JP4162561B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Download PDF

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Description

本発明は、排気浄化触媒を配置した内燃機関の排気系にて前記排気浄化触媒の下流に空燃比センサを備え、この空燃比センサの検出値に基づいて、内燃機関の燃焼における空燃比フィードバック制御を実行する空燃比制御装置に関する。   The present invention includes an air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification catalyst in an exhaust system of an internal combustion engine in which an exhaust purification catalyst is disposed, and air-fuel ratio feedback control in combustion of the internal combustion engine based on a detection value of the air-fuel ratio sensor The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus that executes

排気系に未燃成分の吸着装置を備えた内燃機関において、冷間時における触媒コンバータの浄化効率の一時的な低下に対処する空燃比制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。   In an internal combustion engine having an unburned component adsorption device in an exhaust system, an air-fuel ratio control device that copes with a temporary decrease in the purification efficiency of a catalytic converter during a cold time is known (see, for example, Patent Document 1).

すなわち吸着装置による未燃成分の吸着時あるいは脱離時には下流の空燃比センサの検出値が変動することから、空燃比フィードバック制御精度が低下して目標空燃比からずれるので、吸着装置よりも下流に設けられた排気浄化触媒による浄化効率が悪化することがある。上記特許文献１においては、これを防止するために吸着装置内の吸着材の温度を検出して所定温度より低い時には、吸着装置により未燃成分の吸着あるいは脱離が生じているものとして空燃比フィードバック制御を停止して、排気浄化触媒による浄化効率を維持している。   That is, when the unburned component is adsorbed or desorbed by the adsorber, the detection value of the downstream air-fuel ratio sensor fluctuates, so the air-fuel ratio feedback control accuracy decreases and deviates from the target air-fuel ratio. The purification efficiency by the provided exhaust purification catalyst may deteriorate. In the above-mentioned Patent Document 1, in order to prevent this, when the temperature of the adsorbent in the adsorbing device is detected and lower than a predetermined temperature, it is assumed that the unburned components are adsorbed or desorbed by the adsorbing device. The feedback control is stopped and the purification efficiency by the exhaust purification catalyst is maintained.

一方、ディーゼルエンジンにおいて通常燃焼と低温燃焼とを選択的に切り替えて、低温燃焼中に空燃比フィードバック制御を実行する運転制御装置が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平７−９１２９４号公報（第３−４頁、図２） 特開２００２−７０６２０号公報（第９−１０頁、図１６） On the other hand, an operation control device that selectively switches between normal combustion and low-temperature combustion in a diesel engine and executes air-fuel ratio feedback control during low-temperature combustion is known (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-7-91294 (page 3-4, FIG. 2) JP 2002-70620 A (page 9-10, FIG. 16)

前記特許文献２では排気浄化触媒は存在しているが吸着装置を用いていない。しかし、このように吸着装置が存在していない構成においても、一時的に空燃比が変動して、前述した低温燃焼のために行われている空燃比フィードバック制御の精度が低下するという現象が存在することが判明した。これは排気浄化触媒においては、触媒床温に伴う不活性状態から活性状態への過渡時に排気浄化触媒にて堆積あるいは滞留していた未燃成分が一時的に燃焼して、排気浄化触媒の下流に存在する空燃比センサの検出値に一時的な変動を生じさせてしまうためである。   In Patent Document 2, an exhaust purification catalyst exists, but an adsorption device is not used. However, even in the configuration in which the adsorption device does not exist, there is a phenomenon that the air-fuel ratio fluctuates temporarily and the accuracy of the air-fuel ratio feedback control performed for the low-temperature combustion described above is reduced. Turned out to be. This is because in the exhaust purification catalyst, unburned components accumulated or staying in the exhaust purification catalyst during the transition from the inactive state to the active state accompanying the catalyst bed temperature temporarily burn, and downstream of the exhaust purification catalyst. This is to cause a temporary fluctuation in the detection value of the air-fuel ratio sensor existing in the engine.

このような空燃比変動が生じると直後の空燃比フィードバック制御では、よりリーン側となるように制御されることになる。このことは前記特許文献２の場合では、低温燃焼が通常燃焼に近い空燃比での燃焼となることを意味し、内燃機関の運転音の突然の上昇などにより運転者に違和感を生じさせるおそれがある。   When such an air-fuel ratio fluctuation occurs, the air-fuel ratio feedback control immediately after is controlled so as to become leaner. In the case of Patent Document 2, this means that low-temperature combustion becomes combustion at an air-fuel ratio close to normal combustion, which may cause the driver to feel uncomfortable due to a sudden increase in operating noise of the internal combustion engine. is there.

本発明は、このような排気浄化触媒における活性化の過渡時に生じる空燃比変動に起因する空燃比制御の精度低下を防止することを目的とするものである。   An object of the present invention is to prevent a reduction in accuracy of air-fuel ratio control resulting from air-fuel ratio fluctuations that occur during the activation transition of such an exhaust purification catalyst.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置は、排気浄化触媒を配置した内燃機関の排気系にて前記排気浄化触媒の下流に空燃比センサを備えて、該空燃比センサの検出値に基づいて、内燃機関の燃焼における空燃比フィードバック制御を実行する空燃比制御装置であって、前記排気浄化触媒の触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に前記空燃比センサの検出値に一時的に変動が生じる空燃比変動時期か否かを判定する空燃比変動時期判定手段と、前記空燃比変動時期判定手段にて空燃比変動時期であると判定された場合には前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響を低下させる空燃比フィードバック制御変更手段とを備えたことを特徴とする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 is provided with an air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification catalyst in an exhaust system of the internal combustion engine in which the exhaust purification catalyst is arranged, and the detected value of the air-fuel ratio sensor is set. An air-fuel ratio control device for performing air-fuel ratio feedback control in combustion of an internal combustion engine based on the above-mentioned, when the transition from the catalyst inactive state to the catalyst active state with an increase in the catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst The air-fuel ratio fluctuation timing determining means for determining whether or not the detected value of the air-fuel ratio sensor temporarily fluctuates is determined, and the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached. In this case, the air-fuel ratio feedback control is provided with air-fuel ratio feedback control changing means for reducing the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control.

空燃比変動時期判定手段が空燃比変動時期であると判定すれば、空燃比フィードバック制御変更手段は空燃比フィードバック制御への空燃比センサの検出値による影響を低下させている。このため空燃比制御の精度低下を防止することができる。   If the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines that it is the air-fuel ratio fluctuation timing, the air-fuel ratio feedback control changing means reduces the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control. For this reason, it is possible to prevent the accuracy of air-fuel ratio control from being lowered.

請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項１において、前記空燃比変動時期判定手段は、前記排気浄化触媒の触媒床温に基づいて、前記空燃比変動時期か否かを判定することを特徴とする。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines whether or not the air-fuel ratio fluctuation timing is based on a catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst. It is characterized by determining.

排気浄化触媒は触媒床温の上昇により触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する。このことから空燃比変動時期判定手段は、排気浄化触媒の触媒床温に基づいて空燃比変動時期か否かを判定することができる。具体的には活性化温度よりも少し高い温度となれば、既に空燃比変動時期は経過していることから、この温度より低い状態にある期間は空燃比変動時期として判定することができる。   The exhaust purification catalyst transitions from a catalyst inactive state to a catalyst active state as the catalyst bed temperature rises. From this, the air-fuel ratio fluctuation timing determination means can determine whether or not it is the air-fuel ratio fluctuation timing based on the catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst. Specifically, if the temperature is a little higher than the activation temperature, the air-fuel ratio fluctuation timing has already passed, so the period of time lower than this temperature can be determined as the air-fuel ratio fluctuation timing.

請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項２において、前記空燃比変動時期判定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒床温を推定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determining means estimates the catalyst bed temperature based on an operating state of the internal combustion engine.

尚、排気浄化触媒の触媒床温は内燃機関から排出される排気の温度に影響される。そして、この排気温は内燃機関の運転状態に対応する。このことから、空燃比変動時期判定手段は内燃機関の運転状態に基づいて触媒床温を推定することができる。   Note that the catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst is affected by the temperature of exhaust exhausted from the internal combustion engine. The exhaust temperature corresponds to the operating state of the internal combustion engine. From this, the air-fuel ratio fluctuation timing determination means can estimate the catalyst bed temperature based on the operating state of the internal combustion engine.

請求項４に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項１において、前記空燃比変動時期判定手段は、内燃機関の冷却水温及び排気温に基づいて、前記空燃比変動時期か否かを判定することを特徴とする。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines whether or not the air-fuel ratio fluctuation timing is based on the cooling water temperature and the exhaust gas temperature of the internal combustion engine. It is characterized by determining.

尚、排気浄化触媒の触媒床温は、内燃機関の冷却水温及び排気温とも対応しているので、空燃比変動時期判定手段は、内燃機関の冷却水温及び排気温に基づいて空燃比変動時期か否かを判定することができる。   The catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst corresponds to the cooling water temperature and the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, so the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines whether the air-fuel ratio fluctuation timing is based on the cooling water temperature and the exhaust gas temperature of the internal combustion engine. It can be determined whether or not.

請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内燃機関はディーゼルエンジンであって、該ディーゼルエンジンの運転状態に応じて通常燃焼と該通常燃焼よりも排気再循環量の大きい低温燃焼とを含む燃焼モードから選択した燃焼制御を実行し、前記空燃比フィードバック制御は前記低温燃焼時における空燃比フィードバック制御であることを特徴とする。   6. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the internal combustion engine is a diesel engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the normal combustion and the normal combustion are performed according to an operating state of the diesel engine. Combustion control selected from a combustion mode including low-temperature combustion with a larger exhaust gas recirculation amount is executed, and the air-fuel ratio feedback control is air-fuel ratio feedback control during the low-temperature combustion.

このようにディーゼルエンジンにおいて、低温燃焼時に空燃比フィードバック制御が行われた場合には、空燃比変動時期であると判定すれば、空燃比フィードバック制御変更手段は空燃比フィードバック制御への空燃比センサの検出値による影響を低下させている。このため空燃比制御の精度低下、特に空燃比がリーン側にずれるのを防止することができるので、低温燃焼が通常燃焼に近い空燃比での燃焼となるような制御精度低下が生じることが無い。このことからディーゼルエンジンの運転音の突然の上昇などにより運転者に違和感を生じさせることがない。   In this way, in the diesel engine, when air-fuel ratio feedback control is performed during low-temperature combustion, if it is determined that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached, the air-fuel ratio feedback control change means will change the air-fuel ratio sensor to the air-fuel ratio feedback control. The influence of the detection value is reduced. For this reason, it is possible to prevent the accuracy of air-fuel ratio control from being lowered, in particular, from shifting the air-fuel ratio to the lean side, so that control accuracy is not lowered so that low-temperature combustion becomes combustion at an air-fuel ratio close to normal combustion. . For this reason, the driver does not feel uncomfortable due to a sudden increase in the driving sound of the diesel engine.

更に、空燃比フィードバック制御にて積分項などの学習値が形成される場合がある。この場合においても、空燃比変動時期では空燃比フィードバック制御自体が停止されたり抑制されたりして、異常な学習値が生じないあるいは生じにくい。このため、以後の学習値による空燃比制御においても低温燃焼が通常燃焼に近い空燃比での燃焼となるような制御精度低下が生じることが無い。このことからもディーゼルエンジンの運転音の突然の上昇などにより運転者に違和感を生じさせることがない。   Further, a learning value such as an integral term may be formed by air-fuel ratio feedback control. Even in this case, the air-fuel ratio feedback control itself is stopped or suppressed at the air-fuel ratio fluctuation timing, so that an abnormal learning value does not occur or hardly occurs. For this reason, in the subsequent air-fuel ratio control using the learned value, there is no occurrence of a decrease in control accuracy such that low-temperature combustion becomes combustion at an air-fuel ratio close to normal combustion. This also prevents the driver from feeling uncomfortable due to a sudden increase in the driving sound of the diesel engine.

請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であることを特徴とする。   7. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the exhaust purification catalyst is a NOx occlusion reduction on the filter with a filter that filters particulate matter in the exhaust as a base. The structure is characterized in that a catalyst layer is formed.

排気浄化触媒がこのようなフィルタ型である場合には、粒子状物質等の堆積により、排気浄化触媒の触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に空燃比センサの検出値における一時的な変動が生じ易くなる。したがって請求項１〜５のいずれかのごとく構成することにより空燃比制御の精度低下を効果的に防止することができる。   When the exhaust purification catalyst is of such a filter type, the air-fuel ratio is changed when the catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst changes from the catalyst inactive state to the catalyst active state due to the accumulation of particulate matter or the like. Temporary fluctuations in the detection value of the sensor are likely to occur. Therefore, by configuring as in any one of claims 1 to 5, it is possible to effectively prevent a decrease in accuracy of air-fuel ratio control.

請求項７に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項６において、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積度合を検出する粒子状物質堆積度合検出手段を備え、前記空燃比フィードバック制御変更手段は、前記粒子状物質堆積度合検出手段にて検出される粒子状物質の堆積度合が基準堆積度合より小さい場合には、前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響は低下させないことを特徴とする。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7 comprises the particulate matter accumulation degree detection means for detecting the degree of particulate matter accumulation in the filter according to claim 6, wherein the air-fuel ratio feedback control change means comprises: When the particulate matter accumulation degree detected by the particulate matter accumulation degree detection means is smaller than the reference accumulation degree, the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control is not reduced. It is characterized by.

尚、フィルタにおける粒子状物質の堆積度合が基準堆積度合より小さい場合には触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際における空燃比センサの検出値の一時的な変動が極めて小さくなる。したがってこのように堆積度合が小さい場合には、空燃比変動時期判定手段にて空燃比変動時期であると判定されても空燃比フィードバック制御への空燃比センサの検出値による影響は低下させないようにしても良い。このことにより適切に空燃比制御を実行でき、より高精度な空燃比制御が可能となる。   When the degree of particulate matter accumulation in the filter is smaller than the reference degree of accumulation, the temporary fluctuation of the detected value of the air-fuel ratio sensor when transitioning from the catalyst inactive state to the catalyst active state becomes extremely small. Therefore, when the accumulation degree is small in this way, the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control is not lowered even if the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines that it is the air-fuel ratio fluctuation timing. May be. As a result, air-fuel ratio control can be executed appropriately, and more accurate air-fuel ratio control becomes possible.

請求項８に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記空燃比フィードバック制御変更手段による前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響の低下とは、前記空燃比センサの検出値による影響を禁止することを特徴とする。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 is the air-fuel ratio control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control by the air-fuel ratio feedback control changing means is affected. The reduction is characterized by prohibiting the influence of the detection value of the air-fuel ratio sensor.

このように空燃比変動時期判定手段にて空燃比変動時期であると判定された場合には、空燃比フィードバック制御への空燃比センサの検出値による影響を禁止しても良い。例えば空燃比フィードバック制御自体を停止しても良い。このことにより空燃比制御の精度低下を効果的に防止することができる。   As described above, when it is determined by the air-fuel ratio fluctuation timing determination means that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached, the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control may be prohibited. For example, the air-fuel ratio feedback control itself may be stopped. This can effectively prevent a reduction in the accuracy of air-fuel ratio control.

請求項９に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項６において、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積度合を検出する粒子状物質堆積度合検出手段を備え、前記空燃比フィードバック制御変更手段は、前記粒子状物質堆積度合検出手段にて検出される粒子状物質の堆積度合が大きくなるほど、前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響をより低くすることを特徴とする。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 9 comprises the particulate matter deposition degree detection means for detecting the particulate matter accumulation degree in the filter according to claim 6, wherein the air-fuel ratio feedback control change means comprises: The particulate matter deposition degree detection means detects the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control as the particulate matter deposition degree is detected.

フィルタにおける粒子状物質の堆積度合が大きくなるほど、触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際における空燃比センサの検出値の一時的な変動は大きくなる。したがって空燃比フィードバック制御変更手段は、粒子状物質の堆積度合が大きくなるほど、空燃比フィードバック制御への空燃比センサの検出値による影響をより低くすることにより、空燃比制御の精度低下を効果的に防止することができる。   As the degree of particulate matter deposition on the filter increases, the temporary fluctuation of the detected value of the air-fuel ratio sensor at the time of transition from the catalyst inactive state to the catalyst active state increases. Therefore, the air-fuel ratio feedback control changing means effectively reduces the accuracy of the air-fuel ratio control by lowering the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control as the particulate matter accumulation degree increases. Can be prevented.

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び空燃比制御装置を含む制御システムの概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system including a vehicle diesel engine and an air-fuel ratio control device to which the above-described invention is applied. The present invention can also be applied to a case where a similar catalyst configuration is adopted for a lean combustion gasoline engine or the like.

ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気経路１３を介して、インタークーラ１４及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気経路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４及び吸気温センサ２６が配置されている。   The diesel engine 2 includes a plurality of cylinders, here, four cylinders # 1, # 2, # 3, and # 4. The combustion chambers 4 of the cylinders # 1 to # 4 are connected to a surge tank 12 via an intake port 8 and an intake manifold 10 that are opened and closed by an intake valve 6. The surge tank 12 is connected via an intake passage 13 to an intercooler 14 and a supercharger, here, an outlet side of a compressor 16 a of an exhaust turbocharger 16. The inlet side of the compressor 16 a is connected to an air cleaner 18. The surge tank 12 has an EGR gas supply port 20 a of an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) path 20. A throttle valve 22 is disposed in the intake path 13 between the surge tank 12 and the intercooler 14, and an intake air amount sensor 24 and an intake air temperature sensor 26 are disposed between the compressor 16 a and the air cleaner 18. .

各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気経路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。   The combustion chamber 4 of each cylinder # 1 to # 4 is connected to the inlet side of the exhaust turbine 16b of the exhaust turbocharger 16 via an exhaust port 30 and an exhaust manifold 32 that are opened and closed by an exhaust valve 28, and the outlet of the exhaust turbine 16b. The side is connected to the exhaust path 34. The exhaust turbine 16b introduces exhaust from the fourth cylinder # 4 side in the exhaust manifold 32.

この排気経路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。   In the exhaust path 34, three catalytic converters 36, 38 and 40 in which an exhaust purification catalyst is housed are arranged. The most upstream first catalytic converter 36 houses a NOx storage reduction catalyst 36a. When the exhaust gas is in an oxidizing atmosphere (lean) during normal operation of the diesel engine 2, NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst 36a. In the reducing atmosphere (stoichiometric or air / fuel ratio lower than stoichiometric), the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 36a is released as NO and is reduced by HC or CO. In this way, NOx is purified.

そして２番目に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。この基体としてのフィルタ３８ａの微小孔表面にコーティングにてＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成されているので、前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されるので、高温の酸化雰囲気でＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始され、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体に形成されている。   The second catalytic converter 38 arranged second is accommodated with a filter 38a having a wall portion formed in a monolith structure, and exhaust gas passes through the minute holes in the wall portion. Since the layer of the NOx occlusion reduction catalyst is formed by coating on the micropore surface of the filter 38a as the substrate, the NOx purification is performed as described above. Furthermore, particulate matter in the exhaust (hereinafter referred to as “PM”) is trapped in the filter wall, so that oxidation of PM is started by active oxygen generated when NOx is occluded in a high-temperature oxidizing atmosphere. The whole PM is oxidized by oxygen. Thus, the purification of PM is performed together with the purification of NOx. Here, the first catalytic converter 36 and the second catalytic converter 38 are integrally formed.

最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。又、フィルタ３８ａと酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには空燃比センサ４８が配置されている。 The most downstream third catalytic converter 40 contains an oxidation catalyst 40a, where HC and CO are oxidized and purified.
A first exhaust temperature sensor 44 is disposed between the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a. Further, between the filter 38a and the oxidation catalyst 40a, a second exhaust temperature sensor 46 is disposed near the filter 38a, and an air-fuel ratio sensor 48 is disposed near the oxidation catalyst 40a.

上記空燃比センサ４８は、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔを検出するものである。   The air-fuel ratio sensor 48 is a sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust based on the exhaust component and linearly outputs a voltage signal proportional to the air-fuel ratio. The first exhaust temperature sensor 44 and the second exhaust temperature sensor 46 detect the exhaust temperatures Texin and Texout at their respective positions.

フィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰを検出している。   Piping of the differential pressure sensor 50 is provided on the upstream side and the downstream side of the filter 38a, respectively, and the differential pressure sensor 50 is located upstream and downstream of the filter 38a to detect the degree of clogging of the filter 38a, that is, the degree of PM accumulation. Is detected.

尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。   The exhaust manifold 32 has an EGR gas inlet 20b of the EGR path 20 opened. The EGR gas inlet 20b is open on the first cylinder # 1 side, and is on the opposite side to the fourth cylinder # 4 side where the exhaust turbine 16b introduces exhaust.

ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。   In the middle of the EGR path 20, an iron-based EGR catalyst 52 for reforming EGR gas is disposed from the EGR gas inlet 20b side, and an EGR cooler 54 for cooling the EGR gas is further provided. The EGR catalyst 52 also has a function of preventing the EGR cooler 54 from being clogged. An EGR valve 56 is disposed on the EGR gas supply port 20a side. By adjusting the opening degree of the EGR valve 56, the amount of EGR gas supplied from the EGR gas supply port 20a to the intake system can be adjusted.

各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。   A fuel injection valve 58 disposed in each cylinder # 1 to # 4 and directly injecting fuel into each combustion chamber 4 is connected to a common rail 60 via a fuel supply pipe 58a. Fuel is supplied into the common rail 60 from an electrically controlled discharge variable fuel pump 62, and the high-pressure fuel supplied from the fuel pump 62 into the common rail 60 is supplied to each fuel injection valve 58 through each fuel supply pipe 58a. Distributed supply. A fuel pressure sensor 64 for detecting the fuel pressure is attached to the common rail 60.

更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。   Further, low pressure fuel is separately supplied from the fuel pump 62 to the addition valve 68 via the fuel supply pipe 66. The addition valve 68 is provided in the exhaust port 30 of the fourth cylinder # 4, and adds fuel into the exhaust by injecting fuel toward the exhaust turbine 16b. The catalyst control mode described later is executed by this fuel addition.

電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。   An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 70 is mainly configured by a digital computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and a drive circuit for driving various devices. The ECU 70 includes the intake air amount sensor 24, the intake air temperature sensor 26, the first exhaust temperature sensor 44, the second exhaust temperature sensor 46, the air-fuel ratio sensor 48, the differential pressure sensor 50, the EGR opening sensor in the EGR valve 56, Signals from the fuel pressure sensor 64 and the throttle opening sensor 22a are read. Further, signals are read from an accelerator opening sensor 74 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 72 (accelerator opening ACCP) and a cooling water temperature sensor 76 that detects the cooling water temperature THW of the diesel engine 2. Further, signals are read from an engine speed sensor 80 that detects the rotational speed NE of the crankshaft 78, and a cylinder discrimination sensor 82 that detects the rotation phase of the crankshaft 78 or the rotation phase of the intake cam and performs cylinder discrimination.

そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び後述するＰＭ再生制御や硫黄被毒（以下「Ｓ被毒」と称する）回復制御等の各処理を実行する。   Based on the engine operating state obtained from these signals, the ECU 70 executes fuel injection amount control and fuel injection timing control by the fuel injection valve 58. Further, the opening control of the EGR valve 56, the throttle opening control by the motor 22b, the discharge amount control of the fuel pump 62, and the PM regeneration control and sulfur poisoning (hereinafter referred to as “S poisoning”) recovery control, which will be described later. Execute the process.

ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。低温燃焼モードは本実施の形態では後述する図３に示すごとく低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ４８が検出する空燃比ＡＦに基づいてスロットル開度ＴＡの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが通常燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。   As the combustion mode control executed by the ECU 70, a combustion mode selected from two types of a normal combustion mode and a low temperature combustion mode is executed according to the operating state. Here, the low-temperature combustion mode is a combustion mode in which NOx and smoke are simultaneously reduced by slowing the increase in the combustion temperature by a large amount of exhaust gas recirculation using the EGR valve opening map for low-temperature combustion mode. In this embodiment, the low-temperature combustion mode is executed in a low load low and medium rotation region as shown in FIG. 3 described later, and air-fuel ratio feedback by adjusting the throttle opening TA based on the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 48. Control is being made. The combustion mode other than this is a normal combustion mode in which normal EGR control (including the case where EGR is not performed) is executed using the normal combustion mode EGR valve opening degree map.

そして触媒に対する制御処理を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。ＰＭ再生制御モードとは、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により前述したごとく燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するモードである。このモードでは、ストイキよりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。   There are four types of catalyst control modes for executing control processing on the catalyst: a PM regeneration control mode, an S poison recovery control mode, a NOx reduction control mode, and a normal control mode. The PM regeneration control mode is a mode in which the PM accumulated on the filter 38a in the second catalytic converter 38 is burned as described above at a high temperature and discharged as CO2 and H2O. In this mode, the addition of fuel from the addition valve 68 is repeated in an air-fuel ratio state higher than the stoichiometric condition to raise the catalyst bed temperature (for example, 600 to 700 ° C.). However, after injection by the fuel injection valve 58 may be further added. is there.

Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合に硫黄成分（以下「Ｓ成分」と称する）を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）する昇温処理を実行し、更に添加弁６８からの燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。   In the S poison recovery control mode, when the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a are poisoned with S and the NOx occlusion capacity is reduced, a sulfur component (hereinafter referred to as "S component") is released to remove from the S poison. This is a recovery mode. In this mode, the temperature increase process for increasing the catalyst bed temperature (for example, 600 to 700 ° C.) by repeatedly adding the fuel from the addition valve 68 is executed, and the air-fuel ratio is stoichiometrically or stoichiometrically added by the fuel addition from the addition valve 68. The air-fuel ratio lowering process is performed to make the air-fuel ratio slightly lower than that. In this mode, after-injection by the fuel injection valve 58 may be added.

ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）で空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。   The NOx reduction control mode is a mode in which the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a is reduced to N2, CO2 and H2O and released. In this mode, by intermittent fuel addition from the addition valve 68 with a relatively long time, the catalyst bed temperature is relatively low (for example, 250 to 500 ° C.), and the air-fuel ratio is reduced or lower than the stoichiometry. .

尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
次にＥＣＵ７０が実行する空燃比制御処理について説明する。この処理のフローチャートを図２に示す。本処理は一定時間毎に割り込み実行される処理である。尚、特に低温燃焼モード時においては空燃比センサ４８にて検出される空燃比ＡＦを目標空燃比ＡＦｃｔに空燃比フィードバック制御している。 It should be noted that states other than these three catalyst control modes become the normal control mode, and in this normal control mode, fuel addition from the addition valve 68 and after-injection by the fuel injection valve 58 are not performed.
Next, the air-fuel ratio control process executed by the ECU 70 will be described. A flowchart of this process is shown in FIG. This process is a process executed by interruption every certain time. In particular, in the low-temperature combustion mode, the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 48 is air-fuel ratio feedback controlled to the target air-fuel ratio AFct.

本処理が開始されると、まず触媒制御モード毎に設けられた燃焼モードマップｇ（負荷，ＮＥ）から、負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて燃焼モードが選択される（Ｓ１０２）。例えば、この時、触媒制御モードがＮＯｘ還元制御モードや通常制御モードであった場合には、燃焼モードマップｇ（負荷，ＮＥ）として図３に示すごとくのマップが用いられる。負荷としてはアクセル開度センサ７４に検出されるアクセル開度でも良いが、ここでは負荷として１噴射当たりの燃料噴射量（ｍｍ3）を用いている。負荷とエンジン回転数ＮＥとの関係が、燃焼モードマップｇ（負荷，ＮＥ）上で通常燃焼領域にあれば通常燃焼モードが選択され、低温燃焼領域にあれば低温燃焼モードが選択される。   When this process is started, a combustion mode is first selected from the combustion mode map g (load, NE) provided for each catalyst control mode based on the load and the engine speed NE (S102). For example, if the catalyst control mode is the NOx reduction control mode or the normal control mode at this time, a map as shown in FIG. 3 is used as the combustion mode map g (load, NE). Although the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 74 may be used as the load, the fuel injection amount (mm3) per injection is used here as the load. If the relationship between the load and the engine speed NE is in the normal combustion region on the combustion mode map g (load, NE), the normal combustion mode is selected, and if in the low temperature combustion region, the low temperature combustion mode is selected.

低温燃焼モードであれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次に低温燃焼を実行するための処理がなされる。まず低温燃焼モード用基本スロットル開度マップから負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本スロットル開度ＴＡｃｂを設定する（Ｓ１０４）。この低温燃焼モード用基本スロットル開度マップは前述した低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップにより設定される目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｔとともに、低温燃焼時の目標空燃比を実現するために極めて大きなＥＧＲ率となるように予め実験により設定されているマップである。   If it is the low temperature combustion mode (“YES” in S102), a process for executing the low temperature combustion is performed next. First, the basic throttle opening degree TAcb is set based on the load and the engine speed NE from the basic throttle opening degree map for the low temperature combustion mode (S104). This basic throttle opening map for low temperature combustion mode, together with the target EGR valve opening EGRt set by the aforementioned EGR valve opening map for low temperature combustion mode, has an extremely large EGR rate in order to realize the target air-fuel ratio at low temperature combustion. It is a map set beforehand by experiment so that it becomes.

次に低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔの設定がなされる（Ｓ１０６）。低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔは図４のマップに示すごとくであり、負荷とエンジン回転数ＮＥとから設定される。   Next, the target air-fuel ratio AFct for the low temperature combustion mode is set (S106). The target air-fuel ratio for low temperature combustion mode AFct is as shown in the map of FIG. 4 and is set from the load and the engine speed NE.

次に空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ１０８）。この空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈは図５に示す空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理により設定されるフラグであり、低温燃焼時に空燃比センサ４８の検出値ＡＦにより空燃比フィードバック制御を行うか否かを決定するフラグである。空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）については後述する。   Next, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback permission flag Fch is “ON” (S108). This air-fuel ratio feedback permission flag Fch is set by the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process shown in FIG. 5, and it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback control is performed by the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 at the time of low temperature combustion. This is a flag to be determined. The air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5) will be described later.

ここで空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック制御のために、まず式１のごとく低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔからの、空燃比センサ４８の検出値ＡＦの偏差ｄＡＦｃを算出する（Ｓ１１０）。   If the air-fuel ratio feedback permission flag Fch = “ON” (“YES” in S108), the air-fuel ratio sensor from the low-temperature combustion mode target air-fuel ratio AFct is first calculated for the air-fuel ratio feedback control as shown in Expression 1. The deviation dAFc of the detected value AF of 48 is calculated (S110).

［式１］
ｄＡＦｃ ← ＡＦｃｔ − ＡＦ
次にフィードバック比例項Ｐｃａｆを偏差ｄＡＦｃに基づいて算出する（Ｓ１１２）。例えば、フィードバック比例項Ｐｃａｆは、図６に示すごとく、上限Ｐｍａｘと下限Ｐｍｉｎとの間で、偏差ｄＡＦｃに比例した値ｆｃｐ（ｄＡＦｃ）として設定される。 [Formula 1]
dAFc ← AFct-AF
Next, the feedback proportional term Pcaf is calculated based on the deviation dAFc (S112). For example, as shown in FIG. 6, the feedback proportional term Pcaf is set as a value fcp (dAFc) proportional to the deviation dAFc between the upper limit Pmax and the lower limit Pmin.

次にフィードバック積分項Ｉｃａｆを偏差ｄＡＦｃに基づいて式２のごとく算出する（Ｓ１１４）。
［式２］
Ｉｃａｆ ← Ｉｃａｆ ＋ ｆｃｉ（ｄＡＦｃ）
ここで右辺のフィードバック積分項Ｉｃａｆは、前回の制御周期時に求められている値である。積分量ｆｃｉ（ｄＡＦｃ）は図７に示すごとく、上限ｆｍａｘと下限ｆｍｉｎとの間で、偏差ｄＡＦｃに比例した値として設定される。 Next, the feedback integral term Icaf is calculated as shown in Equation 2 based on the deviation dAFc (S114).
[Formula 2]
Icaf ← Icaf + fci (dAFc)
Here, the feedback integral term Icaf on the right side is a value obtained during the previous control cycle. As shown in FIG. 7, the integration amount fci (dAFc) is set as a value proportional to the deviation dAFc between the upper limit fmax and the lower limit fmin.

次に式３に示すごとく、目標スロットル開度ＴＡｔが算出される（Ｓ１１６）。
［式３］
ＴＡｔ ← ＴＡｃｂ ＋ Ｐｃａｆ ＋ Ｉｃａｆ
こうして一旦本処理を終了する。したがって上述のごとく求められた目標スロットル開度ＴＡｔとなるようにＥＣＵ７０はモータ２２ｂに対して信号を出力する。こうして低温燃焼時において空燃比センサ４８の検出値ＡＦに基づく空燃比フィードバック制御が行われる。 Next, as shown in Expression 3, the target throttle opening degree TAt is calculated (S116).
[Formula 3]
TAt ← TAcb + Pcaf + Icaf
In this way, this process is once completed. Therefore, the ECU 70 outputs a signal to the motor 22b so that the target throttle opening degree TAt obtained as described above is obtained. Thus, air-fuel ratio feedback control based on the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 is performed during low-temperature combustion.

一方、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈが「ＯＦＦ」の場合には（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、式４に示すごとく目標スロットル開度ＴＡｔが算出される（Ｓ１１８）。
［式４］
ＴＡｔ ← ＴＡｃｂ ＋ Ｉｃａｆ
すなわち偏差ｄＡＦｃ、フィードバック比例項Ｐｃａｆ及びフィードバック積分項Ｉｃａｆを計算することなく、基本スロットル開度ＴＡｃｂと最後に求められてバックアップＲＡＭ等に記憶されているフィードバック積分項Ｉｃａｆとに基づいて目標スロットル開度ＴＡｔが求められる。したがってＦｃｈ＝「ＯＦＦ」の場合には（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック制御が停止されることになる。 On the other hand, when the air-fuel ratio feedback permission flag Fch is “OFF” (“NO” in S108), the target throttle opening degree TAt is calculated as shown in Expression 4 (S118).
[Formula 4]
TAt ← TAcb + Icaf
That is, without calculating the deviation dAFc, the feedback proportional term Pcaf and the feedback integral term Icaf, the target throttle opening based on the basic throttle opening degree TAcb and the feedback integral term Icaf which is finally obtained and stored in the backup RAM or the like. TAt is determined. Therefore, when Fch = “OFF” (“NO” in S108), the air-fuel ratio feedback control is stopped.

尚、通常燃焼モードの場合には（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、通常燃焼モード時のスロットル開度制御が実行される（Ｓ１２０）。このスロットル開度制御では空燃比フィードバック制御は実行しないが、図８に示すごとくの空燃比ＡＦが達成されるようにＥＧＲ開度とスロットル開度ＴＡとが、負荷とエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップ等により設定される。   In the case of the normal combustion mode (“NO” in S102), throttle opening control in the normal combustion mode is executed (S120). In this throttle opening control, the air-fuel ratio feedback control is not executed, but the EGR opening and the throttle opening TA are parameters for the load and the engine speed NE so as to achieve the air-fuel ratio AF as shown in FIG. Is set by a map or the like.

次に空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）について説明する。本処理は一定時間毎に割り込み実行される処理である。本処理が開始されると、まず空燃比センサ４８が活性状態にあるか否かが判定される（Ｓ１５２）。空燃比センサ４８の出力や排気温によるセンサ雰囲気温度の上昇などにより判定される。   Next, the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5) will be described. This process is a process executed by interruption every certain time. When this process is started, it is first determined whether or not the air-fuel ratio sensor 48 is in an active state (S152). The determination is made based on the output of the air-fuel ratio sensor 48, an increase in sensor ambient temperature due to the exhaust temperature, and the like.

空燃比センサ４８が活性状態にあれば（Ｓ１５２で「ＹＥＳ」）、次に触媒活性安定時フラグＦｃａｔが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ１５４）。この触媒活性安定時フラグＦｃａｔは、図９に示す触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理により設定されるフラグである。この触媒活性安定時フラグＦｃａｔは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａが触媒活性後の状態となっていて、空燃比センサ４８の検出値ＡＦに一時的な変動を生じない状態となっていることを示すためのフラグである。触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）については後述する。   If the air-fuel ratio sensor 48 is in the active state (“YES” in S152), it is next determined whether or not the catalyst activation stable flag Fcat is “ON” (S154). The catalyst activity stable flag Fcat is a flag set by the catalyst activity stable flag Fcat setting process shown in FIG. The catalyst activation stable flag Fcat is in a state in which the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a are in a state after the catalyst activation, and the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 is not temporarily changed. It is a flag for indicating. The catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9) will be described later.

Ｆｃａｔ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ１５４で「ＹＥＳ」）、次に低温燃焼時か否かが判定される（Ｓ１５６）。低温燃焼時であれば（Ｓ１５６で「ＹＥＳ」）、次に燃料添加完了後に基準待機時間が経過しているか否かが判定される（Ｓ１５８）。ＰＭ再生制御モードやＳ被毒回復制御モードにおいては添加弁６８から排気中に燃料が添加されることで、燃焼室４における燃焼による空燃比よりも低い空燃比となる。このために空燃比フィードバック制御はできなくなるからである。したがって燃料添加の影響が無くなるのを待機するため燃料添加完了後に基準待機時間が経過するのを条件としている。   If Fcat = “ON” (“YES” in S154), it is next determined whether or not it is during low temperature combustion (S156). If it is during low temperature combustion (“YES” in S156), it is next determined whether or not a reference waiting time has elapsed after completion of fuel addition (S158). In the PM regeneration control mode and the S poison recovery control mode, the fuel is added into the exhaust gas from the addition valve 68, so that the air-fuel ratio becomes lower than the air-fuel ratio due to combustion in the combustion chamber 4. This is because air-fuel ratio feedback control cannot be performed. Therefore, in order to wait for the influence of fuel addition to disappear, the condition is that the reference waiting time elapses after the completion of fuel addition.

燃料添加完了後、基準待機時間が経過している場合には（Ｓ１５８で「ＹＥＳ」）、通常燃焼から低温燃焼への過渡時ではないか否かが判定される（Ｓ１６０）。過渡時ではスロットル開度ＴＡが未だ小さくなっていなかったりして、空燃比フィードバック制御による学習値（ここではフィードバック積分項Ｉｃａｆ）に一時的に異常な値が蓄積されるおそれがあるためである。   If the reference standby time has elapsed after completion of fuel addition (“YES” in S158), it is determined whether or not it is a transition from normal combustion to low-temperature combustion (S160). This is because at the time of transition, the throttle opening degree TA has not yet become small, and an abnormal value may be temporarily accumulated in a learning value (here, feedback integral term Icaf) by air-fuel ratio feedback control.

通常燃焼から低温燃焼への過渡時でなければ（Ｓ１６０で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１６２）。すなわち、ステップＳ１５２〜Ｓ１６０の全ての条件が満足された場合にＦｃｈ＝「ＯＮ」となる。   If it is not a transition from normal combustion to low temperature combustion (“YES” in S160), “ON” is set to the air-fuel ratio feedback permission flag Fch (S162). That is, Fch = “ON” when all the conditions of steps S152 to S160 are satisfied.

一方、ステップＳ１５２〜Ｓ１６０の条件の内で、１つでも不成立の場合には（Ｓ１５２〜Ｓ１６０のいずれかで「ＮＯ」）、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ１６４）。すなわち空燃比フィードバック制御の禁止が設定される。   On the other hand, if even one of the conditions in steps S152 to S160 is not satisfied (“NO” in any of S152 to S160), “OFF” is set to the air-fuel ratio feedback permission flag Fch (S164). . That is, prohibition of air-fuel ratio feedback control is set.

触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）について説明する。本処理は一定時間毎に割り込み実行される処理である。本処理が開始されると、まず冷却水温センサ７６にて検出されている冷却水温ＴＨＷが基準冷却水温ＴＨＷｈ（例えば７０℃）より高いか否かが判定される（Ｓ１８２）。   The catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9) will be described. This process is a process executed by interruption every certain time. When this process is started, it is first determined whether or not the coolant temperature THW detected by the coolant temperature sensor 76 is higher than a reference coolant temperature THWh (for example, 70 ° C.) (S182).

ＴＨＷ＞ＴＨＷｈであれば（Ｓ１８２で「ＹＥＳ」）、次に第１排気温センサ４４にて検出されている排気温Ｔｅｘｉｎが基準排気温Ｔｅｘｈ（例えば２００℃）より高いか否かが判定される（Ｓ１８４）。   If THW> THWh (“YES” in S182), it is next determined whether or not the exhaust temperature Texin detected by the first exhaust temperature sensor 44 is higher than a reference exhaust temperature Texh (eg, 200 ° C.). (S184).

Ｔｅｘｉｎ＞Ｔｅｘｈであれば（Ｓ１８４で「ＹＥＳ」）、次に第２排気温センサ４６にて検出されている排気温Ｔｅｘｏｕｔが基準排気温Ｔｅｘｈより高いか否かが判定される（Ｓ１８６）。   If Texin> Texh (“YES” in S184), it is then determined whether the exhaust temperature Texout detected by the second exhaust temperature sensor 46 is higher than the reference exhaust temperature Texh (S186).

Ｔｅｘｏｕｔ＞Ｔｅｘｈであれば（Ｓ１８６で「ＹＥＳ」）、次に上記センサ４４，４６，７６は正常か否かが判定される（Ｓ１８８）。各センサ４４，４６，７６の出力などから判定して、これらセンサ４４，４６，７６のすべてが正常であれば（Ｓ１８８で「ＹＥＳ」）、次にステップＳ１８２〜Ｓ１８８が全て成立した状態で基準時間（例えば５分間）が経過したか否かが判定される（Ｓ１９０）。   If Texout> Texh (“YES” in S186), it is next determined whether or not the sensors 44, 46, 76 are normal (S188). If all the sensors 44, 46, 76 are normal ("YES" in S188) as judged from the output of each sensor 44, 46, 76, etc., then the reference is made with all the steps S182 to S188 established. It is determined whether time (for example, 5 minutes) has elapsed (S190).

ステップＳ１８２〜Ｓ１８８が全て成立した状態で基準時間が経過した場合には（Ｓ１９０で「ＹＥＳ」）、触媒活性安定時フラグＦｃａｔに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１９２）。   When the reference time has elapsed with all the steps S182 to S188 being established (“YES” in S190), the catalyst activation stable flag Fcat is set to “ON” (S192).

一方、ステップＳ１８２〜Ｓ１９０の１つでも「ＮＯ」と判定された場合には、触媒活性安定時フラグＦｃａｔには「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ１９４）。
尚、ステップＳ１８２〜Ｓ１８８の条件の内で、ステップＳ１８２，Ｓ１８４，Ｓ１８６の条件は、空燃比変動時期か否かを判定するための条件である。この空燃比変動時期とは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に空燃比センサ４８の検出値ＡＦに一時的に変動が生じる時期を意味する。 On the other hand, if it is determined “NO” in any one of steps S182 to S190, “OFF” is set in the catalyst activation stable flag Fcat (S194).
Of the conditions in steps S182 to S188, the conditions in steps S182, S184, and S186 are conditions for determining whether or not it is the air-fuel ratio fluctuation timing. This air-fuel ratio fluctuation timing is temporarily set to the detected value AF of the air-fuel ratio sensor 48 when the catalyst inactive state transitions from the catalyst inactive state to the catalyst active state as the catalyst bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a rises. It means the time when fluctuation occurs.

冷間始動時や排気温の低温化によりＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温が低温化し、その後、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温が昇温して活性化する場合がある。このような不活性から活性化への過程において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの内部に吸着や堆積などにより存在している非常に酸化しやすい成分が、一時的に酸化反応を生じて排気中の空燃比を低下させる。このことにより図１０のタイミングチャートに実線にて示すごとく、空燃比センサ４８の検出値ＡＦに一時的に変動ΔＡＦ（ｔ０〜ｔ１）が生じる。   The catalyst bed temperature of the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a is lowered at the time of cold start or the exhaust gas temperature is lowered, and then the catalyst bed temperature of the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a is increased and activated. There is. In such a process from inactivation to activation, the highly oxidizable components present in the inside of the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a due to adsorption or deposition temporarily generate an oxidation reaction and exhaust. Reduce the air / fuel ratio inside. As a result, as indicated by a solid line in the timing chart of FIG. 10, a variation ΔAF (t0 to t1) temporarily occurs in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48.

しかし燃焼室４での空燃比は、実際には図１０に一点鎖線（ｔ０〜ｔ１）で示すごとく変化していない。このため、空燃比フィードバック制御を継続していると、フィードバック比例項Ｐｃａｆ及びフィードバック積分項Ｉｃａｆは、図１０に破線（比較例）で示すごとく空燃比センサ４８の検出値ＡＦの低下に対応して上昇する。このことにより実際には大きさを維持すべきスロットル開度ＴＡは破線（比較例）で示すごとく大きくなり、低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔよりもリーン側の空燃比となるため、高精度に空燃比制御ができなくなる。   However, the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 does not actually change as shown by the one-dot chain line (t0 to t1) in FIG. Therefore, if the air-fuel ratio feedback control is continued, the feedback proportional term Pcaf and the feedback integral term Icaf correspond to the decrease in the detected value AF of the air-fuel ratio sensor 48 as shown by the broken line (comparative example) in FIG. To rise. As a result, the throttle opening TA that should be maintained in magnitude is increased as shown by the broken line (comparative example), and the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio AFt for the low-temperature combustion mode. Air-fuel ratio control becomes impossible.

本実施の形態では、時刻ｔ０以前に、ステップＳ１８２，Ｓ１８４，Ｓ１８６の１つ以上の条件が満足されなくなることにより空燃比変動時期であると判定されて、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ＝「ＯＦＦ」となっている。このため空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈも「ＯＦＦ」となり、前記式４により、空燃比フィードバック制御を停止した状態で目標スロットル開度ＴＡｔが求められている（Ｓ１１８）。このように時刻ｔ０以前の空燃比フィードバック制御の停止により、「フィードバック比例項Ｐｃａｆ＝０」であり、フィードバック積分項Ｉｃａｆは学習値として値が保持されているので、スロットル開度ＴＡは実線のごとく維持され、実際の空燃比を低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔに一致させておける。   In the present embodiment, before time t0, one or more of the conditions of steps S182, S184, and S186 are not satisfied, so that it is determined that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached, and the catalyst activation stable flag Fcat = “OFF”. It has become. For this reason, the air-fuel ratio feedback permission flag Fch is also set to “OFF”, and the target throttle opening degree TAt is obtained by the equation 4 in a state where the air-fuel ratio feedback control is stopped (S118). Thus, by stopping the air-fuel ratio feedback control before time t0, “feedback proportional term Pcaf = 0” and the feedback integral term Icaf is held as a learning value, so the throttle opening TA is as shown by the solid line. The actual air-fuel ratio is maintained, and the target air-fuel ratio AFct for the low-temperature combustion mode can be matched.

図１１のタイミングチャートでは、破線（比較例）は、空燃比フィードバック制御がエンジン運転状態に起因して空燃比変動時期（ｔ１０〜ｔ１２）の途中（ｔ１１）で停止したため、大きくなったフィードバック積分項Ｉｃａｆを学習値として保持している場合を示している。このため、以後のオープンループ（ｔ１１〜）による空燃比制御においてスロットル開度ＴＡは過大な開度に制御されて、リーン側にずれた空燃比となるため、高精度に空燃比制御ができない。   In the timing chart of FIG. 11, the broken line (comparative example) indicates that the feedback integral term that has increased since the air-fuel ratio feedback control stopped midway (t11) during the air-fuel ratio fluctuation timing (t10 to t12) due to the engine operating state. The case where Icaf is held as a learning value is shown. For this reason, in the subsequent air-fuel ratio control by the open loop (t11 to t11), the throttle opening degree TA is controlled to an excessive opening degree and becomes an air-fuel ratio shifted to the lean side, so that the air-fuel ratio control cannot be performed with high accuracy.

本実施の形態では、空燃比フィードバック制御は既に空燃比変動時期開始時（ｔ１０以前）に禁止されているので、実線で示すごとく、スロットル開度ＴＡは低温燃焼に適合する開度に調節されている。   In the present embodiment, since the air-fuel ratio feedback control is already prohibited at the start of the air-fuel ratio fluctuation timing (before t10), the throttle opening TA is adjusted to an opening suitable for low-temperature combustion, as shown by the solid line. Yes.

上述した構成において、請求項との関係は、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）のステップＳ１８２，Ｓ１８４，Ｓ１８６が空燃比変動時期判定手段としての処理に相当する。ステップＳ１９４、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）のステップＳ１５４、Ｓ１６４及び空燃比制御処理（図２）のステップＳ１０８，Ｓ１１８が空燃比フィードバック制御変更手段としての処理に相当する。   In the configuration described above, the relationship with the claims corresponds to the processing as the air-fuel ratio fluctuation timing determination means in steps S182, S184, and S186 of the catalyst activation stable flag Fcat setting processing (FIG. 9). Step S194, steps S154 and S164 of the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5) and steps S108 and S118 of the air-fuel ratio control process (FIG. 2) correspond to the process as the air-fuel ratio feedback control changing means.

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）のステップＳ１８２，Ｓ１８４，Ｓ１８６により、ＴＨＷ≦ＴＨＷｈ、Ｔｅｘｉｎ≦ＴｅｘｈあるいはＴｅｘｏｕｔ≦Ｔｅｘｈのいずれかが成立すれば、空燃比変動時期であるとして触媒活性安定時フラグＦｃａｔに「ＯＦＦ」を設定している（Ｓ１９４）。 According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). If any of THW ≦ THWh, Texin ≦ Texh, or Texout ≦ Texh is established in steps S182, S184, and S186 of the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9), the catalyst activity is stabilized as the air-fuel ratio fluctuation timing. The hour flag Fcat is set to “OFF” (S194).

このことにより空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）にて空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈに「ＯＦＦ」が設定されるので（Ｓ１５４で「ＮＯ」、Ｓ１６４）空燃比制御処理（図２）では空燃比フィードバック制御が禁止される（Ｓ１０８で「ＮＯ」、Ｓ１１８）。   As a result, “OFF” is set to the air-fuel ratio feedback permission flag Fch in the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5) (“NO” in S154, S164). In the air-fuel ratio control process (FIG. 2) Air-fuel ratio feedback control is prohibited ("NO" in S108, S118).

このように空燃比変動時期であると判定すれば、空燃比フィードバック制御への空燃比センサ４８の検出値ＡＦによる影響を低下させている。実際には全く影響しないようにしている。このため空燃比制御の精度低下を防止することができる。   Thus, if it is determined that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached, the influence of the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 on the air-fuel ratio feedback control is reduced. In fact, it has no influence at all. For this reason, it is possible to prevent the accuracy of air-fuel ratio control from being lowered.

（ロ）．本実施の形態のディーゼルエンジン２では、低温燃焼時に空燃比フィードバック制御を実行しているが、この低温燃焼時の空燃比フィードバック制御時に空燃比変動時期であると判定すれば空燃比フィードバック制御を停止させている。このため前述したごとく低温燃焼が通常燃焼に近い空燃比での燃焼となることが防止される。   (B). In the diesel engine 2 of the present embodiment, air-fuel ratio feedback control is executed during low-temperature combustion. If it is determined that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached during air-fuel ratio feedback control during low-temperature combustion, the air-fuel ratio feedback control is stopped. I am letting. For this reason, as described above, low temperature combustion is prevented from becoming combustion at an air-fuel ratio close to normal combustion.

更に、空燃比変動時期は空燃比フィードバック制御が停止するので、精度低下時に形成されたフィードバック積分項Ｉｃａｆが学習値として保持されることがない。このため、図１１に示したごとく、以後のオープンループによる低温燃焼時の空燃比制御時においても、更に空燃比フィードバック制御再開時においても、フィードバック積分項Ｉｃａｆが過大な値でないことから通常燃焼に近い空燃比での燃焼となることが防止される。したがってエンジン運転音の変化などにより運転者に違和感を生じさせることがない。   Further, since the air-fuel ratio feedback control is stopped at the air-fuel ratio fluctuation timing, the feedback integral term Icaf formed when the accuracy is lowered is not held as a learning value. Therefore, as shown in FIG. 11, since the feedback integral term Icaf is not an excessive value at the time of air-fuel ratio control at the time of low-temperature combustion by the open loop and when the air-fuel ratio feedback control is resumed, normal combustion is performed. Combustion at a near air-fuel ratio is prevented. Therefore, the driver does not feel uncomfortable due to a change in engine driving sound.

（ハ）．フィルタ３８ａは、濾過機能によりＰＭを堆積するが、このＰＭ堆積により、触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に空燃比センサ４８の検出値ＡＦにおける一時的な変動が、他の排気浄化触媒に比較して生じ易い。しかし、空燃比変動時期は空燃比フィードバック制御が停止されるので、空燃比制御の精度低下を効果的に防止することができる。   (C). The filter 38a accumulates PM by a filtration function. Due to this PM accumulation, when the catalyst bed temperature rises, the filter 38a temporarily changes the detected value AF of the air-fuel ratio sensor 48 when transitioning from the catalyst inactive state to the catalyst active state. Such fluctuations are likely to occur compared to other exhaust purification catalysts. However, since the air-fuel ratio feedback control is stopped during the air-fuel ratio fluctuation timing, it is possible to effectively prevent a reduction in the accuracy of the air-fuel ratio control.

［実施の形態２］
本実施の形態は、フィルタ３８ａにおけるＰＭ堆積量が少ない時には、空燃比変動時期における空燃比センサ４８の検出値ＡＦに生じる一時的な変動は、問題ない程度に少ないとして、空燃比変動時期であっても空燃比フィードバック制御処理の禁止は行わないようにしている。したがって前記実施の形態１の触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）の代わりに図１２に示す触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理を実行する。尚、これ以外の制御処理及びハード構成については前記実施の形態１と同じであるので、図１〜８も参照して説明する。 [Embodiment 2]
In the present embodiment, when the PM accumulation amount in the filter 38a is small, the temporary fluctuation occurring in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 at the air-fuel ratio fluctuation period is assumed to be as small as possible without causing a problem. However, the air-fuel ratio feedback control process is not prohibited. Therefore, instead of the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9) of the first embodiment, the catalyst activity stable flag Fcat setting process shown in FIG. 12 is executed. The other control processing and hardware configuration are the same as those in the first embodiment, and will be described with reference to FIGS.

触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１２）について説明する。本処理は一定時間毎に割り込み実行される処理である。尚、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１２）におけるステップＳ２０２〜Ｓ２１４の処理は、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）におけるステップＳ１８２〜Ｓ１９４の処理と同じである。ステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６にて「ＮＯ」と判定された場合に、直ちに触媒活性安定時フラグＦｃａｔ＝「ＯＦＦ」（Ｓ２１４）としていない。この時には差圧センサ５０にて検出されているフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰと吸入空気量センサ２４にて検出されている吸入空気量ＧＡとの比ΔＰ／ＧＡが基準値ｄＰｘより大きいか否かを判定する（Ｓ２１６）。この比ΔＰ／ＧＡはフィルタ３８ａにおけるＰＭの堆積度合を示している。   The catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 12) will be described. This process is a process executed by interruption every certain time. Note that the processes in steps S202 to S214 in the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 12) are the same as the processes in steps S182 to S194 in the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9). If “NO” is determined in steps S202, S204, and S206, the catalyst activation stable flag Fcat = “OFF” is not immediately set (S214). At this time, the ratio ΔP / GA between the differential pressure ΔP upstream and downstream of the filter 38a detected by the differential pressure sensor 50 and the intake air amount GA detected by the intake air amount sensor 24 is larger than the reference value dPx. It is determined whether or not (S216). This ratio ΔP / GA indicates the degree of PM deposition on the filter 38a.

そしてΔＰ／ＧＡ＞ｄＰｘの場合には（Ｓ２１６で「ＹＥＳ」）、Ｆｃａｔ＝「ＯＦＦ」（Ｓ２１４）とするが、ＰＭｓｍ≦ＰＭａｆの場合には（Ｓ２１６で「ＮＯ」）、ステップＳ２０８の判定に移る。   If ΔP / GA> dPx (“YES” in S216), Fcat = “OFF” (S214), but if PMsm ≦ PMaf (“NO” in S216), the determination in step S208 is made. Move.

すなわち図１３に示すごとく、比ΔＰ／ＧＡが大きいほど、空燃比変動ΔＡＦ（図１０に示す変動ΔＡＦ）は大きくなる。このため空燃比変動ΔＡＦの内で、空燃比フィードバック制御に問題を生じないような範囲Ｘａにおける最大値を、基準値ｄＰｘとして設定し、比ΔＰ／ＧＡと基準値ｄＰｘとの比較により、Ｆｃａｔ＝「ＯＦＦ」とするか否かを決定している。   That is, as shown in FIG. 13, the larger the ratio ΔP / GA, the greater the air-fuel ratio fluctuation ΔAF (the fluctuation ΔAF shown in FIG. 10). Therefore, the maximum value in the range Xa that does not cause a problem in the air-fuel ratio feedback control among the air-fuel ratio fluctuation ΔAF is set as the reference value dPx, and Fcat = It is determined whether or not “OFF” is set.

したがって上述したごとく比ΔＰ／ＧＡが基準値ｄＰｘ以下の場合、すなわちＰＭの堆積度合が基準堆積度合より小さい場合には（Ｓ２１６で「ＮＯ」）、ＴＨＷ≦ＴＨＷｈ、Ｔｅｘｉｎ≦ＴｅｘｈあるいはＴｅｘｏｕｔ≦Ｔｅｘｈであっても直ちにＦｃａｔ＝「ＯＦＦ」にされることはない。   Therefore, as described above, when the ratio ΔP / GA is equal to or smaller than the reference value dPx, that is, when the PM accumulation degree is smaller than the reference accumulation degree (“NO” in S216), THW ≦ THWh, Texin ≦ Texh, or Texout ≦ Texh. Even if it exists, Fcat = “OFF” is not immediately set.

上述した構成において、請求項との関係は、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１２）のステップＳ２１６における比ΔＰ／ＧＡの計算が粒子状物質堆積度合検出手段としての処理に相当し、ステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６が空燃比変動時期判定手段としての処理に相当する。ステップＳ２１６，Ｓ２１４、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）のステップＳ１５４、Ｓ１６４及び空燃比制御処理（図２）のステップＳ１０８，Ｓ１１８が空燃比フィードバック制御変更手段としての処理に相当する。   In the above-described configuration, the relationship with the claims is that the calculation of the ratio ΔP / GA in step S216 of the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 12) corresponds to the process as the particulate matter deposition degree detection means. S202, S204, and S206 correspond to processing as air-fuel ratio fluctuation timing determination means. Steps S 216 and S 214, steps S 154 and S 164 of the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5), and steps S 108 and S 118 of the air-fuel ratio control process (FIG. 2) correspond to the process as the air-fuel ratio feedback control changing means.

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ハ）の効果を生じる。
（ロ）．フィルタ３８ａは濾過機能によりＰＭを堆積するが、このＰＭ堆積度合が小さい時には触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に空燃比センサ４８の検出値ＡＦに生じる一時的な変動は極めて小さいものとなる。したがってＰＭ堆積度合を、比ΔＰ／ＧＡと基準値ｄＰｘとの比較により判定し、ΔＰ／ＧＡ≦ｄＰｘである時にはステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６のいずれかで「ＮＯ」と判定されることで空燃比変動時期であると判定されてもＦｃａｔ＝「ＯＦＦ」としないようにしている。このことで、適切に空燃比フィードバック制御を実行し、より高精度な空燃比制御を可能としている。 According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The effects (a) to (c) of the first embodiment are produced.
(B). The filter 38a accumulates PM by a filtration function, but when the PM accumulation degree is small, the temporary fluctuation generated in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 when transitioning from the catalyst inactive state to the catalyst active state is extremely small. It becomes. Therefore, the degree of PM deposition is determined by comparing the ratio ΔP / GA with the reference value dPx, and when ΔP / GA ≦ dPx, it is determined as “NO” in any of steps S202, S204, and S206, so that the air-fuel ratio is determined. Even if it is determined that it is a fluctuation time, Fcat = “OFF” is not set. As a result, air-fuel ratio feedback control is appropriately executed, and more accurate air-fuel ratio control is possible.

［実施の形態３］
本実施の形態は推定計算されているフィルタ３８ａにおけるＰＭ堆積量ＰＭｓｍが少ない時には、空燃比変動時期における空燃比センサ４８の検出値ＡＦに生じる一時的な変動が問題ない程度に少ないとして、空燃比変動時期であっても空燃比フィードバック制御処理の禁止は行わないようにしている。したがって前記実施の形態１の触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図９）の代わりに図１４に示す触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理を実行する。尚、これ以外の制御処理及びハード構成については前記実施の形態１と同じであるので、図１〜８も参照して説明する。 [Embodiment 3]
In the present embodiment, when the PM accumulation amount PMsm in the estimated filter 38a is small, it is assumed that the temporary fluctuation generated in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 at the air-fuel ratio fluctuation timing is small enough to cause no problem. The air-fuel ratio feedback control process is not prohibited even during the fluctuation period. Therefore, instead of the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. 9) of the first embodiment, the catalyst activity stable flag Fcat setting process shown in FIG. 14 is executed. The other control processing and hardware configuration are the same as those in the first embodiment, and will be described with reference to FIGS.

触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１４）については、ステップＳ３０２〜Ｓ３１４の処理は、前記実施の形態２の触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１２）におけるステップＳ２０２〜Ｓ２１４の処理と同じである。ステップＳ３１６のみが前記実施の形態２のステップＳ２１６とは異なり、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが基準堆積量ＰＭａｆより大きいか否かを判定するものである。そしてＰＭｓｍ＞ＰＭａｆの場合には（Ｓ３１６で「ＹＥＳ」）、Ｆｃａｔ＝「ＯＦＦ」（Ｓ３１４）とするが、ＰＭｓｍ≦ＰＭａｆの場合には（Ｓ３１６で「ＮＯ」）、ステップＳ３０８の判定に移る。   Regarding the catalyst activation stable flag Fcat setting process (FIG. 14), the processes of steps S302 to S314 are the same as the processes of steps S202 to S214 in the catalyst activation stable flag Fcat setting process (FIG. 12) of the second embodiment. It is. Only step S316 is different from step S216 of the second embodiment, and it is determined whether or not the PM deposition amount PMsm is larger than the reference deposition amount PMaf. If PMsm> PMaf (“YES” in S316), Fcat = “OFF” (S314), but if PMsm ≦ PMaf (“NO” in S316), the process proceeds to the determination in step S308.

尚、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍについては、図１５に示すＰＭ再生制御処理にて算出されている。このＰＭ再生制御処理は、ＰＭの堆積量が基準堆積量に達するとフィルタ３８ａの触媒床温を目標床温（例えば６５０℃）に制御して、ＰＭを酸化して浄化するために行われる処理であり、一定時間毎に割り込み実行される処理である。   The PM accumulation amount PMsm is calculated by the PM regeneration control process shown in FIG. This PM regeneration control process is a process performed to oxidize and purify PM by controlling the catalyst bed temperature of the filter 38a to a target bed temperature (for example, 650 ° C.) when the PM accumulation amount reaches the reference accumulation amount. It is a process that is interrupted and executed at regular intervals.

ＰＭ再生制御処理（図１５）について説明する。本処理が開始されると、まずＰＭ堆積量ＰＭｓｍが式５のごとく算出される（Ｓ３５２）。
［式５］
ＰＭｓｍ ← ＰＭｓｍ ＋ ＰＭｅ − ＰＭｃ
ここで右辺のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、前回の本処理の実行時に算出されたＰＭ堆積量ＰＭｓｍである。エンジン排出量ＰＭｅは、本処理の１制御周期の間にディーゼルエンジン２の全燃焼室４から排出されるＰＭの量である。このエンジン排出量ＰＭｅは、予め実験によりエンジン回転数ＮＥと負荷（ここでは燃料噴射弁５８からの燃料噴射量）とをパラメータとしてＰＭ排出量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在のエンジン回転数ＮＥと負荷とから求められる。酸化量ＰＭｃは、本処理の１制御周期の間にフィルタ３８ａに捕捉されたＰＭが酸化により浄化される量である。酸化量ＰＭｃは、予め実験によりフィルタ３８ａの触媒床温（ここでは第２排気温センサ４６にて検出される排気温）と吸入空気量ＧＡとをパラメータとしてＰＭ酸化量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在の触媒床温と吸入空気量ＧＡとから求められる。 The PM regeneration control process (FIG. 15) will be described. When this process is started, the PM accumulation amount PMsm is first calculated as shown in Equation 5 (S352).
[Formula 5]
PMsm ← PMsm + PMe-PMc
Here, the PM accumulation amount PMsm on the right side is the PM accumulation amount PMsm calculated when the previous main processing is executed. The engine exhaust amount PMe is the amount of PM discharged from all the combustion chambers 4 of the diesel engine 2 during one control cycle of this process. This engine emission amount PMe is set in advance as a map by obtaining the PM emission amount by using the engine speed NE and the load (here, the fuel injection amount from the fuel injection valve 58) as parameters, through experiments. It is obtained from the current engine speed NE and the load. The oxidation amount PMc is an amount in which PM trapped by the filter 38a during one control cycle of the present process is purified by oxidation. The amount of oxidation PMc is set in advance as a map by calculating the amount of oxidation of PM using the catalyst bed temperature of the filter 38a (here, the exhaust temperature detected by the second exhaust temperature sensor 46) and the intake air amount GA as parameters. Based on this map, the current catalyst bed temperature and the intake air amount GA are obtained.

このようにしてＰＭ堆積量ＰＭｓｍを算出すると、次にＰＭ再生のための昇温制御が実行中か否かが判定される（Ｓ３５４）。ここで昇温制御実行中ではないとすると（Ｓ３５４で「ＮＯ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生実行を判定するための基準堆積量ＰＭｊｄ以上か否かが判定される（Ｓ３５６）。ここでＰＭｓｍ＜ＰＭｊｄであれば（Ｓ３５６で「ＮＯ」）、ＰＭ再生実行のタイミングではないとして、このまま一旦処理を終了する。   After calculating the PM accumulation amount PMsm in this way, it is next determined whether or not the temperature raising control for PM regeneration is being executed (S354). If the temperature increase control is not being executed (“NO” in S354), it is next determined whether or not the PM accumulation amount PMsm is equal to or greater than a reference accumulation amount PMjd for determining the PM regeneration execution (S356). Here, if PMsm <PMjd (“NO” in S356), it is determined that it is not the timing of executing PM regeneration, and the process is temporarily terminated as it is.

次の制御周期においても、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出（Ｓ３５２）によってＰＭｓｍ＜ＰＭｊｄであれば（Ｓ３５６で「ＮＯ」）、ＰＭ再生は実行されない。
しかし、このような処理が繰り返されることで、前記式５の右辺において各周期毎に実際に堆積するＰＭ量を表す「ＰＭｅ−ＰＭｃ」によるＰＭ堆積量ＰＭｓｍへの積算によりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加する。この増加要因によりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加して、ＰＭｓｍ≧ＰＭｊｄとなると（Ｓ３５６で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ再生のための昇温制御実行が設定される（Ｓ３５８）。こうして一旦本処理を終了する。 Even in the next control cycle, if PMsm <PMjd is obtained by calculating the PM deposition amount PMsm (S352) (“NO” in S356), PM regeneration is not executed.
However, by repeating such processing, the PM deposition amount PMsm increases due to the addition to the PM deposition amount PMsm by “PMe−PMc” representing the PM amount actually deposited in each period on the right side of the equation 5. To do. If the PM accumulation amount PMsm increases due to this increase factor and PMsm ≧ PMjd is satisfied (“YES” in S356), then the temperature increase control execution for PM regeneration is set (S358). In this way, this process is once completed.

上述したごとく昇温制御実行が設定されたので、ＥＣＵ７０では添加弁６８から排気中に燃料を添加する。このことにより、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａにおけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の触媒床温を目標床温（ここでは６５０℃）に上昇させて、フィルタ３８ａに捕捉されているＰＭを酸化してフィルタ３８ａの再生を行う。   Since the temperature raising control execution is set as described above, the ECU 70 adds fuel into the exhaust gas from the addition valve 68. This raises the catalyst bed temperature of the NOx occlusion reduction catalyst in the filter 38a in the second catalytic converter 38 to the target bed temperature (here, 650 ° C.) to oxidize PM trapped in the filter 38a. The filter 38a is regenerated.

ステップＳ３５８にて昇温制御実行が設定された次の制御周期では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出（Ｓ３５２）の後、昇温制御実行中であるので（Ｓ３５４で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＞０か否かが判定される（Ｓ３６０）。昇温制御実行により、前記式５において、エンジン排出量ＰＭｅについては大きな変化はないが、酸化量ＰＭｃが急速に増大する。このため、昇温制御時には急速にＰＭ堆積量ＰＭｓｍの値が低下して、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭは完全に消滅する。ステップＳ３６０は、ＰＭが完全に消滅する前か否かを判定する処理である。   In the next control cycle in which the temperature increase control execution is set in step S358, the temperature increase control is being executed after the calculation of the PM deposition amount PMsm (S352) (“YES” in S354). It is determined whether or not the amount PMsm> 0 (S360). By executing the temperature increase control, the engine emission amount PMe in Expression 5 does not change significantly, but the oxidation amount PMc increases rapidly. For this reason, at the time of temperature rise control, the value of the PM deposition amount PMsm rapidly decreases, and the PM deposited on the filter 38a disappears completely. Step S360 is processing for determining whether or not PM is completely extinguished.

ＰＭｓｍ＞０であれば（Ｓ３６０で「ＹＥＳ」）、ＰＭは完全に消滅する前であるので、このまま一旦本処理を終了する。したがって昇温制御処理は継続される。
そして前記式５の計算によりＰＭｓｍ≦「０」となると（Ｓ３６０で「ＮＯ」）、ＰＭは消滅したので昇温制御停止が設定される（Ｓ３６２）。このことにより昇温制御処理は停止されて、ＰＭ再生のための昇温制御による添加弁６８からの燃料添加はなされなくなる。そしてＰＭ堆積量ＰＭｓｍの値をクリア（＝「０」）して（Ｓ３６４）、一旦本処理を終了する。 If PMsm> 0 (“YES” in S360), since PM is before complete disappearance, this process is temporarily terminated as it is. Therefore, the temperature rise control process is continued.
Then, when PMsm ≦ “0” is obtained by the calculation of Equation 5 (“NO” in S360), the temperature rise control stop is set because PM disappears (S362). As a result, the temperature increase control process is stopped, and fuel is not added from the addition valve 68 by the temperature increase control for PM regeneration. Then, the value of the PM accumulation amount PMsm is cleared (= “0”) (S364), and this process is temporarily terminated.

次の制御周期では、前回値ＰＭｓｍ＝「０」の状態から前記式５によるＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出がなされる（Ｓ３５２）。そして昇温制御実行中ではないので（Ｓ３５４で「ＮＯ」）、最初に説明した状態に戻る。   In the next control cycle, the PM deposition amount PMsm is calculated from the previous value PMsm = “0” according to Equation 5 (S352). Since the temperature increase control is not being executed ("NO" in S354), the state returns to the state described first.

上述したごとく算出されるＰＭ堆積量ＰＭｓｍが基準堆積量ＰＭａｆより小さい場合、すなわちＰＭの堆積度合が基準堆積度合より小さい場合には（Ｓ３１６で「ＮＯ」）、ＴＨＷ≦ＴＨＷｈ、Ｔｅｘｉｎ≦ＴｅｘｈあるいはＴｅｘｏｕｔ≦Ｔｅｘｈであっても直ちにＦｃａｔ＝「ＯＦＦ」にされることはない。   When the PM accumulation amount PMsm calculated as described above is smaller than the reference accumulation amount PMaf, that is, when the PM accumulation degree is smaller than the reference accumulation degree (“NO” in S316), THW ≦ THWh, Texin ≦ Texh, or Texout. Even if ≦ Texh, Fcat = “OFF” is not immediately set.

上述した構成において、請求項との関係は、ＰＭ再生制御処理（図１５）のステップＳ３５２，Ｓ３６４が粒子状物質堆積度合検出手段としての処理に相当し、触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理（図１４）のステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６が空燃比変動時期判定手段としての処理に相当する。ステップＳ３１６，３１４、空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理（図５）のステップＳ１５４、Ｓ１６４及び空燃比制御処理（図２）のステップＳ１０８，Ｓ１１８が空燃比フィードバック制御変更手段としての処理に相当する。   In the configuration described above, the relationship with the claims is that the steps S352 and S364 of the PM regeneration control process (FIG. 15) correspond to the process as the particulate matter accumulation degree detection means, and the catalyst activity stable flag Fcat setting process (FIG. Steps S302, S304, and S306 of 14) correspond to processing as air-fuel ratio fluctuation timing determination means. Steps S316 and 314, steps S154 and S164 of the air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process (FIG. 5), and steps S108 and S118 of the air-fuel ratio control process (FIG. 2) correspond to the process as the air-fuel ratio feedback control changing means.

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ハ）の効果を生じる。
（ロ）．フィルタ３８ａは、濾過機能によりＰＭを堆積するが、このＰＭ堆積量ＰＭｓｍが基準堆積量ＰＭａｆ以下である間は、触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に空燃比センサ４８の検出値ＡＦにおける一時的な変動は極めて小さいものとなる。したがってステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６にて空燃比変動時期であると判定されても、ＰＭｓｍ≦ＰＭａｆの場合には、Ｆｃａｔ＝「ＯＦＦ」としないようにすることで、適切に空燃比フィードバック制御を実行し、より高精度な空燃比制御を可能としている。 According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The effects (a) to (c) of the first embodiment are produced.
(B). The filter 38a accumulates PM by a filtration function. While the PM accumulation amount PMsm is equal to or less than the reference accumulation amount PMaf, the filter 38a is moved from the catalyst inactive state to the catalyst active state as the catalyst bed temperature rises. Temporary fluctuations in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48 are extremely small. Therefore, even if it is determined in steps S302, S304, and S306 that the air-fuel ratio fluctuation timing is reached, if PMsm ≦ PMaf, the air-fuel ratio feedback control is appropriately executed by not setting Fcat = “OFF”. In addition, more accurate air-fuel ratio control is possible.

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、冷却水温ＴＨＷ及び排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔを用いて、空燃比変動時期か否かかを判定していた（図９：Ｓ１８２，Ｓ１８４，Ｓ１８６、図１２：Ｓ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６、図１４：Ｓ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６）。これ以外に、フィルタ３８ａの触媒床温Ｔｄをエンジン運転状態に基づいて推定計算し、この触媒床温Ｔｄが基準床温よりも低い場合には空燃比変動時期であると判定しても良い。尚、フィルタ３８ａの触媒床温Ｔｄが基準床温に上昇したことにより空燃比変動時期から抜けた時には、上流側のＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａについては既に基準床温以上に高温化しており空燃比変動時期を抜けているので問題はない。 [Other embodiments]
(A). In each of the embodiments described above, it is determined whether or not it is the air-fuel ratio fluctuation timing using the coolant temperature THW and the exhaust gas temperatures Texin and Texout (FIG. 9: S182, S184, S186, FIG. 12: S202, S204). , S206, FIG. 14: S302, S304, S306). In addition to this, the catalyst bed temperature Td of the filter 38a may be estimated and calculated based on the engine operating state, and if the catalyst bed temperature Td is lower than the reference bed temperature, it may be determined that it is the air-fuel ratio fluctuation timing. When the catalyst bed temperature Td of the filter 38a has risen to the reference bed temperature, the upstream NOx occlusion reduction catalyst 36a has already been heated to a temperature higher than the reference bed temperature, and the air-fuel ratio fluctuation has occurred. There is no problem because it is out of time.

フィルタ３８ａの触媒床温Ｔｄの計算としては、例えば式６のごとく計算される。
［式６］
Ｔｄ ← Ｔｄｏｌｄ ＋ ｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘ）
ここで前回値Ｔｄｏｌｄは前回の制御周期にて求められた触媒床温Ｔｄである。マップｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘ）は、前回値Ｔｄｏｌｄ、定常時触媒床温（排気温の瞬時値に相当）Ｔｓ、吸入空気量ＧＡ及び排気系の熱容量Ｈｃｅｘに基づいて１制御周期で昇温（マイナスの場合は温度低下）する温度幅を算出するものである。尚、排気系の熱容量Ｈｃｅｘは固定値であるので、ｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ）としても良い。尚、定常時触媒床温Ｔｓは、触媒床温マップから、負荷（ここでは燃料噴射弁５８から噴射される燃焼用の燃料噴射量）及びエンジン回転数ＮＥに基づいて算出される。この触媒床温マップは予め実験により負荷とエンジン回転数ＮＥとを制御パラメータとして排気温との関係を求めてマップ化したものである。 The calculation of the catalyst bed temperature Td of the filter 38a is, for example, as shown in Equation 6.
[Formula 6]
Td ← Told + ft (Told, Ts, GA, Hcex)
Here, the previous value Told is the catalyst bed temperature Td obtained in the previous control cycle. The map ft (Told, Ts, GA, Hcex) is a control cycle based on the previous value Told, the steady-state catalyst bed temperature (corresponding to the instantaneous value of the exhaust temperature) Ts, the intake air amount GA, and the heat capacity Hcex of the exhaust system. The temperature range for temperature increase (temperature decrease if negative) is calculated. Since the heat capacity Hcex of the exhaust system is a fixed value, it may be ft (Told, Ts, GA). The steady-state catalyst bed temperature Ts is calculated from the catalyst bed temperature map based on the load (here, the fuel injection amount for combustion injected from the fuel injection valve 58) and the engine speed NE. This catalyst bed temperature map is obtained in advance by experiment to obtain a map of the relationship between the exhaust temperature and the load and the engine speed NE as control parameters.

上記式６によって触媒床温Ｔｄが推定できるのは次のごとくである。すなわち、吸入空気量ＧＡに応じた排気流量で、定常時触媒床温Ｔｓに相当する温度の排気を受けた場合に、熱容量Ｈｃｅｘであって前回値Ｔｄｏｌｄの温度状態である排気系においては、各値Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘに基づいて温度上昇幅が一意的に決定できるからである。尚、マップｆｔでなく、各値Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘに基づいて算出式による計算により温度上昇幅を求めても良い。   The catalyst bed temperature Td can be estimated from the above equation 6 as follows. That is, when exhaust gas having a temperature corresponding to the steady-state catalyst bed temperature Ts is received at an exhaust flow rate corresponding to the intake air amount GA, This is because the temperature rise width can be uniquely determined based on the values Told, Ts, GA, and Hcex. Note that the temperature rise width may be obtained by calculation using a calculation formula based on each value Tdoll, Ts, GA, and Hcex instead of the map ft.

（ｂ）．前記実施の形態２，３では、ＴＨＷ≦ＴＨＷｈ、Ｔｅｘｉｎ≦ＴｅｘｈあるいはＴｅｘｏｕｔ≦Ｔｅｘｈが満足され、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＞ＰＭａｆあるいはΔＰ／ＧＡ＞ｄＰｘである場合には空燃比フィードパック制御を禁止していたが、これ以外に次のようにしても良い。すなわち、ＴＨＷ≦ＴＨＷｈ、Ｔｅｘｉｎ≦ＴｅｘｈあるいはＴｅｘｏｕｔ≦Ｔｅｘｈが満足された場合に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍあるいはΔＰ／ＧＡが大きいほど、空燃比制御処理（図２）のステップＳ１１２で図６のように算出されるフィードバック比例項Ｐｃａｆの変化が小さくなるように補正する。更にステップＳ１１４で図７のように算出される積分量ｆｃｉ（ｄＡＦｃ）を補正して、フィードバック積分項Ｉｃａｆの変化が小さくなるようにする。   (B). In Embodiments 2 and 3, when THW ≦ THWh, Texin ≦ Texh, or Texout ≦ Texh is satisfied, and the PM accumulation amount PMsm> PMaf or ΔP / GA> dPx, the air-fuel ratio feed pack control is prohibited. However, in addition to this, the following may be used. That is, when THW ≦ THWh, Texin ≦ Texh, or Texout ≦ Texh is satisfied, the larger the PM deposition amount PMsm or ΔP / GA, the greater the calculation in step S112 of the air-fuel ratio control process (FIG. 2) as shown in FIG. The feedback proportional term Pcaf is corrected so as to be small. Further, in step S114, the integral amount fci (dAFc) calculated as shown in FIG. 7 is corrected so that the change in the feedback integral term Icaf becomes small.

このことにより、前記式３により計算される目標スロットル開度ＴＡｔの変動はＰＭ堆積量ＰＭｓｍあるいはΔＰ／ＧＡが大きいほど小さく抑えられ、空燃比センサ４８の検出値ＡＦの一時的な変動があっても空燃比制御の精度を維持することができる。   As a result, the fluctuation of the target throttle opening degree TAt calculated by the above equation 3 is suppressed as the PM accumulation amount PMsm or ΔP / GA is larger, and there is a temporary fluctuation in the detection value AF of the air-fuel ratio sensor 48. Also, the accuracy of air-fuel ratio control can be maintained.

実施の形態１としての車両用ディーゼルエンジン及び空燃比制御装置を含む制御システムの概略構成を表すブロック図。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system including a vehicular diesel engine and an air-fuel ratio control device as Embodiment 1. FIG. 実施の形態１のＥＣＵが実行する空燃比制御処理のフローチャート。3 is a flowchart of air-fuel ratio control processing executed by the ECU according to the first embodiment. 同じく燃焼制御モードの決定時に用いられる燃焼モードマップｇ（負荷，ＮＥ）の構成説明図。The structure explanatory drawing of combustion mode map g (load, NE) similarly used at the time of determination of combustion control mode. 上記空燃比制御処理にて用いられる低温燃焼モード用目標空燃比ＡＦｃｔマップの構成説明図。FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of a low-temperature combustion mode target air-fuel ratio AFct map used in the air-fuel ratio control process. 実施の形態１のＥＣＵが実行する空燃比フィードバック許可フラグＦｃｈ設定処理のフローチャート。6 is a flowchart of an air-fuel ratio feedback permission flag Fch setting process executed by the ECU according to the first embodiment. 上記空燃比制御処理にて用いられるフィードバック比例項Ｐｃａｆマップの構成説明図。FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a feedback proportional term Pcaf map used in the air-fuel ratio control process. 同じく積分量ｆｃｉ（ｄＡＦｃ）マップの構成説明図。Similarly, the configuration explanatory diagram of the integration amount fci (dAFc) map. 同じく通常燃焼モード時の空燃比マップの構成説明図。Similarly, the structure explanatory drawing of the air fuel ratio map at the time of normal combustion mode. 実施の形態１のＥＣＵが実行する触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理のフローチャート。7 is a flowchart of a catalyst activity stable flag Fcat setting process executed by the ECU according to the first embodiment. 実施の形態１の制御例と比較例とを示すタイミングチャート。3 is a timing chart showing a control example and a comparative example of the first embodiment. 実施の形態１の制御例と比較例とを示すタイミングチャート。3 is a timing chart showing a control example and a comparative example of the first embodiment. 実施の形態２のＥＣＵが実行する触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理のフローチャート。7 is a flowchart of a catalyst activity stable flag Fcat setting process executed by the ECU according to the second embodiment. 比ΔＰ／ＧＡと空燃比変動ΔＡＦとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between ratio (DELTA) P / GA and air-fuel-ratio fluctuation | variation (DELTA) AF. 実施の形態３のＥＣＵが実行する触媒活性安定時フラグＦｃａｔ設定処理のフローチャート。10 is a flowchart of a catalyst activity stable flag Fcat setting process executed by the ECU according to the third embodiment. 同じくＰＭ再生制御処理のフローチャート。Similarly, the flowchart of PM regeneration control processing.

符号の説明Explanation of symbols

２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気経路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気経路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ。   2 ... Diesel engine, 4 ... Combustion chamber, 6 ... Intake valve, 8 ... Intake port, 10 ... Intake manifold, 12 ... Surge tank, 13 ... Intake passage, 14 ... Intercooler, 16 ... Exhaust turbocharger, 16a ... Compressor, 16b ... exhaust turbine, 18 ... air cleaner, 20 ... EGR path, 20a ... EGR gas supply port, 20b ... EGR gas intake port, 22 ... throttle valve, 22a ... throttle opening sensor, 22b ... motor, 24 ... intake air amount sensor , 26 ... intake temperature sensor, 28 ... exhaust valve, 30 ... exhaust port, 32 ... exhaust manifold, 34 ... exhaust path, 36 ... first catalytic converter, 36a ... NOx occlusion reduction catalyst, 38 ... second catalytic converter, 38a ... Filter, 40 ... third catalytic converter, 40a ... oxidation catalyst, 44 ... first exhaust temperature sensor, 46 ... second Temperature sensor 48 ... Air-fuel ratio sensor 50 ... Differential pressure sensor 52 ... EGR catalyst 54 ... EGR cooler 56 ... EGR valve 58 ... Fuel injection valve 58a ... Fuel supply pipe 60 ... Common rail 62 ... Fuel pump , 64 ... Fuel pressure sensor, 66 ... Fuel supply pipe, 68 ... Addition valve, 70 ... ECU, 72 ... Accelerator pedal, 74 ... Accelerator opening sensor, 76 ... Cooling water temperature sensor, 78 ... Crankshaft, 80 ... Engine speed Sensor, 82 ... cylinder discrimination sensor.

Claims (9)

排気浄化触媒を配置した内燃機関の排気系にて前記排気浄化触媒の下流に空燃比センサを備えて、該空燃比センサの検出値に基づいて、内燃機関の燃焼における空燃比フィードバック制御を実行する空燃比制御装置であって、
前記排気浄化触媒の触媒床温の上昇に伴って触媒不活性状態から触媒活性状態へ遷移する際に前記空燃比センサの検出値に一時的に変動が生じる空燃比変動時期か否かを判定する空燃比変動時期判定手段と、
前記空燃比変動時期判定手段にて空燃比変動時期であると判定された場合には前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響を低下させる空燃比フィードバック制御変更手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 In the exhaust system of the internal combustion engine in which the exhaust purification catalyst is arranged, an air-fuel ratio sensor is provided downstream of the exhaust purification catalyst, and air-fuel ratio feedback control in the combustion of the internal combustion engine is executed based on the detected value of the air-fuel ratio sensor An air-fuel ratio control device,
It is determined whether or not it is the air-fuel ratio fluctuation timing when the detected value of the air-fuel ratio sensor temporarily changes when the catalyst inactive state transitions from the catalyst inactive state to the catalyst active state as the catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst rises. Air-fuel ratio fluctuation timing determination means;
An air-fuel ratio feedback control changing means for reducing the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control when the air-fuel ratio fluctuation timing determining means determines that it is an air-fuel ratio fluctuation timing;
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising: 請求項１において、前記空燃比変動時期判定手段は、前記排気浄化触媒の触媒床温に基づいて、前記空燃比変動時期か否かを判定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 2. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines whether or not the air-fuel ratio fluctuation timing is based on a catalyst bed temperature of the exhaust purification catalyst. 請求項２において、前記空燃比変動時期判定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒床温を推定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 3. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determination means estimates the catalyst bed temperature based on an operating state of the internal combustion engine. 請求項１において、前記空燃比変動時期判定手段は、内燃機関の冷却水温及び排気温に基づいて、前記空燃比変動時期か否かを判定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 2. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio fluctuation timing determination means determines whether or not the air-fuel ratio fluctuation timing is based on a cooling water temperature and an exhaust gas temperature of the internal combustion engine. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内燃機関はディーゼルエンジンであって、該ディーゼルエンジンの運転状態に応じて通常燃焼と該通常燃焼よりも排気再循環量の大きい低温燃焼とを含む燃焼モードから選択した燃焼制御を実行し、
前記空燃比フィードバック制御は前記低温燃焼時における空燃比フィードバック制御であることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 5. The combustion mode according to claim 1, wherein the internal combustion engine is a diesel engine, and includes normal combustion and low-temperature combustion having a larger exhaust gas recirculation amount than the normal combustion in accordance with an operating state of the diesel engine. Run the combustion control selected from
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, wherein the air-fuel ratio feedback control is air-fuel ratio feedback control during the low-temperature combustion. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 6. The exhaust gas purification catalyst according to claim 1, wherein the exhaust gas purification catalyst has a structure in which a NOx occlusion reduction catalyst layer is formed on a filter that filters particulate matter in exhaust gas. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine. 請求項６において、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積度合を検出する粒子状物質堆積度合検出手段を備え、
前記空燃比フィードバック制御変更手段は、前記粒子状物質堆積度合検出手段にて検出される粒子状物質の堆積度合が基準堆積度合より小さい場合には、前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響は低下させないことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 The particulate matter accumulation degree detection means for detecting the accumulation degree of the particulate matter in the filter according to claim 6,
The air-fuel ratio feedback control change means is configured to change the air-fuel ratio sensor to the air-fuel ratio feedback control when the particulate matter accumulation degree detected by the particulate matter accumulation degree detection means is smaller than a reference accumulation degree. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, wherein the influence of the detected value is not reduced. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記空燃比フィードバック制御変更手段による前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響の低下とは、前記空燃比センサの検出値による影響を禁止することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 8. The reduction in the influence of the detected value of the air / fuel ratio sensor on the air / fuel ratio feedback control by the air / fuel ratio feedback control changing means according to claim 1 is prohibited from the influence of the detected value of the air / fuel ratio sensor. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising: 請求項６において、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積度合を検出する粒子状物質堆積度合検出手段を備え、
前記空燃比フィードバック制御変更手段は、前記粒子状物質堆積度合検出手段にて検出される粒子状物質の堆積度合が大きくなるほど、前記空燃比フィードバック制御への前記空燃比センサの検出値による影響をより低くすることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 The particulate matter accumulation degree detection means for detecting the accumulation degree of the particulate matter in the filter according to claim 6,
The air-fuel ratio feedback control changing means increases the influence of the detected value of the air-fuel ratio sensor on the air-fuel ratio feedback control as the particulate matter accumulation degree detected by the particulate matter accumulation degree detection means increases. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine characterized by being lowered.
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