JP6077913B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents

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本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、例えば内燃機関を備えた車両（自動二輪車等）に用いて好適なエンジンの排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an engine exhaust gas purification device, and more particularly to an engine exhaust gas purification device suitable for use in a vehicle (such as a motorcycle) equipped with an internal combustion engine.

従来のエンジンの排気浄化装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。この特許文献１に記載の装置は、Ｏ2センサが触媒下流に１つだけ設けられる空燃比制御システムであり、触媒の還元時に触媒下流のＯ2センサの出力（以下、ＳＶＯ２と記す）がリッチ出力を出すまで、燃焼噴射量を増量する、いわゆるリッチスパイクを行う制御が開示されている。 As a conventional engine exhaust gas purification device, a device described in Patent Document 1 is known. The device described in Patent Document 1 is an air-fuel ratio control system in which only one O 2 sensor is provided downstream of the catalyst, and the output of the O 2 sensor downstream of the catalyst (hereinafter referred to as SVO2) is rich when the catalyst is reduced. There is disclosed a control for performing a so-called rich spike in which the combustion injection amount is increased until an output is output.

特開２００２−３０９９２８号公報JP 2002-309928 A

特許文献１には、詳細な開示はないものの、触媒下流のＯ2フィードバックシステムでは、触媒の酸素蓄積量が上がって還元処理を行う際、触媒内に蓄積された酸素の影響で、触媒下流の空燃比がリーン側にずれるため、通常のＯ2フィードバック制御が行えなくなる。そのため、一時的にＯ2フィードバック制御を停止して、ＳＶＯ２がストイキ（理論空燃比）又はリッチ出力になるまで触媒還元処理の燃料増量噴射補正をオープンループ制御で行い、ＳＶＯ２がストイキ又はリッチ出力になったら、通常のＯ2フィードバック制御に戻すようにする。 Although there is no detailed disclosure in Patent Document 1, in the O 2 feedback system downstream of the catalyst, when the reduction process is performed by increasing the amount of oxygen accumulated in the catalyst, the downstream of the catalyst is affected by the influence of oxygen accumulated in the catalyst. Since the air-fuel ratio shifts to the lean side, normal O 2 feedback control cannot be performed. Therefore, the O 2 feedback control is temporarily stopped, and the fuel increase injection correction of the catalyst reduction process is performed by the open loop control until SVO2 becomes stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) or rich output, and SVO2 becomes stoichiometric or rich output. Then, return to normal O 2 feedback control.

還元処理を行う際、通常の空燃比制御の方が運転者の要求に合わせて運転しやすいため、還元処理はなるべく早く終了させて、通常の燃料噴射制御に復帰させたいというニーズがある。還元処理を早く終了させるには、リッチスパイク時の空燃比をできる限りリッチにすることが効果的である。しかしながら、空燃比を触媒のその時点での酸化能力より過剰にリッチにすると、触媒下流に未燃ガスが出やすくなる。従って、リッチスパイク中は、未燃ガスが出にくいように、リッチにし過ぎないマージンを設定するようにしている。還元処理の早期終了のためには、このようなマージンはできる限り省きたいという課題がある。   When performing the reduction process, the normal air-fuel ratio control is easier to operate according to the driver's request, so there is a need to end the reduction process as soon as possible and return to the normal fuel injection control. In order to end the reduction process early, it is effective to make the air-fuel ratio at the time of rich spike as rich as possible. However, if the air-fuel ratio is made excessively richer than the oxidation capacity of the catalyst at that time, unburned gas tends to be emitted downstream of the catalyst. Accordingly, during the rich spike, a margin that is not excessively rich is set so that unburned gas is not easily generated. There is a problem that such a margin should be omitted as much as possible for the early termination of the reduction process.

また、触媒還元処理終了後に、Ｏ2フィードバック制御に切り替える際、触媒下流のＯ2センサの出力が反応するまでに時間遅れがあるが、Ｏ2フィードバックの偏差がＯ2フィードバック切替時点のＳＶＯ２出力と目標ＳＶＯ２出力である５００ｍＶとの偏差から制御入力を算出するため、リッチ側に過補正してしまう場合がある。 Further, after the catalytic reduction process is completed, when switching to the O 2 feedback control, the output of the catalyst downstream of the O 2 sensor is a time delay until the reaction, O 2 feedback deviation of the SVO2 output of the O 2 feedback switch point Since the control input is calculated from the deviation from the target SVO2 output of 500 mV, it may be overcorrected to the rich side.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、触媒下流のＯ2センサからのＳＶＯ２に基づいてＯ2フィードバック制御を行うエンジンの排気浄化装置において、還元処理中に、なるべく燃料噴射量をリッチにすることによる還元処理の早期終了と、過剰リッチでの触媒下流での未燃ガスの発生防止とを両立することができ、しかも、還元処理終了時からＯ2フィードバック制御移行時の制御の誤差を極力抑えることができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems. In an exhaust emission control apparatus for an engine that performs O 2 feedback control based on SVO 2 from an O 2 sensor downstream of a catalyst, fuel injection is preferably performed during reduction processing. It is possible to achieve both the early end of the reduction process by making the amount rich and the prevention of the generation of unburned gas downstream of the catalyst in the excessive rich state, and at the time of the O 2 feedback control transition from the end of the reduction process. It is an object of the present invention to provide an engine exhaust purification device that can suppress control errors as much as possible.

本発明は、以下の特徴を有する。   The present invention has the following features.

第１の特徴；エンジン（２８）の排気管（３２）に設けられる触媒（５０）の下流側に空燃比を検出するＯ2センサ（５２）が設けられ、当該Ｏ2センサ（５２）の出力が目標値になるようにフィードバック制御するＯ2フィードバック制御手段（１００）と、前記排気管（３２）に導入される空気量が増加される特定エンジン制御時に、Ｏ2フィードバック制御を停止した後、特定エンジン制御後の燃料噴射量にオープンループ制御の還元リッチ補正係数を乗算する還元処理手段（１１８）と、を備えるエンジンの排気浄化装置において、前記触媒（５０）の還元処理中に、Ｏ2フィードバック制御を再開し、燃料噴射量に目標Ｏ2センサ出力と現在のＯ2センサの出力との偏差を基に導出されるＯ2フィードバック補正係数（ＫＯ２（ＰＩＤ））をさらに乗算することを特徴とする。 First feature: An O 2 sensor (52) for detecting an air-fuel ratio is provided downstream of a catalyst (50) provided in an exhaust pipe (32) of an engine (28), and an output of the O 2 sensor (52). After O 2 feedback control is stopped during O 2 feedback control means (100) that performs feedback control so that becomes the target value and specific engine control in which the amount of air introduced into the exhaust pipe (32) is increased, And a reduction processing means (118) for multiplying the fuel injection amount after the specific engine control by the reduction rich correction coefficient of the open loop control, during the reduction processing of the catalyst (50), O 2 resume feedback control, O 2 feedback correction coefficient in the fuel injection amount is derived on the basis of the deviation between the target O 2 sensor output and the output current of the O 2 sensor (KO2 (PID) ) Is further multiplied.

第２の特徴；前記Ｏ2センサ（５２）の出力が目標値よりも低い第１の出力値（Ｖｔｈ１）になったら、Ｏ2フィードバック制御のゲインを弱める。 Second feature: When the output of the O 2 sensor (52) becomes the first output value (Vth1) lower than the target value, the gain of the O 2 feedback control is weakened.

第３の特徴；前記還元リッチ補正係数は、還元処理開始時に第１のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１））と、所定時間経過（Ｔａ）後、前記第１のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１））よりも低い第２のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２））とが設けられ、前記還元処理中のＯ2フィードバック制御は、第２のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２））の移行時に開始される。 Third feature: The reduction rich correction coefficient includes the first rich correction coefficient (KCATRD (K1)) at the start of the reduction process, and the first rich correction coefficient (KCATRD (K1) after a predetermined time (Ta). ) Lower than the second rich correction coefficient (KCATRD (K2)), and the O 2 feedback control during the reduction process is started when the second rich correction coefficient (KCATRD (K2)) is shifted. .

第４の特徴；前記Ｏ2センサ（５２）の出力が前記Ｏ2フィードバック制御の目標値（Ｖｓｔｏ）よりも低い第２の出力値（Ｖｔｈ２）になったら、前記還元処理のみ終了する。 Fourth feature: When the output of the O 2 sensor (52) becomes the second output value (Vth2) lower than the target value (Vsto) of the O 2 feedback control, only the reduction process is ended.

第１の特徴によれば、Ｏ2センサは、ストイキ（理論空燃比）近傍で、Ｏ2センサの出力ＳＶＯ２がリーン側からリッチ側に急激に変化するため、還元処理中の出力ＳＶＯ２はリーン出力となる。そのため、例えばストイキ近傍にＳＶＯ２の目標値を設定すると、必ずフィードバック制御での偏差が生じ、燃料を増量させることができる。本来、通常のＯ2フィードバック制御がしにくい還元処理中にあえて、Ｏ2フィードバック制御を同時に行うことで、触媒下流の空燃比を検出するＯ2センサの出力ＳＶＯ２の目標値との偏差を活かし、未燃ガスの発生を抑えながらも、還元リッチ補正係数のマージンを削るべく可及的にリッチ噴射を行うことが可能となり、還元処理を早期に終了させることができる。 According to a first aspect, the O 2 sensor is a stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) near the output SVO2 of the O 2 sensor changes abruptly to the rich side from the lean side, the output SVO2 during the reduction process lean output It becomes. Therefore, for example, when the target value of SVO2 is set near the stoichiometric range, a deviation in the feedback control always occurs, and the amount of fuel can be increased. Originally, during the reduction process that is difficult to perform normal O 2 feedback control, by performing O 2 feedback control at the same time, taking advantage of the deviation from the target value of the output SVO 2 of the O 2 sensor that detects the air-fuel ratio downstream of the catalyst, While suppressing the generation of unburned gas, it becomes possible to perform rich injection as much as possible to reduce the margin of the reduction rich correction coefficient, and the reduction process can be terminated early.

第２の特徴によれば、Ｏ2センサの出力が目標値よりも低い第１の出力値になったら、Ｏ2フィードバック制御のゲインを弱めることで、目標値を超える、いわゆるオーバーシュートの発生を回避することができる。 According to the second feature, when the output of the O 2 sensor becomes the first output value lower than the target value, the so-called overshoot exceeding the target value is generated by weakening the gain of the O 2 feedback control. It can be avoided.

第３の特徴によれば、第１のリッチ補正係数によるＯ2フィードバック制御によって過剰に燃料噴射することを抑えることができる。 According to the third feature, it is possible to suppress excessive fuel injection by O 2 feedback control using the first rich correction coefficient.

第４の特徴によれば、還元処理が終盤にさしかかったら、還元処理による増量補正を終了させ、Ｏ2フィードバック制御のみとすることで、オーバーシュートを抑えながら目標値に収束させ易くすることができる。 According to the fourth feature, when the reduction process is approaching the final stage, the increase correction by the reduction process is terminated and only the O 2 feedback control is performed, so that it is easy to converge to the target value while suppressing overshoot. .

本実施の形態に係る排気浄化装置が設置される自動二輪車の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of a motorcycle on which an exhaust emission control device according to the present embodiment is installed. 自動二輪車のエンジンの制御系の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a control system of an engine of a motorcycle. リーン化対応部を有する排気浄化制御部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the exhaust gas purification control part which has a lean corresponding | compatible part. 本実施の形態に係る排気浄化装置（排気浄化制御部）の処理動作、特に、還元処理が正常終了した場合の処理動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the processing operation of the exhaust gas purification apparatus (exhaust gas purification control unit) according to the present embodiment, in particular, the processing operation when the reduction process is normally completed. カウント値補正部で使用されるカウント値補正マップの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the count value correction map used in a count value correction | amendment part. 本実施の形態に係る排気浄化装置（排気浄化制御部）の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation | movement of the exhaust gas purification apparatus (exhaust gas purification control part) which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る排気浄化装置（排気浄化制御部）の処理動作、特に、還元処理が強制終了した場合の処理動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the processing operation of the exhaust gas purification apparatus (exhaust gas purification control unit) according to the present embodiment, particularly the processing operation when the reduction process is forcibly terminated.

以下、本発明に係るエンジンの排気浄化装置を例えば自動二輪車に適用した実施の形態例を図１〜図７を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which an engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention is applied to, for example, a motorcycle will be described with reference to FIGS.

先ず、本実施の形態に係るエンジンの排気浄化装置１０を搭載した自動二輪車１２について図１を参照しながら説明する。   First, a motorcycle 12 equipped with an engine exhaust purification device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

自動二輪車１２は、図１に示すように、車体前部１４と車体後部１６とが低いフロア部１８を介して連結されて構成されている。車体前部１４は、その上部に、ハンドル２０が回転自在に取り付けられ、下部に前輪２２が軸支されている。車体後部１６は、その上部にシート２４が取り付けられ、下部に後輪２６が軸支されている。   As shown in FIG. 1, the motorcycle 12 is configured such that a vehicle body front portion 14 and a vehicle body rear portion 16 are connected via a low floor portion 18. The vehicle body front portion 14 has a handle 20 rotatably attached to an upper portion thereof, and a front wheel 22 supported on a lower portion thereof. The vehicle body rear portion 16 has a seat 24 attached to the upper portion thereof, and a rear wheel 26 supported on the lower portion thereof.

自動二輪車１２のエンジン２８には、図２に模式的に示すように、吸気管３０及び排気管３２が設けられ、エンジン２８とエアクリーナ３４間に吸気管３０が配管されている。吸気管３０に設けられたスロットルボディ３６には、スロットル弁３８が設けられる。吸気管３０上で、エンジン２８とスロットルボディ３６との間には燃料噴射弁４０が設けられる。   As schematically shown in FIG. 2, the engine 28 of the motorcycle 12 is provided with an intake pipe 30 and an exhaust pipe 32, and the intake pipe 30 is piped between the engine 28 and the air cleaner 34. The throttle body 36 provided in the intake pipe 30 is provided with a throttle valve 38. A fuel injection valve 40 is provided between the engine 28 and the throttle body 36 on the intake pipe 30.

スロットル弁３８は、スロットルグリップ４２（図１参照）の回動操作に応じて回動し、その回動量（スロットル弁３８の開度）がスロットルセンサ４４で検知される。運転者のスロットルグリップ４２の操作に応じて、スロットル弁３８を開閉することでエンジン２８へ供給する空気量を可変とする。   The throttle valve 38 is rotated in accordance with the rotation operation of the throttle grip 42 (see FIG. 1), and the rotation amount (the opening degree of the throttle valve 38) is detected by the throttle sensor 44. The amount of air supplied to the engine 28 is made variable by opening and closing the throttle valve 38 according to the driver's operation of the throttle grip 42.

エンジン２８には、エンジン冷却水温を検知する水温センサ４６が設けられ、吸気管３０には、吸入空気圧（吸気負圧）を検知するＰＢセンサ４８が設けられる。エンジン２８の排気管３２に設置された触媒５０の上流に設けられ、エアクリーナ３４からの空気を二次空気として排気管３２に導入する二次空気導入装置１０００と、エンジン２８の排気管３２に設置された触媒５０の下流に設けられ、触媒５０の下流側の空燃比を検出するＯ2センサ５２（空燃比検出手段）が設けられる。このＯ2センサ５２にて検知される酸素濃度は、触媒５０を通過した後の排気ガスの実空燃比に相当する。また、エンジン２８には、減速機構５４の出力ギヤの回転数から車速を検知する車速センサ５６が設けられる。スタータスイッチ５８は、イグニッションキーの操作によりエンジン２８を始動させるスイッチである。さらに、エアクリーナ３４の吸気管３０から遠い位置には、大気圧センサ６０が設けられる。 The engine 28 is provided with a water temperature sensor 46 that detects the engine cooling water temperature, and the intake pipe 30 is provided with a PB sensor 48 that detects intake air pressure (intake negative pressure). A secondary air introducing device 1000 provided upstream of the catalyst 50 installed in the exhaust pipe 32 of the engine 28 and introducing air from the air cleaner 34 into the exhaust pipe 32 as secondary air, and installed in the exhaust pipe 32 of the engine 28. An O 2 sensor 52 (air-fuel ratio detecting means) is provided downstream of the catalyst 50 and detects the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 50. The oxygen concentration detected by the O 2 sensor 52 corresponds to the actual air-fuel ratio of the exhaust gas after passing through the catalyst 50. Further, the engine 28 is provided with a vehicle speed sensor 56 that detects the vehicle speed from the rotational speed of the output gear of the speed reduction mechanism 54. The starter switch 58 is a switch for starting the engine 28 by operating an ignition key. Further, an atmospheric pressure sensor 60 is provided at a position far from the intake pipe 30 of the air cleaner 34.

そして、エンジン制御装置（エンジン・コントロール・ユニット：ＥＣＵ６２）は、図３に示すように、特定エンジン制御を行うＡＩ（二次空気導入）制御部１００２と、ＦＣ（フューエルカット）制御部１００４と、減速リーン制御部１００５とを有し、さらに、本実施の形態に係る排気浄化装置１０として機能する排気浄化制御部１００６を有する。   As shown in FIG. 3, the engine control device (engine control unit: ECU 62) includes an AI (secondary air introduction) control unit 1002 that performs specific engine control, an FC (fuel cut) control unit 1004, And an exhaust purification control unit 1006 that functions as the exhaust purification apparatus 10 according to the present embodiment.

ＡＩ制御部１００２は、二次空気を導入する所定の条件が成立している期間に、二次空気導入装置１０００を駆動して、エアクリーナ３４からの空気を二次空気として、排気管３２のうち、触媒５０の上流側に導入する。このＡＩ制御部１００２は、二次空気の導入開始に先立って、あるいは導入開始時点にＡＩ開始信号Ｓａｉｓを出力し、二次空気の導入が終了した時点でＡＩ終了信号Ｓａｉｅを出力する。   The AI control unit 1002 drives the secondary air introduction device 1000 while the predetermined condition for introducing the secondary air is satisfied, and uses the air from the air cleaner 34 as the secondary air. And introduced upstream of the catalyst 50. The AI control unit 1002 outputs an AI start signal Sais prior to the start of introduction of secondary air or at the start of introduction, and outputs an AI end signal Saie when the introduction of secondary air is completed.

ＦＣ制御部１００４は、スロットル開度ＴＨがゼロ（全閉）等のＦＣ制御を行う所定の条件が成立している期間に、燃料の噴射を中断するフューエルカット制御を実行する。ＦＣ制御部１００４は、フューエルカット制御の実行開始に先立って、あるいは実行開始時点にＦＣ制御開始信号Ｓｆｃｓを出力し、フューエルカット制御が終了した時点でＦＣ制御終了信号Ｓｆｃｅを出力する。   The FC control unit 1004 executes fuel cut control for interrupting fuel injection during a period in which a predetermined condition for performing FC control such as zero throttle opening (fully closed) is satisfied. The FC control unit 1004 outputs the FC control start signal Sfcs prior to the start of execution of the fuel cut control or at the start of execution, and outputs the FC control end signal Sfce when the fuel cut control ends.

減速リーン制御部１００５は、スロットル開度ＴＨの減少量と吸気圧の変化量等から減速リーン化を行う所定の条件が成立している期間に、基本噴射パルス幅を減少させる等の減速リーン化を実行する。減速リーン制御部１００５は、減速リーン化の実行開始に先立って、あるいは実行開始時点に減速リーン化開始信号Ｓｒｓｓを出力し、減速リーン化が終了した時点で減速リーン化終了信号Ｓｒｓｅを出力する。   The deceleration lean control unit 1005 reduces the basic injection pulse width by reducing the basic injection pulse width during a period in which a predetermined condition for performing the deceleration lean is established based on the amount of decrease in the throttle opening TH and the amount of change in the intake pressure. Execute. The deceleration lean control unit 1005 outputs a deceleration leaning start signal Srss prior to the start of execution of deceleration leaning or at the start of execution, and outputs a deceleration leaning completion signal Srse when deceleration leaning ends.

排気浄化制御部１００６は、スライディングモード制御部１００（Ｏ2フィードバック制御手段）と、基本燃料噴射量算出部１０２と、リーン化対応部１０４とを有する。 The exhaust purification control unit 1006 includes a sliding mode control unit 100 (O 2 feedback control means), a basic fuel injection amount calculation unit 102, and a leaning corresponding unit 104.

スライディングモード制御部１００は、制御対象の複数の状態量を変数とする線形関数により表される切換直線を予め構築しておき、それらの状態量をハイゲイン制御によって、切換直線上に高速で収束させ（到達モード）、さらに、所謂、等価制御入力によって、状態量を切換直線上に拘束しつつ切換直線上の所要の平衡点（収束点）に収束させる（スライディングモード）、可変構造型のフィードバック制御手法である。   The sliding mode control unit 100 constructs in advance a switching line represented by a linear function having a plurality of state quantities to be controlled as variables, and converges these state quantities on the switching line at high speed by high gain control. (Arrival mode), and further, by so-called equivalent control input, the state quantity is constrained on the switching line and converged to a required equilibrium point (convergence point) on the switching line (sliding mode), and variable structure type feedback control It is a technique.

このようなスライディングモード制御は、制御対象の複数の状態量が切換直線上に収束してしまえば、外乱等の影響をほとんど受けずに、切換直線上の平衡点に状態量を安定に収束させることができるという優れた特性をもっている。   In such sliding mode control, if a plurality of state quantities to be controlled converge on the switching line, the state quantity is stably converged to the equilibrium point on the switching line without being affected by disturbances or the like. It has excellent properties that it can.

触媒５０の下流側の排気ガスの酸素濃度等の特定成分の濃度を所定の適正値に整定させるように、エンジン２８の空燃比の補正量を求める場合、例えば触媒５０の下流側の排気ガスの特定成分の濃度の値とその変化速度とを制御対象である排気系の状態量として、それらの状態量をそれぞれスライディングモード制御を用いて切換直線上の平衡点（濃度の値及びその変化速度がそれぞれ所定の適正値及び「０」となる点）に収束させるように、空燃比の補正量を求める。スライディングモード制御を用いて空燃比の補正量を求めれば、従来のＰＩＤ制御等に較べて触媒５０の下流側の排気ガスの特定成分の濃度を精度よく所定の適正値に整定させることが可能である。このスライディングモード制御部１００からの出力は、補正係数ＫＯ２（ＳＭ）として切換部１１４を介して第１乗算器１０５に入力される。   When determining the correction amount of the air-fuel ratio of the engine 28 so that the concentration of a specific component such as the oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the catalyst 50 is set to a predetermined appropriate value, for example, the exhaust gas downstream of the catalyst 50 Using the concentration value of the specific component and its rate of change as the state quantity of the exhaust system to be controlled, each of these state quantities is converted into an equilibrium point (concentration value and its rate of change using the sliding mode control). A correction amount of the air-fuel ratio is obtained so as to converge to a predetermined appropriate value and a point that becomes “0”. If the correction amount of the air-fuel ratio is obtained using the sliding mode control, the concentration of the specific component of the exhaust gas downstream of the catalyst 50 can be accurately set to a predetermined appropriate value as compared with the conventional PID control or the like. is there. The output from the sliding mode control unit 100 is input to the first multiplier 105 through the switching unit 114 as a correction coefficient KO2 (SM).

基本燃料噴射量算出部１０２は、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨ、吸入空気圧ＰＢから規定される基準の燃料噴射量を、基本燃料噴射マップ１０６を用いて求め、その基準の燃料噴射量をスロットル弁３８の有効開口面積に応じて補正することで基本燃料噴射量ＴＩＭＢを算出する。   The basic fuel injection amount calculation unit 102 obtains a reference fuel injection amount defined from the engine speed NE, the throttle opening TH, and the intake air pressure PB using the basic fuel injection map 106, and calculates the reference fuel injection amount. The basic fuel injection amount TIMB is calculated by correcting according to the effective opening area of the throttle valve 38.

基本燃料噴射マップ１０６は、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨに基づく第１基本燃料噴射マップ１０６ａと、エンジン回転数ＮＥと吸入空気圧ＰＢに基づく第２基本燃料噴射マップ１０６ｂとを有する。従って、この排気浄化制御部１００６では、第１基本燃料噴射マップ１０６ａ及び第２基本燃料噴射マップ１０６ｂのうち、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨに基づいて、使用すべき基本燃料噴射マップ１０６の指標が配列された選択用マップ１０８から使用すべき基本燃料噴射マップ１０６を選択指示するマップ選択部１１０を有する。選択用マップ１０８は、第１基本燃料噴射マップ１０６ａを使用すべき領域と、第２基本燃料噴射マップ１０６ｂを使用すべき領域とが配置されている。マップ選択部１１０は、入力されるエンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨに基づいて、選択用マップ１０８から、使用すべき基本燃料噴射マップ１０６を選択し、その選択結果を出力する。エンジン回転数ＮＥが低いと第１基本燃料噴射マップ１０６ａが選択される確率が高くなり、エンジン回転数ＮＥが高いと第２基本燃料噴射マップ１０６ｂが選択される確率が高くなる。   The basic fuel injection map 106 includes a first basic fuel injection map 106a based on the engine speed NE and the throttle opening TH, and a second basic fuel injection map 106b based on the engine speed NE and the intake air pressure PB. Therefore, in the exhaust purification control unit 1006, the basic fuel injection map 106 to be used is selected based on the engine speed NE and the throttle opening TH among the first basic fuel injection map 106a and the second basic fuel injection map 106b. A map selection unit 110 for selecting and instructing the basic fuel injection map 106 to be used from the selection map 108 in which the indices are arranged is provided. In the selection map 108, an area where the first basic fuel injection map 106a should be used and an area where the second basic fuel injection map 106b should be used are arranged. The map selection unit 110 selects the basic fuel injection map 106 to be used from the selection map 108 based on the input engine speed NE and the throttle opening TH, and outputs the selection result. When the engine speed NE is low, the probability that the first basic fuel injection map 106a is selected increases, and when the engine speed NE is high, the probability that the second basic fuel injection map 106b is selected increases.

従って、基本燃料噴射量算出部１０２は、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨ、吸入空気圧ＰＢから規定される基準の燃料噴射量を、マップ選択部１１０にて選択された基本燃料噴射マップ１０６を用いて求め、その基準の燃料噴射量をスロットル弁３８の有効開口面積に応じて補正することで基本燃料噴射量ＴＩＭＢを算出する。この基本燃料噴射量ＴＩＭＢは、スライディングモード制御部１００からの補正係数ＫＯ２（ＳＭ）と、水温、吸気温、大気圧等からなる環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力される。   Accordingly, the basic fuel injection amount calculation unit 102 uses the basic fuel injection map 106 selected by the map selection unit 110 as a reference fuel injection amount defined by the engine speed NE, the throttle opening TH, and the intake air pressure PB. The basic fuel injection amount TIMB is calculated by correcting the reference fuel injection amount according to the effective opening area of the throttle valve 38. The basic fuel injection amount TIMB is corrected by the correction coefficient KO2 (SM) from the sliding mode control unit 100 and the environmental correction coefficient KECO including the water temperature, the intake air temperature, the atmospheric pressure, and the like, and is output as the fuel injection time Tout.

リーン化対応部１０４は、リーン化開始検知部１１２と、切換部１１４と、還元処理開始要求部１１６と、リッチスパイク制御部１１８（還元処理手段）と、ＰＩＤ制御部１２０と、再開判定部１２２と、酸素蓄積量推測部１２４とを有する。   The leaning correspondence unit 104 includes a leaning start detection unit 112, a switching unit 114, a reduction process start request unit 116, a rich spike control unit 118 (reduction processing unit), a PID control unit 120, and a restart determination unit 122. And an oxygen accumulation amount estimation unit 124.

リーン化開始検知部１１２は、ＡＩ制御部１００２からのＡＩ開始信号Ｓａｉｓ、又はＦＣ制御部１００４からのＦＣ制御開始信号Ｓｆｃｓ、又は減速リーン制御部１００５からの減速リーン化開始信号Ｓｒｓｓの入力に基づいて、スライディングモード制御部１００に制御停止要求信号Ｓａを出力し、切換部１１４に第１切換信号Ｓｈ１を出力し、酸素蓄積量推測部１２４にカウント開始信号Ｓｂを出力する。   The lean start detection unit 112 is based on the input of the AI start signal Sais from the AI control unit 1002, the FC control start signal Sfcs from the FC control unit 1004, or the deceleration lean start signal Srss from the deceleration lean control unit 1005. Then, the control stop request signal Sa is output to the sliding mode control unit 100, the first switching signal Sh1 is output to the switching unit 114, and the count start signal Sb is output to the oxygen accumulation amount estimation unit 124.

さらに、リーン化開始検知部１１２は、還元処理中に、ＡＩ開始信号Ｓａｉｓ、又はＦＣ制御開始信号Ｓｆｃｓ、減速リーン化開始信号Ｓｒｓｓの入力があった場合に、リッチスパイク制御部１１８、ＰＩＤ制御部１２０及び酸素蓄積量推測部１２４に強制終了信号Ｓｃを出力する。   Further, when the lean start detection unit 112 receives the AI start signal Sais, the FC control start signal Sfcs, or the deceleration lean start signal Srss during the reduction process, the rich spike control unit 118, the PID control unit The forced end signal Sc is output to 120 and the oxygen accumulation amount estimation unit 124.

スライディングモード制御部１００は、リーン化開始検知部１１２からの制御停止要求信号Ｓａの入力に基づいて空燃比制御を一時的に停止する。切換部１１４は、第１切換信号Ｓｈ１の入力に基づいてリーン化対応部１０４からの出力に切り換える。酸素蓄積量推測部１２４は、二次空気導入等のリーン化の開始時点から触媒５０内の酸素蓄積量をカウンタ１２６を用いて推測し、さらに、還元処理終了時の触媒５０内の酸素蓄積量を推測する。具体的な処理については後述する。   The sliding mode control unit 100 temporarily stops the air-fuel ratio control based on the input of the control stop request signal Sa from the lean start detection unit 112. The switching unit 114 switches to the output from the leaning corresponding unit 104 based on the input of the first switching signal Sh1. The oxygen accumulation amount estimation unit 124 estimates the oxygen accumulation amount in the catalyst 50 using the counter 126 from the start of leaning such as the introduction of secondary air, and further, the oxygen accumulation amount in the catalyst 50 at the end of the reduction process. Guess. Specific processing will be described later.

還元処理開始要求部１１６は、ＡＩ制御部１００２からのＡＩ終了信号Ｓａｉｅ、又はＦＣ制御部１００４からのＦＣ制御終了信号Ｓｆｃｅ、又は減速リーン制御部１００５からの減速リーン化終了信号Ｓｒｓｅの入力に基づいて、還元処理開始信号Ｓｄをリッチスパイク制御部１１８及び酸素蓄積量推測部１２４に出力する。   The reduction process start request unit 116 is based on the input of the AI end signal Saie from the AI control unit 1002, the FC control end signal Sfce from the FC control unit 1004, or the deceleration leaning end signal Srse from the deceleration lean control unit 1005. The reduction processing start signal Sd is output to the rich spike control unit 118 and the oxygen accumulation amount estimation unit 124.

リッチスパイク制御部１１８は、還元処理開始要求部１１６からの還元処理開始信号Ｓｄの入力に基づいて、エンジン２８の燃焼室にリッチスパイク（触媒５０に蓄積された酸素を還元することを目的として、一時的に燃料噴射量が通常よりも濃い空燃比となるように行うリッチ噴射）を行う。   The rich spike control unit 118 is configured to reduce the rich spike (oxygen accumulated in the catalyst 50) in the combustion chamber of the engine 28 based on the input of the reduction process start signal Sd from the reduction process start request unit 116. (Rich injection is performed so that the fuel injection amount is temporarily richer than usual).

このリッチスパイク制御部１１８は、予め設定され、時間の経過に従って変化する還元補正係数ＫＣＡＴＲＤを出力する。具体的には、例えば図４に示すように、還元処理開始時点ｔ１から所定時間Ｔａにわたって第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）（第１のリッチ補正係数）を出力する。この場合、リッチスパイク制御部１１８は、還元処理開始信号Ｓｄの入力に基づいて、後述する酸素蓄積量推測部１２４からのカウント値に応じた第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）を出力する。例えば予め設定された固定値をカウント値に応じて補正して第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）として出力する。カウント値が大きくなるほど第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）も大きくなるように補正される（図７参照）。そして、所定時間Ｔａが経過した時点ｔ２から第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）（第２のリッチ補正係数）を読み出して出力する。第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）と第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）の大小関係は、第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）＞第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）となっている。なお、第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）及び第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）の出力期間（還元処理期間Ｔｂ）以外では、リッチスパイク制御部１１８は、初期値（＝１）を出力する。さらに、リッチスパイク制御部１１８は、所定時間Ｔａが経過した時点でＰＩＤ制御部１２０を起動する。   The rich spike control unit 118 outputs a reduction correction coefficient KCATRD that is set in advance and changes over time. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) (first rich correction coefficient) is output over a predetermined time Ta from the reduction processing start time t1. In this case, the rich spike control unit 118 outputs a first reduction correction coefficient KCATRD (K1) corresponding to a count value from an oxygen accumulation amount estimation unit 124 described later based on the input of the reduction process start signal Sd. For example, a preset fixed value is corrected according to the count value and output as the first reduction correction coefficient KCATRD (K1). The first reduction correction coefficient KCATRD (K1) is corrected so as to increase as the count value increases (see FIG. 7). Then, the second reduction correction coefficient KCATRD (K2) (second rich correction coefficient) is read and output from the time point t2 when the predetermined time Ta has elapsed. The magnitude relationship between the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) and the second reduction correction coefficient KCATRD (K2) is such that the first reduction correction coefficient KCATRD (K1)> the second reduction correction coefficient KCATRD (K2). Note that the rich spike control unit 118 outputs an initial value (= 1) except for the output period (reduction process period Tb) of the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) and the second reduction correction coefficient KCATRD (K2). Furthermore, the rich spike control unit 118 activates the PID control unit 120 when a predetermined time Ta has elapsed.

ＰＩＤ制御部１２０は、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２と目標値Ｖｓｔｏ（ストイキ出力）との偏差が０（ゼロ）となるようにＰＩＤ制御（フィードバック制御）する。特に、本実施の形態では、出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１（第１の出力値）未満（偏差が大きい）であれば、高いゲインＧHにてＰＩＤ制御し、出力値（ＳＶＯ２）が第１しきい値Ｖｔｈ１以上（偏差が小さい）であれば、低いゲインＧLにてＰＩＤ制御する。 The PID control unit 120 performs PID control (feedback control) so that the deviation between the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 and the target value Vsto (stoichiometric output) becomes 0 (zero). In particular, in this embodiment, the output value SVO2 is less than the first threshold value Vth1 (first output value) if (deviation is large), and PID control with high gain G H, the output value (SVO2) Is equal to or greater than the first threshold value Vth1 (deviation is small), PID control is performed with a low gain GL .

リッチスパイク制御部１１８からの出力（第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２））とＰＩＤ制御部１２０からの出力（ＰＩＤ補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）：Ｏ2フィードバック補正係数）は途中の第２乗算器１２８にて乗算され、補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）×ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）として第１乗算器１０５に入力される。これにより、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、リーン化対応部１０４からの補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）×ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）と、水温、吸気温、大気圧等からなる環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力され、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに向けて変化していくことになる。 The output from the rich spike control unit 118 (second reduction correction coefficient KCATRD (K2)) and the output from the PID control unit 120 (PID correction coefficient KO2 (PID): O 2 feedback correction coefficient) are in the middle of the second multiplier 128. And is input to the first multiplier 105 as a correction coefficient KO2 (PID) × KCATRD (K2). As a result, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the correction coefficient KO2 (PID) × KCATRD (K2) from the lean corresponding unit 104 and the environmental correction coefficient KECO including the water temperature, the intake air temperature, the atmospheric pressure, etc. It is output as time Tout, and the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 changes toward the target value Vsto.

特に、偏差が大きい期間（出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１未満）では、高いゲインＧHにてＰＩＤ制御することから、出力値ＳＶＯ２を目標値Ｖｓｔｏに向けて高速に収束させ、偏差が小さくなった段階（出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１以上）から、低いゲインＧLにてＰＩＤ制御することから、オーバーシュート（目標値Ｖｓｔｏを超える現象）を抑えることができる。 In particular, the deviation is greater period (output value SVO2 is less than the first threshold value Vth1), since the PID control with high gain G H, converges faster towards the output value SVO2 the target value Vsto, deviation Since PID control is performed with a low gain GL from the stage where the value becomes smaller (the output value SVO2 is equal to or higher than the first threshold value Vth1), overshoot (a phenomenon exceeding the target value Vsto) can be suppressed.

なお、ＰＩＤ制御部１２０が停止している間は、ＰＩＤ制御部１２０からは停止中を示す初期値（＝１）が出力される。従って、二次空気の導入又はＦＣ制御又は減速リーン化の開始時点ｔ０から終了時点ｔ１にかけて、リッチスパイク制御部１１８及びＰＩＤ制御部１２０からそれぞれ初期値（＝１）が出力されることから、この期間（リーン化期間Ｔｃ）では、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力される。   While the PID control unit 120 is stopped, the PID control unit 120 outputs an initial value (= 1) indicating that the PID control unit 120 is stopped. Accordingly, since the initial value (= 1) is output from the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120 from the start time t0 to the end time t1 of the introduction of secondary air or FC control or deceleration leaning, this In the period (lean period Tc), the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the environmental correction coefficient KECO and output as the fuel injection time Tout.

上述の終了時点ｔ１から所定時間Ｔａにかけて、リッチスパイク制御部１１８から第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）が出力され、ＰＩＤ制御部１２０から初期値（＝１）が出力されることから、この期間では、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）及び環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力される。このため、燃料の噴射量が大幅に増量される。   Since the rich spike control unit 118 outputs the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) and the PID control unit 120 outputs the initial value (= 1) from the end time t1 to the predetermined time Ta, this period In this case, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) and the environment correction coefficient KECO, and is output as the fuel injection time Tout. For this reason, the fuel injection amount is greatly increased.

上述の所定時間Ｔａが終了した時点ｔ２からは、リッチスパイク制御部１１８から第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）よりも小さい第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）が出力され、ＰＩＤ制御部１２０によるＰＩＤ補正係数ＫＯ２が出力されることから、この期間Ｔｄでは、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）、ＰＩＤ補正係数ＫＯ２及び環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力される。すなわち、第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）による燃料噴射量の増量をＰＩＤ補正係数ＫＯ２で補うかたちとなるため、出力値ＳＶＯ２は高速に目標値Ｖｓｔｏに向かって、しかも、オーバーシュートすることなく収束することとなる。   From the time point t2 when the predetermined time Ta ends, the rich spike control unit 118 outputs a second reduction correction coefficient KCATRD (K2) smaller than the first reduction correction coefficient KCATRD (K1), and the PID by the PID control unit 120 Since the correction coefficient KO2 is output, during this period Td, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the second reduction correction coefficient KCATRD (K2), the PID correction coefficient KO2, and the environment correction coefficient KECO as the fuel injection time Tout. Is output. That is, since the increase in the fuel injection amount by the second reduction correction coefficient KCATRD (K2) is supplemented by the PID correction coefficient KO2, the output value SVO2 converges at high speed toward the target value Vsto without overshooting. Will be.

そして、リッチスパイク制御部１１８は、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２（第２の出力値）となった段階で、リッチスパイク制御を停止し、還元補正係数ＫＣＡＴＲＤとして初期値「１」を出力すると共に、酸素蓄積量推測部１２４に正常終了信号Ｓｆ（還元処理が正常終了したことを示す信号）を出力する。第１しきい値Ｖｔｈ１、第２しきい値Ｖｔｈ２及び目標値Ｖｓｔｏの大小関係は、Ｖｔｈ１≦Ｖｔｈ２＜Ｖｓｔｏである。   Then, the rich spike control unit 118 stops the rich spike control when the output value SVO2 reaches the second threshold value Vth2 (second output value), and sets the initial value “1” as the reduction correction coefficient KCATRD. At the same time, a normal end signal Sf (a signal indicating that the reduction process has ended normally) is output to the oxygen accumulation amount estimation unit 124. The magnitude relationship among the first threshold value Vth1, the second threshold value Vth2, and the target value Vsto is Vth1 ≦ Vth2 <Vsto.

リッチスパイク制御の停止時点ｔ３からＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに到達するまでの期間Ｔｅでは、リッチスパイク制御部１１８から初期値（＝１）が出力され、ＰＩＤ制御部１２０からＰＩＤ補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）が出力されることから、この期間Ｔｅでは、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、ＰＩＤ補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）及び環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力される。   In a period Te from when rich spike control is stopped t3 until SVO2 reaches the target value Vsto, the initial value (= 1) is output from the rich spike control unit 118, and the PID correction coefficient KO2 (PID) is output from the PID control unit 120. Therefore, during this period Te, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the PID correction coefficient KO2 (PID) and the environment correction coefficient KECO, and is output as the fuel injection time Tout.

また、リッチスパイク制御部１１８は、還元処理中において、リーン化開始検知部１１２からの強制終了信号Ｓｃの入力に基づいて、リッチスパイク制御を停止し、還元補正係数ＫＣＡＴＲＤとして初期値「１」を出力する。同様に、ＰＩＤ制御部１２０は、強制終了信号Ｓｃの入力に基づいてＰＩＤ制御を停止し、ＰＩＤ補正係数ＫＯ２として初期値「１」を出力する。   Further, the rich spike control unit 118 stops the rich spike control based on the input of the forced end signal Sc from the lean start detection unit 112 during the reduction process, and sets the initial value “1” as the reduction correction coefficient KCATRD. Output. Similarly, the PID control unit 120 stops the PID control based on the input of the forced end signal Sc, and outputs an initial value “1” as the PID correction coefficient KO2.

再開判定部１２２は、出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏになった段階で、スライディングモード制御部１００に制御再開信号Ｓｅを出力し、切換部１１４に第２切換信号Ｓｈ２を出力し、酸素蓄積量推測部１２４にリセット信号Ｓｒを出力する。スライディングモード制御部１００は、再開判定部１２２からの制御再開信号Ｓｅの入力に基づいてスライディングモードによるＯ2フィードバック制御を再開し、切換部１１４は、第２切換信号Ｓｈ２の入力に基づいてスライディングモード制御部１００からの出力に切り換える。これにより、スライディングモード制御部１００からの出力が補正係数ＫＯ２として切換部１１４を介して第１乗算器１０５に入力される。すなわち、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、スライディングモード制御部１００からの補正係数ＫＯ２と、水温、吸気温、大気圧等からなる環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力されることになる。 When the output value SVO2 reaches the target value Vsto, the restart determination unit 122 outputs a control restart signal Se to the sliding mode control unit 100, outputs a second switching signal Sh2 to the switching unit 114, and estimates the oxygen accumulation amount The reset signal Sr is output to the unit 124. The sliding mode control unit 100 restarts the O 2 feedback control in the sliding mode based on the input of the control restart signal Se from the restart determination unit 122, and the switching unit 114 switches the sliding mode based on the input of the second switching signal Sh2. The output is switched to the output from the control unit 100. As a result, the output from the sliding mode control unit 100 is input to the first multiplier 105 via the switching unit 114 as the correction coefficient KO2. That is, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the correction coefficient KO2 from the sliding mode control unit 100 and the environmental correction coefficient KECO including the water temperature, the intake air temperature, the atmospheric pressure, etc., and is output as the fuel injection time Tout. .

一方、酸素蓄積量推測部１２４は、カウント値累算部１３０と、カウント値補正部１３２とを有する。   On the other hand, the oxygen accumulation amount estimation unit 124 includes a count value accumulation unit 130 and a count value correction unit 132.

カウント値累算部１３０は、リーン化開始検知部１１２からのカウント開始信号Ｓｂの入力に基づいて、カウンタテーブル１３４からサイクル毎にカウント値を読み出して、カウンタ１２６に出力する。カウンタ１２６は、入力されたカウント値を現在の計数値に加算（累算）する。ここで、１サイクルは、エンジン２８での吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の一連の行程をいう。カウンタテーブル１３４は、基本燃料噴射マップ１０６と同様に、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨから規定されるカウント値が配列されて構成されている。カウント値の配列は、基本的には、エンジン回転数ＮＥが上昇するにつれてカウント値が減少し、スロットル開度ＴＨが全閉から全開に向かってカウント値が上昇する配列となっている。従って、カウンタ１２６において、サイクル毎のエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＨに応じたカウント値が累算されることになる。   Based on the input of the count start signal Sb from the lean start detection unit 112, the count value accumulation unit 130 reads the count value for each cycle from the counter table 134 and outputs it to the counter 126. The counter 126 adds (accumulates) the input count value to the current count value. Here, one cycle refers to a series of strokes of the intake stroke, compression stroke, expansion stroke, and exhaust stroke in the engine 28. Similarly to the basic fuel injection map 106, the counter table 134 is configured by arranging count values defined by the engine speed NE and the throttle opening TH. The array of count values is basically an array in which the count value decreases as the engine speed NE increases, and the count value increases from fully closed to fully open. Therefore, the counter 126 accumulates the count value corresponding to the engine speed NE and the throttle opening TH for each cycle.

また、カウント値累算部１３０は、還元処理開始要求部１１６からの還元処理開始信号Ｓｄの入力に基づいて、カウンタ１２６でのカウント値の累算を停止する。この段階で、還元処理が開始された時点ｔ１での触媒５０の酸素蓄積量が推測される。   Further, the count value accumulation unit 130 stops accumulation of the count value in the counter 126 based on the input of the reduction process start signal Sd from the reduction process start request unit 116. At this stage, the oxygen accumulation amount of the catalyst 50 at the time point t1 when the reduction process is started is estimated.

また、カウント値累算部１３０は、再開判定部１２２からのリセット信号Ｓｒの入力に基づいてカウンタ１２６のカウント値を初期値「０」にリセットする。   The count value accumulating unit 130 resets the count value of the counter 126 to the initial value “0” based on the input of the reset signal Sr from the restart determining unit 122.

カウント値補正部１３２は、リーン化開始検知部１１２からの強制終了信号Ｓｃ又はリッチスパイク制御部１１８からの正常終了信号Ｓｆの入力に基づいて、還元処理が終了した時点ｔ３でのカウント値を出力値ＳＶＯ２に応じた値に補正する。   The count value correction unit 132 outputs the count value at the time point t3 when the reduction process is completed based on the input of the forced end signal Sc from the lean start detection unit 112 or the normal end signal Sf from the rich spike control unit 118. The value is corrected according to the value SVO2.

このカウント値補正部１３２は、カウント値補正マップ１３６を使用する。カウント値補正マップ１３６は、図５に示すように、出力値ＳＶＯ２に対応して補正係数が配列された構成を有し、出力値ＳＶＯ２の上昇に応じて補正係数が減少する特性を有する。カウント値補正マップ１３６での出力値ＳＶＯ２の範囲はオーバーリーン（空燃比：１．８５）に対応した出力値ＳＶＯ２から第２しきい値Ｖｔｈ２に対応した出力値ＳＶＯ２の範囲である。補正係数の範囲は、０よりも大きく１以下である（上限値＝１）。補正係数は、出力値ＳＶＯ２が上昇するに従って、０に向かって減少し、特に、出力値ＳＶＯ２が低い領域では、出力値ＳＶＯ２が上昇するに従って、補正係数が急峻に減少し、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２に近い領域では、出力値ＳＶＯ２が上昇するに従って、補正係数が緩やかに減少する特性になっている。図５の例では、出力値ＳＶＯ２が低い領域では、傾きが大きい線形特性とし、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２に近い領域では、傾きが小さい線形特性とした例を示している。   The count value correction unit 132 uses a count value correction map 136. As shown in FIG. 5, the count value correction map 136 has a configuration in which correction coefficients are arranged corresponding to the output value SVO2, and has a characteristic that the correction coefficient decreases as the output value SVO2 increases. The range of the output value SVO2 in the count value correction map 136 is the range of the output value SVO2 corresponding to the second threshold value Vth2 from the output value SVO2 corresponding to overlean (air-fuel ratio: 1.85). The range of the correction coefficient is greater than 0 and 1 or less (upper limit value = 1). The correction coefficient decreases toward 0 as the output value SVO2 increases. In particular, in the region where the output value SVO2 is low, the correction coefficient decreases sharply as the output value SVO2 increases, and the output value SVO2 In the region close to the threshold value Vth2, the correction coefficient gradually decreases as the output value SVO2 increases. The example of FIG. 5 shows an example in which the linear characteristic has a large slope in the region where the output value SVO2 is low, and the linear characteristic has a small slope in the region where the output value SVO2 is close to the second threshold value Vth2.

そして、カウント値補正部１３２は、リーン化開始検知部１１２からの強制終了信号Ｓｃ又はリッチスパイク制御部１１８からの正常終了信号Ｓｆの入力に基づいて、カウンタ１２６から現在のカウント値を読み出し、カウント値補正マップ１３６から現時点の出力値ＳＶＯ２に応じた補正係数を読み出す。そして、カウント値に補正係数を乗算して、カウント値を補正し、補正後のカウント値をカウンタ１２６に格納する。   Then, the count value correction unit 132 reads the current count value from the counter 126 based on the input of the forced end signal Sc from the lean start detection unit 112 or the normal end signal Sf from the rich spike control unit 118, A correction coefficient corresponding to the current output value SVO2 is read from the value correction map 136. Then, the count value is multiplied by a correction coefficient to correct the count value, and the corrected count value is stored in the counter 126.

次に、リーン化対応部１０４の処理動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the processing operation of the lean corresponding unit 104 will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、図６のステップＳ１において、リーン化開始検知部１１２は、二次空気の導入又はＦＣ制御又は減速リーン化が開始されたか否かを判別する。この判別は、ＡＩ制御部１００２からのＡＩ開始信号Ｓａｉｓの入力、又はＦＣ制御部１００４からのＦＣ制御開始信号Ｓｆｃｓの入力、又は減速リーン制御部１００５からの減速リーン化開始信号Ｓｒｓｓの入力があったかどうかで行われる。   First, in step S1 of FIG. 6, the leaning start detection unit 112 determines whether introduction of secondary air, FC control, or deceleration leaning has started. This determination is made by whether an AI start signal Sais from the AI control unit 1002 is input, an FC control start signal Sfcs from the FC control unit 1004 is input, or a deceleration leaning start signal Srss is input from the deceleration lean control unit 1005 Please do it.

ＡＩ開始信号Ｓａｉｓの入力、又はＦＣ制御開始信号Ｓｆｃｓの入力、又は減速リーン化開始信号Ｓｒｓｓの入力があった場合は、次のステップＳ２に進み、スライディングモード制御部１００は、リーン化開始検知部１１２からの停止要求信号Ｓａの入力に基づいて空燃比制御を一時的に停止する。このとき、切換部１１４は、リーン化開始検知部１１２からの第１切換信号Ｓｈ１の入力に基づいて、リーン化対応部１０４からの出力に切り換える。二次空気の導入等のリーン化が行われている間は、リッチスパイク制御部１１８及びＰＩＤ制御部１２０からは初期値「１」が出力されているため、空燃比制御は停止状態とされる。   When the AI start signal Sais, the FC control start signal Sfcs, or the deceleration leaning start signal Srss is input, the process proceeds to the next step S2, and the sliding mode control unit 100 includes the leaning start detection unit. Based on the input of the stop request signal Sa from 112, the air-fuel ratio control is temporarily stopped. At this time, the switching unit 114 switches to the output from the leaning corresponding unit 104 based on the input of the first switching signal Sh1 from the leaning start detection unit 112. While leaning such as introduction of secondary air is being performed, since the initial value “1” is output from the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120, the air-fuel ratio control is stopped. .

その後、ステップＳ３において、酸素蓄積量推測部１２４のカウント値累算部１３０は、リーン化開始検知部１１２からのカウント開始信号Ｓｂの入力に基づいて、酸素蓄積量のカウント（カウント値の累算）を開始する。   Thereafter, in step S3, the count value accumulation unit 130 of the oxygen accumulation amount estimation unit 124 counts the oxygen accumulation amount (accumulates the count value) based on the input of the count start signal Sb from the lean start detection unit 112. ).

ステップＳ４において、還元処理開始要求部１１６は、二次空気の導入の終了又はＦＣ制御の終了又は減速リーン化の終了を待つ。すなわち、ＡＩ制御部１００２からのＡＩ終了信号Ｓａｉｅの入力、又はＦＣ制御部１００４からのＦＣ制御終了信号Ｓｆｃｅの入力、又は減速リーン制御部１００５からの減速リーン化終了信号Ｓｒｓｅの入力を待つ。   In step S4, the reduction process start request unit 116 waits for the end of the introduction of secondary air, the end of FC control, or the end of deceleration leaning. That is, it waits for the input of the AI end signal Saie from the AI control unit 1002, the input of the FC control end signal Sfce from the FC control unit 1004, or the input of the deceleration leaning end signal Srse from the deceleration lean control unit 1005.

上述のステップＳ４において、ＡＩ終了信号Ｓａｉｅの入力、又はＦＣ制御終了信号Ｓｆｃｅの入力、又は減速リーン化終了信号Ｓｒｓｅの入力があった場合に、次のステップＳ５に進み、酸素蓄積量推測部１２４のカウント値累算部１３０は、還元処理開始要求部１１６からの還元処理開始信号Ｓｄの入力に基づいて、酸素蓄積量のカウント（カウント値の累算）を停止する。停止した時点のカウンタ１２６の累算値は還元処理が終了するまで維持される。   When the AI end signal Saie, the FC control end signal Sfce, or the deceleration leaning end signal Srse is input in the above step S4, the process proceeds to the next step S5, and the oxygen accumulation amount estimation unit 124 The count value accumulating unit 130 stops counting the amount of accumulated oxygen (accumulating the count value) based on the input of the reduction process start signal Sd from the reduction process start requesting unit 116. The accumulated value of the counter 126 at the time of stopping is maintained until the reduction process is completed.

その後、ステップＳ６及びステップＳ７において、リッチスパイク制御部１１８は、所定時間Ｔａにわたって第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）を出力する。このとき、酸素蓄積量推測部１２４からのカウント値に応じた第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）を出力する。これにより、燃料の噴射量が大幅に増量される。   Thereafter, in step S6 and step S7, the rich spike control unit 118 outputs the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) over a predetermined time Ta. At this time, the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) corresponding to the count value from the oxygen accumulation amount estimation unit 124 is output. Thereby, the fuel injection amount is greatly increased.

所定時間Ｔａが経過した段階で、ステップＳ８以降において、リッチスパイク制御部１１８とＰＩＤ制御部１２０による空燃比制御が行われる。   After the predetermined time Ta has elapsed, the air-fuel ratio control by the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120 is performed after step S8.

すなわち、ステップＳ８において、リッチスパイク制御部１１８は、第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）を出力する。ステップＳ９において、リッチスパイク制御部１１８は、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２以上であるかを判別する。出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２未満であれば、ステップＳ１０に進み、ＰＩＤ制御部１２０は、出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１以下であるかを判別する。出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１以下であれば、ステップＳ１１に進み、ＰＩＤ制御のゲインを高いゲインＧHに設定し、出力値ＳＶＯ２が第１しきい値Ｖｔｈ１を超えていれば、ステップＳ１２に進み、ＰＩＤ制御のゲインを低いゲインＧLに設定する。 That is, in step S8, the rich spike control unit 118 outputs the second reduction correction coefficient KCATRD (K2). In step S9, the rich spike control unit 118 determines whether the output value SVO2 is greater than or equal to the second threshold value Vth2. If the output value SVO2 is less than the second threshold value Vth2, the process proceeds to step S10, and the PID control unit 120 determines whether the output value SVO2 is equal to or less than the first threshold value Vth1. If the output value SVO2 is less than or equal to the first threshold value Vth1, the process proceeds to step S11, the PID control gain is set to a high gain GH , and if the output value SVO2 exceeds the first threshold value Vth1, step Proceeding to S12, the gain of PID control is set to a low gain GL .

そして、ステップＳ１３において、ＰＩＤ制御部１２０は、設定されたゲインにてＰＩＤ制御を行い、ＰＩＤ補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）を出力する。これにより、第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）による燃料噴射量の増量をＰＩＤ補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）で補うかたちとなるため、出力値ＳＶＯ２は高速に目標値Ｖｓｔｏに向かう。その結果、図４に示すように、本来、例えば時点ｔ４まで必要だった還元処理がそのよりも短い時点ｔ３にて還元処理を終了させることができる。   In step S13, the PID control unit 120 performs PID control with the set gain, and outputs a PID correction coefficient KO2 (PID). As a result, the increase in the fuel injection amount by the second reduction correction coefficient KCATRD (K2) is supplemented by the PID correction coefficient KO2 (PID), so that the output value SVO2 goes to the target value Vsto at high speed. As a result, as shown in FIG. 4, for example, the reduction process that was originally required up to time t4 can be terminated at time t3 shorter than that.

次のステップＳ１４において、リッチスパイク制御部１１８、ＰＩＤ制御部１２０及びカウント値補正部１３２は、還元処理の強制終了があるか否かを判別する。この判別は、還元処理中にリーン化開始検知部１１２から強制終了信号Ｓｃが出力されたかどうかで行われる。強制終了でなければ、次のステップＳ８以降の処理に戻り、リッチスパイク制御部１１８とＰＩＤ制御部１２０による空燃比制御が行われる。   In the next step S14, the rich spike control unit 118, the PID control unit 120, and the count value correction unit 132 determine whether there is a forced termination of the reduction process. This determination is made based on whether or not the forced end signal Sc is output from the lean start detection unit 112 during the reduction process. If it is not forcibly terminated, the process returns to the processing after the next step S8, and air-fuel ratio control by the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120 is performed.

一方、上述したステップＳ９において、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２以上であると判別された場合は、ステップＳ１５に進み、リッチスパイク制御部１１８は、リッチスパイク制御（還元処理）を停止する。次のステップＳ１６において、カウント値補正部１３２は、カウント値補正マップ１３６から現在の出力値に応じた補正係数を読み出して、カウンタ１２６の累算値（カウント値）に補正係数を乗算することで、カウント値を補正する。これにより、還元処理の開始時点ｔ１で累算が停止されていたカウンタ１２６の累算値は、第２しきい値Ｖｔｈ２に応じた累算値に補正される。   On the other hand, if it is determined in step S9 described above that the output value SVO2 is greater than or equal to the second threshold value Vth2, the process proceeds to step S15, and the rich spike control unit 118 stops rich spike control (reduction processing). . In the next step S16, the count value correction unit 132 reads the correction coefficient corresponding to the current output value from the count value correction map 136, and multiplies the accumulated value (count value) of the counter 126 by the correction coefficient. , Correct the count value. As a result, the accumulated value of the counter 126 whose accumulation has been stopped at the start time t1 of the reduction process is corrected to an accumulated value corresponding to the second threshold value Vth2.

その後、ステップＳ１７において、低いゲインＧLでのＰＩＤ制御部１２０による空燃比制御が行われ、ステップＳ１８において、再開判定部１２２は、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに達したか否か判別する。出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに達していなければ、ステップＳ１７に戻り、ＰＩＤ制御が行われる。すなわち、出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに達するまで、ステップＳ１７において、低いゲインＧLでのＰＩＤ制御部１２０による空燃比制御が行われると共に、補正された累算値が維持される。この場合、出力値ＳＶＯ２は、オーバーシュートすることなく目標値Ｖｓｔｏに収束することとなる。 Thereafter, in step S17, the air-fuel ratio control is performed by the PID control unit 120 with a low gain GL . In step S18, the restart determination unit 122 determines whether the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 has reached the target value Vsto. Determine whether or not. If the output value SVO2 has not reached the target value Vsto, the process returns to step S17 and PID control is performed. That is, until the output value SVO2 reaches the target value Vsto, the air-fuel ratio control by the PID control unit 120 at the low gain GL is performed in step S17, and the corrected accumulated value is maintained. In this case, the output value SVO2 converges to the target value Vsto without overshooting.

そして、上述したステップＳ１８において、出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに達したと判別された段階で、ステップＳ１９に進み、カウント値累算部１３０は、再開判定部１２２からのリセット信号Ｓｒの入力に基づいて、カウンタ１２６の累算値を初期値「０」にリセットする。また、ステップＳ２０において、スライディングモード制御部１００は、再開判定部１２２からの制御再開信号Ｓｅの入力に基づいてスライディングモード制御による空燃比制御を再開する。このとき、切換部１１４は、再開判定部１２２からの第２切換信号Ｓｈ２の入力に基づいてスライディングモード制御部１００からの出力に切り換える。これにより、基本燃料噴射量ＴＩＭＢが、スライディングモード制御部１００からの補正係数ＫＯ２（ＳＭ）と、水温、吸気温、大気圧等からなる環境補正係数ＫＥＣＯによって補正されて燃料噴射時間Ｔｏｕｔとして出力されることになる。   In step S18 described above, when it is determined that the output value SVO2 has reached the target value Vsto, the process proceeds to step S19, where the count value accumulating unit 130 receives the reset signal Sr from the restart determining unit 122. Based on this, the accumulated value of the counter 126 is reset to the initial value “0”. In step S20, the sliding mode control unit 100 resumes the air-fuel ratio control based on the sliding mode control based on the input of the control resumption signal Se from the resumption determination unit 122. At this time, the switching unit 114 switches to the output from the sliding mode control unit 100 based on the input of the second switching signal Sh2 from the restart determination unit 122. Thus, the basic fuel injection amount TIMB is corrected by the correction coefficient KO2 (SM) from the sliding mode control unit 100 and the environmental correction coefficient KECO including the water temperature, the intake air temperature, the atmospheric pressure, etc., and is output as the fuel injection time Tout. Will be.

ところで、図７に示すように、還元処理中の例えば時点ｔ５において、再び二次空気の導入等が行われると、図６のステップＳ１４において、強制終了であると判別され、ステップＳ２１以降の強制終了処理に進む。すなわち、ステップＳ２１において、リッチスパイク制御部１１８及びＰＩＤ制御部１２０は、リーン化開始検知部１１２からの強制終了信号Ｓｃの入力に基づいて、リッチスパイク制御及びＰＩＤ制御を停止する。   By the way, as shown in FIG. 7, when secondary air is introduced again, for example, at time t5 during the reduction process, it is determined in step S14 in FIG. Proceed to end processing. That is, in step S21, the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120 stop the rich spike control and the PID control based on the input of the forced end signal Sc from the lean start detection unit 112.

また、ステップＳ２２において、カウント値補正部１３２は、強制終了信号Ｓｃの入力に基づいて、カウント値補正マップ１３６から現在の出力値ＳＶＯ２に応じた補正係数を読み出して、カウンタ１２６の累算値（カウント値）に補正係数を乗算することで、カウント値を補正する。これにより、還元処理の開始時点ｔ１で累算が停止されていたカウンタ１２６の累算値は、強制終了した時点ｔ５の出力値ＳＶＯ２に応じた累算値に補正されることになる。このカウント補正処理は、還元処理が強制終了され、再び二次空気の導入等が行われる際のカウント初期値を適正な値に設定することができる。そのため、還元処理が繰り返される場合においても、２度目以降の還元処理を適正なリッチ噴射制御で行うことができる。   In step S22, the count value correction unit 132 reads the correction coefficient corresponding to the current output value SVO2 from the count value correction map 136 based on the input of the forced end signal Sc, and the accumulated value ( The count value is corrected by multiplying the (count value) by the correction coefficient. As a result, the accumulated value of the counter 126 whose accumulation has been stopped at the start time t1 of the reduction process is corrected to an accumulated value corresponding to the output value SVO2 at the time t5 when it is forcibly terminated. In this count correction process, the initial count value when the reduction process is forcibly terminated and secondary air is introduced again can be set to an appropriate value. Therefore, even when the reduction process is repeated, the second and subsequent reduction processes can be performed with appropriate rich injection control.

ステップＳ２２でのカウント値の補正処理が終了した段階で、ステップＳ３以降の処理に戻る。図７に示すように、強制終了時点ｔ５以降は、上述した図４のリーン化開始時点ｔ０以降と同様の処理が行われ、還元処理中に、二次空気の導入等が行われなければ、リッチスパイク制御部１１８とＰＩＤ制御部１２０による空燃比制御が行われ、出力値ＳＶＯ２が第２しきい値Ｖｔｈ２に達した段階で、カウンタ１２６の累算値が第２しきい値Ｖｔｈ２に応じた累算値に補正され、さらに、出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏに達した段階で、累算値が０にリセットされて、スライディングモード制御部１００による空燃比制御が再開される。   When the count value correction process in step S22 is completed, the process returns to step S3 and subsequent steps. As shown in FIG. 7, after the forced end time t5, the same processing as that after the leaning start time t0 in FIG. 4 described above is performed, and secondary air is not introduced during the reduction process. When the air-fuel ratio control is performed by the rich spike control unit 118 and the PID control unit 120 and the output value SVO2 reaches the second threshold value Vth2, the accumulated value of the counter 126 corresponds to the second threshold value Vth2. When the output value SVO2 reaches the target value Vsto after being corrected to the accumulated value, the accumulated value is reset to 0, and the air-fuel ratio control by the sliding mode control unit 100 is resumed.

そして、上述のステップＳ２０においてスライディングモード制御部１００での空燃比制御が再開された段階、あるいは、ステップＳ１において、二次空気導入でもＦＣ制御でも減速リーン化でもないと判別された場合は、ステップＳ２３に進み、排気浄化装置１０の終了要求（電源断、メンテナンス要求等）があるか否かを判別する。終了要求がなければステップＳ１以降の処理を繰り返し、終了要求があった段階で、この排気浄化装置１０での処理動作を終了する。   Then, when the air-fuel ratio control in the sliding mode control unit 100 is restarted in the above-described step S20, or when it is determined in step S1 that neither secondary air introduction, FC control nor deceleration leaning is performed. It progresses to S23 and it is discriminate | determined whether there exists a completion | finish request | requirement (power supply interruption, a maintenance request | requirement, etc.) of the exhaust gas purification device 10. If there is no termination request, the processes in and after step S1 are repeated, and the processing operation in the exhaust gas purification apparatus 10 is terminated when the termination request is made.

このように、本実施の形態に係るエンジン２８の排気浄化装置１０は、排気管３２に導入される空気量が増加される特定エンジン制御（二次空気の導入、ＦＣ制御、減速リーン化制御）時に、スライディングモード制御を停止した後、特定エンジン制御後の燃料噴射量にオープンループ制御の還元補正係数ＫＣＡＴＲＤを乗算するリッチスパイク制御部１１８（還元処理手段）を備えるエンジン２８の排気浄化装置１０において、触媒５０の還元処理中に、Ｏ2フィードバック制御（ＰＩＤ制御部１２０によるＰＩＤ制御）を再開し、燃料噴射量に目標値Ｖｓｔｏと現在の出力値ＳＶＯ２との偏差を基に導出されるＯ2フィードバック補正係数ＫＯ２（ＰＩＤ）をさらに乗算するようにしている。 As described above, the exhaust purification device 10 for the engine 28 according to the present embodiment performs specific engine control in which the amount of air introduced into the exhaust pipe 32 is increased (introduction of secondary air, FC control, deceleration lean control). In the exhaust emission control device 10 of the engine 28 provided with a rich spike control unit 118 (reduction processing means) that multiplies the fuel injection amount after the specific engine control by the reduction correction coefficient KCATRD of the open loop control after the sliding mode control is sometimes stopped. During the reduction process of the catalyst 50, O 2 feedback control (PID control by the PID control unit 120) is resumed, and O 2 derived based on the deviation between the target value Vsto and the current output value SVO2 as the fuel injection amount. The feedback correction coefficient KO2 (PID) is further multiplied.

Ｏ2センサ５２は、ストイキ近傍で、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２がリーン側からリッチ側に急激に変化するため、還元処理中の出力値ＳＶＯ２はリーン出力となる。そのため、例えばストイキ近傍にＳＶＯ２の目標値Ｖｓｔｏを設定すると、必ずフィードバック制御での偏差が生じ、燃料を増量させることができる。本来、通常のＯ2フィードバック制御がしにくい還元処理中にあえて、Ｏ2フィードバック制御を同時に行うことで、触媒５０下流の空燃比を検出するＯ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２の目標値Ｖｓｔｏとの偏差を活かし、未燃ガスの発生を抑えながらも、還元補正係数ＫＣＡＴＲＤのマージンを削るべく可及的にリッチ噴射を行うことが可能となり、還元処理を早期に終了させることができる。 In the O 2 sensor 52, the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 changes suddenly from the lean side to the rich side in the vicinity of the stoichiometry, so that the output value SVO2 during the reduction process becomes a lean output. Therefore, for example, if the target value Vsto of SVO2 is set near the stoichiometric range, a deviation in the feedback control always occurs, and the amount of fuel can be increased. Originally, during the reduction process in which the normal O 2 feedback control is difficult, the O 2 feedback control is performed at the same time, so that the output value SVO 2 of the O 2 sensor 52 that detects the air-fuel ratio downstream of the catalyst 50 is compared with the target value Vsto. It is possible to perform rich injection as much as possible to reduce the margin of the reduction correction coefficient KCATRD while making use of the deviation and suppressing the generation of unburned gas, and the reduction process can be terminated early.

また、本実施の形態では、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏよりも低い第１しきい値Ｖｔｈ１になったら、Ｏ2フィードバック制御のゲインを弱めるようにしている。これにより、目標値Ｖｓｔｏを超える、いわゆるオーバーシュートの発生を回避することができる。 In the present embodiment, when the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 becomes the first threshold value Vth1 lower than the target value Vsto, the gain of the O 2 feedback control is weakened. As a result, the occurrence of so-called overshoot exceeding the target value Vsto can be avoided.

還元補正係数ＫＣＡＴＲＤは、還元処理開始から所定時間Ｔａにわたって出力される第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）と、所定時間Ｔａの経過後に出力され、第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）よりも低い第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）とを有する。そして、還元処理中のＯ2フィードバック制御を、第２還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２）の移行時に開始するようにしたので、第１還元補正係数ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１）のみによるリッチスパイク制御と比して、過剰に燃料噴射することを抑えることができる。 The reduction correction coefficient KCATRD is output after the first reduction correction coefficient KCATRD (K1) output for a predetermined time Ta from the start of the reduction process, and after the elapse of the predetermined time Ta, and is lower than the first reduction correction coefficient KCATRD (K1). 2 reduction correction coefficient KCATRD (K2). Since the O 2 feedback control during the reduction process is started at the time of the transition of the second reduction correction coefficient KCATRD (K2), as compared with the rich spike control using only the first reduction correction coefficient KCATRD (K1), Excessive fuel injection can be suppressed.

本実施の形態では、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２がＯ2フィードバック制御の目標値Ｖｓｔｏよりも低い第２しきい値Ｖｔｈ２（≧第１しきい値Ｖｔｈ１）になった段階で、還元処理のみ終了させる。すなわち、還元処理が終盤にさしかかったら、還元処理による増量補正を終了させ、Ｏ2フィードバック制御のみとすることで、オーバーシュートを抑えながら目標値Ｖｓｔｏに収束させ易くすることができる。 In the present embodiment, only the reduction process is performed when the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 becomes the second threshold value Vth2 (≧ first threshold value Vth1) lower than the target value Vsto of the O 2 feedback control. Terminate. That is, when the reduction process reaches the final stage, the increase correction by the reduction process is terminated and only the O 2 feedback control is performed, so that the target value Vsto can be easily converged while suppressing overshoot.

さらに、本実施の形態では、二次空気導入、又はＦＣ制御、又は減速リーン化制御後のカウント値に、還元処理終了時のＯ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２から導出される補正係数を乗算することで、還元処理終了時の酸素蓄積量を推測する酸素蓄積量推測部１２４を備えている。すなわち、ＡＩ実施時、又はＦＣ制御の実施時、又は減速リーン化制御の実施時は、カウンタ１２６によって酸素蓄積量を加算推測し、還元処理中はその値を保持する。そして、還元処理が正常又は強制終了した際のＯ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２から補正係数を導出し、カウント値に乗算することで、還元処理終了時の酸素蓄積量を推測する。Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２は、触媒５０内の酸素蓄積量と関連があるため、還元処理終了時のＯ2センサ５２の出力を参照することで、触媒５０の状態を比較的精度よく推測することができる。これにより、還元処理の最中に触媒５０内の酸素蓄積量をその都度算出する必要をなくしながら、還元処理終了時の酸素蓄積量を推測することができるため、簡素な手法で酸素蓄積量を精度よく推測することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the count value after secondary air introduction, FC control, or deceleration lean control is multiplied by a correction coefficient derived from the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 at the time of the reduction process completion. Thus, an oxygen accumulation amount estimation unit 124 that estimates the oxygen accumulation amount at the end of the reduction process is provided. That is, when AI is performed, FC control is performed, or deceleration lean control is performed, the oxygen accumulation amount is estimated by the counter 126, and the value is held during the reduction process. Then, a correction coefficient is derived from the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 when the reduction process is normal or forcibly ended, and the oxygen accumulation amount at the end of the reduction process is estimated by multiplying the count value. Since the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is related to the amount of oxygen accumulated in the catalyst 50, the state of the catalyst 50 is estimated with relatively high accuracy by referring to the output of the O 2 sensor 52 at the end of the reduction process. can do. This makes it possible to estimate the oxygen accumulation amount at the end of the reduction process while eliminating the need to calculate the oxygen accumulation amount in the catalyst 50 each time during the reduction process. It is possible to estimate with high accuracy.

また、本実施の形態では、還元処理が二次空気の再導入、又はＦＣ制御の再実行、又は減速リーン化制御の再実行によって強制終了される際のカウント値の補正値を、二次空気再導入時、ＦＣ制御の再実行時、又は減速リーン化制御の再実行時のカウント値の初期値としている。これにより、還元処理が強制終了され、再びＡＩが導入される際、あるいは再びＦＣ制御が実行される際、あるいは再び減速リーン化制御が実行される際のカウンタ１２６の初期値を適正に設定することができるため、還元処理が繰り返される際も、２度目以降の還元処理を適正なリッチ噴射制御で行うことができる。   In the present embodiment, the correction value of the count value when the reduction process is forcibly terminated by re-introducing secondary air, re-executing FC control, or re-executing deceleration lean control, This is the initial value of the count value at the time of re-introduction, FC control re-execution, or deceleration lean control re-execution. As a result, the reduction process is forcibly terminated and the initial value of the counter 126 when the AI is introduced again, the FC control is executed again, or the deceleration lean control is executed again is set appropriately. Therefore, even when the reduction process is repeated, the second and subsequent reduction processes can be performed with appropriate rich injection control.

還元処理後、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が目標値Ｖｓｔｏ（ストイキ出力）に達した段階で、カウンタ１２６をゼロにリセットしたので、その後のＡＩ導入時、あるいはＦＣ制御時、あるいは減速リーン化制御時に、カウント値がゼロの状態からの適切なカウントを行うことが可能となる。 After the reduction process, when the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 reaches the target value Vsto (stoichiometric output), the counter 126 is reset to zero. Therefore, when the AI is introduced thereafter, FC control, or deceleration leaning is performed. At the time of control, it is possible to perform an appropriate count from a state where the count value is zero.

還元処理終了時の補正係数は、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が高いほど低くなるように設定されている。Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が高いほど、空燃比はリッチ側であるため、触媒５０内の酸素蓄積量は低いと考えられる。従って、還元処理終了時の補正係数を、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が高いほど低くなるように設定することで、精度よく補正係数を設定することができる。 The correction coefficient at the end of the reduction process is set to be lower as the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is higher. The higher the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is, the richer the air-fuel ratio becomes, so the oxygen accumulation amount in the catalyst 50 is considered to be lower. Therefore, the correction coefficient at the end of the reduction process can be set with high accuracy by setting the correction coefficient to be lower as the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is higher.

しかも、還元処理終了時のＯ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２に対する補正係数の関係を、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が低い領域では、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が上昇するに従って、補正係数が急峻に減少し、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が高い領域では、Ｏ2センサ５２の出力値ＳＶＯ２が上昇するに従って、補正係数が緩やかに減少する特性を有するようにしたので、さらに、精度よく補正係数を設定することが可能となる。 Moreover, according to the relationship between the correction coefficient for the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 when the reduction process is completed, the output value SVO2 is lower region of the O 2 sensor 52, the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is increased, the correction coefficient In the region where the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 is high and the output value SVO2 of the O 2 sensor 52 increases, the correction coefficient gradually decreases as the output value SVO2 increases. It is possible to set the correction coefficient well.

なお、本発明に係るエンジンの排気浄化装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   The engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course have various configurations without departing from the gist of the present invention.

１０…排気浄化装置 １２…自動二輪車
２８…エンジン ３０…吸気管
３２…排気管 ３８…スロットル弁
４０…燃料噴射弁 ４４…スロットルセンサ
４８…ＰＢセンサ ５０…触媒
５２…Ｏ2センサ ６２…ＥＣＵ
１００…スライディングモード制御部 １０２…基本燃料噴射量算出部
１０４…リーン化対応部 １１０…マップ選択部
１１２…リーン化開始検知部 １１４…切換部
１１６…還元処理開始要求部 １１８…リッチスパイク制御部
１２０…ＰＩＤ制御部 １２２…再開判定部
１２４…酸素蓄積量推測部 １２６…カウンタ
１３０…カウント値累算部 １３２…カウント値補正部
１３４…カウンタテーブル １３６…カウント値補正マップ
１０００…二次空気導入装置 １００２…ＡＩ制御部
１００４…ＦＣ制御部 １００５…減速リーン制御部
１００６…排気浄化制御部 10 ... exhaust gas purifying device 12 ... motorcycle 28 ... engine 30 ... intake pipe 32 ... exhaust pipe 38 ... throttle valve 40 ... Fuel injection valve 44 ... throttle sensor 48 ... PB sensor 50 ... catalyst 52 ... O 2 sensor 62 ... ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Sliding mode control part 102 ... Basic fuel injection amount calculation part 104 ... Lean-ization corresponding part 110 ... Map selection part 112 ... Lean-ization start detection part 114 ... Switching part 116 ... Reduction process start request part 118 ... Rich spike control part 120 ... PID control unit 122 ... Resume determination unit 124 ... Oxygen accumulation amount estimation unit 126 ... Counter 130 ... Count value accumulation unit 132 ... Count value correction unit 134 ... Counter table 136 ... Count value correction map 1000 ... Secondary air introduction device 1002 ... AI control unit 1004 ... FC control unit 1005 ... Deceleration lean control unit 1006 ... Exhaust gas purification control unit

Claims (3)

エンジン（２８）の排気管（３２）に設けられる触媒（５０）の下流側に空燃比を検出するＯ ２ センサ（５２）が設けられ、当該Ｏ ２ センサ（５２）の出力が目標値になるようにフィードバック制御するＯ ２ フィードバック制御手段（１００）と、
前記排気管（３２）に導入される空気量が増加される特定エンジン制御時に、Ｏ ２ フィードバック制御を停止した後、特定エンジン制御後の燃料噴射量にオープンループ制御の還元リッチ補正係数を乗算する還元処理手段（１１８）と、を備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記触媒（５０）の還元処理中に、Ｏ ２ フィードバック制御を再開し、燃料噴射量に目標Ｏ ２ センサ出力と現在のＯ ２ センサ出力との偏差を基に導出されるＯ ２ フィードバック補正係数（ＫＯ２（ＰＩＤ））をさらに乗算し、
前記Ｏ２センサ（５２）の出力が目標値よりも低い第１の出力値（Ｖｔｈ１）になったら、Ｏ２フィードバック制御のゲインを弱めることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An O 2 sensor (52) for detecting the air-fuel ratio is provided downstream of the catalyst (50) provided in the exhaust pipe (32) of the engine (28), and the output of the O 2 sensor (52) becomes a target value. O 2 feedback control means (100) for feedback control as follows :
At the time of specific engine control in which the amount of air introduced into the exhaust pipe (32) is increased, after O 2 feedback control is stopped, the fuel injection amount after the specific engine control is multiplied by a reduction rich correction coefficient of open loop control. An engine exhaust purification device comprising reduction processing means (118),
During reduction treatment of the catalyst (50), restarts the O 2 feedback control, O 2 feedback correction coefficient in the fuel injection amount is derived on the basis of the target O 2 sensor output and the deviation between the current O 2 sensor output ( KO2 (PID))
An engine exhaust gas purification apparatus characterized by weakening the gain of O 2 feedback control when the output of the O 2 sensor (52) reaches a first output value (Vth1) lower than a target value. エンジン（２８）の排気管（３２）に設けられる触媒（５０）の下流側に空燃比を検出するＯ ２ センサ（５２）が設けられ、当該Ｏ ２ センサ（５２）の出力が目標値になるようにフィードバック制御するＯ ２ フィードバック制御手段（１００）と、
前記排気管（３２）に導入される空気量が増加される特定エンジン制御時に、Ｏ ２ フィードバック制御を停止した後、特定エンジン制御後の燃料噴射量にオープンループ制御の還元リッチ補正係数を乗算する還元処理手段（１１８）と、を備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記触媒（５０）の還元処理中に、Ｏ ２ フィードバック制御を再開し、燃料噴射量に目標Ｏ ２ センサ出力と現在のＯ ２ センサ出力との偏差を基に導出されるＯ ２ フィードバック補正係数（ＫＯ２（ＰＩＤ））をさらに乗算し、
前記還元リッチ補正係数は、還元処理開始時に第１のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１））と、所定時間経過（Ｔａ）後、前記第１のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ１））よりも低い第２のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２））とが設けられ、
前記還元処理中のＯ２フィードバック制御は、第２のリッチ補正係数（ＫＣＡＴＲＤ（Ｋ２））の移行時に開始されることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An O 2 sensor (52) for detecting the air-fuel ratio is provided downstream of the catalyst (50) provided in the exhaust pipe (32) of the engine (28), and the output of the O 2 sensor (52) becomes a target value. O 2 feedback control means (100) for feedback control as follows :
At the time of specific engine control in which the amount of air introduced into the exhaust pipe (32) is increased, after O 2 feedback control is stopped, the fuel injection amount after the specific engine control is multiplied by a reduction rich correction coefficient of open loop control. An engine exhaust purification device comprising reduction processing means (118),
During reduction treatment of the catalyst (50), restarts the O 2 feedback control, O 2 feedback correction coefficient in the fuel injection amount is derived on the basis of the target O 2 sensor output and the deviation between the current O 2 sensor output ( KO2 (PID))
The reduction rich correction coefficient is lower than the first rich correction coefficient (KCATRD (K1)) after a predetermined time (Ta) after the first rich correction coefficient (KCATRD (K1)) at the start of the reduction process. 2 rich correction coefficient (KCATRD (K2)),
The engine exhaust gas purification apparatus, wherein the O 2 feedback control during the reduction process is started when the second rich correction coefficient (KCATRD (K2)) is shifted. エンジン（２８）の排気管（３２）に設けられる触媒（５０）の下流側に空燃比を検出するＯ ２ センサ（５２）が設けられ、当該Ｏ ２ センサ（５２）の出力が目標値になるようにフィードバック制御するＯ ２ フィードバック制御手段（１００）と、
前記排気管（３２）に導入される空気量が増加される特定エンジン制御時に、Ｏ ２ フィードバック制御を停止した後、特定エンジン制御後の燃料噴射量にオープンループ制御の還元リッチ補正係数を乗算する還元処理手段（１１８）と、を備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記触媒（５０）の還元処理中に、Ｏ ２ フィードバック制御を再開し、燃料噴射量に目標Ｏ ２ センサ出力と現在のＯ ２ センサ出力との偏差を基に導出されるＯ ２ フィードバック補正係数（ＫＯ２（ＰＩＤ））をさらに乗算し、
前記Ｏ２センサ（５２）の出力が前記Ｏ２フィードバック制御の目標値（Ｖｓｔｏ）よりも低い第２の出力値（Ｖｔｈ２）になったら、前記還元処理のみ終了することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An O 2 sensor (52) for detecting the air-fuel ratio is provided downstream of the catalyst (50) provided in the exhaust pipe (32) of the engine (28), and the output of the O 2 sensor (52) becomes a target value. O 2 feedback control means (100) for feedback control as follows :
At the time of specific engine control in which the amount of air introduced into the exhaust pipe (32) is increased, after O 2 feedback control is stopped, the fuel injection amount after the specific engine control is multiplied by a reduction rich correction coefficient of open loop control. An engine exhaust purification device comprising reduction processing means (118),
During reduction treatment of the catalyst (50), restarts the O 2 feedback control, O 2 feedback correction coefficient in the fuel injection amount is derived on the basis of the target O 2 sensor output and the deviation between the current O 2 sensor output ( KO2 (PID))
When the output of the O 2 sensor (52) reaches a second output value (Vth2) lower than the target value (Vsto) of the O 2 feedback control, only the reduction process is terminated. Purification equipment.
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