JP4289266B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.

特許文献１に、排気通路に三元触媒を備えた内燃機関が開示されている。この三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比（これは、燃焼室に吸入された空気の量に対する燃焼室に供給された燃料の量の比である）が理論空燃比であるときに、高い浄化率でもって排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）を酸化によって浄化すると共に高い浄化率でもって排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元によって浄化する。   Patent Document 1 discloses an internal combustion engine provided with a three-way catalyst in an exhaust passage. This three-way catalyst has a stoichiometric air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into it is a ratio of the amount of fuel supplied to the combustion chamber to the amount of air sucked into the combustion chamber. In addition, hydrocarbons (HC) in the exhaust gas are purified by oxidation with a high purification rate, and carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are purified by reduction with a high purification rate.

一方、特許文献１記載の内燃機関では、基本的には、燃焼室内の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量（燃料噴射弁から噴射される燃料の量）が制御されている。このため、三元触媒には、理論空燃比の排気ガスが流入することになるので、三元触媒によって、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、および、ＮＯｘが同時に高い浄化率でもって浄化されることになる。   On the other hand, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, the fuel injection amount (amount of fuel injected from the fuel injection valve) is basically controlled so that the air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, since the exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio flows into the three-way catalyst, the three-way catalyst simultaneously purifies HC, CO, and NOx in the exhaust gas with a high purification rate. become.

また、三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンであると排気ガス中の酸素を吸収し、そこに流入する排気ガスの空燃比がリッチとなると吸収していた酸素を放出するいわゆる酸素ストレージ能力を有している。したがって、三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンとなったとしても、排気ガス中の酸素を吸収することによって、その内部雰囲気を理論空燃比に維持することができる。一方、三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリッチとなったとしても、酸素を放出することによってその内部雰囲気を理論空燃比に維持することができる。   The three-way catalyst absorbs oxygen in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into it is lean, and releases the absorbed oxygen when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into it becomes rich. It has so-called oxygen storage capability. Therefore, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst becomes lean, the three-way catalyst can maintain its internal atmosphere at the stoichiometric air-fuel ratio by absorbing oxygen in the exhaust gas. On the other hand, even when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst becomes rich, the internal atmosphere can be maintained at the stoichiometric air-fuel ratio by releasing oxygen.

このように、酸素ストレージ能力を有する三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンであってもリッチであっても、その内部雰囲気を常に理論空燃比に維持することができ、したがって、ＨＣ、ＣＯ、および、ＮＯｘを高い浄化率でもって浄化することができる。   In this way, the three-way catalyst having oxygen storage capacity can always maintain the internal atmosphere at the stoichiometric air-fuel ratio, regardless of whether the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is lean or rich. Therefore, HC, CO, and NOx can be purified with a high purification rate.

ところで、特許文献１記載の内燃機関では、機関運転状態が所定の状態となったときには、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して、燃料噴射量を零とし、燃費の向上を図っている。このとき、三元触媒には、リーン空燃比の排気ガスが流入することになるので、三元触媒には、燃料噴射を停止している限り、酸素が吸収され続けることになる。一方、三元触媒に吸収されている酸素が多すぎると、三元触媒は、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンになったりリッチになったりしたときに、その内部雰囲気を理論空燃比に維持することができなくなってしまう。   By the way, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, when the engine operating state becomes a predetermined state, the fuel injection from the fuel injection valve is stopped to reduce the fuel injection amount to zero, thereby improving the fuel consumption. At this time, since the lean air-fuel ratio exhaust gas flows into the three-way catalyst, the three-way catalyst continues to absorb oxygen as long as fuel injection is stopped. On the other hand, if too much oxygen is absorbed by the three-way catalyst, the three-way catalyst will change its internal atmosphere to the stoichiometric air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into it becomes lean or rich. Can no longer be maintained.

そこで、特許文献１記載の内燃機関では、燃料噴射が停止された後、再び、燃料噴射が開始されたときに、燃料噴射弁から余分に燃料を噴射することによって、三元触媒にリッチ空燃比の排気ガスを供給して、三元触媒に余分に吸収されている全ての酸素を三元触媒から放出させるようにしている。   Therefore, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, after the fuel injection is stopped, when the fuel injection is started again, extra fuel is injected from the fuel injection valve so that the three-way catalyst has a rich air-fuel ratio. The exhaust gas is supplied to release all oxygen absorbed by the three-way catalyst from the three-way catalyst.

特開平８−１９３５３７号公報JP-A-8-193537 特許３４５８５０３号Japanese Patent No. 3458503

ところで、上述したように、特許文献１記載の内燃機関では、燃料噴射が停止されて再び燃料噴射が開始された直後の「１回」の燃料噴射によって、三元触媒に余分に吸収されている全ての酸素を三元触媒から放出させるようにしている。ところが、燃料噴射が停止されている間に三元触媒に吸収された多量の酸素全てを、「１回」の燃料噴射によって三元触媒から放出させるためには、この燃焼噴射によって比較的多量の燃料を噴射する必要がある。そして、このように比較的多量の燃料を噴射した場合、内燃機関の出力トルクが急激に上昇してしまい、いわゆる大きなトルクショックが生じることになる。   By the way, as described above, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, the fuel injection is excessively absorbed by the three-way catalyst by the “one-time” fuel injection immediately after the fuel injection is stopped and the fuel injection is started again. All oxygen is released from the three-way catalyst. However, in order to release all the large amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst while the fuel injection is stopped from the three-way catalyst by “one-time” fuel injection, this combustion injection causes a relatively large amount of oxygen. It is necessary to inject fuel. When a relatively large amount of fuel is injected in this way, the output torque of the internal combustion engine suddenly rises and a so-called large torque shock occurs.

そこで、本発明の目的は、燃料噴射が停止され、その後、燃料噴射が再開されたときに、トルクショックを抑制しつつ、三元触媒に過剰に吸収されている酸素を三元触媒から放出させることにある。   Therefore, an object of the present invention is to release oxygen excessively absorbed by the three-way catalyst while suppressing the torque shock when the fuel injection is stopped and then restarted. There is.

上記課題を解決するために、１番目の発明では、排気通路に三元触媒を備え、機関運転状態が予め定められた状態になったときに燃料噴射を停止するフューエルカット制御が行われる内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記内燃機関は通常、空燃比が理論空燃比を跨いで上下することによって空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように燃料噴射量を増大させたり減少させたりする空燃比制御が行われ、前記燃料噴射制御装置は、前記フューエルカット制御の終了後、空燃比がリッチとなる量の燃料を燃料噴射弁から噴射するリッチ燃料噴射を複数回行うことによって三元触媒に吸収されている酸素の量を予め定められた量にまで低下させるとともに、前記複数回のリッチ燃料噴射のうち、２回目以降のリッチ燃料噴射を、前記空燃比制御によって空燃比を理論空燃比近傍に維持すべく燃料噴射量が減少せしめられようとするときに行うことを特徴とする燃料噴射制御装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, in the first invention, an internal combustion engine having a three-way catalyst in an exhaust passage and performing fuel cut control for stopping fuel injection when the engine operating state becomes a predetermined state The internal combustion engine usually increases or decreases the fuel injection amount so that the air-fuel ratio is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio by raising or lowering the air-fuel ratio across the stoichiometric air-fuel ratio. After the fuel cut control is completed , the fuel injection control device performs a rich fuel injection for injecting an amount of fuel that makes the air-fuel ratio rich from the fuel injection valve a plurality of times. together reduced to a predetermined amount the amount of oxygen absorbed in the original catalyst, among the plurality of rich fuel injection, the second and subsequent rich fuel injection, the air-fuel ratio system The fuel injection control device and performing when about to be made to decrease the fuel injection amount to maintain the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio near provided by.

上記課題を解決するために、２番目の発明では、排気通路に三元触媒を備え、通常は、空燃比が理論空燃比を跨いで上下することによって空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように燃料噴射量を増大させたり減少させたりする空燃比制御が行われ、機関運転状態が予め定められた状態になったときには燃料噴射を停止するフューエルカット制御が行われる内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記フューエルカット制御の終了後、上記空燃比制御によって空燃比を理論空燃比近傍に維持すべく燃料噴射量が減少せしめられようとするときに空燃比がリッチとなるように上記空燃比制御によって決定される量よりも多い量の燃料を燃料噴射弁から噴射するリッチ燃料噴射を行うことによって三元触媒に吸収されている酸素の量を低下させる燃料噴射制御装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, in the second invention , a three-way catalyst is provided in the exhaust passage, and the air-fuel ratio is normally maintained near the stoichiometric air-fuel ratio by raising and lowering the air-fuel ratio across the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel injection control of the internal combustion engine is performed in which fuel cut control is performed to stop the fuel injection when the air-fuel ratio control for increasing or decreasing the fuel injection amount is performed and the engine operating state becomes a predetermined state an apparatus, wherein after completion of the fuel cut control, the so air when about to be made to decrease the fuel injection amount to maintain the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio near the air-fuel ratio control becomes richer The amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst is reduced by performing rich fuel injection in which a larger amount of fuel than that determined by air-fuel ratio control is injected from the fuel injection valve. A fuel injection control device is provided .

３番目の発明では、１〜２番目の発明のいずれか１つにおいて、上記フューエルカット制御が行われている間に三元触媒に吸収される酸素量を求め、該求められた酸素量に応じて上記リッチ燃料噴射によって燃料噴射弁から噴射させる燃料の量が決定される。 In the third invention, in any one of the first to second inventions, an amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst while the fuel cut control is being performed is obtained, and the amount of oxygen obtained is determined according to the obtained amount of oxygen. Thus, the amount of fuel injected from the fuel injection valve is determined by the rich fuel injection.

１番目の発明によれば、三元触媒に吸収されている酸素の量を予め定められた量にまで低下させるためのリッチ燃料噴射を複数回に分けて行うので、１回のリッチ燃料噴射当たりの燃料量が比較的少なくなる。このため、トルクショックを抑制しつつ、三元触媒に過剰に吸収されている酸素を三元触媒から放出させることができる。   According to the first aspect of the invention, the rich fuel injection for reducing the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst to a predetermined amount is performed in a plurality of times. The amount of fuel is relatively small. For this reason, oxygen which is excessively absorbed by the three-way catalyst can be released from the three-way catalyst while suppressing torque shock.

また、１番目及び２番目の発明によれば、空燃比制御によって燃料噴射量が減少せしめられるとき、すなわち、空燃比がリーン側に向かって移行せしめられようとするときに、空燃比がリッチとなるように燃料噴射量が増大せしめられる。このため、トルクショックを抑制しつつ、三元触媒に過剰に吸収されている酸素を三元触媒から放出させることができる。 Further , according to the first and second inventions, when the fuel injection amount is decreased by the air-fuel ratio control, that is, when the air-fuel ratio is about to shift toward the lean side, the air-fuel ratio becomes rich. Thus, the fuel injection amount is increased. For this reason, oxygen which is excessively absorbed by the three-way catalyst can be released from the three-way catalyst while suppressing torque shock.

図１は、筒内噴射式の火花点火内燃機関を示している。図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はピストン、４はシリンダヘッド、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓、１１は燃料噴射弁をそれぞれ示す。燃料噴射弁１１は、吸気ポート７に燃料を噴射するようにシリンダヘッド４に取り付けられている。   FIG. 1 shows an in-cylinder spark ignition internal combustion engine. In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a piston, 4 is a cylinder head, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake valve, 7 is an intake port, 8 is an exhaust valve, 9 is an exhaust port, An ignition plug 11 indicates a fuel injection valve. The fuel injection valve 11 is attached to the cylinder head 4 so as to inject fuel into the intake port 7.

各気筒の吸気ポート７は、対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結される。サージタンク１４は、吸気ダクト１５およびエアフロメータ１６を介してエアクリーナ（図示せず）に連結される。吸気ダクト１５内には、ステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。一方、各気筒の排気ポート９は、対応する排気枝管１９に連結される。排気枝管１９は、三元触媒２０を内蔵した触媒コンバータ２１に連結される。触媒コンバータ２１は、排気管２２を介してＮＯｘ吸収剤２３を内蔵したケーシング２４に連結される。排気枝管１９とサージタンク１４とは、再循環排気ガス（以下、ＥＧＲガスという）導管２６を介して互いに連結され、このＥＧＲガス導管２６内には、ＥＧＲガス制御弁２７が配置される。   The intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch pipe 13. The surge tank 14 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake duct 15 and an air flow meter 16. A throttle valve 18 driven by a step motor 17 is disposed in the intake duct 15. On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to a corresponding exhaust branch pipe 19. The exhaust branch pipe 19 is connected to a catalytic converter 21 containing a three-way catalyst 20. The catalytic converter 21 is connected to a casing 24 containing a NOx absorbent 23 via an exhaust pipe 22. The exhaust branch pipe 19 and the surge tank 14 are connected to each other via a recirculated exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) conduit 26, and an EGR gas control valve 27 is disposed in the EGR gas conduit 26.

電子制御ユニット３１はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフロメータ１６は吸気量（燃焼室５内に吸入される空気の量）に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。   The electronic control unit 31 is composed of a digital computer and includes a RAM (random access memory) 33, a ROM (read only memory) 34, a CPU (microprocessor) 35, an input port 36 and An output port 37 is provided. The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the amount of intake air (the amount of air taken into the combustion chamber 5), and this output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

三元触媒２０上流の排気枝管１９には、空燃比を検出するための空燃比センサ（以下「上流側空燃比センサ」ともいう）２８が取り付けられ、この空燃比センサ２８の出力信号が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、三元触媒２０下流の排気管２２にも、空燃比センサ（以下「下流側空燃比センサ」ともいう）２９が配置され、空燃比センサ２９の出力信号が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。   An air-fuel ratio sensor (hereinafter also referred to as “upstream air-fuel ratio sensor”) 28 for detecting the air-fuel ratio is attached to the exhaust branch pipe 19 upstream of the three-way catalyst 20, and the output signal of this air-fuel ratio sensor 28 corresponds to the exhaust branch pipe 19. Is input to the input port 36 via the AD converter 38. Further, an air-fuel ratio sensor (hereinafter also referred to as “downstream air-fuel ratio sensor”) 29 is disposed also in the exhaust pipe 22 downstream of the three-way catalyst 20, and an output signal of the air-fuel ratio sensor 29 is passed through a corresponding AD converter 38. To the input port 36.

三元触媒２０は、その温度が或る温度（いわゆる、活性温度）以上であって、且つ、図２に示したように、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍の領域Ｘ内にあるときに、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を同時に高い浄化率でもって浄化する。一方、三元触媒２０は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中の酸素を吸収し、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、吸収した酸素を放出する酸素吸放出能力（いわゆる酸素ストレージ能力）を有する。この酸素吸放出能力が正常に機能する限り、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであってもリッチであっても、三元触媒２０内の雰囲気の空燃比がほぼ理論空燃比近傍に維持されるので、排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣが同時に高い浄化率で浄化される。   The three-way catalyst 20 has a temperature equal to or higher than a certain temperature (so-called activation temperature), and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is a region X in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio as shown in FIG. When it is inside, nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbon (HC) in the exhaust gas are simultaneously purified with a high purification rate. On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 20 absorbs oxygen in the exhaust gas and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas flows into the stoichiometric air-fuel ratio. When it is richer, it has an oxygen absorption / release capability (so-called oxygen storage capability) for releasing the absorbed oxygen. As long as this oxygen absorption / release capability functions normally, the air in the three-way catalyst 20 is emptied regardless of whether the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Since the fuel ratio is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio, NOx, CO, and HC in the exhaust gas are simultaneously purified at a high purification rate.

一方、空燃比センサ２８，２９は、図３に示されているように、排気ガスの空燃比（以下「排気空燃比」ともいう）が理論空燃比よりもリーンであるときには、略０Ｖの電圧を出力し、理論空燃比よりもリッチであるときには、略１Ｖの電圧を出力する。そして、出力電圧は、排気空燃比が理論空燃比近傍にある領域で急激に変化して、理論空燃比に相当する基準電圧ＶRを横切る。すなわち、空燃比センサは、排気空燃比が理論空燃比に対してリーンであるかリッチであるかに応じて異なる一定の電圧を出力する。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the air-fuel ratio sensors 28 and 29 have a voltage of approximately 0 V when the air-fuel ratio of the exhaust gas (hereinafter also referred to as “exhaust air-fuel ratio”) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Is output, and when it is richer than the theoretical air-fuel ratio, a voltage of approximately 1 V is output. Then, the output voltage, exhaust air-fuel ratio is changed rapidly in the region in the vicinity stoichiometric air-fuel ratio, it crosses the reference voltage V R corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. That is, the air-fuel ratio sensor outputs a constant voltage that varies depending on whether the exhaust air-fuel ratio is lean or rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.

ところで、本発明の実施の形態では、以下のようにして、燃料噴射量（燃料噴射弁から噴射される燃料の量）が決定される。なお、以下の説明において、機関空燃比とは、燃焼室５に供給された燃料の量に対する同燃焼室５に供給された空気の量の比を意味し、排気空燃比とは、排気ガスの空燃比を意味し、排気ガスの空燃比とは、燃焼室５に吸入された空気（機関排気通路に空気を供給することができるようにしたシステムでは機関排気通路に供給された空気を含む。）の量に対する燃焼室５に供給された燃料（機関排気通路に燃料を供給することができるようにしたシステムでは機関排気通路に供給された燃料を含む。）の比を意味する。   By the way, in the embodiment of the present invention, the fuel injection amount (the amount of fuel injected from the fuel injection valve) is determined as follows. In the following description, the engine air-fuel ratio means the ratio of the amount of air supplied to the combustion chamber 5 to the amount of fuel supplied to the combustion chamber 5, and the exhaust air-fuel ratio means the exhaust gas It means an air-fuel ratio, and the air-fuel ratio of the exhaust gas includes the air sucked into the combustion chamber 5 (in a system that can supply air to the engine exhaust passage, the air supplied to the engine exhaust passage). ) Means the ratio of the fuel supplied to the combustion chamber 5 (including the fuel supplied to the engine exhaust passage in a system capable of supplying fuel to the engine exhaust passage).

上流側空燃比センサ２８において排気空燃比が目標空燃比よりもリーンであることが検出されたときには、機関空燃比が目標空燃比よりもリーンであるので、燃料噴射量を徐々に増量し、機関空燃比が目標空燃比に近づくようにする。一方、上流側空燃比センサ２８において排気空燃比が目標空燃比よりもリッチであることが検出されたときには、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチであるので、燃料噴射量を徐々に減量し、機関空燃比が目標空燃比に近づくようにする。   When the upstream air-fuel ratio sensor 28 detects that the exhaust air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, since the engine air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, the fuel injection amount is gradually increased, and the engine The air / fuel ratio is made to approach the target air / fuel ratio. On the other hand, when the upstream air-fuel ratio sensor 28 detects that the exhaust air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, since the engine air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, the fuel injection amount is gradually decreased. The engine air / fuel ratio is made to approach the target air / fuel ratio.

さらに、機関空燃比を全体として目標空燃比に維持するためには、機関空燃比が目標空燃比からずれたことが検出されたときに、そのずれている機関空燃比をできるだけ迅速に目標空燃比に近づけることが好ましい。そこで、上流側空燃比センサ２８において機関空燃比が目標空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検出されたときに、燃料噴射量をスキップ的に比較的大きく減量し、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチからリーンに変わったことが検出されたときには、燃料噴射量をスキップ的に比較的大きく増量する。   Further, in order to maintain the engine air-fuel ratio as a whole at the target air-fuel ratio, when it is detected that the engine air-fuel ratio has deviated from the target air-fuel ratio, the engine air-fuel ratio that has deviated is detected as quickly as possible. It is preferable to approach. Therefore, when the upstream air-fuel ratio sensor 28 detects that the engine air-fuel ratio has changed from lean to rich than the target air-fuel ratio, the fuel injection amount is decreased relatively large in a skipping manner, and the engine air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. When it is detected that the air-fuel ratio has changed from rich to lean, the fuel injection amount is increased relatively large in a skipping manner.

さらに迅速に機関空燃比を目標空燃比に近づけるためには、上述したように、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチとリーンとの間で切り換わったときに、ステップ的に減量する量、あるいは、ステップ的に増量する量を、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチとリーンとの間で切り換わったときにおける目標空燃比からの機関空燃比のずれが大きいほど大きくすべきである。そこで、ステップ的に減量する量およびステップ的に増量する量を下流側空燃比センサ２９の出力値に基づいて以下のようにして補正する。   In order to bring the engine air-fuel ratio closer to the target air-fuel ratio more quickly, as described above, when the engine air-fuel ratio switches between rich and lean than the target air-fuel ratio, an amount that is reduced stepwise, Alternatively, the amount of increase in steps should be increased as the deviation of the engine air-fuel ratio from the target air-fuel ratio when the engine air-fuel ratio switches between rich and lean than the target air-fuel ratio is larger. Therefore, the amount to be decreased stepwise and the amount to increase stepwise are corrected as follows based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor 29.

すなわち、下流側空燃比センサ２９において理論空燃比よりもリーンが出力されている期間（以下、リーン出力期間）が長いほど、上流側空燃比センサ２９において機関空燃比が目標空燃比よりもリッチからリーンに変わったことが検出されたときにスキップ的に増量する燃料噴射量を大きくする。なぜなら、リーン出力期間が長いほど、機関空燃比は目標空燃比から大きくリーン側にずれているからである。すなわち、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は、三元触媒２０の酸素吸放出能力により理論的には理論空燃比となるはずである。それでもなお、リーン出力期間が長く出力される場合とは、三元触媒２０が吸収することができないほどの酸素が三元触媒２０に供給されている場合（すなわち、機関空燃比が目標空燃比よりもリーン側に大きくずれている場合）である。   That is, the longer the period in which the lean air-fuel ratio is output in the downstream air-fuel ratio sensor 29 (hereinafter referred to as the lean output period), the more the engine air-fuel ratio in the upstream air-fuel ratio sensor 29 becomes richer than the target air-fuel ratio. When it is detected that the fuel has changed to lean, the fuel injection amount that increases in a skipping manner is increased. This is because the longer the lean output period, the more the engine air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio toward the lean side. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 should theoretically become the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen absorption / release capability of the three-way catalyst 20. Nevertheless, the case where the lean output period is output for a long time means that oxygen that cannot be absorbed by the three-way catalyst 20 is supplied to the three-way catalyst 20 (that is, the engine air-fuel ratio is higher than the target air-fuel ratio). Is also greatly deviated to the lean side).

一方、下流側空燃比センサ２９においてリッチが出力されている期間（以下、リッチ出力期間）が長いほど、上流側空燃比センサ２９において機関空燃比が目標空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検出されたときに減量すべき燃料噴射量を大きくする。なぜなら、リッチ出力期間が長いほど、機関空燃比は目標空燃比から大きくリッチ側にずれているからである。すなわち、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は、三元触媒２０の酸素吸放出能力により理論的には理論空燃比となるはずである。それでもなお、リッチ出力期間が長く出力される場合とは、三元触媒２０に吸収されている酸素が全て放出されるほど三元触媒２０に供給される酸素が少ない場合（すなわち、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に大きくずれている場合）である。   On the other hand, the longer the period during which rich is output in the downstream air-fuel ratio sensor 29 (hereinafter, rich output period), the longer the engine air-fuel ratio in the upstream air-fuel ratio sensor 29 has changed from lean to rich than the target air-fuel ratio. The amount of fuel injection that should be reduced is detected when the amount is detected. This is because the longer the rich output period is, the more the engine air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio to the rich side. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 should theoretically become the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen absorption / release capability of the three-way catalyst 20. Nevertheless, when the rich output period is output for a long time, the oxygen supplied to the three-way catalyst 20 is so small that all the oxygen absorbed in the three-way catalyst 20 is released (that is, the engine air-fuel ratio is low). This is a case where the target air-fuel ratio is greatly deviated to the rich side).

このように機関空燃比を制御することによって、機関空燃比を全体として目標空燃比に維持することができる。   By controlling the engine air-fuel ratio in this way, the engine air-fuel ratio can be maintained at the target air-fuel ratio as a whole.

図４〜図６に、上述したように燃料噴射量を決定するフローチャートの一例を示した。図４は、目標燃料噴射量の燃料を噴射するために必要な燃料噴射弁の開弁時間ＴＡＵを算出するフローチャートの一例を示している。図１６のフローチャートでは、始めに、ステップ１０において、単位機関回転数当たりの吸気量Ｇａ／Ｎが算出される。次いで、ステップ１１１において、基本燃料噴射時間ＴＡＵＰが次式（１）に従って算出される。
ＴＡＵＰ＝α×Ｇａ／Ｎ …（１）
ここで、ＴＡＵＰは燃焼室５内に供給される燃料と空気との混合気を目標空燃比とするのに必要な燃料噴射時間であり、αは定数である。 FIG. 4 to FIG. 6 show examples of flowcharts for determining the fuel injection amount as described above. FIG. 4 shows an example of a flowchart for calculating the valve opening time TAU of the fuel injection valve necessary for injecting the fuel of the target fuel injection amount. In the flowchart of FIG. 16, first, in step 10, the intake air amount Ga / N per unit engine speed is calculated. Next, at step 111, the basic fuel injection time TAUP is calculated according to the following equation (1).
TAUP = α × Ga / N (1)
Here, TAUP is a fuel injection time required for setting the mixture of fuel and air supplied into the combustion chamber 5 to the target air-fuel ratio, and α is a constant.

次いで、ステップ１２において、実際の燃料噴射時間ＴＡＵが次式（２）に従って算出される。
ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ×β×γ …（２）
ここで、ＦＡＦは後述するフローチャートに従って算出される空燃比補正係数であり、β，γはそれぞれ機関運転状態に応じて決まる定数である。 Next, at step 12, the actual fuel injection time TAU is calculated according to the following equation (2).
TAU = TAUP × FAF × β × γ (2)
Here, FAF is an air-fuel ratio correction coefficient calculated according to a flowchart described later, and β and γ are constants determined according to the engine operating state.

次いで、ステップ１３において、燃料噴射時間ＴＡＵがセットされ、この燃料噴射時間ＴＡＵだけ燃料噴射弁６が開弁せしめられ、燃料噴射時間ＴＡＵに応じた量の燃料が燃料噴射弁６から噴射される。   Next, at step 13, the fuel injection time TAU is set, the fuel injection valve 6 is opened for the fuel injection time TAU, and an amount of fuel corresponding to the fuel injection time TAU is injected from the fuel injection valve 6.

図５は、図４のフローチャートにて用いられる空燃比補正係数ＦＡＦを算出するフローチャートの一例を示している。図５のフローチャートでは、始めに、ステップ２０において、空燃比フィードバック制御が実行されている（Ｆ／Ｂ中）であるか否か（すなわち、空燃比フィードバック制御を実行することができる条件（以下「フィードバック実行条件」という）が成立しているか否か）が判別される。   FIG. 5 shows an example of a flowchart for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF used in the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 5, first, in step 20, it is determined whether air-fuel ratio feedback control is being executed (during F / B) (that is, conditions under which air-fuel ratio feedback control can be executed (hereinafter “ It is determined whether or not “feedback execution condition” is satisfied.

ここで、フィードバック実行条件とは、例えば、空燃比センサが活性化していること、内燃機関の暖機が完了していること、一時的に燃料噴射を停止する処理（以下「フューエルカット」という）を解除してから所定時間が経過していることなどである。   Here, the feedback execution condition includes, for example, that the air-fuel ratio sensor is activated, that the internal combustion engine has been warmed up, and a process that temporarily stops fuel injection (hereinafter referred to as “fuel cut”). For example, a predetermined time has elapsed since the release of.

ステップ２０において、Ｆ／Ｂ中ではないと判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。一方、ステップ２０において、Ｆ／Ｂ中であると判別されたときには、ステップ２１において、上流側空燃比センサ２８の出力電圧ＶＯＭが理論空燃比に相当する基準出力値ＶＲ以下である（ＶＯＭ≦ＶＲ）か否かが判別される。すなわち、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比（以下「流入排気空燃比」ともいう）が理論空燃比よりもリーンであるか否かが判別される。 If it is determined in step 20 that the F / B is not in progress, the routine ends as it is. On the other hand, in step 20, when it is judged to be in F / B, in step 21, the output voltage VOM of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is equal to or less than the reference output value V R corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (VOM ≦ V R ). That is, it is determined whether the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 (hereinafter also referred to as “inflow exhaust air-fuel ratio”) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

ステップ２１において、ＶＯＭ≦ＶＲであると判別されたときには、ステップ２２において、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリッチからリーンに反転したところか否かが判別される。ここで、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリッチからリーンに反転したところであると判別されたときには、ステップ２３に進んで、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ増大量ＲＳＲだけ比較的大きくスキップ的に増大せしめられる。 In step 21, when it is judged that VOM ≦ V R, at step 22, whether the place of inflow exhaust air-fuel ratio is inverted from rich to lean against the stoichiometric air-fuel ratio is determined. Here, when it is determined that the inflow exhaust air-fuel ratio has been reversed from rich to lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to step 23, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF is relatively large by the skip increase amount RSR and skipped. Can be increased.

一方、ステップ２２において、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリッチからリーンに反転したところではない（すなわち、流入排気空燃比が既にリーンであった）と判別されたときには、ステップ２５において、空燃比補正係数ＦＡＦが定数ＫＩＲだけ比較的小さく増大せしめられる。これによれば、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリッチからリーンとなった直後に、スキップ的に流入排気空燃比のリーン度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが増大せしめられ、その後は、流入排気空燃比のリーン度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが増大せしめられる。   On the other hand, when it is determined in step 22 that the inflow exhaust air-fuel ratio has not reversed from rich to lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the inflow exhaust air-fuel ratio has already been lean), in step 25, The air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased relatively small by a constant KIR. According to this, immediately after the inflow exhaust air-fuel ratio has changed from rich to lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased so that the lean degree of the inflow exhaust air-fuel ratio decreases in a skipping manner. Thereafter, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased so that the lean degree of the inflowing exhaust air-fuel ratio becomes small.

また、ステップ２１において、ＶＯＭ＞ＶＲであると判別されたときには、ステップ２６において、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転したところか否かが判別される。ここで、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転したところであると判別されたときには、ステップ２７において、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ減少量ＲＳＬだけ比較的大きくスキップ的に減少せしめられる。 Further, in step 21, when it is judged that VOM> V R, at step 26, whether the place of inflow exhaust air-fuel ratio is inverted from lean to rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is determined. Here, when it is determined that the inflowing exhaust air-fuel ratio has been reversed from lean to rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, in step 27, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is relatively large and skipped by the skip reduction amount RSL. I'm damned.

一方、ステップ２６において、流入排気空燃比が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転したところではない（すなわち、流入排気空燃比が既にリッチであった）と判別されたときには、ステップ２８において、空燃比補正係数ＦＡＦが定数ＫＩＬだけ比較的小さく減少せしめられる。これによれば、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチとなった直後に、スキップ的に流入排気空燃比のリッチ度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが減少せしめられ、その後は、流入排気空燃比のリッチ度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが減少せしめられる。   On the other hand, when it is determined in step 26 that the inflow exhaust air-fuel ratio has not reversed from lean to rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the inflow exhaust air-fuel ratio has already been rich), in step 28, The air-fuel ratio correction coefficient FAF is decreased relatively small by a constant KIL. According to this, immediately after the inflow exhaust air-fuel ratio becomes leaner to richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is decreased so that the rich degree of the inflow exhaust air-fuel ratio is reduced in a skipping manner, and thereafter The air-fuel ratio correction coefficient FAF is reduced so that the richness of the inflowing exhaust air-fuel ratio becomes small.

そして、ステップ２４では、空燃比補正係数ＦＡＦがその許容最小値と許容最大値との間となるように空燃比補正係数ＦＡＦがガード処理される。   In step 24, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is subjected to guard processing so that the air-fuel ratio correction coefficient FAF is between the allowable minimum value and the allowable maximum value.

図６は、図５のフローチャートにて使用されるスキップ増大量ＲＳＲとスキップ減少量ＲＳＬとを算出するフローチャートの一例を示している。図６のフローチャートでは、始めに、ステップ３０において、Ｆ／Ｂ中であるか否かが判別される。ここでのフィードバック実行条件は、図５での条件に加えて内燃機関がアイドル運転中でないことが条件とされる。   FIG. 6 shows an example of a flowchart for calculating the skip increase amount RSR and the skip decrease amount RSL used in the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 6, first, in step 30, it is determined whether or not F / B is being performed. Here, the feedback execution condition is that the internal combustion engine is not in idle operation in addition to the conditions in FIG.

ステップ３０において、Ｆ／Ｂ中であると判別されたときには、ステップ３１において、下流側空燃比センサ２９の出力電圧ＶＯＳが理論空燃比に相当する基準出力値ＶＲ以下である（ＶＯＳ≦ＶＲ）か否かが判別される。すなわち、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比（以下「流出排気空燃比」という）が理論空燃比よりもリーンであるか否かが判別される。 In step 30, when it is judged to be in F / B, in step 31, is less than the reference output value V R of the output voltage VOS of the downstream air-fuel ratio sensor 29 corresponds to the stoichiometric air-fuel ratio (VOS ≦ V R ) Is determined. That is, it is determined whether the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 (hereinafter referred to as “outflow exhaust air-fuel ratio”) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

ステップ３１において、ＶＯＳ≦ＶＲであると判別されたときには、ステップ３２において、スキップ増大量ＲＳＲが所定量ΔＲＳだけ増大せしめられる。一方、ステップ３１において、ＶＯＳ＞ＶＲであると判別されたときには、ステップ３５に進んで、スキップ増大量ＲＳＲが所定量ΔＲＳだけ減少せしめられる。 In step 31, when it is judged that VOS ≦ V R, at step 32, the skip increase amount RSR is made to increase by a predetermined amount .DELTA.Rs. On the other hand, in step 31, when it is judged that VOS> V R, the routine proceeds to step 35, the skip increase amount RSR is made to decrease by a predetermined amount .DELTA.Rs.

ステップ３３では、スキップ増大量ＲＳＲがその許容最小値と許容最大値との間になるように、スキップ増大量ＲＳＲがガードされる。次いで、ステップ３４において、０．１からスキップ増大量ＲＳＲを引いてスキップ減少量ＲＳＬが算出される。   In step 33, the skip increase amount RSR is guarded so that the skip increase amount RSR is between the allowable minimum value and the allowable maximum value. Next, in step 34, the skip increase amount RSR is calculated by subtracting the skip increase amount RSR from 0.1.

ところで、本実施形態では、例えば、減速時には、燃料噴射を停止するいわゆるフューエルカットを行う。これによれば、燃費の向上が図れる。一方、フューエルカットが行われている間は、燃焼室５内で燃焼が行われないので、極めて酸素濃度の高いリーン空燃比の排気ガスが燃焼室から排出され、三元触媒２０に流入することになる。したがって、フューエルカット中は、上述したように三元触媒２０には酸素吸放出能力があることから、三元触媒２０に酸素が吸収され続けることになる。   By the way, in this embodiment, what is called fuel cut which stops fuel injection is performed at the time of deceleration, for example. According to this, fuel consumption can be improved. On the other hand, since the combustion is not performed in the combustion chamber 5 while the fuel cut is being performed, the lean air-fuel ratio exhaust gas having an extremely high oxygen concentration is discharged from the combustion chamber and flows into the three-way catalyst 20. become. Therefore, during the fuel cut, the three-way catalyst 20 has the ability to absorb and release oxygen as described above, and thus the three-way catalyst 20 continues to absorb oxygen.

したがって、フューエルカット終了時には、三元触媒２０には、基準値よりもかなり過剰な酸素が吸収されていることになる（通常の空燃比制御が行われているときには、三元触媒２０に吸収されている酸素量は、この基準値近傍の量となっている）。このため、フューエルカット終了直後、通常の空燃比制御が行われ、リーン空燃比の排気ガスが三元触媒２０に流入すると、三元触媒２０は排気ガス中の酸素を十分に吸収することができず、このことから、その内部雰囲気を理論空燃比近傍に維持することができない。   Therefore, at the end of the fuel cut, the three-way catalyst 20 absorbs oxygen that is considerably excessive from the reference value (when the normal air-fuel ratio control is performed, it is absorbed by the three-way catalyst 20. The amount of oxygen that is present is in the vicinity of this reference value). Therefore, normal air-fuel ratio control is performed immediately after the end of the fuel cut, and if the lean air-fuel ratio exhaust gas flows into the three-way catalyst 20, the three-way catalyst 20 can sufficiently absorb oxygen in the exhaust gas. Therefore, the internal atmosphere cannot be maintained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.

そこで、本実施形態では、フューエルカット終了直後には、最初の燃料噴射実行時に通常の空燃比制御によって決定された量よりも多い量の燃料を噴射する。すなわち、フューエルカット終了直後に、燃料噴射量の増量を行う。上述した例では、例えば、通常の空燃比制御によって決定される燃料噴射弁の開弁時間ΤＡＵが長くされる。   Therefore, in the present embodiment, immediately after the fuel cut is completed, an amount of fuel larger than the amount determined by the normal air-fuel ratio control at the time of the first fuel injection is injected. That is, the fuel injection amount is increased immediately after the end of the fuel cut. In the example described above, for example, the valve opening time AU of the fuel injection valve determined by normal air-fuel ratio control is lengthened.

なお、ここで増量される燃料量は、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、且つ、燃料噴射量を増量したことによるトルクショック（内燃機関が出力するトルクの急激な変動）ができるだけ生じない程度の量とされる。   The amount of fuel increased here is a torque shock (abrupt fluctuations in torque output from the internal combustion engine) due to the rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 and the increased fuel injection amount. ) Is as small as possible.

そして、このフューエルカット終了直後の燃料噴射量の増量によっても、三元触媒２０に吸収されている酸素の量（以下「吸収酸素量」ともいう）が基準値に達しない場合には、通常の空燃比制御において燃料噴射量が理論空燃比よりもリーン側に向かって減量せしめられようとしたとき、すなわち、図５のルーチンのステップ２６において三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーンからリッチに反転したところであると判別されて、ステップ２７において空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ減少量ＲＳＬだけスキップ的に減少せしめられようとしたときに、２回目の燃料噴射量の増量を行う。ここで増量される燃料量も、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、且つ、燃料噴射量を増量したことによるトルクショックができるだけ生じない程度とされる。   If the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst 20 (hereinafter also referred to as “absorbed oxygen amount”) does not reach the reference value due to the increase in the fuel injection amount immediately after the fuel cut ends, In the air-fuel ratio control, when the fuel injection amount is about to be reduced toward the leaner side than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 in step 26 of the routine of FIG. When it is determined that the air-fuel ratio is reversed from lean to rich, and the air-fuel ratio correction coefficient FAF is to be skipped by the skip reduction amount RSL in step 27, the second fuel injection amount Increase the amount. The amount of fuel increased here is also set to such an extent that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 becomes rich and torque shock due to the increase in the fuel injection amount does not occur as much as possible.

以後、三元触媒２０に吸収されている酸素の量（吸収酸素量）が基準値となるまで、同様の燃料噴射制御が行われる。   Thereafter, similar fuel injection control is performed until the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst 20 (absorbed oxygen amount) reaches the reference value.

これによれば、フューエルカット終了直後に、トルクショックを抑制しつつ、三元触媒に吸収されている酸素量を早期に基準値にまで減少させることができる。   According to this, immediately after the end of the fuel cut, the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst can be quickly reduced to the reference value while suppressing the torque shock.

図７は、本実施形態に従って燃料噴射制御を行ったときの酸素吸収量などの推移の一例を示すタイムチャートである。図７において、ＦＣは、フューエルカット実行を命令する信号、［Ｏ２］は三元触媒２０に吸収されている酸素量（吸収酸素量）、αは基準値、ＦＡＦは図４〜図６を参照して説明した空燃比制御に用いられる空燃比補正係数、ＱＲは燃料噴射量の増量を命令する信号、ＡＦは三元触媒に流入する排気ガスの空燃比（排気空燃比）、Ｌはリーン、ＳＴは理論空燃比（ストイキ）、Ｒはリッチをそれぞれ示している。 FIG. 7 is a time chart showing an example of transition of the oxygen absorption amount when the fuel injection control is performed according to the present embodiment. In FIG. 7, FC is a signal for instructing execution of fuel cut, [O 2 ] is the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst 20 (absorbed oxygen amount), α is a reference value, and FAF is shown in FIGS. 4 to 6. The air-fuel ratio correction coefficient used for the air-fuel ratio control explained with reference to the above, QR is a signal for instructing to increase the fuel injection amount, AF is the air-fuel ratio (exhaust air-fuel ratio) of exhaust gas flowing into the three-way catalyst, and L is lean ST represents the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), and R represents rich.

図７に示した例では、時刻Ｔ１において、排気空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＴを越えてリッチＲからリーンＬへ移行する。このとき、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ増大量ＲＳＲだけスキップ的に増大せしめられる（すなわち、燃料噴射量が増量せしめられる）。その後、時刻Ｔ２までは、排気空燃比ＡＦはリーンで推移し、したがって、空燃比補正係数ＦＡＦは、定数ＫＩＲずつ徐々に増大せしめられる。   In the example shown in FIG. 7, at time T1, the exhaust air-fuel ratio AF exceeds the theoretical air-fuel ratio ST and shifts from rich R to lean L. At this time, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased in a skipping manner by the skip increase amount RSR (that is, the fuel injection amount is increased). Thereafter, until time T2, the exhaust air-fuel ratio AF remains lean, and therefore the air-fuel ratio correction coefficient FAF is gradually increased by a constant KIR.

一方、時刻Ｔ２に達すると、排気空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＴを越えてリーンＬからリッチＲに移行するので、このとき、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ減少量ＲＳＬだけスキップ的に減少せしめられ、その後、時刻Ｔ３まで、排気空燃比ＡＦはリッチで推移するので、空燃比補正係数ＦＡＦは、定数ＫＩＬずつ徐々に減少せしめられる。   On the other hand, when the time T2 is reached, the exhaust air-fuel ratio AF exceeds the stoichiometric air-fuel ratio ST and shifts from lean L to rich R. At this time, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skipped by the skip reduction amount RSL. Thereafter, until the time T3, the exhaust air-fuel ratio AF changes in a rich manner, so that the air-fuel ratio correction coefficient FAF is gradually decreased by a constant KIL.

一方、時刻Ｔ３に達すると、排気空燃比ＡＦが再び理論空燃比ＳＴを越えてリーンＬからリッチＲに移行し、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ増大量ＲＳＲだけスキップ的に増大せしめられ、その後、時刻Ｔ４まで、排気空燃比ＡＦがリーンで推移し、空燃比補正係数ＦＡＦが、定数ＫＩＲずつ徐々に増大せしめられる。   On the other hand, when the time T3 is reached, the exhaust air-fuel ratio AF again exceeds the stoichiometric air-fuel ratio ST and shifts from lean L to rich R, and the air-fuel ratio correction coefficient FAF is increased in a skip manner by the skip increase amount RSR. Until time T4, the exhaust air-fuel ratio AF changes lean, and the air-fuel ratio correction coefficient FAF is gradually increased by a constant KIR.

このように、図７に示した例では、時刻Ｔ４までは、通常の空燃比制御が行われ、吸収酸素量［Ｏ２］は基準値αで推移する。 Thus, in the example shown in FIG. 7, until the time T4, normal air-fuel ratio control is performed, and the absorbed oxygen amount [O 2 ] changes at the reference value α.

ところが、図７に示した例では、時刻Ｔ４において、フューエルカット実行を命令する信号ＦＣがオンとなる。したがって、時刻Ｔ４からは、燃料噴射が停止される。そして、フューエルカット時刻中は、空燃比補正係数ＦＡＦは形式的に１．０とされる。このように、燃料噴射が停止されると、吸収酸素量［Ｏ２］が徐々に増える。また、排気空燃比ＡＦは大きくリーンとなる。 However, in the example shown in FIG. 7, at time T4, the signal FC instructing execution of fuel cut is turned on. Therefore, fuel injection is stopped from time T4. During the fuel cut time, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is formally set to 1.0. Thus, when the fuel injection is stopped, the absorbed oxygen amount [O 2 ] gradually increases. Further, the exhaust air-fuel ratio AF becomes greatly lean.

そして、図７に示した例では、時刻Ｔ５のところでフューエルカット実行を命令する信号ＦＣがオフとなる。したがって、時刻Ｔ５からは、通常の空燃比制御に従って燃料噴射が行われる。そして、本実施形態に従えば、フューエルカット終了直後に、燃料噴射量の増量を命令する信号ＱＲがオンとなる。これにより、燃料噴射量が通常の空燃比制御によって決定される量よりも多くされ、排気空燃比ＡＦが理論空燃比を越えてリーンからリッチに移行する。そして、これにより、三元触媒２０に吸収されている酸素が放出されて、吸収酸素量［Ｏ２］が一気に減少する。 In the example shown in FIG. 7, the signal FC instructing execution of fuel cut is turned off at time T5. Therefore, fuel injection is performed from time T5 according to normal air-fuel ratio control. And according to this embodiment, immediately after the end of the fuel cut, the signal QR for commanding an increase in the fuel injection amount is turned on. As a result, the fuel injection amount is made larger than the amount determined by the normal air-fuel ratio control, and the exhaust air-fuel ratio AF shifts from lean to rich beyond the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, oxygen absorbed in the three-way catalyst 20 is released, and the amount of absorbed oxygen [O 2 ] decreases at a stretch.

しかしながら、図７に示した例では、フューエルカット終了直後の燃料噴射量の増量によっても吸収酸素量［Ｏ２］が基準値αに達していない。したがって、本実施形態によれば、排気空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＴを越えてリッチからリーンに移行した時刻Ｔ６の後、排気空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＴを越えてリーンからリッチに移行した時刻Ｔ７において、燃料噴射量の増量を命令する信号ＱＲがオンとなる。すなわち、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ的に減少せしめられる時刻Ｔ７（すなわち、燃料噴射量がスキップ的に減少せしめられようとする時刻）において、燃料噴射量の増量を命令する信号ＱＲがオンとされる。これにより、燃料噴射量が通常の空燃比制御によって決定される量よりも多くされ、排気空燃比ＡＦが理論空燃比ＳＴよりも大きくリッチとされる。このため、ここでも、吸収酸素量［Ｏ２］が一気に減少する。 However, in the example shown in FIG. 7, the absorbed oxygen amount [O 2 ] does not reach the reference value α due to the increase in the fuel injection amount immediately after the end of the fuel cut. Therefore, according to the present embodiment, after time T6 when the exhaust air-fuel ratio AF exceeds the theoretical air-fuel ratio ST and shifts from rich to lean, the exhaust air-fuel ratio AF exceeds the theoretical air-fuel ratio ST and shifts from lean to rich. At time T7, a signal QR for commanding an increase in the fuel injection amount is turned on. That is, at time T7 when the air-fuel ratio correction coefficient FAF is reduced in a skipping manner (that is, when the fuel injection amount is about to be reduced in a skipping manner), the signal QR for commanding an increase in the fuel injection amount is turned on. The As a result, the fuel injection amount is made larger than the amount determined by the normal air-fuel ratio control, and the exhaust air-fuel ratio AF is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio ST. For this reason, the absorbed oxygen amount [O 2 ] also decreases at a stretch here.

以後、吸収酸素量［Ｏ２］が基準値αに達するまで、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ的に減少せしめられる時刻に、同じ燃料噴射量の増量が行われる。図７に示した例では、時刻Ｔ９における燃料噴射量の増量によって、吸収酸素量［Ｏ２］が基準値αに達する。 Thereafter, the same fuel injection amount is increased at the time when the air-fuel ratio correction coefficient FAF is decreased in a skipping manner until the absorbed oxygen amount [O 2 ] reaches the reference value α. In the example shown in FIG. 7, the absorbed oxygen amount [O 2 ] reaches the reference value α due to the increase in the fuel injection amount at time T9.

図８は、本実施形態に従ったフューエルカット終了直後の燃料噴射制御を実行するルーチンの一例を示した図である。図８のルーチンでは、始めに、ステップ１０において、三元触媒２０が暖機状態にあるか否か、すなわち、三元触媒２０の温度がその活性温度よりも高くなっているか否かが判別される。ここで、三元触媒２０が暖機状態にあるか否かを判別するのは、三元触媒２０が暖機状態になければ、酸素吸放出能力が良好には発揮されず、これ以降のステップを行う必要がないからである。   FIG. 8 is a diagram showing an example of a routine for performing fuel injection control immediately after the end of the fuel cut according to the present embodiment. In the routine of FIG. 8, first, at step 10, it is determined whether or not the three-way catalyst 20 is in a warm-up state, that is, whether or not the temperature of the three-way catalyst 20 is higher than its activation temperature. The Here, it is determined whether or not the three-way catalyst 20 is in the warm-up state. If the three-way catalyst 20 is not in the warm-up state, the oxygen absorption / release capability is not exhibited well, and the subsequent steps This is because there is no need to do.

ステップ１０において、三元触媒２０が暖機状態にはないと判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。一方、ステップ１０において、三元触媒２０が暖機状態にあると判別されたときには、ステップ１１において、フューエルカット実行中であるか否かが判別される。ここで、フューエルカット実行中であると判別されたときには、ステップ１７において、三元触媒２０に吸収されている酸素の量（吸収酸素量）［Ｏ２］が計算される。一方、ステップ１１において、フューエルカット実行中ではないと判別されたときには、ステップ１２において、フューエルカット終了直後であるか否かが判別される。 When it is determined in step 10 that the three-way catalyst 20 is not in the warm-up state, the routine ends as it is. On the other hand, when it is determined in step 10 that the three-way catalyst 20 is in a warm-up state, it is determined in step 11 whether or not a fuel cut is being performed. Here, when it is determined that the fuel cut is being executed, in step 17, the amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst 20 (absorbed oxygen amount) [O 2 ] is calculated. On the other hand, when it is determined in step 11 that the fuel cut is not being executed, it is determined in step 12 whether or not it is immediately after the end of the fuel cut.

ここで、フューエルカット終了直後ではないと判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。一方、ステップ１２において、フューエルカット終了直後であると判別されたときには、ステップ１３において、燃料噴射量の増量制御Ｉが実行される。この燃料噴射量の増量制御Ｉでは、フューエルカット終了後、最初の燃料噴射実行時に通常の空燃比制御によって決定された量よりも多い量の燃料が噴射される。   Here, when it is determined that it is not immediately after the end of the fuel cut, the routine ends as it is. On the other hand, when it is determined in step 12 that the fuel cut has just ended, fuel injection amount increase control I is executed in step 13. In this fuel injection amount increase control I, after the fuel cut is completed, a larger amount of fuel is injected than the amount determined by the normal air-fuel ratio control when the first fuel injection is executed.

次いで、ステップ１４では、ステップ１３の燃料噴射量の増量制御Ｉが実行された後の吸収酸素量［Ｏ２］が基準値αよりも多い（［Ｏ２］＞α）か否かが判別される。ここで、［Ｏ２］≦αであると判別されたときには、吸収酸素量は基準値に達しているので、ルーチンはそのまま終了する。一方、ステップ１４において、［Ｏ２］＞αであると判別されたときには、ステップ１５において、燃料噴射量の増量制御IIが実行される。この燃料噴射量の増量制御IIによれば、通常の空燃比制御において燃料噴射量が理論空燃比よりもリーン側に向かって減量せしめられようとしたときに、通常の空燃比制御によって決定された量よりも多い量の燃料が噴射される。 Next, in step 14, it is determined whether or not the absorbed oxygen amount [O 2 ] after the fuel injection amount increase control I in step 13 is greater than the reference value α ([O 2 ]> α). The Here, when it is determined that [O 2 ] ≦ α, the absorbed oxygen amount has reached the reference value, and thus the routine ends as it is. On the other hand, when it is determined in step 14 that [O 2 ]> α, the fuel injection amount increase control II is executed in step 15. According to this fuel injection amount increase control II, when the fuel injection amount is to be decreased toward the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio in the normal air-fuel ratio control, it is determined by the normal air-fuel ratio control. An amount of fuel greater than the amount is injected.

次いで、ステップ１６において、ステップ１５の燃料噴射量の増量制御IIが実行された後の吸収酸素量［Ｏ２］が基準値αよりも多い（［Ｏ２］＞α）か否かが判別される。ここで、［Ｏ２］≦αであると判別されたときには、吸収酸素量は基準値に達しているので、ルーチンは終了する。一方、ステップ１６において、［Ｏ２］＞αであると判別されたときには、ステップ１５に戻り、再度、燃料噴射量の増量制御IIが実行される。 Next, at step 16, it is determined whether or not the absorbed oxygen amount [O 2 ] after the fuel injection amount increase control II at step 15 is greater than the reference value α ([O 2 ]> α). The Here, when it is determined that [O 2 ] ≦ α, the absorbed oxygen amount has reached the reference value, and thus the routine ends. On the other hand, when it is determined in step 16 that [O 2 ]> α, the process returns to step 15 and the fuel injection amount increase control II is executed again.

ところで、上述した燃料噴射制御は、図９に示されているようないわゆる筒内直噴型の内燃機関にも適用可能である。図９に示されている内燃機関は、ピストン３にキャビティ１２が設けられており、燃料噴射弁１１が符号Ｆで示されているように燃焼室５内に燃料を直接噴射するようにシリンダヘッド４に取り付けられていることを除いて、図９に示されているものと同様である。   Incidentally, the fuel injection control described above can also be applied to a so-called direct injection type internal combustion engine as shown in FIG. The internal combustion engine shown in FIG. 9 is provided with a cavity 12 in the piston 3 and a cylinder head so that the fuel injection valve 11 directly injects fuel into the combustion chamber 5 as indicated by the symbol F. 9 except that it is attached to 4.

図１に示した内燃機関に本発明を適用した場合、フューエルカット終了直後に燃料噴射量を増量するときには、吸気行程において燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を増量するのであるが、図９に示した内燃機関に本発明を適用した場合には、圧縮上死点近傍のタイミングで機関駆動のために噴射される燃料の量自体を増量してもよいし、あるいは、圧縮上死点近傍のタイミングでは通常の空燃比制御によって決定された量の燃料を機関駆動のために噴射し、その後、膨張行程後半または排気行程中の確実にトルクが発生しないタイミングで、追加の燃料を噴射することによって、結果的に、燃料噴射量を増量するようにしてもよい。   When the present invention is applied to the internal combustion engine shown in FIG. 1, when the fuel injection amount is increased immediately after the end of the fuel cut, the fuel injection amount injected from the fuel injection valve in the intake stroke is increased. When the present invention is applied to the internal combustion engine shown in Fig. 1, the amount of fuel injected for driving the engine itself may be increased at a timing near the compression top dead center, or near the compression top dead center. The amount of fuel determined by normal air-fuel ratio control is injected to drive the engine at the timing of, and then additional fuel is injected at a timing at which no torque is reliably generated in the latter half of the expansion stroke or during the exhaust stroke. As a result, the fuel injection amount may be increased.

本発明が適用される内燃機関を示した図である。1 is a diagram showing an internal combustion engine to which the present invention is applied. 三元触媒の浄化率を示した図である。It is the figure which showed the purification rate of a three-way catalyst. 空燃比センサの出力特性を示した図である。It is the figure which showed the output characteristic of the air fuel ratio sensor. 燃料噴射弁の開弁時間を算出するためのルーチンの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the routine for calculating the valve opening time of a fuel injection valve. 空燃比補正係数ＦＡＦを算出するためのルーチンの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the routine for calculating the air fuel ratio correction coefficient FAF. スキップ増大量ＲＳＲおよびスキップ減少量ＲＳＬを算出するためのルーチンの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the routine for calculating skip increase amount RSR and skip decrease amount RSL. 本実施形態に従って燃料噴射制御を行ったときの酸素吸収量などの推移の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of transition, such as oxygen absorption amount when fuel injection control is performed according to this embodiment. 本実施形態に従ったフューエルカット終了直後の燃料噴射制御を実行するルーチンの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the routine which performs the fuel-injection control immediately after completion | finish of fuel cut according to this embodiment. 図１に示した内燃機関とはその構成が異なる内燃機関であって、本発明が適用される内燃機関を示した図である。FIG. 2 is an internal combustion engine having a configuration different from that of the internal combustion engine shown in FIG. 1 and showing the internal combustion engine to which the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 燃料噴射弁
１９、２２ 排気管
２０ 三元触媒
２８，２９ 空燃比センサ 11 Fuel injection valve 19, 22 Exhaust pipe 20 Three-way catalyst 28, 29 Air-fuel ratio sensor

Claims (3)

排気通路に三元触媒を備え、機関運転状態が予め定められた状態になったときに燃料噴射を停止するフューエルカット制御が行われる内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関は通常、空燃比が理論空燃比を跨いで上下することによって空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように燃料噴射量を増大させたり減少させたりする空燃比制御が行われ、
前記燃料噴射制御装置は、前記フューエルカット制御の終了後、空燃比がリッチとなる量の燃料を燃料噴射弁から噴射するリッチ燃料噴射を複数回行うことによって三元触媒に吸収されている酸素の量を予め定められた量にまで低下させ、
前記複数回のリッチ燃料噴射のうち、２回目以降のリッチ燃料噴射を、前記空燃比制御によって空燃比を理論空燃比近傍に維持すべく燃料噴射量が減少せしめられようとするときに行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for an internal combustion engine that includes a three-way catalyst in an exhaust passage and performs fuel cut control to stop fuel injection when the engine operating state becomes a predetermined state,
The internal combustion engine is usually subjected to air-fuel ratio control for increasing or decreasing the fuel injection amount so that the air-fuel ratio is maintained near the theoretical air-fuel ratio by raising or lowering the air-fuel ratio across the stoichiometric air-fuel ratio,
After the fuel cut control is completed , the fuel injection control device performs a rich fuel injection for injecting an amount of fuel that makes the air-fuel ratio rich from the fuel injection valve a plurality of times, so that the oxygen absorbed in the three-way catalyst is reduced. Reduce the amount to a predetermined amount ,
Of the multiple rich fuel injections, the second and subsequent rich fuel injections are performed when the fuel injection amount is to be reduced so as to maintain the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio by the air-fuel ratio control. A fuel injection control device . 排気通路に三元触媒を備え、通常は、空燃比が理論空燃比を跨いで上下することによって空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように燃料噴射量を増大させたり減少させたりする空燃比制御が行われ、機関運転状態が予め定められた状態になったときには燃料噴射を停止するフューエルカット制御が行われる内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記フューエルカット制御の終了後、上記空燃比制御によって空燃比を理論空燃比近傍に維持すべく燃料噴射量が減少せしめられようとするときに空燃比がリッチとなるように上記空燃比制御によって決定される量よりも多い量の燃料を燃料噴射弁から噴射するリッチ燃料噴射を行うことによって三元触媒に吸収されている酸素の量を低下させることを特徴とする燃料噴射制御装置。A three-way catalyst is provided in the exhaust passage. Normally, the air-fuel ratio is increased or decreased so that the air-fuel ratio is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio by raising or lowering the stoichiometric air-fuel ratio. A fuel injection control device for an internal combustion engine in which fuel cut control is performed to stop fuel injection when the fuel ratio control is performed and the engine operating state becomes a predetermined state, and after the fuel cut control ends, A larger amount of fuel than the amount determined by the air-fuel ratio control so that the air-fuel ratio becomes rich when the fuel injection amount is decreased to maintain the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio by the air-fuel ratio control. A fuel injection control device that reduces the amount of oxygen absorbed in the three-way catalyst by performing rich fuel injection that injects fuel from a fuel injection valve. 上記フューエルカット制御が行われている間に三元触媒に吸収される酸素量を求め、該求められた酸素量に応じて上記リッチ燃料噴射によって燃料噴射弁から噴射させる燃料の量が決定されることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。The amount of oxygen absorbed by the three-way catalyst during the fuel cut control is determined, and the amount of fuel injected from the fuel injection valve is determined by the rich fuel injection according to the determined amount of oxygen. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device is a fuel injection control device.
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