JP4888379B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、排気通路に微粒子捕集フィルタと三元触媒とを備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a particulate collection filter and a three-way catalyst in an exhaust passage.

従来より、ディーゼル機関から排出される微粒子(パティキュレート・マター(PM)、即ち、SOF及びSoot等のナノ微粒子)を、排気通路に配設した微粒子捕集フィルタ(パティキュレート・フィルタ)により捕集するとともに、所定の条件が成立したときに微粒子捕集フィルタに捕集された微粒子を燃焼させることにより微粒子捕集フィルタを再生させる内燃機関の制御装置が知られている。このような従来の制御装置の一つは、微粒子捕集フィルタの上流側空燃比と下流側空燃比とを検出し、それらの検出された空燃比により微粒子捕集フィルタが再生されている最中であるか否か(捕集された微粒子が燃焼している状態にあるか否か)を判定し、その判定結果に基づいてエンジンの運転モードを切り換えるようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2005−240719号公報
Conventionally, fine particles (particulate matter (PM), that is, nano fine particles such as SOF and Soot) discharged from a diesel engine are collected by a fine particle collecting filter (particulate filter) disposed in an exhaust passage. In addition, there is known a control device for an internal combustion engine that regenerates the particulate collection filter by burning the particulate collected by the particulate collection filter when a predetermined condition is satisfied. One of such conventional control devices detects the upstream air-fuel ratio and the downstream air-fuel ratio of the particulate collection filter, and the particulate collection filter is being regenerated by the detected air-fuel ratio. (Whether or not the collected particulates are in a burning state) and the operation mode of the engine is switched based on the determination result (for example, Patent Document 1). See).
JP-A-2005-240719

ところで、微粒子捕集フィルタに捕集された微粒子を燃焼させるためには、微粒子捕集フィルタが高温であること、及び、微粒子捕集フィルタに酸素が供給されること、が必要である。上記従来の制御装置は、供給される混合気の空燃比が非常にリーン(希薄)であるディーゼル機関に適用される。従って、微粒子捕集フィルタには微粒子を燃焼させるための酸素が十分に供給されている。そこで、上記従来の制御装置は、燃料噴射時期の遅角、燃料噴射量の増大及び吸気絞り弁による吸気量の減少等を実行することによって微粒子捕集フィルタの温度を上昇させ、以って、捕集した微粒子を燃焼させている。   By the way, in order to burn the particulates collected by the particulate collection filter, it is necessary that the particulate collection filter is at a high temperature and that oxygen is supplied to the particulate collection filter. The conventional control device is applied to a diesel engine in which the air-fuel ratio of the supplied air-fuel mixture is very lean. Accordingly, the particulate collection filter is sufficiently supplied with oxygen for burning the particulates. Therefore, the conventional control device raises the temperature of the particulate collection filter by executing the delay of the fuel injection timing, the increase of the fuel injection amount, the decrease of the intake amount by the intake throttle valve, etc. The collected fine particles are burned.

ところで、近年においては、ガソリン機関から排出される微粒子の量を低減するため、ガソリン機関の排気通路にも微粒子捕集フィルタを配設することが検討されている。一方、一般のガソリン機関においては、未燃物(HC及びCO等)の大気中への排出量及び窒素酸化物(NOx)の大気中への排出量を低減することを目的として排気通路に三元触媒が備えられ、機関に供給される混合気の空燃比(以下、「機関の空燃比」とも称呼する。)が理論空燃比近傍の空燃比となるように燃料量が制御されている。   By the way, in recent years, in order to reduce the amount of fine particles discharged from a gasoline engine, it has been studied to arrange a fine particle collecting filter in an exhaust passage of the gasoline engine. On the other hand, in general gasoline engines, there are three exhaust passages in the exhaust passage for the purpose of reducing the amount of unburned substances (HC, CO, etc.) emitted into the atmosphere and nitrogen oxide (NOx) into the atmosphere. An original catalyst is provided, and the amount of fuel is controlled so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (hereinafter also referred to as “engine air-fuel ratio”) becomes an air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.

前述したように、微粒子捕集フィルタを再生させる(微粒子を燃焼させる)ためには、微粒子捕集フィルタに酸素が供給されなければならない。ところが、機関の空燃比が理論空燃比近傍の空燃比に制御されていると、微粒子捕集フィルタに酸素が殆ど供給されない。特に、微粒子捕集フィルタの上流に三元触媒である上流側触媒が備えられている場合、上流側触媒により酸素が消費及び吸蔵されるから、微粒子捕集フィルタに流入する酸素量は極めて少なくなる。従って、ガソリン機関において微粒子捕集フィルタを再生させるためには、機関の空燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比(以下、「フィルタ再生制御用リーン空燃比」とも称呼する。)に制御することにより、微粒子捕集フィルタに酸素を供給しなければならない。しかしながら、微粒子捕集フィルタを再生させるために、単に、機関の空燃比をフィルタ再生制御用リーン空燃比に設定すると、機関の空燃比がリーン空燃比であるときに機関から多く排出される窒素酸化物を三元触媒によって浄化できない場合が生じ、窒素酸化物が大気中へ多く排出されてしまうという問題が発生する。   As described above, in order to regenerate the particulate collection filter (burn the particulates), oxygen must be supplied to the particulate collection filter. However, when the air-fuel ratio of the engine is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is hardly supplied to the particulate collection filter. In particular, when an upstream catalyst that is a three-way catalyst is provided upstream of the particulate collection filter, oxygen is consumed and stored by the upstream catalyst, so the amount of oxygen flowing into the particulate collection filter is extremely small. . Therefore, in order to regenerate the particulate collection filter in the gasoline engine, the air-fuel ratio of the engine is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter also referred to as “lean air-fuel ratio for filter regeneration control”). By doing so, oxygen must be supplied to the particulate collection filter. However, if the air-fuel ratio of the engine is simply set to the lean air-fuel ratio for filter regeneration control in order to regenerate the particulate collection filter, a large amount of nitrogen oxides discharged from the engine when the air-fuel ratio of the engine is the lean air-fuel ratio. There arises a case where the matter cannot be purified by the three-way catalyst, and a problem arises that a large amount of nitrogen oxides are discharged into the atmosphere.

従って、本発明の目的は、排気通路に微粒子捕集フィルタと三元触媒とを備えた内燃機関(ガソリン機関)の制御装置であって、窒素酸化物の排出量を増大させることなく微粒子捕集フィルタを再生させる(微粒子捕集フィルタに捕集された微粒子を燃焼させる)ことができる制御装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is a control device for an internal combustion engine (gasoline engine) provided with a particulate collection filter and a three-way catalyst in an exhaust passage, and the particulate collection is performed without increasing the amount of nitrogen oxide emission. An object of the present invention is to provide a control device capable of regenerating a filter (burning particulates collected by a particulate collection filter).

上記目的を達成するための本発明による多気筒内燃機関の制御装置は、主排気通路構成部と、微粒子捕集フィルタと、下流側触媒と、バイパス通路構成部と、空燃比制御手段と、を備えている。   In order to achieve the above object, a control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention comprises a main exhaust passage constituent part, a particulate collection filter, a downstream catalyst, a bypass passage constituent part, and an air-fuel ratio control means. I have.

前記主排気通路構成部は、前記多気筒内燃機関が備える複数の気筒のうちの一部の気筒の排気ポートに接続された第1枝部と、その第1枝部が集合した集合部と、その集合部に接続された主通路部と、を有し、その一部の気筒の排気ポートを通して排出された排ガスを通過させる(排ガスを大気中に排出するための)主排気通路を構成している。前記一部の気筒は、少なくとも1気筒以上であり、前記複数の気筒の全数より少なければよい。   The main exhaust passage constituting portion includes a first branch portion connected to an exhaust port of a part of a plurality of cylinders included in the multi-cylinder internal combustion engine, and a collecting portion in which the first branch portions are gathered, A main passage portion connected to the collecting portion, and a main exhaust passage for passing the exhaust gas exhausted through the exhaust ports of some of the cylinders (for exhaust gas being discharged into the atmosphere). Yes. The part of the cylinders may be at least one cylinder and less than the total number of the plurality of cylinders.

例えば、通常のエキゾーストマニホールドは複数の枝部を備え、その枝部のそれぞれは各気筒の排気ポートに接続されている。この場合、前記第1枝部とはエキゾーストマニホールドの複数の枝部のうち、前記一部の気筒の排気ポートに接続された枝部に相当する。エキゾーストホールドは集合部を有し、その集合部にて排気管に接続される。この場合、その排気管が前記主通路部に相当している。   For example, a normal exhaust manifold includes a plurality of branches, each of which is connected to an exhaust port of each cylinder. In this case, the first branch portion corresponds to a branch portion connected to the exhaust ports of the some cylinders among the plurality of branch portions of the exhaust manifold. The exhaust hold has a collecting portion, and is connected to the exhaust pipe at the collecting portion. In this case, the exhaust pipe corresponds to the main passage portion.

前記微粒子捕集フィルタは排ガス中に含まれる微粒子(ナノ微粒子、パティキュレート・マター)を捕集するフィルタであって、前記主排気通路の前記主通路部に配設(介装)されている。
前記下流側触媒は、前記主排気通路の前記主通路部であって前記微粒子捕集フィルタよりも下流の位置に配設された三元触媒である。
前記バイパス通路構成部は、前記複数の気筒のうちの「前記一部の気筒以外の気筒」である「他の気筒」の排気ポートを通して排出された排ガスを「前記微粒子捕集フィルタを通過させることなく」且つ「前記下流側触媒に直接流入させる」バイパス通路を構成している。
The particulate collection filter is a filter that collects particulates (nanoparticulates, particulate matter) contained in exhaust gas, and is disposed (intervened) in the main passage portion of the main exhaust passage.
The downstream catalyst is a three-way catalyst disposed in a position downstream of the particulate collection filter in the main passage portion of the main exhaust passage.
The bypass passage constituting section causes the exhaust gas exhausted through an exhaust port of “another cylinder”, which is a “cylinder other than the part of the cylinders” among the plurality of cylinders, to “pass the particulate collection filter”. And a bypass passage "directly flowing into the downstream catalyst".

前記空燃比制御手段は、「前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均(以下、単に、「一部気筒空燃比平均」とも称呼する。)を理論空燃比よりもリーン側の空燃比(フィルタ再生制御用リーン空燃比)に制御するとともに、前記他の気筒に供給される混合気の空燃比の平均(以下、単に、「他気筒空燃比平均」とも称呼する。)を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(以下、単に、「リッチ空燃比」又は「フィルタ再生制御用リッチ空燃比」とも称呼する。)に制御するフィルタ再生制御を実行するようになっている。   The air-fuel ratio control means is defined as “an average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders (hereinafter also simply referred to as“ partial cylinder air-fuel ratio average ”) leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. And the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to the other cylinders (hereinafter also simply referred to as “other cylinder air-fuel ratio average”). Filter regeneration control is executed to control to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter also simply referred to as “rich air-fuel ratio” or “rich air-fuel ratio for filter regeneration control”).

これによれば、フィルタ再生制御において、前記フィルタ再生制御用リーン空燃比に設定された混合気が前記一部の気筒内において燃焼することにより生成された「過剰な酸化成分(例えば、酸素)を含む排ガス」が前記主排気通路(前記第1枝部、前記集合部及び前記主通路部)を通して微粒子捕集フィルタに供給される。従って、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子が燃焼する。この結果、微粒子捕集フィルタが再生させられる。更に、下流側触媒には、前記一部の気筒内において多量に発生した窒素酸化物(以下、「NOx」とも表記する。)が前記主排気通路を通して流入する。   According to this, in the filter regeneration control, “excess oxidation component (for example, oxygen) generated by the air-fuel mixture set to the filter regeneration control lean air-fuel ratio combusting in the part of the cylinders”. The exhaust gas containing "is supplied to the particulate collection filter through the main exhaust passage (the first branch portion, the collecting portion, and the main passage portion). Accordingly, the particulates collected by the particulate collection filter burn. As a result, the particulate collection filter is regenerated. Further, nitrogen oxide (hereinafter also referred to as “NOx”) generated in a large amount in the partial cylinder flows into the downstream side catalyst through the main exhaust passage.

このとき、前記フィルタ再生制御用リッチ空燃比に設定された混合気が前記他の気筒内において燃焼することにより生成された「過剰な還元成分(HC及びCO等の未燃物)を含む排ガス」が前記バイパス通路を通して(前記微粒子捕集フィルタを通過することなく)前記下流側触媒に直接供給される。従って、下流側触媒には、主排気通路を介して窒素酸化物が流入し、バイパス通路を介してその窒素酸化物を還元する還元成分が流入する。それ故、窒素酸化物は下流側触媒内で浄化(還元)される。この結果、本制御装置は、窒素酸化物の排出量を低減しながら微粒子捕集フィルタを再生させることができる。   At this time, “exhaust gas containing excess reducing components (unburned matter such as HC and CO)” generated by combustion of the air-fuel mixture set to the rich air-fuel ratio for filter regeneration control in the other cylinders. Is directly supplied to the downstream catalyst through the bypass passage (without passing through the particulate collection filter). Accordingly, nitrogen oxide flows into the downstream catalyst through the main exhaust passage, and a reducing component that reduces the nitrogen oxide flows through the bypass passage. Therefore, nitrogen oxide is purified (reduced) in the downstream catalyst. As a result, the present control device can regenerate the particulate collection filter while reducing the discharge amount of nitrogen oxides.

この場合、前記空燃比制御手段は、前記フィルタ再生制御の実行中、前記一部の気筒に供給される混合気と前記他の気筒に供給される混合気とからなる混合気の空燃比の平均(時間的な平均値)が「理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比」となるように、前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比と前記他の気筒に供給される混合気の空燃比とを制御するように構成されることが好適である。ここで、「理論空燃比を含む所定の空燃比範囲」とは、下流側触媒(三元触媒)が未燃物と窒素酸化物との両者を同時に高いそれぞれの浄化率にて浄化することができる所謂「ウインドウ」のことである。以下、この「理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比」のことを、単に、「理論空燃比近傍空燃比」とも称呼する。   In this case, during the execution of the filter regeneration control, the air-fuel ratio control means averages the air-fuel ratio of the air-fuel mixture comprising the air-fuel mixture supplied to the some cylinders and the air-fuel mixture supplied to the other cylinders. Supply the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders and the other cylinders so that the (temporal average value) becomes “the air-fuel ratio within a predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio” It is preferable that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled. Here, the “predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio” means that the downstream catalyst (three-way catalyst) simultaneously purifies both unburned matter and nitrogen oxides at a high purification rate. It can be a so-called “window”. Hereinafter, this “air-fuel ratio within a predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio” is also simply referred to as “the stoichiometric air-fuel ratio air-fuel ratio”.

これによれば、下流側触媒に流入するガスの空燃比の平均は「ウインドウ内の理論空燃比近傍空燃比となる」ので、下流側触媒は未燃物及び窒素酸化物を高効率にて浄化(還元)することができる。この結果、フィルタ再生制御の実行中における窒素酸化物の排出量を極めて小さくすることができる。   According to this, since the average of the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream side catalyst becomes “the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio in the window”, the downstream side catalyst purifies unburned matter and nitrogen oxides with high efficiency. (Reduction). As a result, the amount of nitrogen oxide emission during the execution of the filter regeneration control can be made extremely small.

前記主排気通路構成部は、前記他の気筒の排気ポートに接続されるとともに前記集合部に接続される第2枝部を含み、
前記バイパス通路構成部は、一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置にて前記主通路部に接続されることにより前記バイパス通路を構成するバイパス通路形成部材からなり且つ指示に応答して同バイパス通路を遮断及び開放する開閉弁を備え、
前記空燃比制御手段は、前記フィルタ再生制御を実行するとき前記開閉弁に前記バイパス通路を開放する指示を与えて前記フィルタ再生制御を実行し、且つ、前記フィルタ再生制御を実行しないとき前記開閉弁に前記バイパス通路を遮断する指示を与えるとともに前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均を前記理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比に制御する通常制御を実行するように構成されることが好適である。
The main exhaust passage constituent part includes a second branch part connected to the exhaust port of the other cylinder and connected to the collective part,
The bypass passage constituting portion has one end connected to the second branch portion and the other end connected to the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst. An on-off valve comprising a bypass passage forming member constituting the bypass passage and shutting and opening the bypass passage in response to an instruction;
The air-fuel ratio control means executes the filter regeneration control by giving an instruction to open the bypass passage to the on-off valve when executing the filter regeneration control, and performs the filter regeneration control when not executing the filter regeneration control. An instruction to shut off the bypass passage is given to the air-fuel ratio, and the average of the overall air-fuel ratio of the mixture supplied to each of the plurality of cylinders is controlled to an air-fuel ratio within a predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio. Suitably configured to perform control.

これによれば、フィルタ再生制御を実行している場合、前記一部の気筒から排出された「過剰な酸化成分を含む排ガス」が前記主排気通路(前記第1枝部、前記集合部及び前記主通路部)を通して微粒子捕集フィルタに供給されるとともに、前記一部の気筒から排出された窒素酸化物が主排気通路及び微粒子捕集フィルタを通して前記下流側触媒に供給される。このとき、前記他の気筒から排出された「過剰な還元成分を含む排ガス」が前記バイパス通路(前記第2枝部、前記第2枝部に接続された前記バイパス通路形成部材及び前記開閉弁)を通して前記下流側触媒に直接供給される。従って、下流側触媒には、主排気通路を介して窒素酸化物が流入し、バイパス通路を介してその窒素酸化物を還元する還元成分が流入する。加えて、この場合、機関に供給される混合気の空燃比の全体の平均は理論空燃比近傍空燃比に一致させられる。従って、下流側触媒は比較的高い浄化率にて窒素酸化物を浄化することができる。この結果、本制御装置は、窒素酸化物の排出量を低減しながら微粒子捕集フィルタを再生させることができる。   According to this, when the filter regeneration control is being executed, the “exhaust gas containing excessive oxidation components” discharged from the some cylinders is transferred to the main exhaust passage (the first branch portion, the collecting portion, and the In addition to being supplied to the particulate collection filter through the main passage portion), nitrogen oxides discharged from the some cylinders are supplied to the downstream catalyst through the main exhaust passage and the particulate collection filter. At this time, the “exhaust gas containing excessive reducing components” discharged from the other cylinders is the bypass passage (the second branch portion, the bypass passage forming member and the on-off valve connected to the second branch portion). To the downstream catalyst. Accordingly, nitrogen oxide flows into the downstream catalyst through the main exhaust passage, and a reducing component that reduces the nitrogen oxide flows through the bypass passage. In addition, in this case, the overall average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is made to coincide with the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the downstream catalyst can purify nitrogen oxide at a relatively high purification rate. As a result, the present control device can regenerate the particulate collection filter while reducing the discharge amount of nitrogen oxides.

これに対し、前記フィルタ再生制御を実行しない場合、前記開閉弁によって前記バイパス通路が遮断され、前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均が前記理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比(理論空燃比近傍空燃比)に一致させられる。即ち、通常制御が実行される。これにより、一部の気筒から排出された排ガスは前記第1枝部を通り前記集合部及び前記主通路部へと流れる。他の気筒から排出された排ガスは前記第2枝部を通り前記集合部及び前記主通路部へと流れる。この結果、下流側触媒には理論空燃比近傍の空燃比を有する排ガスが流入する。従って、未燃物及び窒素酸化物が高い浄化率にて浄化させられる。   On the other hand, when the filter regeneration control is not executed, the bypass passage is blocked by the on-off valve, and the average of the entire air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders includes the theoretical air-fuel ratio. The air-fuel ratio is made to coincide with the air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range (the air-fuel ratio close to the theoretical air-fuel ratio). That is, normal control is executed. As a result, the exhaust gas discharged from some cylinders flows through the first branch portion to the collecting portion and the main passage portion. Exhaust gas discharged from other cylinders flows through the second branch portion to the collecting portion and the main passage portion. As a result, exhaust gas having an air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio flows into the downstream catalyst. Therefore, unburned matter and nitrogen oxides are purified at a high purification rate.

なお、この場合、本制御装置が、前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備えることが望ましい。これによれば、通常制御を実行しているとき、未燃物及び窒素酸化物は上流側触媒及び下流側触媒の両方の触媒により非常に高い浄化率にて浄化させられる。   In this case, it is desirable that the present control device includes an upstream catalyst that is a three-way catalyst that is the main passage portion or the collecting portion and is disposed upstream of the particulate collection filter. According to this, when normal control is executed, unburned matter and nitrogen oxides are purified at a very high purification rate by both the upstream catalyst and the downstream catalyst.

このような本制御装置は、
前記下流側触媒が所定量の窒素酸化物を浄化することができる還元状態に到達したか否かを判定する還元状態判定手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記通常制御の実行中において前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定されたとき、前記フィルタ再生制御の実行を許可するように構成されることが好適である。ここで、「前記フィルタ再生制御の実行を許可」とは、微粒子捕集フィルタの再生を行うべき条件が成立したときにフィルタ再生制御の実行を開始することを含む。
Such a control device
Reduction state determination means for determining whether or not the downstream catalyst has reached a reduction state capable of purifying a predetermined amount of nitrogen oxides,
It is preferable that the air-fuel ratio control unit is configured to permit the execution of the filter regeneration control when it is determined that the downstream catalyst has reached the reduction state during the execution of the normal control. . Here, “permit execution of the filter regeneration control” includes starting execution of the filter regeneration control when a condition for regeneration of the particulate collection filter is satisfied.

前述したフィルタ再生制御が開始されると、微粒子捕集フィルタには酸素が供給され、下流側触媒に流入するガスの空燃比は前記理論空燃比近傍空燃比になる。しかしながら、その直前の運転状態が例えばフューエルカット運転状態のように下流側触媒に多量の酸素が供給される状態であると、下流側触媒の酸素吸蔵量は下流側触媒の最大酸素吸蔵量近傍の値になっている。従って、フィルタ再生制御を直ちに開始すると、下流側触媒に理論空燃比近傍空燃比のガスが流入した場合であっても、下流側触媒は多量の窒素酸化物を直ちに高い浄化率にて浄化することができない場合がある。   When the above-described filter regeneration control is started, oxygen is supplied to the particulate collection filter, and the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst becomes the above-mentioned stoichiometric air-fuel ratio. However, if the operation state immediately before is a state where a large amount of oxygen is supplied to the downstream catalyst as in the fuel cut operation state, for example, the oxygen storage amount of the downstream catalyst is close to the maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst. It is a value. Therefore, when the filter regeneration control is started immediately, the downstream catalyst immediately purifies a large amount of nitrogen oxides at a high purification rate even when the gas in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio flows into the downstream catalyst. May not be possible.

これに対し、上記構成によれば、前記通常制御の実行中において前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定されたとき、前記フィルタ再生制御が許容される(他の条件が整えば開始される)。従って、フィルタ再生制御の開始時点にて、下流側触媒はある程度の高い還元能力を有しているから、下流側触媒に窒素酸化物が流入しても、その窒素酸化物を高い効率にて浄化することが可能となる。   On the other hand, according to the above configuration, when it is determined that the downstream catalyst has reached the reduction state during execution of the normal control, the filter regeneration control is permitted (starts if other conditions are met). ) Therefore, at the start of filter regeneration control, the downstream catalyst has a certain degree of high reduction ability, so even if nitrogen oxide flows into the downstream catalyst, the nitrogen oxide is purified with high efficiency. It becomes possible to do.

前記フィルタ再生制御と前記通常制御を実行するように構成された本発明の制御装置は、前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき(所定のフューエルカット条件が成立したとき)前記機関への燃料の供給を停止するフューエルカット手段を備え得る。   The control device of the present invention configured to execute the filter regeneration control and the normal control when the operation state of the engine becomes a predetermined fuel cut operation state (when a predetermined fuel cut condition is satisfied). There may be provided fuel cut means for stopping the supply of fuel to the engine.

この場合、前記空燃比制御手段は、
(A1)前記通常制御において前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である「弱リッチ空燃比」に制御し、且つ、
(A2)「前記フューエルカット手段による前記機関への燃料の供給停止」が解除されて「同機関に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点」から前記通常制御の実行を開始するように構成され、
前記還元状態判定手段は、
(B1)前記機関から排出された未燃物である「還元成分の量」から同還元成分を酸化させる同機関から排出された「酸化成分の量」を減じた量である「還元成分の過剰量」を「前記フューエルカット復帰時点から積算する」ことにより「第1積算値」を取得するとともに、
(B2)その第1積算値が第1所定値以上となったとき前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定するように構成されることが好適である。
In this case, the air-fuel ratio control means is
(A1) The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders in the normal control is an air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio, and is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. To a “weakly rich air-fuel ratio” that is the air-fuel ratio of
(A2) The configuration is such that the execution of the normal control is started from “the fuel cut return time when fuel has started to be supplied again to the engine” after the “fuel supply stop to the engine by the fuel cut means” is canceled. And
The reduction state determination means includes
(B1) “Excessive reduction component”, which is an amount obtained by subtracting “amount of oxidation component” discharged from the engine that oxidizes the reduction component from “amount of reduction component” that is unburned material discharged from the engine. The “first amount” is obtained by “accumulating the amount” from the fuel cut return time point, and
(B2) It is preferable that the downstream catalyst is determined to have reached the reduction state when the first integrated value is equal to or greater than a first predetermined value.

これによれば、通常制御中において、機関に供給される混合気の空燃比の平均は「弱リッチ空燃比」に制御される。弱リッチ空燃比は、前記ウインドウの範囲内の空燃比であり、理論空燃比よりも僅かにリッチ側の空燃比である。このように、機関に供給される混合気の空燃比の平均を弱リッチ空燃比に制御するのは、下流側触媒及び上流側触媒等の三元触媒の「未燃物の浄化率」が、機関の空燃比がウインドウより僅かにリッチ側に偏移しても比較的緩やかに低下するのに対し、三元触媒の「窒素酸化物の浄化率」は機関の空燃比がウインドウより僅かにリーン側に偏移すると急激に低下するからである。   According to this, during normal control, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to “weakly rich air-fuel ratio”. The weak rich air-fuel ratio is an air-fuel ratio within the range of the window, and is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio. In this way, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to be a rich rich air-fuel ratio because the “purification rate of unburned matter” of the three-way catalyst such as the downstream catalyst and the upstream catalyst is Although the air-fuel ratio of the engine slightly decreases even if it shifts slightly to the rich side of the window, the “nitrogen oxide purification rate” of the three-way catalyst shows that the engine air-fuel ratio is slightly leaner than the window. This is because when it shifts to the side, it rapidly decreases.

このように機関に供給される混合気の空燃比が弱リッチ空燃比に制御されると、前記複数の気筒(前記一部の気筒及び前記他の気筒)から過剰な還元成分が排出される。弱リッチ空燃比はウインドウ内の空燃比であるから、下流側触媒の触媒機能により、未燃物及び窒素酸化物が浄化される。   When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to a weak rich air-fuel ratio in this way, excessive reducing components are discharged from the plurality of cylinders (the some cylinders and the other cylinders). Since the weakly rich air-fuel ratio is the air-fuel ratio in the window, unburnt substances and nitrogen oxides are purified by the catalytic function of the downstream catalyst.

加えて、上記構成によれば、フューエルカット復帰時点から通常制御が開始される。従って、フューエルカット制御中に「酸化状態(酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量に一致するか最大酸素吸蔵量に極めて近い量になっている状態)」となった下流側触媒の状態は、フューエルカット復帰時点からの通常制御において機関から排出される過剰な還元成分により、「前記還元状態」に向けて変化する。   In addition, according to the above configuration, the normal control is started from the fuel cut return time. Therefore, the state of the downstream side catalyst in the oxidation state (the oxygen storage amount matches the maximum oxygen storage amount or is very close to the maximum oxygen storage amount) during the fuel cut control is the fuel cut state. Due to an excessive reduction component discharged from the engine in the normal control from the time of return, it changes toward the “reduction state”.

このとき、前記還元状態判定手段は、前記還元成分の過剰量を「前記フューエルカット復帰時点から積算する」ことにより第1積算値を取得する。従って、その第1積算値は、下流側触媒に流入する還元成分の過剰量に応じた量(上流側触媒を備える場合には、フューエルカット復帰後において機関から流出した過剰な還元成分の総和量から上流側触媒により消費された還元成分の量を減じた量)となる。従って、その第1積算値が第1所定値以上となったか否かを判定することにより、前記下流側触媒がフューエルカット復帰後において「前記還元状態に到達したか否か」を容易に判定することができる。   At this time, the reduction state determination means obtains the first integrated value by “integrating the excess amount of the reducing component from the fuel cut return time point”. Therefore, the first integrated value is an amount corresponding to the excess amount of the reducing component flowing into the downstream catalyst (if an upstream catalyst is provided, the total amount of excess reducing component flowing out from the engine after returning from the fuel cut) To the amount obtained by subtracting the amount of the reducing component consumed by the upstream catalyst). Therefore, by determining whether or not the first integrated value is equal to or greater than the first predetermined value, it is easily determined whether or not the downstream catalyst has reached the reduction state after returning from the fuel cut. be able to.

一方、前記フィルタ再生制御と前記通常制御を実行するように構成された本発明の制御装置が、前記フューエルカット手段と、更に、前記下流側触媒に流入するガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサと、を備えている場合、
前記空燃比制御手段は、
(C1)前記通常制御において前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を「理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比」である「弱リッチ空燃比」に制御し、且つ、
(C2)前記フューエルカット手段による前記機関への燃料の供給停止が解除されて同機関に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点から前記通常制御の実行を開始するように構成され、
前記還元状態判定手段は、
(D1)「前記機関から排出された未燃物である還元成分の量」から「同還元成分を酸化させる同機関から排出された酸化成分の量」を減じた量である「還元成分の過剰量」を前記フューエルカット復帰時点以降であって前記下流側空燃比センサにより検出される検出空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化した「リッチ反転時点」(検出空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比から理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化した時点)から積算することにより第1積算値を取得するとともに、
(D2)その第1積算値が第1所定値以上となったとき前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定するように構成されることが好適である。
On the other hand, the control device of the present invention configured to execute the filter regeneration control and the normal control further includes a downstream air conditioner for detecting an air fuel ratio of the gas flowing into the fuel cut means and the downstream catalyst. And a fuel ratio sensor,
The air-fuel ratio control means includes
(C1) The average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders in the normal control is expressed as “the air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio and richer than the stoichiometric air-fuel ratio. To the “weak rich air-fuel ratio” that is the “side air-fuel ratio”, and
(C2) It is configured to start execution of the normal control from a fuel cut return time point when the fuel cut by the fuel cut means is released and fuel is started to be supplied again to the engine.
The reduction state determination means includes
(D1) “Reduction component excess”, which is an amount obtained by subtracting “amount of oxidation component discharged from the engine that oxidizes the reduction component” from “amount of reduction component that is unburned material discharged from the engine” The “rich reversal point” when the detected air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is changed to a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio (the detected air-fuel ratio is theoretical The first integrated value is obtained by integrating from the air-fuel ratio leaner than the air-fuel ratio to the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio).
(D2) It is preferable that the downstream catalyst is determined to have reached the reduction state when the first integrated value is equal to or greater than a first predetermined value.

これによれば、通常制御中において、機関に供給される混合気の空燃比の平均は前記「弱リッチ空燃比」に制御される。これにより、通常制御中における窒素酸化物及び未燃物の排出量を低減することができる。また、フューエルカット復帰時点から通常制御が開始されるから、機関に供給される混合気の空燃比が弱リッチ空燃比に制御され、その結果、前記複数の気筒(前記一部の気筒及び前記他の気筒)から過剰な還元成分が排出される。従って、フューエルカット制御中に「酸化状態(酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量に一致するか最大酸素吸蔵量に極めて近い量になっている状態)」となった下流側触媒の状態は、フューエルカット復帰時点からの通常制御において機関から排出される過剰な還元成分により、「前記還元状態」に向けて変化する。   According to this, during normal control, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to the “weakly rich air-fuel ratio”. Thereby, the discharge | emission amount of the nitrogen oxide and unburned substance in normal control can be reduced. Further, since normal control is started from the fuel cut return time point, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to a weak rich air-fuel ratio. As a result, the plurality of cylinders (the some cylinders and the other cylinders) are controlled. Excess reducing components are discharged from the cylinder. Therefore, the state of the downstream side catalyst in the oxidation state (the oxygen storage amount matches the maximum oxygen storage amount or is very close to the maximum oxygen storage amount) during the fuel cut control is the fuel cut state. Due to an excessive reduction component discharged from the engine in the normal control from the time of return, it changes toward the “reduction state”.

ところで、フューエルカット復帰後に上記通常制御が開始されても、下流側触媒には直ちに過剰な還元成分が流入しない。換言すると、フューエルカット復帰後から所定の時間が経過した後に、過剰な還元成分が下流側触媒に流入し始める。この時点は、機関の吸入空気量及び機関回転速度等によって変動する。更に、前記上流側触媒が備えられている場合、過剰な還元成分は、フューエルカット中に酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量又は最大酸素吸蔵量に近い量に到達している上流側触媒により消費され、上流側触媒の酸素吸蔵量が実質的に「0」になった後に下流側触媒に到達する。従って、下流側触媒に過剰な還元成分が流入し始める時点は上流側触媒の最大酸素吸蔵量にも依存して変化する。   By the way, even if the normal control is started after the fuel cut is restored, an excessive reducing component does not immediately flow into the downstream catalyst. In other words, after a predetermined time has elapsed since the fuel cut was restored, excess reducing components begin to flow into the downstream catalyst. This time varies depending on the intake air amount of the engine, the engine speed, and the like. Further, when the upstream catalyst is provided, the excessive reducing component is consumed by the upstream catalyst whose oxygen storage amount reaches the maximum oxygen storage amount or an amount close to the maximum oxygen storage amount during fuel cut. The downstream catalyst reaches the downstream catalyst after the oxygen storage amount of the upstream catalyst becomes substantially “0”. Therefore, the point in time when the excessive reducing component starts to flow into the downstream catalyst varies depending on the maximum oxygen storage amount of the upstream catalyst.

そこで、上記構成においては、前記フューエルカット復帰時点以降であって前記下流側空燃比センサにより検出される検出空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化した「リッチ反転時点」から、過剰な還元成分を積算し、それにより「第1積算値」を取得する。このリッチ反転時点は、機関の吸入空気量、機関回転速度及び上流側触媒の最大酸素吸蔵量等に関わらず、下流側触媒に過剰な還元成分が流入し始める時点に精度良く一致している。従って、その第1積算値は下流側触媒の還元成分の保持量(下流側触媒の酸素吸蔵量の減少量、或は、下流側触媒の窒素酸化物を浄化できる還元能力)を精度良く表す。それ故、その第1積算値が第1所定値以上となったか否かを判定することにより、前記下流側触媒がフューエルカット復帰後において「前記還元状態に到達したか否か」をより一層精度良く判定することができる。   Therefore, in the above configuration, from the “rich inversion time” when the detected air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor after the fuel cut return time has changed to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, Excess reducing components are integrated, thereby obtaining a “first integrated value”. This rich inversion time coincides accurately with the time when excessive reducing components begin to flow into the downstream catalyst, regardless of the intake air amount of the engine, the engine rotational speed, the maximum oxygen storage amount of the upstream catalyst, and the like. Therefore, the first integrated value accurately represents the retention amount of the reducing component of the downstream catalyst (the amount of decrease in the oxygen storage amount of the downstream catalyst or the reduction ability capable of purifying the nitrogen oxides of the downstream catalyst). Therefore, by determining whether or not the first integrated value is equal to or greater than the first predetermined value, it is possible to further accurately determine whether or not the downstream catalyst has reached the reduction state after returning from the fuel cut. Can be judged well.

なお、前述した本発明による制御装置、及び、後述する本発明による制御装置は、前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備えることが望ましい。これによれば、特に、通常制御中において、未燃物の排出量及び窒素酸化物の排出量を極めて小さい値に維持することができる。   The control device according to the present invention described above and the control device according to the present invention to be described later are the three-way catalyst disposed at a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion or the collecting portion. It is desirable to provide an upstream catalyst. According to this, it is possible to maintain the discharge amount of unburned matter and the discharge amount of nitrogen oxide at extremely small values, particularly during normal control.

更に、本発明による内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタに捕集された微粒子の量である微粒子捕集量を取得(推定)するとともに、前記フィルタ再生制御を実行するときに前記取得された微粒子捕集量が多いほど前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均をよりリーン側の空燃比に制御するように構成されることが好適である。このとき、フィルタ再生制御中において下流側触媒に流入するガスの空燃比の平均(即ち、前記一部の気筒に供給される混合気と前記他の気筒に供給される混合気とからなる混合気の空燃比の平均)が「理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比」となるように前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比と前記他の気筒に供給される混合気の空燃比とが制御されている場合、前記他の気筒に供給される混合気の空燃比の平均は前記取得された微粒子捕集量が多いほどよりリッチ側の空燃比に制御されることになる。
Furthermore, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention,
The air-fuel ratio control means acquires (estimates) a particulate collection amount that is the amount of particulates collected by the particulate collection filter, and acquires the particulate collection obtained when the filter regeneration control is executed. It is preferable that the larger the amount, the more the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders is controlled to a leaner air-fuel ratio. At this time, the average air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst during the filter regeneration control (that is, the air-fuel mixture composed of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders and the air-fuel mixture supplied to the other cylinders) The air / fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders and the other cylinders are supplied so that the average of the air / fuel ratios of the air / fuel ratio is equal to “the air / fuel ratio within a predetermined air / fuel ratio range including the stoichiometric air / fuel ratio”. When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the other cylinders is controlled to the richer air-fuel ratio as the acquired particulate collection amount increases. It will be.

上記フィルタ再生制御は、排ガスの一部が微粒子捕集フィルタを通過しないようにする制御である。従って、排ガスの一部に含まれる微粒子は大気に放出される虞が高い。更に、フィルタ再生制御は、一部の気筒に供給される混合気の空燃比と他の気筒に気筒に供給される混合気の空燃比とを相違させる制御である。従って、発生トルクが気筒間で相違し、振動が発生する虞がある。加えて、上流側触媒を備えている場合、フィルタ再生制御は上流側触媒にリーンな空燃比のガスを流入させる制御であるから、上流側触媒は特に窒素酸化物を浄化することができない。即ち、フィルタ再生制御は微粒子フィルタを再生させるために必要な制御であるが、機関の空燃比制御としては好ましい制御ではない。以上のことから、フィルタ再生制御は短時間内で終了することが望ましい。   The filter regeneration control is control that prevents part of the exhaust gas from passing through the particulate collection filter. Therefore, there is a high possibility that the fine particles contained in a part of the exhaust gas are released into the atmosphere. Further, the filter regeneration control is control for making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to some cylinders different from the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to other cylinders. Therefore, the generated torque differs between the cylinders, and vibration may occur. In addition, when the upstream catalyst is provided, the filter regeneration control is a control for allowing a lean air-fuel ratio gas to flow into the upstream catalyst, and therefore the upstream catalyst cannot particularly purify nitrogen oxides. That is, the filter regeneration control is a control necessary for regenerating the particulate filter, but is not a preferable control as the air-fuel ratio control of the engine. From the above, it is desirable that the filter regeneration control is finished within a short time.

そこで、上記構成のように、フィルタ再生制御を実行するとき、前記取得された微粒子捕集量が多いほど前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均をよりリーン側の空燃比に制御する。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の量が大きいほど単位時間あたりに微粒子捕集フィルタに流入する酸素の量も大きくなるので、単位時間あたりに燃焼する微粒子の量も多くなる。この結果、捕集されている微粒子の量に依らず、短時間内にフィルタ再生制御を終了すること(微粒子捕集フィルタの再生を完了すること)が可能となる。   Therefore, as in the above configuration, when the filter regeneration control is executed, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders becomes the leaner air-fuel ratio as the acquired particulate collection amount increases. To control. As a result, the larger the amount of particulates collected in the particulate collection filter, the larger the amount of oxygen flowing into the particulate collection filter per unit time, so the amount of particulates combusted per unit time also increases. . As a result, the filter regeneration control can be completed within a short time (regeneration of the particulate collection filter is completed) regardless of the amount of collected particulates.

また、上述した本発明による何れかの制御装置において、前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタの温度が高いほど大きくなるフィルタ温度関係値を取得するとともに、前記取得されたフィルタ温度関係値が高側フィルタ閾値温度より高いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されることが好適である。   In any one of the control devices according to the present invention described above, the air-fuel ratio control unit acquires a filter temperature related value that increases as the temperature of the particulate collection filter increases, and the acquired filter temperature related value. It is preferable that the filter regeneration control is prohibited when the temperature is higher than the high-side filter threshold temperature.

微粒子捕集フィルタの温度が非常に高いときにフィルタ再生制御が実行され、微粒子が微粒子捕集フィルタ内にて燃焼することにより熱を発生すると、微粒子捕集フィルタの温度が過度に高くなる。その結果、微粒子捕集フィルタが過熱により破損する虞がある。そこで、上記構成のように、フィルタ温度関係値が高側フィルタ閾値温度より高いときフィルタ再生制御の実行を禁止すれば、そのような微粒子捕集フィルタの過熱による破損の可能性を低減することができる。   When filter regeneration control is executed when the temperature of the particulate collection filter is very high and heat is generated by burning the particulates in the particulate collection filter, the temperature of the particulate collection filter becomes excessively high. As a result, the particulate collection filter may be damaged by overheating. Thus, if the filter regeneration control is prohibited when the filter temperature relation value is higher than the high-side filter threshold temperature as in the above configuration, the possibility of such a particulate collection filter being damaged due to overheating can be reduced. it can.

この場合、前記空燃比制御手段は、前記取得されたフィルタ温度関係値が前記高側フィルタ閾値温度より低い値であるとき、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を同フィルタ温度関係値が同高側フィルタ閾値温度に近づくほど「理論空燃比よりはリーン側の空燃比であるが、よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御するように構成されることが好適である。即ち、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均は、フィルタ温度関係値が高側フィルタ閾値温度から減少するにつれて理論空燃比よりリーン側の空燃比であって理論空燃比との差が大きくなる空燃比に制御される。   In this case, when the acquired filter temperature related value is lower than the high-side filter threshold temperature, the air-fuel ratio control means is supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed. The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes closer to the same high-side filter threshold temperature as “the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, but the richer air-fuel ratio (more stoichiometric air-fuel ratio). It is preferable to be configured to control to “close air / fuel ratio)”. That is, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed is the leaner side of the stoichiometric air-fuel ratio as the filter temperature-related value decreases from the high-side filter threshold temperature. The air-fuel ratio is controlled so as to increase the difference from the stoichiometric air-fuel ratio.

微粒子捕集フィルタの温度が高側フィルタ閾値温度以下であっても、過剰な量の微粒子が燃焼すると大きな熱が発生し、微粒子捕集フィルタの温度が過度に高くなりすぎる虞がある。従って、上記構成のように、フィルタ温度関係値が高側フィルタ閾値温度に近づくほど、一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を「理論空燃比よりもリーンであるが、よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御する。この結果、微粒子捕集フィルタの温度が高くなるほど微粒子捕集フィルタに供給される酸素の量が減少し、従って、単位時間あたりに燃焼する微粒子の量(発生する熱量)が減少するから、微粒子捕集フィルタを前述した過熱による破損から保護することができる。   Even if the temperature of the particulate collection filter is equal to or lower than the high-side filter threshold temperature, if an excessive amount of particulates burns, a large amount of heat is generated, and the temperature of the particulate collection filter may become excessively high. Therefore, as the filter temperature-related value approaches the high-side filter threshold temperature as in the above configuration, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to some cylinders is expressed as “lean than the theoretical air-fuel ratio, The air-fuel ratio on the rich side (the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio) is controlled. As a result, as the temperature of the particulate collection filter increases, the amount of oxygen supplied to the particulate collection filter decreases, and accordingly, the amount of particulates burned per unit time (the amount of heat generated) decreases. The collecting filter can be protected from the above-described damage due to overheating.

加えて、上述した本発明による何れかの制御装置において、前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタの温度が高いほど大きくなるフィルタ温度関係値を取得(推定)するとともに、前記取得されたフィルタ温度関係値が低側フィルタ閾値温度より低いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されることが好適である。   In addition, in any one of the control devices according to the present invention described above, the air-fuel ratio control unit acquires (estimates) a filter temperature related value that increases as the temperature of the particulate collection filter increases, and the acquired It is preferable that the filter regeneration control is prohibited from being executed when the filter temperature related value is lower than the low-side filter threshold temperature.

前述したように、微粒子捕集フィルタの温度が低いときには、微粒子捕集フィルタに酸素が供給されても微粒子は燃焼しない。更に、前述したように、フィルタ再生制御は微粒子フィルタ再生にとって必要な制御であるが、機関の空燃比制御としては好ましい制御ではない。従って、上記構成のように、酸素を微粒子捕集フィルタに供給しても微粒子の燃焼が期待できないような場合、即ち、「フィルタ温度関係値が低側フィルタ閾値温度より低いとき」には、フィルタ再生制御の実行を禁止することにより、フィルタ再生制御を無駄に実行することを回避することができる。   As described above, when the temperature of the particulate collection filter is low, the particulate does not burn even if oxygen is supplied to the particulate collection filter. Further, as described above, the filter regeneration control is a control necessary for the particulate filter regeneration, but it is not a preferable control as the air-fuel ratio control of the engine. Therefore, as in the above configuration, when oxygen cannot be expected even if oxygen is supplied to the particulate collection filter, that is, when the filter temperature relation value is lower than the low-side filter threshold temperature, the filter By prohibiting the execution of the regeneration control, it is possible to avoid performing the filter regeneration control wastefully.

この場合、前記空燃比制御手段は、前記取得されたフィルタ温度関係値が前記低側フィルタ閾値温度より高い値である場合、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を同フィルタ温度関係値が同低側フィルタ閾値温度に近づくほど「理論空燃比よりはリーン側の空燃比であるが、よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御するように構成されることが好適である。即ち、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均は、フィルタ温度関係値が低側フィルタ閾値温度から増大するにつれて理論空燃比よりリーン側の空燃比であって理論空燃比との差が大きくなる空燃比に制御される。   In this case, when the acquired filter temperature related value is higher than the low-side filter threshold temperature, the air-fuel ratio control means is supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed. The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes closer to the same low-side filter threshold temperature as “the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, but the richer air-fuel ratio (more stoichiometric air-fuel ratio). It is preferable to be configured to control to “close air / fuel ratio)”. That is, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed is the leaner side of the stoichiometric air-fuel ratio as the filter temperature-related value increases from the lower filter threshold temperature. The air-fuel ratio is controlled so as to increase the difference from the stoichiometric air-fuel ratio.

微粒子捕集フィルタの温度が低側フィルタ閾値温度以上であれば、微粒子は燃焼する。しかしながら、微粒子捕集フィルタの温度が低側フィルタ閾値温度に近いほど、微粒子は燃焼し難くなる(微粒子の燃焼が緩慢になる)。従って、そのような場合に、酸素を多量に供給しても多くの酸素は無駄になる。一方、酸素を多量に供給することは、前記一部の気筒の空燃比を理論空燃比から大きく乖離したリーン空燃比に設定することを意味する。その場合、多量の窒素酸化物が前記一部の気筒から排出される。   If the temperature of the particulate collection filter is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature, the particulates burn. However, the closer the temperature of the particulate collection filter is to the lower filter threshold temperature, the more difficult the particulates will burn (the burning of the particulates becomes slower). Therefore, in such a case, much oxygen is wasted even if a large amount of oxygen is supplied. On the other hand, supplying a large amount of oxygen means that the air-fuel ratio of the cylinders is set to a lean air-fuel ratio that is greatly deviated from the stoichiometric air-fuel ratio. In that case, a large amount of nitrogen oxide is discharged from the cylinders.

そこで、上記構成のように、フィルタ温度関係値が同低側フィルタ閾値温度に近づくほど「よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御すれば、無駄な酸素を微粒子捕集フィルタに供給することなく、前記一部の気筒から排出される窒素酸化物の量を低減することがでる。その結果、下流側触媒にて浄化されることなく通過する(下流側触媒を吹き抜ける)窒素酸化物の量を低減できるので、機関から大気中に排出される窒素酸化物の量を低減することができる。   Therefore, as in the above configuration, if the filter temperature-related value is closer to the same low-side filter threshold temperature, it is controlled to “richer air-fuel ratio (an air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio)”. The amount of nitrogen oxides discharged from the some cylinders can be reduced without being supplied to the collection filter. As a result, the amount of nitrogen oxide that passes through the downstream catalyst without being purified (blows through the downstream catalyst) can be reduced, so that the amount of nitrogen oxide discharged from the engine into the atmosphere can be reduced. it can.

更に、前記空燃比制御手段は、前記下流側触媒の温度が高いほど大きくなる下流側触媒温度関係値を取得(推定)するとともに、前記取得された下流側触媒温度関係値が低側下流側触媒閾値温度より低いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されることが好適である。   Further, the air-fuel ratio control means acquires (estimates) a downstream catalyst temperature related value that increases as the temperature of the downstream catalyst increases, and the acquired downstream catalyst temperature related value is low. It is preferable that the filter regeneration control is prohibited from being executed when the temperature is lower than the threshold temperature.

下流側触媒等の三元触媒は活性温度に到達しないと、本来の浄化機能を発揮し得ない。そこで、上記構成のように、下流側触媒温度関係値が低側下流側触媒閾値温度より低いとき、フィルタ再生制御の実行を禁止すれば、窒素酸化物が下流側触媒により浄化されないまま大気中に排出されてしまうことを回避することができる。   A three-way catalyst such as a downstream catalyst cannot exert its original purification function unless it reaches an activation temperature. Therefore, as described above, when the downstream catalyst temperature-related value is lower than the low-side downstream catalyst threshold temperature, if the execution of filter regeneration control is prohibited, nitrogen oxides are not purified by the downstream catalyst in the atmosphere. It is possible to avoid being discharged.

本発明による制御装置が、
前記主通路部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された上流側触媒と、
前記主通路部又は前記集合部であって前記上流側触媒よりも上流の位置に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する上流側空燃比センサと、
前記主通路部であって前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサと、
前記機関に供給される混合気の空燃比を所定の態様に従って制御するとともに前記上流側空燃比センサの出力値と下流側空燃比センサの出力値とに基づいて前記上流側触媒が劣化したか否かを判定する劣化判定制御(触媒劣化判定制御)を(所定の触媒劣化判定条件が満たされたときに)実行する劣化判定手段と、
を備える場合、
前記空燃比制御手段は、
前記劣化判定手段が前記劣化判定制御を実行しているとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されることが好適である。
A control device according to the present invention comprises:
An upstream catalyst disposed in a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion;
An upstream air-fuel ratio that is disposed at a position upstream of the upstream catalyst and that is an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the portion disposed in the main passage portion or the collecting portion. A sensor,
A downstream side of the main passage portion that is disposed at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst and outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the disposed portion. An air-fuel ratio sensor;
Whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled according to a predetermined mode and whether the upstream catalyst has deteriorated based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor Deterioration determination means for executing deterioration determination control (catalyst deterioration determination control) (when a predetermined catalyst deterioration determination condition is satisfied);
If you have
The air-fuel ratio control means includes
It is preferable that the deterioration determination unit is configured to prohibit the execution of the filter regeneration control when the deterioration determination control is being executed.

上流側触媒が劣化しているか否かを判定することは重要な制御項目である。ところが、上流側触媒の劣化判定を行う場合、空燃比は所定の態様に従って制御される。例えば、上流側触媒の最大酸素吸蔵量を劣化判定の指標値として使用する場合、その最大酸素吸蔵量を得るために、機関に供給される混合気の空燃比は強制的に理論空燃比よりもリーンな第1空燃比、理論空燃比よりもリッチな第2空燃比、続いて理論空燃比よりもリーンな第3空燃比(或は、理論空燃比よりもリッチな第4空燃比、理論空燃比よりもリーンな第5空燃比、続いて理論空燃比よりもリッチな第6空燃比)へと変更される。そして、上流側触媒の最大酸素吸蔵量は、そのような空燃比制御の際の上流側空燃比センサの出力値及び下流側空燃比の出力値に基づいて取得される。或は、上流側触媒の劣化判定を上流側空燃比センサの出力値の軌跡長さ及び下流側空燃比の出力値の軌跡長さの比較に基づいて行う場合、機関に供給される混合気の空燃比は理論空燃比(又は理論空燃比近傍空燃比)を目標空燃比とするフィードバック制御により調整される。換言すると、フィルタ再生制御中の空燃比の制御態様と上流側触媒の劣化判定を行う場合の空燃比の制御態様とは相違するので、フィルタ再生制御中に上流側触媒の劣化判定を行うことは困難である。   It is an important control item to determine whether or not the upstream catalyst has deteriorated. However, when determining the deterioration of the upstream catalyst, the air-fuel ratio is controlled according to a predetermined mode. For example, when the maximum oxygen storage amount of the upstream catalyst is used as an index value for determining deterioration, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is forced to be higher than the stoichiometric air-fuel ratio in order to obtain the maximum oxygen storage amount. The lean first air-fuel ratio, the second air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and then the third air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (or the fourth air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the stoichiometric air-fuel ratio The fifth air-fuel ratio leaner than the fuel ratio, and then the sixth air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. The maximum oxygen storage amount of the upstream catalyst is acquired based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the output value of the downstream air-fuel ratio at the time of such air-fuel ratio control. Alternatively, when the deterioration determination of the upstream catalyst is performed based on the comparison of the locus length of the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the locus length of the output value of the downstream air-fuel ratio, the mixture of the mixture supplied to the engine The air-fuel ratio is adjusted by feedback control in which the stoichiometric air-fuel ratio (or the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio) is the target air-fuel ratio. In other words, since the control mode of the air-fuel ratio during the filter regeneration control and the control mode of the air-fuel ratio in the case of performing the deterioration determination of the upstream catalyst are different, it is not possible to determine the deterioration of the upstream catalyst during the filter regeneration control. Have difficulty.

そこで、上記構成のように、前記劣化判定手段が前記劣化判定制御を実行しているときには前記フィルタ再生制御の実行を禁止する。これにより、上流側触媒の劣化判定とフィルタ再生制御とが異なるタイミングにて実行されるので、これらの制御を両立させることができる。   Therefore, as in the configuration described above, when the deterioration determination unit is executing the deterioration determination control, the execution of the filter regeneration control is prohibited. Thereby, since the deterioration determination of the upstream catalyst and the filter regeneration control are executed at different timings, it is possible to make these controls compatible.

加えて、前記空燃比制御手段は、前記機関の吸入空気量が大きいほど大きくなる吸入空気量関係値を取得するとともに、前記取得された吸入空気量関係値が吸入空気量閾値より大きいとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されることが好適である。   In addition, the air-fuel ratio control means acquires an intake air amount related value that increases as the intake air amount of the engine increases, and when the acquired intake air amount related value is greater than an intake air amount threshold, the filter It is preferable to be configured to prohibit execution of the reproduction control.

加速時及び高負荷時等の機関の吸入空気量が大きい場合にフィルタ再生制御を実行すると、単位時間あたりに生成される窒素酸化物の量が非常に多くなる。従って、フィルタ再生制御中において下流側触媒に流入するガスの空燃比の平均が理論空燃比に近い値(理論空燃比近傍空燃比)であっても、窒素酸化物が下流側触媒に浄化されないまま大気中に放出されてしまう(窒素酸化物が下流側触媒を吹き抜ける)場合が発生する。   When the filter regeneration control is executed when the intake air amount of the engine is large at the time of acceleration or high load, the amount of nitrogen oxide generated per unit time becomes very large. Therefore, even if the average air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst during the filter regeneration control is a value close to the stoichiometric air-fuel ratio (the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio), the nitrogen oxide remains unpurified by the downstream catalyst. There is a case where it is released into the atmosphere (nitrogen oxide blows through the downstream catalyst).

そこで、上記構成のように、吸入空気量関係値が吸入空気量閾値より大きいときフィルタ再生制御の実行を禁止すれば、フィルタ再生制御によって大気中に放出される窒素酸化物の量を低減することができる。   Thus, if the filter regeneration control is prohibited when the intake air amount related value is larger than the intake air amount threshold as in the above configuration, the amount of nitrogen oxides released into the atmosphere by the filter regeneration control is reduced. Can do.

この場合、前記空燃比制御手段は、前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量を取得(推定)するとともに、同取得された最大酸素吸蔵量が大きいほど前記吸入空気量閾値が大きくなるように同吸入空気量閾値を設定することが好適である。   In this case, the air-fuel ratio control means acquires (estimates) the maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst, and the intake air amount threshold value increases as the acquired maximum oxygen storage amount increases. It is preferable to set an air amount threshold value.

下流側触媒の最大酸素吸蔵量が大きいことは、下流側触媒の劣化が進行しておらず、従って、下流側触媒は単位時間により多くの窒素酸化物を浄化できることを意味する。従って、上記構成のように、下流側触媒の最大酸素吸蔵量が大きいほど前記吸入空気量閾値を大きく設定することにより、窒素酸化物が大気中に放出されないようにしながら、フィルタ再生制御を実行する機会を増大することができる。   A large maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst means that the downstream catalyst has not deteriorated, and therefore the downstream catalyst can purify more nitrogen oxides per unit time. Therefore, as described above, the filter regeneration control is executed while setting the intake air amount threshold value to be larger as the maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst is larger, so that nitrogen oxides are not released into the atmosphere. Opportunities can be increased.

更に、本制御装置が、吸入空気量関係値が吸入空気量閾値より大きいときフィルタ再生制御の実行を禁止するように構成され、且つ、前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備えている場合、
前記空燃比制御手段は、前記フィルタ再生制御の実行中に前記吸入空気量関係値が前記吸入空気量閾値より大きくなることにより同フィルタ再生制御の実行を停止した時点からの所定期間、前記開閉弁に前記バイパス通路を遮断する指示を与えるとともに前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を前記通常制御時において同複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均よりもリッチ側の空燃比となるように制御し、その後、前記通常制御の実行を開始するように構成されることが好適である。
Further, the present control device is configured to prohibit the execution of filter regeneration control when the intake air amount related value is larger than the intake air amount threshold, and in the main passage portion or the collecting portion, the particulate collection control When equipped with an upstream catalyst that is a three-way catalyst disposed upstream of the filter,
The air-fuel ratio control means is configured to provide the on-off valve for a predetermined period from the time when the filter regeneration control is stopped due to the intake air amount related value becoming larger than the intake air amount threshold during the execution of the filter regeneration control. The air-fuel ratio average of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders is richer than the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders during the normal control. It is preferable that the control is performed so that the air-fuel ratio becomes the same, and then the execution of the normal control is started.

フィルタ再生制御実行中、上流側触媒には多量の酸素が流入する。従って、上流側触媒の酸素吸蔵量は上流側触媒の最大酸素吸蔵量又はその近傍量に到達している。このような状態において、吸入空気量が増大することによりフィルタ再生制御が停止されると、その直後において、上流側触媒は窒素酸化物を効果的に浄化できない。その結果、窒素酸化物が上流側触媒及び下流側触媒を浄化されないまま通過する(吹き抜ける)場合がある。   During the filter regeneration control, a large amount of oxygen flows into the upstream catalyst. Therefore, the oxygen storage amount of the upstream catalyst reaches the maximum oxygen storage amount of the upstream catalyst or an amount close thereto. In such a state, when the filter regeneration control is stopped by increasing the intake air amount, the upstream catalyst cannot effectively purify nitrogen oxides immediately after that. As a result, nitrogen oxides may pass through (blow through) the upstream catalyst and the downstream catalyst without being purified.

そこで、上記構成のように、前記フィルタ再生制御実行中に前記吸入空気量関係値が前記吸入空気量閾値より大きくなることにより同フィルタ再生制御の実行を停止した時点からの所定期間、前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を通常制御時において前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均よりもリッチ側の空燃比となるように制御すれば、上流側触媒の酸素吸蔵量を迅速に低下させることができる。その結果、上流側触媒は、フィルタ再生制御停止後から短期間内に、より多くの窒素酸化物を浄化することが可能な状態となる。よって、上流側触媒及び下流側触媒を吹き抜ける窒素酸化物の量(機関から大気中に排出される窒素酸化物の量)を低減することができる。   Therefore, as in the above-described configuration, the plurality of the plurality of the plurality of the intake air amount-related values during execution of the filter regeneration control for a predetermined period from when the execution of the filter regeneration control is stopped due to being greater than the intake air amount threshold. If the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder is controlled so that it becomes a richer air-fuel ratio than the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders during normal control, the upstream side catalyst The oxygen storage amount of can be quickly reduced. As a result, the upstream catalyst is in a state in which more nitrogen oxides can be purified within a short period after stopping the filter regeneration control. Therefore, the amount of nitrogen oxides blown through the upstream catalyst and the downstream catalyst (the amount of nitrogen oxides discharged from the engine into the atmosphere) can be reduced.

ところで、フューエルカット制御を実行する場合、機関から多量の酸素が排出される。従って、その酸素を微粒子捕集フィルタに流入させることにより、微粒子捕集フィルタを再生させることができる。   By the way, when executing fuel cut control, a large amount of oxygen is discharged from the engine. Therefore, the particulate collection filter can be regenerated by flowing the oxygen into the particulate collection filter.

より具体的に述べると、本発明による制御装置が、前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備える場合、前記主排気通路構成部、前記バイパス通路構成部及び前記空燃比制御手段は、次のように構成されることが好適である。   More specifically, the control device according to the present invention includes an upstream side catalyst which is the three-way catalyst disposed at a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion or the collecting portion. In this case, it is preferable that the main exhaust passage configuration portion, the bypass passage configuration portion, and the air-fuel ratio control means are configured as follows.

前記主排気通路構成部は、前記他の気筒の排気ポートに接続されるとともに前記集合部に接続される第2枝部を含む。
前記バイパス通路構成部は、
一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置にて前記主通路部に接続されることにより前記バイパス通路を構成する第1管状部と、
一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記上流側触媒と前記微粒子捕集フィルタとの間の位置にて前記主通路部に接続される通路(空気導入通路)を構成する第2管状部と、
通路切換え手段と、
を備える。
The main exhaust passage constituting part includes a second branch part connected to the exhaust port of the other cylinder and connected to the collecting part.
The bypass passage component is
One end of the bypass passage is configured by one end being connected to the second branch portion and the other end being connected to the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst. A tubular section;
A first end is connected to the second branch portion and the other end forms a passage (air introduction passage) connected to the main passage portion at a position between the upstream catalyst and the particulate collection filter. Two tubular parts;
Passage switching means;
Is provided.

このとき、前記通路切換え手段は、
前記第2枝部と、前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置の前記主通路部と、のみを(前記第1管状部を介して)連通する第1状態、
前記第2枝部と、前記上流側触媒と前記微粒子捕集フィルタとの間の位置の前記主通路部と、のみを(前記第2管状部を介して)連通する第2状態、及び、
前記第2枝部と前記主通路との(前記第1管状部及び前記第2管状部を介しての)連通を遮断する第3状態、
の何れかの状態を指示に応じて選択的に達成するように構成される。
At this time, the passage switching means
A first state in which only the second branch portion and the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst are communicated (via the first tubular portion);
A second state in which only the second branch portion and the main passage portion at a position between the upstream catalyst and the particulate collection filter communicate (via the second tubular portion); and
A third state in which communication between the second branch portion and the main passage (via the first tubular portion and the second tubular portion) is interrupted;
Any one of these states is configured to be selectively achieved in response to an instruction.

更に、前記空燃比制御手段は、
前記フィルタ再生制御を実行するとき前記通路切換え手段に前記第1状態を達成させる指示を与えて前記フィルタ再生制御を実行し、
前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき前記機関への燃料の供給を停止するとともに前記通路切換え手段に前記第2状態を達成させる指示を与えてフューエルカット制御を実行し、
前記フィルタ再生制御及び前記フューエルカット制御のいずれの制御も実行しないとき前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比に制御するとともに前記通路切換え手段に前記第3状態を達成させる指示を与えて通常制御を実行する、ように構成される。
Further, the air-fuel ratio control means includes:
Executing the filter regeneration control by giving an instruction to the passage switching means to achieve the first state when the filter regeneration control is performed;
When the operation state of the engine becomes a predetermined fuel cut operation state, the fuel cut control is performed by stopping the supply of fuel to the engine and giving an instruction to achieve the second state to the passage switching means,
When neither the filter regeneration control nor the fuel cut control is executed, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders is the air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio. And a normal control is executed by giving an instruction to achieve the third state to the passage switching means.

これによれば、フィルタ再生制御を実行するときには、前記他の気筒の排気ポートが前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置の前記主通路部に連通せしめられ、上述したフィルタ再生制御と同様なフィルタ再生制御が実行される。   According to this, when the filter regeneration control is executed, the exhaust port of the other cylinder is communicated with the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst, and the filter regeneration described above is performed. Filter regeneration control similar to the control is executed.

また、フィルタ再生制御及びフューエルカット制御のいずれの制御も実行しないとき、前記複数の気筒から排出されたガスの総ては前記主通路部を通過し、上述した通常制御と同様な通常制御が実行される。   When neither filter regeneration control nor fuel cut control is executed, all of the gas discharged from the plurality of cylinders passes through the main passage portion, and normal control similar to the normal control described above is executed. Is done.

更に、フューエルカット制御を実行するときには、前記他の気筒の排気ポートに連通している前記第2枝部と、前記上流側触媒と前記微粒子捕集フィルタとの間の位置の前記主通路部と、が連通せしめられる。従って、他の気筒から排出された酸素を多量に含む大気が微粒子捕集フィルタに供給されるので、微粒子捕集フィルタが再生する。   Further, when performing fuel cut control, the second branch portion communicating with the exhaust port of the other cylinder, the main passage portion at a position between the upstream catalyst and the particulate collection filter, , Can be communicated. Therefore, since the air containing a large amount of oxygen discharged from the other cylinders is supplied to the particulate collection filter, the particulate collection filter is regenerated.

以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第1制御装置」とも称呼する。)を火花点火式多気筒(本例では4気筒)内燃機関(ガソリンエンジン)10に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20にガソリン混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排気ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a spark ignition type multi-cylinder (4 cylinders in this example) internal combustion engine (gasoline engine) 10 as an internal combustion engine control apparatus (hereinafter also referred to as “first control apparatus”) according to the first embodiment. The schematic configuration of the applied system is shown. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block portion 20 including a cylinder block, a cylinder block lower case, an oil pan, and the like, a cylinder head portion 30 fixed on the cylinder block portion 20, and a gasoline mixture to the cylinder block portion 20. An intake system 40 for supplying and an exhaust system 50 for releasing exhaust gas from the cylinder block unit 20 to the outside are included.

シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22のヘッドは、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 through the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The heads of the cylinder 21 and the piston 22 form a combustion chamber 25 together with the cylinder head portion 30.

シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動するインテークカムシャフトを含むとともにインテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置33、可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフト36、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38及び燃料を吸気ポート31内に噴射するインジェクタ(燃料噴射手段)39を備えている。燃料噴射手段としてのインジェクタ39は、噴射指示信号に応答して同噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料を噴射するようになっている。   The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 that communicates with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake cam shaft that drives the intake valve 32, and continuously changes the phase angle of the intake cam shaft. A variable intake timing device 33, an actuator 33a of the variable intake timing device 33, an exhaust port 34 communicating with the combustion chamber 25, an exhaust valve 35 for opening and closing the exhaust port 34, an exhaust camshaft 36 for driving the exhaust valve 35, an ignition plug 37, An igniter 38 including an ignition coil for generating a high voltage to be applied to the spark plug 37 and an injector (fuel injection means) 39 for injecting fuel into the intake port 31 are provided. An injector 39 as fuel injection means is configured to inject fuel of the indicated injection amount included in the injection instruction signal in response to the injection instruction signal.

吸気系統40は、インテークマニホールド41、吸気管(吸気ダクト)42、エアフィルタ43、スロットル弁44及びスロットル弁アクチュエータ44aを備えている。   The intake system 40 includes an intake manifold 41, an intake pipe (intake duct) 42, an air filter 43, a throttle valve 44, and a throttle valve actuator 44a.

インテークマニホールド41は、各気筒の燃焼室25の吸気ポート31に接続されている。より詳細には、図2に示したように、インテークマニホールド41は各吸気ポートに接続された複数の枝部41aと、それらの枝部41aが集合したサージタンク部41bと、を備えている。図1及び図2に示したように、吸気管42はサージタンク部41bに接続されている。インテークマニホールド41及び吸気管42は吸気通路を構成している。図1に示したエアフィルタ43は吸気管42の端部に設けられている。スロットル弁44は吸気管42に回動可能設けられ、回動することにより吸気管42が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ(スロットル弁駆動手段)44aは、DCモータからなり、指示信号に応答してスロットル弁44を回転駆動するようになっている。   The intake manifold 41 is connected to the intake port 31 of the combustion chamber 25 of each cylinder. More specifically, as shown in FIG. 2, the intake manifold 41 includes a plurality of branch portions 41a connected to each intake port, and a surge tank portion 41b in which those branch portions 41a are assembled. As shown in FIGS. 1 and 2, the intake pipe 42 is connected to the surge tank 41b. The intake manifold 41 and the intake pipe 42 constitute an intake passage. The air filter 43 shown in FIG. 1 is provided at the end of the intake pipe 42. The throttle valve 44 is rotatably provided in the intake pipe 42, and changes the opening cross-sectional area of the intake passage formed by the intake pipe 42 by rotating. The throttle valve actuator (throttle valve drive means) 44a is formed of a DC motor, and rotates the throttle valve 44 in response to an instruction signal.

排気系統50は、エキゾーストマニホールド51、エキゾーストパイプ(排気管)52、上流側触媒53、微粒子捕集フィルタ54、下流側触媒55、バイパス通路形成部材56及び開閉弁57を備えている。   The exhaust system 50 includes an exhaust manifold 51, an exhaust pipe (exhaust pipe) 52, an upstream side catalyst 53, a particulate collection filter 54, a downstream side catalyst 55, a bypass passage forming member 56, and an on-off valve 57.

エキゾーストマニホールド51は、図1に示したように、各気筒の燃焼室25の排気ポート34に接続されている。より詳細に述べると、図2に示したように、エキゾーストマニホールド51は複数の枝部51a1〜51a4と、それらの複数の枝部が集合した部分である一つの集合部51b、とからなっている。   As shown in FIG. 1, the exhaust manifold 51 is connected to the exhaust port 34 of the combustion chamber 25 of each cylinder. More specifically, as shown in FIG. 2, the exhaust manifold 51 includes a plurality of branch portions 51 a 1 to 51 a 4 and one aggregate portion 51 b that is a portion where the plurality of branch portions are aggregated. .

枝部51a1の一端は第1気筒#1の排気ポートに接続され、枝部51a1の他端は集合部51bに接続されている。
枝部51a2の一端は第2気筒#2の排気ポートに接続され、枝部51a2の他端は集合部51bに接続されている。
枝部51a3の一端は第3気筒#3の排気ポートに接続され、枝部51a3の他端は集合部51bに接続されている。
枝部51a4の一端は第4気筒#4の排気ポートに接続され、枝部51a4の他端は集合部51bに接続されている。
エキゾーストパイプ52は、エキゾーストマニホールド51の集合部51bに接続されている。
One end of the branch portion 51a1 is connected to the exhaust port of the first cylinder # 1, and the other end of the branch portion 51a1 is connected to the collecting portion 51b.
One end of the branch portion 51a2 is connected to the exhaust port of the second cylinder # 2, and the other end of the branch portion 51a2 is connected to the collecting portion 51b.
One end of the branch portion 51a3 is connected to the exhaust port of the third cylinder # 3, and the other end of the branch portion 51a3 is connected to the collecting portion 51b.
One end of the branch portion 51a4 is connected to the exhaust port of the fourth cylinder # 4, and the other end of the branch portion 51a4 is connected to the collecting portion 51b.
The exhaust pipe 52 is connected to the collective portion 51 b of the exhaust manifold 51.

ここで、説明の便宜上、第2気筒#2、第3気筒#3及び第4気筒#4を、前記多気筒内燃機関10が備える複数の気筒のうちの「一部の気筒」と称呼し、第1気筒#1を前記複数の気筒のうちの前記一部の気筒以外の「他の気筒」と称呼する。更に、説明の便宜上、枝部51a2、枝部51a3及び枝部51a4を便宜上「第1枝部」と称呼する。この称呼方法に従うと、「第1枝部は多気筒内燃機関10が備える複数の気筒のうちの一部の気筒の排気ポートに接続されている。」と表現することができる。また、枝部51a1を便宜上「第2枝部」と称呼する。この場合、「第2枝部は多気筒内燃機関10が備える複数の気筒のうちの他の気筒の排気ポートに接続されている。」と表現することができる。   Here, for convenience of explanation, the second cylinder # 2, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder # 4 are referred to as “partial cylinders” of the plurality of cylinders included in the multi-cylinder internal combustion engine 10, The first cylinder # 1 is referred to as “another cylinder” other than the part of the plurality of cylinders. Furthermore, for convenience of explanation, the branch part 51a2, the branch part 51a3, and the branch part 51a4 are referred to as “first branch part” for convenience. According to this naming method, it can be expressed as “the first branch is connected to the exhaust ports of some of the cylinders included in the multi-cylinder internal combustion engine 10”. Further, the branch part 51a1 is referred to as a “second branch part” for convenience. In this case, it can be expressed as “the second branch portion is connected to an exhaust port of another cylinder among a plurality of cylinders included in the multi-cylinder internal combustion engine 10”.

加えて、エギゾーストパイプ52は、集合部51bとともに、集合部51bに接続された主通路部を構成していると表現することもできる。更に、第1枝部、集合部及び主通路部は、「前記一部の気筒の排気ポートを通して排出された排ガスを通過させる主排気通路」を構成する「主排気通路構成部」であると表現することもできる。   In addition, the exhaust pipe 52 can also be expressed as constituting a main passage portion connected to the collecting portion 51b together with the collecting portion 51b. Further, the first branch portion, the collecting portion, and the main passage portion are expressed as a “main exhaust passage constituting portion” that constitutes a “main exhaust passage through which the exhaust gas discharged through the exhaust ports of the some cylinders passes”. You can also

上流側触媒53は、セラミックからなる担持体に「触媒物質である貴金属」及び「セリア(CeO2)」を担持していて、酸素吸蔵・放出機能(単に「酸素吸蔵機能」又は「O2ストレージ機能」とも称呼する。)を有する三元触媒である。上流側触媒53は排気通路の集合部(エキゾーストマニホールド51の集合部51b)よりも下流のエキゾーストパイプ52に配設(介装)されている。上流側触媒53は、スタート・キャタリティック・コンバータ(SC)又は第1触媒とも称呼される。   The upstream side catalyst 53 supports “noble metal as catalyst material” and “ceria (CeO2)” on a support made of ceramic and has an oxygen storage / release function (simply “oxygen storage function” or “O2 storage function”). It is also referred to as a three-way catalyst. The upstream catalyst 53 is disposed (intervened) in the exhaust pipe 52 downstream of the exhaust passage collection portion (the collection portion 51b of the exhaust manifold 51). The upstream catalyst 53 is also referred to as a start catalytic converter (SC) or a first catalyst.

微粒子捕集フィルタ54はセラミックからなる周知の微粒子フィルタであり、機関10から排出される微粒子を捕集するようになっている。微粒子捕集フィルタ54はパティキュレート・マター・フィルタ(PMF)とも称呼される。微粒子捕集フィルタ54は、上流側触媒53よりも下流の位置において排気通路(エキゾーストパイプ52)に配設(介装)されている。換言すると、微粒子捕集フィルタ54は前記上流側触媒53よりも下流の位置において前記主通路部に配設されている。また、上流側触媒53は、前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタ54よりも上流の位置に配設されている。   The particulate collection filter 54 is a known particulate filter made of ceramic and collects particulates discharged from the engine 10. The particulate collection filter 54 is also referred to as a particulate matter filter (PMF). The particulate collection filter 54 is disposed (intervened) in the exhaust passage (exhaust pipe 52) at a position downstream of the upstream side catalyst 53. In other words, the particulate collection filter 54 is disposed in the main passage portion at a position downstream of the upstream catalyst 53. Further, the upstream catalyst 53 is disposed at a position upstream of the particulate collection filter 54 in the main passage portion or the collecting portion.

下流側触媒55は、上流側触媒53と同様、セラミックからなる担持体に貴金属及びセリアを担持していて、酸素吸蔵機能を有する三元触媒である。下流側触媒55は微粒子捕集フィルタ54よりも下流の位置においてエキゾーストパイプ52に配設(介装)されている。換言すると、下流側触媒55は、前記主通路部であって微粒子捕集フィルタ54よりも下流の位置に配設されている。即ち、前記主排気通路の主通路部には、上流側触媒53、微粒子捕集フィルタ54及び下流側触媒55が、上流から下流に向けて順に直列に配設されている。下流側触媒55は、車両のフロア下方に配設されているため、アンダ・フロア・キャタリティック・コンバータ(UFC)又は第2触媒とも称呼される。   Similarly to the upstream catalyst 53, the downstream catalyst 55 is a three-way catalyst having a precious metal and ceria supported on a ceramic support and having an oxygen storage function. The downstream catalyst 55 is disposed (intervened) in the exhaust pipe 52 at a position downstream of the particulate collection filter 54. In other words, the downstream catalyst 55 is disposed at a position downstream of the particulate collection filter 54 in the main passage portion. That is, in the main passage portion of the main exhaust passage, the upstream catalyst 53, the particulate collection filter 54, and the downstream catalyst 55 are arranged in series in order from upstream to downstream. Since the downstream catalyst 55 is disposed below the floor of the vehicle, it is also referred to as an under-floor catalytic converter (UFC) or a second catalyst.

上流側触媒53及び下流側触媒55を構成する三元触媒は、図3に示したように、三元触媒に流入するガスの空燃比が所謂「ウインドウW」の範囲内にあるとき、未燃物(HC,CO等)を酸化するとともに窒素酸化物(NOx)を還元することにより、これらの有害成分を高い効率で浄化する特性(触媒機能)を有する。   As shown in FIG. 3, the three-way catalyst constituting the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 is not burned when the air-fuel ratio of the gas flowing into the three-way catalyst is within a so-called “window W” range. By oxidizing substances (HC, CO, etc.) and reducing nitrogen oxides (NOx), it has a characteristic (catalytic function) that purifies these harmful components with high efficiency.

また、三元触媒は、酸素吸蔵機能により、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及びNOxを浄化することができる。即ち、機関の空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比となって三元触媒に流入するガスにNOxが多量に含まれると、触媒はNOxから酸素分子を奪って(NOxを還元し)、その奪った酸素分子を吸蔵する。このような状態は、三元触媒が「実質的に還元剤(還元成分)を保持している状態である。」と表現することもできる。また、機関の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になって三元触媒に流入するガスにHC,CO等の未燃物(還元成分)が多量に含まれると、三元触媒は吸蔵している酸素分子をこれらの未燃物に対して与え、これらの成分を酸化(浄化)する。このような状態は、三元触媒が「実質的に酸化剤(酸化成分)を保持している状態である。」と表現することもできる。   Further, the three-way catalyst can purify HC, CO and NOx even if the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio to a certain extent due to the oxygen storage function. That is, if the air-fuel ratio of the engine is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and the gas flowing into the three-way catalyst contains a large amount of NOx, the catalyst deprives the NOx of oxygen molecules (reduces NOx). ), Occlude the lost oxygen molecules. Such a state can also be expressed as “a state in which the three-way catalyst substantially holds a reducing agent (reducing component)”. In addition, when the air-fuel ratio of the engine becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio and the gas flowing into the three-way catalyst contains a large amount of unburned substances (reducing components) such as HC and CO, the three-way catalyst Gives the stored oxygen molecules to these unburned materials and oxidizes (purifies) these components. Such a state can also be expressed as “a state in which the three-way catalyst substantially holds the oxidizing agent (oxidizing component)”.

再び、図1及び図2を参照すると、バイパス通路形成部材56は、管状の部材からなる。バイパス通路形成部材56の一端は、図2に示したように、第1気筒#1の排気ポートに接続された枝部51a1に接続されている。バイパス通路形成部材56の他端は、微粒子捕集フィルタ54と下流側触媒55との間の位置においてエキゾーストパイプ52に接続されている。即ち、バイパス通路形成部材56は、前記複数の気筒のうちの前記一部の気筒以外の気筒である他の気筒(第1気筒#1)の排気ポートを通して排出された排ガスを、微粒子捕集フィルタ54を通過させることなく、枝部51a1と協働して下流側触媒55に直接流入させるバイパス通路を構成する「バイパス通路構成部」に相当している。更に、そのバイパス通路構成部は、「一端が前記第2枝部(枝部51a1)に接続されるとともに他端が前記微粒子捕集フィルタ54と前記下流側触媒55との間の位置にて前記主通路部に接続されることにより前記バイパス通路を構成するバイパス通路形成部材からなる。」と表現することもできる。   Referring to FIGS. 1 and 2 again, the bypass passage forming member 56 is formed of a tubular member. One end of the bypass passage forming member 56 is connected to a branch portion 51a1 connected to the exhaust port of the first cylinder # 1, as shown in FIG. The other end of the bypass passage forming member 56 is connected to the exhaust pipe 52 at a position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55. That is, the bypass passage forming member 56 removes the exhaust gas discharged through the exhaust port of the other cylinder (first cylinder # 1), which is a cylinder other than the part of the plurality of cylinders, from the particulate collection filter. This corresponds to a “bypass passage constituting portion” that constitutes a bypass passage that directly flows into the downstream catalyst 55 in cooperation with the branch portion 51a1 without passing through the branch portion 51a1. Further, the bypass passage constituting part is “one end is connected to the second branch part (branch part 51a1) and the other end is located at a position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55. It can also be expressed as “a bypass passage forming member that constitutes the bypass passage by being connected to the main passage portion”.

開閉弁57は、電磁式開閉弁であって、指示(駆動信号、指示信号)に応答してバイパス通路形成部材56のバイパス通路を遮断及び開放するようになっている。開閉弁57が閉じられることによりバイパス通路が遮断されると、バイパス通路内のガスの通流が停止される。開閉弁57が開かれてバイパス通路が開放されると、第1気筒#1から排出された排ガスがバイパス通路形成部材56及び開閉弁57を通って、エキゾーストパイプ52であって微粒子捕集フィルタ54と下流側触媒55との間の位置に流入する。   The on-off valve 57 is an electromagnetic on-off valve, and shuts off and opens the bypass passage of the bypass passage forming member 56 in response to an instruction (drive signal, instruction signal). When the bypass passage is blocked by closing the on-off valve 57, the gas flow in the bypass passage is stopped. When the on-off valve 57 is opened and the bypass passage is opened, the exhaust gas discharged from the first cylinder # 1 passes through the bypass passage forming member 56 and the on-off valve 57, and is the exhaust pipe 52 and the particulate collection filter 54. And the downstream catalyst 55.

更に、このシステムは、図1及び図2に示したように、熱線式エアフローメータ61、スロットルポジションセンサ62、カムポジションセンサ63、クランクポジションセンサ64、水温センサ65、上流側空燃比センサ66、下流側空燃比センサ67及びアクセル開度センサ68を備えている。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, this system includes a hot-wire air flow meter 61, a throttle position sensor 62, a cam position sensor 63, a crank position sensor 64, a water temperature sensor 65, an upstream air-fuel ratio sensor 66, a downstream side. A side air-fuel ratio sensor 67 and an accelerator opening sensor 68 are provided.

熱線式エアフローメータ61は、吸気管42内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量(機関10の単位時間あたりの吸入空気量、吸入空気流量)Gaを表す信号を出力するようになっている。以下、Gaは「吸入空気量Ga」と称呼する。
スロットルポジションセンサ62は、スロットル弁44の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。
The hot-wire air flow meter 61 detects the mass flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 42 and outputs a signal indicating the mass flow rate (intake air amount / intake air flow rate per unit time of the engine 10) Ga. It has become. Hereinafter, Ga is referred to as “intake air amount Ga”.
The throttle position sensor 62 detects the opening of the throttle valve 44 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA.

カムポジションセンサ63は、インテークカムシャフトが所定角度から90度、次いで90度、更に180度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。この信号はG2信号とも称呼される。
クランクポジションセンサ64は、クランク軸24が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにクランク軸24が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ64から出力されるパルスは後述する電気制御装置70により機関回転速度NEを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置70は、カムポジションセンサ63及びクランクポジションセンサ64からの信号に基いて、機関10のクランク角度(絶対クランク角)を取得するようになっている。
水温センサ65は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。
The cam position sensor 63 outputs one pulse every time the intake camshaft rotates 90 degrees, 90 degrees, and 180 degrees from a predetermined angle. This signal is also referred to as a G2 signal.
The crank position sensor 64 has a narrow pulse every time the crankshaft 24 rotates 10 ° and outputs a signal having a wide pulse every time the crankshaft 24 rotates 360 °. A pulse output from the crank position sensor 64 is converted into a signal representing the engine rotational speed NE by an electric control device 70 described later. Further, the electric control device 70 acquires the crank angle (absolute crank angle) of the engine 10 based on signals from the cam position sensor 63 and the crank position sensor 64.
The water temperature sensor 65 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 and outputs a signal representing the cooling water temperature THW.

上流側空燃比センサ66は、図2に示したように、エキゾーストマニホールド51の集合部51b(排気通路の集合部)と上流側触媒53との間の位置においてエキゾーストマニホールド51及びエキゾーストパイプ52の何れかに配設されている。換言すると、上流側空燃比センサ66は、前記主通路部又は前記集合部であって上流側触媒53よりも上流の位置に配設されている。上流側空燃比センサ66は、上流側空燃比センサ66が配設された排気通路内の部位を流れる排ガス(上流側触媒53に流入する排ガスである被検出ガス)の空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。   As shown in FIG. 2, the upstream air-fuel ratio sensor 66 is disposed between the exhaust manifold 51 and the exhaust pipe 52 at a position between the collection portion 51 b (exhaust passage collection portion) of the exhaust manifold 51 and the upstream catalyst 53. It is arranged. In other words, the upstream air-fuel ratio sensor 66 is disposed at a position upstream of the upstream catalyst 53 in the main passage portion or the collecting portion. The upstream air-fuel ratio sensor 66 outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of exhaust gas flowing through a portion in the exhaust passage where the upstream air-fuel ratio sensor 66 is disposed (detected gas that is exhaust gas flowing into the upstream catalyst 53). Is output.

より具体的に述べると、上流側空燃比センサ66は限界電流式の酸素濃度センサである。上流側空燃比センサ66は、図4に示したように、被検出ガスの空燃比A/F(従って、機関に供給される混合気の空燃比)に応じた電圧である出力値Vabyfsを出力するようになっている。この出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比であるときに値Vstoichに一致する。出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比が大きくなる(リーンとなる)ほど増大する。   More specifically, the upstream air-fuel ratio sensor 66 is a limiting current type oxygen concentration sensor. As shown in FIG. 4, the upstream air-fuel ratio sensor 66 outputs an output value Vabyfs that is a voltage corresponding to the air-fuel ratio A / F of the detected gas (and hence the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine). It is supposed to be. This output value Vabyfs matches the value Vstoich when the air-fuel ratio of the detected gas is the stoichiometric air-fuel ratio. The output value Vabyfs increases as the air-fuel ratio of the gas to be detected increases (lean).

後述する電気制御装置70は、図4により示したテーブル(マップ)Mapabyfsを記憶していて、そのテーブルに実際の出力値Vabyfsを適用することによって空燃比を検出する(検出空燃比を取得する)ようになっている。但し、上流側空燃比センサ66は、上流側空燃比センサ66に到達しているガス(即ち、被検出ガス)の空燃比が時間軸上でステップ状にしても出力値Vabyfsが徐々に変化するという検出応答遅れ特性を有する。より具体的に述べると、上流側空燃比センサ66に到達しているガスの空燃比の値を入力信号とし、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfs及びテーブルMapabyfsに基いて求められる空燃比の値を出力信号とするとき、出力信号は入力信号に対してローパスフィルタ処理(例えば、所謂「なまし処理」を含む一次遅れ処理及び二次遅れ処理等)を施した信号と極めて似た信号となる。   The electric control device 70 described later stores the table (map) Mapabyfs shown in FIG. 4 and detects the air-fuel ratio by applying the actual output value Vabyfs to the table (acquires the detected air-fuel ratio). It is like that. However, the upstream air-fuel ratio sensor 66 gradually changes the output value Vabyfs even if the air-fuel ratio of the gas (that is, the gas to be detected) reaching the upstream air-fuel ratio sensor 66 is stepped on the time axis. It has a detection response delay characteristic. More specifically, the air-fuel ratio value of the gas reaching the upstream air-fuel ratio sensor 66 is used as an input signal, and the air-fuel ratio obtained based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the table Mapabyfs. When the value is an output signal, the output signal is a signal very similar to a signal obtained by subjecting the input signal to low-pass filter processing (for example, primary delay processing including so-called “smoothing processing” and secondary delay processing). Become.

下流側空燃比センサ67は、図2に示したように、微粒子捕集フィルタ54と下流側触媒55との間の位置においてエキゾーストパイプ52(主通路部)に配設されている。より詳細には、下流側空燃比センサ67は、バイパス通路形成部材56とエキゾーストパイプ52との接続箇所(合流位置)と、下流側触媒55と、の間の位置において、エキゾーストパイプ52(主排気通路の主通路部)に配設されている。下流側空燃比センサ67は、下流側空燃比センサ67が配設された排気通路内の部位を流れる排ガス(即ち、下流側触媒55に流入する排ガスである被検出ガス)の空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。   As shown in FIG. 2, the downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed in the exhaust pipe 52 (main passage portion) at a position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55. More specifically, the downstream side air-fuel ratio sensor 67 is connected to the exhaust pipe 52 (main exhaust) at a position between the connection portion (joining position) between the bypass passage forming member 56 and the exhaust pipe 52 and the downstream side catalyst 55. It is disposed in the main passage portion of the passage. The downstream air-fuel ratio sensor 67 corresponds to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the portion in the exhaust passage where the downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed (that is, the detected gas that is exhaust gas flowing into the downstream catalyst 55). Output value is output.

より具体的に述べると、下流側空燃比センサ67は起電力式(濃淡電池式)の酸素濃度センサである。従って、下流側空燃比センサ67は、酸素濃度センサとも称呼される。下流側空燃比センサ67は、図5に示したように、理論空燃比近傍において急変する電圧である出力値Voxsを出力する。即ち、下流側空燃比センサ67は、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくリーン側の空燃比であるときに略0.1(V)、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくリッチ側の空燃比であるときに略0.9(V)、空燃比が理論空燃比のときは0.5(V)の電圧を出力するようになっている。更に、下流側空燃比センサ67は、被検出ガスの空燃比が理論空燃比近傍の空燃比(前述した、三元触媒のウインドウWに実質的に対応する空燃比)であるとき、被検出ガスの空燃比がリッチからリーンに変化するに従って急激に減少する(略0.9(V)から略0.1(V)に向けて変化する)電圧を出力するようになっている。なお、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて得られる下流側空燃比afdownは、図5に示した出力値Voxsと下流側空燃比afdownとの関係を表す関数をfとするとき、afdown=f(Voxs)により求められる。   More specifically, the downstream air-fuel ratio sensor 67 is an electromotive force type (concentration cell type) oxygen concentration sensor. Accordingly, the downstream air-fuel ratio sensor 67 is also referred to as an oxygen concentration sensor. As shown in FIG. 5, the downstream air-fuel ratio sensor 67 outputs an output value Voxs that is a voltage that changes suddenly in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. That is, the downstream side air-fuel ratio sensor 67 is approximately 0.1 (V) when the air-fuel ratio of the detected gas is larger than the stoichiometric air-fuel ratio and is on the lean side, and the air-fuel ratio of the detected gas is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio is larger and richer than about 0.9 (V), and when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a voltage of 0.5 (V) is output. Further, the downstream air-fuel ratio sensor 67 detects the gas to be detected when the air-fuel ratio of the gas to be detected is an air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (the air-fuel ratio substantially corresponding to the above-described three-way catalyst window W). A voltage that suddenly decreases (changes from approximately 0.9 (V) to approximately 0.1 (V)) as the air-fuel ratio of the engine changes from rich to lean is output. Note that the downstream air-fuel ratio afdown obtained based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 is expressed as follows when the function representing the relationship between the output value Voxs and the downstream air-fuel ratio afdown shown in FIG. It is calculated | required by afdown = f (Voxs).

再び、図1を参照すると、アクセル開度センサ68は、運転者によって操作されるアクセルペダル81の操作量を検出し、アクセルペダル81の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。   Referring to FIG. 1 again, the accelerator opening sensor 68 detects the operation amount of the accelerator pedal 81 operated by the driver, and outputs a signal indicating the operation amount Accp of the accelerator pedal 81.

電気制御装置70は、互いにバスで接続されたCPU71、CPU71が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)及び定数等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM74、並びに、ADコンバータを含むインターフェース75等からなるマイクロコンピュータである。   The electric control device 70 includes a CPU 71 connected by a bus, a routine (program) executed by the CPU 71, a ROM 72 pre-stored with tables (look-up tables, maps), constants, and the like, and the CPU 71 temporarily stores data as necessary. The microcomputer 73 includes a RAM 73 that stores data, a backup RAM 74 that stores data while the power is on, and retains the stored data even when the power is shut off, and an interface 75 that includes an AD converter.

インターフェース75は、前記センサ61〜68と接続され、CPU71にセンサ61〜68からの信号を供給するとともに、CPU71の指示に応じて可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、イグナイタ38、インジェクタ39、スロットル弁アクチュエータ44a及び開閉弁57等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。   The interface 75 is connected to the sensors 61 to 68, supplies signals from the sensors 61 to 68 to the CPU 71, and in response to instructions from the CPU 71, the actuator 33a, the igniter 38, the injector 39, and the throttle valve of the variable intake timing device 33. A drive signal (instruction signal) is sent to the actuator 44a, the on-off valve 57, and the like.

(作動)
次に、上記のように構成された第1制御装置による空燃比制御の概要について説明する。第1制御装置は、通常時制御及び微粒子捕集フィルタ再生制御(フィルタ再生制御)を、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御等を利用しながら実行するようになっている。
(Operation)
Next, an overview of air-fuel ratio control by the first control device configured as described above will be described. The first control device executes normal control and particulate collection filter regeneration control (filter regeneration control) using main feedback control, sub-feedback control, and the like.

第1制御装置のCPU71は、図6に示した概略フローチャートにより示した手順に沿って上述した各種の制御を行うようになっている。CPU71は、図6に示した手順を所定時間の経過毎に繰り返すようになっている。なお、以下の説明において、上流側空燃比センサ66及び下流側空燃比センサ67は共に活性化していると仮定する。   The CPU 71 of the first control device performs the various controls described above according to the procedure shown by the schematic flowchart shown in FIG. The CPU 71 is configured to repeat the procedure shown in FIG. 6 every elapse of a predetermined time. In the following description, it is assumed that both the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the downstream air-fuel ratio sensor 67 are activated.

CPU71は、ステップ600から処理を開始してステップ610に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。フィルタ再生要求フラグXPMの値は、微粒子捕集フィルタ54を再生する要求(フィルタ再生要求)が発生しているときに「1」に設定され、微粒子捕集フィルタ54を再生する必要がないとき「0」に設定される。フィルタ再生要求フラグXPMの操作については後述する(図7を参照。)。   The CPU 71 starts processing from step 600 and proceeds to step 610 to determine whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1” when a request to regenerate the particulate collection filter 54 (filter regeneration request) is generated, and when it is not necessary to regenerate the particulate collection filter 54 “ 0 "is set. The operation of the filter regeneration request flag XPM will be described later (see FIG. 7).

いま、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、ステップ620に進んで開閉弁57を閉じる指示を開閉弁57に与え、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を遮断する。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 determines “No” in step 610, proceeds to step 620, gives an instruction to close the on-off valve 57 to the on-off valve 57, and shuts off the bypass passage of the bypass passage forming member 56.

次に、CPU71はステップ630に進み「通常制御」を実行する。この通常制御においては、第1気筒乃至第4気筒(複数の気筒の総て)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均が実質的に理論空燃比(理論空燃比近傍空燃比)となるように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)が制御される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 630 to execute “normal control”. In this normal control, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (all of the plurality of cylinders) is substantially equal to the stoichiometric air-fuel ratio (the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio). Thus, the air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled.

なお、「ある気筒に供給される混合気の空燃比を制御する」ことは「その気筒に対応して備えられているインジェクタ39からの燃料噴射を制御する」ことにより達成される。また、ここでの理論空燃比近傍空燃比は、上流側触媒53及び下流側触媒55のウインドウW内の空燃比であって、且つ、理論空燃比より僅かな所定値ΔAFだけリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFR)である。   Note that “controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to a certain cylinder” is achieved by “controlling fuel injection from the injector 39 provided corresponding to that cylinder”. The air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio here is the air-fuel ratio in the window W of the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55, and the air-fuel ratio on the rich side by a predetermined value ΔAF slightly smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. (Weak rich air-fuel ratio AFR).

より具体的に述べると、CPU71は、ステップ630において、後に詳述する「メインフィードバック制御」及び「サブフィードバック制御」の両制御を実行する。この場合、メインフィードバック制御の上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比stoichに設定され、サブフィードバック制御の下流側目標値Voxsrefは弱リッチ空燃比AFRに相当する値Vrichに設定される。メインフィードバック制御は、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基づいて得られる上流側空燃比abyfsを上流側目標空燃比abyfr(メインフィードバック制御用目標空燃比abyfrtgt)に一致させるフィードバック制御である。サブフィードバック制御は、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsを下流側目標値Voxsrefに一致させるフィードバック制御である。その後、CPU71はステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。   More specifically, in step 630, the CPU 71 executes both “main feedback control” and “sub feedback control” which will be described in detail later. In this case, the upstream target air-fuel ratio abyfr in the main feedback control is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich, and the downstream target value Voxsref in the sub-feedback control is set to a value Vrich corresponding to the weak rich air-fuel ratio AFR. The main feedback control is feedback control in which the upstream air-fuel ratio abyfs obtained based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 matches the upstream target air-fuel ratio abyfr (main feedback control target air-fuel ratio abyfrtgt). The sub-feedback control is feedback control that makes the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 coincide with the downstream target value Voxsref. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 695 to end the present routine tentatively.

この通常制御により、上流側触媒53及び下流側触媒55に流入するガスの空燃比はウインドウWの範囲内の理論空燃比近傍空燃比となるから、未燃物(HC,CO等)及び窒素酸化物(NOx)は、高い浄化率にて浄化される。   By this normal control, the air-fuel ratio of the gas flowing into the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 becomes the stoichiometric air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio within the window W, so that unburned substances (HC, CO, etc.) and nitrogen oxidation Things (NOx) are purified at a high purification rate.

一方、CPU71は図7にフローチャートにより示したフィルタ再生要求フラグ操作ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、CPU71は所定のタイミングにてステップ700から処理を開始し、ステップ710に進んで「前回のフィルタ再生制御を終了してからの吸入空気量Gaの積算値SGa」が所定の閾値(フィルタ再生制御実行閾値)SGath以上となっているか否かを判定する。   On the other hand, the CPU 71 executes the filter regeneration request flag operation routine shown in the flowchart of FIG. 7 every elapse of a predetermined time. Accordingly, the CPU 71 starts the process from step 700 at a predetermined timing, proceeds to step 710, and the “integrated value SGa of the intake air amount Ga after the end of the previous filter regeneration control” is a predetermined threshold (filter regeneration). It is determined whether or not the control execution threshold value) is greater than SGath.

この積算値SGaは所定時間Δtsの経過毎に実行される図示しない吸入空気量積算ルーチンにより更新されている。即ち、CPU71は、所定時間Δtsの経過毎に、その時点の積算値SGaにその時点にてエアフローメータ61により検出されている吸入空気量Gaを加えることにより、積算値SGaを更新する。積算値SGaはバックアップRAM74内に格納される。機関10の運転によって発生する微粒子の量は吸入空気量Gaが大きくなるほど大きくなるので、積算値SGaは微粒子捕集フィルタ54に捕集された微粒子の量を表す量となる。なお、積算値SGaはフィルタ再生制御の実行が完了すると、吸入空気量積算ルーチンによって「0」に設定(クリア)されるようになっている。   The integrated value SGa is updated by an intake air amount integrating routine (not shown) that is executed every elapse of the predetermined time Δts. That is, the CPU 71 updates the integrated value SGa by adding the intake air amount Ga detected by the air flow meter 61 at that time to the integrated value SGa at that time every elapse of the predetermined time Δts. The integrated value SGa is stored in the backup RAM 74. Since the amount of fine particles generated by the operation of the engine 10 increases as the intake air amount Ga increases, the integrated value SGa is an amount representing the amount of fine particles collected by the fine particle collection filter 54. The integrated value SGa is set (cleared) to “0” by the intake air amount integrating routine when the execution of the filter regeneration control is completed.

この時点において積算値SGaが閾値SGath以上であると、CPU71はステップ710からステップ720に進んでフィルタ再生要求フラグXPMの値を「1」に設定し、ステップ730に進む。これに対し、積算値SGaが閾値SGathより小さいと、CPU71はステップ710からステップ730に直接進む。   If the integrated value SGa is greater than or equal to the threshold value SGath at this time, the CPU 71 proceeds from step 710 to step 720, sets the value of the filter regeneration request flag XPM to “1”, and proceeds to step 730. On the other hand, when the integrated value SGa is smaller than the threshold value SGath, the CPU 71 proceeds directly from step 710 to step 730.

なお、後述するように、積算値SGaに代え、微粒子捕集フィルタ54に捕集された微粒子の積算量(微粒子捕集量)SPMを積算値SGaよりも精度良く推定しておき、ステップ710を「推定された微粒子捕集量SPMが閾値SPMth以上か否か」を判定するステップに変更してもよい(後述する図15のステップ1510乃至ステップ1525を参照。)。   As will be described later, instead of the integrated value SGa, the integrated amount (particulate collection amount) SPM of the particulates collected by the particulate collection filter 54 is estimated with higher accuracy than the integrated value SGa, and step 710 is performed. You may change to the step which determines "whether the estimated particulate collection amount SPM is more than threshold value SPMth" (refer step 1510 thru | or step 1525 of FIG. 15 mentioned later).

CPU71は、ステップ730にてフィルタ再生制御の開始時点(この場合、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」から「1」へと変化した時点)から所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)が経過したか否かを判定する。そして、フィルタ再生制御の開始時点から所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)が経過していると、CPU71はステップ730にて「Yes」と判定してステップ740に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値を「0」に設定する。その後、CPU71はステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、フィルタ再生制御の開始時点から所定時間Tsthが経過していなければ、CPU71はステップ730にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   In step 730, the CPU 71 starts a predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth) from the start time of filter regeneration control (in this case, when the value of the filter regeneration request flag XPM changes from “0” to “1”). It is determined whether or not elapses. When a predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth) has elapsed since the start of filter regeneration control, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 730 to proceed to step 740, where the filter regeneration request flag XPM Is set to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 795 to end the present routine tentatively. On the other hand, if the predetermined time Tsth has not elapsed since the filter regeneration control start time, the CPU 71 makes a “No” determination at step 730 to directly proceed to step 795 to end the present routine tentatively.

このように、フィルタ再生要求フラグXPMは、前回のフィルタ再生制御終了後からの吸入空気量Gaの積算値SGaが閾値SGath以上となったとき「1」に設定され、フィルタ再生要求フラグXPMが「0」から「1」になってから所定時間Tsthが経過すると「0」に設定される。従って、図6のステップ620及びステップ630による通常制御の通算実行期間が所定期間以上となると、積算値SGaの値が閾値SGath以上となるので、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定される。   Thus, the filter regeneration request flag XPM is set to “1” when the integrated value SGa of the intake air amount Ga after the end of the previous filter regeneration control is equal to or greater than the threshold value SGath, and the filter regeneration request flag XPM is “ When a predetermined time Tsth elapses from “0” to “1”, it is set to “0”. Accordingly, when the total execution period of the normal control in step 620 and step 630 in FIG. 6 is equal to or longer than the predetermined period, the value of the integrated value SGa becomes equal to or greater than the threshold value SGath, and therefore the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1”. Is done.

このとき、CPU71が図6のステップ610の処理を実行すると、CPU71はステップ610にて「Yes」と判定し、ステップ640に進んで開閉弁57を開く指示を開閉弁57に与え、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を開放する(ガスの通流が可能な状態に設定する)。   At this time, when the CPU 71 executes the processing of step 610 in FIG. 6, the CPU 71 determines “Yes” in step 610, proceeds to step 640, gives an instruction to open the on-off valve 57 to the on-off valve 57, and forms a bypass passage The bypass passage of the member 56 is opened (a state in which gas can flow is set).

次に、CPU71はステップ650に進み「フィルタ再生制御」を実行する。このフィルタ再生制御においては、第1気筒に供給される混合気の空燃比の平均が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定され、第2気筒、第3気筒及び第4気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均は理論空燃比よりもリーン側の空燃比に設定される。但し、第1気筒乃至第4気筒(即ち、総ての気筒)のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均が理論空燃比又は理論空燃比近傍空燃比(本例においては、弱リッチ空燃比AFR)となるように、第1気筒に供給される混合気の空燃比及び第2気筒〜第4気筒に供給される混合気の空燃比が制御される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 650 and executes “filter regeneration control”. In this filter regeneration control, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder is set to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and each of the second, third, and fourth cylinders is set. The average air-fuel ratio of the supplied air-fuel mixture is set to an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. However, the average of the overall air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (that is, all cylinders) is the stoichiometric air-fuel ratio or the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (in this example, weak The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the second to fourth cylinders are controlled so that the rich air-fuel ratio AFR) is obtained.

より具体的に述べると、CPU71は、ステップ650において、第1気筒に対する燃料噴射量を第2〜第4気筒のそれぞれに対する燃料噴射量よりも増量する。例えば、それぞれの気筒に供給される混合気の全体の空燃比を弱リッチ空燃比AFRに維持するために必要な一気筒あたりの燃料噴射量がFiであるとすると、第1気筒の燃料噴射量はFi・(1+3a)に設定され、第2気筒〜第4気筒のそれぞれの燃料噴射量はFi(1−a)に設定される。ここで、値aは0より大きく1より小さい数である。即ち、全体では機関10の1サイクル(クランク角度720度)あたりに4・Fi(各気筒に対する平均値=Fi)の燃料が噴射される。このとき、CPU71はメインフィードバック制御を停止し、サブフィードバック制御のみを実行する。サブフィードバック制御の下流側目標値Voxsrefは弱リッチ空燃比AFRに相当する値Vrichに設定される(図5を参照。)。   More specifically, in step 650, the CPU 71 increases the fuel injection amount for the first cylinder more than the fuel injection amounts for the second to fourth cylinders. For example, if the fuel injection amount per cylinder required to maintain the overall air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each cylinder at the weak rich air-fuel ratio AFR is Fi, the fuel injection amount of the first cylinder Is set to Fi · (1 + 3a), and the fuel injection amounts of the second to fourth cylinders are set to Fi (1-a). Here, the value a is a number greater than 0 and less than 1. That is, as a whole, fuel of 4 · Fi (average value = Fi for each cylinder) is injected per cycle of the engine 10 (crank angle 720 degrees). At this time, the CPU 71 stops the main feedback control and executes only the sub feedback control. The downstream target value Voxsref of the sub feedback control is set to a value Vrich corresponding to the weak rich air-fuel ratio AFR (see FIG. 5).

このフィルタ再生制御により、第2気筒〜第4気筒(複数の気筒のうちの一部の気筒)に理論空燃比よりもリーン側の空燃比(フィルタ再生制御用リーン空燃比)の混合気が供給されるので、第2気筒〜第4気筒からはそれらの気筒の排気ポートのそれぞれを通して「過剰な酸素を含む排ガス」が排出される。その排ガスは第2気筒、第3気筒及び第4気筒にそれぞれ連通している枝部51a2、枝部51a3及び枝部51a4(即ち、「第1枝部」)を通して集合部51bへと流れ、次いで、エキゾーストパイプ52内を通過する。従って、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1は次第に増大する。そして、酸素吸蔵量OSA1が上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1に略一致すると、酸素は上流側触媒53から流出して微粒子捕集フィルタ54に流入する。その結果、微粒子捕集フィルタ54に捕集されていた微粒子が燃焼するので、微粒子捕集フィルタ54の再生が開始する。   By this filter regeneration control, the air-fuel mixture leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (lean air-fuel ratio for filter regeneration control) is supplied to the second to fourth cylinders (a part of the plurality of cylinders). Therefore, “exhaust gas containing excess oxygen” is discharged from the second to fourth cylinders through the exhaust ports of the cylinders. The exhaust gas flows through the branch part 51a2, the branch part 51a3, and the branch part 51a4 (that is, the “first branch part”) communicating with the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder, respectively, to the collecting part 51b. Passes through the exhaust pipe 52. Accordingly, the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 gradually increases. When the oxygen storage amount OSA1 substantially coincides with the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53, oxygen flows out of the upstream catalyst 53 and flows into the particulate collection filter. As a result, the particulates collected by the particulate collection filter 54 are combusted, and the regeneration of the particulate collection filter 54 is started.

即ち、フィルタ再生制御において、前記フィルタ再生制御用リーン空燃比に設定された混合気が前記一部の気筒(第2〜第4気筒)内において燃焼することにより生成された「過剰な酸化成分(例えば、酸素)を含む排ガス」が前記主排気通路(前記第1枝部、前記集合部及び前記主通路部)を通して微粒子捕集フィルタ54に供給される。従って、微粒子捕集フィルタ54に捕集されている微粒子が燃焼する。この結果、微粒子捕集フィルタ54が再生させられ始める。このとき、前記一部の気筒内において多量に発生した窒素酸化物(NOx)は、上流側触媒53によっては殆ど浄化されないので、下流側触媒55に流入する。   That is, in the filter regeneration control, the “excess oxidation component (generated by the combustion of the air-fuel mixture set to the filter regeneration control lean air-fuel ratio) in the partial cylinders (second to fourth cylinders)”. For example, exhaust gas containing oxygen) is supplied to the particulate collection filter 54 through the main exhaust passage (the first branch portion, the collecting portion, and the main passage portion). Accordingly, the particulates collected by the particulate collection filter 54 are burned. As a result, the particulate collection filter 54 starts to be regenerated. At this time, nitrogen oxide (NOx) generated in a large amount in the part of the cylinders is hardly purified by the upstream catalyst 53 and flows into the downstream catalyst 55.

一方、第1気筒(複数の気筒のうちの他の気筒)に理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(フィルタ再生制御用リッチ空燃比)の混合気が供給されるので、第1気筒から第1気筒の排気ポートを通して「過剰な還元成分(未燃物HC,CO)を含む排ガス」が排出される。その排ガスは枝部51a1の一部とバイパス通路形成部材56とからなるバイパス通路(バイパス通路構成部)を通過して(上流側触媒53及び微粒子捕集フィルタ54を通過することなく)下流側触媒55に直接流入する。   On the other hand, since the air-fuel mixture richer than the stoichiometric air-fuel ratio (rich air-fuel ratio for filter regeneration control) is supplied to the first cylinder (the other cylinder among the plurality of cylinders), the first cylinder “Exhaust gas containing excessive reducing components (unburned substances HC, CO)” is discharged through the exhaust port of one cylinder. The exhaust gas passes through a bypass passage (bypass passage constituent portion) composed of a part of the branch portion 51a1 and the bypass passage forming member 56 (without passing through the upstream catalyst 53 and the particulate collection filter 54). It flows directly into 55.

従って、下流側触媒55には、主排気通路を介して窒素酸化物が流入し、バイパス通路を介してその窒素酸化物を還元する還元成分が流入する。従って、窒素酸化物は下流側触媒55内で浄化(還元)される。この結果、第1制御装置は、窒素酸化物の排出量を低減しながら微粒子捕集フィルタ54を再生させることができる。   Accordingly, nitrogen oxide flows into the downstream catalyst 55 through the main exhaust passage, and a reducing component that reduces the nitrogen oxide flows through the bypass passage. Accordingly, the nitrogen oxide is purified (reduced) in the downstream catalyst 55. As a result, the first control device can regenerate the particulate collection filter 54 while reducing the discharge amount of nitrogen oxides.

また、フィルタ再生制御中においても、第1気筒乃至第4気筒(即ち、総ての気筒)のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均が理論空燃比又は理論空燃比近傍空燃比(本例においては、弱リッチ空燃比AFR)となるように制御されるので、下流側触媒55にもウインドウWの範囲内の理論空燃比近傍空燃比の排ガスが流入する。従って、下流側触媒55は窒素酸化物を高効率にて浄化(還元)することができる。この結果、フィルタ再生制御中における窒素酸化物の排出量を極めて小さくすることができる。   Even during the filter regeneration control, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (ie, all cylinders) is the stoichiometric air-fuel ratio or the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. (In this example, the control is performed so that the air-fuel ratio is slightly rich AFR.) Therefore, the exhaust gas having the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio within the window W also flows into the downstream catalyst 55. Therefore, the downstream catalyst 55 can purify (reducing) nitrogen oxides with high efficiency. As a result, the amount of nitrogen oxide discharged during filter regeneration control can be made extremely small.

このフィルタ再生制御が所定時間Tsth以上だけ継続したとき、CPU71が図7のステップ730の処理を実行すると、CPU71はステップ730からステップ740に進んでフィルタ再生要求フラグXPMの値を「0」に設定する。この結果、CPU71は図6のステップ610にて「No」と判定してステップ620及びステップ630へと進み、通常制御を再び実行する。   When this filter regeneration control continues for a predetermined time Tsth or longer and the CPU 71 executes the process of step 730 in FIG. 7, the CPU 71 proceeds from step 730 to step 740 and sets the value of the filter regeneration request flag XPM to “0”. To do. As a result, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610 in FIG. 6 to proceed to step 620 and step 630 to execute normal control again.

(通常制御の詳細)
ここで、上記ステップ630において実行されるメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御について説明する。
(Details of normal control)
Here, the main feedback control and the sub feedback control executed in step 630 will be described.

<メインフィードバック制御の概要>
前述したように、第1制御装置は、通常制御において、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基づいて取得された上流側空燃比abyfsが上流側目標空燃比abyfr(メインフィードバック目標値)に一致するように機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御(メインフィードバック制御)する。上流側目標空燃比abyfrは通常制御時において理論空燃比に設定される。なお、その他の場合(例えば、機関暖機中及び触媒過熱防止時等)において上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定されることがある。
<Outline of main feedback control>
As described above, in the normal control, the first control device sets the upstream air-fuel ratio abyfs acquired based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 to the upstream target air-fuel ratio abyfr (main feedback target value). Feedback control (main feedback control) is performed on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine so as to match. The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio during normal control. In other cases (for example, when the engine is warming up and when catalyst overheating is prevented), the upstream target air-fuel ratio abyfr may be set to a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio.

<サブフィードバック制御の概要>
前述したように、第1制御装置は、通常制御及びフィルタ再生制御において、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが、下流側目標空燃比に相当する値である下流側目標値Voxsrefに一致するように、機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御(サブフィードバック制御)する。この下流側目標値Voxsrefは、図5に示したように、下流側空燃比センサ67が配設された位置を通過するガス(被検出ガス)の空燃比が理論空燃比より僅かな所定値ΔAFだけリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFR)に相当する空燃比であるときに下流側空燃比センサ67が出力するべき値(例えば、Voxsref=Vrich=0.55V)に設定されている。
<Outline of sub feedback control>
As described above, in the first control device, in the normal control and the filter regeneration control, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 matches the downstream target value Voxsref that is a value corresponding to the downstream target air-fuel ratio. Thus, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is feedback controlled (sub-feedback control). As shown in FIG. 5, the downstream target value Voxsref is a predetermined value ΔAF where the air-fuel ratio of the gas (detected gas) passing through the position where the downstream air-fuel ratio sensor 67 is disposed is slightly smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Only when the air-fuel ratio is equivalent to the rich air-fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR), the value to be output by the downstream air-fuel ratio sensor 67 (for example, Voxsref = Vrich = 0.55 V) is set.

これにより、機関10に供給される混合気の全体の空燃比、即ち、下流側触媒55に流入するガスの空燃比の平均(中心、中央値)は理論空燃比よりも僅かにリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFR)に一致させられる。この弱リッチ空燃比AFRは、図3に示したように、ウインドウWの範囲内であって理論空燃比よりも僅かにリッチ側の空燃比である。   Thus, the overall air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10, that is, the average (center, median) of the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst 55 is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio. It is made to coincide with the fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR). As shown in FIG. 3, the weak rich air-fuel ratio AFR is an air-fuel ratio that is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio within the window W range.

ところで、上流側触媒53は酸素吸蔵機能を有するから、上流側触媒53の上流の空燃比変化は所定の遅れ時間が経過した後に上流側触媒53の下流の空燃比変化となって現れる。従って、サブフィードバック制御のみでは過渡的な空燃比変動を抑制することが困難である。そこで、第1制御装置は、上記メインフィードバック制御を実行し、過渡的な空燃比変動を抑制する。このとき、第1制御装置は、メインフィードバック制御とサブフィードバック制御との間に制御上の干渉が発生することがないように、機能ブロック図である図8に示した複数の手段等によって空燃比制御を実行する。以下、図8を参照しながら説明する。但し、以下の説明は、通常制御(各気筒に供給される燃料噴射量が気筒間で相違しない制御)におけるメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御の態様に従って行われる。   Incidentally, since the upstream catalyst 53 has an oxygen storage function, the air-fuel ratio change upstream of the upstream catalyst 53 appears as the air-fuel ratio change downstream of the upstream catalyst 53 after a predetermined delay time has elapsed. Therefore, it is difficult to suppress the transient air-fuel ratio fluctuation only by the sub feedback control. Therefore, the first control device executes the main feedback control to suppress transient air-fuel ratio fluctuations. At this time, the first control device uses a plurality of means shown in FIG. 8 which is a functional block diagram to prevent the occurrence of control interference between the main feedback control and the sub feedback control. Execute control. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. However, the following description is performed according to the modes of main feedback control and sub feedback control in normal control (control in which the fuel injection amount supplied to each cylinder does not differ between cylinders).

<補正後基本燃料噴射量の算出>
筒内吸入空気量算出手段A1は、エアフローメータ61が計測している吸入空気量Gaと、クランクポジションセンサ64の出力に基づいて得られる機関回転速度NEと、ROM72が記憶しているテーブルMapMcと、に基づき今回の吸気行程を迎える気筒の吸入空気量である筒内吸入空気量Mc(k)を求める。ここで、添え字の(k)は、今回の吸気行程に対する値であることを示している。筒内吸入空気量Mc(k)は、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。筒内吸入空気量Mc(k)は機関10の吸気通路における空気の挙動をモデル化した周知の空気量推定モデル(空気モデル)を用いて求められてもよい。
<Calculation of corrected basic fuel injection amount>
The cylinder intake air amount calculation means A1 includes an intake air amount Ga measured by the air flow meter 61, an engine speed NE obtained based on the output of the crank position sensor 64, and a table MapMc stored in the ROM 72. Based on the above, the in-cylinder intake air amount Mc (k) that is the intake air amount of the cylinder that reaches the current intake stroke is obtained. Here, the subscript (k) indicates a value for the current intake stroke. The in-cylinder intake air amount Mc (k) is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder. The in-cylinder intake air amount Mc (k) may be obtained using a known air amount estimation model (air model) that models the behavior of air in the intake passage of the engine 10.

上流側目標空燃比設定(決定)手段A2は、上流側目標空燃比abyfr(k)を理論空燃比に設定する。上流側目標空燃比abyfr(k)は以下に述べるように変更されることもあるので、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。即ち、上流側目標空燃比設定(決定)手段A2は、内燃機関10の運転状態である機関回転速度NE及びアクセルペダル操作量Accp(機関の負荷)等に基づいて上流側目標空燃比abyfr(k)を決定するように構成されてもよい。   The upstream target air-fuel ratio setting (determination) means A2 sets the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) to the theoretical air-fuel ratio. Since the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) may be changed as described below, it is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder. That is, the upstream target air-fuel ratio setting (determining) means A2 is based on the engine speed NE, which is the operating state of the internal combustion engine 10, the accelerator pedal operation amount Accp (engine load), etc., and the upstream target air-fuel ratio abyfr (k ) May be determined.

補正前基本燃料噴射量算出手段A3は、下記の(1)式に示したように、筒内吸入空気量算出手段A1により求められた筒内吸入空気量Mc(k)を上流側目標空燃比設定手段A2により設定された上流側目標空燃比abyfr(k)で除することにより、機関の空燃比を上流側目標空燃比abyfr(k)とするための今回の吸気行程に対する基本燃料噴射量Fbaseb(k)を求める。基本燃料噴射量Fbaseb(k)は、後述する基本補正値KF等による補正がなされる前の基本燃料噴射量であるから、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)とも称呼される。補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)は各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。
Fbaseb(k)=Mc(k)/abyfr(k) …(1)
The pre-correction basic fuel injection amount calculation means A3 uses the in-cylinder intake air amount Mc (k) obtained by the in-cylinder intake air amount calculation means A1 as shown in the following equation (1). By dividing by the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) set by the setting means A2, the basic fuel injection amount Fbaseb for the current intake stroke for setting the air-fuel ratio of the engine to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) Find (k). The basic fuel injection amount Fbaseb (k) is also referred to as a pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) because it is a basic fuel injection amount before correction by a basic correction value KF, which will be described later. The uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k) is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.
Fbaseb (k) = Mc (k) / abyfr (k) (1)

補正後基本燃料噴射量算出手段A4は、補正前基本燃料噴射量算出手段A3により求められた今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に後述する基本補正値算出手段A16により求められてバックアップRAM74に格納されている基本補正値KFを乗じることで補正後基本燃料噴射量Fbase(k)(=KF・Fbaseb(k))を求める。基本補正値KFを算出する基本補正値算出手段A16については後に詳述する。   The post-correction basic fuel injection amount calculation means A4 is obtained by the basic correction value calculation means A16, which will be described later, based on the current pre-correction basic fuel injection quantity Fbaseb (k) obtained by the pre-correction basic fuel injection quantity calculation means A3. A corrected basic fuel injection amount Fbase (k) (= KF · Fbaseb (k)) is obtained by multiplying the basic correction value KF stored in the RAM 74. The basic correction value calculation means A16 for calculating the basic correction value KF will be described in detail later.

このように、第1制御装置は、筒内吸入空気量算出手段A1、上流側目標空燃比設定手段A2、補正前基本燃料噴射量算出手段A3、補正後基本燃料噴射量算出手段A4及び基本補正値算出手段A16を利用して、補正後基本燃料噴射量Fbase(k)を求める。   As described above, the first control device includes the cylinder intake air amount calculation unit A1, the upstream target air-fuel ratio setting unit A2, the uncorrected basic fuel injection amount calculation unit A3, the corrected basic fuel injection amount calculation unit A4, and the basic correction. The corrected basic fuel injection amount Fbase (k) is obtained using the value calculation means A16.

<最終燃料噴射量の算出>
最終燃料噴射量算出手段A5は、下記の(2)式により示したように、補正後基本燃料噴射量Fbase(k)(=KF・Fbaseb(k))に後述するメインフィードバック補正値更新手段A15によって求められているメインフィードバック補正値KFmainを乗じ、それらの積(=Fbase(k)・KFmain)に後述するPIDコントローラA9によって求められているサブフィードバック補正値Fisubを加えて今回の最終燃料噴射量Fi(k)を求める。最終燃料噴射量Fi(k)は、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。
Fi(k)=(KF・Fbaseb(k))・KFmain+Fisub=Fbase(k)・KFmain+Fisub …(2)
<Calculation of final fuel injection amount>
As shown by the following equation (2), the final fuel injection amount calculating means A5 is a main feedback correction value updating means A15 which will be described later in the corrected basic fuel injection amount Fbase (k) (= KF · Fbaseb (k)). Is multiplied by the main feedback correction value KFmain obtained by the above, and the product (= Fbase (k) · KFmain) is added with a sub feedback correction value Fisub obtained by the PID controller A9, which will be described later. Find Fi (k). The final fuel injection amount Fi (k) is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.
Fi (k) = (KF · Fbaseb (k)) · KFmain + Fisub = Fbase (k) · KFmain + Fisub (2)

このように、第1制御装置は、最終燃料噴射量算出手段A5により、補正後基本燃料噴射量Fbase(k)をメインフィードバック補正値KFmainとサブフィードバック補正値Fisubとに基づいて補正することにより最終燃料噴射量Fi(k)を求める。更に、第1制御装置は、この最終燃料噴射量Fi(k)の燃料が、今回の吸気行程を迎える気筒のインジェクタ39から噴射されるように、そのインジェクタ39に対して噴射指示信号を送出する。換言すると、噴射指示信号は、最終燃料噴射量Fi(k)に関する情報を指示噴射量として含んでいる。   As described above, the first control apparatus corrects the corrected basic fuel injection amount Fbase (k) based on the main feedback correction value KFmain and the sub feedback correction value Fisub by the final fuel injection amount calculation means A5. The fuel injection amount Fi (k) is obtained. Further, the first control device sends an injection instruction signal to the injector 39 so that the fuel of the final fuel injection amount Fi (k) is injected from the injector 39 of the cylinder that reaches the current intake stroke. . In other words, the injection instruction signal includes information on the final fuel injection amount Fi (k) as the instruction injection amount.

<サブフィードバック補正値の算出>
下流側目標値設定手段A6は、下流側目標値Voxsrefを出力するようになっている。下流側目標値Voxsrefは、上述した弱リッチ空燃比AFRに対応する値Vrich(例えば、0.55(V))に設定される。なお、下流側目標値設定手段A6は、上述した上流側目標空燃比設定手段A2と同様、内燃機関10の運転状態である機関回転速度NE及びアクセルペダル操作量Accp(機関の負荷)等に基づいて下流側目標値Voxsrefを変更するように構成され得る。
<Calculation of sub feedback correction value>
The downstream target value setting means A6 outputs the downstream target value Voxsref. The downstream target value Voxsref is set to a value Vrich (for example, 0.55 (V)) corresponding to the above-described weak rich air-fuel ratio AFR. The downstream target value setting means A6 is based on the engine speed NE, which is the operating state of the internal combustion engine 10, the accelerator pedal operation amount Accp (engine load), and the like, similar to the upstream target air-fuel ratio setting means A2. And may be configured to change the downstream target value Voxsref.

出力偏差量算出手段A7は、下記(3)式に基づいて、下流側目標値設定手段A6により設定されている現時点(具体的には、今回のFi(k)の噴射指示開始時点)での下流側目標値Voxsrefから同現時点での下流側空燃比センサ67の出力値Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxsを求める。出力偏差量算出手段A7は、求めた出力偏差量DVoxsをローパスフィルタA8に出力する。
DVoxs=Voxsref−Voxs …(3)
The output deviation amount calculation means A7 is based on the following equation (3), at the current time set by the downstream target value setting means A6 (specifically, the current Fi (k) injection instruction start time). The output deviation amount DVoxs is obtained by subtracting the current output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 from the downstream target value Voxsref. The output deviation amount calculation means A7 outputs the obtained output deviation amount DVoxs to the low-pass filter A8.
DVoxs = Voxsref−Voxs (3)

ローパスフィルタA8は一次のデジタルフィルタである。ローパスフィルタA8の特性を表す伝達関数A8(s)は下記の(4)式により示される。(4)式において、sはラプラス演算子であり、τ1は時定数である。ローパスフィルタA8は周波数(1/τ1)以上の高周波数成分が通過することを実質的に禁止する。ローパスフィルタA8は出力偏差量DVoxsの値を入力するとともに出力偏差量DVoxsの値をローパスフィルタ処理した後の値であるローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowをPIDコントローラA9に出力する。
A8(s)=1/(1+τ1・s) …(4)
The low-pass filter A8 is a primary digital filter. A transfer function A8 (s) representing the characteristics of the low-pass filter A8 is expressed by the following equation (4). In the equation (4), s is a Laplace operator, and τ1 is a time constant. The low-pass filter A8 substantially prohibits the passage of high-frequency components having a frequency (1 / τ1) or higher. The low-pass filter A8 inputs the value of the output deviation amount DVoxs and outputs the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter, which is a value after low-pass filtering the output deviation amount DVoxs, to the PID controller A9.
A8 (s) = 1 / (1 + τ1 · s) (4)

PIDコントローラA9は、ローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowを下記(5)式に基づいて比例・積分・微分処理(PID処理)し、サブフィードバック補正値Fisubを求める。
Fisub=Kp・DVoxslow+Ki・SDVoxslow+Kd・DDVoxslow …(5)
The PID controller A9 performs proportional / integral / derivative processing (PID processing) on the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter based on the following equation (5) to obtain a sub feedback correction value Fisub.
Fisub = Kp · DVoxslow + Ki · SDVoxslow + Kd · DDVoxslow… (5)

上記(5)式において、Kpは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Kiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)、Kdは予め設定された微分ゲイン(微分定数)である。また、SDVoxslowはローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの時間積分値であり、DDVoxslowはローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの時間微分値である。以上により、サブフィードバック補正値Fisubが求められる。   In the above equation (5), Kp is a preset proportional gain (proportional constant), Ki is a preset integral gain (integral constant), and Kd is a preset differential gain (differential constant). SDVoxslow is a time integral value of the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter, and DDVoxslow is a time differential value of the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter. Thus, the sub feedback correction value Fisub is obtained.

以上から明らかなように、下流側目標値設定手段A6、出力偏差量算出手段A7、ローパスフィルタA8及びPIDコントローラA9はサブフィードバック補正値算出手段を構成している。   As is apparent from the above, the downstream target value setting means A6, the output deviation amount calculation means A7, the low-pass filter A8, and the PID controller A9 constitute sub feedback correction value calculation means.

<メインフィードバック制御及びメインフィードバック補正値の算出>
先に説明したように、上流側触媒53は触媒機能及び酸素吸蔵機能を有している。従って、上流側触媒53の上流の排ガスの空燃比の変動における「比較的周波数の高い高周波数成分(前記周波数1/τ1以上の高周波数成分)」及び「比較的周波数が低く且つ振幅が比較的小さい低周波数成分(前記周波数1/τ1以下の周波数にて変動するとともに理論空燃比からの偏移量が比較的小さい低周波成分)」は、上流側触媒53の触媒機能及び酸素吸蔵機能により吸収されるから、上流側触媒53の下流の排ガスの空燃比の変動として現れ難い。
<Main feedback control and calculation of main feedback correction value>
As described above, the upstream catalyst 53 has a catalytic function and an oxygen storage function. Therefore, in the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the upstream catalyst 53, “high frequency component having a relatively high frequency (high frequency component having the frequency of 1 / τ1 or more)” and “relatively low frequency and relatively low amplitude. A small low frequency component (a low frequency component that fluctuates at a frequency equal to or less than the frequency 1 / τ1 and has a relatively small deviation from the theoretical air-fuel ratio) is absorbed by the catalytic function and oxygen storage function of the upstream catalyst 53. Therefore, it is difficult to appear as a change in the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the upstream side catalyst 53.

従って、例えば、排ガスの空燃比が前記周波数(1/τ1)以上の高周波数で大きく変動するような「過渡運転状態における空燃比の急変」に対する補償は、サブフィードバック制御により行われ得ない。それ故、「過渡運転状態における空燃比の急変」に対する補償を確実に行うためには、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基づいたメインフィードバック制御を行う必要がある。   Therefore, for example, compensation for “sudden change in air-fuel ratio in a transient operation state” in which the air-fuel ratio of exhaust gas greatly fluctuates at a high frequency equal to or higher than the frequency (1 / τ1) cannot be performed by sub-feedback control. Therefore, in order to reliably perform the compensation for “the sudden change in the air-fuel ratio in the transient operation state”, it is necessary to perform the main feedback control based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66.

一方、上流側触媒53の上流の排ガスの空燃比の変動における「周波数が比較的低くて振幅が比較的大きい低周波数成分(例えば、前記周波数(1/τ1)以下の周波数で変動するとともに理論空燃比からの偏移量が比較的大きい低周波成分)」は、上流側触媒53により吸収され得ない。従って、そのような上流側触媒53の上流における空燃比の変動は、所定の遅れを有しながら下流の排ガスの空燃比の変動として現れる。この結果、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとが理論空燃比近傍の空燃比に対して互いに逆方向に偏移した空燃比を示す値となる場合が存在する。この場合、メインフィードバック制御とサブフィードバック制御は機関に供給される混合気の空燃比を互いに逆方向に補正しようとするため、これらの制御の間に空燃比制御上の干渉が生じる場合がある。   On the other hand, in the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the upstream side catalyst 53, “a low-frequency component having a relatively low frequency and a relatively large amplitude (for example, the frequency fluctuates below the frequency (1 / τ1) and the theoretical sky). The low-frequency component having a relatively large deviation from the fuel ratio) cannot be absorbed by the upstream catalyst 53. Therefore, such a variation in the air-fuel ratio upstream of the upstream catalyst 53 appears as a variation in the air-fuel ratio of the downstream exhaust gas with a predetermined delay. As a result, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 become values indicating the air-fuel ratio shifted in the opposite directions with respect to the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. There are cases. In this case, since the main feedback control and the sub-feedback control try to correct the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine in opposite directions, interference in the air-fuel ratio control may occur between these controls.

以上のことから、第1制御装置は、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsの変動における各周波数成分のうち上流側触媒53の下流の空燃比の変動として現れ得る程度の周波数成分である所定の周波数(本例では、周波数(1/τ1))以下の低周波数成分を上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsから除去した値をメインフィードバック制御に使用する。このメインフィードバック制御に使用される上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに応じた値は、本例においては、「メインフィードバック制御用目標空燃比abyfrtgtと上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfs(k)に基づく上流側空燃比(検出空燃比)abyfs(k)との偏差Daf」に対して「ハイパスフィルタ処理を施した値DafHi」である。この値DafHiに基づいてメインフィードバック制御を実行する結果、前述した空燃比制御上の干渉が発生することを回避することができる。より具体的には、メインフィードバック制御の結果として得られるメインフィードバック補正値は以下に述べるようにして求められる。   From the above, the first control device is a predetermined frequency component that can appear as a variation in the air-fuel ratio downstream of the upstream catalyst 53 among the frequency components in the variation in the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66. A value obtained by removing a low frequency component equal to or lower than the frequency (in this example, the frequency (1 / τ1)) from the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 is used for the main feedback control. In this example, the value corresponding to the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 used for the main feedback control is “the target air-fuel ratio for main feedback control abyfrtgt and the output value Vabyfs ( The deviation Daf from the upstream air-fuel ratio (detected air-fuel ratio) abyfs (k) based on k) is “a value DafHi subjected to high-pass filter processing”. As a result of executing the main feedback control based on this value DafHi, it is possible to avoid the occurrence of the above-described interference in air-fuel ratio control. More specifically, the main feedback correction value obtained as a result of the main feedback control is obtained as described below.

テーブル変換手段A10は、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと、図4に示した上流側空燃比センサ出力値Vabyfsと空燃比A/Fとの関係を表すテーブルMapabyfsと、に基づいて、上流側空燃比センサ66が検出している現時点の検出空燃比abyfs(k)を求める。   Based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the table Mapabyfs representing the relationship between the upstream air-fuel ratio sensor output value Vabyfs and the air-fuel ratio A / F shown in FIG. The present detected air-fuel ratio abyfs (k) detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 is obtained.

目標空燃比遅延手段A11は、上流側目標空燃比設定手段A2により決定され、且つ、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されている上流側目標空燃比abyfrのうち、現時点からNストローク(N回の吸気行程)前の時点の上流側目標空燃比abyfrをRAM73から読み出し、これを上流側目標空燃比abyfr(k-N)として設定する。ここで、添え字の(k-N)は、今回の吸気行程からNストローク(4気筒エンジンにおいて、N・180°CA、CA;クランク角)前の吸気行程に対した値であることを示している。上流側目標空燃比abyfr(k-N)は、現時点からNストローク前に吸気行程を迎えた気筒の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)(=Mc(k-N)/abyfr(k-N))を算出するために用いられた上流側目標空燃比である(上記(1)式を参照。)。   The target air-fuel ratio delay means A11 is determined by the upstream target air-fuel ratio setting means A2 and, from among the upstream target air-fuel ratio abyfr stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder, N stroke from the present time The upstream target air-fuel ratio abyfr at the time point before (N intake strokes) is read from the RAM 73 and set as the upstream target air-fuel ratio abyfr (kN). Here, the subscript (kN) indicates a value relative to the intake stroke before the N stroke (N · 180 ° CA, CA: crank angle in a four-cylinder engine) from the current intake stroke. . The upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) is used to calculate the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (kN) (= Mc (kN) / abyfr (kN)) of the cylinder that has reached the intake stroke N strokes before the present time. (See the above formula (1)).

ここで、前記値Nは、内燃機関10の排気量及び燃焼室25から上流側空燃比センサ66までの距離等により異なる値である。このように、現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k-N)をメインフィードバック補正値の算出に用いるのは、インジェクタ39から噴射された燃料を含み且つ燃焼室25内で燃焼された混合気が上流側空燃比センサ66に到達するまでには、Nストロークに相当する無駄時間L1を要するからである。なお、値Nは、機関回転速度NEが大きいほど小さくなり、且つ、機関の負荷(例えば、筒内吸入空気量Mc)が大きくなるほど小さくなるように変更されることが望ましい。   Here, the value N differs depending on the displacement of the internal combustion engine 10, the distance from the combustion chamber 25 to the upstream air-fuel ratio sensor 66, and the like. Thus, the upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) N strokes before the current stroke is used for calculating the main feedback correction value because the fuel containing the fuel injected from the injector 39 and mixed in the combustion chamber 25 is used. This is because a dead time L1 corresponding to the N stroke is required until the air reaches the upstream air-fuel ratio sensor 66. The value N is desirably changed so as to decrease as the engine rotational speed NE increases and to decrease as the engine load (for example, the cylinder intake air amount Mc) increases.

ローパスフィルタA12は、目標空燃比遅延手段A11から出力された現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k-N)に対してローパスフィルタ処理を施し、メインフィードバック制御用目標空燃比(上流側フィードバック制御用目標空燃比)abyfrtgt(k)を算出する。メインフィードバック制御用目標空燃比abyfrtgt(k)を、以下、単に「MFB用目標空燃比abyfrtgt(k)」とも称呼する。このように、MFB用目標空燃比abyfrtgt(k)は、上流側目標空燃比設定手段A2により決定されていた上流側の上流側目標空燃比abyfr(k-N)に応じた値(基づいた値)である。   The low-pass filter A12 performs a low-pass filter process on the upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) N strokes before the current time output from the target air-fuel ratio delay unit A11, and the target air-fuel ratio for main feedback control (upstream feedback) Control target air-fuel ratio) abyfrtgt (k) is calculated. Hereinafter, the main feedback control target air-fuel ratio abyfrtgt (k) is also simply referred to as “MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k)”. Thus, the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) is a value (based on) according to the upstream upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) determined by the upstream target air-fuel ratio setting means A2. is there.

このローパスフィルタA12は一次のディジタル・フィルタである。ローパスフィルタA12の伝達特性A12(s)は下記の(6)式により示される。(6)式において、sはラプラス演算子であり、τは時定数(応答性に関するパラメータ)である。この特性により、周波数(1/τ)以上の高周波数成分の通過が実質的に禁止される。
A12(s)=1/(1+τ・s) …(6)
This low-pass filter A12 is a primary digital filter. The transfer characteristic A12 (s) of the low-pass filter A12 is expressed by the following equation (6). In equation (6), s is a Laplace operator, and τ is a time constant (a parameter related to responsiveness). This characteristic substantially prohibits the passage of high frequency components having a frequency (1 / τ) or higher.
A12 (s) = 1 / (1 + τ · s) (6)

前述したように、上流側空燃比センサ66に到達しているガスの空燃比の値を入力信号とし、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基いて求められる空燃比の値を出力信号とするとき、出力信号は入力信号に対してローパスフィルタ処理(例えば、所謂「なまし処理」を含む一次遅れ処理及び二次遅れ処理等)を施した信号と極めて似た信号となる。この結果、ローパスフィルタA12により生成されるMFB用目標空燃比abyfrtgt(k)は、上流側空燃比センサ66に上流側目標空燃比abyfr(k−N)に応じた望ましい空燃比の排ガスが到達しているとき、実際に上流側空燃比センサ66が出力するであろう値となる。   As described above, the air-fuel ratio value of the gas reaching the upstream air-fuel ratio sensor 66 is used as the input signal, and the air-fuel ratio value obtained based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 is used as the output signal. In this case, the output signal is a signal very similar to a signal obtained by subjecting the input signal to a low-pass filter process (for example, a first-order lag process and a second-order lag process including so-called “smoothing process”). As a result, the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) generated by the low-pass filter A12 reaches the upstream air-fuel ratio sensor 66 with the exhaust gas having a desired air-fuel ratio corresponding to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N). Is the value that the upstream air-fuel ratio sensor 66 will actually output.

上流側空燃比偏差算出手段A13は、下記(7)式に基づいて、「ローパスフィルタA12から出力されたMFB用目標空燃比abyfrtgt(k)」から「テーブル変換手段A10により求められた現時点の検出空燃比abyfs(k)」を減じることにより、空燃比偏差Dafを求める。この空燃比偏差Dafは、Nストローク前の時点において筒内に供給された混合気の空燃比の目標空燃比からの偏差を表す量である。
Daf=abyfrtgt(k)−abyfs(k) …(7)
Based on the following equation (7), the upstream air-fuel ratio deviation calculating means A13 detects “the current detection obtained by the table converting means A10 from the“ MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) output from the low-pass filter A12 ”. The air-fuel ratio deviation Daf is obtained by subtracting the “air-fuel ratio abyfs (k)”. This air-fuel ratio deviation Daf is an amount representing a deviation from the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the cylinder at a time point before the N stroke.
Daf = abyfrtgt (k) −abyfs (k) (7)

ハイパスフィルタA14は一次のフィルタである。ハイパスフィルタA14の特性を表す伝達関数A14(s)は(8)式により示される。(8)式において、sはラプラス演算子であり、τ1は時定数である。時定数τ1は上記ローパスフィルタA8の時定数τ1と同一の時定数である。ハイパスフィルタA14は、周波数(1/τ1)以下の低周波数成分が通過することを実質的に禁止する。
A14(s)={1−1/(1+τ1・s)} …(8)
The high-pass filter A14 is a primary filter. A transfer function A14 (s) representing the characteristics of the high-pass filter A14 is expressed by the equation (8). In the equation (8), s is a Laplace operator, and τ1 is a time constant. The time constant τ1 is the same time constant as the time constant τ1 of the low-pass filter A8. The high-pass filter A14 substantially prohibits the passage of low-frequency components having a frequency of (1 / τ1) or less.
A14 (s) = {1-1 / (1 + τ1 · s)} (8)

ハイパスフィルタA14は、前記上流側空燃比偏差算出手段A13により求められた空燃比偏差Dafを入力するとともに、上記(8)式より表された特性式に従って空燃比偏差Dafをハイパスフィルタ処理した後の値であるメインフィードバック制御用偏差DafHiを出力する。   The high-pass filter A14 receives the air-fuel ratio deviation Daf obtained by the upstream-side air-fuel ratio deviation calculating means A13, and after high-pass filtering the air-fuel ratio deviation Daf according to the characteristic expression expressed by the above equation (8). The main feedback control deviation DafHi, which is a value, is output.

メインフィードバック補正値更新手段A15は、ハイパスフィルタA14の出力値であるメインフィードバック制御用偏差DafHiを比例処理する。即ち、メインフィードバック補正値更新手段A15は、メインフィードバック制御用偏差DafHiに比例ゲインGpHiを乗じることにより、メインフィードバック補正値KFmainを求める。このメインフィードバック補正値KFmainは、前記(2)式により示したように、最終燃料噴射量Fi(k)を求める際に使用される。   The main feedback correction value updating means A15 performs proportional processing on the main feedback control deviation DafHi, which is the output value of the high-pass filter A14. That is, the main feedback correction value updating unit A15 obtains the main feedback correction value KFmain by multiplying the main feedback control deviation DafHi by the proportional gain GpHi. The main feedback correction value KFmain is used when determining the final fuel injection amount Fi (k) as shown by the equation (2).

なお、メインフィードバック補正値更新手段A15は、下記(9)式に基いて、ハイパスフィルタA14の出力値であるメインフィードバック制御用偏差DafHiを比例・積分処理(PI処理)することにより、メインフィードバック補正値KFmainを求めてもよい。
KFmain=(Gphi・DafHi+Gihi・SDafHi)・KFB …(9)
The main feedback correction value updating unit A15 performs main feedback correction by performing proportional / integral processing (PI processing) on the main feedback control deviation DafHi, which is an output value of the high-pass filter A14, based on the following equation (9). The value KFmain may be obtained.
KFmain = (Gphi · DafHi + Gihi · SDafHi) · KFB (9)

上記(9)式において、Gphiは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Gihiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)である。SDafHiはメインフィードバック制御用偏差DafHiの時間積分値である。係数KFBは本例では「1」である。しかしながら、係数KFBは、機関回転速度NE及び筒内吸入空気量Mc等により可変としても良い。   In the above equation (9), Gphi is a preset proportional gain (proportional constant), and Gihi is a preset integral gain (integral constant). SDafHi is a time integral value of the deviation DafHi for main feedback control. The coefficient KFB is “1” in this example. However, the coefficient KFB may be variable depending on the engine speed NE, the cylinder intake air amount Mc, and the like.

以上から明らかなように、上流側目標空燃比設定手段A2、テーブル変換手段A10、目標空燃比遅延手段A11、ローパスフィルタA12、上流側空燃比偏差算出手段A13、ハイパスフィルタA14及びメインフィードバック補正値更新手段A15は、メインフィードバック補正値算出手段を構成している。   As is apparent from the above, the upstream target air-fuel ratio setting means A2, table conversion means A10, target air-fuel ratio delay means A11, low-pass filter A12, upstream air-fuel ratio deviation calculating means A13, high-pass filter A14, and main feedback correction value update The means A15 constitutes a main feedback correction value calculation means.

このように、第1制御装置は、メインフィードバック制御系とサブフィードバック制御系とを補正前基本燃料噴射量Fbasebの算出系に対して並列且つ独立に接続している。即ち、第1制御装置は、補正後基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック補正値KFmainを乗じることによるメインフィードバック制御と、補正後基本燃料噴射量Fbaseとメインフィードバック補正値KFmainとの積にサブフィードバック補正値Fisubを加えることによるサブフィードバック制御とを、独立に実行する。更に、前述したように、メインフィードバック制御用偏差DafHiは、ハイパスフィルタA14によって空燃比偏差Dafにハイパスフィルタ処理を施した値であって上流側触媒53の下流には現れない空燃比変動を反映した値である。従って、メインフィードバック補正値KFmainとサブフィードバック補正値Fisubとは、機関に供給される混合気の空燃比の変動を互いに干渉するように補正することがない。加えて、メインフィードバック制御により過渡運転状態における空燃比の急変が抑制され、サブフィードバック制御により「上流側触媒53の下流の空燃比の変動として現れる緩やかな空燃比の偏移」が解消される。更に、サブフィードバック制御によって、「上流側空燃比センサ66の特性ズレ」及び「上流側空燃比センサ66の配設位置」等に起因する「空燃比の平均に対する検出誤差」により「機関に供給される混合気の空燃比の平均」がウインドウWから外れてしまうことを回避することができる。   As described above, the first control device connects the main feedback control system and the sub feedback control system in parallel and independently to the calculation system of the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb. That is, the first control device performs sub-feedback correction on the product of the main feedback control by multiplying the corrected basic fuel injection amount Fbase by the main feedback correction value KFmain and the corrected basic fuel injection amount Fbase and the main feedback correction value KFmain. The sub-feedback control by adding the value Fisub is executed independently. Further, as described above, the main feedback control deviation DafHi is a value obtained by subjecting the air-fuel ratio deviation Daf to the high-pass filter processing by the high-pass filter A14 and reflects the air-fuel ratio fluctuation that does not appear downstream of the upstream side catalyst 53. Value. Therefore, the main feedback correction value KFmain and the sub feedback correction value Fisub do not correct the air / fuel ratio fluctuations of the air-fuel mixture supplied to the engine so as to interfere with each other. In addition, sudden change of the air-fuel ratio in the transient operation state is suppressed by the main feedback control, and “gradual air-fuel ratio shift appearing as fluctuation of the air-fuel ratio downstream of the upstream catalyst 53” is eliminated by the sub-feedback control. Further, the sub-feedback control supplies the engine with “detection error with respect to the average of the air-fuel ratio” caused by “the characteristic deviation of the upstream air-fuel ratio sensor 66”, “the arrangement position of the upstream air-fuel ratio sensor 66”, and the like. It can be avoided that the “average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture” deviates from the window W.

<基本補正値の算出>
前述したように、サブフィードバック補正値FisubはPIDコントローラA9によりローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowを比例・積分・微分処理することによって算出される。しかしながら、上流側触媒53の酸素吸蔵機能等の影響により機関10の空燃比の変化は少し遅れて同上流側触媒53の下流の排ガスの空燃比の変化として現れる。従って、エアフローメータの検出精度や空気量推定モデルの推定精度に起因する定常的な誤差の大きさが運転領域の急変等によって比較的急激に増大する場合、その誤差に起因する燃料噴射量の過不足分をサブフィードバック制御のみにより直ちに補償することはできない。
<Calculation of basic correction value>
As described above, the sub-feedback correction value Fisub is calculated by performing proportional / integral / derivative processing on the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter by the PID controller A9. However, the change in the air-fuel ratio of the engine 10 is slightly delayed due to the influence of the oxygen storage function of the upstream catalyst 53 and the like, and appears as a change in the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the upstream catalyst 53. Therefore, if the steady-state error due to the detection accuracy of the air flow meter or the estimation accuracy of the air amount estimation model increases relatively rapidly due to a sudden change in the operation region, etc., the excess fuel injection amount due to the error will increase. The shortage cannot be compensated immediately by sub-feedback control alone.

一方、前記酸素吸蔵機能による遅れの影響がないメインフィードバック制御において、ハイパスフィルタA14によるハイパスフィルタ処理は微分処理(D処理)と同等の機能を達成する処理である。従って、ハイパスフィルタA14通過後の値がメインフィードバック補正値更新手段A15の入力値とされている上記メインフィードバック制御においては、仮にメインフィードバック補正値更新手段A15が積分処理を行うことによりメインフィードバック補正値KFmainを求めるように構成されている場合であっても、実質的な積分項を含むメインフィードバック補正値KFmainを算出することができない。それ故、上記メインフィードバック制御より、上記エアフローメータの検出精度や空気量推定モデルの推定精度に起因する燃料噴射量の定常的な誤差は補償され得ない。その結果、運転領域が変化した場合等において、一時的にHC,CO及びNOx等のエミッションの排出量が増大する場合が発生するという可能性がある。   On the other hand, in the main feedback control without the influence of the delay due to the oxygen storage function, the high-pass filter process by the high-pass filter A14 is a process that achieves a function equivalent to the differentiation process (D process). Therefore, in the main feedback control in which the value after passing through the high-pass filter A14 is the input value of the main feedback correction value updating unit A15, the main feedback correction value is updated by the main feedback correction value updating unit A15 performing integration processing. Even if it is configured to obtain KFmain, the main feedback correction value KFmain including a substantial integral term cannot be calculated. Therefore, the main feedback control cannot compensate for a steady error in the fuel injection amount due to the detection accuracy of the air flow meter and the estimation accuracy of the air amount estimation model. As a result, there is a possibility that the emission amount of emissions such as HC, CO and NOx temporarily increases when the operation region changes.

以上のことから、第1制御装置は、下記(10)式により示される「補正前基本燃料噴射量Fbasebを補正する基本補正値KF」を求め、その基本補正値KFによって補正後基本燃料噴射量Fbase(k)を求め、その補正後基本燃料噴射量Fbase(k)を更にメインフィードバック補正値KFmain及びサブフィードバック補正値Fisubにより補正している(上記(2)式を参照。)。

Figure 0004888379
From the above, the first control device obtains the “basic correction value KF for correcting the uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb” expressed by the following equation (10), and the corrected basic fuel injection amount based on the basic correction value KF. Fbase (k) is obtained, and the corrected basic fuel injection amount Fbase (k) is further corrected by the main feedback correction value KFmain and the sub feedback correction value Fisub (see the above formula (2)).
Figure 0004888379

上記(10)式において、Fbasetは、目標空燃比を得るために必要な真の指示噴射量であり、誤差を含まない基本燃料噴射量であるということもできる。以下、Fbasetを、「真の基本燃料噴射量」と称呼する。この真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)は、下記の(11)式により算出される。

Figure 0004888379
In the above equation (10), Fbaset is a true command injection amount necessary for obtaining the target air-fuel ratio, and can be said to be a basic fuel injection amount that does not include an error. Hereinafter, Fbaset is referred to as “true basic fuel injection amount”. This true basic fuel injection amount Fbaset (kN) is calculated by the following equation (11).
Figure 0004888379

上記(11)式について説明を加える。上述したように、現時点における検出空燃比abyfs(k)は最終燃料噴射量Fi(k-N)に基いて噴射された燃料によりもたらされている空燃比である。従って、(11)式における右辺の分子のabyfs(k)・Fi(k-N)は、最終燃料噴射量Fi(k-N)を決定した際の筒内空気量を表していることになる。それ故、(11)式に示したように、最終燃料噴射量Fi(k-N)を決定した時点の筒内空気量(abyfs(k)・Fi(k-N))を、最終燃料噴射量Fi(k-N)を決定した時点の上流側目標空燃比abyfr(k-N)で除することにより、真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)が算出される。   The above formula (11) will be further described. As described above, the detected air-fuel ratio abyfs (k) at the present time is the air-fuel ratio brought about by the injected fuel based on the final fuel injection amount Fi (k−N). Therefore, abyfs (k) · Fi (k−N) of the numerator on the right side in the equation (11) represents the in-cylinder air amount when the final fuel injection amount Fi (k−N) is determined. Therefore, as shown in the equation (11), the in-cylinder air amount (abyfs (k) · Fi (kN)) at the time when the final fuel injection amount Fi (kN) is determined is determined as the final fuel injection amount Fi (kN ) Is divided by the upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) at the time of determination, the true basic fuel injection amount Fbaset (kN) is calculated.

一方、上記(10)式にて使用される補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)は、下記に再度記載した上述の(1)式に基いて求められる。
Fbaseb(k)=Mc(k)/abyfr(k) …(1)
On the other hand, the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) used in the above equation (10) is obtained based on the above equation (1) described again below.
Fbaseb (k) = Mc (k) / abyfr (k) (1)

そこで、第1制御装置は、(1)式、(10)式及び(11)式から得られる下記(12)式に基いて基本補正値KFを求め、求めた基本補正値KFを同基本補正値KFを算出したときの運転領域に対応させてメモリ(バックアップRAM74)に記憶しておく。この運転領域は、例えば、筒内吸入空気量Mcにより区画される。

Figure 0004888379
Therefore, the first control device obtains the basic correction value KF based on the following equation (12) obtained from the equations (1), (10), and (11), and uses the obtained basic correction value KF as the basic correction. The value KF is stored in the memory (backup RAM 74) in correspondence with the operation region when the value KF is calculated. This operating region is partitioned by, for example, the in-cylinder intake air amount Mc.
Figure 0004888379

以下、基本補正値算出手段A16の詳細機能ブロック図である図9を参照しながら、基本補正値KFの実際の算出の仕方について説明する。基本補正値算出手段A16は、A16a〜A16fの各手段等を含んで構成されている。   Hereinafter, an actual calculation method of the basic correction value KF will be described with reference to FIG. 9 which is a detailed functional block diagram of the basic correction value calculation means A16. The basic correction value calculation means A16 includes each means A16a to A16f.

最終燃料噴射量遅延手段A16aは、今回の最終燃料噴射量Fi(k)を遅延させることにより現時点からNストローク前の最終燃料噴射量Fi(k-N)を求める。実際には、最終燃料噴射量遅延手段A16aは最終燃料噴射量Fi(k-N)をRAM73から読み出す。   The final fuel injection amount delay means A16a obtains the final fuel injection amount Fi (k−N) N strokes before the present time by delaying the current final fuel injection amount Fi (k). Actually, the final fuel injection amount delay means A 16 a reads the final fuel injection amount Fi (k−N) from the RAM 73.

目標空燃比遅延手段A16bは、今回の上流側目標空燃比abyfr(k)を遅延させることにより現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k-N)を求める。実際には、目標空燃比遅延手段A16bは上流側目標空燃比abyfr(k-N)をRAM73から読み出す。   The target air-fuel ratio delay unit A16b obtains the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N) N strokes before the current time by delaying the current upstream target air-fuel ratio abyfr (k). Actually, the target air-fuel ratio delay unit A16b reads the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N) from the RAM 73.

真の基本燃料噴射量算出手段A16cは、上記(11)式(Fbaset(k-N)=(abyfs(k)・Fi(k-N)/abyfr(k-N))に従って現時点からNストローク前の真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)を求める。   The true basic fuel injection amount calculation means A16c is the true basic fuel injection N strokes before the present time according to the above equation (11) (Fbaset (kN) = (abyfs (k) · Fi (kN) / abyfr (kN)) Find the quantity Fbaset (kN).

補正前基本燃料噴射量遅延手段A16dは、今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を遅延させることにより現時点からNストローク前の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)を求める。実際には、補正前基本燃料噴射量遅延手段A16dは補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)をRAM73から読み出す。   The pre-correction basic fuel injection amount delay means A16d obtains the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k−N) N strokes before the present time by delaying the current pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k). In practice, the pre-correction basic fuel injection amount delay means A16d reads the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k−N) from the RAM 73.

フィルタ前基本補正値算出手段A16eは、上述した(12)式に基く式(KFbf=Fbaset(k-N)/Fbaseb(k-N))に従って、真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)を補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)で除することにより、フィルタ前基本補正値KFbfを算出する。   The pre-filter basic correction value calculation means A16e calculates the true basic fuel injection amount Fbaset (kN) before correction according to the equation (KFbf = Fbaset (kN) / Fbaseb (kN)) based on the equation (12) described above. By dividing by the amount Fbaseb (kN), the pre-filter basic correction value KFbf is calculated.

ローパスフィルタA16fは、フィルタ前基本補正値KFbfに対してローパスフィルタ処理を施すことにより基本補正値KFを算出する。このローパスフィルタ処理は、基本補正値KFを安定化させるため(フィルタ前基本補正値KFbfに重畳しているノイズ成分を除去するため)に行われる。このようにして求められた基本補正値KFは、現時点からNストローク前の運転状態が属していた運転領域に対応させられながらRAM73及びバックアップRAM74に記憶・格納されて行く。なお、基本補正値KFが格納される運転領域は、例えば、図10に示したように、機関10の負荷(筒内吸入空気量Mc及びアクセルペダル操作量Accp等)により区画されている。この運転領域は、機関回転速度NEと機関の負荷とによって区画されてもよい。   The low-pass filter A16f calculates a basic correction value KF by performing a low-pass filter process on the pre-filter basic correction value KFbf. This low-pass filter process is performed to stabilize the basic correction value KF (to remove the noise component superimposed on the pre-filter basic correction value KFbf). The basic correction value KF obtained in this way is stored and stored in the RAM 73 and the backup RAM 74 while being associated with the operation region to which the operation state N strokes before belongs. Note that the operation region in which the basic correction value KF is stored is divided by the load of the engine 10 (in-cylinder intake air amount Mc, accelerator pedal operation amount Accp, etc.), for example, as shown in FIG. This operating region may be divided by the engine speed NE and the engine load.

このように、基本補正値算出手段A16は、最終燃料噴射量Fi(k)の計算時点が到来する毎に、A16a〜A16fの各手段等を利用して基本補正値KFを更新する。そして、基本補正値算出手段A16は、図8に示したように、最終燃料噴射量Fi(k)の算出時において機関10の運転状態が属する運転領域に格納されている基本補正値KFをバックアップRAM74から読み出し、読み出した基本補正値KFを補正後基本燃料噴射量算出手段A4に提供する。この結果、燃料噴射量(補正前基本燃料噴射量)の定常的な誤差が迅速に補償されていく。   As described above, the basic correction value calculation means A16 updates the basic correction value KF by using the means A16a to A16f each time the final fuel injection amount Fi (k) is calculated. Then, as shown in FIG. 8, the basic correction value calculation means A16 backs up the basic correction value KF stored in the operating region to which the operating state of the engine 10 belongs when calculating the final fuel injection amount Fi (k). The basic correction value KF read from the RAM 74 is provided to the corrected basic fuel injection amount calculation means A4. As a result, a steady error of the fuel injection amount (basic fuel injection amount before correction) is quickly compensated.

(フィルタ再生制御の詳細)
次に、上記ステップ650において実行されるフィルタ再生制御の詳細について説明する。この場合、メインフィードバック制御は停止される。但し、CPU71は、筒内吸入空気量算出手段A1により筒内吸入空気量Mc(k)を求める。そして、CPU71は、第1気筒に対して設定されるフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRにより筒内吸入空気量Mc(k)を除して第1気筒用の燃料噴射量Fib(k)#1を求める。
(Details of filter regeneration control)
Next, details of the filter regeneration control executed in step 650 will be described. In this case, the main feedback control is stopped. However, the CPU 71 obtains the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the in-cylinder intake air amount calculation means A1. Then, the CPU 71 divides the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the filter regeneration control rich air-fuel ratio TR set for the first cylinder, and the fuel injection amount Fib (k) # 1 for the first cylinder. Ask for.

更に、CPU71は、第2気筒〜第4気筒に対して設定されるフィルタ再生制御用リーン空燃比TLにより筒内吸入空気量Mc(k)を除して第2気筒、第3気筒及び第4気筒用の燃料噴射量Fib(k)#2,Fib(k)#3及びFib(k)#4をそれぞれ求める。なお、フィルタ再生制御用リッチ空燃比TR及びフィルタ再生制御用リーン空燃比TLは、下記の(13)式が成立するように予め決定されていて、ROM72内に格納されている。即ち、CPU71は、ROM72からフィルタ再生制御用リッチ空燃比TR及びフィルタ再生制御用リーン空燃比TLを読み出す。(13)式において、STは理論空燃比である。(13)の左辺の分母の「3」は機関10の気筒数(n=4)から「1」を減算した値である。(13)式は、左辺により表される「第1気筒に供給される混合気により生じる理論空燃比からの燃料の一気筒あたりの過剰分」が、右辺により表される「第2〜第4気筒に供給される混合気により生じる理論空燃比からの燃料の一気筒あたりの不足分」と等しいことを表す。

Figure 0004888379
Further, the CPU 71 divides the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL set for the second cylinder to the fourth cylinder, and the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder. Cylinder fuel injection amounts Fib (k) # 2, Fib (k) # 3, and Fib (k) # 4 are obtained. Note that the filter regeneration control rich air-fuel ratio TR and the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL are determined in advance so that the following expression (13) is satisfied, and stored in the ROM 72. That is, the CPU 71 reads out the filter regeneration control rich air-fuel ratio TR and the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL from the ROM 72. In the equation (13), ST is the stoichiometric air fuel ratio. The denominator “3” on the left side of (13) is a value obtained by subtracting “1” from the number of cylinders of the engine 10 (n = 4). The expression (13) indicates that “the excess per one cylinder from the stoichiometric air-fuel ratio generated by the air-fuel mixture supplied to the first cylinder” represented by the left side is represented by “second to fourth”. This means that the fuel shortage per cylinder from the stoichiometric air-fuel ratio generated by the air-fuel mixture supplied to the cylinders is equal.
Figure 0004888379

そして、CPU71は、下流側目標値設定手段A6、出力偏差量算出手段A7、ローパスフィルタA8及びPIDコントローラA9を用いて「サブフィードバック補正値Fisub」を求め、下記(14)式に従って今回の気筒別最終燃料噴射量Fi(k)#Nを算出する。#Nは気筒を表す。即ち、例えば、Fi(k)#1は今回の第1気筒に対する燃料噴射量を示す。
Fi(k)#N=Fib(k)#N+Fisub …(14)
Then, the CPU 71 obtains the “sub feedback correction value Fisub” using the downstream target value setting means A6, the output deviation amount calculating means A7, the low pass filter A8 and the PID controller A9, and according to the following equation (14), A final fuel injection amount Fi (k) #N is calculated. #N represents a cylinder. That is, for example, Fi (k) # 1 indicates the current fuel injection amount for the first cylinder.
Fi (k) # N = Fib (k) # N + Fisub (14)

(実際の作動)
次に、第1制御装置の実際の作動について説明する。以下、説明の便宜上、「MapX(a1,a2,…)」は、a1,a2,…を引数とする値Xを求めるためのテーブルを表すものとする。また、引数の値がセンサの検出値である場合、その引数の値には現在値が適用される。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the first control device will be described. Hereinafter, for convenience of explanation, “MapX (a1, a2,...)” Represents a table for obtaining a value X having a1, a2,. If the argument value is a sensor detection value, the current value is applied to the argument value.

<最終燃料噴射量Fi(k)の算出>
CPU71は、図11にフローチャートにより示した最終燃料噴射量Fiの計算及び噴射指示を行うルーチンを、各気筒のクランク角が各気筒の吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、CPU71はステップ1100から処理を開始してステップ1105に進み、現在の運転状態がフューエルカット条件(減速フューエルカット条件)を満足するか否かを判定する。
<Calculation of final fuel injection amount Fi (k)>
The CPU 71 performs the routine for calculating the final fuel injection amount Fi and the injection instruction shown in the flowchart of FIG. 11 according to a predetermined crank angle (for example, BTDC 90 ° CA) before the intake top dead center of each cylinder. Each time it becomes, it is executed repeatedly. Therefore, when the crank angle of an arbitrary cylinder reaches the predetermined crank angle, the CPU 71 starts processing from step 1100 and proceeds to step 1105, and whether or not the current operating state satisfies the fuel cut condition (deceleration fuel cut condition). Determine whether.

フューエルカット条件は、例えば、アクセルペダル操作量Accpが「0」であり、且つ、機関回転速度NEがフューエルカット回転速度NEFC以上であるときに成立する。このフューエルカット条件は、フューエルカット中(フューエルカット条件成立中)においてアクセルペダル操作量Accpが「0」でなくなるか、又は、機関回転速度NEがフューエルカット復帰回転速度NEFK以下となったときに不成立となり、フューエルカット復帰条件が成立する。フューエルカット復帰回転速度NEFKは、フューエルカット回転速度NEFCよりも小さい。フューエルカット制御が終了されて燃料噴射が再開されることを「フューエルカット復帰」とも称呼する。   The fuel cut condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal operation amount Accp is “0” and the engine speed NE is equal to or higher than the fuel cut speed NEFC. This fuel cut condition is not satisfied when the accelerator pedal operation amount Accp is not "0" during the fuel cut (when the fuel cut condition is satisfied) or when the engine speed NE is equal to or lower than the fuel cut return speed NEFK. Thus, the fuel cut return condition is satisfied. The fuel cut return rotational speed NEFK is smaller than the fuel cut rotational speed NEFC. The completion of the fuel cut control and the resumption of fuel injection is also referred to as “fuel cut return”.

いま、フューエルカット条件が成立していれば、CPU71はステップ1105にて「Yes」と判定してステップ1195に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。従って、燃料噴射の指示を行うステップ1150が実行されないので、燃料噴射は停止される(フューエルカット制御が実行される。)。   If the fuel cut condition is satisfied, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 1105 to directly proceed to step 1195 to end the present routine tentatively. Accordingly, since step 1150 for instructing fuel injection is not executed, fuel injection is stopped (fuel cut control is executed).

一方、ステップ1105の判定時点においてフューエルカット条件が成立していなければ、CPU71はステップ1105にて「No」と判定してステップ1110に進み、テーブルMapMc(NE,Ga)に基づいて今回の吸気行程を迎える気筒(以下、「燃料噴射気筒」と云うこともある。)に吸入される今回の筒内吸入空気量Mc(k)を推定・決定する。次に、CPUはステップ1115に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。   On the other hand, if the fuel cut condition is not satisfied at the time of determination in step 1105, the CPU 71 determines “No” in step 1105, proceeds to step 1110, and based on the table MapMc (NE, Ga), the current intake stroke. The in-cylinder intake air amount Mc (k) this time taken into the cylinder (hereinafter also referred to as “fuel injection cylinder”) is estimated and determined. Next, the CPU proceeds to step 1115 to determine whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”.

いま、微粒子捕集フィルタ54を再生する要求が発生しておらず、従って、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定して説明を続ける。なお、フィルタ再生要求フラグXPMの値は後述する図15のフィルタ再生要求フラグXPM操作ルーチンにて変更される。   Now, the description will be continued assuming that a request for regenerating the particulate collection filter 54 has not occurred, and therefore the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. The value of the filter regeneration request flag XPM is changed by a filter regeneration request flag XPM operation routine of FIG.

この場合、CPU71は、以下に記載したステップ1120乃至ステップ1150の処理を順に行い、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1120:CPU71は、開閉弁57を閉じる指示を開閉弁57に与え、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を遮断する。これにより、機関10から排出された排ガスは総て集合部51b及びエギゾーストパイプ52(即ち、主通路部)を通過する。
ステップ1125:CPU71は、上流側目標空燃比abyfr(k)に理論空燃比STを設定する。
ステップ1130:CPU71は、後述するルーチンによって計算されるとともにバックアップRAM74に運転領域毎に格納されている基本補正値KFの中から、現時点における運転状態が属する運転領域に格納されている基本補正値KFを読み出す。更に、CPU71は後述するルーチンにより求められているメインフィードバック補正値KFmainを読み出す。
In this case, the CPU 71 sequentially performs the processing from step 1120 to step 1150 described below, proceeds to step 1195, and once ends this routine.
Step 1120: The CPU 71 gives an instruction to close the on-off valve 57 to the on-off valve 57, and shuts off the bypass passage of the bypass passage forming member 56. Thereby, all the exhaust gas discharged from the engine 10 passes through the collecting portion 51b and the exhaust pipe 52 (that is, the main passage portion).
Step 1125: The CPU 71 sets the theoretical air fuel ratio ST to the upstream target air fuel ratio abyfr (k).
Step 1130: The CPU 71 calculates a basic correction value KF stored in the operation region to which the current operation state belongs, out of the basic correction values KF calculated for each operation region in the backup RAM 74 and calculated by a routine described later. Is read. Further, the CPU 71 reads a main feedback correction value KFmain obtained by a routine described later.

ステップ1135:CPU71は、上記ステップ1110にて求めた筒内吸入空気量Mc(k)を上流側目標空燃比abyfr(k)で除することにより、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を算出する。補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)は各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。
ステップ1140:CPU71は、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に基本補正値KFを乗じた値を補正後基本燃料噴射量Fbaseとして設定する。
Step 1135: The CPU 71 calculates the uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k) by dividing the in-cylinder intake air amount Mc (k) obtained in step 1110 by the upstream target air-fuel ratio abyfr (k). To do. The uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k) is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.
Step 1140: The CPU 71 sets a value obtained by multiplying the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction by the basic correction value KF as the corrected basic fuel injection amount Fbase.

ステップ1145:CPU71は、上記(2)式(及び上記(14)式)に従い、補正後基本燃料噴射量Fbaseとメインフィードバック補正値KFmainとの積にサブフィードバック補正値Fisubを加えて今回の最終燃料噴射量Fi(k)を求める。
ステップ1150:CPU71は、最終燃料噴射量Fi(k)の燃料が燃料噴射気筒に対するインジェクタ39から噴射されるように、そのインジェクタ39に対して噴射指示を行う。
Step 1145: The CPU 71 adds the sub-feedback correction value Fisub to the product of the corrected basic fuel injection amount Fbase and the main feedback correction value KFmain according to the above equation (2) (and the above equation (14)), and this final fuel for this time Obtain the injection amount Fi (k).
Step 1150: The CPU 71 issues an injection instruction to the injector 39 so that fuel of the final fuel injection amount Fi (k) is injected from the injector 39 for the fuel injection cylinder.

以上の処理により、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」である場合、総ての気筒に対して、理論空燃比STを上流側目標空燃比abyfr(k)として決定された燃料噴射量Fi(k)の燃料が噴射される。このようにして、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」である場合、上述した通常制御が実行される。   Through the above processing, when the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”, the fuel injection amount Fi determined with the theoretical air-fuel ratio ST as the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) for all the cylinders. (k) fuel is injected. In this way, when the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”, the above-described normal control is executed.

次に、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に変更された場合の処理について説明する。この場合、CPU71はステップ1115にて「Yes」と判定してステップ1155に進み、開閉弁57を閉じる指示を開閉弁57に与え、それにより、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を遮断する。次いで、CPU71はステップ1160に進み、燃料噴射気筒が第1気筒であるか否かを判定する。   Next, processing when the value of the filter regeneration request flag XPM is changed to “1” will be described. In this case, the CPU 71 determines “Yes” at step 1115 and proceeds to step 1155 to give an instruction to close the on-off valve 57 to the on-off valve 57, thereby blocking the bypass passage of the bypass passage forming member 56. Next, the CPU 71 proceeds to step 1160 to determine whether or not the fuel injection cylinder is the first cylinder.

いま、燃料噴射気筒が第1気筒であるとすると、CPU71はステップ1160にて「Yes」と判定してステップ1165に進み、上流側目標空燃比abyfr(k)にフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRを設定する。前述したように、フィルタ再生制御用リッチ空燃比TRは理論空燃比STよりもリッチ側の予め定められた空燃比である。次に、CPU71はステップ1170に進み、基本補正値KFの値を「1」に設定するとともに、メインフィードバック補正値KFmainの値を「1」に設定する。その後、CPU71は上述したステップ1135乃至ステップ1150の処理を行い、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Assuming that the fuel injection cylinder is the first cylinder, the CPU 71 determines “Yes” in step 1160 and proceeds to step 1165 to set the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k). Set. As described above, the filter regeneration control rich air-fuel ratio TR is a predetermined air-fuel ratio richer than the theoretical air-fuel ratio ST. Next, the CPU 71 proceeds to step 1170 to set the basic correction value KF to “1” and the main feedback correction value KFmain to “1”. After that, the CPU 71 performs the processing from step 1135 to step 1150 described above, proceeds to step 1195, and once ends this routine.

以上の処理により、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」である場合、第1気筒に供給される混合気の空燃比がフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRに制御される。   With the above processing, when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder is controlled to the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control.

一方、CPU71がステップ1160に進んだとき、燃料噴射気筒が第1気筒以外の気筒(第2〜第4気筒)であると、CPU71はステップ1160にて「No」と判定してステップ1175に進み、上流側目標空燃比abyfr(k)にフィルタ再生制御用リーン空燃比TLを設定する。前述したように、フィルタ再生制御用リーン空燃比TLは理論空燃比STよりもリーン側の空燃比であり、フィルタ再生制御用リッチ空燃比TRとの間で上記(13)式が成立するように予め定められている。そして、CPU71はステップ1170と、ステップ1135乃至ステップ1150と、の処理を行い、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, when the CPU 71 proceeds to step 1160, if the fuel injection cylinder is a cylinder other than the first cylinder (second to fourth cylinders), the CPU 71 determines “No” in step 1160 and proceeds to step 1175. Then, the lean air-fuel ratio TL for filter regeneration control is set to the upstream target air-fuel ratio abyfr (k). As described above, the lean air-fuel ratio TL for filter regeneration control is an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio ST, and the above equation (13) is established with the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control. It is predetermined. Then, the CPU 71 performs processing of step 1170 and steps 1135 to 1150, proceeds to step 1195, and once ends this routine.

以上の処理により、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」である場合、第2乃至第4気筒に供給される混合気の空燃比がフィルタ再生制御用リーン空燃比TLに制御される。このようにして、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」である場合、上述したフィルタ再生制御が実行される。   With the above processing, when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the second to fourth cylinders is controlled to the lean air-fuel ratio TL for filter regeneration control. In this way, when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the above-described filter regeneration control is executed.

<メインフィードバック補正値の計算>
次に、メインフィードバック補正値KFmainを算出する際の作動について説明する。CPU71は図12にフローチャートにより示したルーチンを実行周期Δt(一定)の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングにてCPU71はステップ1200から処理を開始し、以下に記載したステップ1205及びステップ1210の処理を順に行った後、ステップ1215に進む。なお、この実行周期Δtは、例えば、機関回転速度NEが想定される最大の機関回転速度である場合における連続する二つの噴射指示の発生時間間隔より短い時間に設定されている。
<Calculation of main feedback correction value>
Next, the operation for calculating the main feedback correction value KFmain will be described. The CPU 71 is configured to repeatedly execute the routine shown in the flowchart of FIG. 12 at every elapse of the execution cycle Δt (constant). Accordingly, the CPU 71 starts processing from step 1200 at a predetermined timing, sequentially performs the processing of steps 1205 and 1210 described below, and then proceeds to step 1215. The execution period Δt is set to a time shorter than the generation time interval between two consecutive injection instructions when the engine speed NE is the maximum engine speed assumed, for example.

ステップ1205:CPU71は、ステップ1205に記載した簡易のローパスフィルタ式(abyfrtgt(k)=α・abyfrtgtold+(1−α)・abyfr(k−N))に従ってMFB用目標空燃比abyfrtgt(k)を求める。この処理は、前述した目標空燃比遅延手段A11及びローパスフィルタA12の処理に対応している。ここで、αは0より大きく1より小さい定数であり、上記ローパスフィルタA12の時定数τに応じて設定されている。abyfrtgtoldは、次のステップ1210にて設定される「前回本ルーチンを実行した際に算出されたMFB用目標空燃比abyfrtgt」である。abyfrtgtoldは、前回MFB用目標空燃比(前回メインフィードバック制御用目標空燃比)と称呼される。abyfr(k−N)は、現時点からNストローク前の上流側目標空燃比である。但し、本例においては、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であって通常制御が実行される場合にのみメインフィードバック制御が実行される(後述するステップ1215を参照。)。通常制御における上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比STである(前述した図11のステップ1125を参照。)。従って、ステップ1205の処理は、MFB用目標空燃比abyfrtgt(k)を理論空燃比STに設定する処理に置換することもできる。   Step 1205: The CPU 71 obtains the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) according to the simple low-pass filter equation (abyfrtgt (k) = α · abyfrtgtold + (1−α) · abyfr (k−N)) described in step 1205. . This process corresponds to the process of the target air-fuel ratio delay unit A11 and the low-pass filter A12 described above. Here, α is a constant larger than 0 and smaller than 1, and is set according to the time constant τ of the low-pass filter A12. abyfrtgtold is “the target air-fuel ratio for MFB abyfrtgt calculated when this routine was executed last time” set in the next step 1210. abyfrtgtold is referred to as the previous MFB target air-fuel ratio (previous main feedback control target air-fuel ratio). abyfr (k−N) is the upstream target air-fuel ratio N strokes before the current time. However, in this example, the main feedback control is executed only when the value of the filter regeneration request flag XPM is “0” and normal control is executed (see step 1215 described later). The upstream target air-fuel ratio abyfr in the normal control is the theoretical air-fuel ratio ST (see step 1125 in FIG. 11 described above). Therefore, the process of step 1205 can be replaced with a process of setting the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) to the theoretical air-fuel ratio ST.

ステップ1210:CPU71は、次回の本ルーチンの実行のために、前回MFB用目標空燃比abyfrtgtoldにステップ1205にて算出したMFB用目標空燃比abyfrtgt(k)を格納する。   Step 1210: The CPU 71 stores the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) calculated in step 1205 in the previous MFB target air-fuel ratio abyfrtgtold for the next execution of this routine.

次に、CPU71はステップ1215に進み、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値が「1」であるか否かを判定する。メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値は、メインフィードバック制御条件が成立したときに「1」に設定され、メインフィードバック制御条件が不成立のとき「0」に設定される。更に、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値は、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変更された際に実行されるイニシャルルーチンにて「0」に設定される。メインフィードバック制御条件は、例えば、以下の総ての条件J1〜J3が成立したときに成立する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1215 to determine whether or not the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is “1”. The value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is set to “1” when the main feedback control condition is satisfied, and is set to “0” when the main feedback control condition is not satisfied. Further, the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is set to “0” in an initial routine executed when an ignition key switch (not shown) is changed from the off position to the on position. The main feedback control condition is satisfied when, for example, all of the following conditions J1 to J3 are satisfied.

J1:上流側空燃比センサ66が活性化している。
J2:フューエルカット条件が不成立である。
J3:フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」である。
J1: The upstream air-fuel ratio sensor 66 is activated.
J2: The fuel cut condition is not established.
J3: The value of the filter regeneration request flag XPM is “0”.

いま、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値が「1」であるとすると、CPU71は、ステップ1215にて「Yes」と判定し、以下に記載したステップ1220乃至ステップ1235の処理を順に行い、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, assuming that the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 1215, sequentially performs the processing of steps 1220 to 1235 described below, Proceeding to 1295, the present routine is ended once.

ステップ1220:CPU71は、現時点の上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsを図4に示したテーブルMapabyfs(Vabyfs)に基づいて変換することにより、現時点の検出空燃比abyfs(k)を求める。
ステップ1225:CPU71は、上記(7)式であるステップ1225内に記載した式に従ってMFB用目標空燃比abyfrtgt(k)から今回の検出空燃比abyfs(k)を減じることにより、空燃比偏差Dafを求める。
Step 1220: The CPU 71 obtains the current detected air-fuel ratio abyfs (k) by converting the current output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 based on the table Mapabyfs (Vabyfs) shown in FIG.
Step 1225: The CPU 71 subtracts the current detected air-fuel ratio abyfs (k) from the MFB target air-fuel ratio abyfrtgt (k) according to the equation described in step 1225, which is the above equation (7), to thereby obtain the air-fuel ratio deviation Daf. Ask.

ステップ1230:CPU71は、空燃比偏差Dafに上記(8)式により表された特性を有するハイパスフィルタ処理を施すことにより、メインフィードバック制御用偏差DafHiを取得する。この処理は、前述したハイパスフィルタA14による処理に対応している。
ステップ1235:CPU71は、メインフィードバック制御用偏差DafHiに比例ゲインGpHiを乗じて得られる積に値「1」を加えることにより、メインフィードバック補正値KFmainを求める。
Step 1230: The CPU 71 obtains a main feedback control deviation DafHi by applying a high-pass filter process having the characteristic expressed by the above equation (8) to the air-fuel ratio deviation Daf. This processing corresponds to the processing by the high-pass filter A14 described above.
Step 1235: The CPU 71 obtains a main feedback correction value KFmain by adding a value “1” to the product obtained by multiplying the main feedback control deviation DafHi by the proportional gain GpHi.

一方、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値が「0」であるとすると、CPU71は、ステップ1215にて「No」と判定し、以下に記載したステップ1240及びステップ1245の処理を順に行い、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1240:CPU71は、メインフィードバック補正値KFmainを「1」に設定する。
ステップ1245:CPU71は、基本補正値KFを「1」に設定する。
On the other hand, if the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is “0”, the CPU 71 determines “No” in step 1215, performs the processes of step 1240 and step 1245 described below in order, Proceeding to 1295, the present routine is ended once.
Step 1240: The CPU 71 sets the main feedback correction value KFmain to “1”.
Step 1245: The CPU 71 sets the basic correction value KF to “1”.

このように、メインフィードバック制御条件が不成立(XmainFB=0)の場合、メインフィードバック補正値KFmainの更新が停止されるとともに、メインフィードバック補正値KFmainの値が「1」に設定されるので、メインフィードバック制御が停止される(メインフィードバック補正値KFmainの最終燃料噴射量Fiへの反映が停止される)。また、メインフィードバック制御条件が不成立の場合、基本補正値KFの値が「1」に設定されるので、基本補正値KFの最終燃料噴射量Fiへの反映が停止される。   Thus, when the main feedback control condition is not satisfied (XmainFB = 0), the update of the main feedback correction value KFmain is stopped and the value of the main feedback correction value KFmain is set to “1”. The control is stopped (reflecting the main feedback correction value KFmain to the final fuel injection amount Fi is stopped). When the main feedback control condition is not satisfied, the basic correction value KF is set to “1”, and the reflection of the basic correction value KF to the final fuel injection amount Fi is stopped.

<サブフィードバック補正値の計算>
次に、サブフィードバック補正値Fisubを算出するための作動について説明する。CPU71は図13にフローチャートにより示したルーチンを、所定時間が経過する毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになるとCPU71はステップ1300から処理を開始し、ステップ1305に進んでサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「1」であるか否かを判定する。
<Calculation of sub feedback correction value>
Next, an operation for calculating the sub feedback correction value Fisub will be described. The CPU 71 repeatedly executes the routine shown in the flowchart of FIG. 13 every time a predetermined time elapses. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU 71 starts processing from step 1300 and proceeds to step 1305 to determine whether or not the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1”.

サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値は、サブフィードバック制御条件が成立したときに「1」に設定され、サブフィードバック制御条件が不成立のとき「0」に設定される。更に、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値は、図示しない前記イニシャルルーチンにて「0」に設定される。サブフィードバック制御条件は、例えば、以下の総ての条件K1及びK2が成立したときに成立する。   The value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is set to “1” when the sub feedback control condition is satisfied, and is set to “0” when the sub feedback control condition is not satisfied. Further, the value of the sub-feedback control condition satisfaction flag XsubFB is set to “0” in the initial routine (not shown). The sub feedback control condition is satisfied when, for example, all of the following conditions K1 and K2 are satisfied.

K1:下流側空燃比センサ67が活性化している。
K2:フューエルカット条件が不成立である。
なお、サブフィードバック制御条件には、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であることが含まれていない。換言すると、サブフィードバック制御条件は、上述したように、通常制御及びフィルタ再生制御のいずれにおいても実行される。
K1: The downstream air-fuel ratio sensor 67 is activated.
K2: The fuel cut condition is not established.
The sub feedback control condition does not include that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In other words, the sub feedback control condition is executed in both the normal control and the filter regeneration control as described above.

いま、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「1」であるとすると、CPU71は、ステップ1305にて「Yes」と判定し、以下に記載したステップ1310乃至ステップ1335の処理を順に行い、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, assuming that the value of the sub-feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 1305, performs the processing of steps 1310 to 1335 described below in order, Proceed to 1395 to end the present routine tentatively.

ステップ1310:CPU71は、上記(3)式であるステップ1310内に記載した式に従って、下流側目標値Voxsrefから現時点の下流側空燃比センサ67の出力値Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxsを求める。なお、前述したように、下流側目標値Voxsrefは弱リッチ空燃比AFRに対応したVrichに設定されている。
ステップ1315:CPU71は、出力偏差量DVoxsに対して上記(4)式により表された特性を有するローパスフィルタ処理を施すことによりローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowを算出する。
Step 1310: The CPU 71 reduces the output deviation amount DVoxs by subtracting the current output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 from the downstream target value Voxsref according to the equation described in step 1310, which is the above equation (3). Ask. As described above, the downstream target value Voxsref is set to Vrich corresponding to the weak rich air-fuel ratio AFR.
Step 1315: The CPU 71 calculates the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter by performing low-pass filter processing having the characteristic expressed by the above equation (4) on the output deviation amount DVoxs.

ステップ1320:CPU71は、下記(13)式に基づきローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの微分値DDVoxslowを求める。(13)式において、DVoxslow1は前回の本ルーチン実行時においてステップ1335(後述)にて更新された「ローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslow」の前回値である。また、Δtは本ルーチンが前回実行された時点から今回実行された時点までの時間である。
DDVoxslow=(DVoxslow-DVoxslow1)/Δt …(13)
Step 1320: The CPU 71 obtains a differential value DDVoxslow of the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter based on the following equation (13). In the equation (13), DVoxslow1 is the previous value of “the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter” updated in step 1335 (described later) at the previous execution of this routine. Δt is the time from the time when this routine was executed last time to the time when this routine was executed this time.
DDVoxslow = (DVoxslow-DVoxslow1) / Δt (13)

ステップ1325:CPU71は、上記(5)式であるステップ1325内に示した式に従ってサブフィードバック補正値Fisubを求める。
ステップ1330:CPU71は、その時点におけるローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの積分値SDVoxslowに上記ステップ1315にて求めたローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowを加えて、新たなローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの積分値SDVoxslowを求める。
ステップ1335:CPU71は、ローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの前回値DVoxslow1に上記ステップ1315にて求めたローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowを格納する。
Step 1325: The CPU 71 obtains the sub feedback correction value Fisub according to the equation shown in step 1325 which is the equation (5).
Step 1330: The CPU 71 adds the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter obtained in the above step 1315 to the integrated value SDVoxslow of the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter at that time, to thereby obtain a new output deviation amount after passing through the low-pass filter Find the integrated value SDVoxslow of DVoxslow.
Step 1335: The CPU 71 stores the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter obtained in step 1315 in the previous value DVoxslow1 of the output deviation amount DVoxslow after passing through the low-pass filter.

一方、ステップ1305の判定時において、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「0」であるとすると、CPU71はステップ1305にて「No」と判定してステップ1340に進み、サブフィードバック補正値Fisubを「0」に設定し、続くステップ1345にてローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxslowの積分値SDVoxslowを「0」に設定した後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “0” at the time of determination in step 1305, the CPU 71 determines “No” in step 1305 and proceeds to step 1340 to execute the sub feedback correction value Fisub. Is set to “0”, and in step 1345, the integrated value SDVoxslow of the output deviation DVoxslow after passing through the low-pass filter is set to “0”. Then, the process proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively.

このように、サブフィードバック制御条件が不成立(XsubFB=0)であるとき、サブフィードバック補正値Fisubが「0」に設定されるから、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに応じた空燃比のフィードバック制御は行われない。なお、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」から「1」へと変化した直後、及び/又は、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」から「0」へと変化した直後、サブフィードバック補正値Fisubを「0」に設定するとともに、積分値SDVoxslowを「0」に設定してもよい。   Thus, when the sub-feedback control condition is not satisfied (XsubFB = 0), the sub-feedback correction value Fisub is set to “0”, so the air-fuel ratio corresponding to the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 is reduced. Feedback control is not performed. Note that immediately after the value of the filter regeneration request flag XPM changes from “0” to “1” and / or immediately after the value of the filter regeneration request flag XPM changes from “1” to “0”, sub-feedback is performed. The correction value Fisub may be set to “0” and the integral value SDVoxslow may be set to “0”.

<基本補正値の計算と記憶・格納>
CPU71は図14にフローチャートにより示したルーチンを、図11に示したルーチンの実行に先だって繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングにてCPU71はステップ1400から処理を開始し、ステップ1405に進んでメインフィードバック制御条件成立フラグXmainFB及びサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が共に「1」であるか否かを判定する。いま、これらのフラグの両方が「1」であるとすると、CPU71は、以下に記載したステップ1410乃至ステップ1430の処理を順に行い、ステップ1495に進んで本ルーチンを一旦終了する。
<Calculation, storage and storage of basic correction values>
The CPU 71 is configured to repeatedly execute the routine shown in the flowchart of FIG. 14 prior to the execution of the routine shown in FIG. Therefore, the CPU 71 starts processing from step 1400 at a predetermined timing, and proceeds to step 1405 to determine whether or not both the values of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB and the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB are “1”. judge. Now, assuming that both of these flags are “1”, the CPU 71 sequentially performs the processing from step 1410 to step 1430 described below, proceeds to step 1495, and once ends this routine.

ステップ1410:CPU71は、上記(11)式であるステップ1410内に記載した式に従って、現時点における検出空燃比abyfs(k)と現時点からNストローク前の最終燃料噴射量Fi(k-N)との積を現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k-N)により除することによって、現時点からNストローク前の真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)を算出する。なお、現時点からNストローク前の最終燃料噴射量Fi(k-N)及び現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k-N)は、いずれもRAM73から読み出される。   Step 1410: The CPU 71 calculates the product of the detected air-fuel ratio abyfs (k) at the current time and the final fuel injection amount Fi (kN) N strokes before the current time according to the equation described in Step 1410 which is the above equation (11). By dividing by the upstream target air-fuel ratio abyfr (kN) N strokes before the current time, the true basic fuel injection amount Fbaset (kN) N strokes before the current time is calculated. Note that the final fuel injection amount Fi (k−N) N strokes before the current time and the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N) N strokes before the current time are both read from the RAM 73.

ステップ1415:CPU71は、上記(12)式と同じ式であるステップ1415に記載した式に基いて、ステップ1410にて算出した現時点からNストローク前の真の基本燃料噴射量Fbaset(k-N)を現時点からNストローク前の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)により除することによって、基本補正値KFの基礎となる今回値KFnew(フィルタ前基本補正値KFbf)を算出する。なお、現時点からNストローク前の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k-N)はRAM73から読み出される。   Step 1415: The CPU 71 calculates the true basic fuel injection amount Fbaset (kN) N strokes before the current time calculated in step 1410 based on the equation described in step 1415, which is the same equation as the above equation (12). Is divided by the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (kN) before N strokes to calculate the current value KFnew (pre-filter basic correction value KFbf) that is the basis of the basic correction value KF. The uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k−N) N strokes before the current time is read from the RAM 73.

ステップ1420:CPU71は、現時点からNストローク前の時点における機関10の運転状態が属する運転領域に対応してバックアップRAM74内に格納してある基本補正値KFを同バックアップRAM74から読み出す。この読み出された基本補正値KFは、過去の基本補正値KFoldである。
ステップ1425:CPU71は、ステップ1425に記載した簡易のローパスフィルタ式(KF=β・KFold+(1−β)・KFnew)に従って新たな基本補正値KF(最終基本補正値KF)を算出する。ここで、βは0より大きく1より小さい定数である。
Step 1420: The CPU 71 reads out from the backup RAM 74 the basic correction value KF stored in the backup RAM 74 corresponding to the operating region to which the operating state of the engine 10 at the time N strokes before the current time belongs. The read basic correction value KF is a past basic correction value KFold.
Step 1425: The CPU 71 calculates a new basic correction value KF (final basic correction value KF) according to the simple low-pass filter equation (KF = β · KFold + (1−β) · KFnew) described in Step 1425. Here, β is a constant larger than 0 and smaller than 1.

ステップ1430:CPU71は、ステップ1425にて求められた基本補正値KFを、現時点からNストローク前の時点における機関10の運転状態が属する運転領域に対応したバックアップRAM74内の格納領域に記憶・格納する。
このようにして、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値が「1」である場合、基本補正値KFが更新され、且つ、記憶されて行く。
Step 1430: The CPU 71 stores and stores the basic correction value KF obtained in step 1425 in a storage area in the backup RAM 74 corresponding to the operation area to which the operation state of the engine 10 at the time point N strokes before the current time point belongs. .
In this way, when the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB is “1”, the basic correction value KF is updated and stored.

一方、メインフィードバック制御条件成立フラグXmainFBの値及びサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFMの値の何れかが「0」であるとすると、CPU71はステップ1405にて「No」と判定し、ステップ1495に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、基本補正値KFの更新及び同基本補正値KFのバックアップRAM74への記憶・格納処理は実行されない。   On the other hand, if any of the value of the main feedback control condition satisfaction flag XmainFB and the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFM is “0”, the CPU 71 determines “No” in step 1405 and directly goes to step 1495. Proceed to end this routine. In this case, updating of the basic correction value KF and storage / storage processing of the basic correction value KF in the backup RAM 74 are not executed.

<フィルタ再生要求フラグの操作>
次に、フィルタ再生要求フラグXPMの操作のための作動について説明する。CPU71は所定時間の経過毎に図15にフローチャートにより示したルーチンをステップ1500から実行するようになっている。従って、所定のタイミングにてCPU71はステップ1505に進み、現時点においてフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定されているか否かを判定する。フィルタ再生要求フラグXPMの値は、前述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるようになっている。
<Operation of filter regeneration request flag>
Next, an operation for operating the filter regeneration request flag XPM will be described. The CPU 71 is configured to execute the routine shown by the flowchart in FIG. Accordingly, the CPU 71 proceeds to step 1505 at a predetermined timing, and determines whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is currently set to “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM is set to “0” in the above-described initial routine.

フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であるとして説明を続ける。この場合、CPU71はステップ1505にて「No」と判定し、以下に述べるステップ1510及びステップ1515の処理を実行し、その後、ステップ1520に進む。   The description will be continued assuming that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1505, executes the processing of steps 1510 and 1515 described below, and then proceeds to step 1520.

ステップ1510:現時点の上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基づいて得られる現時点の検出空燃比abyfsと、ステップ1510内に示したマップと、に基づいて係数k1を求める。このマップによれば、検出空燃比abyfsが理論空燃比STから遠ざかるほど係数k1が大きくなる。特に、検出空燃比abyfsが理論空燃比STよりリッチ側の領域において理論空燃比STから遠ざかる場合、検出空燃比abyfsが理論空燃比STよりリーン側の領域において理論空燃比STから遠ざかる場合よりも係数k1はより大きくなる。このように係数k1を定めるのは、吸入空気量Gaが一定であったとしても、機関10に供給される混合気の空燃比が理論空燃比STから乖離するほど、機関10から発生する微粒子の量が増大することに依拠している。   Step 1510: A coefficient k1 is obtained based on the current detected air-fuel ratio abyfs obtained based on the current output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the map shown in Step 1510. According to this map, the coefficient k1 increases as the detected air-fuel ratio abyfs becomes farther from the theoretical air-fuel ratio ST. In particular, when the detected air-fuel ratio abyfs moves away from the stoichiometric air-fuel ratio ST in the region on the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio ST, the coefficient is larger than when the detected air-fuel ratio abyfs moves away from the stoichiometric air-fuel ratio ST in the region on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio ST. k1 becomes larger. The coefficient k1 is determined in this way because even if the intake air amount Ga is constant, the more the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 deviates from the stoichiometric air-fuel ratio ST, the fine particles generated from the engine 10 Rely on the increase in quantity.

ステップ1515:CPU71は、現時点の微粒子捕集量SPM(微粒子捕集フィルタ54に捕集されている微粒子の量(総量)の推定値)に、上記係数k1と現時点においてエアフローメータ61が計測している吸入空気量Gaとの積(k1・Ga)を加えた値を、新たな微粒子捕集量SPMとして設定する。この微粒子捕集量SPMはバックアップRAM74内に格納される。   Step 1515: The CPU 71 measures the coefficient k1 and the current air flow meter 61 at the current particle collection amount SPM (estimated value of the amount (total amount) of particles collected by the particle collection filter 54) at the current time. A value obtained by adding the product (k1 · Ga) to the intake air amount Ga is set as a new particulate collection amount SPM. This particulate collection amount SPM is stored in the backup RAM 74.

次に、CPU71は、ステップ1520に進み、前記ステップ1515にて更新(推定)された微粒子捕集量SPMが閾値SPMth以上であるか否かを判定する。このとき、微粒子捕集量SPMが閾値SPMthより小さければ、CPU71はステップ1520にて「No」と判定してステップ1595に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1520 to determine whether or not the particulate collection amount SPM updated (estimated) in step 1515 is equal to or greater than a threshold value SPMth. At this time, if the particulate collection amount SPM is smaller than the threshold value SPMth, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1520 to directly proceed to step 1595 to end the present routine tentatively.

その後、機関10の運転が行われると、微粒子捕集量SPMの値は次第に増大し閾値SPMth以上となる。このとき、CPU71がステップ1520に進むと、CPU71はステップ1520にて「Yes」と判定してステップ1525に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値を「1」に設定する。そして、CPU71はステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、CPU71は、図11のステップ1115にて「Yes」と判定してフィルタ再生制御を実行するようになる。従って、微粒子捕集フィルタ54の再生が開始する。   Thereafter, when the engine 10 is operated, the value of the particulate collection amount SPM gradually increases and becomes equal to or greater than the threshold value SPMth. At this time, when the CPU 71 proceeds to step 1520, the CPU 71 determines “Yes” in step 1520, proceeds to step 1525, and sets the value of the filter regeneration request flag XPM to “1”. Then, the CPU 71 proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively. As a result, the CPU 71 determines “Yes” in step 1115 of FIG. 11 and executes filter regeneration control. Accordingly, the regeneration of the particulate collection filter 54 starts.

次に、CPU71が図15のステップ1505に進んだとき、CPU71はステップ1505にて「Yes」と判定してステップ1530に進み、フィルタ再生制御の継続時間(即ち、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」から「1」に変更されてからの経過時間)Tsが所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)以上であるか否かを判定する。   Next, when the CPU 71 proceeds to step 1505 in FIG. 15, the CPU 71 determines “Yes” at step 1505 and proceeds to step 1530 to continue the filter regeneration control duration (that is, the value of the filter regeneration request flag XPM is It is determined whether or not the elapsed time (Ts after the change from “0” to “1”) Ts is equal to or longer than a predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth).

現時点はフィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」から「1」へと変更になった直後である。従って、フィルタ再生制御の継続時間Tsは所定時間Tsthに到達していない。従って、CPU71はステップ1530にて「No」と判定し、ステップ1595に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   The present time is immediately after the value of the filter regeneration request flag XPM is changed from “0” to “1”. Therefore, the filter regeneration control duration Ts does not reach the predetermined time Tsth. Therefore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1530 to directly proceed to step 1595 to end the present routine tentatively.

その後、フィルタ再生制御が継続して実行されることにより、フィルタ再生制御の継続時間Tsは所定時間Tsthに到達する。このとき、CPU71はステップ1505に続くステップ1530にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ1535及びステップ1540の処理を順に行い、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1535:微粒子捕集量SPMの値を「0」に設定(クリア)する。
ステップ1540:フィルタ再生要求フラグXPMの値を「0」に設定する。
Thereafter, the filter regeneration control is continuously executed, so that the filter regeneration control duration Ts reaches a predetermined time Tsth. At this time, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 1530 following step 1505, performs the processing of step 1535 and step 1540 described below in order, proceeds to step 1595, and once ends this routine.
Step 1535: The value of the particulate collection amount SPM is set to “0” (cleared).
Step 1540: The value of the filter regeneration request flag XPM is set to “0”.

この結果、CPU71は、図11のステップ1115にて「No」と判定して通常制御を再開する。更に、CPU71は図15のステップ1505にて「No」と判定し、再び微粒子捕集量SPMの更新を開始する。   As a result, the CPU 71 determines “No” in step 1115 of FIG. 11 and resumes normal control. Further, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1505 in FIG. 15, and starts updating the particulate collection amount SPM again.

以上、説明したように、第1制御装置は、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であるとき総ての気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比を理論空燃比近傍に制御するとともに総ての気筒から排出される排ガスを上流側触媒53、微粒子捕集フィルタ54及び下流側触媒55を通して大気中に排出する。従って、未燃物、窒素酸化物及び微粒子の排出量を極めて小さくすることができる。更に、第1制御装置は、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に変更されたとき、所定期間(Tsth)に渡り、第1気筒に供給される混合気の空燃比をフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRに設定し且つ第2〜第4気筒の空燃比をフィルタ再生制御用リーン空燃比TLに設定するとともに、第1気筒から排出される排ガスをバイパス通路を介して下流側触媒55に直接供給し、第2〜第4気筒から排出される排ガスを上流側触媒53、微粒子捕集フィルタ54及び下流側触媒55に供給する。その結果、微粒子捕集フィルタには酸素が供給されるので、微粒子捕集フィルタ54が再生される。更に、下流側触媒55に流入するガスの空燃比の平均が、略理論空燃比となるので、下流側触媒55に流入する窒素酸化物を下流側触媒55によって浄化することができる。   As described above, the first control device controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to all of the cylinders to be close to the theoretical air-fuel ratio when the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. At the same time, exhaust gas discharged from all cylinders is discharged to the atmosphere through the upstream catalyst 53, the particulate collection filter 54, and the downstream catalyst 55. Therefore, the discharge amount of unburned matter, nitrogen oxides and fine particles can be extremely reduced. Further, when the value of the filter regeneration request flag XPM is changed to “1”, the first control device controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder for filter regeneration control over a predetermined period (Tsth). The rich air-fuel ratio TR is set, the air-fuel ratio of the second to fourth cylinders is set to the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL, and the exhaust gas discharged from the first cylinder is sent to the downstream catalyst 55 via the bypass passage. The exhaust gas that is directly supplied and discharged from the second to fourth cylinders is supplied to the upstream catalyst 53, the particulate collection filter 54, and the downstream catalyst 55. As a result, since oxygen is supplied to the particulate collection filter, the particulate collection filter 54 is regenerated. Furthermore, since the average of the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst 55 becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio, the nitrogen oxide flowing into the downstream catalyst 55 can be purified by the downstream catalyst 55.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第2制御装置」とも称呼する。)について説明する。第2制御装置は、下流側触媒55が「所定量の窒素酸化物を浄化することができる還元状態」に到達したか否かを判定する還元状態判定手段を備え、前記通常制御実行中において下流側触媒55が「前記還元状態」に到達したと判定したとき、前記フィルタ再生制御の実行を許容(フィルタ再生要求があれば開始)するように構成されている点のみにおいて、第1制御装置と相違する。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
(Second Embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “second control device”) will be described. The second control device includes reduction state determination means for determining whether or not the downstream catalyst 55 has reached a “reduction state in which a predetermined amount of nitrogen oxides can be purified”. When it is determined that the side catalyst 55 has reached the “reduced state”, the execution of the filter regeneration control is permitted (starts if there is a filter regeneration request). Is different. Therefore, the following description will be made with this difference as the center.

より具体的に述べると、第2制御装置は、フィルタ再生要求が発生した場合であっても、前回(直前)のフューエルカット制御の実行停止後(フューエルカット復帰後)からの吸入空気量の積算値(フューエルカット復帰後積算吸入空気量)tGaSが閾値Gth以上となるまで通常制御を実施し、積算値tGaSが閾値Gth以上となった時点から所定期間に渡りフィルタ再生制御を実行する。この吸入空気量積算値tGaSは、機関10に供給される混合気の空燃比の平均が通常制御によって弱リッチ空燃比AFRに設定されることにより「過剰な還元成分が排出される期間」における「吸入空気量Gaの積算値」であるから、「機関10から排出された未燃物である還元成分の量」から「還元成分を酸化させる機関10から排出された酸化成分の量」を減じた量である「還元成分の過剰量」の積算値(以下、「第1積算値」と称呼する。)である。   More specifically, even if a filter regeneration request is generated, the second control device integrates the intake air amount after the previous (immediately preceding) fuel cut control is stopped (after the fuel cut is restored). Normal control is performed until the value (cumulative intake air amount after fuel cut return) tGaS becomes equal to or greater than the threshold Gth, and filter regeneration control is performed over a predetermined period from the time when the accumulated value tGaS becomes equal to or greater than the threshold Gth. This intake air amount integrated value tGaS is obtained when the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is set to the weak rich air-fuel ratio AFR by normal control, so that “the excess reducing component is discharged” Since it is the “integrated value of the intake air amount Ga”, the “amount of oxidized component discharged from the engine 10 that oxidizes the reduced component” is subtracted from the “amount of reduced component that is unburned material discharged from the engine 10”. This is an integrated value of the “excess amount of reducing component” that is the amount (hereinafter referred to as “first integrated value”).

以下、第2制御装置の実際の作動について説明する。第2制御装置のCPU71は、図16に示した概略フローチャート示した手順に沿って上述の制御を行うようになっている。CPU71は、図16に示した手順を所定時間の経過毎に繰り返すようになっている。なお、図16において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   Hereinafter, the actual operation of the second control device will be described. The CPU 71 of the second control device performs the above-described control according to the procedure shown in the schematic flowchart shown in FIG. The CPU 71 is configured to repeat the procedure shown in FIG. 16 every elapse of a predetermined time. In FIG. 16, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 6. A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は、所定のタイミングにてステップ1600から処理を開始し、ステップ1610に進んで現在の運転状態がフューエルカット条件(減速フューエルカット条件)を満足するか否かを判定する。ステップ1610は先に説明した図11のステップ1105と同一の処理を行うステップである。このとき、フューエルカット条件が成立していると、CPU71はステップ1610からステップ1695に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。これにより、燃料噴射が実行されず、フューエルカット制御が実行される。   The CPU 71 starts processing from step 1600 at a predetermined timing, proceeds to step 1610, and determines whether or not the current operation state satisfies the fuel cut condition (deceleration fuel cut condition). Step 1610 is a step for performing the same processing as step 1105 of FIG. 11 described above. At this time, if the fuel cut condition is satisfied, the CPU 71 proceeds directly from step 1610 to step 1695 to end the present routine tentatively. Thereby, fuel injection is not performed but fuel cut control is performed.

一方、フューエルカット条件が成立していなければ、CPU71はステップ1610にて「No」と判定してステップ610に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。このフィルタ再生要求フラグXPMの値は、後述する図17に示したフィルタ再生要求フラグ操作ルーチンにより設定される。   On the other hand, if the fuel cut condition is not satisfied, the CPU 71 determines “No” in step 1610 and proceeds to step 610 to determine whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM is set by a filter regeneration request flag operation routine shown in FIG.

いま、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、ステップ620に進んで開閉弁57を閉じ、ステップ630にて通常制御を実行する。従って、第1気筒乃至第4気筒(複数の気筒の総て)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均が理論空燃比近傍空燃比である「弱リッチ空燃比AFR」となるように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)が制御される。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610, proceeds to step 620 to close the on-off valve 57, and executes normal control at step 630. Accordingly, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (all of the plurality of cylinders) becomes the “weakly rich air-fuel ratio AFR” that is the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled.

次いで、CPU71はステップ1630に進み、再生実行中フラグ(フィルタ再生制御実行中フラグ)XJの値を「0」に設定する。再生実行中フラグXJは、フィルタ再生制御が実行されているとき「1」に設定され(後述のステップ1640を参照。)、その他の場合(通常制御中、及び、フューエルカット制御中等)において「0」に設定される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1630 to set the value of the regeneration execution flag (filter regeneration control execution flag) XJ to “0”. The regeneration execution flag XJ is set to “1” when the filter regeneration control is being executed (see step 1640 described later), and “0” in other cases (during normal control and fuel cut control, etc.). "Is set.

一方、CPU71は図17にフローチャートにより示したフィルタ再生要求フラグXPM操作ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。この図17において図15に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図15のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付与されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   On the other hand, the CPU 71 executes the filter regeneration request flag XPM operation routine shown by the flowchart in FIG. 17 every elapse of a predetermined time. In FIG. 17, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 15 are given the same reference numerals as those assigned to such steps in FIG. 15. A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は所定のタイミングにてステップ1700から処理を開始し、ステップ1505んで現時点においてフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定されているか否かを判定する。フィルタ再生要求フラグXPMの値は、前述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるようになっている。   The CPU 71 starts processing from step 1700 at a predetermined timing. In step 1505, the CPU 71 determines whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is currently set to “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM is set to “0” in the above-described initial routine.

フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であるとして説明を続ける。この場合、CPU71はステップ1505にて「No」と判定し、上述したステップ1510乃至ステップ1520の処理を実行する。更に、CPU71は、ステップ1520にて「Yes」と判定する場合、上述のステップ1525の処理を実行する。この結果、機関10の運転が所定期間以上行われることにより微粒子捕集量SPMの値が閾値SPMthに到達すると、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定される。   The description will be continued assuming that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1505 to execute the processes of steps 1510 to 1520 described above. Further, when the CPU 71 determines “Yes” in step 1520, the CPU 71 executes the process of step 1525 described above. As a result, when the value of the particulate collection amount SPM reaches the threshold value SPMth by operating the engine 10 for a predetermined period or longer, the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1”.

このとき、CPU71は図16のステップ1610にて「No」と判定するとともに、ステップ610にて「Yes」と判定し、ステップ1620に進んでフューエルカット復帰後からの吸入空気量の積算値tGaSが閾値Gth以上であるか否かを判定する。   At this time, the CPU 71 determines “No” in step 1610 of FIG. 16 and also determines “Yes” in step 610. The process proceeds to step 1620, where the integrated value tGaS of the intake air amount after returning from the fuel cut is obtained. It is determined whether or not the threshold value Gth is exceeded.

この吸入空気量の積算値tGaSは、図18に示した積算ガス量計算ルーチンにより算出される。具体的に述べると、CPU71は所定時間Δt1の経過毎に図18のステップ1800から処理を開始し、ステップ1810に進んで現時点がフューエルカット制御中であるか否かを判定する。そして、現時点がフューエルカット制御中であれば、CPU71はステップ1810にて「Yes」と判定してステップ1820に進み、吸入空気量の積算値tGaSを「0」に設定する。その後、CPU71はステップ1895に進んで本ルーチンを一旦終了する。   The integrated value tGaS of the intake air amount is calculated by an integrated gas amount calculation routine shown in FIG. Specifically, the CPU 71 starts processing from step 1800 in FIG. 18 every elapse of the predetermined time Δt1 and proceeds to step 1810 to determine whether or not the current time is under fuel cut control. If the present time is during the fuel cut control, the CPU 71 determines “Yes” in step 1810 and proceeds to step 1820 to set the integrated value tGaS of the intake air amount to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 1895 to end the present routine tentatively.

一方、CPU71がステップ1810に進んだとき、フューエルカット制御中でなければ、CPU71はステップ1810にて「No」と判定し、以下に述べるステップ1830及びステップ1840の処理を順に行い、ステップ1895に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, when the CPU 71 proceeds to step 1810 and the fuel cut control is not in progress, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1810, performs the processing of step 1830 and step 1840 described below in order, and proceeds to step 1895. This routine is finished once.

ステップ1830:CPU71は、吸入空気量の積算値tGaSの値を、その時点にてエアフローメータ61により検出されている吸入空気量Gaに所定時間Δt1を乗じた値(Ga・Δt1)だけ増大する。
ステップ1840;CPU71は、吸入空気量の積算値tGaSが所定の最大値tGaSmを超えないように、吸入空気量の積算値tGaSの値を制限する。
Step 1830: The CPU 71 increases the integrated value tGaS of the intake air amount by a value (Ga · Δt1) obtained by multiplying the intake air amount Ga detected by the air flow meter 61 at that time by a predetermined time Δt1.
Step 1840: The CPU 71 limits the value of the intake air amount integrated value tGaS so that the integrated value tGaS of the intake air amount does not exceed a predetermined maximum value tGaSm.

以上の処理により、吸入空気量の積算値tGaSは、フューエルカット復帰時点から吸入空気量Gaを積算した値(第1積算値)となる。換言すると、吸入空気量の積算値tGaSは、フューエルカット中に「0」に設定され、フューエルカット復帰後に実行され且つ機関10に供給される混合気の空燃比の平均を弱リッチ空燃比AFRに設定する通常制御における吸入空気量Gaの積算値である。通常制御においては、単位時間あたり、「機関10から排出される未燃物である還元成分の量」から同還元成分を酸化させる「機関10から排出される酸化成分の量」を減じた量である「還元成分の過剰量」は吸入空気流量Gaに比例する。従って、吸入空気量の積算値tGaSは、還元成分の過剰量をフューエルカット復帰時点から積算した値(第1積算値)となる。   Through the above processing, the integrated value tGaS of the intake air amount becomes a value (first integrated value) obtained by integrating the intake air amount Ga from the fuel cut return time point. In other words, the integrated value tGaS of the intake air amount is set to “0” during the fuel cut, and the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture that is executed after the fuel cut is restored and supplied to the engine 10 is set to the weak rich air-fuel ratio AFR. This is the integrated value of the intake air amount Ga in the normal control to be set. In normal control, an amount obtained by subtracting “amount of oxidized component discharged from engine 10” that oxidizes the reduced component from “amount of reduced component that is unburned material discharged from engine 10” per unit time. A certain “excessive amount of reducing component” is proportional to the intake air flow rate Ga. Accordingly, the integrated value tGaS of the intake air amount is a value (first integrated value) obtained by integrating the excessive amount of the reducing component from the fuel cut return time point.

現時点がフューエルカット復帰時点から所定の時間が経過していないとすると、吸入空気量の積算値tGaSは閾値Gth以上となっていない。即ち、第1積算値が閾値に到達しておらず、下流側触媒55は「所定量の窒素酸化物を浄化することができる還元状態」に到達していないと判定することができる。従って、CPU71はステップ1620にて「No」と判定してステップ620、ステップ630及びステップ1630に進むので、通常制御が実行される。   Assuming that the predetermined time has not elapsed since the fuel cut return time at present, the integrated value tGaS of the intake air amount is not equal to or greater than the threshold value Gth. That is, it can be determined that the first integrated value has not reached the threshold value, and the downstream catalyst 55 has not reached the “reduced state capable of purifying a predetermined amount of nitrogen oxides”. Accordingly, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1620 to proceed to step 620, step 630, and step 1630, and thus normal control is executed.

そして、フューエルカット復帰時点から所定の時間が経過し、吸入空気量の積算値tGaSが閾値Gth以上となると、CPU71はステップ1620にて「Yes」と判定し、ステップ640に進んで開閉弁57を開き、ステップ650にてフィルタ再生制御を実行する。従って、第1気筒に供給される混合気の空燃比の平均はフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRに一致し、第2〜第4気筒に供給される混合気の空燃比の平均はフィルタ再生制御用リーン空燃比TL一致するように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)が制御される。   When a predetermined time elapses from the fuel cut return time and the integrated value tGaS of the intake air amount becomes equal to or greater than the threshold value Gth, the CPU 71 determines “Yes” in step 1620 and proceeds to step 640 to turn on the on-off valve 57. In step 650, filter regeneration control is executed. Therefore, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder matches the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control, and the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the second to fourth cylinders is controlled by filter regeneration control. The air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled so as to match the lean air-fuel ratio TL.

次いで、CPU71はステップ1640に進み、再生実行中フラグXJの値を「1」に設定し、ステップ1695に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上の処理により、微粒子捕集フィルタ54の再生が開始される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1640, sets the value of the reproduction execution flag XJ to “1”, proceeds to step 1695, and once ends this routine. With the above processing, regeneration of the particulate collection filter 54 is started.

この時点において、CPU71が図17のステップ1700から処理を開始すると、CPU71はステップ1505にて「Yes」と判定するとともに、「再生実行中フラグXJの値が「1」であるか否かを判定するステップ1710」にて「Yes」と判定してステップ1530に進み、フィルタ再生制御の継続時間(即ち、再生実行中フラグXJの値が「0」から「1」に変更されてからの経過時間)Tsが所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)以上であるか否かを判定する。   At this point, when the CPU 71 starts processing from step 1700 in FIG. 17, the CPU 71 determines “Yes” in step 1505 and “determines whether the value of the reproduction execution flag XJ is“ 1 ”. In step 1710 ”,“ Yes ”is determined, and the process proceeds to step 1530. The continuation time of the filter regeneration control (ie, the elapsed time since the value of the regeneration execution flag XJ is changed from“ 0 ”to“ 1 ”) ) It is determined whether Ts is equal to or longer than a predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth).

現時点は再生実行中フラグXJの値が「0」から「1」へと変更になった直後である。従って、フィルタ再生制御の継続時間は所定時間Tsthに到達していない。従って、CPU71はステップ1530にて「No」と判定し、ステップ1595に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   The present time is immediately after the value of the playback execution flag XJ is changed from “0” to “1”. Therefore, the duration of the filter regeneration control has not reached the predetermined time Tsth. Therefore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1530 to directly proceed to step 1595 to end the present routine tentatively.

その後、フィルタ再生制御が継続して実行されることにより、フィルタ再生制御の継続時間Tsは所定時間Tsthに到達する。このとき、CPU71は図17のステップ1505及びステップ1710に続くステップ1530にて「Yes」と判定し、上述したステップ1535及びステップ1540の処理を順に行う。   Thereafter, the filter regeneration control is continuously executed, so that the filter regeneration control duration Ts reaches a predetermined time Tsth. At this time, the CPU 71 determines “Yes” in step 1530 following step 1505 and step 1710 in FIG. 17, and sequentially performs the processing in steps 1535 and 1540 described above.

この結果、CPU71は、図16のステップ610にて「No」と判定して通常制御を再開する。更に、CPU71は図17のステップ1505にて「No」と判定し、再び微粒子捕集量SPMの更新を開始する。なお、即ち、1710にて「No」と判定されるとき、CPU71は、ステップ1710からステップ1795に直接進む。   As a result, the CPU 71 determines “No” in step 610 of FIG. 16 and resumes normal control. Furthermore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1505 in FIG. 17 and starts updating the particulate collection amount SPM again. In other words, when it is determined “No” in 1710, the CPU 71 proceeds directly from step 1710 to step 1795.

以上、説明したように、第2制御装置は、下流側触媒55が所定量の窒素酸化物を浄化することができる還元状態に到達したか否かを判定する還元状態判定手段(ステップ1620、図18)を備え、通常制御実行中において下流側触媒55が前記還元状態に到達したと判定したときフィルタ再生制御の実行を許可する(ステップ610、ステップ1620、ステップ640及びステップ650)又は開始する(ステップ1620、ステップ640及びステップ650)ように構成された空燃比制御手段を備えている。   As described above, the second control device determines whether or not the downstream catalyst 55 has reached a reduction state that can purify a predetermined amount of nitrogen oxides (step 1620, FIG. 18), when it is determined that the downstream catalyst 55 has reached the reduction state during execution of the normal control, the execution of the filter regeneration control is permitted (step 610, step 1620, step 640 and step 650) or started ( Step 1620, Step 640 and Step 650) are provided.

フィルタ再生制御が開始されると、微粒子捕集フィルタ54には酸素が供給され、下流側触媒55に流入するガスの空燃比は理論空燃比近傍空燃比(弱リッチ空燃比AFR)になる。しかしながら、その直前の運転状態が例えばフューエルカット運転状態のように下流側触媒55に多量の酸素が供給される状態であると、下流側触媒55の酸素吸蔵量OSA2は下流側触媒の最大酸素吸蔵量Cmax2近傍の値になっている。従って、フューエルカット運転状態の直後において微粒子捕集フィルタ54の再生要求が発生したときにフィルタ再生制御を直ちに開始すると、下流側触媒55に理論空燃比近傍空燃比の空燃比のガスが流入した場合であっても、下流側触媒55は多量の窒素酸化物を直ちに高い浄化率にて浄化することができない。   When the filter regeneration control is started, oxygen is supplied to the particulate collection filter 54, and the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst 55 becomes the stoichiometric air-fuel ratio vicinity air-fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR). However, if the operation state immediately before is a state where a large amount of oxygen is supplied to the downstream catalyst 55 as in the fuel cut operation state, for example, the oxygen storage amount OSA2 of the downstream catalyst 55 is the maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst. The value is in the vicinity of the amount Cmax2. Therefore, when the filter regeneration control is immediately started when the regeneration request for the particulate collection filter 54 is generated immediately after the fuel cut operation state, the air-fuel ratio gas near the stoichiometric air-fuel ratio flows into the downstream catalyst 55. Even so, the downstream catalyst 55 cannot immediately purify a large amount of nitrogen oxide at a high purification rate.

そこで、第2制御装置は、通常制御実行中において下流側触媒55が還元状態に到達したと判定されたときフィルタ再生制御を許可し且つ微粒子捕集フィルタ54の再生要求があるときフィルタ再生制御を開始する。従って、フィルタ再生制御の開始時点にて、下流側触媒55はある程度の高い還元能力(所定量以上の窒素酸化物を浄化できる能力)を有しているから、下流側触媒55に窒素酸化物が流入しても、その窒素酸化物を高い効率にて浄化することが可能となる。   Therefore, the second control device permits the filter regeneration control when it is determined that the downstream catalyst 55 has reached the reduction state during execution of the normal control, and performs the filter regeneration control when there is a regeneration request for the particulate collection filter 54. Start. Therefore, at the start of the filter regeneration control, the downstream catalyst 55 has a certain degree of high reduction ability (capability of purifying a predetermined amount or more of nitrogen oxide). Even if it flows, the nitrogen oxide can be purified with high efficiency.

更に、第2制御装置は、機関10の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったときに機関10への燃料の供給を停止するフューエルカット手段(図16のステップ1610からステップ1695への流れを参照。)を備える。   Further, the second control device is a fuel cut means for stopping the fuel supply to the engine 10 when the operation state of the engine 10 becomes a predetermined fuel cut operation state (flow from step 1610 to step 1695 in FIG. 16). For example).

加えて、
(A1)第2制御装置は、前記通常制御において前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む所定の空燃比範囲(ウインドウW)内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である弱リッチ空燃比AFRに制御し(図16のステップ630を参照。)、且つ、
(A2)第2制御装置は、ステップ1610にて「Yes」と判定してフューエルカット運転を実行している状態からステップ1610にて「No」と判定してステップ610に進んだ場合、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であっても吸入空気量の積算値tGaSは閾値Gthより小さいのでステップ620及びステップ630の通常制御を実行する。即ち、第2制御装置は、フューエルカット手段による機関10への燃料の供給停止が解除されて同機関10に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点から前記通常制御の実行を開始するように構成されている。従って、フューエルカット制御中に「酸化状態(酸素吸蔵量OSA2が最大酸素吸蔵量Cmax2に一致するか最大酸素吸蔵量Cmax2に極めて近い量になっている状態)」となった下流側触媒55の状態は、通常制御において機関から排出される過剰な還元成分により、「前記還元状態」に向けて変化する。
in addition,
(A1) The second control device calculates an average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders in the normal control by an air-fuel ratio within a predetermined air-fuel ratio range (window W) including the theoretical air-fuel ratio. The air-fuel ratio is controlled to be a rich air-fuel ratio AFR that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (see step 630 in FIG. 16), and
(A2) If the second controller determines “Yes” in step 1610 and determines “No” in step 1610 from the state in which the fuel cut operation is performed, and proceeds to step 610, filter regeneration Even if the value of the request flag XPM is “1”, the integrated value tGaS of the intake air amount is smaller than the threshold value Gth, so the normal control of Step 620 and Step 630 is executed. That is, the second control device starts execution of the normal control from the fuel cut return time point when the fuel cut to the engine 10 by the fuel cut means is released and the fuel is started to be supplied to the engine 10 again. It is configured. Therefore, the state of the downstream side catalyst 55 in the oxidation state (the state where the oxygen storage amount OSA2 coincides with the maximum oxygen storage amount Cmax2 or is very close to the maximum oxygen storage amount Cmax2) during the fuel cut control. Changes toward the “reduced state” due to excessive reducing components discharged from the engine in normal control.

そして、第2制御装置は、
(B1)機関10から排出された未燃物である「還元成分の量」から同還元成分を酸化させる同機関から排出された「酸化成分の量」を減じた量である「還元成分の過剰量」をフューエルカット復帰時点から積算する(図18を参照。)ことにより「第1積算値tGaS」を取得するとともに、
(B2)その第1積算値tGaSが第1所定値Gth以上となったとき下流側触媒55が前記還元状態に到達したと判定するように構成されている(図16のステップ1620を参照。)。第1積算値tGaSは、前述したように、下流側触媒55に流入する還元成分の過剰量に応じた量となる。即ち、第1積算値tGaSは、フューエルカット復帰後において機関から流出した過剰な還元成分の総和量から上流側触媒53により消費(吸収)された還元成分の量(上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1に相当する量)を減じた量となる。従って、第2制御装置は、その第1積算値tGaSが第1所定値Gth以上となったか否かを判定することにより、下流側触媒55がフューエルカット復帰後において「前記還元状態に到達したか否か」を容易に判定することができる。なお、第2制御装置は、周知の方法を用いて上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1を取得し、且つ、取得された最大酸素吸蔵量Cmax1が大きいほど前記第1所定値Gthを大きい値に設定するように構成されていてもよい。
And the second control device
(B1) “Excessive reduction component”, which is an amount obtained by subtracting “amount of oxidation component” discharged from the engine that oxidizes the reduction component from “amount of reduction component” that is unburned material discharged from the engine 10 By accumulating the “quantity” from the fuel cut return time point (see FIG. 18), the “first accumulated value tGaS” is obtained.
(B2) When the first integrated value tGaS becomes equal to or greater than the first predetermined value Gth, it is determined that the downstream catalyst 55 has reached the reduction state (see step 1620 in FIG. 16). . As described above, the first integrated value tGaS is an amount corresponding to the excessive amount of the reducing component flowing into the downstream catalyst 55. That is, the first integrated value tGaS is the amount of reducing component consumed (absorbed) by the upstream catalyst 53 from the total amount of excess reducing components flowing out from the engine after returning from the fuel cut (the maximum oxygen storage of the upstream catalyst 53). The amount obtained by subtracting the amount corresponding to the amount Cmax1). Accordingly, the second control device determines whether or not the downstream catalyst 55 has reached the reduction state after returning from the fuel cut by determining whether or not the first integrated value tGaS is equal to or greater than the first predetermined value Gth. “No” can be easily determined. The second control device acquires the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 using a known method, and increases the first predetermined value Gth as the acquired maximum oxygen storage amount Cmax1 increases. You may be comprised so that it may set to.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第3制御装置」とも称呼する。)について説明する。第3制御装置は、第2制御装置にて使用される「吸入空気量Gaの積算値(第1積算値)tGaS」の積算開始時点を「フューエルカット復帰時点」ではなく、下流側空燃比センサ67により検出される下流側空燃比afdownが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化した「リッチ反転時点」に設定している点のみにおいて、第2制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
(Third embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “third control device”) will be described. The third control device sets the integration start time of the “integrated value of the intake air amount Ga (first integrated value) tGaS” used in the second control device, not the “fuel cut return time”, but the downstream air-fuel ratio sensor. This is different from the second control device only in that the downstream air-fuel ratio afdown detected at 67 is set to the “rich inversion time” at which the air-fuel ratio on the richer side than the stoichiometric air-fuel ratio is changed. Therefore, the following description will be made with this difference as the center.

第3制御装置のCPU71は、第2制御装置のCPU71が実行する図18に示した積算ガス量計算ルーチンに代えて図19に示した積算ガス量計算ルーチンを実行するようになっている。即ち、第3制御装置のCPU71は、図16、図17及び図19に示したルーチンを実行する。なお、図19において図18に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図18のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。   The CPU 71 of the third control device executes an integrated gas amount calculation routine shown in FIG. 19 instead of the integrated gas amount calculation routine shown in FIG. 18 executed by the CPU 71 of the second control device. That is, the CPU 71 of the third control device executes the routines shown in FIGS. In FIG. 19, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 18.

CPU71は所定時間Δt1の経過毎に図19のステップ1900から処理を開始し、ステップ1810に進んで現時点がフューエルカット制御中であるか否かを判定する。そして、現時点がフューエルカット制御中であれば、CPU71はステップ1810にて「Yes」と判定してステップ1820に進み、吸入空気量の積算値tGaSを「0」に設定する。その後、CPU71はステップ1895に進んで本ルーチンを一旦終了する。   The CPU 71 starts the processing from step 1900 of FIG. 19 every elapse of the predetermined time Δt1, proceeds to step 1810, and determines whether or not the current time is under fuel cut control. If the present time is during the fuel cut control, the CPU 71 determines “Yes” in step 1810 and proceeds to step 1820 to set the integrated value tGaS of the intake air amount to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 1895 to end the present routine tentatively.

一方、CPU71がステップ1810に進んだとき、フューエルカット制御中でなければ、CPU71はステップ1810にて「No」と判定してステップ1910に進み、フューエルカット復帰後において下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比に相当する値(0.5(V))より小さい値(理論空燃比に相当する値よりもリーン側の値)から、理論空燃比に相当する値より大きい値(理論空燃比に相当する値よりもリッチ側の値)に変化(反転)したか否かを判定する。即ち、直前のフューエルカット制御が終了した時点から現時点までの値に、下流側空燃比センサの出力値Voxsが「リッチ反転」したか否かを判定する。   On the other hand, when the CPU 71 proceeds to step 1810 and the fuel cut control is not in progress, the CPU 71 determines “No” in step 1810 and proceeds to step 1910 to output the downstream air-fuel ratio sensor 67 after returning from the fuel cut. The value Voxs is smaller than the value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (0.5 (V)) (the value on the lean side of the value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio), and larger than the value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (theoretical). It is determined whether or not the value has changed (reversed) to a value that is richer than the value corresponding to the air-fuel ratio. That is, it is determined whether or not the output value Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor has “rich-reversed” to a value from the time when the immediately preceding fuel cut control is completed to the current time.

いま、フューエルカット復帰直後であると仮定する。フューエルカット制御中においては、上流側触媒53に多量の酸素が供給されるので、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1は上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1に実質的に到達している。従って、フューエルカット復帰直後においては上流側触媒53にて還元成分(未燃物)が消費されるので、上流側触媒53から還元成分は流出しない。それ故、下流側空燃比センサ6の出力値Voxsは理論空燃比に相当する値よりもリーン側の値となる。そのため、CPU71はステップ1910にて「No」と判定してステップ1820に進み、吸入空気量の積算値tGaSを「0」に設定する。即ち、CPU71は吸入空気量の積算値(第1積算値)tGaSの積算を開始しない。   Assume now that the fuel cut has just been returned. During the fuel cut control, a large amount of oxygen is supplied to the upstream catalyst 53, so that the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 substantially reaches the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53. Therefore, immediately after the fuel cut is restored, the reducing component (unburned material) is consumed in the upstream catalyst 53, so that the reducing component does not flow out from the upstream catalyst 53. Therefore, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 6 becomes a leaner value than the value corresponding to the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 1910 to proceed to step 1820 to set the integrated value tGaS of the intake air amount to “0”. That is, the CPU 71 does not start integrating the intake air amount integrated value (first integrated value) tGaS.

この結果、CPU71が図16に示したルーチンを実行すると、仮にフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定されている場合であっても、CPU71はステップ1620にて「No」と判定してステップ620及びステップ630を実行する。即ち、通常制御が実行される。その結果、機関10からは過剰な還元成分が流出し続けるので、所定時間の経過後に上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1は実質的に「0」に到達する。そして、その時点以降、上流側触媒53から還元成分が流出し始めるので、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが「リッチ反転」する。   As a result, when the CPU 71 executes the routine shown in FIG. 16, even if the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1”, the CPU 71 determines “No” in step 1620. Step 620 and Step 630 are executed. That is, normal control is executed. As a result, excessive reducing components continue to flow out of the engine 10, so that the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 substantially reaches “0” after a predetermined time has elapsed. Then, since that time, the reducing component starts to flow out from the upstream side catalyst 53, so that the output value Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor 67 is "rich-reversed".

このとき、CPU71が図19に示したルーチンを実行すると、CPU71はステップ1810に続くステップ1910にて「Yes」と判定し、上述したステップ1830及びステップ1840の処理を実行する。即ち、吸入空気量Gaの積算値tGaSを算出するために吸入空気量Gaの積算を開始する。更に、この時点(リッチ反転時点)以降、CPU71は吸入空気量Gaの積算(積算値tGaSの更新)を継続する。   At this time, when the CPU 71 executes the routine shown in FIG. 19, the CPU 71 determines “Yes” in step 1910 following step 1810, and executes the processes of steps 1830 and 1840 described above. That is, in order to calculate the integrated value tGaS of the intake air amount Ga, the integration of the intake air amount Ga is started. Further, after this time (rich inversion time), the CPU 71 continues to integrate the intake air amount Ga (update the integrated value tGaS).

従って、所定の時間が経過すると、吸入空気量の積算値tGaSは閾値Gthに到達するので、CPU71は図16のステップ1620に進んだとき、そのステップ1620にて「Yes」と判定し、ステップ640及びステップ650の処理を実行するようになる。即ち、CPU71はフィルタ再生制御を開始する。そして、そのフィルタ再生制御の開始時点からフィルタ再生制御実行時間Tsthが経過すると、CPU71はフィルタ再生要求フラグXPMの値を図17のステップ1540にて「0」に設定する。その結果、CPU71は図16のステップ610にて「No」と判定し、再び通常制御を実行する。   Therefore, when the predetermined time has elapsed, the integrated value tGaS of the intake air amount reaches the threshold value Gth. Therefore, when the CPU 71 proceeds to step 1620 in FIG. 16, it determines “Yes” in step 1620, and step 640. And the process of step 650 comes to be performed. That is, the CPU 71 starts filter regeneration control. When the filter regeneration control execution time Tsth has elapsed from the start of the filter regeneration control, the CPU 71 sets the value of the filter regeneration request flag XPM to “0” in step 1540 of FIG. As a result, the CPU 71 determines “No” in step 610 of FIG. 16 and executes normal control again.

以上、説明したように、第3制御装置は、
(C1)通常制御において機関の総ての気筒(前記複数の気筒)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲(ウインドウW)内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である弱リッチ空燃比にAFR制御し(ステップ630を参照。)、且つ、
(C2)前記フューエルカット手段による前記機関への燃料の供給停止が解除されて同機関に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点から前記通常制御の実行を開始するように構成されている(図19のステップ1910及び1820と、図16のステップ1620、ステップ620及びステップ630と、を参照。)。
As described above, the third control device
(C1) In normal control, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to all the cylinders (the plurality of cylinders) of the engine is calculated as the air in the predetermined air-fuel ratio range (window W) including the theoretical air-fuel ratio. AFR is controlled to a slightly rich air-fuel ratio that is an air-fuel ratio that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (see step 630), and
(C2) The normal control is executed from the fuel cut return time point when the fuel cut to the engine by the fuel cut means is released and fuel is started to be supplied to the engine again. (See steps 1910 and 1820 in FIG. 19 and steps 1620, 620 and 630 in FIG. 16.)

更に、第3制御装置は、
(D1)前記機関から排出された前記還元成分の過剰量を「フューエルカット復帰時点」以降であって下流側空燃比センサ67により検出される検出空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化した「リッチ反転時点」から積算することにより第1積算値(吸入空気量の積算値tGaS)を取得し(図19のステップ1910、ステップ1830及び1840を参照。)、且つ、
(D2)その第1積算値tGaSが第1所定値Gth以上となったとき「下流側触媒55が前記還元状態に到達した」と判定し(図16のステップ1620を参照。)、フィルタ再生要求があれば上記フィルタ再生制御を実行する(図16のステップ610、ステップ640及びステップ650を参照。)。
Furthermore, the third control device
(D1) An air-fuel ratio in which the detected air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 67 after the “fuel cut return time” is richer than the stoichiometric air-fuel ratio is an excess amount of the reducing component discharged from the engine The first integrated value (intake air amount integrated value tGaS) is obtained by integrating from the “rich inversion time” changed to (see Step 1910, Steps 1830 and 1840 in FIG. 19), and
(D2) When the first integrated value tGaS becomes equal to or greater than the first predetermined value Gth, it is determined that “the downstream catalyst 55 has reached the reduction state” (see step 1620 in FIG. 16), and a filter regeneration request is made. If there is, the filter regeneration control is executed (see step 610, step 640 and step 650 in FIG. 16).

このように、フューエルカット復帰時点から通常制御が開始されるから、機関10に供給される混合気の空燃比が弱リッチ空燃比AFRに制御され、その結果、前記複数の気筒(前記一部の気筒及び前記他の気筒)から過剰な還元成分が排出される。しかしながら、フューエルカット復帰後に上記通常制御が開始されても、下流側触媒55には直ちに過剰な還元成分が流入しない。換言すると、フューエルカット復帰後から所定の時間が経過した後に、過剰な還元成分が下流側触媒55に流入し始める。この時点は、機関の吸入空気量及び機関回転速度等によって変動する。更に、第3制御装置は、上流側触媒53を備えているから、過剰な還元成分は、フューエルカット復帰後において上流側触媒53により消費され、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1が実質的に「0」になった後に下流側触媒55に到達する。従って、下流側触媒55に過剰な還元成分が流入し始める時点は上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1にも依存して変化する。   Thus, since normal control is started from the fuel cut return time point, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is controlled to the weak rich air-fuel ratio AFR. As a result, the plurality of cylinders (the part of the cylinders) are controlled. Excess reducing components are discharged from the cylinder and the other cylinders). However, even if the normal control is started after the fuel cut is restored, an excessive reducing component does not immediately flow into the downstream catalyst 55. In other words, after a predetermined time has elapsed after the fuel cut is restored, excess reducing components start to flow into the downstream catalyst 55. This time varies depending on the intake air amount of the engine, the engine speed, and the like. Further, since the third control device includes the upstream catalyst 53, excess reducing components are consumed by the upstream catalyst 53 after the fuel cut is restored, and the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 is substantially reduced. After reaching “0”, the downstream catalyst 55 is reached. Therefore, the point in time when an excessive reducing component starts to flow into the downstream catalyst 55 changes depending on the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53.

そこで、第3制御装置においては、前記フューエルカット復帰時点以降の前記「リッチ反転時点」から、過剰な還元成分(吸入空気量Ga)を積算し、それにより「第1積算値tGaS」を取得する。このリッチ反転時点は、機関の吸入空気量、機関回転速度及び上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1等に関わらず、下流側触媒55に過剰な還元成分が流入し始める時点に精度良く一致している。従って、その第1積算値tGaSは下流側触媒55の還元成分の保持量(下流側触媒55の酸素吸蔵量の減少量、或は、下流側触媒55の窒素酸化物を浄化できる還元能力)を精度良く表す。そして、第3制御装置は、その第1積算値tGaSが第1所定値Gth以上となったか否かを判定することにより、下流側触媒55がフューエルカット復帰後において「前記還元状態に到達したか否か」を判定している。従って、第3制御装置は、下流側触媒55が「前記還元状態」に到達したか否かをより一層精度良く判定することができる。   Therefore, in the third control device, the excess reducing component (intake air amount Ga) is accumulated from the “rich inversion time” after the fuel cut return time, thereby obtaining the “first accumulated value tGaS”. . This rich inversion time coincides accurately with the time when excessive reducing components begin to flow into the downstream catalyst 55 regardless of the intake air amount of the engine, the engine rotational speed, the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53, and the like. ing. Therefore, the first integrated value tGaS indicates the retention amount of the reducing component of the downstream catalyst 55 (the reduction amount of the oxygen storage amount of the downstream catalyst 55 or the reduction ability capable of purifying the nitrogen oxides of the downstream catalyst 55). Express accurately. Then, the third control device determines whether or not the first integrated value tGaS is equal to or greater than the first predetermined value Gth, so that the downstream side catalyst 55 returns to the “reduction state has been reached or not after the fuel cut is restored. Is determined. Therefore, the third control device can determine with higher accuracy whether or not the downstream catalyst 55 has reached the “reduction state”.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第4制御装置」とも称呼する。)について説明する。第4制御装置は、微粒子捕集フィルタ54に捕集された微粒子の量である微粒子量SPMを取得(推定)するとともに、フィルタ再生制御を実行するときに取得された微粒子量SPMが多いほど前記一部の気筒(第2気筒〜第4気筒)に供給される混合気の空燃比の平均をよりリーン側の空燃比に制御する(前記他の気筒である第1気筒に供給される混合気の空燃比の平均をよりリッチ側の空燃比に制御する)ように構成されている。
(Fourth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “fourth control device”) will be described. The fourth control device acquires (estimates) the fine particle amount SPM that is the amount of the fine particles collected by the fine particle collecting filter 54, and the more the fine particle amount SPM acquired when the filter regeneration control is executed, The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to some cylinders (second cylinder to fourth cylinder) is controlled to a leaner air-fuel ratio (the air-fuel mixture supplied to the first cylinder which is the other cylinder) The average of the air-fuel ratio is controlled to a richer air-fuel ratio).

以下、図20乃至図22にフローチャートにより示されたルーチンに従って、第4制御装置の作動について説明する。なお、これらの図において既に説明したステップと同一の処理を行うためのステップには、既に説明したステップに付された符号と同一の符号が付与されている。   Hereinafter, the operation of the fourth control device will be described in accordance with the routines shown in the flowcharts of FIGS. In addition, the code | symbol same as the code | symbol attached | subjected to the already demonstrated step is provided to the step for performing the process same as the step already demonstrated in these figures.

第4制御装置のCPU71は、図20に示した概略フローチャート示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返すようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は、ステップ2000から処理を開始してステップ2010に進み、フィルタ再生要求フラグXPM1の値が「1」であるか否かを判定する。フィルタ再生要求フラグXPM1の値は、前述したフィルタ再生要求フラグXPMと同様、微粒子捕集フィルタ54を再生する要求(フィルタ再生要求)が発生しているときに「1」に設定され、微粒子捕集フィルタ54を再生する必要がないとき「0」に設定される。フィルタ再生要求フラグXPM1の操作については後述する(図21を参照。)。   The CPU 71 of the fourth control apparatus repeats the routine shown in the schematic flowchart shown in FIG. 20 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU 71 starts processing from step 2000 and proceeds to step 2010 to determine whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM1 is “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM1 is set to “1” when a request to regenerate the particulate collection filter 54 (filter regeneration request) is generated, similar to the filter regeneration request flag XPM described above. Set to “0” when the filter 54 need not be regenerated. The operation of the filter regeneration request flag XPM1 will be described later (see FIG. 21).

いま、フィルタ再生要求フラグXPM1の値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ2010にて「No」と判定し、ステップ620及びステップ630に進んで、上述した通常制御を実行する。即ち、CPU71は、開閉弁57を閉じることによりバイパス通路形成部材56のバイパス通路を遮断するとともに、第1気筒乃至第4気筒(複数の気筒の総て)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均が実質的に理論空燃比近傍空燃比(弱リッチ空燃比AFR)となるように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)を制御する。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM1 is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2010, proceeds to step 620 and step 630, and executes the above-described normal control. That is, the CPU 71 closes the on-off valve 57 to block the bypass passage of the bypass passage forming member 56 and to empty the mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (all of the plurality of cylinders). The air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled so that the average of the fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio vicinity air-fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR).

一方、CPU71は図21にフローチャートにより示したフィルタ再生要求フラグ操作ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、CPU71は所定のタイミングにてステップ2100から処理を開始し、ステップ2110に進んで「前回のフィルタ再生制御を終了してからの機関10の運転時間teの積算値Ste」が所定の閾値(フィルタ再生制御実行閾値)Steth以上となっているか否かを判定する。機関10の運転時間teの積算値Steは、図示しないルーチンにより更新されている。運転時間teの積算値SteはバックアップRAM74内に格納される。機関10の運転によって発生する微粒子の量は機関10の運転時間が長くなるほど大きくなるので、積算値SGaは微粒子捕集フィルタ54に捕集された微粒子の量に関連した量となる。なお、運転時間teの積算値Steはフィルタ再生制御の実行が完了すると、後述するステップ2150にて「0」に設定(クリア)されるようになっている。   On the other hand, the CPU 71 executes the filter regeneration request flag operation routine shown by the flowchart in FIG. 21 every elapse of a predetermined time. Accordingly, the CPU 71 starts processing from step 2100 at a predetermined timing, proceeds to step 2110, and “the integrated value Ste of the operating time te of the engine 10 after the previous filter regeneration control is ended” is a predetermined threshold ( It is determined whether or not the filter regeneration control execution threshold value) is greater than or equal to Step. The integrated value Ste of the operating time te of the engine 10 is updated by a routine not shown. The integrated value Ste of the operating time te is stored in the backup RAM 74. Since the amount of fine particles generated by the operation of the engine 10 increases as the operation time of the engine 10 becomes longer, the integrated value SGa is an amount related to the amount of fine particles collected by the fine particle collection filter 54. Note that the integrated value Ste of the operating time te is set (cleared) to “0” in step 2150 described later when the execution of the filter regeneration control is completed.

そして、運転時間teの積算値Steが閾値Steth以上であると、CPU71はステップ2110からステップ2120に進んでフィルタ再生要求フラグXPM1の値を「1」に設定し、ステップ2130に進む。これに対し、運転時間teの積算値Steが閾値Stethより小さいと、CPU71はステップ2110からステップ2130に直接進む。   If the integrated value Ste of the operating time te is equal to or greater than the threshold value Steth, the CPU 71 proceeds from step 2110 to step 2120, sets the value of the filter regeneration request flag XPM1 to “1”, and proceeds to step 2130. On the other hand, when the integrated value Ste of the operation time te is smaller than the threshold value Step 71, the CPU 71 proceeds directly from step 2110 to step 2130.

CPU71は、ステップ2130にてフィルタ再生要求フラグXPM1の値が「0」から「1」へと変化した時点(即ち、フィルタ再生制御の開始時点)から所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)が経過したか否かを判定する。そして、フィルタ再生要求フラグXPM1の値が「0」から「1」へと変化した時点から所定時間Tsth(フィルタ再生制御実行時間Tsth)が経過していると、CPU71はステップ2130にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ2140乃至ステップ2160の処理を実行し、ステップ2195に進んで本ルーチンを一旦終了する。また、フィルタ再生要求フラグXPM1の値が「0」から「1」へと変化した時点から所定時間Tsthが経過していなければ、CPU71はステップ2130からステップ2195に直接進んで、本ルーチンを一旦終了する。   The CPU 71 determines that the predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth) from the time when the value of the filter regeneration request flag XPM1 changes from “0” to “1” in Step 2130 (that is, the start time of the filter regeneration control). It is determined whether or not it has elapsed. If the predetermined time Tsth (filter regeneration control execution time Tsth) has elapsed since the value of the filter regeneration request flag XPM1 changed from “0” to “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 2130. And the processing of step 2140 to step 2160 described below is executed, and the process proceeds to step 2195 to end the present routine tentatively. If the predetermined time Tsth has not elapsed since the value of the filter regeneration request flag XPM1 changed from “0” to “1”, the CPU 71 proceeds directly from step 2130 to step 2195 to end the present routine tentatively. To do.

ステップ2140:CPU71は、フィルタ再生要求フラグXPM1の値を「0」に設定する。
ステップ2150:CPU71は、機関10の運転時間teの積算値Steの値を「0」に設定(クリア)する。
ステップ2160:CPU71は、後述する図22に示したルーチンにより別途算出されている微粒子捕集量SPMの値を「0」に設定(クリア)する。
Step 2140: The CPU 71 sets the value of the filter regeneration request flag XPM1 to “0”.
Step 2150: The CPU 71 sets (clears) the value of the integrated value Ste of the operating time te of the engine 10 to “0”.
Step 2160: The CPU 71 sets (clears) the value of the particulate collection amount SPM calculated separately by a routine shown in FIG.

ところで、上記ステップ2120にてフィルタ再生要求フラグXPM1の値が「1」に設定された直後、CPU71が図20のステップ2010の処理を実行すると、CPU71はステップ2010にて「Yes」と判定し、ステップ640に進んで開閉弁57を開く指示を開閉弁57に与え、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を開放する(ガスの通流が可能な状態に設定する)。   By the way, immediately after the value of the filter regeneration request flag XPM1 is set to “1” in step 2120, when the CPU 71 executes the process of step 2010 in FIG. 20, the CPU 71 determines “Yes” in step 2010, Proceeding to step 640, an instruction to open the on-off valve 57 is given to the on-off valve 57, and the bypass passage of the bypass passage forming member 56 is opened (set to a state where gas can flow).

次いで、CPU71はステップ2020に進み、図22の微粒子捕集量SPM算出ルーチンにより算出されている微粒子捕集量SPMを読み込む。ここで、図22の微粒子捕集量SPM算出ルーチンについて簡単に説明を加える。CPU71は所定時間の経過毎に図22に示したルーチンを繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ2200から処理を開始して上述したステップ1510に進み、係数k1を決定する。次に、CPU71は上述したステップ1515に進み、現時点において推定されている微粒子捕集量SPMに、上記係数k1と現時点においてエアフローメータ61が計測している吸入空気量Gaとの積(k1・Ga)を加えた値を、新たな微粒子捕集量SPMとして設定する。この微粒子捕集量SPMはバックアップRAM74内に格納される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 2020 and reads the particulate collection amount SPM calculated by the particulate collection amount SPM calculation routine of FIG. Here, the particulate collection amount SPM calculation routine of FIG. 22 will be briefly described. The CPU 71 repeatedly executes the routine shown in FIG. 22 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU 71 starts processing from step 2200 and proceeds to step 1510 described above to determine the coefficient k1. Next, the CPU 71 proceeds to step 1515 described above, and the product (k1 · Ga) of the coefficient k1 and the intake air amount Ga currently measured by the airflow meter 61 is added to the particulate collection amount SPM estimated at the present time. ) Is set as a new particulate collection amount SPM. This particulate collection amount SPM is stored in the backup RAM 74.

再び、図20を参照すると、CPU71はステップ2020に続くステップ2030に進み「フィルタ再生制御」を実行する。このフィルタ再生制御においては、第1気筒(他の気筒)に供給される混合気の空燃比の平均は、ステップ2030のブロック内に図示したマップに従って微粒子捕集量SPMが大きいほどリッチ側の空燃比TR(フィルタ再生制御用リッチ空燃比TR)となるよう設定される。この空燃比TRは理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である。加えて、第2気筒、第3気筒及び第4気筒(一部の気筒)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均は、ステップ2030のブロック内に図示したマップに従って微粒子捕集量SPMが大きいほどリーン側の空燃比TL(フィルタ再生制御用リーン空燃比TL)となるように設定される。この空燃比TLは理論空燃比よりもリーン側の空燃比である。   Referring to FIG. 20 again, the CPU 71 proceeds to step 2030 following step 2020 and executes “filter regeneration control”. In this filter regeneration control, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder (other cylinders) is increased as the particulate collection amount SPM increases in accordance with the map shown in the block of step 2030. It is set to be the fuel ratio TR (the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control). This air-fuel ratio TR is an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder (a part of the cylinders) is determined according to the map shown in the block of step 2030. Is set so that the leaner the air-fuel ratio TL (lean air-fuel ratio for filter regeneration control TL) becomes, the larger the is. This air-fuel ratio TL is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

但し、フィルタ再生制御用リッチ空燃比TR及びフィルタ再生制御用リーン空燃比TLは、上記(13)式の関係が成立するように、即ち、第1気筒乃至第4気筒(即ち、総ての気筒)のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均が理論空燃比又は理論空燃比近傍空燃比(本例においては、弱リッチ空燃比AFR)となるように、予め定められている。その後、CPU71はステップ2095に進み、本ルーチンを一旦終了する。   However, the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control and the lean air-fuel ratio TL for filter regeneration control are set so that the relationship of the above equation (13) is established, that is, the first to fourth cylinders (that is, all cylinders). ) Is determined in advance so that the average of the air-fuel ratios of the entire air-fuel mixture supplied to each of the air-fuel ratios becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio (in this example, the weak rich air-fuel ratio AFR). Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 2095 to end the present routine tentatively.

以上、説明したように、第4制御装置は、微粒子捕集フィルタ54に捕集された微粒子の量である微粒子量SPMを取得(推定)する(図22を参照。)。更に、第4制御装置は、フィルタ再生制御を実行するに際し、「取得された微粒子量(微粒子捕集量)SPMが多いほど前記一部の気筒(第2〜第4気筒)に供給される混合気の空燃比の平均をよりリーン側の空燃比(フィルタ再生制御用リーン空燃比TL)に制御する」ように構成されている(図20のステップ2030を参照。)。   As described above, the fourth control apparatus acquires (estimates) the fine particle amount SPM that is the amount of the fine particles collected by the fine particle collecting filter 54 (see FIG. 22). Further, the fourth control device, when executing the filter regeneration control, “mixing supplied to the some cylinders (second to fourth cylinders) as the acquired fine particle amount (fine particle collection amount) SPM increases. The average air-fuel ratio of the air is controlled to a leaner air-fuel ratio (lean air-fuel ratio for filter regeneration control TL) ”(see step 2030 in FIG. 20).

従って、微粒子捕集フィルタ54に捕集されている微粒子の量が大きいほど単位時間あたりに微粒子捕集フィルタに流入する酸素の量も大きくなるので、微粒子捕集フィルタ54内において単位時間あたりに燃焼する微粒子の量も多くなる。また、この燃焼により微粒子捕集フィルタ54の温度も増大するので、より一層高い効率にて微粒子が燃焼する。この結果、捕集されている微粒子の量SPMに依らず、短時間内にフィルタ再生制御を終了すること(微粒子捕集フィルタの再生を完了すること)が可能となる。換言すると、上流側触媒53及び下流側触媒55の両方によって排ガスを浄化することができる通常制御の期間を長くとることができるので、エミッションをより良好に維持することができる。   Accordingly, the larger the amount of particulates collected by the particulate collection filter 54, the larger the amount of oxygen flowing into the particulate collection filter per unit time. Therefore, the particulate collection filter 54 burns per unit time. The amount of fine particles to be increased also increases. Further, since the temperature of the particulate collection filter 54 is increased by this combustion, the particulates are combusted with higher efficiency. As a result, the filter regeneration control can be completed within a short time (regeneration of the particulate collection filter is completed) regardless of the amount SPM of the collected particulates. In other words, since the period of normal control in which the exhaust gas can be purified by both the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 can be increased, the emission can be maintained better.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第5制御装置」とも称呼する。)について説明する。第5制御装置は、微粒子捕集フィルタ54の温度が高いほど大きくなるフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)を取得するとともに、そのフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が高側フィルタ閾値温度THithより高いとき、及び、そのフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が低側フィルタ閾値温度TLothより低いとき、フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている点のみにおいて第1制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
(Fifth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a fifth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “fifth control device”) will be described. The fifth control device acquires a filter temperature related value (particulate collection filter temperature TempPMF) that increases as the temperature of the particulate collection filter 54 increases, and the filter temperature related value (particulate collection filter temperature TempPMF) increases. It is configured to prohibit the execution of filter regeneration control when it is higher than the side filter threshold temperature THith and when the filter temperature related value (particulate collection filter temperature TempPMF) is lower than the low side filter threshold temperature TLoth. Only in the first control device. Therefore, the following description will be made with this difference as the center.

第5制御装置のCPU71は、図6に代わる図23にフローチャートにより示したルーチンと、図7に示したフィルタ再生要求フラグ操作ルーチンと、図示しないフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)推定ルーチンと、をそれぞれ所定時間の経過毎に実行するようになっている。なお、図23において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   The CPU 71 of the fifth control apparatus estimates the routine shown in the flowchart of FIG. 23 instead of FIG. 6, the filter regeneration request flag operation routine shown in FIG. 7, and the filter temperature related value (particulate collection filter temperature TempPMF) (not shown). The routine is executed every time a predetermined time elapses. In FIG. 23, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 6. A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は、所定のタイミングにて図23のステップ2300から処理を開始してステップ610に進み、図7に示したルーチンにより変更されるフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。   The CPU 71 starts processing from step 2300 in FIG. 23 at a predetermined timing, proceeds to step 610, and determines whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM changed by the routine shown in FIG. 7 is “1”. Determine.

いま、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、ステップ620に進んで開閉弁57を閉じ、ステップ630にて通常制御を実行する。従って、第1気筒乃至第4気筒(複数の気筒の総て)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均が理論空燃比近傍空燃比である「弱リッチ空燃比AFR」となるように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)が制御される。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610, proceeds to step 620 to close the on-off valve 57, and executes normal control at step 630. Accordingly, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (all of the plurality of cylinders) becomes the “weakly rich air-fuel ratio AFR” that is the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled.

その後、前回のフィルタ再生制御終了後からの吸入空気量Gaの積算値SGaが閾値SGath以上となることに伴ってフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定される(図7のステップ710及びステップ720を参照。)。この場合、CPU71は図23のステップ610にて「Yes」と判定してステップ2310に進み、別途推定(取得されている)微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが低側フィルタ閾値温度TLoth以上であるか否かを判定する。そして、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが低側フィルタ閾値温度TLothより低いと、CPU71はステップ2310にて「No」と判定してステップ620及びステップ630に進み、通常制御を続行する。即ち、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であっても、フィルタ再生制御の実行が禁止される。   Thereafter, the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1” as the integrated value SGa of the intake air amount Ga after the end of the previous filter regeneration control becomes equal to or greater than the threshold value SGath (step 710 in FIG. 7). And step 720). In this case, the CPU 71 determines “Yes” in step 610 of FIG. 23 and proceeds to step 2310 to determine whether the separately estimated (acquired) particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature TLoth. Determine whether. If the particulate collection filter temperature TempPMF is lower than the low-side filter threshold temperature TLoth, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2310 to proceed to step 620 and step 630 to continue normal control. That is, even when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the execution of the filter regeneration control is prohibited.

一方、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが低側フィルタ閾値温度TLoth以上であると、CPU71はステップ2310にて「Yes」と判定してステップ2320に進み、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが高側フィルタ閾値温度THith以下であるか否かを判定する。そして、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが高側フィルタ閾値温度THithより高いと、CPU71はステップ2320にて「No」と判定してステップ620及びステップ630に進み、通常制御を続行する。即ち、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であっても、フィルタ再生制御の実行が禁止される。   On the other hand, if the particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature TLoth, the CPU 71 determines “Yes” in step 2310 and proceeds to step 2320, where the particulate collection filter temperature TempPMF is the high-side filter threshold temperature. Judge whether it is below THith. If the particulate collection filter temperature TempPMF is higher than the high-side filter threshold temperature THith, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2320 to proceed to step 620 and step 630 to continue normal control. That is, even when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the execution of the filter regeneration control is prohibited.

これに対し、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが高側フィルタ閾値温度THith以下であれば、CPU71はステップ2320にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ640及びステップ2330の処理を行うことによりフィルタ再生制御を実行する。   On the other hand, if the particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or lower than the high-side filter threshold temperature THith, the CPU 71 determines “Yes” in step 2320 and performs the processing in steps 640 and 2330 described below to perform the filter. Perform playback control.

ステップ640:CPU71は開閉弁57を開く指示を開閉弁57に与え、バイパス通路形成部材56のバイパス通路を開放する(ガスの通流が可能な状態に設定する)。
ステップ2330:CPU71は、第1気筒(他の気筒)に供給される混合気の空燃比の平均を、ステップ2330のブロック内に図示したマップに従ってフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRに設定する。更に、CPU71は、第2〜第4気筒(他の気筒)に供給される混合気の空燃比の平均を、ステップ2330のブロック内に図示したマップに従ってフィルタ再生制御用リーン空燃比TLに設定する。
Step 640: The CPU 71 gives an instruction to open the on-off valve 57 to the on-off valve 57 to open the bypass passage of the bypass passage forming member 56 (set to a state in which gas can flow).
Step 2330: The CPU 71 sets the air-fuel ratio average of the air-fuel mixture supplied to the first cylinder (other cylinders) to the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control according to the map shown in the block of Step 2330. Further, the CPU 71 sets the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the second to fourth cylinders (other cylinders) to the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL according to the map shown in the block of step 2330. .

更に詳細には、ステップ2330において、フィルタ再生制御用リッチ空燃比TRは、(1)理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であり、且つ、
(2)微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが低側フィルタ閾値温度TLoth以上であるが低側フィルタ閾値温度TLothに高側フィルタ閾値温度THithよりも近い低温領域において、低側フィルタ閾値温度TLothに近づくほどリーン側の空燃比(理論空燃比により近い空燃比)であり、且つ、
(3)微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが高側フィルタ閾値温度THith以下であるが高側フィルタ閾値温度THithに低側フィルタ閾値温度TLothよりも近い高温領域において、高側フィルタ閾値温度THithに近づくほどリーン側の空燃比(理論空燃比により近い空燃比)となるように決定される。
More specifically, in step 2330, the filter regeneration control rich air-fuel ratio TR is (1) an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and
(2) The particulate filter temperature TempPMF is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature TLoth, but leaner toward the low-side filter threshold temperature TLoth in the low temperature region closer to the low-side filter threshold temperature TLoth than the high-side filter threshold temperature THith. Side air-fuel ratio (an air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio), and
(3) In the high temperature region where the particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or lower than the high-side filter threshold temperature THith but is closer to the high-side filter threshold temperature THith than the low-side filter threshold temperature TLoth, the leaner the closer to the high-side filter threshold temperature THith The air-fuel ratio on the side (the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio) is determined.

また、ステップ2330において、フィルタ再生制御用リーン空燃比TLは、
(5)理論空燃比よりもリーン側の空燃比であり、且つ、
(5)微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが低側フィルタ閾値温度TLoth以上である前記低温領域において低側フィルタ閾値温度TLothに近づくほどリッチ側の空燃比(理論空燃比により近い空燃比)であり、且つ、
(6)微粒子捕集フィルタ温度TempPMFが高側フィルタ閾値温度THith以下である前記高温領域において高側フィルタ閾値温度THithに近づくほどリッチ側の空燃比(理論空燃比により近い空燃比)となるように決定される。
In step 2330, the filter regeneration control lean air-fuel ratio TL is
(5) The air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and
(5) The air-fuel ratio on the rich side (the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio) becomes closer to the low-side filter threshold temperature TLoth in the low temperature region where the particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature TLoth, and ,
(6) The air-fuel ratio on the rich side (the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio) becomes closer to the high-side filter threshold temperature THith in the high temperature region where the particulate collection filter temperature TempPMF is equal to or lower than the high-side filter threshold temperature THith. It is determined.

更に、フィルタ再生制御用リーン空燃比TLとフィルタ再生制御用リッチ空燃比TRとは、上記(13)式が成立するように予め定められている。そして、CPU71はステップ2330からステップ2395に進み、本ルーチンを一旦終了する。このようにして実行されるフィルタ再生制御は、図7のステップ730、ステップ740及び図23のステップ610によって、フィルタ再生制御の開始後から所定時間Tsthが経過するまで続行され、その後、再び、通常制御が実行される。   Further, the lean air-fuel ratio TL for filter regeneration control and the rich air-fuel ratio TR for filter regeneration control are determined in advance so that the above equation (13) is established. Then, the CPU 71 proceeds from step 2330 to step 2395 to end the present routine tentatively. The filter regeneration control executed in this way is continued until the predetermined time Tsth has elapsed from the start of the filter regeneration control by Step 730, Step 740 in FIG. 7 and Step 610 in FIG. Control is executed.

なお、図示しないフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)推定ルーチンにおいて、CPU71は次のようにして微粒子捕集フィルタ温度TempPMFを推定する。
ステップ1:CPU71は、所定時間毎に、機関回転速度NE、筒内吸入空気量Mc(k)及び上流側空燃比センサ66が検出している検出空燃比abyfs(k)と、テーブルMapTempPMFt(NE,Mc(k),abyfs(k))と、に基づき、微粒子捕集フィルタ54の瞬時温度TempPMFtを決定する。テーブルMapTempPMFt(NE,Mc(k),abyfs(k))は、ある機関回転速度NE,ある筒内吸入空気量Mc(k)及びある検出空燃比abyfs(k)が定常的に継続した場合に、それらの変数と微粒子捕集フィルタ54の収束温度TempPMFtとの関係を定めたテーブルである。このテーブルは予め実験により取得され、ROM72内に格納されている。
In a filter temperature related value (particulate collection filter temperature TempPMF) estimation routine (not shown), the CPU 71 estimates the particulate collection filter temperature TempPMF as follows.
Step 1: The CPU 71 performs engine rotation speed NE, in-cylinder intake air amount Mc (k), detected air-fuel ratio abyfs (k) detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66, and table MapTempPMFt (NE) at predetermined time intervals. , Mc (k), abyfs (k)), the instantaneous temperature TempPMFt of the particulate collection filter 54 is determined. The table MapTempPMFt (NE, Mc (k), abyfs (k)) is obtained when a certain engine speed NE, a certain cylinder intake air amount Mc (k), and a certain detected air-fuel ratio abyfs (k) continue constantly. 10 is a table that defines the relationship between these variables and the convergence temperature TempPMFt of the particulate collection filter 54. This table is acquired in advance by experiments and stored in the ROM 72.

ステップ2:CPU71は、得られた瞬時温度TempPMFtを下記の(14)式に従ってフィルタリング(積分)することにより微粒子捕集フィルタ温度TempPMFを取得する。(14)式において、γは0より大きく1より小さい定数であり、TempPMFoldは、このフィルタ温度関係値推定ルーチンを前回実行した時点にて推定された微粒子捕集フィルタ温度TempPMFである。
TempPMF=γ・TempPMFold+(1−γ)・TempPMFt …(14)
Step 2: The CPU 71 obtains the particulate collection filter temperature TempPMF by filtering (integrating) the obtained instantaneous temperature TempPMFt according to the following equation (14). In the equation (14), γ is a constant larger than 0 and smaller than 1, and TempPMFold is the particulate collection filter temperature TempPMF estimated when the filter temperature related value estimation routine was executed last time.
TempPMF = γ ・ TempPMFold + (1−γ) ・ TempPMFt (14)

なお、第5制御装置は、微粒子捕集フィルタ54の温度を直接検出する「微粒子捕集フィルタ温度センサ」を微粒子捕集フィルタ54に対して配設し、その微粒子捕集フィルタ温度センサの出力値に基づいて微粒子捕集フィルタ温度TempPMFを取得するように構成されてもよい。   The fifth control device is provided with a “particulate collection filter temperature sensor” that directly detects the temperature of the particulate collection filter 54, and the output value of the particulate collection filter temperature sensor. May be configured to obtain the particulate collection filter temperature TempPMF.

以上、説明したように、第5制御装置は、フィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が高側フィルタ閾値温度THithより高いときフィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている。これにより、微粒子捕集フィルタの温度が非常に高いときにフィルタ再生制御が実行されることにより微粒子が燃焼し、それにより発生する熱によって微粒子捕集フィルタ54の温度が過度に高くなることを回避することができる。即ち、第5制御装置は、フィルタ再生制御に起因する微粒子捕集フィルタ54の過熱による破損が発生する可能性を低減することができる。   As described above, the fifth control device is configured to prohibit the execution of the filter regeneration control when the filter temperature related value (the particulate collection filter temperature TempPMF) is higher than the high-side filter threshold temperature THith. As a result, when the temperature of the particulate collection filter is very high, the filter regeneration control is executed, so that the particulates are burned, and the temperature of the particulate collection filter 54 is prevented from becoming excessively high due to the heat generated thereby. can do. That is, the fifth control device can reduce the possibility that the particulate collection filter 54 is damaged due to overheating due to the filter regeneration control.

更に、第5制御装置は、フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒(第2〜第4気筒)に供給される混合気の空燃比の平均をフィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が前記高温領域において高側フィルタ閾値温度THithに近づくほど「よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御するように構成されている(ステップ2330を参照。)。   Further, the fifth control device calculates an average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the partial cylinders (second to fourth cylinders) when executing the filter regeneration control, as a filter temperature related value (particulate collection filter). As the temperature TempPMF) approaches the high-side filter threshold temperature THith in the high temperature region, the air-fuel ratio is controlled to be “richer-side air-fuel ratio (an air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio)” (see step 2330). ).

従って、微粒子捕集フィルタ54の温度が高くなるほど微粒子捕集フィルタ54に供給される酸素の量が減少するので、燃焼する微粒子の量(発生する熱量)が低下する。その結果、微粒子捕集フィルタ54を前述した過熱による破損から保護することができる。   Accordingly, as the temperature of the particulate collection filter 54 increases, the amount of oxygen supplied to the particulate collection filter 54 decreases, so the amount of particulates to burn (the amount of heat generated) decreases. As a result, the particulate collection filter 54 can be protected from damage due to overheating described above.

加えて、第5制御装置は、フィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が低側フィルタ閾値温度TLothより低いときフィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている。これにより、微粒子捕集フィルタに酸素が供給されても微粒子は燃焼しないような「フィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が低側フィルタ閾値温度TLothより低いとき」に、無駄にフィルタ再生制御が実行されることを回避することができる。   In addition, the fifth control device is configured to prohibit the execution of the filter regeneration control when the filter temperature related value (the particulate collection filter temperature TempPMF) is lower than the low-side filter threshold temperature TLoth. This makes it unnecessary to regenerate the filter when the filter temperature-related value (particulate collection filter temperature TempPMF) is lower than the low-side filter threshold temperature TLoth so that the particulates do not burn even when oxygen is supplied to the particulate collection filter. Execution of control can be avoided.

更に、第5制御装置は、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒(第2〜第4気筒)に供給される混合気の空燃比の平均を、前記フィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が前記低温領域において低側フィルタ閾値温度TLothに近づくほど「よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御するように構成されている(ステップ2330を参照。)。   Further, the fifth control device calculates an average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders (second to fourth cylinders) when the filter regeneration control is executed, as the filter temperature related value (fine particle As the collection filter temperature (TempPMF) approaches the low-side filter threshold temperature TLoth in the low temperature region, the air-fuel ratio on the richer side (the air-fuel ratio closer to the stoichiometric air-fuel ratio) is controlled (step 2330). See).

微粒子捕集フィルタ54の温度が低側フィルタ閾値温度TLoth以上であれば、微粒子は微粒子捕集フィルタ54内において燃焼する。しかしながら、微粒子捕集フィルタ54の温度が低側フィルタ閾値温度TLothに近いほど、微粒子は燃焼し難くなる(微粒子の燃焼が緩慢になる)。従って、そのような場合に、微粒子捕集フィルタ54に酸素を多量に供給しても多くの酸素は無駄になる。一方、微粒子捕集フィルタ54に酸素を多量に供給することは、前記一部の気筒の空燃比を理論空燃比から大きくリーン側に乖離した空燃比に設定することを意味する。その場合、多量の窒素酸化物が前記一部の気筒から排出される。   If the temperature of the particulate collection filter 54 is equal to or higher than the low-side filter threshold temperature TLoth, the particulates burn in the particulate collection filter 54. However, the closer the temperature of the particulate collection filter 54 is to the lower filter threshold temperature TLoth, the more difficult the particulates will burn (the burning of the particulates becomes slower). Therefore, in such a case, even if a large amount of oxygen is supplied to the particulate collection filter 54, a lot of oxygen is wasted. On the other hand, supplying a large amount of oxygen to the particulate collection filter 54 means that the air-fuel ratio of the some cylinders is set to an air-fuel ratio greatly deviating from the stoichiometric air-fuel ratio toward the lean side. In that case, a large amount of nitrogen oxide is discharged from the cylinders.

そこで、第5制御装置は、フィルタ温度関係値(微粒子捕集フィルタ温度TempPMF)が低側フィルタ閾値温度TLothに近づくほど「よりリッチ側の空燃比(より理論空燃比に近い空燃比)」に制御する。この結果、無駄な酸素が微粒子捕集フィルタ54に供給されることがなく、前記一部の気筒から排出される窒素酸化物の量を低減することがでる。従って、機関10から排出される窒素酸化物の量を低減できるので、下流側触媒55にて浄化されることなく(下流側触媒55を吹き抜けて)大気中に排出される窒素酸化物の量を低減することができる。   Therefore, the fifth control device controls to a “richer air-fuel ratio (an air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio)” as the filter temperature-related value (particulate collection filter temperature TempPMF) approaches the lower filter threshold temperature TLoth. To do. As a result, wasteful oxygen is not supplied to the particulate collection filter 54, and the amount of nitrogen oxides discharged from the partial cylinders can be reduced. Therefore, since the amount of nitrogen oxides discharged from the engine 10 can be reduced, the amount of nitrogen oxides discharged into the atmosphere without being purified by the downstream catalyst 55 (by blowing through the downstream catalyst 55) is reduced. Can be reduced.

(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第6制御装置」とも称呼する。)について説明する。第6制御装置は、下流側触媒55の温度が高いほど大きくなる下流側触媒温度関係値(下流側触媒温度TempUF)を取得(推定)するとともに、前記取得された下流側触媒温度関係値(下流側触媒温度TempUF)が低側下流側触媒閾値温度TLoUFth(下流側触媒55の活性温度)より低いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている。
(Sixth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a sixth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “sixth control device”) will be described. The sixth control device acquires (estimates) a downstream catalyst temperature related value (downstream catalyst temperature TempUF) that increases as the temperature of the downstream catalyst 55 increases, and also acquires the acquired downstream catalyst temperature related value (downstream). When the side catalyst temperature TempUF) is lower than the low-side downstream catalyst threshold temperature TLoUFth (the activation temperature of the downstream catalyst 55), the execution of the filter regeneration control is prohibited.

更に、第6制御装置は、機関10に供給される混合気の空燃比を所定の態様に従って制御するとともに上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとに基づいて上流側触媒53が劣化したか否かを判定する劣化判定制御を実行する劣化判定手段(触媒劣化判定手段)を備えるとともに、その劣化判定手段が劣化判定制御を実行しているとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている。   Further, the sixth control device controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 according to a predetermined mode, and adjusts the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67. And a deterioration determination means (catalyst deterioration determination means) for executing deterioration determination control for determining whether or not the upstream catalyst 53 has deteriorated based on the filter, and the filter when the deterioration determination means is executing the deterioration determination control. The reproduction control is prohibited from being executed.

第6制御装置のCPU71は、図6に代わる図24にフローチャートにより示したルーチンと、図7に示したフィルタ再生要求フラグ操作ルーチンと、図示しない下流側触媒温度関係値(下流側触媒温度TempUF)推定ルーチンと、をそれぞれ所定時間の経過毎に実行するようになっている。なお、図24において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   The CPU 71 of the sixth control unit performs the routine shown in the flowchart of FIG. 24 instead of FIG. 6, the filter regeneration request flag operation routine shown in FIG. 7, and the downstream catalyst temperature related value (downstream catalyst temperature TempUF) not shown. The estimation routine is executed every elapse of a predetermined time. In FIG. 24, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は、所定のタイミングにて図24のステップ2400から処理を開始してステップ610に進み、図7に示したルーチンにより変更されるフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。   The CPU 71 starts processing from step 2400 in FIG. 24 at a predetermined timing, proceeds to step 610, and determines whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM changed by the routine shown in FIG. 7 is “1”. Determine.

いま、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、ステップ620に進んで開閉弁57を閉じ、ステップ630にて通常制御を実行する。従って、第1気筒乃至第4気筒(複数の気筒の総て)のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均が理論空燃比近傍空燃比である「弱リッチ空燃比AFR」となるように、各気筒に供給される混合気の空燃比(各気筒に対する燃料噴射量)が制御される。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610, proceeds to step 620 to close the on-off valve 57, and executes normal control at step 630. Accordingly, the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the first to fourth cylinders (all of the plurality of cylinders) becomes the “weakly rich air-fuel ratio AFR” that is the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio (fuel injection amount for each cylinder) of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is controlled.

その後、前回のフィルタ再生制御終了後からの吸入空気量Gaの積算値SGaが閾値SGath以上となることに伴ってフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」に設定される。この場合、CPU71は図24のステップ610にて「Yes」と判定してステップ2410に進み、別途推定(取得されている)下流側触媒温度TempUFが低側下流側触媒閾値温度TLoUFth以下であるか否かを判定する。   Thereafter, the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1” when the integrated value SGa of the intake air amount Ga after the end of the previous filter regeneration control becomes equal to or greater than the threshold value SGath. In this case, the CPU 71 determines “Yes” in step 610 of FIG. 24 and proceeds to step 2410 to check whether the separately estimated (acquired) downstream catalyst temperature TempUF is equal to or lower than the low downstream catalyst threshold temperature TLoUFth. Determine whether or not.

この下流側触媒温度TempUFは、微粒子捕集フィルタ温度TempPMFと同様に推定されている。即ち、CPU71は、図示しない下流側触媒温度関係値推定ルーチンにおいて、所定時間毎に、機関回転速度NE、筒内吸入空気量Mc(k)及び上流側空燃比センサ66が検出している検出空燃比abyfs(k)と、テーブルMapTempUFt(NE,Mc(k),abyfs(k))と、に基づき、下流側触媒55の瞬時温度TempUFtを決定する。テーブルMapTempPMFt(NE,Mc(k),abyfs(k))は、ある機関回転速度NE,ある筒内吸入空気量Mc(k)及びある検出空燃比abyfs(k)が定常的に継続した場合に、それらの変数と下流側触媒55の収束温度TempUFtとの関係を定めたテーブルである。このテーブルは予め実験により取得され、ROM72内に格納されている。   The downstream catalyst temperature TempUF is estimated in the same manner as the particulate collection filter temperature TempPMF. That is, the CPU 71 detects the engine speed NE, the in-cylinder intake air amount Mc (k), and the detected airflow detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 at predetermined time intervals in a downstream catalyst temperature related value estimation routine (not shown). Based on the fuel ratio abyfs (k) and the table MapTempUFt (NE, Mc (k), abyfs (k)), the instantaneous temperature TempUFt of the downstream catalyst 55 is determined. The table MapTempPMFt (NE, Mc (k), abyfs (k)) is obtained when a certain engine speed NE, a certain cylinder intake air amount Mc (k), and a certain detected air-fuel ratio abyfs (k) continue constantly. 4 is a table that defines the relationship between these variables and the convergence temperature TempUFt of the downstream catalyst 55. This table is acquired in advance by experiments and stored in the ROM 72.

更に、CPU71は、得られた瞬時温度TempUFtを上記(14)式と同様な式(即ち、TempUF=ψ・TempUFold+(1−ψ)・TempUFt、ψは0より大きく1より小さい定数であり、TempUFoldは、この下流側触媒温度関係値推定ルーチンを前回実行した時点にて推定された下流側触媒温度TempUFである。)に従ってフィルタリング(積分)することにより、下流側触媒温度TempUFを取得する。なお、第6制御装置は、下流側触媒55の温度を直接検出する「下流側触媒温度センサ」を下流側触媒55に対して配設し、その下流側触媒温度センサの出力値に基づいて下流側触媒TempPUFを取得するように構成されてもよい。   Further, the CPU 71 sets the obtained instantaneous temperature TempUFt to an expression similar to the above expression (14) (that is, TempUF = ψ · TempUFold + (1−ψ) · TempUFt, ψ is a constant larger than 0 and smaller than 1, TempUFold Is the downstream catalyst temperature TempUF estimated at the time when this downstream side catalyst temperature related value estimation routine was executed last time.) To obtain the downstream catalyst temperature TempUF. The sixth control device is provided with a “downstream catalyst temperature sensor” for directly detecting the temperature of the downstream catalyst 55 for the downstream catalyst 55, and the downstream side based on the output value of the downstream catalyst temperature sensor. It may be configured to obtain the side catalyst TempPUF.

そして、下流側触媒温度TempUFが低側下流側触媒閾値温度TLoUFth以下であると、CPU71はステップ2410にて「Yes」と判定しステップ620及びステップ630に進み、通常制御を続行する。即ち、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であっても、フィルタ再生制御の実行が禁止される。なお、下流側触媒温度TempUFが低側下流側触媒閾値温度TLoUFth以下であると、点火時期が通常制御時の点火時期よりも遅角され、上流側触媒53及び下流側触媒55の暖機を促進する触媒暖機制御が併せて実行される。   If the downstream catalyst temperature TempUF is equal to or lower than the low downstream catalyst threshold temperature TLoUFth, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 2410 to proceed to step 620 and step 630 to continue normal control. That is, even when the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the execution of the filter regeneration control is prohibited. When the downstream catalyst temperature TempUF is equal to or lower than the low downstream catalyst threshold temperature TLoUFth, the ignition timing is retarded from the ignition timing during normal control, and warming up of the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 is promoted. The catalyst warm-up control is also executed.

一方、下流側触媒温度TempUFが低側下流側触媒閾値温度TLoUFthより高いと、CPU71はステップ2410にて「No」と判定してステップ2420に進み、触媒劣化判定要求フラグXHNの値が「1」であるか否かを判定する。この触媒劣化判定要求フラグXHNの値は図示しない触媒劣化判定要求フラグ操作ルーチンにより変更される。触媒劣化判定要求フラグ操作ルーチンにおいて、触媒劣化判定要求フラグXHNの値は、前回の触媒劣化判定制御の実行後における機関10の運転時間の合計が所定時間以上(又は前回の触媒劣化判定制御の実行後における吸入空気量Gaの積算値が所定量以上)となったときに「1」に設定され、触媒劣化判定制御が実行されると「0」に設定される。   On the other hand, when the downstream catalyst temperature TempUF is higher than the low downstream catalyst threshold temperature TLoUFth, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2410 to proceed to step 2420, where the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN is “1”. It is determined whether or not. The value of the catalyst deterioration determination request flag XHN is changed by a catalyst deterioration determination request flag operation routine (not shown). In the catalyst deterioration determination request flag operation routine, the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN indicates that the total operation time of the engine 10 after execution of the previous catalyst deterioration determination control is a predetermined time or more (or execution of the previous catalyst deterioration determination control). It is set to “1” when the integrated value of the intake air amount Ga later becomes equal to or greater than a predetermined amount), and is set to “0” when the catalyst deterioration determination control is executed.

そして、触媒劣化判定要求フラグXHNの値が「1」であると、CPU71はステップ2420にて「Yes」と判定してステップ2430に進み、触媒劣化判定制御を実行する。即ち、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であっても(且つ、下流側触媒温度TempUFが低側下流側触媒閾値温度TLoUFthより高くても)、触媒劣化判定要求フラグXHNの値が「1」であると、フィルタ再生制御の実行が禁止される。   If the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN is “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 2420 and proceeds to step 2430 to execute the catalyst deterioration determination control. That is, even if the value of the filter regeneration request flag XPM is “1” (and the downstream side catalyst temperature TempUF is higher than the low side downstream catalyst threshold temperature TLoUFth), the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN is “ If “1”, the execution of the filter regeneration control is prohibited.

一方、CPU71がステップ2420に進んだとき、触媒劣化判定要求フラグXHNの値が「0」であると、CPU71はステップ2420にて「No」と判定してステップ640及びステップ650に進み、フィルタ再生制御を実行する。そして、CPU71はステップ650からステップ2495に進み、本ルーチンを一旦終了する。このようにして実行されるフィルタ再生制御は、図7のステップ730、ステップ740及び図24のステップ610によって、フィルタ再生制御の開始後から所定時間Tsthが経過するまで続行され、その後、再び、通常制御が実行される。   On the other hand, when the CPU 71 proceeds to step 2420 and the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN is “0”, the CPU 71 determines “No” in step 2420 and proceeds to step 640 and step 650 to perform filter regeneration. Execute control. Then, the CPU 71 proceeds from step 650 to step 2495, and once ends this routine. The filter regeneration control executed in this way is continued until the predetermined time Tsth has elapsed from the start of the filter regeneration control by Step 730, Step 740 in FIG. 7 and Step 610 in FIG. Control is executed.

ここで、ステップ2430の触媒劣化判定制御について簡単に説明する。この触媒劣化制御においては、上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1が取得される。このとき、CPU71は、例えば「アクティブ制御」と呼ばれる周知の制御等を実行し最大酸素吸蔵量Cmax1を取得する(特開2005−194981号公報、特開2006−057461号公報、特開2005−207286号公報等を参照。)。   Here, the catalyst deterioration determination control in step 2430 will be briefly described. In this catalyst deterioration control, the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 is acquired. At this time, the CPU 71 executes, for example, a well-known control called “active control” to obtain the maximum oxygen storage amount Cmax1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-194981, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-057461, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-207286). (See No. Gazette, etc.).

アクティブ制御について、簡単に述べると、CPU71は機関10に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定し、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に対応する値になったか判定する。その後、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を示す値に変化したとき、CPU71は、機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比に設定し、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリーン側の空燃比に対応する値に変化したかを監視する。   Briefly describing the active control, the CPU 71 sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 to a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 is the theoretical air-fuel ratio. It is determined whether a value corresponding to the air-fuel ratio richer than the fuel ratio has been reached. Thereafter, when the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 changes to a value indicating an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the CPU 71 sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine to be lower than the stoichiometric air-fuel ratio. The lean air-fuel ratio is set, and it is monitored whether the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 has changed to a value corresponding to the lean air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio.

そして、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリーン側の空燃比に対応する値に変化したことが検出されたとき(時刻ta)、機関10に供給される混合気の空燃比を再びリッチ側の空燃比に設定する。そして、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に対応する値に再び変化する時点(時刻tb)まで、下記(15)式に基いて酸素吸蔵量の変化量ΔO2を所定時間(計算周期tsample)の経過毎に算出するとともに、下記(16)式に基づいて変化量ΔO2を積算することにより上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1を算出する。
ΔO2=0.23・mfr・(stoich
− abyfrr) …(15)
Cmax1=ΣΔO2(区間t=ta〜tb) …(16)
When it is detected that the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 has changed to a value corresponding to the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (time ta), the air-fuel mixture supplied to the engine 10 The air-fuel ratio is set again to the rich-side air-fuel ratio. Then, until the time point (time tb) at which the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 changes again to a value corresponding to the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, The change amount ΔO2 is calculated every elapse of a predetermined time (calculation cycle tsample), and the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 is calculated by integrating the change amount ΔO2 based on the following equation (16).
ΔO2 = 0.23 · mfr · (stoich
-Abyfrr) (15)
Cmax1 = ΣΔO2 (section t = ta to tb) (16)

上記(15)式において、値「0.23」は大気中に含まれる酸素の重量割合である。mfrは所定時間(計算周期tsample)内の燃料噴射量Fiの合計量である。stoichは理論空燃比(例えば、14.7)である。abyfrrは所定時間tsampleにおいて上流側空燃比センサ66により測定された空燃比である。なお、abyfrrは前記所定時間tsample内の上流側空燃比センサ66により検出された空燃比の平均値としてもよい。   In the above equation (15), the value “0.23” is the weight ratio of oxygen contained in the atmosphere. mfr is the total amount of the fuel injection amount Fi within a predetermined time (calculation cycle tsample). stoich is the stoichiometric air-fuel ratio (for example, 14.7). abyfrr is an air-fuel ratio measured by the upstream air-fuel ratio sensor 66 at a predetermined time tsample. Note that abyfrr may be an average value of the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 within the predetermined time tsample.

更に、CPU71は、得られた上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1が劣化判定閾値CmaxR以上であれば上流側触媒53は劣化していないと判定し、上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1が劣化判定閾値CmaxRより小さければ上流側触媒53は劣化していると判定する。   Further, the CPU 71 determines that the upstream catalyst 53 has not deteriorated if the obtained maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 is equal to or greater than the deterioration determination threshold CmaxR, and determines the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53. Is smaller than the deterioration determination threshold value CmaxR, it is determined that the upstream catalyst 53 has deteriorated.

なお、CPU71はステップ2430に代えて、ステップ630による通常制御を実行し、所定時間における上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの軌跡長さ及び下流側空燃比の出力値Voxsの軌跡長さの比較に基づいて上流側触媒53が劣化しているか否かを判定してもよい。   The CPU 71 executes normal control in step 630 instead of step 2430, and compares the locus length of the upstream air-fuel ratio sensor output value Vabyfs and the locus length of the downstream air-fuel ratio output value Voxs in a predetermined time. Based on the above, it may be determined whether or not the upstream catalyst 53 has deteriorated.

このように、上流側触媒53の劣化判定は、機関10に供給される混合気の空燃比をフィルタ再生制御における態様とは相違する「所定の態様」に従って制御するとともに、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとに基づいて行われる。   As described above, the deterioration determination of the upstream catalyst 53 controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 according to a “predetermined aspect” different from the aspect in the filter regeneration control, and the upstream air-fuel ratio sensor 66. This is performed based on the output value Vabyfs and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67.

以上、説明したように、第6制御装置は、下流側触媒55の温度が高いほど大きくなる下流側触媒温度関係値(下流側触媒温度TempUF)を取得(推定)するとともに、その取得された下流側触媒温度関係値が低側下流側触媒閾値温度TLoUFthより低いときフィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている(図24のステップ2410、ステップ620及びステップ630を参照。)。従って、活性温度に到達していために本来の浄化機能を発揮し得ない下流側触媒55にフィルタ再生制御によって多量の窒素酸化物が流入してしまうことを回避することができる。その結果、窒素酸化物が下流側触媒55により浄化されないまま大量に大気中に排出されてしまうことを回避することができる。   As described above, the sixth control device acquires (estimates) the downstream-side catalyst temperature related value (downstream-side catalyst temperature TempUF) that increases as the temperature of the downstream-side catalyst 55 increases. When the side catalyst temperature related value is lower than the low-side downstream catalyst threshold temperature TLoUFth, the filter regeneration control is prohibited from being executed (see step 2410, step 620, and step 630 in FIG. 24). Therefore, it is possible to prevent a large amount of nitrogen oxide from flowing into the downstream catalyst 55 that cannot reach its original purification function because it has reached the activation temperature due to the filter regeneration control. As a result, it can be avoided that a large amount of nitrogen oxides is discharged into the atmosphere without being purified by the downstream catalyst 55.

更に、第6制御装置は、前記劣化判定手段が前記劣化判定制御を実行しているときには前記フィルタ再生制御の実行を禁止する(図24のステップ2420及びステップ2430を参照。)。これにより、上流側触媒53の劣化判定とフィルタ再生制御とが異なるタイミングにて実行されるので、これらの制御を両立させることができる。   Furthermore, the sixth control device prohibits the execution of the filter regeneration control when the deterioration determination unit is executing the deterioration determination control (see step 2420 and step 2430 in FIG. 24). Thereby, since the deterioration determination of the upstream catalyst 53 and the filter regeneration control are executed at different timings, it is possible to make these controls compatible.

なお、第6制御装置は、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かに関わらず、触媒劣化判定要求フラグXHNの値が「0」から「1」に変更された時点にて、上記劣化判定制御を実行するように構成されてもよい。この場合、劣化判定制御が実行されている最中にフィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」から「1」に変更され、且つ、下流側触媒温度関係値が低側下流側触媒閾値温度TLoUFth以上であっても、フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成される。   Note that the sixth control device does not change the value of the catalyst deterioration determination request flag XHN from “0” to “1” regardless of whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. Thus, the deterioration determination control may be executed. In this case, the value of the filter regeneration request flag XPM is changed from “0” to “1” while the deterioration determination control is being executed, and the downstream catalyst temperature related value is the low downstream catalyst threshold temperature TLoUFth. Even in this case, the filter regeneration control is prohibited from being executed.

(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第7制御装置」とも称呼する。)について説明する。第7制御装置は、通常制御中にサブフィードバック補正値Fisubを学習し、フィルタ再生制御中にサブフィードバック補正値Fisubの学習を停止するように構成されている点のみにおいて第1制御装置と相違している。
(Seventh embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a seventh embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “seventh control device”) will be described. The seventh controller differs from the first controller only in that it is configured to learn the sub-feedback correction value Fisub during normal control and stop learning the sub-feedback correction value Fisub during filter regeneration control. ing.

第1制御装置のCPU71は、図11乃至図15に示されたルーチンを実行していた。これに対し、第7制御装置のCPU71は、図11と、図12と、図13に代わる図25と、図14と、図15と、に示されたルーチンを実行するようになっている。即ち、第7制御装置のCPU71が実行する複数のルーチンのうち「サブフィードバック補正量を計算するルーチン」のみが第1制御装置のCPU71が実行する複数のルーチンと相違している。そこで、以下、図25に示したルーチンに基づく作動を中心として説明する。なお、図25において図13に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図13のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   The CPU 71 of the first control device executes the routines shown in FIGS. On the other hand, the CPU 71 of the seventh control device executes the routines shown in FIG. 11, FIG. 12, FIG. 25 instead of FIG. 13, FIG. 14, and FIG. That is, only the “routine for calculating the sub feedback correction amount” among the plurality of routines executed by the CPU 71 of the seventh control device is different from the plurality of routines executed by the CPU 71 of the first control device. Therefore, the operation based on the routine shown in FIG. 25 will be mainly described below. In FIG. 25, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は、所定のタイミングにて図25のステップ2500から処理を開始し、ステップ1305にてサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBが「1」であるかを判定し、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「0」であるとき、上述したステップ1340及びステップ1345に進む。これにより、サブフィードバック制御が停止される。   The CPU 71 starts processing from step 2500 in FIG. 25 at a predetermined timing, determines whether the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1” in step 1305, and sets the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB When “0” is “0”, the process proceeds to step 1340 and step 1345 described above. Thereby, the sub feedback control is stopped.

一方、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「1」であると、CPU71はステップ1305にて「Yes」と判定してステップ2510に進み、現時点がサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBが「0」から「1」に変化した直後(サブフィードバック制御が開始された直後)であるか否かを判定する。   On the other hand, if the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 1305 and proceeds to step 2510, where the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “0”. It is determined whether it is immediately after changing from “1” to “1” (immediately after the sub feedback control is started).

そして、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBが「0」から「1」に変化した直後であれば、CPU71はステップ2520に進んでサブフィードバック補正値Fisubに学習値(サブフィードバック学習値)GKFisubを設定し、その後、ステップ1310に進む。学習値GKFisubは、後述するように、バックアップRAM74に格納されている。これに対し、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBが「0」から「1」に変化した直後でなければ、CPU71はステップ2510からステップ1310乃に直接進む。以上の処理により、サブフィードバック制御が開始されたとき、サブフィードバック補正値Fisubに学習値GKFisubが設定される。   If the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB has just changed from “0” to “1”, the CPU 71 proceeds to step 2520 and sets the learning value (sub feedback learning value) GKFisub to the sub feedback correction value Fisub. Thereafter, the process proceeds to Step 1310. The learning value GKFisub is stored in the backup RAM 74 as will be described later. On the other hand, if the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is not immediately after the change from “0” to “1”, the CPU 71 proceeds directly from step 2510 to step 1310. With the above processing, when the sub feedback control is started, the learning value GKFisub is set as the sub feedback correction value Fisub.

次に、CPU71はステップ1310乃至ステップ1335の処理を実行し、サブフィードバック補正値Fisubを更新(計算)する。続いて、CPU71はステップ2530に進み、フィルタ再生制御が実行中であるか否かを判定する。CPU71は、フィルタ再生制御が実行されていないとき(即ち、通常制御が実行されているとき)、ステップ2530にて「No」と判定して以下に述べるステップ2540及びステップ2550の処理を順に行い、ステップ2595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 executes the processing from step 1310 to step 1335 to update (calculate) the sub feedback correction value Fisub. Subsequently, the CPU 71 proceeds to step 2530 to determine whether or not the filter regeneration control is being executed. When the filter regeneration control is not being executed (that is, when the normal control is being executed), the CPU 71 determines “No” in step 2530 and sequentially performs the processing of step 2540 and step 2550 described below, Proceed to step 2595 to end the present routine tentatively.

ステップ2540:CPU71は、その時点においてバックアップRAM74に保持されていた学習値GKFisubと、ステップ1325にて新たに求められたサブフィードバック補正値Fisubと、を下記の(17)式の右辺に代入することにより、学習値GKFisubを更新する。(17)式においてP1は0より大きく1より小さい所定の定数である。
GKFisub=P1・GKFisub+(1−P1)・Fisub …(17)
ステップ2550:CPU71は、ステップ2540にて求めた学習値GKFisubをバックアップRAM74に保存(格納・記憶)する。
Step 2540: The CPU 71 substitutes the learning value GKFisub held in the backup RAM 74 at that time and the sub feedback correction value Fisub newly obtained in Step 1325 into the right side of the following equation (17). Thus, the learning value GKFisub is updated. In the equation (17), P1 is a predetermined constant larger than 0 and smaller than 1.
GKFisub = P1 · GKFisub + (1-P1) · Fisub (17)
Step 2550: The CPU 71 saves (stores / stores) the learning value GKFisub obtained in Step 2540 in the backup RAM 74.

一方、CPU71がステップ2530に進んだときにフィルタ再生制御が実行されていると、CPU71はステップ2530にて「Yes」と判定してステップ2595に直接進む。即ち、この場合、CPU71はステップ2540及びステップ2550を実行しないので、サブフィードバック補正値Fisubの学習(学習値GKFisubの更新及び記憶)が禁止される。   On the other hand, if the filter regeneration control is executed when the CPU 71 proceeds to step 2530, the CPU 71 determines “Yes” in step 2530 and proceeds directly to step 2595. That is, in this case, since the CPU 71 does not execute Step 2540 and Step 2550, learning of the sub feedback correction value Fisub (updating and storing the learning value GKFisub) is prohibited.

以上、説明したように、第7制御装置は、フィルタ再生制御中にサブフィードバック補正値Fisubの学習を停止(禁止)するように構成されている。フィルタ再生制御が実行される頻度は、通常制御が実行される頻度よりも極めて小さい。更に、フィルタ再生制御においては、排ガスの一部が上流側触媒53をバイパスする。従って、通常制御時の学習値GKFisubはフィルタ再生制御に適切な値ではなく、フィルタ再生制御中に学習値GKFisubを更新した場合、その学習値GKFisubは通常制御にとって適切な値とはならない。それ故、第7制御装置は、「フィルタ再生制御中にサブフィードバック補正値Fisubの学習を停止(禁止)する」ことにより、通常制御におけるサブフィードバック制御の開始時に適切な学習値GKFisubを設定することができる。その結果、エミッションが悪化することを回避することができる。   As described above, the seventh control device is configured to stop (inhibit) learning of the sub feedback correction value Fisub during the filter regeneration control. The frequency at which the filter regeneration control is executed is extremely smaller than the frequency at which the normal control is executed. Further, in the filter regeneration control, part of the exhaust gas bypasses the upstream catalyst 53. Therefore, the learning value GKFisub at the time of normal control is not an appropriate value for the filter regeneration control, and when the learning value GKFisub is updated during the filter regeneration control, the learned value GKFisub is not an appropriate value for the normal control. Therefore, the seventh control device sets an appropriate learning value GKFisub at the start of the sub feedback control in the normal control by “stopping (prohibiting) learning of the sub feedback correction value Fisub during the filter regeneration control”. Can do. As a result, it is possible to avoid deterioration of emissions.

(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第8制御装置」とも称呼する。)について説明する。第8制御装置は、通常制御中のサブフィードバック補正値Fisubの学習値と、フィルタ再生制御中のサブフィードバック補正値Fisubの学習値と、を別々に有するように構成されている点のみにおいて第1制御装置と相違している。
(Eighth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to an eighth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “eighth control device”) will be described. The eighth control device is the first control only in that the learning value of the sub feedback correction value Fisub during normal control and the learning value of the sub feedback correction value Fisub during filter regeneration control are separately provided. It is different from the control device.

第1制御装置のCPU71は、図11乃至図15に示されたルーチンを実行していた。これに対し、第8制御装置のCPU71は、図11、図12、図14及び図15と、図13に代わる図26及び図27と、に示されたルーチンを実行するようになっている。そこで、以下、図26及び図27に示したルーチンに基づく作動を中心として説明する。なお、図26において図13及び図25に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図13及び図25のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は省略される。   The CPU 71 of the first control device executes the routines shown in FIGS. On the other hand, the CPU 71 of the eighth control device executes the routines shown in FIGS. 11, 12, 14 and 15 and FIGS. 26 and 27 instead of FIG. Therefore, the operation based on the routine shown in FIGS. 26 and 27 will be mainly described below. In FIG. 26, steps for performing the same processing as the steps shown in FIGS. 13 and 25 are denoted by the same reference numerals as the steps given in FIGS. 13 and 25. . A detailed description of these steps is omitted.

CPU71は、所定のタイミングにて図26のステップ2600から処理を開始し、ステップ1305にてサブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBが「1」であるかを判定し、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「0」であるとき、上述したステップ1340及びステップ1345に進む。これにより、サブフィードバック制御が停止される。   The CPU 71 starts processing from step 2600 of FIG. 26 at a predetermined timing, determines whether the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1” in step 1305, and sets the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB When “0” is “0”, the process proceeds to step 1340 and step 1345 described above. Thereby, the sub feedback control is stopped.

一方、サブフィードバック制御条件成立フラグXsubFBの値が「1」であると、CPU71はステップ1305にて「Yes」と判定してステップ1310乃至ステップ1335の処理を実行し、サブフィードバック補正値Fisubを更新(計算)する。続いて、CPU71はステップ2530に進み、フィルタ再生制御が実行中であるか否かを判定する。CPU71は、フィルタ再生制御が実行されていないとき(即ち、通常制御が実行されているとき)、ステップ2530にて「No」と判定して以下に述べるステップ2610及びステップ2620の処理を順に行い、ステップ2695に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if the value of the sub feedback control condition satisfaction flag XsubFB is “1”, the CPU 71 determines “Yes” in step 1305 and executes the processing of steps 1310 to 1335 to update the sub feedback correction value Fisub. (calculate. Subsequently, the CPU 71 proceeds to step 2530 to determine whether or not the filter regeneration control is being executed. When the filter regeneration control is not being executed (that is, when the normal control is being executed), the CPU 71 determines “No” in step 2530 and sequentially performs the processing of step 2610 and step 2620 described below. Proceed to step 2695 to end the present routine tentatively.

ステップ2610:CPU71は、その時点においてバックアップRAM74に保持されていた通常制御用学習値GKFisubNと、ステップ1325にて新たに求められたサブフィードバック補正値Fisubと、を下記の(18)式の右辺に代入することにより、通常制御用学習値GKFisubNを更新する。(18)式においてP1は0より大きく1より小さい所定の定数である。
GKFisubN=P1・GKFisubN+(1−P1)・Fisub …(18)
ステップ2620:CPU71は、ステップ2610にて求めた通常制御用学習値GKFisubNをバックアップRAM74に保存(格納・記憶)する。
Step 2610: The CPU 71 sets the normal control learning value GKFisubN held in the backup RAM 74 at that time and the sub feedback correction value Fisub newly obtained in step 1325 to the right side of the following equation (18). By substituting, the learning value for normal control GKFisubN is updated. In the equation (18), P1 is a predetermined constant larger than 0 and smaller than 1.
GKFisubN = P1 · GKFisubN + (1-P1) · Fisub (18)
Step 2620: The CPU 71 stores (stores / stores) the normal control learning value GKFisubN obtained in Step 2610 in the backup RAM 74.

一方、CPU71がステップ2530に進んだときにフィルタ再生制御が実行されていると、CPU71はステップ2530にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ2630及びステップ2640の処理を順に行い、ステップ2695に進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if the filter regeneration control is being executed when the CPU 71 proceeds to step 2530, the CPU 71 determines “Yes” in step 2530, performs the processing of step 2630 and step 2640 described below in order, and step 2695. Proceed to to end the present routine.

ステップ2630:CPU71は、その時点においてバックアップRAM74に保持されていたフィルタ再生制御用学習値GKFisubPと、ステップ1325にて新たに求められたサブフィードバック補正値Fisubと、を下記の(19)式の右辺に代入することにより、フィルタ再生制御用学習値GKFisubPを更新する。(19)式においてP2は0より大きく1より小さい所定の定数である。
GKFisubP=P2・GKFisubP+(1−P2)・Fisub …(19)
ステップ2640:CPU71は、ステップ2630にて求めたフィルタ再生制御用学習値GKFisubPをバックアップRAM74に保存(格納・記憶)する。
Step 2630: The CPU 71 uses the filter regeneration control learning value GKFisubP held in the backup RAM 74 at that time and the sub feedback correction value Fisub newly obtained in step 1325 to the right side of the following equation (19) By substituting into, the learning value GKFisubP for filter regeneration control is updated. In the equation (19), P2 is a predetermined constant larger than 0 and smaller than 1.
GKFisubP = P2 · GKFisubP + (1-P2) · Fisub (19)
Step 2640: The CPU 71 stores (stores / stores) the filter regeneration control learning value GKFisubP obtained in Step 2630 in the backup RAM 74.

以上により、通常制御中に通常制御用学習値GKFisubNが更新されてバックアップRAM74に格納され、フィルタ再生制御中にフィルタ再生制御用学習値GKFisubPが更新されてバックアップRAM74に格納される。   As described above, the normal control learning value GKFisubN is updated and stored in the backup RAM 74 during normal control, and the filter regeneration control learning value GKFisubP is updated and stored in the backup RAM 74 during filter regeneration control.

更に、CPU71は図27に示したサブフィードバック学習値設定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ2700から処理を開始し、ステップ2710に進んで現時点がフィルタ再生制御が開始された直後であるか否かを判定する。そして、現時点がフィルタ再生制御が開始された直後であれば、CPU71はステップ2710にて「Yes」と判定してステップ2720に進み、サブフィードバック補正値Fisubにフィルタ再生制御用学習値GKFisubPを設定し、ステップ2730に進む。一方、現時点がフィルタ再生制御が開始された直後でなければ、CPU71はステップ2710にて「No」と判定してステップ2730に直接進む。   Further, the CPU 71 repeatedly executes the sub feedback learning value setting routine shown in FIG. 27 every elapse of a predetermined time. Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU 71 starts processing from step 2700, proceeds to step 2710, and determines whether or not the current time is immediately after the filter regeneration control is started. If the current time is immediately after the filter regeneration control is started, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 2710 to proceed to step 2720 to set the learning value GKFisubP for filter regeneration control to the sub feedback correction value Fisub. Go to step 2730. On the other hand, if the current time is not immediately after the filter regeneration control is started, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2710 to directly proceed to step 2730.

CPU71はステップ2730にて現時点が通常制御が開始された直後であるか否かを判定する。そして、現時点が通常制御が開始された直後であれば、CPU71はステップ2730にて「Yes」と判定してステップ2740に進み、サブフィードバック補正値Fisubに通常制御用学習値GKFisubNを設定し、ステップ2795に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、現時点が通常制御が開始された直後でなければ、CPU71はステップ2730にて「No」と判定してステップ2795に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。   In step 2730, the CPU 71 determines whether or not the present time is immediately after the normal control is started. If the current time is immediately after the start of the normal control, the CPU 71 determines “Yes” in step 2730 and proceeds to step 2740 to set the normal control learning value GKFisubN as the sub feedback correction value Fisub. Proceed to 2795 to end the present routine tentatively. On the other hand, if the current time is not immediately after the normal control is started, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2730 to directly proceed to step 2795 to end the present routine tentatively.

以上により、通常制御の開始時のサブフィードバック補正値Fisubが通常制御用学習値GKFisubNに一致せしめられ、フィルタ再生制御の開始時のサブフィードバック補正値Fisubがフィルタ再生制御用学習値GKFisubPに一致せしめられる。従って、フィルタ再生制御開始時及び通常制御開始時のそれぞれにおいてサブフィードバック補正値Fisubが適正値に近い値となるので、エミッションをより良好にすることができる。   As described above, the sub feedback correction value Fisub at the start of normal control is matched with the learning value GKFisubN for normal control, and the sub feedback correction value Fisub at the start of filter regeneration control is matched with the learning value GKFisubP for filter regeneration control. . Therefore, the sub feedback correction value Fisub becomes a value close to an appropriate value at the time of starting the filter regeneration control and at the time of starting the normal control, so that the emission can be improved.

(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第9制御装置」とも称呼する。)について説明する。第9制御装置は、機関10の吸入空気量が大きいほど大きくなる吸入空気量関係値(吸入空気流量Ga)を取得するとともに、その取得された吸入空気量関係値が吸入空気量閾値GaPMthより大きいときフィルタ再生制御の実行を禁止するように構成されている点のみにおいて、第1制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
(Ninth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a ninth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “ninth control device”) will be described. The ninth control device acquires an intake air amount related value (intake air flow rate Ga) that increases as the intake air amount of the engine 10 increases, and the acquired intake air amount related value is greater than the intake air amount threshold GaPMth. It differs from the first control device only in that it is configured to prohibit the execution of the filter regeneration control. Therefore, the following description will be made with this difference as the center.

第9制御装置のCPU71は、図6に代わる図28と図7とにフローチャートにより示されたルーチンの処理を所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。なお、図28において既に説明したステップと同一の処理を行うためのステップには、そのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は省略される。   The CPU 71 of the ninth control device repeatedly executes the routine processing shown in the flowcharts of FIGS. 28 and 7 instead of FIG. 6 every elapse of a predetermined time. Note that steps for performing the same processing as the steps already described in FIG. 28 are denoted by the same reference numerals as those given to such steps. Detailed description of these steps is omitted.

所定のタイミングになると、CPU71は図28のステップ2800から処理を開始してステップ610に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定する。フィルタ再生要求フラグXPMの値は図7に示したルーチンにより変更される。   When the predetermined timing comes, the CPU 71 starts processing from step 2800 of FIG. 28 and proceeds to step 610 to determine whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. The value of the filter regeneration request flag XPM is changed by the routine shown in FIG.

いま、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「No」と判定してステップ620及びステップ630に進み、上述した通常制御を実行する。通常制御の制御内容は、第1制御装置による通常制御の制御内容と同一である。   Assume that the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”. In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610 to proceed to step 620 and step 630 to execute the above-described normal control. The control content of the normal control is the same as the control content of the normal control by the first control device.

これに対し、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であると仮定する。この場合、CPU71はステップ610にて「Yes」と判定してステップ2810に進み、その時点にてエアフローメータ61により検出されている吸入空気量Gaを読み込む。次いで、CPU71はステップ2820に進み、図示しないルーチンにより別途算出されている上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1を読み込む(上述した(15)式及び(16)式を参照。)。   In contrast, it is assumed that the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. In this case, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 610 to proceed to step 2810, and reads the intake air amount Ga detected by the air flow meter 61 at that time. Next, the CPU 71 proceeds to step 2820 and reads the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 separately calculated by a routine (not shown) (see the above-described equations (15) and (16)).

次に、CPU71はステップ2830に進み、下流側触媒55の最大酸素吸蔵量Cmax2を、ステップ2830内に示したテーブルと、上記ステップ2820にて読み込んだ上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1と、に基づいて推定(取得)する。このテーブルは、予め実験により測定され、ROM72内に格納されている。このテーブルによれば、最大酸素吸蔵量Cmax1が大きいほど最大酸素吸蔵量Cmax2も大きくなる。   Next, the CPU 71 proceeds to step 2830 and sets the maximum oxygen storage amount Cmax2 of the downstream catalyst 55 to the table shown in step 2830, the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 read in step 2820, and Estimate (acquire) based on This table is measured in advance by experiments and stored in the ROM 72. According to this table, the maximum oxygen storage amount Cmax2 increases as the maximum oxygen storage amount Cmax1 increases.

次に、CPU71はステップ2840に進み、吸入空気量閾値GaPMthを、ステップ2840内に示したテーブルと、上記ステップ2830にて推定した下流側触媒55の最大酸素吸蔵量Cmax2と、に基づいて決定する。このテーブルは、予め実験により決定され、ROM72内に格納されている。このテーブルによれば、最大酸素吸蔵量Cmax2が大きいほど吸入空気量閾値GaPMthも大きくなる。   Next, the CPU 71 proceeds to step 2840, and determines the intake air amount threshold value GaPMth based on the table shown in step 2840 and the maximum oxygen storage amount Cmax2 of the downstream catalyst 55 estimated in step 2830. . This table is determined in advance by experiments and stored in the ROM 72. According to this table, the larger the maximum oxygen storage amount Cmax2, the larger the intake air amount threshold GaPMth.

次いで、CPU71はステップ2850に進み、上記ステップ2810にて読み込んだ吸入空気量(吸入空気量が大いほど大きくなる吸入空気量関係値)Gaが、吸入空気量閾値GaPMthより小さいか否かを判定する。このとき、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthより小さければ、CPU71はステップ2850にて「Yes」と判定してステップ640及びステップ650に進み、上述したフィルタ再生制御を実行する。フィルタ再生制御の制御内容は、第1制御装置によるフィルタ再生制御の制御内容と同一である。   Next, the CPU 71 proceeds to step 2850 to determine whether or not the intake air amount (intake air amount related value that increases as the intake air amount increases) Ga read in step 2810 is smaller than the intake air amount threshold GaPMth. To do. At this time, if the intake air amount Ga is smaller than the intake air amount threshold GaPMth, the CPU 71 determines “Yes” in step 2850 and proceeds to step 640 and step 650 to execute the above-described filter regeneration control. The control content of the filter regeneration control is the same as the control content of the filter regeneration control by the first control device.

一方、CPU71がステップ2850に進んだとき、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上であると、CPU71はステップ2850にて「No」と判定してステップ620及びステップ630に進み、上述した通常制御を実行する。   On the other hand, when the CPU 71 proceeds to step 2850, if the intake air amount Ga is equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2850 to proceed to step 620 and step 630. Execute control.

加速時及び高負荷時等の機関10の吸入空気量Gaが大きい場合にフィルタ再生制御を実行すると、単位時間あたりに生成される窒素酸化物の量が非常に多くなる。従って、フィルタ再生制御中において下流側触媒55に流入するガスの空燃比の平均がサブフィードバック制御によって理論空燃比に近い値(この場合、弱リッチ空燃比AFR)に制御されていても、窒素酸化物が下流側触媒55に浄化されないまま大気中に放出されてしまう(窒素酸化物が下流側触媒55を吹き抜ける)場合がある。   When the filter regeneration control is executed when the intake air amount Ga of the engine 10 is large at the time of acceleration or high load, the amount of nitrogen oxides generated per unit time becomes very large. Therefore, even if the average of the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream side catalyst 55 during the filter regeneration control is controlled to a value close to the theoretical air-fuel ratio by the sub-feedback control (in this case, the weak rich air-fuel ratio AFR), In some cases, the product is released into the atmosphere without being purified by the downstream catalyst 55 (nitrogen oxide blows through the downstream catalyst 55).

そこで、第9制御装置は、吸入空気量関係値(吸入空気量Ga)が吸入空気量閾値GaPMthより大きいときフィルタ再生制御の実行を禁止する。この結果、吸入空気量Gaが大きい運転状態においてフィルタ再生制御が実行されることがないので、大気中に放出される窒素酸化物の量を低減することができる。   Therefore, the ninth control device prohibits execution of the filter regeneration control when the intake air amount related value (intake air amount Ga) is larger than the intake air amount threshold GaPMth. As a result, since the filter regeneration control is not executed in the operating state where the intake air amount Ga is large, the amount of nitrogen oxides released into the atmosphere can be reduced.

更に、第9制御装置は、下流側触媒55の最大酸素吸蔵量Cmax2が大きいほど吸入空気量閾値GaPMthが大きくなるように、吸入空気量閾値GaPMthを設定している(ステップ2840を参照。)。   Further, the ninth control device sets the intake air amount threshold GaPMth so that the intake air amount threshold GaPMth increases as the maximum oxygen storage amount Cmax2 of the downstream catalyst 55 increases (see step 2840).

下流側触媒55の最大酸素吸蔵量Cmax2が大きいことは、下流側触媒55の劣化が進行しておらず、従って、下流側触媒55は単位時間により多くの窒素酸化物を浄化できることを意味する。従って、第9制御装置のように、下流側触媒55の最大酸素吸蔵量Cmax2が大きいほど吸入空気量閾値GaPMthを大きく設定することにより、窒素酸化物が大気中に放出されないようにしながら、フィルタ再生制御を実行する機会を増大することができる。   The fact that the maximum oxygen storage amount Cmax2 of the downstream catalyst 55 is large means that the deterioration of the downstream catalyst 55 has not progressed, and therefore the downstream catalyst 55 can purify more nitrogen oxides per unit time. Therefore, as in the ninth control device, the larger the maximum oxygen storage amount Cmax2 of the downstream side catalyst 55, the larger the intake air amount threshold GaPMth is set, thereby preventing the nitrogen oxide from being released into the atmosphere and the filter regeneration. Opportunities to perform control can be increased.

なお、吸入空気量関係値は、負荷KL(筒内吸入空気量Mcを各気筒の排気量により除した値)、スロットル弁開度TA及びアクセルペダル81の操作量Accp等により代替してもよい。   The intake air amount related value may be replaced by the load KL (the value obtained by dividing the in-cylinder intake air amount Mc by the exhaust amount of each cylinder), the throttle valve opening TA, the operation amount Accp of the accelerator pedal 81, and the like. .

(第10実施形態)
次に、本発明の第10実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第10制御装置」とも称呼する。)について説明する。第10制御装置は、フィルタ再生制御中において吸入空気量関係値(吸入空気量Ga)が吸入空気量閾値GaPMth以上となったこと、又は、フィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLが閾値(フィルタ再生制御終了閾値)GLthより大きくなったこと等、によって、「フィルタ再生制御を終了した後、所定の期間に渡って機関10に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(前述した通常制御時における弱リッチ空燃比AFRよりもリッチ側の空燃比)に制御し、その後、通常制御に復帰する点」を特徴としている。
(10th Embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a tenth embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “tenth control device”) will be described. In the tenth control device, during the filter regeneration control, the intake air amount related value (intake air amount Ga) is equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth, or the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control is “After the completion of the filter regeneration control, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 over a predetermined period is made to be higher than the stoichiometric air-fuel ratio. It is characterized in that the air-fuel ratio on the rich side (the air-fuel ratio on the rich side with respect to the above-described weak rich air-fuel ratio AFR at the time of normal control) is controlled, and then the control returns to normal control.

第10制御装置は、図29乃至図33にフローチャートにより示されたルーチンをそれぞれ所定時間の経過毎に実行するようになっている。以下、図29に従う作動から順に説明する。なお、これらの作動は、機関10が暖機を完了し、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御を実行可能な状態(機関の暖機が完了した状態)になってから行われる作動である。また、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御を実行可能な状態になった時点において、通常制御実行フラグXSTOIの値は「1」に設定されるようになっている。   The tenth control device is configured to execute the routines shown in the flowcharts of FIGS. 29 to 33 each time a predetermined time elapses. Hereinafter, the operation according to FIG. 29 will be described in order. These operations are performed after the engine 10 has been warmed up and is in a state where the main feedback control and the sub feedback control can be executed (a state where the engine has been warmed up). Further, the value of the normal control execution flag XSTOI is set to “1” when the main feedback control and the sub feedback control become executable.

<第1フラグ操作>
CPU71は、所定のタイミングにて図29のステップ2900から処理を開始し、フューエルカット実行フラグXFCの値が「0」であるか否かを判定する。いま、フューエルカット実行フラグXFCの値が「0」であるとして説明を続けると、CPU71はステップ2910にて「Yes」と判定してステップ2920に進み、フューエルカット条件が成立しているか否かを判定する。フューエルカット条件は、図11のステップ1105におけるフューエルカット条件と同一の条件(減速フューエルカット条件)である。
<First flag operation>
The CPU 71 starts processing from step 2900 in FIG. 29 at a predetermined timing, and determines whether or not the value of the fuel cut execution flag XFC is “0”. Now, assuming that the value of the fuel cut execution flag XFC is “0”, the CPU 71 determines “Yes” in step 2910 and proceeds to step 2920 to determine whether or not the fuel cut condition is satisfied. judge. The fuel cut condition is the same condition (deceleration fuel cut condition) as the fuel cut condition in step 1105 of FIG.

このとき、機関10の運転状態が所定の減速状態となることに伴ってフューエルカット条件が成立していると、CPU71はステップ2920にて「Yes」と判定してステップ2930に進み、フューエルカット実行フラグXFCの値を「1」に設定するとともに、他のフラグの値を「0」に設定する。その後、CPU71はステップ2995に進み、本ルーチンを一旦終了する。他のフラグは以下の通りである。これらのフラグの値は後述するルーチンにより変更される。なお、フューエルカット条件が成立していなければ、CPU71はステップ2920にて「No」と判定し、ステップ2995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   At this time, if the fuel cut condition is satisfied as the operating state of the engine 10 becomes a predetermined deceleration state, the CPU 71 determines “Yes” in step 2920 and proceeds to step 2930 to execute the fuel cut. The value of the flag XFC is set to “1”, and the values of other flags are set to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 2995 to end the present routine tentatively. Other flags are as follows: The values of these flags are changed by a routine described later. If the fuel cut condition is not satisfied, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2920 to directly proceed to step 2995 to end the present routine tentatively.

フィルタ再生制御実行フラグXPMFS:このフラグは、フィルタ再生制御を実行する条件が成立したとき及びフィルタ再生制御を実行しているときに「1」、その他の場合に「0」に設定されるフラグである(図30のステップ3050を参照。)。   Filter regeneration control execution flag XPMFS: This flag is set to “1” when a condition for executing filter regeneration control is satisfied and when filter regeneration control is being executed, and to “0” in other cases. Yes (see step 3050 in FIG. 30).

フィルタ再生制御通常終了後リッチ制御フラグXRINE:このフラグは、以下、単に「通常終了後リッチ制御フラグ」と称呼される。通常終了後リッチ制御フラグXRINEは、フィルタ再生制御を開始してからの吸入空気量の積算値tGaSLがフィルタ再生制御終了閾値GLthより大きくなったときに「1」に設定される(図31のステップ3160を参照。)。通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」に変更されるとフィルタ再生制御が終了され、機関の空燃比は通常制御時の空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御される。即ち、後述する「通常終了後リッチ制御」が実行される。   Rich control flag XLINE after normal end of filter regeneration control: This flag is hereinafter simply referred to as “rich control flag after normal end”. The post-normal end rich control flag XRINE is set to “1” when the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control becomes larger than the filter regeneration control end threshold GLth (step in FIG. 31). 3160). When the value of the rich control flag XLINE after the normal end is changed to “1”, the filter regeneration control is ended, and the air-fuel ratio of the engine is controlled to an air-fuel ratio richer than the air-fuel ratio in the normal control. That is, “rich control after normal termination” described later is executed.

フィルタ再生制御高Ga強制終了後リッチ制御フラグXRIGA:このフラグは、以下、単に「高Ga後リッチ制御フラグ」と称呼される。高Ga後リッチ制御フラグXRIGAは、フィルタ再生制御を実行中に吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上となったことによりフィルタ再生制御を終了したときに「1」に設定される(図31のステップ3130を参照。)。高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」に変更されるとフィルタ再生制御が終了され、機関の空燃比は通常制御時の空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御される。即ち、「高Ga復帰後リッチ制御」が実行される。   Filter regeneration control high Ga post-rich rich control flag XRIGA: This flag is hereinafter simply referred to as “high Ga post rich control flag”. The post-high Ga rich control flag XRIGA is set to “1” when the filter regeneration control is terminated because the intake air amount Ga becomes equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth during the execution of the filter regeneration control (FIG. 31). (See step 3130). When the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA is changed to “1”, the filter regeneration control is terminated, and the air-fuel ratio of the engine is controlled to be richer than the air-fuel ratio in the normal control. That is, “rich control after returning to high Ga” is executed.

通常制御実行フラグXSTOI:通常制御実行フラグXSTOIは、通常制御を行うべきとき及び通常制御を実行しているときに「1」に設定され、その他の場合に「0」に設定される(図32を参照。)。前述したように、通常制御実行フラグXSTOIの値は、機関10の暖機が完了した時点(メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行可能な状態になった時点)にて「1」に設定される。   Normal control execution flag XSTOI: The normal control execution flag XSTOI is set to “1” when normal control is to be performed and when normal control is being executed, and is set to “0” in other cases (FIG. 32). See). As described above, the value of the normal control execution flag XSTOI is set to “1” when the warm-up of the engine 10 is completed (when the main feedback control and the sub feedback control are executable). .

再び、図29を参照すると、CPU71はステップ2910を実行するとき、フューエルカット実行フラグXFCの値が「1」であると、ステップ2910にて「No」と判定してステップ2940に進み、フューエルカット復帰条件が成立したか否かを判定する。このフューエルカット復帰条件も前述したとおりである。   Referring to FIG. 29 again, when executing the step 2910, if the value of the fuel cut execution flag XFC is “1”, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2910 and proceeds to step 2940 to proceed to the fuel cut. It is determined whether the return condition is satisfied. This fuel cut return condition is also as described above.

そして、フューエルカット復帰条件が成立していると、CPU71はステップ2940にて「Yes」と判定してステップ2950に進み、通常制御実行フラグXSTOIの値を「1」に、他のフラグの値を「0」に設定する。その後、CPU71はステップ2995に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、フューエルカット復帰条件が成立していなければ、CPU71はステップ2940にて「No」と判定し、ステップ2995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   If the fuel cut return condition is satisfied, the CPU 71 determines “Yes” in step 2940 and proceeds to step 2950 to set the value of the normal control execution flag XSTOI to “1” and the values of other flags. Set to “0”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 2995 to end the present routine tentatively. On the other hand, if the fuel cut return condition is not satisfied, the CPU 71 makes a “No” determination at step 2940 to directly proceed to step 2995 to end the present routine tentatively.

以上に説明したように、フューエルカット実行フラグXFCの値は、フューエルカット条件が成立したときに「1」に設定され、フューエルカット復帰条件が成立したときに「0」に設定される。更に、通常制御実行フラグXSTOIの値は、フューエルカット復帰条件が成立したときに「1」に設定される。   As described above, the value of the fuel cut execution flag XFC is set to “1” when the fuel cut condition is satisfied, and is set to “0” when the fuel cut return condition is satisfied. Further, the value of the normal control execution flag XSTOI is set to “1” when the fuel cut return condition is satisfied.

<第2フラグ操作>
CPU71は、所定のタイミングにて図30のステップ3000から処理を開始し、以下に述べるステップ3010乃至ステップ3050の処理を行う。
ステップ3010:CPU71は、通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」であるか否かを判定し、通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」であればステップ3020に進み、通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」でなければステップ3095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
<Second flag operation>
The CPU 71 starts processing from step 3000 in FIG. 30 at a predetermined timing, and performs processing from step 3010 to step 3050 described below.
Step 3010: The CPU 71 determines whether or not the value of the normal control execution flag XSTOI is “1”. If the value of the normal control execution flag XSTOI is “1”, the CPU 71 proceeds to step 3020, and proceeds to the normal control execution flag XSTOI. If the value of is not “1”, the process proceeds directly to step 3095 to end the present routine tentatively.

ステップ3020:CPU71は、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定し、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であればステップ3030に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」でなければステップ3095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、フィルタ再生要求フラグXPMの値は、図示しないルーチンにより微粒子捕集フィルタ54を再生する要求(フィルタ再生要求)が発生していると判定されたときに「1」に設定される。例えば、フィルタ再生要求フラグXPMの値は、「前回のフィルタ再生制御を終了してからの吸入空気量Gaの積算値SGa」が所定の閾値(フィルタ再生制御実行閾値)SGath以上となったとき「1」に設定される。更に、フィルタ再生要求フラグXPMの値は、フィルタ再生制御が完了することに伴って微粒子捕集フィルタ54を再生する必要が消滅したとき「0」に設定される(図31のステップ3170を参照。)。   Step 3020: The CPU 71 determines whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”. If the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, the CPU 71 proceeds to step 3030 and performs the filter regeneration request flag XPM. If the value of is not “1”, the process proceeds directly to step 3095 to end the present routine tentatively. The value of the filter regeneration request flag XPM is set to “1” when it is determined by a routine (not shown) that a request to regenerate the particulate collection filter 54 (filter regeneration request) has occurred. For example, the value of the filter regeneration request flag XPM is “when the integrated value SGa of the intake air amount Ga since the end of the previous filter regeneration control” is greater than or equal to a predetermined threshold (filter regeneration control execution threshold) SGath. 1 ”. Further, the value of the filter regeneration request flag XPM is set to “0” when the necessity of regenerating the particulate collection filter 54 disappears as the filter regeneration control is completed (see step 3170 in FIG. 31). ).

ステップ3030:CPU71は、図16のステップ1620と同様、図示しないルーチンにより別途求められている「フューエルカット復帰時点以降の吸入空気量Gaの積算値(フューエルカット復帰後積算吸入空気量)tGaSが閾値Gth以上であるか否かを判定し、フューエルカット復帰後積算吸入空気量tGaSが閾値Gth以上であればステップ3040に進み、そうでなければステップ3095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Step 3030: As in Step 1620 of FIG. 16, the CPU 71 determines that the integrated value of the intake air amount Ga after the fuel cut return time (accumulated intake air amount after fuel cut return) tGaS is obtained separately by a routine not shown. It is determined whether or not it is equal to or greater than Gth. If the integrated intake air amount tGaS after returning from the fuel cut is equal to or greater than the threshold value Gth, the process proceeds to step 3040. Otherwise, the process proceeds directly to step 3095, and this routine is temporarily terminated.

ステップ3040:CPU71は、その時点にてエアフローメータ61により検出されている吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthより小さいか否かを判定し、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthより小さければステップ3050に進み、そうでなければステップ3095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Step 3040: The CPU 71 determines whether or not the intake air amount Ga detected by the air flow meter 61 at that time is smaller than the intake air amount threshold GaPMth, and if the intake air amount Ga is smaller than the intake air amount threshold GaPMth. Proceed to step 3050, otherwise proceed directly to step 3095 to end the present routine tentatively.

ステップ3050:CPU71は、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値を「1」に設定するとともに他のフラグの値を「0」に設定し、ステップ3095に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Step 3050: The CPU 71 sets the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS to “1” and the values of other flags to “0”, and proceeds to step 3095 to end this routine once.

以上に説明したように、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値は、
・通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」であり(即ち、通常制御が実行中であり)、
・フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であり(即ち、フィルタ再生要求が発生していて)、
・フューエルカット復帰後からの吸入空気量の積算値tGaSが閾値Gth以上であり(即ち、下流側触媒55が上記還元状態に到達していて)、且つ、
・吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthより小さい(即ち、窒素酸化物が下流側触媒55を吹き抜ける可能性が小さい)とき、
「1」に設定される。この結果、後述するように、フィルタ再生制御が実行される。
As described above, the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is
The value of the normal control execution flag XSTOI is “1” (that is, normal control is being executed)
The value of the filter regeneration request flag XPM is “1” (that is, a filter regeneration request has occurred)
The integrated value tGaS of the intake air amount after returning from the fuel cut is equal to or greater than the threshold value Gth (that is, the downstream catalyst 55 has reached the reduction state), and
When the intake air amount Ga is smaller than the intake air amount threshold GaPMth (that is, the possibility that nitrogen oxides blow through the downstream catalyst 55 is small)
Set to “1”. As a result, filter regeneration control is executed as will be described later.

<第3フラグ操作>
CPU71は、所定のタイミングにて図31のステップ3100から処理を開始し、ステップ3110に進んでフィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」であるか否かを判定する。即ち、CPU71はステップ3110にてフィルタ再生制御が実行中であるか否かを判定する。いま、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」でない(フィルタ再生制御実行中でない)と仮定すると、CPU71はステップ3110にて「No」と判定し、ステップ3195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
<Third flag operation>
The CPU 71 starts processing from step 3100 in FIG. 31 at a predetermined timing, proceeds to step 3110, and determines whether or not the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1”. That is, the CPU 71 determines in step 3110 whether or not filter regeneration control is being executed. Assuming that the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is not “1” (the filter regeneration control is not being executed), the CPU 71 makes a “No” determination at step 3110 and proceeds directly to step 3195 to temporarily execute this routine. finish.

これに対し、いま、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」である(フィルタ再生制御実行中である)と仮定すると、CPU71はステップ3110にて「Yes」と判定してステップ3120に進み、その時点にてエアフローメータ61により検出されている吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上であるか否かを判定する。そして、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上であれば、CPU71はステップ3120にて「Yes」と判定してステップ3130に進み、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値を「1」に、他のフラグの値を「0」に設定する。次いで、CPU71はステップ3140に進み、別途推定されている「微粒子捕集量SPM」から「フィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLに対して単調増加する量g(tGaSL)」を減じた値を、「新たな微粒子捕集量SPM」として格納する。その後、CPU71はステップ3195に進み、本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, assuming that the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1” (filter regeneration control is being executed), the CPU 71 determines “Yes” in step 3110 and proceeds to step 3120. Then, it is determined whether or not the intake air amount Ga detected by the air flow meter 61 at that time is equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth. If the intake air amount Ga is equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth, the CPU 71 determines “Yes” in step 3120 and proceeds to step 3130 to set the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA to “1”. The values of other flags are set to “0”. Next, the CPU 71 proceeds to step 3140 and subtracts “amount g (tGaSL) monotonically increasing with respect to the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control” from the separately estimated “particulate collection amount SPM”. Is stored as “new particulate collection amount SPM”. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 3195 to end the present routine tentatively.

このように、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」である(フィルタ再生制御実行中である)場合において、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上となると、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「0」に変更されるとともに、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」に設定される。これにより、後述するように、所定の期間に渡って機関10に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFRよりもリッチ側の空燃比)に制御される。また、ステップ3140は、推定されている微粒子捕集量SPMから、直前までに実行されていたフィルタ再生制御によって燃焼した微粒子量を減じることにより、その時点の「微粒子捕集量SPM」をより精度良く推定するステップである。   As described above, when the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1” (filter regeneration control is being executed), if the intake air amount Ga becomes equal to or greater than the intake air amount threshold GaPMth, the filter regeneration control execution flag XPMFS. Is changed to “0”, and the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA is set to “1”. Thus, as will be described later, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 over a predetermined period is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (air-fuel ratio richer than the weak rich air-fuel ratio AFR). To be controlled. Further, the step 3140 subtracts the amount of particulates burned by the filter regeneration control executed immediately before from the estimated particulate collection amount SPM, so that the “particulate collection amount SPM” at that time is more accurate. This is a good estimation step.

一方、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」である(フィルタ再生制御実行中である)場合において、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMth以上とならなければ、CPU71はステップ3110にて「Yes」と判定し、ステップ3120にて「No」と判定してステップ3150に進む。そして、CPU71は、ステップ3150にて、フィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLがフィルタ再生制御終了閾値GLth以上となったか否かを判定する。このとき、積算値tGaSLが閾値GLthより小さいと、CPU71はステップ3195に直接進んで、本ルーチンを一旦終了する。この結果、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」に維持されるので、フィルタ再生制御が継続して実行される。   On the other hand, when the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1” (filter regeneration control is being executed), if the intake air amount Ga does not exceed the intake air amount threshold GaPMth, the CPU 71 proceeds to step 3110. “Yes” is determined, “No” is determined in Step 3120, and the process proceeds to Step 3150. In step 3150, the CPU 71 determines whether or not the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control has become equal to or greater than the filter regeneration control end threshold GLth. At this time, if the integrated value tGaSL is smaller than the threshold value GLth, the CPU 71 proceeds directly to step 3195 to end the present routine tentatively. As a result, the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is maintained at “1”, so that the filter regeneration control is continuously executed.

そして、この状態において所定の時間が経過し、それによりフィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLがフィルタ再生制御終了閾値GLth以上となると、CPU71はステップ3110及びステップ3120に続くステップ3150にて「Yes」と判定してステップ3160に進み、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値を「1」に、他のフラグの値を「0」に設定する。次いで、CPU71はステップ3170に進み、フィルタ再生要求フラグXPMの値を「0」に設定するとともに、推定されている微粒子捕集量SPMの値を「0」に設定し、ステップ3195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   In this state, when a predetermined time elapses and the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control becomes equal to or greater than the filter regeneration control end threshold GLth, the CPU 71 proceeds to step 3150 following step 3110 and step 3120. Then, the process proceeds to step 3160, where the value of the rich control flag XLINE after normal termination is set to “1”, and the values of other flags are set to “0”. Next, the CPU 71 proceeds to step 3170, sets the value of the filter regeneration request flag XPM to “0”, sets the estimated particulate collection amount SPM to “0”, proceeds to step 3195, and proceeds to step 3195. The routine is temporarily terminated.

このように、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」である(フィルタ再生制御実行中である)場合において、吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthを超えることなく、フィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLがフィルタ再生制御終了閾値GLth以上となると、フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「0」に変更されるとともに、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」に設定される。これにより、後述するように、所定の期間に渡って機関10に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFRよりもリッチ側の空燃比)に制御される。また、この場合はフィルタ再生制御が十分に実行されて微粒子捕集フィルタ54の再生が完了した場合であるから、ステップ3170にてフィルタ再生要求フラグXPMの値及び微粒子捕集量SPMの値が「0」に設定される。   As described above, when the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1” (filter regeneration control is being executed), after the filter regeneration control is started without the intake air amount Ga exceeding the intake air amount threshold GaPMth. When the integrated value tGaSL of the intake air amount becomes equal to or greater than the filter regeneration control end threshold GLth, the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is changed to “0” and the value of the rich control flag XLINE after the normal end is “1”. Set to Thus, as will be described later, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 over a predetermined period is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (air-fuel ratio richer than the weak rich air-fuel ratio AFR). To be controlled. Further, in this case, since the filter regeneration control is sufficiently executed and the regeneration of the particulate collection filter 54 is completed, the value of the filter regeneration request flag XPM and the value of the particulate collection amount SPM are “in step 3170”. 0 "is set.

<第4フラグ操作>
CPU71は、所定のタイミングにて図32のステップ3200から処理を開始し、以下に述べるステップ3210乃至ステップ3230の処理を実行し、その後、ステップ3240に進む。
ステップ3210:CPU71は、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」であるか否かを判定する。CPU71は、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」であればステップ3220に進み、そうでなければステップ3240に直接進む。
<Fourth flag operation>
The CPU 71 starts processing from step 3200 of FIG. 32 at a predetermined timing, executes processing of step 3210 to step 3230 described below, and then proceeds to step 3240.
Step 3210: The CPU 71 determines whether or not the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA is “1”. If the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA is “1”, the CPU 71 proceeds to step 3220, otherwise proceeds directly to step 3240.

ステップ3220:CPU71は、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「0」から「1」に変化されてから第1時間TR1が経過したか否かを判定する。CPU71は、第1時間TR1が経過しているとステップ3230に進み、そうでなければステップ3240に直接進む。
ステップ3230:CPU71は、通常制御実行フラグXSTOIの値を「1」に設定し、その他のフラグの値を「0」に設定する。
Step 3220: The CPU 71 determines whether or not the first time TR1 has elapsed since the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA was changed from “0” to “1”. If the first time TR1 has elapsed, the CPU 71 proceeds to step 3230, otherwise proceeds directly to step 3240.
Step 3230: The CPU 71 sets the value of the normal control execution flag XSTOI to “1” and the values of other flags to “0”.

このように、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」となってから第1時間TR1が経過すると、高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値は「0」に変更され、通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」に変更される。この結果、後述するように、機関10に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFR)に制御される。   As described above, when the first time TR1 elapses after the value of the rich control flag XRIGA after the high Ga becomes “1”, the value of the rich control flag XRIGA after the high Ga is changed to “0”, and the normal control execution flag is set. The value of XSTOI is changed to “1”. As a result, as will be described later, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is controlled to a richer air-fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR) than the stoichiometric air-fuel ratio.

続いて、CPU71は、以下に述べるステップ3240乃至ステップ3260の処理を実行し、その後、ステップ3295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ3240:CPU71は、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」であるか否かを判定する。CPU71は、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」であればステップ3250に進み、そうでなければステップ3295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
Subsequently, the CPU 71 executes processing of step 3240 to step 3260 described below, and then proceeds to step 3295 to end the present routine tentatively.
Step 3240: The CPU 71 determines whether or not the value of the rich control flag XLINE after the normal end is “1”. If the value of the rich control flag XLINE is “1” after normal termination, the CPU 71 proceeds to step 3250, otherwise proceeds directly to step 3295 to end the present routine tentatively.

ステップ3250:CPU71は、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「0」から「1」に変化されてから第2時間TR2が経過したか否かを判定する。CPU71は、第2時間TR2が経過しているとステップ3260に進み、そうでなければステップ3295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ3260:CPU71は、通常制御実行フラグXSTOIの値を「1」に設定し、その他のフラグの値を「0」に設定する。
Step 3250: The CPU 71 determines whether or not the second time TR2 has elapsed since the value of the rich control flag XLINE after the normal end is changed from “0” to “1”. If the second time TR2 has elapsed, the CPU 71 proceeds to step 3260, otherwise proceeds directly to step 3295 to end the present routine tentatively.
Step 3260: The CPU 71 sets the value of the normal control execution flag XSTOI to “1” and the values of other flags to “0”.

このように、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」となってから第2時間TR2が経過すると、通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値は「0」に変更され、通常制御実行フラグXSTOIの値が「1」に変更される。この結果、後述するように、機関10に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(弱リッチ空燃比AFR)に制御される。   Thus, when the second time TR2 elapses after the value of the rich control flag XLINE after the normal end becomes “1”, the value of the rich control flag XLINE after the normal end is changed to “0”, and the normal control execution flag The value of XSTOI is changed to “1”. As a result, as will be described later, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is controlled to a richer air-fuel ratio (weak rich air-fuel ratio AFR) than the stoichiometric air-fuel ratio.

<空燃比制御>
CPU71は、更に、所定時間の経過毎に図33にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。このルーチンの処理により、以下の制御がなされる。
(1)フューエルカット実行フラグXFCの値が「1」であるとき、フューエルカット制御が実行され、開閉弁57は閉じられる(ステップ3305及びステップ3310を参照。)。
(2)フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」であるとき、フィルタ再生制御が実行され、開閉弁57は開かれる(ステップ3315及びステップ3320を参照。)。このフィルタ再生制御の内容は、図6のステップ640及びステップ650の制御内容と同じである。
<Air-fuel ratio control>
Further, the CPU 71 executes a routine shown by a flowchart in FIG. 33 every elapse of a predetermined time. The following control is performed by the processing of this routine.
(1) When the value of the fuel cut execution flag XFC is “1”, the fuel cut control is executed and the on-off valve 57 is closed (see step 3305 and step 3310).
(2) When the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1”, the filter regeneration control is performed, and the on-off valve 57 is opened (see step 3315 and step 3320). The contents of this filter regeneration control are the same as the contents of control in step 640 and step 650 in FIG.

(3)高Ga後リッチ制御フラグXRIGAの値が「1」であるとき、高Ga復帰後リッチ制御が実行され、開閉弁57は閉じられる(ステップ3325及びステップ3330を参照。)。この高Ga復帰後リッチ制御において、メインフィードバック制御の上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比よりリッチ側で前記弱リッチ空燃比AFRよりも更にリッチ側の空燃比である「強制リッチ空燃比abyfrich」に設定され、メインフィードバック制御が実行される。サブフィードバック制御は停止される。この結果、機関10に供給される混合気の空燃比の平均は、上述の弱リッチ空燃比AFRよりもリッチ側の空燃比に制御される。なお、前記強制リッチ空燃比abyfrichは、直前のフィルタ再生制御中における吸入空気量Gaの積算値GaSLが大きいほどリッチ側の空燃比に設定されてもよい。 (3) When the value of the post-high Ga rich control flag XRIGA is “1”, rich control after the return of high Ga is executed, and the on-off valve 57 is closed (see step 3325 and step 3330). In the rich control after returning to high Ga, the "target forced air-fuel ratio abyfrich" is the air-fuel ratio on the upstream side of the main feedback control that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio and richer than the weak rich air-fuel ratio AFR. And the main feedback control is executed. The sub feedback control is stopped. As a result, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is controlled to a richer air-fuel ratio than the above-described weak rich air-fuel ratio AFR. The forced rich air-fuel ratio abyfrich may be set to a richer air-fuel ratio as the integrated value GaSL of the intake air amount Ga during the previous filter regeneration control is larger.

(4)通常終了後リッチ制御フラグXRINEの値が「1」であるとき、通常終了後リッチ制御(通常再生終了後リッチ制御)が実行され、開閉弁57は閉じられる(ステップ3335及びステップ3340を参照。)。この通常終了後リッチ制御において、メインフィードバック制御の上流側目標空燃比abyfrは前記強制リッチ空燃比abyfrichに設定され、メインフィードバック制御が実行される。サブフィードバック制御は停止される。この結果、機関10に供給される混合気の空燃比の平均は、上述の弱リッチ空燃比AFRよりもリッチ側の空燃比に制御される。なお、前記強制リッチ空燃比abyfrichは、直前のフィルタ再生制御中における吸入空気量Gaの積算値GaSLが大きいほどリッチ側の空燃比に設定されてもよい。 (4) When the value of the rich control flag XLINE after the normal end is “1”, the rich control after the normal end (the rich control after the end of the normal regeneration) is executed, and the on-off valve 57 is closed (steps 3335 and 3340 are performed). reference.). In the rich control after the normal end, the upstream target air-fuel ratio abyfr of the main feedback control is set to the forced rich air-fuel ratio abyfrich, and the main feedback control is executed. The sub feedback control is stopped. As a result, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10 is controlled to a richer air-fuel ratio than the above-described weak rich air-fuel ratio AFR. The forced rich air-fuel ratio abyfrich may be set to a richer air-fuel ratio as the integrated value GaSL of the intake air amount Ga during the previous filter regeneration control is larger.

(5)フューエルカット実行フラグXFC、フィルタ再生制御実行フラグXPMFS、高Ga後リッチ制御フラグXRIGA及び通常終了後リッチ制御フラグXRINEの何れかの値が「1」でないとき(これらのフラグの値が総て「0」であるとき)、前述した通常制御(図6のステップ630における通常制御と同じ制御)が実行され、開閉弁57は閉じられる。 (5) When any one of the fuel cut execution flag XFC, the filter regeneration control execution flag XPMFS, the high Ga post rich control flag XRIGA, and the normal end rich control flag XRINE is not “1” (the values of these flags are If it is “0”), the above-described normal control (the same control as the normal control in step 630 in FIG. 6) is executed, and the on-off valve 57 is closed.

以上、説明したように、第10制御装置は、フィルタ再生制御実行中(フィルタ再生制御実行フラグXPMFSの値が「1」であるとき)に吸入空気量関係値(吸入空気量Ga)が吸入空気量閾値GaPMthより大きくなることにより同フィルタ再生制御の実行を停止した時点(図31のステップ3120及びステップ3130を参照。)からの所定期間(第1時間TR1)、開閉弁57に前記バイパス通路を遮断する指示を与えるとともに、機関10の複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を「通常制御時において同複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均」よりもリッチ側の空燃比abyfrichとなるように制御し(図33のステップ3330による高Ga復帰後リッチ制御を参照。)その後、前記通常制御の実行を開始するように構成されている(図32のステップ3220及びステップ3230と、図33のステップ3345と、を参照。)。   As described above, the tenth control device determines that the intake air amount related value (intake air amount Ga) is the intake air while the filter regeneration control is being executed (when the value of the filter regeneration control execution flag XPMFS is “1”). The bypass passage is connected to the on-off valve 57 during a predetermined period (first time TR1) from the time when the execution of the filter regeneration control is stopped by being larger than the amount threshold GaPMth (see Step 3120 and Step 3130 in FIG. 31). In addition to giving an instruction to shut off, the average of the air-fuel ratio of the mixture supplied to the plurality of cylinders of the engine 10 is richer than the “average of the air-fuel ratio of the mixture supplied to the plurality of cylinders during normal control” The air-fuel ratio is controlled to be abyfrich (refer to the rich control after returning to high Ga in step 3330 in FIG. 33), and then the execution of the normal control is started. It is configured urchin (see step 3220 and step 3230 of FIG. 32, and step 3345 of FIG. 33, a.).

フィルタ再生制御実行中、上流側触媒53には多量の酸素が流入する。従って、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1は上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1又はその近傍量に到達している。このような状態において、吸入空気量Gaが増大することによりフィルタ再生制御が停止されると、その直後において、上流側触媒53は窒素酸化物を効果的に浄化できない。その結果、窒素酸化物が上流側触媒53及び下流側触媒55を浄化されないまま通過する(吹き抜ける)場合がある。   During the filter regeneration control, a large amount of oxygen flows into the upstream catalyst 53. Therefore, the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 reaches the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 or an amount in the vicinity thereof. In such a state, if the filter regeneration control is stopped by increasing the intake air amount Ga, immediately after that, the upstream catalyst 53 cannot effectively purify the nitrogen oxides. As a result, nitrogen oxides may pass through (blow through) the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 without being purified.

そこで、第10制御装置は、フィルタ再生制御実行中に吸入空気量Gaが吸入空気量閾値GaPMthより大きくなることによりフィルタ再生制御の実行を停止した時点からの所定期間TR1、上記高Ga復帰後リッチ制御(複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を通常制御時において複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均よりもリッチ側の空燃比となるようする制御)を実行する。これにより、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1を迅速に低下させることができる。その結果、フィルタ再生制御停止後から短期間内に、上流側触媒53はより多くの窒素酸化物を浄化することが可能な状態となる。よって、上流側触媒53及び下流側触媒55を吹き抜ける窒素酸化物の量を低減することができる。   Therefore, the tenth control device performs a predetermined period TR1 from when the execution of the filter regeneration control is stopped when the intake air amount Ga becomes larger than the intake air amount threshold value GaPMth during the execution of the filter regeneration control. Control (control to make the air-fuel ratio of the air-fuel ratio supplied to the plurality of cylinders richer than the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders during normal control) To do. Thereby, the oxygen storage amount OSA1 of the upstream catalyst 53 can be rapidly reduced. As a result, the upstream catalyst 53 is in a state in which more nitrogen oxides can be purified within a short period after the filter regeneration control is stopped. Therefore, the amount of nitrogen oxide that blows through the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55 can be reduced.

なお、第10制御装置は、フィルタ再生制御開始後の吸入空気量の積算値tGaSLがフィルタ再生制御終了閾値GLth以上となった場合においても、その語、第2時間TR2が経過するまで上記通常終了後リッチ制御(複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を通常制御時において複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均よりもリッチ側の空燃比となるようする制御)を実行する。従って、フィルタ再生制御後における流側触媒53の酸素吸蔵量OSA1を迅速に低下させることができる。その結果、フィルタ再生制御停止後から短期間内に、上流側触媒53はより多くの窒素酸化物を浄化することが可能な状態となる。   Note that the tenth control device completes the normal termination until the second time TR2 elapses even when the integrated value tGaSL of the intake air amount after the start of the filter regeneration control becomes equal to or greater than the filter regeneration control end threshold GLth. Rear rich control (control in which the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders becomes a richer air-fuel ratio than the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders during normal control) Execute. Accordingly, the oxygen storage amount OSA1 of the flow side catalyst 53 after the filter regeneration control can be quickly reduced. As a result, the upstream catalyst 53 is in a state in which more nitrogen oxides can be purified within a short period after the filter regeneration control is stopped.

(第11実施形態)
次に、本発明の第11実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第11制御装置」とも称呼する。)について説明する。第11制御装置は、フューエルカット制御実行中に排ガス(この場合、フューエルカット実行中であるため排ガスは空気である。)の一部を微粒子捕集フィルタ54に供給するように構成されている点において、第1制御装置と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
(Eleventh embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to an eleventh embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “eleventh control device”) will be described. The eleventh control device is configured to supply a part of the exhaust gas (in this case, the exhaust gas is air because the fuel cut is being executed) to the particulate collection filter 54 during the fuel cut control. However, it differs from a 1st control apparatus. Hereinafter, this difference will be mainly described.

第11制御装置は、図34に示したように、図3に示したバイパス通路形成部材56に代わる第1バイパス通路形成部材56a、第2バイパス通路形成部材56b及び第3バイパス通路形成部材56cを備えている。第1〜第3バイパス通路形成部材56a〜56cのそれぞれは管状の部材からなる。更に、第11制御装置は、図3に示した開閉弁57に代わる三方弁(通路切換え手段、切換弁)58を備えている。   As shown in FIG. 34, the eleventh control device includes a first bypass passage forming member 56a, a second bypass passage forming member 56b, and a third bypass passage forming member 56c instead of the bypass passage forming member 56 shown in FIG. I have. Each of the first to third bypass passage forming members 56a to 56c is formed of a tubular member. Further, the eleventh control device includes a three-way valve (passage switching means, switching valve) 58 in place of the on-off valve 57 shown in FIG.

第1バイパス通路形成部材56aの一端は、第1気筒#1の排気ポートに接続された枝部51a1に接続されている。第1バイパス通路形成部材56aの他端は、三方弁58の入口部に接続されている。
第2バイパス通路形成部材56bの一端は、三方弁58の二つの出口部のうちの一つ(以下、「第1出口部」とも称呼する。)に接続されている。第2バイパス通路形成部材56bの他端は、微粒子捕集フィルタ54と下流側触媒55との間の位置においてエキゾーストパイプ52(前記主通路部)に接続されている。
One end of the first bypass passage forming member 56a is connected to a branch portion 51a1 connected to the exhaust port of the first cylinder # 1. The other end of the first bypass passage forming member 56 a is connected to the inlet portion of the three-way valve 58.
One end of the second bypass passage forming member 56b is connected to one of the two outlet portions of the three-way valve 58 (hereinafter also referred to as “first outlet portion”). The other end of the second bypass passage forming member 56b is connected to the exhaust pipe 52 (the main passage portion) at a position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55.

即ち、枝部51a1、第1バイパス通路形成部材56a及び第2バイパス通路形成部材56bは、機関10の複数の気筒のうちの一部の気筒(第2〜第4気筒)以外の気筒である他の気筒(第1気筒)の排気ポートを通して排出されたガスを、微粒子捕集フィルタ54(及び上流側触媒53)を通過させることなく、下流側触媒55に直接流入させるバイパス通路を構成する「バイパス通路構成部」に相当している。   That is, the branch portion 51a1, the first bypass passage forming member 56a, and the second bypass passage forming member 56b are cylinders other than some cylinders (second to fourth cylinders) of the plurality of cylinders of the engine 10. The gas exhausted through the exhaust port of the cylinder (first cylinder) of the first cylinder directly constitutes a bypass passage that allows the gas to flow directly into the downstream catalyst 55 without passing through the particulate collection filter 54 (and the upstream catalyst 53). Corresponding to “passage component”.

第3バイパス通路形成部材56cの一端は、三方弁58の二つの出口部のうちの他の一つ(以下、「第2出口部」とも称呼する。)に接続されている。第3バイパス通路形成部材56cの他端は、上流側触媒53と微粒子捕集フィルタ54との間の位置においてエキゾーストパイプ52(前記主通路部)に接続されている。   One end of the third bypass passage forming member 56 c is connected to the other one of the two outlet portions of the three-way valve 58 (hereinafter also referred to as “second outlet portion”). The other end of the third bypass passage forming member 56c is connected to the exhaust pipe 52 (the main passage portion) at a position between the upstream catalyst 53 and the particulate collection filter 54.

三方弁58は、電気制御装置70のCPU71からの指示信号に応じて、一つの入口部と第1出口部とを連通する状態、一つの入口部と第2出口部とを連通する状態、及び、一つの入口部を第1出口部及び第2出口部の何れにも連通しない状態のうちの一つの状態を選択できるようになっている。   The three-way valve 58 is in a state in which one inlet and the first outlet are in communication with each other in response to an instruction signal from the CPU 71 of the electric control device 70, and in a state in which one inlet and the second outlet are in communication. One of the states in which one inlet portion does not communicate with any of the first outlet portion and the second outlet portion can be selected.

次に、上述のように構成された第11制御装置の作動について説明する。第11制御装置のCPU71は、図35に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。なお、図35において図6に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図6のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。そのようなステップについての詳細な説明は省略される。以下、場合を分けて説明する。   Next, the operation of the eleventh control apparatus configured as described above will be described. The CPU 71 of the eleventh control device executes the routine shown in FIG. 35 every elapse of a predetermined time. In FIG. 35, steps for performing the same processing as the steps shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those assigned to such steps in FIG. A detailed description of such steps is omitted. Hereinafter, the cases will be described separately.

(場合1)微粒子捕集フィルタ54の再生要求が発生してフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」となっていて、且つ、フューエルカット条件が成立していない場合。
この場合、CPU71はステップ3500に続く「フィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」であるか否かを判定するステップ610」にて「Yes」と判定する。更に、CPU71は次の「フューエルカット条件が成立しているか否かを判定するステップ3510」にて「No」と判定し、ステップ3520に進む。
(Case 1) When the regeneration request for the particulate collection filter 54 is generated, the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, and the fuel cut condition is not satisfied.
In this case, the CPU 71 determines “Yes” in “Step 610 for determining whether or not the value of the filter regeneration request flag XPM is“ 1 ”” following Step 3500. Further, the CPU 71 determines “No” in the next “step 3510 for determining whether or not the fuel cut condition is satisfied”, and proceeds to step 3520.

CPU71は、ステップ3520にて三方弁58に「入口部と第1出口部とを連通させる」指示信号を送出する。これにより、第1気筒から排出されたガスは上流側触媒53及び微粒子捕集フィルタ54をバイパスして下流側触媒55に直接導入される。CPU71は、次のステップ650にて、上述した「フィルタ再生制御」を実行する。その後、CPU71はステップ3595に進んで本ルーチンを一旦終了する。この制御状態は、第1制御装置によるフィルタ再生制御中の制御状態と同じである。従って、窒素酸化物の排出量が抑制されながら、微粒子捕集フィルタ54が再生される。   In step 3520, the CPU 71 sends an instruction signal “move the inlet and the first outlet” to the three-way valve 58. As a result, the gas discharged from the first cylinder is directly introduced into the downstream catalyst 55, bypassing the upstream catalyst 53 and the particulate collection filter 54. In the next step 650, the CPU 71 executes the “filter regeneration control” described above. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 3595 to end the present routine tentatively. This control state is the same as the control state during filter regeneration control by the first control device. Accordingly, the particulate collection filter 54 is regenerated while the discharge amount of nitrogen oxides is suppressed.

(場合2)微粒子捕集フィルタ54の再生要求が発生してフィルタ再生要求フラグXPMの値が「1」となっていて、且つ、フューエルカット条件が成立している場合。
この場合、CPU71はステップ3500に続くステップ610にて「Yes」と判定し、且つ、次のステップ3510にても「Yes」と判定してステップ3530に進む。
(Case 2) When the regeneration request for the particulate collection filter 54 is generated, the value of the filter regeneration request flag XPM is “1”, and the fuel cut condition is satisfied.
In this case, the CPU 71 determines “Yes” in step 610 following step 3500, and also determines “Yes” in the next step 3510 and proceeds to step 3530.

CPU71は、ステップ3530にて三方弁58に「入口部と第2出口部とを連通させる」指示信号を送出する。これにより、第1気筒から排出されたガスは上流側触媒53をバイパスして微粒子捕集フィルタ54に直接導入される。なお、この場合、後述するようにフューエルカット制御が実行されるから、第1気筒から排出されるガスは酸素を多量に含む空気である。次に、CPU71はステップ3540に進み、総てのインジェクタ39からの燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行する。この結果、微粒子捕集フィルタ54に酸素が供給されるので、微粒子捕集フィルタ54内に捕集されていた微粒子が燃焼し、微粒子捕集フィルタ54が再生される。その後、CPU71はステップ3595に進み、本ルーチンを一旦終了する。   In step 3530, the CPU 71 sends an instruction signal “move the inlet and the second outlet” to the three-way valve 58. Thereby, the gas discharged from the first cylinder bypasses the upstream catalyst 53 and is directly introduced into the particulate collection filter 54. In this case, since fuel cut control is executed as described later, the gas discharged from the first cylinder is air containing a large amount of oxygen. Next, the CPU 71 proceeds to step 3540 and executes fuel cut control for stopping fuel injection from all the injectors 39. As a result, since oxygen is supplied to the particulate collection filter 54, the particulates collected in the particulate collection filter 54 are burned, and the particulate collection filter 54 is regenerated. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 3595 to end the present routine tentatively.

(場合3)微粒子捕集フィルタ54の再生要求が発生していないのでフィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」となっていて、且つ、フューエルカット条件が成立していない場合。
この場合、CPU71はステップ3500に続くステップ610にて「No」と判定してステップ3550に進み、三方弁58に「入口部と第1出口部及び第2出口部との連通を遮断させる」指示信号を送出する。これにより、第1気筒から排出されたガスの総ては、第2気筒乃至第4気筒から排出されたガスとともに、集合部51bへと流れ、次いで、エキゾーストパイプ52内を通過する。
(Case 3) When the regeneration request for the particulate collection filter 54 is not generated, the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”, and the fuel cut condition is not satisfied.
In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610 following step 3500 to proceed to step 3550 to instruct the three-way valve 58 to “block communication between the inlet portion and the first outlet portion and the second outlet portion”. Send a signal. As a result, all of the gas discharged from the first cylinder flows to the collecting portion 51b together with the gas discharged from the second cylinder to the fourth cylinder, and then passes through the exhaust pipe 52.

次に、CPU71はステップ3560に進み、フューエルカット条件が成立しているか否かを判定する。この場合、フューエルカット条件は成立していない。従って、CPU71はステップ3560にて「No」と判定してステップ630に進み、上述した「通常制御」を実行する。その後、CPU71はステップ3595に進んで本ルーチンを一旦終了する。この制御状態は、第1制御装置による通常制御中の制御状態と同じである。従って、未燃物及び窒素酸化物は上流側触媒53及び下流側触媒55によって浄化され、微粒子は微粒子捕集フィルタ54によって捕集される。   Next, the CPU 71 proceeds to step 3560 to determine whether or not the fuel cut condition is satisfied. In this case, the fuel cut condition is not satisfied. Accordingly, the CPU 71 makes a “No” determination at step 3560 to proceed to step 630 to execute the “normal control” described above. Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 3595 to end the present routine tentatively. This control state is the same as the control state during normal control by the first control device. Therefore, unburned matter and nitrogen oxides are purified by the upstream catalyst 53 and the downstream catalyst 55, and the fine particles are collected by the fine particle collecting filter 54.

(場合4)微粒子捕集フィルタ54の再生要求が発生していないのでフィルタ再生要求フラグXPMの値が「0」となっていて、且つ、フューエルカット条件が成立している場合。
この場合、CPU71はステップ3500に続くステップ610にて「No」と判定してステップ3550に進み、三方弁58に「入口部と第1出口部及び第2出口部との連通を遮断させる」指示信号を送出する。これにより、第1気筒から排出されたガスの総ては、第2気筒乃至第4気筒から排出されたガスとともに、集合部51bへと流れ、次いで、エキゾーストパイプ52内を通過する。
(Case 4) When the regeneration request for the particulate collection filter 54 is not generated, the value of the filter regeneration request flag XPM is “0”, and the fuel cut condition is satisfied.
In this case, the CPU 71 makes a “No” determination at step 610 following step 3500 to proceed to step 3550 to instruct the three-way valve 58 to “block communication between the inlet portion and the first outlet portion and the second outlet portion”. Send a signal. As a result, all of the gas discharged from the first cylinder flows to the collecting portion 51b together with the gas discharged from the second cylinder to the fourth cylinder, and then passes through the exhaust pipe 52.

次に、CPU71はステップ3560にて「Yes」と判定し、ステップ3570に進んでフューエルカット制御を実行する。即ち、CPU71は、総てのインジェクタ39からの燃料噴射を停止し、ステップ3595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 determines “Yes” in step 3560 and proceeds to step 3570 to execute fuel cut control. That is, the CPU 71 stops fuel injection from all the injectors 39, proceeds to step 3595, and once ends this routine.

以上、説明したように、第11制御装置において、「一部の気筒(第2〜第4気筒)の排気ポートを通して排出された排ガスを通過させる主排気通路」を構成する「主排気通路構成部」は、他の気筒(第1気筒)の排気ポートに接続されるとともに集合部51bに接続される第2枝部51a1を含む。   As described above, in the eleventh control apparatus, the “main exhaust passage constituting portion that constitutes the“ main exhaust passage through which the exhaust gas discharged through the exhaust ports of some cylinders (second to fourth cylinders) passes ”is formed. "Includes a second branch portion 51a1 connected to the exhaust port of another cylinder (first cylinder) and connected to the collecting portion 51b.

また、前記バイパス通路構成部は、
一端が前記第2枝部51a1に接続されるとともに他端が「微粒子捕集フィルタ54と下流側触媒55との間の位置」にて前記主通路部(エギゾーストパイプ52)に接続されるバイパス通路を構成する第1管状部(56a、56b)と、
一端が前記第2枝部51a1に接続されるとともに他端が「上流側触媒53と微粒子捕集フィルタ54との間の位置」にて前記主通路部(エギゾーストパイプ52)に接続される通路を構成する第2管状部(56a、56c)と、
通路切換え手段である三方弁58と、
を備える。
The bypass passage component is
A bypass passage having one end connected to the second branch portion 51a1 and the other end connected to the main passage portion (exhaust pipe 52) at a "position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55". A first tubular portion (56a, 56b) constituting
One end is connected to the second branch portion 51a1 and the other end is connected to the main passage portion (exhaust pipe 52) at the “position between the upstream catalyst 53 and the particulate collection filter 54”. A second tubular portion (56a, 56c) to be configured;
A three-way valve 58 which is a passage switching means;
Is provided.

このとき、前記通路切換え手段(三方弁58)は、
前記第2枝部51a1と、前記微粒子捕集フィルタ54と前記下流側触媒55との間の位置の前記主通路部(エギゾーストパイプ52)と、のみを連通する第1状態(ステップ3520を参照。)、
前記第2枝部51a1と、前記上流側触媒53と前記微粒子捕集フィルタ54との間の位置の前記主通路部(エギゾーストパイプ52)と、のみを連通する第2状態(ステップ3530を参照。)、及び、
第1管状部(56a、56b)及び第2管状部(56a、56c)を通しての「前記第2枝部51a1と前記主通路(エギゾーストパイプ52)との連通」を遮断する第3状態(ステップ3550を参照。)、
の何れかの状態を指示に応じて選択的に達成するように構成されている。
At this time, the passage switching means (three-way valve 58)
A first state in which only the second branch portion 51a1 communicates with the main passage portion (exhaust pipe 52) at a position between the particulate collection filter 54 and the downstream catalyst 55 (see step 3520). ),
A second state in which only the second branch portion 51a1 communicates with the main passage portion (exhaust pipe 52) at a position between the upstream catalyst 53 and the particulate collection filter 54 (see step 3530). ),as well as,
A third state in which “the communication between the second branch portion 51a1 and the main passage (exhaust pipe 52)” through the first tubular portion (56a, 56b) and the second tubular portion (56a, 56c) is blocked (step 3550). ),
Any one of the above states is selectively achieved according to an instruction.

そして、第11制御装置は、
前記フィルタ再生制御を実行するとき前記通路切換え手段に前記第1状態を達成させる指示を与えて前記フィルタ再生制御を実行し(ステップ3520及びステップ650を参照。)、
前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき前記機関への燃料の供給を停止するとともに前記通路切換え手段に前記第2状態を達成させる指示を与えてフューエルカット制御を実行し(ステップ3530及び3540を参照。)、
前記フィルタ再生制御及び前記フューエルカット制御のいずれの制御も実行しないとき前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比に制御するとともに前記通路切換え手段に前記第3状態を達成させる指示を与えて通常制御を実行する(ステップ3550及びステップ630を参照。)、
ように構成されている。
And the eleventh control device
When executing the filter regeneration control, an instruction to achieve the first state is given to the passage switching means to execute the filter regeneration control (see Step 3520 and Step 650).
When the operation state of the engine becomes a predetermined fuel cut operation state, fuel supply to the engine is stopped and an instruction to achieve the second state is given to the passage switching means to execute fuel cut control ( See steps 3530 and 3540),
When neither the filter regeneration control nor the fuel cut control is executed, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders is the air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio. And the normal control is executed by giving an instruction to the passage switching means to achieve the third state (see Step 3550 and Step 630).
It is configured as follows.

従って、他の制御装置と同様に、フューエルカット制御が実行されていない場合、フィルタ再生制御又は通常制御が実行される。更に、微粒子捕集フィルタの再生要求が存在している場合においてフューエルカット制御を実行するときには、前記他の気筒(第1気筒)から排出された空気が微粒子捕集フィルタ54の直前且つ上流位置に導入される。従って、酸素を多量に含む大気が微粒子捕集フィルタ54に供給されるので、フューエルカット制御中においても微粒子捕集フィルタ54を再生することができる。   Therefore, as in other control devices, when the fuel cut control is not executed, the filter regeneration control or the normal control is executed. Further, when fuel cut control is executed when there is a regeneration request for the particulate collection filter, the air discharged from the other cylinder (first cylinder) is located immediately before and upstream of the particulate collection filter 54. be introduced. Therefore, since air containing a large amount of oxygen is supplied to the particulate collection filter 54, the particulate collection filter 54 can be regenerated even during fuel cut control.

なお、第11制御装置は、微粒子捕集フィルタの再生要求が存在していない場合においてフューエルカット制御を実行する場合、前記通路切換え手段に前記第3状態を達成させる指示を与えていた。即ち、総ての気筒から排出されるガスを総て上流側触媒53に流入させていた。これに代え、第11制御装置は、微粒子捕集フィルタの再生要求が存在していない場合においてフューエルカット制御を実行する場合、前記通路切換え手段に前記第2状態を達成させる指示を与え、微粒子捕集フィルタ54にフューエルカット制御中の排ガス(空気)を供給してもよい。   Note that the eleventh control device gives an instruction to the passage switching means to achieve the third state when fuel cut control is executed when there is no regeneration request for the particulate collection filter. That is, all the gas discharged from all the cylinders flows into the upstream catalyst 53. Instead, the eleventh control device gives an instruction to the passage switching means to achieve the second state when the fuel cut control is executed when there is no regeneration request for the particulate collection filter. The exhaust gas (air) during fuel cut control may be supplied to the collecting filter 54.

以上、説明したように、本発明の各実施形態によれば、フィルタ再生制御において微粒子捕集フィルタ54に酸素が供給されるとともに、下流側触媒55に流入するガスの空燃比の平均を略理論空燃比に制御することができる。従って、ガソリン機関の制御装置であって、窒素酸化物の排出量を増大させることなく微粒子捕集フィルタを再生させることができる制御装置が提供される。   As described above, according to each embodiment of the present invention, oxygen is supplied to the particulate collection filter 54 in the filter regeneration control, and the average of the air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst 55 is approximately theoretical. The air-fuel ratio can be controlled. Therefore, a control device for a gasoline engine, which can regenerate the particulate collection filter without increasing the emission amount of nitrogen oxides, is provided.

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態において、一回のフィルタ再生制御の継続時間を、そのフィルタ再生制御を開始する時点において推定されていた微粒子捕集量SPMが多いほど長くしてもよい。更に、一回のフィルタ再生制御の継続時間を、上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmax1が大きいほど長く設定してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the duration of one filter regeneration control may be increased as the particulate collection amount SPM estimated at the time of starting the filter regeneration control increases. Furthermore, the duration of one filter regeneration control may be set longer as the maximum oxygen storage amount Cmax1 of the upstream catalyst 53 is larger.

サブフィードバック制御は、例えば、特開2007−278186号公報に開示されているように、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが下流側目標値に一致するように、上流側空燃比センサ66によって検出される空燃比を見かけ上補正するような制御であってもよい。代替として、サブフィードバック制御は、特開平06−010738号公報に開示されているように、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに基づいて、上流側空燃比センサ66の出力値に基づいて作成される空燃比補正係数を変更する制御であってもよい。   The sub-feedback control is performed by the upstream air-fuel ratio sensor 66 so that the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 matches the downstream target value, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-278186. It may be a control that apparently corrects the detected air-fuel ratio. Alternatively, the sub-feedback control is created based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 and based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 66 as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 06-010738. Alternatively, the control may be performed to change the air-fuel ratio correction coefficient.

更に、各実施形態において、第1気筒の排気ポートに接続された枝部51a1とバイパス通路形成部材56(又は第1バイパス通路形成部材56a)との接続位置と、集合部51bと、の間に、枝部51a1を開閉する第2開閉弁を配設し、制御装置は、フィルタ再生制御中には第2開閉弁を閉じ、それ以外の通常制御中等において第2開閉弁を開くように構成されてもよい。また、サブフィードバック制御における下流側目標空燃比は、弱リッチ空燃比に代え、理論空燃比であってもよい。   Furthermore, in each embodiment, between the connection position of the branch part 51a1 connected to the exhaust port of the first cylinder and the bypass passage forming member 56 (or the first bypass passage forming member 56a) and the collecting part 51b. The control device is configured to close the second on-off valve during the filter regeneration control and to open the second on-off valve during other normal control. May be. Further, the downstream target air-fuel ratio in the sub feedback control may be a stoichiometric air-fuel ratio instead of the weak rich air-fuel ratio.

本発明の第1実施形態に係る制御装置(第1制御装置)を適用した内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine to which a control device (first control device) according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1に示した内燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the internal combustion engine shown in FIG. 図1に示した上流側触媒及び下流側触媒の空燃比に対する未燃成分及び窒素酸化物の浄化率を示したグラフである。It is the graph which showed the purification rate of the unburned component and the nitrogen oxide with respect to the air fuel ratio of the upstream catalyst and downstream catalyst shown in FIG. 図1に示した上流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the output voltage of the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 1 and the air-fuel ratio. 図1に示した下流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the output voltage of the downstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 1 and the air-fuel ratio. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置が空燃比制御を実行する際の機能ブロック図である。It is a functional block diagram at the time of a 1st control apparatus performing air-fuel ratio control. 図8に示した基本補正値算出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the basic correction value calculation means shown in FIG. 図8に示した基本補正値算出手段により算出される基本補正値を格納する運転領域を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the driving | operation area | region which stores the basic correction value calculated by the basic correction value calculation means shown in FIG. 第1制御装置のCPUが実行する、燃料噴射量の計算及び噴射指示を行うための詳細なルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detailed routine for performing calculation of the fuel injection amount, and the injection instruction which CPU of a 1st control apparatus performs. 第1制御装置のCPUが実行する、メインフィードバック補正値を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating the main feedback correction value which CPU of the 1st control device performs. 第1制御装置のCPUが実行する、サブフィードバック補正値を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating the sub feedback correction value which CPU of the 1st control unit executes. 第1制御装置のCPUが実行する、基本補正値を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating the basic correction value which CPU of the 1st control unit executes. 第1制御装置のCPUが実行する、フィルタ再生要求フラグの値を変更するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for changing the value of the filter regeneration request flag which CPU of the 1st control unit executes. 本発明の第2実施形態に係る制御装置(第2制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (2nd control apparatus) concerning 2nd Embodiment of this invention performs. 第2制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 2nd control apparatus performs. 第2制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 2nd control apparatus performs. 本発明の第3実施形態に係る制御装置(第3制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (3rd control apparatus) concerning 3rd Embodiment of this invention performs. 本発明の第4実施形態に係る制御装置(第4制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (4th control apparatus) which concerns on 4th Embodiment of this invention performs. 第4制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the 4th control unit performs. 第4制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the 4th control unit performs. 本発明の第5実施形態に係る制御装置(第5制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (5th control apparatus) which concerns on 5th Embodiment of this invention performs. 本発明の第6実施形態に係る制御装置(第6制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (6th control apparatus) concerning 6th Embodiment of this invention performs. 本発明の第7実施形態に係る制御装置(第7制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (7th control apparatus) concerning 7th Embodiment of this invention performs. 本発明の第8実施形態に係る制御装置(第8制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (8th control apparatus) concerning 8th Embodiment of this invention performs. 第8制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the 8th control unit executes. 本発明の第9実施形態に係る制御装置(第9制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control device (9th control device) which relates to 9th execution form of this invention executes. 本発明の第10実施形態に係る制御装置(第10制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus (10th control apparatus) which concerns on 10th Embodiment of this invention performs. 第10制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of 10th control apparatus performs. 第10制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of 10th control apparatus performs. 第10制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of 10th control apparatus performs. 第10制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the routine which CPU of 10th control apparatus performs. 本発明の第11実施形態に係る制御装置(第11制御装置)を適用した内燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the internal combustion engine to which the control apparatus (11th control apparatus) concerning 11th Embodiment of this invention is applied. 第11制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the 11th control unit performs.

符号の説明Explanation of symbols

10…多気筒内燃機関(ガソリンエンジン)、21…シリンダ、22…ピストン、25…燃焼室、31…吸気ポート、32…吸気弁、34…排気ポート、35…排気弁、39…インジェクタ、40…吸気系統、44…スロットル弁、50…排気系統、51…エキゾーストマニホールド、51a1…枝部、51a2…枝部、51a3…枝部、51a4…枝部、51b…集合部、52…エキゾーストパイプ、53…上流側触媒、54…微粒子捕集フィルタ、55…下流側触媒、56…バイパス通路形成部材、57…開閉弁、58…三方弁、61…熱線式エアフローメータ、66…上流側空燃比センサ、67…下流側空燃比センサ、70…電気制御装置、71…CPU、74…バックアップRAM。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Multi-cylinder internal combustion engine (gasoline engine), 21 ... Cylinder, 22 ... Piston, 25 ... Combustion chamber, 31 ... Intake port, 32 ... Intake valve, 34 ... Exhaust port, 35 ... Exhaust valve, 39 ... Injector, 40 ... Intake system, 44 ... throttle valve, 50 ... exhaust system, 51 ... exhaust manifold, 51a1 ... branch, 51a2 ... branch, 51a3 ... branch, 51a4 ... branch, 51b ... collecting part, 52 ... exhaust pipe, 53 ... Upstream catalyst, 54 ... particulate collection filter, 55 ... downstream catalyst, 56 ... bypass passage forming member, 57 ... open / close valve, 58 ... three-way valve, 61 ... hot-wire air flow meter, 66 ... upstream air-fuel ratio sensor, 67 ... downstream air-fuel ratio sensor, 70 ... electric control device, 71 ... CPU, 74 ... backup RAM.

Claims (18)

多気筒内燃機関が備える複数の気筒のうちの一部の気筒の排気ポートに接続された第1枝部と同第1枝部が集合した集合部と同集合部に接続された主通路部とを有し同一部の気筒の排気ポートを通して排出された排ガスを通過させる主排気通路を構成する主排気通路構成部と、
前記主通路部に配設された微粒子捕集フィルタと、
前記主通路部であって前記微粒子捕集フィルタよりも下流の位置に配設された三元触媒である下流側触媒と、
前記複数の気筒のうちの前記一部の気筒以外の気筒である他の気筒の排気ポートを通して排出された排ガスを前記微粒子捕集フィルタを通過させることなく前記下流側触媒に直接流入させるバイパス通路を構成するバイパス通路構成部と、
前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比よりもリーン側の空燃比に制御するとともに前記他の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御するフィルタ再生制御を実行する空燃比制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。
A first branch portion connected to an exhaust port of a part of a plurality of cylinders included in the multi-cylinder internal combustion engine, a collecting portion where the first branch portions are gathered, and a main passage portion connected to the collecting portion. A main exhaust passage constituting part that constitutes a main exhaust passage through which exhaust gas discharged through the exhaust port of the cylinder of the same part is passed,
A particulate collection filter disposed in the main passage,
A downstream catalyst that is a three-way catalyst disposed in a position downstream of the particulate collection filter in the main passage portion;
A bypass passage through which exhaust gas discharged through an exhaust port of another cylinder other than the part of the plurality of cylinders directly flows into the downstream catalyst without passing through the particulate collection filter; A bypass passage component to be configured; and
The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the other cylinders is the stoichiometric air-fuel ratio. Air-fuel ratio control means for performing filter regeneration control for controlling the air-fuel ratio on the richer side,
The control apparatus of the internal combustion engine provided with.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、
前記フィルタ再生制御の実行中、前記一部の気筒に供給される混合気と前記他の気筒に供給される混合気とからなる混合気の空燃比の平均が理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内の空燃比となるように、前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比と前記他の気筒に供給される混合気の空燃比とを制御するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The air-fuel ratio control means includes
During execution of the filter regeneration control, a predetermined air-fuel ratio in which the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture consisting of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders and the air-fuel mixture supplied to the other cylinders includes the stoichiometric air-fuel ratio A control device configured to control an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to the some cylinders and an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to the other cylinders so that the air-fuel ratio is within a range.
請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記主排気通路構成部は、前記他の気筒の排気ポートに接続されるとともに前記集合部に接続される第2枝部を含み、
前記バイパス通路構成部は、一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置にて前記主通路部に接続されることにより前記バイパス通路を構成するバイパス通路形成部材からなり且つ指示に応答して同バイパス通路を遮断及び開放する開閉弁を備え、
前記空燃比制御手段は、前記フィルタ再生制御を実行するとき前記開閉弁に前記バイパス通路を開放する指示を与えて前記フィルタ再生制御を実行し、且つ、前記フィルタ再生制御を実行しないとき前記開閉弁に前記バイパス通路を遮断する指示を与えるとともに前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の全体の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比に制御する通常制御を実行するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 2,
The main exhaust passage constituent part includes a second branch part connected to the exhaust port of the other cylinder and connected to the collective part,
The bypass passage constituting portion has one end connected to the second branch portion and the other end connected to the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst. An on-off valve comprising a bypass passage forming member constituting the bypass passage and shutting and opening the bypass passage in response to an instruction;
The air-fuel ratio control means executes the filter regeneration control by giving an instruction to open the bypass passage to the on-off valve when executing the filter regeneration control, and performs the filter regeneration control when not executing the filter regeneration control. An instruction to shut off the bypass passage is given to the air-fuel ratio, and the average of the entire air-fuel ratio supplied to each of the plurality of cylinders is controlled to an air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio. A control device configured to perform control.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記下流側触媒が所定量の窒素酸化物を浄化することができる還元状態に到達したか否かを判定する還元状態判定手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記通常制御の実行中において前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定されたとき、前記フィルタ再生制御の実行を許可するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 3,
Reduction state determination means for determining whether or not the downstream catalyst has reached a reduction state capable of purifying a predetermined amount of nitrogen oxides,
The air-fuel ratio control unit is configured to permit execution of the filter regeneration control when it is determined that the downstream catalyst has reached the reduction state during execution of the normal control.
請求項4に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき前記機関への燃料の供給を停止するフューエルカット手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記通常制御において前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である弱リッチ空燃比に制御し、且つ、前記フューエルカット手段による前記機関への燃料の供給停止が解除されて同機関に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点から前記通常制御の実行を開始するように構成され、
前記還元状態判定手段は、前記機関から排出された未燃物である還元成分の量から同還元成分を酸化させる同機関から排出された酸化成分の量を減じた量である還元成分の過剰量を前記フューエルカット復帰時点から積算することにより第1積算値を取得するとともに同第1積算値が第1所定値以上となったとき前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
Fuel cut means for stopping the supply of fuel to the engine when the operating state of the engine becomes a predetermined fuel cut operating state;
The air-fuel ratio control means is an air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio, wherein the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders in the normal control is the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel cut return time when the fuel cut to the engine is released and the fuel cut to the engine is released from the stop of the fuel supply by the fuel cut means is released. Is configured to start execution of the normal control from
The reduction state determination means is an excess amount of a reducing component that is an amount obtained by subtracting an amount of an oxidizing component discharged from the engine that oxidizes the reducing component from an amount of a reducing component that is an unburned matter discharged from the engine. So as to determine that the downstream catalyst has reached the reduction state when the first integrated value is equal to or greater than a first predetermined value. Configured control device.
請求項4に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき前記機関への燃料の供給を停止するフューエルカット手段と、
前記下流側触媒に流入するガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサと、
を備え、
前記空燃比制御手段は、前記通常制御において前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比であって理論空燃比よりもリッチ側の空燃比である弱リッチ空燃比に制御し、且つ、前記フューエルカット手段による前記機関への燃料の供給停止が解除されて同機関に再び燃料が供給され始めたフューエルカット復帰時点から前記通常制御の実行を開始するように構成され、
前記還元状態判定手段は、前記機関から排出された未燃物である還元成分の量から同還元成分を酸化させる同機関から排出された酸化成分の量を減じた量である還元成分の過剰量を前記フューエルカット復帰時点以降であって前記下流側空燃比センサにより検出される検出空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に変化したリッチ反転時点から積算することにより第1積算値を取得するとともに同第1積算値が第1所定値以上となったとき前記下流側触媒が前記還元状態に到達したと判定するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
Fuel cut means for stopping the supply of fuel to the engine when the operation state of the engine becomes a predetermined fuel cut operation state;
A downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the gas flowing into the downstream catalyst;
With
The air-fuel ratio control means is an air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio, wherein the average of the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders in the normal control is the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel cut return time when the fuel cut to the engine is released and the fuel cut to the engine is released from the stop of the fuel supply by the fuel cut means is released. Is configured to start execution of the normal control from
The reduction state determination means is an excess amount of a reducing component that is an amount obtained by subtracting an amount of an oxidizing component discharged from the engine that oxidizes the reducing component from an amount of a reducing component that is an unburned matter discharged from the engine. Is integrated from the rich inversion time after the fuel cut return time and the detected air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor has changed to the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. And a control device configured to determine that the downstream catalyst has reached the reduction state when the first integrated value is equal to or greater than a first predetermined value.
請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備える制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
A control apparatus comprising an upstream side catalyst that is a three-way catalyst disposed in a position upstream of the particulate collection filter in the main passage part or the collecting part.
請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタに捕集された微粒子の量である微粒子捕集量を取得するとともに、前記フィルタ再生制御を実行するときに前記取得された微粒子捕集量が多いほど前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均をよりリーン側の空燃比に制御するように構成された制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The air-fuel ratio control means obtains a particulate collection amount that is the amount of particulates collected by the particulate collection filter, and the obtained particulate collection amount is large when the filter regeneration control is executed. A control device configured to control the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the some cylinders to a leaner air-fuel ratio.
請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタの温度が高いほど大きくなるフィルタ温度関係値を取得するとともに、前記取得されたフィルタ温度関係値が高側フィルタ閾値温度より高いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
The air-fuel ratio control means acquires a filter temperature related value that increases as the temperature of the particulate collection filter increases, and when the acquired filter temperature related value is higher than a high-side filter threshold temperature, the filter regeneration control A control device configured to prohibit execution.
請求項9に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記空燃比制御手段は、前記取得されたフィルタ温度関係値が前記高側フィルタ閾値温度より低い値である場合、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を同フィルタ温度関係値が同高側フィルタ閾値温度に近づくほどよりリッチ側の空燃比に制御するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 9,
When the acquired filter temperature related value is lower than the high-side filter threshold temperature, the air-fuel ratio control means is configured to reduce the mixture gas supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed. A control device configured to control the air-fuel ratio to a richer-side air-fuel ratio as the filter temperature-related value approaches the higher-side filter threshold temperature.
請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記空燃比制御手段は、前記微粒子捕集フィルタの温度が高いほど大きくなるフィルタ温度関係値を取得するとともに、前記取得されたフィルタ温度関係値が低側フィルタ閾値温度より低いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
The air-fuel ratio control means acquires a filter temperature-related value that increases as the temperature of the particulate collection filter increases. When the acquired filter temperature-related value is lower than a low-side filter threshold temperature, the filter regeneration control A control device configured to prohibit execution.
請求項11に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記空燃比制御手段は、前記取得されたフィルタ温度関係値が前記低側フィルタ閾値温度より高い値である場合、前記フィルタ再生制御を実行する際の前記一部の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を同フィルタ温度関係値が同低側フィルタ閾値温度に近づくほどよりリッチ側の空燃比に制御するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 11,
When the acquired filter temperature-related value is higher than the low-side filter threshold temperature, the air-fuel ratio control means is configured to reduce the mixture gas supplied to the some cylinders when the filter regeneration control is executed. A control device configured to control the air-fuel ratio to a richer air-fuel ratio as the filter temperature-related value approaches the lower-side filter threshold temperature.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、前記下流側触媒の温度が高いほど大きくなる下流側触媒温度関係値を取得するとともに、前記取得された下流側触媒温度関係値が低側下流側触媒閾値温度より低いとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The air-fuel ratio control means acquires a downstream catalyst temperature related value that increases as the temperature of the downstream catalyst increases, and when the acquired downstream catalyst temperature related value is lower than a low downstream catalyst threshold temperature A control device configured to prohibit execution of the filter regeneration control.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、
前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された上流側触媒と、
前記主通路部又は前記集合部であって前記上流側触媒よりも上流の位置に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する上流側空燃比センサと、
前記主通路部であって前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサと、
前記機関に供給される混合気の空燃比を所定の態様に従って制御するとともに前記上流側空燃比センサの出力値と下流側空燃比センサの出力値とに基づいて前記上流側触媒が劣化したか否かを判定する劣化判定制御を実行する劣化判定手段と、
を備え、
前記空燃比制御手段は、
前記劣化判定手段が前記劣化判定制御を実行しているとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
An upstream catalyst disposed in a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion or the collecting portion;
An upstream air-fuel ratio that is disposed at a position upstream of the upstream catalyst and that is an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the portion disposed in the main passage portion or the collecting portion. A sensor,
A downstream side of the main passage portion that is disposed at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst and outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the disposed portion. An air-fuel ratio sensor;
Whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled according to a predetermined mode and whether the upstream catalyst has deteriorated based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor Deterioration determination means for executing deterioration determination control for determining whether or not
With
The air-fuel ratio control means includes
A control device configured to prohibit execution of the filter regeneration control when the deterioration determination means is executing the deterioration determination control.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、前記機関の吸入空気量が大きいほど大きくなる吸入空気量関係値を取得するとともに、前記取得された吸入空気量関係値が吸入空気量閾値より大きいとき前記フィルタ再生制御の実行を禁止するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The air-fuel ratio control means acquires an intake air amount related value that increases as the intake air amount of the engine increases, and when the acquired intake air amount related value is greater than an intake air amount threshold, the filter regeneration control A control device configured to prohibit execution.
請求項15に記載の内燃機関の制御装置において、
前記空燃比制御手段は、前記下流側触媒の最大酸素吸蔵量を取得するとともに、同取得された最大酸素吸蔵量が大きいほど前記吸入空気量閾値が大きくなるように同吸入空気量閾値を設定する制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 15,
The air-fuel ratio control means acquires the maximum oxygen storage amount of the downstream catalyst, and sets the intake air amount threshold value so that the intake air amount threshold value increases as the acquired maximum oxygen storage amount increases. Control device.
請求項15又は請求項16に記載の内燃機関の制御装置において、
前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備え、
前記空燃比制御手段は、前記フィルタ再生制御の実行中に前記吸入空気量関係値が前記吸入空気量閾値より大きくなることにより同フィルタ再生制御の実行を停止した時点からの所定期間、前記開閉弁に前記バイパス通路を遮断する指示を与えるとともに前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均を前記通常制御時において同複数の気筒に供給される混合気の空燃比の平均よりもリッチ側の空燃比となるように制御し、その後、前記通常制御の実行を開始するように構成された制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 15 or 16,
An upstream catalyst that is a three-way catalyst disposed in a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion or the collecting portion;
The air-fuel ratio control means is configured to provide the on-off valve for a predetermined period from the time when the filter regeneration control is stopped due to the intake air amount related value becoming larger than the intake air amount threshold during the execution of the filter regeneration control. The air-fuel ratio average of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders is richer than the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the plurality of cylinders during the normal control. A control device configured to perform control so that the air-fuel ratio becomes the same, and then to start execution of the normal control.
請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記主通路部又は前記集合部であって前記微粒子捕集フィルタよりも上流の位置に配設された三元触媒である上流側触媒を備え、
前記主排気通路構成部は、
前記他の気筒の排気ポートに接続されるとともに前記集合部に接続される第2枝部を含み、
前記バイパス通路構成部は、
一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置にて前記主通路部に接続されることにより前記バイパス通路を構成する第1管状部と、
一端が前記第2枝部に接続されるとともに他端が前記上流側触媒と前記微粒子捕集フィルタとの間の位置にて前記主通路部に接続される通路を構成する第2管状部と、
通路切換え手段と、
を備え、
前記通路切換え手段は、
前記第2枝部と、前記微粒子捕集フィルタと前記下流側触媒との間の位置の前記主通路部と、のみを連通する第1状態、
前記第2枝部と、前記上流側触媒と前記微粒子捕集フィルタとの間の位置の前記主通路部と、のみを連通する第2状態、及び、
前記第2枝部と前記主通路との連通を遮断する第3状態、
の何れかの状態を指示に応じて選択的に達成するように構成され、
前記空燃比制御手段は、
前記フィルタ再生制御を実行するとき前記通路切換え手段に前記第1状態を達成させる指示を与えて前記フィルタ再生制御を実行し、
前記機関の運転状態が所定のフューエルカット運転状態となったとき前記機関への燃料の供給を停止するとともに前記通路切換え手段に前記第2状態を達成させる指示を与えてフューエルカット制御を実行し、
前記フィルタ再生制御及び前記フューエルカット制御のいずれの制御も実行しないとき前記複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比の平均を理論空燃比を含む前記所定の空燃比範囲内の空燃比に制御するとともに前記通路切換え手段に前記第3状態を達成させる指示を与えて通常制御を実行する、
ように構成された制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 2,
An upstream catalyst that is a three-way catalyst disposed in a position upstream of the particulate collection filter in the main passage portion or the collecting portion;
The main exhaust passage component is
A second branch connected to the exhaust port of the other cylinder and connected to the collecting portion;
The bypass passage component is
One end of the bypass passage is configured by one end being connected to the second branch portion and the other end being connected to the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst. A tubular section;
A second tubular portion having one end connected to the second branch portion and the other end constituting a passage connected to the main passage portion at a position between the upstream catalyst and the particulate collection filter;
Passage switching means;
With
The passage switching means is
A first state in which only the second branch portion and the main passage portion at a position between the particulate collection filter and the downstream catalyst are communicated;
A second state in which only the second branch portion communicates with the main passage portion at a position between the upstream catalyst and the particulate collection filter; and
A third state in which communication between the second branch portion and the main passage is blocked;
Is configured to selectively achieve any of the states according to instructions,
The air-fuel ratio control means includes
Executing the filter regeneration control by giving an instruction to the passage switching means to achieve the first state when the filter regeneration control is performed;
When the operation state of the engine becomes a predetermined fuel cut operation state, the fuel cut control is performed by stopping the supply of fuel to the engine and giving an instruction to achieve the second state to the passage switching means,
When neither the filter regeneration control nor the fuel cut control is executed, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders is the air-fuel ratio within the predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio. And performing normal control by giving an instruction to achieve the third state to the passage switching means.
A control device configured as described above.
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