the time when the second predetermined time Δta2 elapses (see times t4 to t6 and times t10 to t12 in FIG. 10).

(実際の作動)
第2制御装置のCPUは、図6、図7及び図8に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行する。更に、第2制御装置のCPUは、所定時間が経過する毎に「図9に代わる図11にフローチャートにより示したパージ実行禁止フラグ設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、以下、主として図11を参照しながら第2制御装置の作動について説明する。
(Actual operation)
The CPU of the second control device executes the routines shown in FIGS. 6, 7, and 8 in the same manner as the CPU of the first control device. Further, the CPU of the second control device executes a “purge execution prohibition flag setting routine shown by a flowchart in FIG. 11 instead of FIG. 9” every time a predetermined time elapses. Therefore, the operation of the second control device will be described below mainly with reference to FIG.

所定のタイミングになると、CPUは図11のステップ1100から処理を開始してステップ1110に進み、吸入空気量Gaに基づいて「目標リッチ空燃比継続時間TRL及び目標リーン空燃比継続時間TLR」を推定する。   When the predetermined timing is reached, the CPU starts the process from step 1100 in FIG. 11 and proceeds to step 1110 to estimate the “target rich air-fuel ratio duration TRL and target lean air-fuel ratio duration TLR” based on the intake air amount Ga. To do.

目標リッチ空燃比継続時間TRLは、「目標空燃比abyfrが目標リッチ空燃比afRichに設定されてから目標空燃比abyfrが目標リーン空燃比afLeanに設定されるまでの時間(即ち、触媒43の状態が酸素過剰状態であると判定されてから酸素不足状態であると判定されるまでの時間)」である。   The target rich air-fuel ratio duration TRL is “the time from when the target air-fuel ratio abyfr is set to the target rich air-fuel ratio afRich until the target air-fuel ratio abyfr is set to the target lean air-fuel ratio afLean (that is, the state of the catalyst 43 is The time from when it is determined that there is an oxygen excess state to when it is determined that there is an oxygen deficiency state).

目標リーン空燃比継続時間TLRは、「目標空燃比abyfrが目標リーン空燃比afLeanに設定されてから目標リッチ空燃比afRichに設定されるまでの時間(即ち、触媒43の状態が酸素不足状態であると判定されてから酸素過剰状態であると判定されるまでの時間)」である。   The target lean air-fuel ratio duration TLR is “the time from when the target air-fuel ratio abyfr is set to the target lean air-fuel ratio afLean to when the target rich air-fuel ratio afRich is set (that is, the state of the catalyst 43 is an oxygen-deficient state). The time from when it is determined that the oxygen excess state is determined).

図12の(A)及び(B)は、吸入空気量Gaが比較的小さい第1吸入空気量Ga1である場合における上流側空燃比(実際には目標空燃比abyfr)及び触媒43の酸素吸蔵量OSAをそれぞれ示すタイムチャートであり、図12の(C)及び(D)は、吸入空気量Gaが比較的大きい第2吸入空気量Ga2である場合における、上流側空燃比(実際には目標空燃比abyfr)及び触媒43の酸素吸蔵量OSAをそれぞれ示すタイムチャートである。   12A and 12B show the upstream air-fuel ratio (actually the target air-fuel ratio abyfr) and the oxygen storage amount of the catalyst 43 when the intake air amount Ga is the first intake air amount Ga1 that is relatively small. FIGS. 12C and 12D are time charts showing OSA, respectively. FIGS. 12C and 12D show the upstream air-fuel ratio (actually, the target air flow when the intake air amount Ga is a relatively large second intake air amount Ga2. FIG. 6 is a time chart showing the fuel ratio abyfr) and the oxygen storage amount OSA of the catalyst 43, respectively.

図12から理解されるように、目標リッチ空燃比afRichが一定値であり且つ目標リーン空燃比afLeanが一定値であれば、吸入空気量Gaが大きいほど目標空燃比切替え周期T(従って、目標リッチ空燃比継続時間TRL及び目標リーン空燃比継続時間TLRのそれぞれ)は短くなる。目標空燃比切替え周期Tは、目標リッチ空燃比継続時間TRLと目標リーン空燃比継続時間TLRの和である。   As can be understood from FIG. 12, if the target rich air-fuel ratio afRich is a constant value and the target lean air-fuel ratio afLean is a constant value, the larger the intake air amount Ga is, the larger the target air-fuel ratio switching cycle T (accordingly, the target rich air-fuel ratio). Each of the air-fuel ratio duration TRL and the target lean air-fuel ratio duration TLR) becomes shorter. The target air / fuel ratio switching cycle T is the sum of the target rich air / fuel ratio duration TRL and the target lean air / fuel ratio duration TLR.

図13は、上流側空燃比の変動幅ΔA/F(=目標リーン空燃比afLean−目標リッチ空燃比afRich)及び吸入空気量Gaと、目標空燃比切替え周期Tと、の関係を示したマップである。   FIG. 13 is a map showing the relationship between the fluctuation range ΔA / F of the upstream air-fuel ratio (= target lean air-fuel ratio afLean−target rich air-fuel ratio afRich), the intake air amount Ga, and the target air-fuel ratio switching period T. is there.

図13から理解されるように、上流側空燃比の変動幅ΔA/Fが大きくなるほど目標空燃比切替え周期Tは短くなり、吸入空気量Gaが大きいほど目標空燃比切替え周期Tは短くなる。   As will be understood from FIG. 13, the target air-fuel ratio switching cycle T becomes shorter as the upstream air-fuel ratio fluctuation range ΔA / F becomes larger, and the target air-fuel ratio switching cycle T becomes shorter as the intake air amount Ga becomes larger.

一方、第2制御装置において、目標リッチ空燃比afRichが一定値であり且つ目標リーン空燃比afLeanが一定値である。そこで、第2制御装置の電気制御装置70は、ROM内にルックアップテーブルMapTRL(Ga)及びルックアップテーブルMapTLR(Ga)を予め格納している。   On the other hand, in the second control device, the target rich air-fuel ratio afRich is a constant value, and the target lean air-fuel ratio afLean is a constant value. Therefore, the electric control device 70 of the second control device stores a lookup table MapTRL (Ga) and a lookup table MapTLR (Ga) in advance in the ROM.

ルックアップテーブルMapTRL(Ga)は、「吸入空気量Ga」と「目標リッチ空燃比継続時間TRL」との関係を規定している。このルックアップテーブルMapTRL(Ga)は予め実験により得られたデータに基づいて形成されている。   The look-up table MapTRL (Ga) defines the relationship between the “intake air amount Ga” and the “target rich air-fuel ratio duration TRL”. This lookup table MapTRL (Ga) is formed based on data obtained in advance by experiments.

同様に、ルックアップテーブルMapTLR(Ga)は、「吸入空気量Ga」と「目標リーン空燃比継続時間TLR」との関係を規定している。このルックアップテーブルMapTLR(Ga)も予め実験により得られたデータに基づいて形成されている。   Similarly, the look-up table MapTLR (Ga) defines the relationship between the “intake air amount Ga” and the “target lean air-fuel ratio duration TLR”. This lookup table MapTLR (Ga) is also formed based on data obtained in advance by experiments.

そして、CPUは図11のステップ1110において、実際の吸入空気量GaをルックアップテーブルMapTRL(Ga)に適用することにより目標リッチ空燃比継続時間TRLを推定し、実際の吸入空気量GaをルックアップテーブルMapTLR(Ga)に適用することにより目標リーン空燃比継続時間TLRを推定する。なお、本例において、目標リッチ空燃比afRichは一定値であり、目標リーン空燃比afLeanは一定値であるので、上流側空燃比の変動幅ΔA/Fが目標リッチ空燃比継続時間TRL及び目標リーン空燃比継続時間TLRのそれぞれに及ぼす影響を考慮する必要はない。   In step 1110 of FIG. 11, the CPU estimates the target rich air-fuel ratio duration TRL by applying the actual intake air amount Ga to the lookup table MapTRL (Ga), and looks up the actual intake air amount Ga. The target lean air-fuel ratio duration TLR is estimated by applying to the table MapTLR (Ga). In this example, since the target rich air-fuel ratio afRich is a constant value and the target lean air-fuel ratio afLean is a constant value, the fluctuation range ΔA / F of the upstream air-fuel ratio is equal to the target rich air-fuel ratio duration TRL and the target lean. There is no need to consider the influence of each of the air-fuel ratio durations TLR.

また、「吸入空気量Ga」と「目標空燃比切替周期T=TLR+TRL」との関係を規定するルックアップテーブルMapT(Ga)を予め記憶しておき、実際の吸入空気量GaをルックアップテーブルMapT(Ga)に適用することにより目標空燃比切替周期Tを推定し、その半分(T/2)を「目標リッチ空燃比継続時間TRL及び目標リーン空燃比継続時間TLR」のそれぞれとして採用してもよい。   Further, a lookup table MapT (Ga) that defines the relationship between “intake air amount Ga” and “target air-fuel ratio switching cycle T = TLR + TRL” is stored in advance, and the actual intake air amount Ga is looked up in the lookup table MapT. (Ga) may be used to estimate the target air-fuel ratio switching period T, and half (T / 2) thereof may be adopted as the “target rich air-fuel ratio duration TRL and target lean air-fuel ratio duration TLR”. Good.

次に、CPUは図11のステップ1120に進み、現時点が「実際の目標空燃比リーンリッチ変更時点(目標空燃比abyfrが目標リーン空燃比afLeanから目標リッチ空燃比afRichに実際に変更された時点)」の直後であるか否かを判定する(図10の時刻t5の直後及び時刻t11の直後を参照。)。   Next, the CPU proceeds to step 1120 in FIG. 11, where the current time is “the actual target air-fuel ratio lean rich change time point (the target air-fuel ratio abyfr is actually changed from the target lean air-fuel ratio afLean to the target rich air-fuel ratio afRich). ] (See immediately after time t5 and immediately after time t11 in FIG. 10).

そして、現時点が目標空燃比リーンリッチ変更時点の直後である場合、CPUはステップ1120にて「Yes」と判定してステップ1130に進み、現在の時刻tnowにステップ1110にて予測した目標リッチ空燃比継続時間TRLを加えた時刻(現時点から目標リッチ空燃比継続時間TRLだけ後の時刻=tnow+TRL)を「将来目標空燃比リッチリーン変更時点tRL」として予測する。その後、CPUはステップ1140に進む。   If the current time point is immediately after the target air-fuel ratio lean-rich change time point, the CPU makes a “Yes” determination at step 1120 to proceed to step 1130, and the target rich air-fuel ratio predicted at step 1110 at the current time tnow. The time when the continuation time TRL is added (the time after the target rich air-fuel ratio continuation time TRL after the current time = tnow + TRL) is predicted as the “future target air-fuel ratio rich-lean change time tRL”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1140.

一方、CPUがステップ1120の処理を実行する時点において、その時点が目標空燃比リーンリッチ変更時点の直後でない場合、CPUはステップ1120にて「No」と判定して直接ステップ1140に進む。   On the other hand, when the CPU executes the process of step 1120, if that time is not immediately after the target air-fuel ratio lean-rich change time, the CPU makes a “No” determination at step 1120 to directly proceed to step 1140.

CPUは、ステップ1140にて、現在の時刻tnowが「将来目標空燃比リッチリーン変更時点tRLから第3所定時間Δtb1だけ前の時点(tRL−Δtb1)から、将来目標空燃比リッチリーン変更時点tRLから第1所定時間Δta1だけ後の時点(tRL+Δta1)まで、の期間」内であるか否かを判定する。そして、現在の時刻tnowが「時刻(tRL−Δtb1)から時刻(tRL+Δta1)までの期間」内である場合、CPUはステップ1140にて「Yes」と判定してステップ1150に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「1」に設定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   In step 1140, the CPU determines that the current time tnow is “from the future target air-fuel ratio rich lean change time point tRL from the time point (tRL−Δtb1) before the third predetermined time Δtb1 from the future target air-fuel ratio rich lean change time point tRL. It is determined whether or not it is within the “period until the time point (tRL + Δta1) after the first predetermined time Δta1”. If the current time tnow is within the “period from time (tRL−Δtb1) to time (tRL + Δta1)”, the CPU makes a “Yes” determination at step 1140 to proceed to step 1150, and purge execution prohibition flag The value of XPGkinshi is set to “1”, and the routine proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively.

これに対し、現在の時刻tnowが「時刻(tRL−Δtb1)から時刻(tRL+Δta1)までの期間」内でない場合、CPUはステップ1140にて「No」と判定してステップ1160に進み、現時点が「実際の目標空燃比リッチリーン変更時点(目標空燃比abyfrが目標リッチ空燃比afRichから目標リーン空燃比afLeanに実際に変更された時点)」の直後であるか否かを判定する(図10の時刻t2の直後、時刻t8の直後及び時刻t14の直後を参照。)。   On the other hand, if the current time tnow is not within the “period from time (tRL−Δtb1) to time (tRL + Δta1)”, the CPU makes a “No” determination at step 1140 to proceed to step 1160. It is determined whether or not it is immediately after the actual target air-fuel ratio rich lean change time (the target air-fuel ratio abyfr is actually changed from the target rich air-fuel ratio afRich to the target lean air-fuel ratio afLean) (time in FIG. 10). (See immediately after t2, immediately after time t8, and immediately after time t14.)

そして、現時点が目標空燃比リッチリーン変更時点の直後である場合、CPUはステップ1160にて「Yes」と判定してステップ1170に進み、現在の時刻tnowにステップ1110にて予測した目標リーン空燃比継続時間TLRを加えた時刻(現時点から目標リーン空燃比継続時間TLRだけ後の時刻=tnow+TLR)を「将来目標空燃比リーンリッチ変更時点tLR」として予測する。その後、CPUはステップ1180に進む。   If the current time is immediately after the target air-fuel ratio rich-lean change time, the CPU makes a “Yes” determination at step 1160 to proceed to step 1170, and the target lean air-fuel ratio predicted at step 1110 at the current time tnow. The time when the duration time TLR is added (time after the target lean air-fuel ratio duration time TLR = tnow + TLR) is predicted as the “future target air-fuel ratio lean rich change time point tLR”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1180.

一方、CPUがステップ1160の処理を実行する時点において、その時点が目標空燃比リッチリーン変更時点の直後でない場合、CPUはステップ1160にて「No」と判定して直接ステップ1180に進む。   On the other hand, when the CPU executes the process of step 1160 and that time is not immediately after the target air-fuel ratio rich lean change time, the CPU makes a “No” determination at step 1160 to directly proceed to step 1180.

CPUは、ステップ1180にて、現在の時刻tnowが「将来目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRから第4所定時間Δtb2だけ前の時点(tLR−Δtb2)から、将来目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRから第2所定時間Δta2だけ後の時点(tLR+Δta2)まで、の期間」内であるか否かを判定する。   In step 1180, the CPU determines that the current time tnow is “from the future target air-fuel ratio lean rich change time point tLR from the time point (tLR−Δtb2) which is a fourth predetermined time Δtb2 before the future target air fuel ratio lean rich change time point tLR. It is determined whether or not it is within the “period until the time point (tLR + Δta2) after the second predetermined time Δta2”.

そして、現在の時刻tnowが「時刻(tLR−Δtb2)から時刻(tLR+Δta2)までの期間」内である場合、CPUはステップ1180にて「Yes」と判定してステップ1150に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「1」に設定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   If the current time tnow is within the “period from time (tLR−Δtb2) to time (tLR + Δta2)”, the CPU makes a “Yes” determination at step 1180 to proceed to step 1150, where the purge execution prohibition flag is set. The value of XPGkinshi is set to “1”, and the routine proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively.

これに対し、現在の時刻tnowが「時刻(tLR−Δtb2)から時刻(tLR+Δta2)までの期間」内でない場合、CPUはステップ1180にて「No」と判定してステップ1190に進み、パージ実行禁止フラグXPGkinshiの値を「0」に設定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if the current time tnow is not within the “period from time (tLR−Δtb2) to time (tLR + Δta2)”, the CPU makes a “No” determination at step 1180 to proceed to step 1190 to prohibit purge execution. The value of the flag XPGkinshi is set to “0”, the process proceeds to step 1195, and this routine is temporarily ended.

以上、説明したように、第2制御装置は、将来の目標空燃比リッチリーン変更時点を予測するとともに、その予測した将来の目標空燃比リッチリーン変更時点の近傍の期間において蒸発燃料パージの開始を禁止する。よって、触媒43の酸素吸蔵量が「0」に到達する可能性を低減することができる。更に、第2制御装置は、将来の目標空燃比リーンリッチ変更時点を予測するとともに、その予測した将来の目標空燃比リーンリッチ変更時点の近傍の期間において蒸発燃料パージの開始を禁止する。よって、触媒43の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量Cmaxに到達する可能性を低減することができる。   As described above, the second control device predicts the future target air-fuel ratio rich lean change time point, and starts evaporative fuel purge in the period near the predicted future target air-fuel ratio rich lean change time point. Ban. Therefore, the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst 43 reaches “0” can be reduced. Further, the second control apparatus predicts a future target air-fuel ratio lean-rich change time point and prohibits the start of the evaporated fuel purge in a period in the vicinity of the predicted future target air-fuel ratio lean-rich change time point. Therefore, the possibility that the oxygen storage amount of the catalyst 43 reaches the maximum oxygen storage amount Cmax can be reduced.

なお、第2制御装置は、蒸発燃料パージの開始を禁止している期間の終了時点を第1制御装置のように決定してもよい。より具体的に述べると、第2制御装置は、将来の目標空燃比リッチリーン変更時点tRLを予測するとともに、「その予測した目標空燃比リッチリーン変更時点tRLよりも第3所定時間Δtb1前の時点から、次に発生する実際の目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過する時点まで、の期間」、蒸発燃料パージが開始されることを禁止してもよい。   The second control device may determine the end point of the period during which the start of the evaporated fuel purge is prohibited as in the first control device. More specifically, the second control device predicts a future target air-fuel ratio rich-lean change time tRL and “a time point that is a third predetermined time Δtb1 before the predicted target air-fuel ratio rich-lean change time tRL. From the time when the actual target air-fuel ratio rich lean change occurs to the time when the first predetermined time Δta1 elapses, the evaporative fuel purge may be prohibited from starting.

この場合、前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比リッチリーン変更時点から前記所定時間としての第1所定時間が経過するまでの期間であるリッチリーン変更後期間に前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成され、
前記目標空燃比リーンリッチ変更時点から同目標空燃比リーンリッチ変更時点に続く前記目標空燃比リッチリーン変更時点までの第2時間(目標リッチ空燃比継続時間)を少なくとも前記機関の吸入空気量に相関を有する値に基づいて推定し、
前記推定された第2時間に基づいて次に到来する予定の前記目標空燃比リッチリーン変更時点を予測し、
前記予測された目標空燃比リッチリーン変更時点よりも所定時間(第3所定時間)前の時点から前記リッチリーン変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されていると言うことができる。
In this case, the evaporated fuel purge means is
It is configured not to start the execution of the evaporated fuel purge in the period after the rich lean change, which is a period from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time as the predetermined time elapses.
A second time (target rich air-fuel ratio duration) from the target air-fuel ratio lean rich change time to the target air-fuel ratio rich lean change time following the target air-fuel ratio lean rich change time is correlated with at least the intake air amount of the engine Based on a value having
Predicting the next target air-fuel ratio rich lean change time to arrive next based on the estimated second time;
The execution of the evaporated fuel purge is not started during a period from a time before the predicted target air-fuel ratio rich lean change time to a time point before the rich lean change time period from a predetermined time (third predetermined time). Can be said to have been.

同様に、第2制御装置は、将来の目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRを予測するとともに、「その予測した目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRよりも第4所定時間Δtb2前の時点から、次に発生する実際の目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過する時点まで、の期間」、蒸発燃料パージが開始されることを禁止してもよい。   Similarly, the second control device predicts a future target air-fuel ratio lean-rich change time point tLR, and then “from a time point before the predicted target air-fuel ratio lean-rich change time point tLR to the fourth predetermined time Δtb2 next. The evaporative fuel purge may be prohibited from starting during the period from the actual target air-fuel ratio lean rich change time to the time when the second predetermined time Δta2 elapses.

即ち、前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比リーンリッチ変更時点から前記所定時間としての第2所定時間が経過するまでの期間であるリーンリッチ変更後期間に前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成され、
前記目標空燃比リッチリーン変更時点から同目標空燃比リッチリーン変更時点に続く前記目標空燃比リーンリッチ変更時点までの第1時間(目標リーン空燃比継続時間)を少なくとも前記機関の吸入空気量に相関を有する値に基づいて推定し、
前記推定された第1時間に基づいて次に到来する予定の前記目標空燃比リーンリッチ変更時点tLRを予測し、
前記予測された目標空燃比リーンリッチ変更時点よりも所定時間(第4所定時間)前の時点から前記リーンリッチ変更後期間の経過時点までの期間、前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成されていると言うことができる。
That is, the evaporated fuel purge means
It is configured not to start the execution of the evaporated fuel purge in a period after the lean rich change that is a period from the target air-fuel ratio lean rich change time to a second predetermined time as the predetermined time.
A first time (target lean air-fuel ratio duration) from the target air-fuel ratio rich-lean change time to the target air-fuel ratio lean-rich change time following the target air-fuel ratio rich-lean change time is correlated with at least the intake air amount of the engine Based on a value having
Predicting the next target air-fuel ratio lean-rich change time tLR that is scheduled to arrive based on the estimated first time;
The execution of the evaporated fuel purge is not started during a period from a time point before the predicted target air-fuel ratio lean-rich change time to a predetermined time (fourth predetermined time) to a time point after the lean-rich change time period. Can be said to have been.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第3制御装置」とも称呼する。)について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a control device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “third control device”) will be described.

第1制御装置においては、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過した時点にてパージ制御弁55の状態を閉弁状態から開弁状態へと変更することにより蒸発燃料パージの実行を開始したとしても、その蒸発燃料パージ実行開始の影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点においては十分に酸素吸蔵量OSAが「0」から乖離しているように、第1所定時間Δta1を設定している。   In the first control device, the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state when the first predetermined time Δta1 has elapsed since the change of the target air-fuel ratio rich lean. Even when the execution is started, the first predetermined time Δta1 is set so that the oxygen storage amount OSA is sufficiently deviated from “0” when the influence of the start of the execution of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs. It is set.

更に、第1制御装置においては、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過した時点にてパージ制御弁55の状態を閉弁状態から開弁状態へと変更することにより蒸発燃料パージの実行を開始したとしても、その蒸発燃料パージ実行開始の影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点においては十分に酸素吸蔵量OSAが最大酸素吸蔵量Cmaxから乖離しているように、第2所定時間Δta2を設定している。   Further, in the first control device, the evaporated fuel is changed by changing the state of the purge control valve 55 from the closed state to the open state when the second predetermined time Δta2 has elapsed since the change of the target air-fuel ratio lean rich. Even if the execution of the purge is started, the second operation is performed so that the oxygen storage amount OSA is sufficiently deviated from the maximum oxygen storage amount Cmax when the influence of the start of the execution of the evaporated fuel purge appears in the upstream air-fuel ratio abyfs. A predetermined time Δta2 is set.

換言すると、第1制御装置は、図14に示した蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間(即ち、パージ制御弁55の状態を閉弁状態から開弁状態へと変更した時点t0から、その蒸発燃料パージ実行開始の影響が上流側空燃比abyfsに現れる時点t1まで、の時間)tdが一定であるとの前提に基づいて構築されている。   In other words, the first control device purges the evaporated fuel gas from the time t0 when the evaporated fuel gas transport delay time shown in FIG. 14 is changed (that is, from the time t0 when the state of the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state). It is constructed based on the premise that the time (td) until the time point t1 at which the influence of the execution start appears in the upstream air-fuel ratio abyfs is constant.

しかしながら、蒸発燃料パージは吸気管負圧を利用して機関10に蒸発燃料を吸入させることにより行われるので、蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdは「吸気管負圧」に応じて変化する。より具体的に述べると、吸気管負圧が小さくなる(吸気管圧力の絶対値が大気圧に近づく)ほど、蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdは長くなる。そこで、第3制御装置は、吸気管圧力に相関を有する値(吸気管圧力相関値P)を取得し、その吸気管圧力相関値Pに基づき、上記第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2を決定する。これにより、蒸発燃料パージの開始が禁止されている期間を短くできるので、蒸発燃料をより適切にパージすることができる。   However, since the evaporated fuel purge is performed by causing the engine 10 to suck the evaporated fuel using the intake pipe negative pressure, the transport delay time td of the evaporated fuel gas changes according to the “intake pipe negative pressure”. More specifically, as the intake pipe negative pressure becomes smaller (the absolute value of the intake pipe pressure approaches the atmospheric pressure), the transport delay time td of the evaporated fuel gas becomes longer. Therefore, the third control device acquires a value correlated with the intake pipe pressure (intake pipe pressure correlation value P), and based on the intake pipe pressure correlation value P, the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 To decide. Thereby, since the period during which the start of the evaporated fuel purge is prohibited can be shortened, the evaporated fuel can be purged more appropriately.

(実際の作動)
第3制御装置のCPUは、図6、図7及び図8に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行する。更に、第3制御装置のCPUは、所定時間が経過する毎に「図9に代わる図15にフローチャートにより示したパージ実行禁止フラグ設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、以下、主として図15を参照しながら第3制御装置の作動について説明する。図15に示したフローチャートは、図9に示したフローチャートと類似している。よって、図15に示されたステップであって図9にも示されたステップには、図9に示されたステップと同一の符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。
(Actual operation)
The CPU of the third control device executes the routines shown in FIGS. 6, 7 and 8 in the same manner as the CPU of the first control device. Further, the CPU of the third control device executes the “purge execution prohibition flag setting routine shown by the flowchart in FIG. 15 instead of FIG. 9” every time a predetermined time elapses. Therefore, the operation of the third control device will be described below mainly with reference to FIG. The flowchart shown in FIG. 15 is similar to the flowchart shown in FIG. Therefore, the steps shown in FIG. 15 and also shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals as the steps shown in FIG. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

所定のタイミングになると、CPUは図15のステップ1500から処理を開始してステップ1510に進み、吸気管圧力相関値Pを取得する。本例において、吸気管圧力相関値Pは、吸入空気量Gaと機関回転速度NEとに基づいて取得される。吸気管圧力相関値Pは、吸入空気量Gaが大きいほど大きくなり、機関回転速度NEが小さいほど大きくなる。なお、吸気管圧力相関値Pは、スロットル弁34の下流の吸気管32内の圧力を検出する圧力センサからの信号に基いて取得されてもよい。吸気管圧力相関値Pは、スロットル弁34の下流の吸気管32内の圧力が大気圧に近づくほど大きくなり、真空に近づくほど小さくなる。   When the predetermined timing is reached, the CPU starts the process from step 1500 in FIG. 15 and proceeds to step 1510 to acquire the intake pipe pressure correlation value P. In this example, the intake pipe pressure correlation value P is acquired based on the intake air amount Ga and the engine speed NE. The intake pipe pressure correlation value P increases as the intake air amount Ga increases, and increases as the engine speed NE decreases. The intake pipe pressure correlation value P may be acquired based on a signal from a pressure sensor that detects the pressure in the intake pipe 32 downstream of the throttle valve 34. The intake pipe pressure correlation value P increases as the pressure in the intake pipe 32 downstream of the throttle valve 34 approaches atmospheric pressure, and decreases as the pressure approaches vacuum.

次に、CPUはステップ1520に進み、ステップ1510にて取得した吸気管圧力相関値Pに基づいて第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2を取得する。本例において、第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2は互いに同じ長さである。第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2は、吸気管圧力相関値Pが大きいほど短くなるように決定される。これは、吸気管圧力相関値Pが大きいほど吸気管負圧は小さいので、吸気管圧力相関値Pが大きいほど蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdが長くなるからである。   Next, the CPU proceeds to step 1520 to acquire a first predetermined time Δta1 and a second predetermined time Δta2 based on the intake pipe pressure correlation value P acquired in step 1510. In this example, the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 have the same length. The first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 are determined so as to be shorter as the intake pipe pressure correlation value P is larger. This is because the larger the intake pipe pressure correlation value P, the smaller the intake pipe negative pressure, and the larger the intake pipe pressure correlation value P, the longer the transport delay time td of the evaporated fuel gas.

即ち、蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdが長いほど、目標空燃比リッチリーン変更時点から「より短い時間」が経過した時点にて蒸発燃料パージの実行を開始しても、その影響が上流側目標空燃比abyfrに現れるまでに長い時間を要するので、その影響が上流側目標空燃比abyfrに現れる時点において酸素吸蔵量OSAが「0」から十分に乖離しているからである。   That is, as the transportation delay time td of the evaporated fuel gas is longer, the effect of the evaporated fuel purge even when the “shorter time” elapses from the time when the target air-fuel ratio rich lean is changed will affect the upstream target. This is because since it takes a long time to appear at the air-fuel ratio abyfr, the oxygen storage amount OSA sufficiently deviates from “0” when the influence appears at the upstream target air-fuel ratio abyfr.

同様に、蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdが長いほど、目標空燃比リーンリッチ変更時点から「より短い時間」が経過した時点にて蒸発燃料パージの実行を開始しても、その影響が上流側目標空燃比abyfrに現れるまでに長い時間を要するので、その影響が上流側目標空燃比abyfrに現れる時点において酸素吸蔵量OSAが最大酸素吸蔵量Cmaxから十分に乖離しているからである。   Similarly, the longer the evaporative fuel gas transport delay time td is, the more the effect of the evaporative fuel purge starts at the time when the “shorter time” has elapsed since the target air-fuel ratio lean-rich change time has elapsed. This is because since it takes a long time to appear at the target air-fuel ratio abyfr, the oxygen storage amount OSA is sufficiently deviated from the maximum oxygen storage amount Cmax when the effect appears at the upstream target air-fuel ratio abyfr.

次に、CPUはステップ910乃至ステップ940のうちの適当なステップを実行する。ステップ910乃至ステップ940からなるルーチンは、図9に示したルーチンと同じである。この結果、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間においてパージ制御弁55の状態が閉弁状態から開弁状態へと変更されること(蒸発燃料パージの実行開始)が禁止され、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間においてパージ制御弁55の状態が閉弁状態から開弁状態へと変更されること(蒸発燃料パージの実行開始)が禁止される。   Next, the CPU executes an appropriate one of steps 910 to 940. The routine consisting of step 910 to step 940 is the same as the routine shown in FIG. As a result, the state of the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state during the period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses (start of execution of evaporated fuel purge). ) Is prohibited and the state of the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state during the period from when the target air-fuel ratio lean rich is changed until the second predetermined time Δta2 elapses (evaporated fuel purge state). Execution start) is prohibited.

以上、説明したように、第3制御装置は、蒸発燃料ガスの輸送遅れ時間tdが吸気管圧力相関値Pに応じて変化するとの知見に基いて、第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2を吸気管圧力相関値Pに応じて変化させている。従って、蒸発燃料パージの開始が禁止される期間が必要以上に長く設定されることを回避することができる。   As described above, the third control device, based on the knowledge that the transport delay time td of the evaporated fuel gas changes according to the intake pipe pressure correlation value P, the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 Is changed according to the intake pipe pressure correlation value P. Therefore, it can be avoided that the period during which the start of the evaporated fuel purge is prohibited is set longer than necessary.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第4制御装置」とも称呼する。)について説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a control device for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “fourth control device”) will be described.

燃料の揮発性は一定ではない。蒸発燃料パージが行われていない場合、燃料の揮発性が高いほどキャニスタに吸着・蓄積される蒸発燃料の量は多くなる。従って、例えば、燃料の揮発性が比較的低い場合、図16の(A)及び(B)に示したように蒸発燃料パージ開始に伴う上流側空燃比の変動の最大振幅は値af1となるのに対し、燃料の揮発性が比較的高い場合、図16の(C)及び(D)に示したように蒸発燃料パージ開始に伴う上流側空燃比の変動の最大振幅は「値af1よりも大きい値af2」となる。このことから明らかなように、「第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2」のそれぞれは燃料の揮発性が高いほど長くすべきである。   Fuel volatility is not constant. When the evaporated fuel purge is not performed, the higher the fuel volatility, the greater the amount of evaporated fuel that is adsorbed and accumulated in the canister. Therefore, for example, when the volatility of the fuel is relatively low, as shown in FIGS. 16A and 16B, the maximum amplitude of the fluctuation in the upstream air-fuel ratio accompanying the start of the evaporated fuel purge becomes the value af1. On the other hand, when the volatility of the fuel is relatively high, as shown in FIGS. 16C and 16D, the maximum amplitude of the fluctuation of the upstream air-fuel ratio accompanying the start of the evaporated fuel purge is larger than “value af1”. Value af2 ". As is clear from this, each of the “first predetermined time Δta1 and second predetermined time Δta2” should be longer as the volatility of the fuel is higher.

そこで、第4制御装置は、燃料の揮発性が高くなるほど、蒸発燃料パージの開始を禁止している期間を決定する「第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2」を長くする。これにより、蒸発燃料パージの開始が禁止されている期間が燃料の揮発性に応じた適切な長さになるので、蒸発燃料をより適切にパージすることができる。   Therefore, the fourth control device increases the “first predetermined time Δta1 and second predetermined time Δta2” for determining the period during which the start of the evaporated fuel purge is prohibited, as the volatility of the fuel increases. As a result, the period during which the start of the evaporative fuel purge is prohibited becomes an appropriate length according to the volatility of the fuel, so that the evaporative fuel can be purged more appropriately.

(実際の作動)
第4制御装置のCPUは、図6、図7及び図8に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行する。更に、第4制御装置のCPUは、所定時間が経過する毎に「図9に代わる図17にフローチャートにより示したパージ実行禁止フラグ設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、以下、主として図17を参照しながら第4制御装置の作動について説明する。図17に示したフローチャートは、図9に示したフローチャートと類似している。よって、図17に示されたステップであって図9にも示されたステップには、図9に示されたステップと同一の符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。
(Actual operation)
The CPU of the fourth control device executes the routines shown in FIGS. 6, 7, and 8 in the same manner as the CPU of the first control device. Further, the CPU of the fourth control device executes the “purge execution prohibition flag setting routine shown by the flowchart in FIG. 17 instead of FIG. 9” every time a predetermined time elapses. Accordingly, the operation of the fourth control apparatus will be described below mainly with reference to FIG. The flowchart shown in FIG. 17 is similar to the flowchart shown in FIG. Therefore, the steps shown in FIG. 17 and also shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals as the steps shown in FIG. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

所定のタイミングになると、CPUは図17のステップ1700から処理を開始してステップ1710に進み、燃料揮発性相関値Fを取得する。燃料揮発性相関値Fは、周知の手法によって取得される。本例において、燃料揮発性相関値Fは、燃料タンクに設けられた図示しないアルコール濃度センサの出力に基づいて取得される。一般に、アルコール濃度が高くなるほど揮発性は低くなる。燃料揮発性相関値Fは燃料の揮発性が高くなるほど大きくなる値として取得される。   When the predetermined timing is reached, the CPU starts processing from step 1700 in FIG. 17 and proceeds to step 1710 to acquire the fuel volatility correlation value F. The fuel volatility correlation value F is acquired by a known method. In this example, the fuel volatility correlation value F is acquired based on the output of an alcohol concentration sensor (not shown) provided in the fuel tank. In general, the higher the alcohol concentration, the lower the volatility. The fuel volatility correlation value F is acquired as a value that increases as the volatility of the fuel increases.

次に、CPUはステップ1720に進み、ステップ1710にて取得した燃料揮発性相関値Fに基づいて第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2を取得する。本例において、第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2は互いに同じ長さである。第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2は、燃料揮発性相関値Fが大きいほど長くなるように決定される。これは、燃料の揮発性が高いほど蒸発燃料パージの開始に起因する上流側空燃比の変動幅が大きくなるので、蒸発燃料パージの開始に起因して上流側空燃比の変動が大きくなり始める時点において、触媒43の酸素吸蔵量OSAを「0」及び最大酸素吸蔵量Cmaxのそれぞれからより一層遠ざけておく必要があるからである。   Next, the CPU proceeds to step 1720 to acquire a first predetermined time Δta1 and a second predetermined time Δta2 based on the fuel volatility correlation value F acquired in step 1710. In this example, the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 have the same length. The first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 are determined so as to increase as the fuel volatility correlation value F increases. This is because when the fuel volatility is higher, the fluctuation range of the upstream air-fuel ratio resulting from the start of the evaporated fuel purge becomes larger, and therefore the upstream air-fuel ratio fluctuation starts to become larger due to the start of the evaporated fuel purge. This is because the oxygen storage amount OSA of the catalyst 43 needs to be further away from each of “0” and the maximum oxygen storage amount Cmax.

次に、CPUはステップ910乃至ステップ940のうちの適当なステップを実行する。ステップ910乃至ステップ940からなるルーチンは、図9に示したルーチンと同じである。この結果、目標空燃比リッチリーン変更時点から第1所定時間Δta1が経過するまでの期間においてパージ制御弁55の状態が閉弁状態から開弁状態へと変更されること(蒸発燃料パージの実行開始)が禁止され、目標空燃比リーンリッチ変更時点から第2所定時間Δta2が経過するまでの期間においてパージ制御弁55の状態が閉弁状態から開弁状態へと変更されること(蒸発燃料パージの実行開始)が禁止される。   Next, the CPU executes an appropriate one of steps 910 to 940. The routine consisting of step 910 to step 940 is the same as the routine shown in FIG. As a result, the state of the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state during the period from when the target air-fuel ratio rich lean is changed until the first predetermined time Δta1 elapses (start of execution of evaporated fuel purge). ) Is prohibited and the state of the purge control valve 55 is changed from the closed state to the open state during the period from when the target air-fuel ratio lean rich is changed until the second predetermined time Δta2 elapses (evaporated fuel purge state). Execution start) is prohibited.

以上、説明したように、第4制御装置の蒸発燃料パージ手段は、
目標空燃比リッチリーン変更時点、及び、目標空燃比リーンリッチ変更時点、の少なくとも一方の時点から所定時間が経過するまでの期間、前記パージ実行要求条件が成立した場合であっても前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成され(図17のステップ910乃至ステップ940、図8のステップ850での「No」との判定、ステップ830及びステップ840)、且つ、
燃料揮発性相関値Fに基づいて燃料の揮発性が高いほど前記所定時間が長くなるように前記所定時間を決定するように構成されている(図17のステップ1720)。
As described above, the evaporated fuel purge means of the fourth control device is
The evaporative fuel purge is performed even when the purge execution request condition is satisfied during a period until a predetermined time elapses from at least one of the target air-fuel ratio rich-lean change time and the target air-fuel ratio lean-rich change time. (Steps 910 to 940 in FIG. 17, determination of “No” in step 850 in FIG. 8, steps 830 and 840), and
Based on the fuel volatility correlation value F, the predetermined time is determined such that the higher the fuel volatility, the longer the predetermined time is (step 1720 in FIG. 17).

即ち、第4制御装置は、第1所定時間Δta1及び第2所定時間Δta2を燃料揮発性相関値Fに応じて変化させている。従って、蒸発燃料パージの開始が禁止される期間が必要以上に長く設定されることを回避することができる。   That is, the fourth control device changes the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 according to the fuel volatility correlation value F. Therefore, it can be avoided that the period during which the start of the evaporated fuel purge is prohibited is set longer than necessary.

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態によれば、蒸発燃料パージの開始時期を制限しているので、蒸発燃料パージの開始に起因するエミッションの悪化を回避することができる。   As described above, according to the embodiments of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the start timing of the evaporated fuel purge is limited, so that the deterioration of the emission due to the start of the evaporated fuel purge is avoided. be able to.

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、第1所定時間Δta1と第2所定時間Δta2とは互いに相違していもよい。同様に、第3所定時間Δtb1と第4所定時間Δtb2とは互いに相違していもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, the first predetermined time Δta1 and the second predetermined time Δta2 may be different from each other. Similarly, the third predetermined time Δtb1 and the fourth predetermined time Δtb2 may be different from each other.

更に、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量KFmainのみでなく、メインフィードバック学習値KG及びパージ補正係数FPGにも基づいて、下記(2)式のように補正することによって指示燃料噴射量Fiを求めてもよい。

Fi=FPG・KG・KFmain・Fbase …(2)
Further, the command fuel injection amount Fi is obtained by correcting the basic fuel injection amount Fbase based on not only the main feedback amount KFmain but also the main feedback learning value KG and the purge correction coefficient FPG as shown in the following equation (2). May be.

Fi = FPG / KG / KFmain / Fbase (2)

この場合、パージ実行要求条件の一つとして「メインフィードバック学習値KGの学習が完了していること」が含まれ得る。即ち、メインフィードバック学習値KGの学習が完了していない場合、蒸発燃料パージは実行されない。   In this case, “learning of the main feedback learning value KG” may be included as one of the purge execution request conditions. That is, when the learning of the main feedback learning value KG is not completed, the evaporated fuel purge is not executed.

メインフィードバック学習値KGの学習が完了していないために蒸発燃料パージが実行されておらず、且つ、空燃比のフィードバック制御が実行されいる場合(フィードバック制御フラグXFBの値が「1」である場合)、
(1)メインフィードバック量KFmainの平均値が「1+α」よりも大きいときメインフィードバック学習値KGの値が所定時間あたり値ΔKGだけ増大させられ、
(2)メインフィードバック量KFmainの平均値が「1−α」よりも小さいときメインフィードバック学習値KGの値が所定時間あたり値ΔKGだけ減少させられる。
なお、値αは0よりも大きく1よりも小さい値(例えば、0.02)であり、メインフィードバック学習値KGの初期値は「1」である。
The evaporative fuel purge is not executed because the learning of the main feedback learning value KG is not completed, and the air-fuel ratio feedback control is executed (when the value of the feedback control flag XFB is “1”). ),
(1) When the average value of the main feedback amount KFmain is larger than “1 + α”, the value of the main feedback learning value KG is increased by a value ΔKG per predetermined time,
(2) When the average value of the main feedback amount KFmain is smaller than “1-α”, the value of the main feedback learning value KG is decreased by a value ΔKG per predetermined time.
Note that the value α is a value larger than 0 and smaller than 1 (for example, 0.02), and the initial value of the main feedback learning value KG is “1”.

その後、フィードバック制御が継続していて、且つ、フィードバック量KFmainの平均値が「1+α」と「1−α」との間の値である状態の継続時間が閾値時間以上となったとき、メインフィードバック学習値KGの学習が完了したと判定される。   Thereafter, when the feedback control is continued and the duration of the state where the average value of the feedback amount KFmain is a value between “1 + α” and “1−α” becomes equal to or longer than the threshold time, the main feedback It is determined that learning of the learning value KG has been completed.

更に、パージ補正係数FPGは下記の(3)に従って求められる。(3)式において、FGPGは蒸発燃料ガス濃度学習値である。PGTは目標パージ率である。

FPG=1+PGT(FGPG−1) …(3)
Further, the purge correction coefficient FPG is obtained according to the following (3). In the equation (3), FGPG is an evaporative fuel gas concentration learning value. PGT is a target purge rate.

FPG = 1 + PGT (FGPG-1) (3)

蒸発燃料ガス濃度学習値FGPGは、蒸発燃料のパージを実行している期間において、メインフィードバック量KFmainの平均値FAFAVが「1+β」と「1−β」との間の値でないとき、所定時間に(FAFAV−1)/PGTだけ増大させられる。目標パージ率PGTは、負荷KL及び機関回転速度NE等に基づいて定められる。目標パージ率PGTは一定値であってもよい。なお、値βは0よりも大きく1よりも小さい値(例えば、0.02)である。   The evaporative fuel gas concentration learning value FGPG is a predetermined time when the average value FAFAV of the main feedback amount KFmain is not a value between “1 + β” and “1-β” in the period during which the purge of evaporative fuel is executed. Increased by (FAFAV-1) / PGT. The target purge rate PGT is determined based on the load KL, the engine speed NE, and the like. The target purge rate PGT may be a constant value. The value β is a value larger than 0 and smaller than 1 (for example, 0.02).

また、上記各実施形態において、目標リッチ空燃比afRichは例えば吸入空気量Gaに応じて変化する値であってもよいく、目標リーン空燃比afLeanは例えば吸入空気量Gaに応じて変化する値であってもよい。   In each of the above embodiments, the target rich air-fuel ratio afRich may be a value that changes according to the intake air amount Ga, for example, or the target lean air-fuel ratio afLean may be a value that changes according to the intake air amount Ga, for example. There may be.

10…内燃機関、21…燃焼室、32…吸気管、33…燃料噴射弁、34…スロットル弁、41…エキゾーストマニホールド、41b…集合部、42…エキゾーストパイプ、43…上流側触媒(触媒、三元触媒)、50…蒸発燃料供給系統、51…燃料タンク、52…キャニスタ、55…パージ制御弁、61…熱線式エアフローメータ、66…上流側空燃比センサ、67…下流側空燃比センサ、70…電気制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 21 ... Combustion chamber, 32 ... Intake pipe, 33 ... Fuel injection valve, 34 ... Throttle valve, 41 ... Exhaust manifold, 41b ... Collecting part, 42 ... Exhaust pipe, 43 ... Upstream catalyst (catalyst, three (Original catalyst), 50 ... evaporated fuel supply system, 51 ... fuel tank, 52 ... canister, 55 ... purge control valve, 61 ... hot-wire air flow meter, 66 ... upstream air-fuel ratio sensor, 67 ... downstream air-fuel ratio sensor, 70 ... electric control device.

Claims (1)

内燃機関の排気通路に配設されるとともに酸素吸蔵機能を有する触媒と、
前記排気通路の前記触媒の下流側に配設された下流側空燃比センサと、
前記触媒の酸素吸蔵状態が、前記触媒に吸蔵されている酸素の量が同触媒にとって過剰であるために同酸素の量を減少すべき状態である酸素過剰状態であるか、前記触媒に吸蔵されている酸素の量が不足しているために同酸素の量を増大すべき状態である酸素不足状態であるか、を前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて判定する触媒状態判定手段と、
前記酸素吸蔵状態が前記酸素過剰状態であると判定されている場合に前記触媒に流入するガスの空燃比の目標値である目標空燃比を理論空燃比よりも小さい目標リッチ空燃比に設定し、前記酸素吸蔵状態が前記酸素不足状態であると判定されている場合に前記目標空燃比を理論空燃比よりも大きい目標リーン空燃比に設定する、目標空燃比設定手段と、
前記機関に対して燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量である燃料噴射量を前記設定された目標空燃比に応じて決定するとともに同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク内に発生した蒸発燃料を前記機関の吸気通路に導入する蒸発燃料パージを所定のパージ実行要求条件が成立している場合に実行する蒸発燃料パージ手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記蒸発燃料パージ手段は、
前記目標空燃比が前記目標リッチ空燃比から前記目標リーン空燃比へと変更される時点である目標空燃比リッチリーン変更時点、及び、前記目標空燃比が前記目標リーン空燃比から前記目標リッチ空燃比へと変更される時点である目標空燃比リーンリッチ変更時点、の少なくとも一方の時点から所定時間が経過するまでの期間、前記パージ実行要求条件が成立した場合であっても前記蒸発燃料パージの実行を開始しないように構成された内燃機関の制御装置。
A catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxygen storage function;
A downstream air-fuel ratio sensor disposed downstream of the catalyst in the exhaust passage;
The oxygen storage state of the catalyst is an excessive oxygen state in which the amount of oxygen stored in the catalyst is excessive because the amount of oxygen stored in the catalyst is excessive, or stored in the catalyst. Catalyst state determining means for determining, based on an output value of the downstream air-fuel ratio sensor, whether or not an oxygen deficient state in which the amount of oxygen to be increased because the amount of oxygen present is insufficient ,
Setting the target air-fuel ratio, which is the target value of the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst when the oxygen storage state is determined to be the oxygen excess state, to a target rich air-fuel ratio smaller than the theoretical air-fuel ratio; Target air-fuel ratio setting means for setting the target air-fuel ratio to a target lean air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio when it is determined that the oxygen storage state is the oxygen-deficient state;
A fuel injection valve for injecting fuel to the engine;
Fuel injection control means for determining a fuel injection amount, which is the amount of fuel injected from the fuel injection valve, in accordance with the set target air-fuel ratio and for injecting the fuel of the determined fuel injection amount from the fuel injection valve When,
Evaporated fuel that performs evaporative fuel purge that introduces evaporative fuel generated in a fuel tank that stores fuel supplied to the fuel injection valve into the intake passage of the engine when a predetermined purge execution requirement condition is satisfied Purge means;
An internal combustion engine control apparatus comprising:
The evaporated fuel purge means includes
The target air-fuel ratio is changed from the target rich air-fuel ratio to the target lean air-fuel ratio, and the target air-fuel ratio is changed from the target lean air-fuel ratio to the target rich air-fuel ratio. The evaporative fuel purge is executed even when the purge execution request condition is satisfied during a period until a predetermined time elapses from at least one of the target air-fuel ratio lean-rich change time, which is the time when the target is changed to A control device for an internal combustion engine configured not to start the engine.
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