JP2018178739A

JP2018178739A - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2018178739A
Application number: JP2017074114A
Authority: JP
Inventors: 巧安澤; Ko Yasuzawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-11-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine capable of continuously regenerating a particulate collection filter.SOLUTION: During execution of filter regeneration control for introducing lean exhaust gas to an upstream catalyst and a particulate collection filter and introducing rich exhaust gas to a downstream catalyst, when an operating region of an engine is deviated from a region in which the filter regeneration control can be executed (Yes in determination in Step ST5), request output increase control for increasing request output to the engine is performed (Step ST6). Thus, a catalyst floor temperature can be continuously increased and the particulate collection filter can be continuously regenerated, so that particulate matters can be burned and removed effectively.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、排気系に微粒子捕集フィルタを備え、該微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って空燃比を変動させるフィルタ再生制御の改良に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to an improvement of filter regeneration control that includes a particulate collection filter in an exhaust system and fluctuates the air-fuel ratio according to the regeneration request of the particulate collection filter.

従来、排気系に微粒子捕集フィルタを備えた内燃機関（エンジン）において、この微粒子捕集フィルタの再生要求が生じた際に空燃比を変動させるフィルタ再生制御（以下、ディザ制御と呼ぶ場合もある）によって微粒子捕集フィルタの再生を行うことが知られている。 Conventionally, in an internal combustion engine (engine) having a particulate collection filter in an exhaust system, filter regeneration control (hereinafter, also referred to as dither control) that fluctuates the air-fuel ratio when a regeneration request for the particulate collection filter occurs It is known that the particulate collection filter is regenerated by

具体的に、特許文献１には、一つの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし、その気筒（リッチ側気筒）からの排気ガスを、スタート触媒（上流側触媒）および微粒子捕集フィルタをバイパスさせて、アンダーフロア触媒（下流側触媒）に導入する一方、他の気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーンにし、その気筒（リーン側気筒）からの排気ガスを、スタート触媒を経て微粒子捕集フィルタに導入することが開示されている。これにより、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子（ＰＭ；ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ）を燃焼除去して微粒子捕集フィルタを再生させると共に、アンダーフロア触媒に吸蔵されているまたはアンダーフロア触媒に向けて流れ込む窒素酸化物（ＮＯｘ）を前記リッチ側気筒から排出される還元成分（ＨＣ等）によって還元除去するようにしている。 Specifically, in Patent Document 1, the air fuel ratio of one cylinder is made richer than the theoretical air fuel ratio, and exhaust gas from that cylinder (rich side cylinder) is used as a start catalyst (upstream side catalyst) and a particulate collection filter Is bypassed and introduced into the underfloor catalyst (downstream side catalyst), while the air fuel ratios of the other cylinders are made leaner than the theoretical air fuel ratio, and the exhaust gas from that cylinder (lean side cylinder) passes through the start catalyst. It is disclosed to introduce into the particulate collection filter. As a result, particulates (PM; Particulate Matter) trapped in the particulate collection filter are burned and removed to regenerate the particulate collection filter and to be absorbed by the underfloor catalyst or flow toward the underfloor catalyst The nitrogen oxides (NOx) are reduced and removed by a reducing component (HC or the like) discharged from the rich side cylinder.

特開２００９−１５６１００号公報JP, 2009-156100, A

ところで、通常運転中（例えばエンジンからの出力トルクによる車両走行中）にフィルタ再生制御を実行する場合に、このフィルタ再生制御を継続させて、微粒子の燃焼除去を良好に行うためには、触媒床温（スタート触媒の床温）を上昇させ続けることが必要である。 By the way, when performing filter regeneration control during normal operation (for example, while the vehicle is traveling by the output torque from the engine), the catalyst regeneration control is continued to perform the combustion removal of particulates satisfactorily. It is necessary to keep the temperature (the bed temperature of the start catalyst) rising.

しかしながら、車両の減速時等であってエンジンに対する要求出力が低下する状況となった場合には、触媒床温を上昇させるための熱源が不足し、この触媒床温を上昇させ続けることが困難になり、微粒子捕集フィルタの再生を継続して行うことが難しくなってしまう。 However, when the vehicle is decelerating or the like and the required output to the engine decreases, the heat source for raising the catalyst bed temperature is insufficient, making it difficult to keep increasing the catalyst bed temperature. As a result, it becomes difficult to continuously carry out the regeneration of the particulate collection filter.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微粒子捕集フィルタの再生を継続して行うことができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 This invention is made in view of this point, The place made as the objective is providing the control apparatus of the internal combustion engine which can perform regeneration of a particulate collection filter continuously.

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、排気系に触媒および微粒子捕集フィルタを備え、前記微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子を燃焼除去するために空燃比を変動させるフィルタ再生制御が実行可能な内燃機関に適用される制御装置を前提とする。そして、この内燃機関の制御装置は、前記フィルタ再生制御の実行中に前記内燃機関の運転領域が前記フィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合、前記内燃機関に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行う要求出力嵩上げ部を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the solution of the present invention comprises a catalyst and a particulate collection filter in an exhaust system, and is collected by the particulate collection filter in accordance with the regeneration request of the particulate collection filter. A control device applied to an internal combustion engine capable of executing filter regeneration control that fluctuates an air-fuel ratio in order to burn and remove particulates is assumed. The control device for the internal combustion engine boosts the required output to the internal combustion engine when the operating range of the internal combustion engine deviates from the executable range of the filter regeneration control during the execution of the filter regeneration control. It is characterized in that it comprises a request output raising unit for performing the request output raising control.

この特定事項により、微粒子捕集フィルタの再生要求に伴ってフィルタ再生制御が開始された後、このフィルタ再生制御の実行中に内燃機関の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合には、内燃機関に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行う。これにより、内燃機関から排出される排気ガス温度を高く維持できて、触媒床温を上昇させ続けることができる。その結果、微粒子捕集フィルタの再生を継続して行うことが可能になり、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を効果的に行うことができる。 Due to this particular matter, after the filter regeneration control is started in response to the regeneration request of the particulate collection filter, the operating range of the internal combustion engine deviates from the executable range of the filter regeneration control during the execution of the filter regeneration control. In this case, the required output boost control is performed to boost the required output of the internal combustion engine. Thus, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine can be maintained high, and the catalyst bed temperature can be kept rising. As a result, regeneration of the particulate collection filter can be continuously performed, and combustion removal of the particulates collected by the particulate collection filter can be performed effectively.

本発明では、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合には、内燃機関に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行うようにしている。このため、触媒床温を上昇させ続けることができ、微粒子捕集フィルタの再生を継続して行うことが可能となって、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を効果的に行うことが可能になる。 In the present invention, when the operating range of the internal combustion engine deviates from the executable range of the filter regeneration control during the execution of the filter regeneration control, the required output boost control is performed to boost the required output to the internal combustion engine. ing. For this reason, the catalyst bed temperature can be continuously raised, and regeneration of the particulate collection filter can be continued, and combustion removal of the particulates collected by the particulate collection filter can be effectively performed. It will be possible to do.

実施形態に係るエンジンの概略構成を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing a schematic structure of an engine concerning an embodiment. エンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows only one cylinder of an engine. ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of control systems, such as ECU. 実施形態におけるフィルタ再生制御の手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the procedure of the filter regeneration control in embodiment. 要求出力嵩上げ制御が行われる場合におけるエンジンに対する要求出力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the request | requirement output with respect to the engine in, when request | requirement output raising control is performed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、駆動力源としてエンジン（内燃機関）および電動モータ（走行用モータ）を搭載したハイブリッド車両に搭載された４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In the present embodiment, a case will be described where the present invention is applied to a four-cylinder gasoline engine mounted in a hybrid vehicle equipped with an engine (internal combustion engine) and an electric motor (traveling motor) as a driving force source.

−エンジン−
図１および図２は本実施形態に係るエンジン１の概略構成を示す図である。なお、図２ではエンジン１の１気筒の構成のみを示している。 -Engine-
1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of an engine 1 according to the present embodiment. Note that FIG. 2 shows only the configuration of one cylinder of the engine 1.

これらの図に示すように、エンジン１は、火花点火式４気筒レシプロエンジンであり、各気筒１１（♯１〜♯４）毎にポート噴射式のインジェクタ１０ａを備え、このインジェクタ１０ａから噴射された燃料により混合気を生成するようになっている。 As shown in these figures, the engine 1 is a spark-ignition four-cylinder reciprocating engine, and is provided with a port injection type injector 10a for each cylinder 11 (# 1 to # 4). The fuel is adapted to produce an air-fuel mixture.

また、エンジン１の各気筒１１内にはピストン１３が設けられており、前記混合気の燃焼に伴ってこのピストン１３が気筒１１内で往復運動する。 Further, a piston 13 is provided in each cylinder 11 of the engine 1, and the piston 13 reciprocates in the cylinder 11 with the combustion of the air-fuel mixture.

前記各インジェクタ１０ａ，１０ａ，…は、それぞれデリバリパイプ１０ｂに接続されており、このデリバリパイプ１０ｂから燃料が供給されるようになっている。 Each of the injectors 10a, 10a,... Is connected to a delivery pipe 10b, and fuel is supplied from the delivery pipe 10b.

また、インジェクタ１０ａによって燃焼室１２内に向けて噴射された燃料は、吸気通路１４の一部を構成するインテークマニホールド１４ａを通り、吸気バルブ１６の開弁動作（吸気カムシャフト１６ａの回転による吸気バルブ１６の開弁動作）に伴って燃焼室１２内へ導入される空気Ａと共に混合気を形成し、点火プラグ１５で着火されて燃焼する。混合気の燃焼圧力はピストン１３に伝えられ、ピストン１３を往復運動させる。 Further, the fuel injected toward the inside of the combustion chamber 12 by the injector 10a passes through the intake manifold 14a that constitutes a part of the intake passage 14, and the valve opening operation of the intake valve 16 (intake valve by rotation of the intake camshaft 16a) An air-fuel mixture is formed with the air A introduced into the combustion chamber 12 in accordance with the valve opening operation 16), and the mixture is ignited by the spark plug 15 to burn. The combustion pressure of the mixture is transmitted to the piston 13 to cause the piston 13 to reciprocate.

ピストン１３の往復運動はコネクティングロッド１３ａを介してクランクシャフト１８に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。 The reciprocating motion of the piston 13 is transmitted to the crankshaft 18 via the connecting rod 13a, where it is converted to rotational motion and taken out as the output of the engine 1.

また、燃焼後の混合気は排気ガスＥｘとなり、排気バルブ１７の開弁動作（排気カムシャフト１７ａの回転による排気バルブ１７の開弁動作）に伴って排気通路１９の一部であるエキゾーストマニホールド１９ａへ排出される。エキゾーストマニホールド１９ａへ排出された排気ガスは、排気通路１９に排出され、後述する三元触媒１９ｂ，１９ｃおよび微粒子捕集フィルタ（ＧＰＦ）１９ｄにおいて浄化された後、外部に放出される。 Further, the air-fuel mixture after combustion becomes the exhaust gas Ex, and along with the valve opening operation of the exhaust valve 17 (the valve opening operation of the exhaust valve 17 by the rotation of the exhaust camshaft 17a), the exhaust manifold 19a which is a part of the exhaust passage 19 Discharged into The exhaust gas discharged to the exhaust manifold 19a is discharged to the exhaust passage 19, and after being purified by three-way catalysts 19b and 19c and a particulate collection filter (GPF) 19d described later, the exhaust gas is discharged to the outside.

また、エンジン１は、吸気通路１４におけるエアクリーナ１４ｂの下流側に設けられたスロットルボディ８により吸入空気量が調整される。このスロットルボディ８は、スロットルバルブ８１と、このスロットルバルブ８１を開閉駆動するスロットルモータ８２と、スロットルバルブ８１の開度を検出するスロットル開度センサ１０３とを備えている。 In the engine 1, the amount of intake air is adjusted by the throttle body 8 provided on the downstream side of the air cleaner 14 b in the intake passage 14. The throttle body 8 includes a throttle valve 81, a throttle motor 82 for opening and closing the throttle valve 81, and a throttle opening degree sensor 103 for detecting the opening degree of the throttle valve 81.

ＥＣＵ１００は、ドライバ（運転者）により操作されるアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ１０１からの出力信号を取得して、スロットルモータ８２に制御信号を送り、スロットル開度センサ１０３からのスロットルバルブ８１の開度のフィードバック信号に基づいて、スロットルバルブ８１を適切な開度に制御する。これにより、エンジン１の気筒１１内へ導入する空気Ａの量を制御する。 The ECU 100 obtains an output signal from the accelerator opening sensor 101 that detects the opening degree of the accelerator operated by the driver (driver), sends a control signal to the throttle motor 82, and transmits the throttle signal from the throttle opening sensor 103. The throttle valve 81 is controlled to an appropriate opening based on a feedback signal of the opening of the valve 81. Thus, the amount of air A introduced into the cylinder 11 of the engine 1 is controlled.

エンジン１の排気通路１９には２つの三元触媒１９ｂ，１９ｃおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄが備えられている。三元触媒１９ｂ，１９ｃは、酸素を貯蔵（吸蔵）するＯ₂ストレージ機能（酸素貯蔵機能）を有しており、この酸素貯蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することが可能となっている。即ち、エンジン１の空燃比がリーンとなって、三元触媒１９ｂ，１９ｃに流入する排気ガス中の酸素およびＮＯｘが増加すると、酸素の一部を三元触媒１９ｂ，１９ｃが吸蔵することでＮＯｘの還元・浄化を促進する。一方、エンジン１の空燃比がリッチになって、三元触媒１９ｂ，１９ｃに流入する排気ガスにＨＣ，ＣＯが多量に含まれると、三元触媒１９ｂ，１９ｃは内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのＨＣ，ＣＯに酸素分子を与え、酸化・浄化を促進する。 The exhaust passage 19 of the engine 1 is provided with two three-way catalysts 19b and 19c and a particulate collection filter 19d. The three-way catalysts 19b and 19c have an O ₂ storage function (oxygen storage function) for storing (occluding) oxygen, and even if the air-fuel ratio deviates from the theoretical air-fuel ratio to some extent by this oxygen storage function. , HC, CO and NOx can be purified. That is, when the air-fuel ratio of the engine 1 becomes lean and oxygen and NOx in the exhaust gas flowing into the three-way catalysts 19b, 19c increase, part of the oxygen is stored by the three-way catalysts 19b, 19c. Promote the reduction and purification of On the other hand, when the air-fuel ratio of the engine 1 becomes rich and the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 19b, 19c contains a large amount of HC and CO, the oxygen molecule occluded inside the three-way catalyst 19b, 19c To give these HC and CO oxygen molecules to promote oxidation and purification.

これら三元触媒１９ｂ，１９ｃのうち上流側に位置している三元触媒はスタート触媒１９ｂである。このスタート触媒１９ｂは、排気通路１９の上流部分（燃焼室１２に近い部分）に設けられているため、エンジン１の始動後、短時間のうちに活性温度まで上昇するといった特徴がある。また、下流側に位置している三元触媒はアンダーフロア触媒１９ｃである。このアンダーフロア触媒１９ｃは、前記スタート触媒１９ｂで浄化することのできなかったＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化するためのものであり、車体を構成するフロアパネルの下側に配設されている。 Of the three-way catalysts 19b and 19c, the three-way catalyst located on the upstream side is the start catalyst 19b. Since the start catalyst 19 b is provided in the upstream portion (portion close to the combustion chamber 12) of the exhaust passage 19, the start catalyst 19 b is characterized in that the temperature rises to the activation temperature in a short time after the engine 1 is started. The three-way catalyst located downstream is the underfloor catalyst 19c. The under floor catalyst 19c is for purifying HC, CO and NOx which could not be purified by the start catalyst 19b, and is disposed under the floor panel constituting the vehicle body.

微粒子捕集フィルタ１９ｄは、例えば多孔質セラミックス構造体で成り、多数のセルのうち隣り合うものの前端部と後端部とを交互に目封じした構造である。排気ガスは、微粒子捕集フィルタ１９ｄの排気上流側の端部が開放したセルに流入し、隣のセルとの間の多孔質の壁を通過するようになっており、このときに排気ガス中のＰＭが捕集される。また、本実施形態の微粒子捕集フィルタ１９ｄには白金等の貴金属が担持されており、後述するフィルタ再生制御の際には、この貴金属が、堆積したＰＭの酸化反応を促進する酸化触媒として機能する。なお、この微粒子捕集フィルタ１９ｄの構成としてはこれに限定されるものではない。 The particulate collection filter 19d is made of, for example, a porous ceramic structure, and has a structure in which the front end and the rear end of adjacent ones of a large number of cells are alternately plugged. The exhaust gas flows into a cell in which the end on the exhaust upstream side of the particulate collection filter 19d is open and passes through the porous wall between the adjacent cells, and at this time, the exhaust gas is contained in the exhaust gas. PM is collected. Further, a noble metal such as platinum is supported on the particulate collection filter 19d of the present embodiment, and this noble metal functions as an oxidation catalyst for promoting the oxidation reaction of the deposited PM in the filter regeneration control described later. Do. The configuration of the particulate collection filter 19d is not limited to this.

前記排気通路１９におけるスタート触媒１９ｂの上流側には、Ａ／Ｆセンサ（空燃比センサ）１１０が配置されている。このＡ／Ｆセンサ１１０は、例えば限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域に亘って空燃比に対応した出力電圧を発生する構成となっている。 An A / F sensor (air-fuel ratio sensor) 110 is disposed upstream of the start catalyst 19 b in the exhaust passage 19. For example, a limiting current type oxygen concentration sensor is applied to the A / F sensor 110, and an output voltage corresponding to the air-fuel ratio is generated over a wide air-fuel ratio region.

また、排気通路１９における微粒子捕集フィルタ１９ｄの下流側であって且つアンダーフロア触媒１９ｃの上流側には、Ｏ₂センサ（酸素センサ）１１１が配置されている。このＯ₂センサ１１１は、例えば起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが適用されており、その出力値が理論空燃比付近でステップ状に変化する構成となっている。なお、このアンダーフロア触媒１９ｃの上流側に配設されるセンサとしてはＡ／Ｆセンサであってもよい。 Further, an O ₂ sensor (oxygen sensor) 111 is disposed on the downstream side of the particulate collection filter 19 d in the exhaust passage 19 and on the upstream side of the under floor catalyst 19 c. The O ₂ sensor 111, for example an oxygen concentration sensor of electromotive force type (concentration cell type) is applied has a configuration in which the output value changes stepwise in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. The sensor disposed on the upstream side of the underfloor catalyst 19c may be an A / F sensor.

また、本実施形態に係るエンジン１の排気系には、一つの気筒（第１番気筒♯１）からの排気ガスの一部を、スタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスしてアンダーフロア触媒１９ｃの上流側に導くためのバイパス通路２０が設けられている。つまり、このバイパス通路２０は、一端（上流端）がエキゾーストマニホールド１９ａにおける第１番気筒♯１の排気ポート近傍に接続されており、他端（下流端）が、排気通路１９における微粒子捕集フィルタ１９ｄとアンダーフロア触媒１９ｃとの間に接続されている。また、バイパス通路２０には開閉弁２１が設けられている。この開閉弁２１は例えば電磁式のバルブであって、ＥＣＵ１００からの指令信号に従って開閉動作を行う。 In the exhaust system of the engine 1 according to this embodiment, a part of the exhaust gas from one cylinder (the first cylinder # 1) is bypassed by bypassing the start catalyst 19b and the particulate collection filter 19d. A bypass passage 20 for leading to the upstream side of the catalyst 19c is provided. That is, one end (upstream end) of the bypass passage 20 is connected to the vicinity of the exhaust port of the first cylinder # 1 in the exhaust manifold 19a, and the other end (downstream end) is a particulate collection filter in the exhaust passage 19 It is connected between 19 d and the under floor catalyst 19 c. Further, an open / close valve 21 is provided in the bypass passage 20. The on-off valve 21 is, for example, an electromagnetic valve, and performs an open / close operation in accordance with a command signal from the ECU 100.

つまり、この開閉弁２１が閉鎖された状態では、各気筒♯１〜♯４から排出される排気ガスは、スタート触媒１９ｂに向かって流れ、該スタート触媒１９ｂ、微粒子捕集フィルタ１９ｄ、アンダーフロア触媒１９ｃの順に流れることで浄化される。一方、開閉弁２１が開放された状態では、第１番気筒♯１から排出される排気ガスの一部は、スタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスしてアンダーフロア触媒１９ｃに向かって流れる。また、その他の排気ガス（第１番気筒♯１から排出される他の排気ガスおよび第２〜４番気筒♯２〜♯４から排出される排気ガス）は、スタート触媒１９ｂ、微粒子捕集フィルタ１９ｄ、アンダーフロア触媒１９ｃの順に流れることになる。 That is, in the state where the on-off valve 21 is closed, the exhaust gas discharged from each of the cylinders # 1 to # 4 flows toward the start catalyst 19b, and the start catalyst 19b, the particulate collection filter 19d, and the underfloor catalyst It is purified by flowing in order of 19c. On the other hand, when the on-off valve 21 is opened, part of the exhaust gas discharged from the first cylinder # 1 bypasses the start catalyst 19b and the particulate collection filter 19d and flows toward the underfloor catalyst 19c. . The other exhaust gases (other exhaust gases discharged from the first cylinder # 1 and exhaust gases discharged from the second to fourth cylinders # 2 to # 4) are the start catalyst 19b, the particulate collection filter The under floor catalyst 19c flows in the order 19d.

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転制御を含む各種制御を実行する電子制御装置であって、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。 -ECU-
The ECU 100 is an electronic control unit that executes various controls including operation control of the engine 1 and includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a backup RAM, and the like. .

ＥＣＵ１００には、図３に示すように、前記アクセル開度センサ１０１、クランクポジションセンサ１０２、スロットル開度センサ１０３、水温センサ１０４、エアフローメータ１０５、吸気温センサ１０６、Ａ／Ｆセンサ１１０、Ｏ₂センサ１１１、差圧センサ１１２等が接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ１００に入力されるようになっている。前記差圧センサ１１２は、微粒子捕集フィルタ１９ｄの上流側（スタート触媒１９ｂ側）と下流側（アンダーフロア触媒１９ｃ側）との圧力差を検出するものであって、その差圧信号に基づいて微粒子捕集フィルタ１９ｄでのＰＭ堆積量を求めることが可能である。具体的には、前記圧力差が高くなるほどＰＭ捕集量が多いと判断される。その他のセンサの機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。 In the ECU 100, as shown in FIG. 3, the accelerator opening sensor 101, crank position sensor 102, throttle opening sensor 103, water temperature sensor 104, air flow meter 105, intake temperature sensor 106, A / F sensor 110, O ₂ A sensor 111, a differential pressure sensor 112, and the like are connected, and signals from these sensors are input to the ECU 100. The differential pressure sensor 112 detects a pressure difference between the upstream side (start catalyst 19b side) and the downstream side (under floor catalyst 19c side) of the particulate collection filter 19d, and based on the differential pressure signal It is possible to determine the PM deposition amount in the particulate collection filter 19d. Specifically, it is determined that the PM collection amount increases as the pressure difference increases. The functions of the other sensors are well known, and thus the description thereof is omitted.

また、ＥＣＵ１００には、インジェクタ１０ａ、点火プラグ１５の点火タイミングを調整するイグナイタ１５ａ、スロットルモータ８２、前記開閉弁２１などが接続されている。また、前述したように本実施形態における車両はハイブリッド車両であるため、ＥＣＵ１００には走行用モータ３０も接続されている。 Further, an injector 10a, an igniter 15a for adjusting the ignition timing of the spark plug 15, a throttle motor 82, the on-off valve 21 and the like are connected to the ECU 100. Further, as described above, since the vehicle in the present embodiment is a hybrid vehicle, the driving motor 30 is also connected to the ECU 100.

そして、ＥＣＵ１００は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットル開度制御（吸入空気量制御）、燃料噴射量制御、および、点火時期制御などのエンジン１の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ１００は、Ａ／Ｆセンサ１１０およびＯ₂センサ１１１の出力信号に基づいて空燃比フィードバック制御（ストイキ制御）を実行する。この空燃比フィードバック制御にあっては、Ａ／Ｆセンサ１１０によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるメインフィードバック制御と、Ｏ₂センサ１１１によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるようなサブフィードバック制御とが行われる。また、ＥＣＵ１００は、後述するフィルタ再生制御を実行する。 Then, the ECU 100 executes various control of the engine 1 such as throttle opening control (intake air amount control), fuel injection amount control, and ignition timing control of the engine 1 based on output signals of the various sensors described above. . Further, the ECU 100 executes air-fuel ratio feedback control (stoichiometric control) based on the output signals of the A / F sensor 110 and the O ₂ sensor 111. In this air-fuel ratio feedback control, main feedback control to make the exhaust air-fuel ratio detected by the A / F sensor 110 match the stoichiometry which is a predetermined target air-fuel ratio, and the exhaust air-fuel ratio detected by the O ₂ sensor 111 And sub-feedback control to make it consistent with stoichiometry. Further, the ECU 100 executes filter regeneration control described later.

また、本実施形態におけるエンジン１の基本制御としては、アクセルペダルの踏み込み量が零となる車両の停車時や減速時にあっては、エンジン１が停止されることになる。また、走行モードがＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）モードとなっている場合にもエンジン１が停止されることになる。つまり、このエンジン１の基本制御では、エンジン１に対する要求出力が零となっている場合には、インジェクタ１０ａからの燃料噴射を停止することによりエンジン１が停止される。 In addition, as basic control of the engine 1 in the present embodiment, the engine 1 is stopped when the vehicle stops or decelerates when the depression amount of the accelerator pedal becomes zero. In addition, the engine 1 is also stopped when the traveling mode is the EV (Electric Vehicle) mode. That is, in this basic control of the engine 1, when the required output to the engine 1 is zero, the engine 1 is stopped by stopping the fuel injection from the injector 10a.

また、ＥＣＵ１００は、走行用モータ３０の駆動力も制御する。具体的には、アクセル開度センサ１０１によって検出されるアクセル開度からドライバが要求している駆動力（要求駆動力）を算出し、エンジン１による駆動力と走行用モータ３０による駆動力との総和によって、この要求駆動力が達成できるようにエンジン１および走行用モータ３０を制御する。一例として、エンジン１は、その運転動作点が、燃料消費率が最も良好な最適燃費点となるように制御される。 Further, the ECU 100 also controls the driving force of the traveling motor 30. Specifically, the driving force (required driving force) requested by the driver is calculated from the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 101, and the driving force by the engine 1 and the driving force by the traveling motor 30 are calculated. The sum total controls the engine 1 and the traveling motor 30 so that the required driving force can be achieved. As an example, the engine 1 is controlled such that its operating point is the optimum fuel consumption point at which the fuel consumption rate is the best.

また、エンジン１からの駆動力の最大値や最小値が制限される状況となった場合には、前記駆動力の総和が要求駆動力に一致するように走行用モータ３０の駆動力を制御することになる。具体的に、エンジン１からの駆動力の最大値が制限される場合には、要求駆動力に対するエンジン１からの駆動力の不足分を走行用モータ３０からの駆動力によって補うように走行用モータ３０からの駆動力を高める制御を行う。一方、エンジン１からの駆動力の最小値が制限される場合には、要求駆動力に対するエンジン１からの駆動力の過剰分を走行用モータ３０からの負の駆動力（例えば回生ブレーキによる負の駆動力）によって削減するように走行用モータ３０の制御を行う。なお、ハイブリッド車両における駆動系の詳細については周知であるため（例えば特開２０１６−１１２９１９号公報）、ここでの説明は省略する。 Further, when the maximum value or the minimum value of the driving force from the engine 1 is limited, the driving force of the traveling motor 30 is controlled so that the sum of the driving force matches the required driving force. It will be. Specifically, when the maximum value of the driving force from engine 1 is limited, the driving motor is used to compensate for the shortage of the driving force from engine 1 with respect to the required driving force by the driving force from driving motor 30. Control to increase the driving force from 30 is performed. On the other hand, when the minimum value of the driving force from engine 1 is limited, the excess of the driving force from engine 1 with respect to the required driving force is set to the negative driving force from traveling motor 30 (for example, The driving motor 30 is controlled so as to reduce the driving force. The details of the drive system in the hybrid vehicle are well known (e.g., JP-A-2016-112919), and thus the description thereof is omitted here.

−フィルタ再生制御−
フィルタ再生制御は、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求に伴って、該微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されているＰＭを燃焼除去させるために空燃比を変動させる制御（ディザ制御）である。具体的には、フィルタ再生制御の非実行時では、前記開閉弁２１を閉鎖しておく一方、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求が生じた場合には、開閉弁２１を開放する。また、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし（第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を所定量だけ増量補正し）、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにする（第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を所定量だけ減量補正する）。この微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求は、例えば、前記差圧センサ１１２からの差圧信号に基づいて微粒子捕集フィルタ１９ｄでのＰＭ堆積量を推定しておき、このＰＭ堆積量が所定量以上となった（微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値以上となった）場合に生じる。または、前記差圧センサ１１２を使用することなく、エンジン１の運転状態の履歴から微粒子捕集フィルタ１９ｄにおけるＰＭ堆積量を推定し、このＰＭ堆積量が所定量以上となった場合に再生要求が生じるようにしてもよい。 -Filter regeneration control-
The filter regeneration control is control (dither control) to fluctuate the air-fuel ratio in order to burn and remove the PM collected by the particulate collection filter 19 d in accordance with the regeneration request of the particulate collection filter 19 d. Specifically, at the time of non-execution of filter regeneration control, the on-off valve 21 is closed, while the on-off valve 21 is opened when a request for regeneration of the particulate collection filter 19 d occurs. Further, the air-fuel ratio of the No. 1 cylinder # 1 is made richer than the theoretical air-fuel ratio (the fuel injection amount from the injector 10a of the No. 1 cylinder # 1 is increased by a predetermined amount and corrected) The air-fuel ratios 2 to # 4 are made leaner than the theoretical air-fuel ratio (the fuel injection amount from the injectors 10a of the second to fourth cylinders # 2 to # 4 is corrected to decrease by a predetermined amount). For the regeneration request of the particulate collection filter 19d, for example, the PM deposition amount in the particulate collection filter 19d is estimated based on the differential pressure signal from the differential pressure sensor 112, and the PM deposition amount is a predetermined amount or more (When the differential pressure across the particulate collection filter 19d is equal to or higher than a predetermined value). Alternatively, the PM deposition amount in the particulate collection filter 19d is estimated from the history of the operating state of the engine 1 without using the differential pressure sensor 112, and when the PM deposition amount becomes a predetermined amount or more, the regeneration request is It may be generated.

フィルタ再生制御では、前述したように開閉弁２１を開放すると共に、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし、この第１番気筒♯１からの排気ガスを、バイパス通路２０によりスタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスさせてアンダーフロア触媒１９ｃに導入する。一方、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにし、この第２〜４番気筒♯２〜♯４からの排気ガスを、スタート触媒１９ｂを経て微粒子捕集フィルタ１９ｄに向けて導入する。これにより、微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されているＰＭを燃焼除去して微粒子捕集フィルタ１９ｄを再生させると共に、アンダーフロア触媒１９ｃに吸蔵されているまたはアンダーフロア触媒１９ｃに向けて流れ込む窒素酸化物（ＮＯｘ）を前記第１番気筒♯１から排出される還元成分（ＨＣ等）によって還元除去する。 In the filter regeneration control, as described above, the on-off valve 21 is opened and the air-fuel ratio of the first cylinder # 1 is made richer than the theoretical air-fuel ratio, and the exhaust gas from the first cylinder # 1 is bypassed. At 20, the start catalyst 19b and the particulate collection filter 19d are bypassed and introduced into the underfloor catalyst 19c. On the other hand, the air-fuel ratio of the second to fourth cylinders # 2 to # 4 is made leaner than the theoretical air-fuel ratio, and the exhaust gas from the second to fourth cylinders # 2 to # 4 passes through the start catalyst 19b to capture particulates. It is introduced toward the collection filter 19d. As a result, the PM trapped in the particulate collection filter 19d is burned and removed to regenerate the particulate collection filter 19d, and the nitrogen oxide stored in the underfloor catalyst 19c or flowing toward the underfloor catalyst 19c The substance (NOx) is reduced and removed by the reducing component (HC etc.) discharged from the first cylinder # 1.

なお、このフィルタ再生制御における、第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量の増量補正量、および、第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量の減量補正量は、実験またはシミュレーションによって設定されている。 In this filter regeneration control, an increase correction amount of the fuel injection amount from the injector 10a of the first cylinder # 1 and a decrease of the fuel injection amount from the injector 10a of the second to fourth cylinders # 2 to # 4. The correction amount is set by experiment or simulation.

エンジン１の通常運転中（例えばエンジン１からの出力トルクによる車両走行中）にフィルタ再生制御を実行する場合に、このフィルタ再生制御を継続させて、微粒子の燃焼除去を良好に行うためには、触媒床温（スタート触媒１９ｂの床温）を上昇させ続けることが必要である。 When executing filter regeneration control during normal operation of the engine 1 (for example, while the vehicle is traveling by output torque from the engine 1), in order to continue this filter regeneration control to satisfactorily carry out combustion removal of particulates, It is necessary to keep increasing the catalyst bed temperature (the bed temperature of the start catalyst 19b).

しかしながら、従来技術にあっては、車両の減速時等であってエンジンに対する要求出力が低下する状況となった場合には、触媒床温を上昇させるための熱源が不足し、この触媒床温を上昇させ続けることが困難になり、フィルタの再生を継続して行うことが難しくなる。その結果、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を効果的に行うことが困難になってしまう。 However, in the prior art, when the required output to the engine decreases at the time of deceleration of the vehicle or the like, the heat source for raising the catalyst bed temperature is insufficient, and the catalyst bed temperature is It will be difficult to keep rising and it will be difficult to keep the filter regenerated. As a result, it becomes difficult to effectively burn and remove the particulates collected by the particulate collection filter.

本実施形態は、この点に鑑み、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続して行うことができるようにしたものである。 In the present embodiment, in view of this point, the particulate collection filter 19d can be continuously regenerated.

具体的には、フィルタ再生制御の実行中にエンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合、エンジン１に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行うようにしている。 Specifically, when the operating range of the engine 1 is out of the executable range of the filter regeneration control during the execution of the filter regeneration control, the required output boost control is performed to boost the required output to the engine 1 There is.

ここでいう「フィルタ再生制御の実行可能領域」とは、前記フィルタ再生制御を開始した場合に微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生（微粒子の燃焼除去）を行うことができるエンジン１の運転領域であって、エンジン１に対する要求出力が所定値以上であり、触媒床温（スタート触媒１９ｂの床温）を上昇させ続けることが可能な運転領域をいう。この「フィルタ再生制御の実行可能領域」は、エンジン１の排気量や排気系の構造によって異なるため、エンジン１の種類毎に、実験またはシミュレーションによって決定される。 Here, the “executable region of the filter regeneration control” is an operating region of the engine 1 capable of performing regeneration (removal and removal of particulates) of the particulate collection filter 19 d when the filter regeneration control is started. This is an operating range where the required output to the engine 1 is a predetermined value or more and the catalyst bed temperature (the bed temperature of the start catalyst 19b) can be kept rising. The “permissible area of the filter regeneration control” differs depending on the displacement of the engine 1 and the structure of the exhaust system, and therefore is determined by experiment or simulation for each type of engine 1.

また、前記「要求出力嵩上げ制御」は、目標エンジン回転速度を高く設定したり、目標吸入空気量を多く設定するものとなっている。つまり、フィルタ再生制御の実行中であることから、第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量が、第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量よりも多い状態を維持しながらも、各インジェクタ１０ａからの燃料噴射量を増量補正したり、または、スロットルバルブ８１の開度を大きくしたりすることでエンジン１に対する要求出力の嵩上げを行うものとしている。そして、この要求出力嵩上げ制御における目標エンジン回転速度や目標吸入空気量としては、フィルタの再生を継続して行うことが可能な（微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されている微粒子の燃焼除去が可能な）触媒床温を維持できる値であって、実験またはシミュレーションによって決定される。 Further, in the "requested output raising control", the target engine rotational speed is set high, or the target intake air amount is set large. That is, since the filter regeneration control is being performed, the fuel injection amount from the injector 10a of the first cylinder # 1 is higher than the fuel injection amount from the injector 10a of the second to fourth cylinders # 2 to # 4. While maintaining the large state, the fuel injection amount from each injector 10a is increased and corrected, or the opening degree of the throttle valve 81 is increased to increase the required output to the engine 1. Then, as the target engine rotational speed and the target intake air amount in the required output increase control, regeneration of the filter can be continuously performed (combustion and removal of the particulate collected in the particulate collection filter 19 d is possible Value which can maintain the catalyst bed temperature, which is determined by experiment or simulation.

この要求出力嵩上げ制御は前記ＥＣＵ１００によって実行される。このため、ＥＣＵ１００において、前記要求出力嵩上げ制御を実行する機能部分が本発明でいう要求出力嵩上げ部（フィルタ再生制御の実行中に内燃機関の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合、内燃機関に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行う要求出力嵩上げ部）として構成されている。 The required output boost control is executed by the ECU 100. For this reason, in the ECU 100, the function part for performing the required output bulking control is the required output bulking part according to the present invention (a situation where the operating range of the internal combustion engine is out of the executable range of the filter regeneration control during the filter regeneration control) In this case, the required output bulking unit is configured to perform required power bulking control to boost the required power output to the internal combustion engine.

次に、本実施形態におけるフィルタ再生制御の手順について図４のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、車両のスタートスイッチがオン操作された後、所定時間毎に繰り返して実行される。 Next, the procedure of the filter regeneration control in the present embodiment will be described along the flowchart of FIG. This flowchart is repeatedly executed at predetermined time intervals after the start switch of the vehicle is turned on.

先ず、ステップＳＴ１において、失火異常検出モニタ前提条件が成立しているか否かを判定する。この失火異常検出モニタ前提条件は、失火の有無を検出する動作が実行可能なエンジン１の運転状態となっている場合に成立するものであって、例えばエンジン水温が所定値以上で且つインジェクタ１０ａからの燃料噴射が行われている（フューエルカットされていない）場合に成立する。この失火異常検出モニタ前提条件としてはこれらに限らず他の条件であってもよい。 First, in step ST1, it is determined whether a misfire abnormality detection monitor precondition is satisfied. The misfire abnormality detection monitor precondition is satisfied when the operation of detecting the presence or absence of a misfire is in an operable state of the engine 1, for example, the engine water temperature is a predetermined value or more and the injector 10a The case is satisfied when the fuel injection is performed (the fuel is not cut). The misfire abnormality detection monitor precondition is not limited to these and may be another condition.

失火異常検出モニタ前提条件が成立しておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。 If the misfire abnormality detection monitor precondition is not satisfied and the determination is NO in step ST1, the process returns as it is.

一方、失火異常検出モニタ前提条件が成立しており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、失火ＯＢＤ検出モニタを開始する。つまり、エンジン１に失火が発生しているか否かの判定を行う。この判定（失火判定）は、例えば、各気筒♯１〜♯４の点火タイミングの後、所定クランク角度だけ回転するのに要した時間（前記クランクポジションセンサ１０２からの出力信号（パルス信号）に基づいて算出される所定クランク角度だけ回転するのに要した時間）が所定の閾値以上であった場合に、その点火タイミングにおいて失火が発生していたと判定するものである。 On the other hand, when the misfire abnormality detection monitor precondition is satisfied and the judgment is YES in step ST1, the process proceeds to step ST2 to start misfire OBD detection monitor. That is, it is determined whether a misfire has occurred in the engine 1 or not. This determination (misfire determination) is based on, for example, the time required to rotate by a predetermined crank angle after the ignition timing of each of the cylinders # 1 to # 4 (based on the output signal (pulse signal) from the crank position sensor 102). When the time required to rotate by the predetermined crank angle, which is calculated, is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that a misfire has occurred at the ignition timing.

前記失火ＯＢＤ検出モニタを開始した後、ステップＳＴ３に移り、フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされているか否かを判定する。このフィルタ再生制御実行フラグは、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求が生じた場合（例えば前述したように微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値以上となった場合）に「１」にセットされるものである。 After the misfired OBD detection monitor is started, the process proceeds to step ST3 where it is determined whether the filter regeneration control execution flag is set to "1". This filter regeneration control execution flag is set to "1" when a regeneration request for the particulate collection filter 19d occurs (for example, when the differential pressure across the particulate collection filter 19d becomes equal to or higher than the predetermined value as described above). It is

フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされておらず、ステップＳＴ３でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。 If the filter regeneration control execution flag is not set to "1" and the determination in step ST3 is NO, the process is returned as it is.

一方、フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされており、ステップＳＴ３でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ４に移り、フィルタ再生制御を開始する。 On the other hand, when the filter regeneration control execution flag is set to "1" and the determination is YES in step ST3, the process moves to step ST4, and filter regeneration control is started.

前記フィルタ再生制御は、前述したように、開閉弁２１を開放し、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにして、この第１番気筒♯１からの排気ガスを、バイパス通路２０によりスタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスさせてアンダーフロア触媒１９ｃに導入すると共に、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにして、この第２〜４番気筒♯２〜♯４からの排気ガスを、スタート触媒１９ｂを経て微粒子捕集フィルタ１９ｄに向けて導入する。 As described above, in the filter regeneration control, the on-off valve 21 is opened, and the air-fuel ratio of the first cylinder # 1 is made richer than the theoretical air-fuel ratio, and the exhaust gas from the first cylinder # 1 is The start catalyst 19b and the particulate collection filter 19d are bypassed by the bypass passage 20 and introduced into the under floor catalyst 19c, and the air-fuel ratio of the second to fourth cylinders # 2 to # 4 is made leaner than the theoretical air-fuel ratio Exhaust gas from the second to fourth cylinders # 2 to # 4 is introduced toward the particulate collection filter 19d through the start catalyst 19b.

その後、ステップＳＴ５に移り、エンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となったか否かを判定する。前述した如くフィルタ再生制御の実行可能領域は、フィルタ再生制御を開始した場合に微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生（微粒子の燃焼除去）を行うことができるエンジン１の運転領域であって、エンジン１に対する要求出力が所定値以上であり、触媒床温を上昇させ続けることが可能な運転領域である。このため、このステップＳＴ５の判定では、エンジン１に対する現在の要求出力をモニタし、この要求出力が、触媒床温を上昇させ続けることが可能な運転領域となる要求出力であるか否かを判定することになる。具体的には、アクセル開度センサ１０１によって検出されるアクセル開度や、クランクポジションセンサ１０２からの出力信号によって算出されるエンジン回転速度等に基づいてエンジン１に対する現在の要求出力を求めることになる。 Thereafter, the process proceeds to step ST5, and it is determined whether or not the operating range of the engine 1 is out of the executable range of the filter regeneration control. As described above, the feasible region of the filter regeneration control is the operation region of the engine 1 capable of performing regeneration (removal and removal of particulates) of the particulate collection filter 19d when the filter regeneration control is started. The required output is a predetermined value or more, and this is an operating range where the catalyst bed temperature can be kept rising. For this reason, in the determination of step ST5, the current required output to the engine 1 is monitored, and it is determined whether this required output is a required output which becomes an operating region where the catalyst bed temperature can be continuously increased. It will be done. Specifically, based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 101, the engine rotational speed calculated based on the output signal from the crank position sensor 102, etc., the current required output to the engine 1 is determined. .

エンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となっておらず、ステップＳＴ５でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。つまり、現在のエンジン１の運転領域は、触媒床温を上昇させ続けることが可能な運転領域であり、微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる状況にあるとして、そのままリターンされる。 If the operating range of the engine 1 does not deviate from the executable range of the filter regeneration control and the determination is NO in step ST5, the process returns as it is. That is, the current operating range of the engine 1 is an operating range in which the catalyst bed temperature can be continued to be increased, and it is returned as it is that the combustion removal of particulates can be satisfactorily performed.

一方、エンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となっており、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、前記要求出力嵩上げ制御を実行する。つまり、前述したように、目標エンジン回転速度を高く設定したり、目標吸入空気量を多く設定することでエンジン１に対する要求出力の嵩上げを行う。 On the other hand, when the operating range of the engine 1 is out of the executable range of the filter regeneration control and the determination in step ST5 is YES, the process moves to step ST6 to execute the required output bulking control. That is, as described above, the target engine rotational speed is set high, or the target intake air amount is set large to increase the required output to the engine 1.

このような要求出力嵩上げ制御を実行することにより、エンジン１から排出される排気ガス温度を高く維持できて、触媒床温を上昇させ続けることができる。その結果、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続して行うことが可能になり、微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されている微粒子の燃焼除去を効果的に行うことが可能になる。なお、この要求出力嵩上げ制御は、その嵩上げ分だけ、エンジン１からの駆動力の最小値が制限されることになる。このため、このエンジン１からの駆動力が要求駆動力よりも大きくなる可能性がある。この場合、前述したように、この駆動力の過剰分を走行用モータ３０からの負の駆動力（例えば回生ブレーキによる負の駆動力）によって削減するように走行用モータ３０の制御が行われ、エンジン１からの駆動力と走行用モータ３０からの駆動力（負の駆動力）との総和が要求駆動力に一致するように制御される。この要求出力嵩上げ制御を実行する期間は任意であるが、エンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域に復帰するまで継続することが好ましい。 By executing such required output boost control, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 1 can be maintained high, and the catalyst bed temperature can be kept rising. As a result, the particulate collection filter 19 d can be continuously regenerated, and the particulates collected by the particulate collection filter 19 d can be effectively burned and removed. In this required output increase control, the minimum value of the driving force from the engine 1 is limited by the increase amount. For this reason, the driving force from the engine 1 may be larger than the required driving force. In this case, as described above, the drive motor 30 is controlled to reduce the excess of the drive force by the negative drive force from the drive motor 30 (for example, the negative drive force by the regenerative brake). The sum of the driving force from the engine 1 and the driving force (negative driving force) from the traveling motor 30 is controlled to match the required driving force. Although a period for executing this required output boost control is arbitrary, it is preferable to continue until the operating region of the engine 1 returns to the filter regeneration control executable region.

なお、前述したようなフィルタ再生制御の実行中に、エンジン１に失火が発生していると判定された場合には三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度の過上昇を招く可能性があるとしてフィルタ再生制御を停止することになる。または、ディザ率（リーン側気筒のリーン度合いに対するリッチ側気筒のリッチ度合いの比率）を縮小させる。また、三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度の過上昇を招くことなくフィルタ再生制御が終了した場合（例えば微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値未満となった場合）には、フィルタ再生制御を終了させ、前記フィルタ再生制御実行フラグを「０」にリセットする。 Note that if it is determined that a misfire has occurred in the engine 1 during execution of the filter regeneration control as described above, the filter regeneration is considered to have the possibility of causing an excessive increase in the temperature of the three-way catalyst 19b, 19c. It will stop control. Alternatively, the dither rate (the ratio of the rich degree of the rich side cylinder to the lean degree of the lean side cylinder) is reduced. In addition, when the filter regeneration control ends without causing the temperature of the three-way catalysts 19b and 19c to excessively increase (for example, when the differential pressure across the particulate collection filter 19d becomes less than a predetermined value), the filter regeneration control is performed. End and reset the filter regeneration control execution flag to "0".

以上の動作が繰り返される。このため、前記ステップＳＴ４〜ＳＴ６の動作が、本発明でいう要求出力嵩上げ部（フィルタ再生制御の実行中に内燃機関の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合、内燃機関に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行う要求出力嵩上げ部）の動作に相当する。 The above operation is repeated. Therefore, if the operation of the steps ST4 to ST6 is in a condition where the operation range of the internal combustion engine deviates from the executable range of the filter regeneration control during execution of the filter regeneration control according to the present invention, the internal combustion engine This corresponds to the operation of the required output bulking unit (the required output bulking unit) that performs the required output bulking control that boosts the required output to the engine.

図５は、前記要求出力嵩上げ制御が行われる場合におけるエンジン１に対する要求出力の推移を示す図である。この図５は、横軸が時間であり、縦軸がエンジン１に対する要求出力である。 FIG. 5 is a diagram showing the transition of the required output to the engine 1 when the required output raising control is performed. In FIG. 5, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the required output to the engine 1.

図中における細線は、従来技術において、ドライバが要求している駆動力（要求駆動力）の変化に伴うエンジン１に対する要求出力の推移の一例を表している。図中における太線は、前記従来技術の場合と同様の要求駆動力の変化が生じた場合におけるエンジン１に対する要求出力の推移を表している。また、この図５では、エンジン１に対する要求出力がＰａ以上である領域がフィルタ再生制御の実行可能領域となっている。 Thin lines in the drawing represent an example of the transition of the required output to the engine 1 according to the change of the driving force (required driving force) required by the driver in the prior art. The thick line in the figure represents the transition of the required output to the engine 1 when the change in the required driving force occurs as in the case of the prior art. Further, in FIG. 5, the area where the required output to the engine 1 is Pa or more is the executable area of the filter regeneration control.

従来技術にあっては、微粒子捕集フィルタの再生が行われる期間は、エンジン１に対する要求出力が図中のＰａ以上となっている期間Ｔ０となっている。これに対し、本実施形態のものでは、図中における期間Ｔ２だけ要求出力嵩上げ制御が行われ、この期間Ｔ２ではエンジン１に対する要求出力が図中のＰａ以上となっている。つまり、この期間Ｔ２における細線と太線との差がエンジン１に対する要求出力の嵩上げ分に相当する。このため、本実施形態にあっては、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生が行われる期間は図中の期間Ｔ１となっている。つまり、従来技術に比べて期間Ｔ２だけ微粒子捕集フィルタの再生が長く行われることになる。 In the prior art, the period in which the particulate matter collection filter is regenerated is a period T0 in which the required output to the engine 1 is Pa or more in the figure. On the other hand, in the case of the present embodiment, the required output bulking control is performed only for a period T2 in the drawing, and in this period T2, the required output to the engine 1 is Pa or more in the drawing. That is, the difference between the thin line and the thick line in this period T2 corresponds to the increase in the required output of the engine 1. Therefore, in the present embodiment, the period during which the particulate collection filter 19d is regenerated is the period T1 in the drawing. That is, regeneration of the particulate matter collection filter is performed for a longer period of time T2 than in the prior art.

以上説明したように、本実施形態では、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求に伴ってフィルタ再生制御が開始された後、このフィルタ再生制御の実行中にエンジン１の運転領域がフィルタ再生制御の実行可能領域から外れる状況となった場合には、エンジン１に対する要求出力を嵩上げする要求出力嵩上げ制御を行うようにしている。このため、エンジン１から排出される排気ガス温度を高く維持できて、触媒床温を上昇させ続けることができる。その結果、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続して行うことが可能になり、微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されている微粒子の燃焼除去を効果的に行うことができる。 As described above, in the present embodiment, after the filter regeneration control is started in response to the regeneration request of the particulate collection filter 19d, the operating region of the engine 1 performs the filter regeneration control during the execution of the filter regeneration control. When the situation is out of the possible range, the required output raising control for raising the required output to the engine 1 is performed. Therefore, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 1 can be maintained high, and the catalyst bed temperature can be kept rising. As a result, the particulate collection filter 19 d can be continuously regenerated, and the particulates collected by the particulate collection filter 19 d can be effectively burned and removed.

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前記実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。 -Other embodiment-
The embodiment disclosed this time is an exemplification in all respects and is not a basis for a limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-mentioned embodiment, but is defined based on the statement of a claim. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

例えば、図５で示した期間Ｔ２で行われる要求出力嵩上げ制御では、エンジン１に対する要求出力を、フィルタ再生制御の実行可能領域の下限値Ｐａとしていた。本発明はこれに限らず、この下限値Ｐａを超える要求出力によって要求出力嵩上げ制御を行うようにしてもよい。 For example, in the request output boost control performed in the period T2 shown in FIG. 5, the request output to the engine 1 is set to the lower limit value Pa of the executable range of the filter regeneration control. The present invention is not limited to this, and the required output increase control may be performed by the required output exceeding the lower limit value Pa.

また、前記実施形態では、三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度過上昇の判定に用いるパラメータとして、所定クランク角度だけ回転するのに要した時間を採用していた。本発明はこれに限らず、三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度を直接的に検出可能な温度センサを備えさせ、この温度センサによって検出される触媒温度を温度過上昇の判定に用いるパラメータとしてもよい。 Further, in the above embodiment, as a parameter used to determine the temperature increase of the three-way catalysts 19b and 19c, the time required to rotate by the predetermined crank angle is employed. The present invention is not limited to this, and a temperature sensor capable of directly detecting the temperatures of the three-way catalysts 19b and 19c may be provided, and the catalyst temperature detected by this temperature sensor may be used as a parameter used to determine overheat. .

本発明は、微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って空燃比を変動させるフィルタ再生制御に適用可能である。 The present invention is applicable to filter regeneration control in which the air-fuel ratio is varied in accordance with the regeneration request of the particulate collection filter.

１エンジン（内燃機関）
１０ａインジェクタ
１９排気通路
１９ｂ，１９ｃ三元触媒
１９ｄ微粒子捕集フィルタ
８１スロットルバルブ
１００ＥＣＵ
１１２差圧センサ 1 Engine (internal combustion engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a Injector 19 Exhaust passage 19b, 19c Three-way catalyst 19d Particulate matter collection filter 81 Throttle valve 100 ECU
112 Differential pressure sensor

Claims

A filter regeneration control that is provided with a catalyst and a particulate collection filter in an exhaust system, and fluctuates an air-fuel ratio to burn and remove the particulate collected in the particulate collection filter according to the regeneration request of the particulate collection filter In a control device applied to an internal combustion engine in which
A request output boost unit that performs request output boost control to boost the request output to the internal combustion engine when the operating region of the internal combustion engine deviates from the executable region of the filter recovery control during execution of the filter regeneration control A control device for an internal combustion engine, comprising: