特許 6582409 排気浄化システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6582409

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】排気浄化システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/20 20060101AFI20190919BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20190919BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20190919BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/20 C

   F01N3/08 A

   F01N3/20 B

   F02D45/00 345K

   F01N3/28 301C

   F01N3/20 E

【請求項の数】3

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-264965(P2014-264965)

(22)【出願日】2014年12月26日

(65)【公開番号】特開2016-125373(P2016-125373A)

(43)【公開日】2016年7月11日

【審査請求日】2017年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100171619

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 顕雄

(72)【発明者】

【氏名】中田 輝男

(72)【発明者】

【氏名】坂本 隆行

(72)【発明者】

【氏名】長岡 大治

【審査官】 村山 禎恒

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０６９２１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気通路に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、
排気空燃比をリーン状態からリッチ状態に切り替えることで前記ＮＯｘ還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる触媒再生処理を実行する触媒再生手段と、
前記ＮＯｘ還元型触媒よりも下流側の排気通路に設けられた排気温度センサと、
前記ＮＯｘ還元型触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段と、
前記触媒温度推定手段から入力される触媒温度に基づいて、前記排気温度センサのセンサ値を推定する温度センサ値推定手段と、
前記触媒再生処理の実行中に前記排気温度センサの実センサ値と前記温度センサ値推定手段から入力される推定センサ値との温度差が所定の上限閾値よりも高い状態で所定時間以上継続した場合に、当該触媒再生処理を異常と判定する異常判定手段と、
前記実センサ値と前記推定センサ値との温度差がゼロよりも大きく、且つ、前記上限閾値以下の場合に、当該温度差に基づいて前記ＮＯｘ還元型触媒の劣化度合を推定する触媒劣化推定手段と、
前記触媒劣化推定手段から入力される劣化度合に基づいて、前記ＮＯｘ還元型触媒における発熱量を推定する発熱量推定手段と、
前記触媒再生処理の実行中に前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関から排出される炭化水素量及び一酸化炭素量を推定する排出量推定手段と、
を備え、
前記発熱量推定手段は、前記排出量推定手段によって推定される炭化水素量及び一酸化炭素量に基づいて、前記ＮＯｘ還元型触媒における炭化水素及び一酸化炭素の発熱量を推定し、
前記触媒温度推定手段は、前記発熱量推定手段で推定される炭化水素及び一酸化炭素の発熱量に基づいて、前記ＮＯｘ還元型触媒の触媒温度を推定する
排気浄化システム。

【請求項2】

前記触媒再生手段は、前記触媒再生処理の実行中に前記異常判定手段が異常と判定すると、当該触媒再生処理を中止する
請求項１に記載の排気浄化システム。

【請求項3】

前記異常判定手段は、前記実センサ値と前記推定センサ値との温度差の絶対値が所定の上限閾値よりも高い状態で所定時間以上継続した場合に、前記触媒再生処理を異常と判定する
請求項１又は２に記載の排気浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気浄化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関から排出される排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化する触媒として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が知られている。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気がリーン雰囲気のときに排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵すると共に、排気がリッチ雰囲気のときに排気中に含まれる炭化水素で吸蔵していたＮＯｘを還元浄化により無害化して放出する。

【0003】

また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒には、排気中に含まれる硫黄酸化物（以下、ＳＯｘという）も吸蔵される。ＳＯｘ吸蔵量が増加すると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を低下させる課題がある。このため、ＳＯｘ吸蔵量が所定量に達した場合は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒からＳＯｘを離脱させてＳ被毒から回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって上流側の酸化触媒に未燃燃料を供給して排気温度をＳＯｘ離脱温度まで上昇させる所謂ＳＯｘパージを定期的に行う必要がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−４７０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この種の装置では、ＳＯｘパージ等の触媒再生処理を実施する際に、排気管噴射やポスト噴射の燃料噴射量を目標温度と触媒推定温度との偏差に基づいたフィードバック制御等によって調整している。しかしながら、排気インジェクタや筒内インジェクタの噴射増加量が補正可能範囲を超えると、触媒内部でのＨＣ発熱量が急激に増加して、触媒の溶損等を招く課題がある。

【0006】

開示のシステムは、触媒再生処理時のシステム異常を効果的に診断することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

開示のシステムは、内燃機関の排気通路に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、吸入空気量を減少させる空気系制御と燃料噴射量を増加させる噴射系制御とを併用して排気空燃比をリーン状態からリッチ状態に切り替えることで前記ＮＯｘ還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる触媒再生処理を実行する触媒再生手段と、前記ＮＯｘ還元型触媒よりも下流側の排気通路に設けられた排気温度センサと、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記ＮＯｘ還元型触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段と、前記触媒温度推定手段から入力される触媒温度に基づいて、前記排気温度センサのセンサ値を推定する温度センサ値推定手段と、前記触媒再生処理の実行中に前記排気温度センサの実センサ値と前記温度センサ値推定手段から入力される推定センサ値との温度差に基づいて、前記触媒再生処理の異常を判定する異常判定手段とを備える。

【発明の効果】

【0008】

開示のシステムによれば、触媒再生処理時のシステム異常を効果的に診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る排気浄化システムを示す全体構成図である。

【図2】本実施形態に係るＳＯｘパージ制御を説明するタイミングチャート図である。

【図3】本実施形態に係るＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値の設定処理を示すブロック図である。

【図4】本実施形態に係るＳＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。

【図5】本実施形態に係るＳＯｘパージ制御の触媒温度調整制御を説明するタイミングチャート図である。

【図6】本実施形態に係る触媒温度の推定処理を示すブロック図である。

【図7】本実施形態に係る診断処理を示すブロック図である。

【図8】本実施形態に係るインジェクタの噴射量学習補正の処理を示すブロック図である。

【図9】本実施形態に係る学習補正係数の演算処理を説明するフロー図である。

【図10】本実施形態に係るＭＡＦ補正係数の設定処理を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。

【0011】

図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の各気筒には、図示しないコモンレールに畜圧された高圧燃料を各気筒内に直接噴射する筒内インジェクタ１１がそれぞれ設けられている。これら各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０から入力される指示信号に応じてコントロールされる。

【0012】

エンジン１０の吸気マニホールド１０Ａには新気を導入する吸気通路１２が接続され、排気マニホールド１０Ｂには排気を外部に導出する排気通路１３が接続されている。吸気通路１２には、吸気上流側から順にエアクリーナ１４、吸入空気量センサ（以下、ＭＡＦセンサという）４０、吸気温度センサ４８、可変容量型過給機２０のコンプレッサ２０Ａ、インタークーラ１５、吸気スロットルバルブ１６等が設けられている。排気通路１３には、排気上流側から順に可変容量型過給機２０のタービン２０Ｂ、排気後処理装置３０等が設けられている。なお、図１中において、符号４１はエンジン回転数センサ、符号４２はアクセル開度センサ、符号４６はブースト圧センサ、符号４７は外気温度センサをそれぞれ示している。

【0013】

ＥＧＲ装置２１は、排気マニホールド１０Ｂと吸気マニホールド１０Ａとを接続するＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ２４とを備えている。

【0014】

排気後処理装置３０は、ケース３０Ａ内に排気上流側から順に酸化触媒３１、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという）３３を配置して構成されている。また、酸化触媒３１よりも上流側の排気通路１３には、ＥＣＵ５０から入力される指示信号に応じて、排気通路１３内に未燃燃料（主にＨＣ）を噴射する排気インジェクタ３４が設けられている。

【0015】

酸化触媒３１は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面に酸化触媒成分を担持して形成されている。酸化触媒３１は、排気インジェクタ３４又は筒内インジェクタ１１のポスト噴射によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。

【0016】

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にアルカリ金属等を担持して形成されている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、排気空燃比がリーン状態のときに排気中のＮＯｘを吸蔵すると共に、排気空燃比がリッチ状態のときに排気中に含まれる還元剤（ＨＣ等）で吸蔵したＮＯｘを還元浄化する。

【0017】

フィルタ３３は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ３３は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実行される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の酸化触媒３１に未燃燃料を供給し、フィルタ３３に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。

【0018】

第１排気温度センサ４３は、酸化触媒３１よりも上流側に設けられており、酸化触媒３１に流入する排気温度を検出する。第２排気温度センサ４４は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２と、フィルタ３３との間に設けられており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に流入した排気温度を検出する。ＮＯｘ／ラムダセンサ４５は、フィルタ３３よりも下流側に設けられており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２を通過した排気のＮＯｘ値及びラムダ値（以下、空気過剰率ともいう）を検出する。

【0019】

ＥＣＵ５０は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ＥＣＵ５０にはセンサ類４０〜４８のセンサ値が入力される。また、ＥＣＵ５０は、フィルタ再生制御部５１と、ＳＯｘパージ制御部６０と、触媒温度推定部７０と、異常診断部８０と、ＭＡＦ追従制御部８５と、噴射量学習補正部９０と、ＭＡＦ補正係数演算部９５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

【0020】

［フィルタ再生制御］
フィルタ再生制御部５１は、車両の走行距離、あるいは図示しない差圧センサで検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ３３のＰＭ堆積量を推定すると共に、このＰＭ堆積推定量が所定の上限閾値を超えると強制再生フラグＦ_ＤＰＦをオンにする（図２の時刻ｔ_１参照）。強制再生フラグＦ_ＤＰＦがオンにされると、排気インジェクタ３４に排気管噴射を実行させる指示信号が送信されるか、あるいは、各筒内インジェクタ１１にポスト噴射を実行させる指示信号が送信されて、排気温度をＰＭ燃焼温度（例えば、約５５０℃）まで昇温させる。この強制再生フラグＦ_ＤＰＦは、ＰＭ堆積推定量が燃焼除去を示す所定の下限閾値（判定閾値）まで低下するとオフにされる（図２の時刻ｔ_２参照）。強制再生フラグＦ_ＤＰＦをオフにする判定閾値は、例えば、フィルタ強制再生開始（Ｆ_ＤＰＦ＝１）からの上限経過時間や上限累積噴射量を基準にしてもよい。

【0021】

本実施形態において、フィルタ強制再生時の燃料噴射量は、詳細を後述する参照温度選択部７９（図６参照）によって適宜選択される酸化触媒温度又は、ＮＯｘ触媒温度の何れかに基づいてフィードバック制御されるようになっている。

【0022】

［ＳＯｘパージ制御］
ＳＯｘパージ制御部６０は、排気をリッチ状態にして排気温度を硫黄離脱温度（例えば、約６００℃）まで上昇させて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２をＳＯｘ被毒から回復させる制御（以下、この制御をＳＯｘパージ制御という）を実行する。

【0023】

図２は、本実施形態のＳＯｘパージ制御のタイミングチャートを示している。図２に示すように、ＳＯｘパージ制御を開始するＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰは、強制再生フラグＦ_ＤＰＦのオフと同時にオンにされる（図２の時刻ｔ_２参照）。これにより、フィルタ３３の強制再生によって排気温度を上昇させた状態からＳＯｘパージ制御に効率よく移行することが可能となり、燃料消費量を効果的に低減することができる。

【0024】

本実施形態において、ＳＯｘパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時（例えば、約１．５）から理論空燃比相当値（約１．０）よりもリーン側の第１目標空気過剰率（例えば、約１．３）まで低下させるＳＯｘパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第１目標空気過剰率からリッチ側の第２目標空気過剰率（例えば、約０．９）まで低下させるＳＯｘパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、ＳＯｘパージリーン制御及び、ＳＯｘパージリッチ制御の詳細について説明する。

【0025】

［ＳＯｘパージリーン制御の空気系制御］
図３は、ＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}の設定処理を示すブロック図である。第１目標空気過剰率設定マップ６１は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑ（エンジン１０の燃料噴射量）に基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＳＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}（第１目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。

【0026】

まず、第１目標空気過剰率設定マップ６１から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＳＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}が読み取られて、ＭＡＦ目標値演算部６２に入力される。さらに、ＭＡＦ目標値演算部６２では、以下の数式（１）に基づいてＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}が演算される。

【0027】

【数1】

【0028】

数式（１）において、Ｑ_{ｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄ}は後述する学習補正された燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、Ｒｏ_Ｆｕｅｌは燃料比重、ＡＦＲ_ｓｔｏは理論空燃比、Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}は後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。

【0029】

ＭＡＦ目標値演算部６２によって演算されたＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}は、ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオン（図２の時刻ｔ_２参照）になるとランプ処理部６３に入力される。ランプ処理部６３は、各ランプ係数マップ６３Ａ，Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ＿Ｒａｍｐ}をバルブ制御部６４に入力する。

【0030】

バルブ制御部６４は、ＭＡＦセンサ４０から入力される実ＭＡＦ値ＭＡＦ_ＡｃｔがＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ＿Ｒａｍｐ}となるように、吸気スロットルバルブ１６を閉側に絞ると共に、ＥＧＲバルブ２４を開側に開くフィードバック制御を実行する。

【0031】

このように、本実施形態では、第１目標空気過剰率設定マップ６１から読み取られる空気過剰率目標値λ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}と、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいてＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}を設定し、このＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}に基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＳＯｘパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。

【0032】

また、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑ_{ｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄ}を用いることで、ＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}をフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化、個体差等の影響を効果的に排除することができる。

【0033】

また、ＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}にエンジン１０の運転状態に応じて設定されるランプ係数を付加することで、吸入空気量の急激な変化によるエンジン１０の失火やトルク変動によるドライバビリティーの悪化等を効果的に防止することができる。

【0034】

［ＳＯｘパージリッチ制御の燃料噴射量設定］
図４は、ＳＯｘパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}（単位時間当たりの噴射量）の設定処理を示すブロック図である。第２目標空気過剰率設定マップ６５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＳＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}（第２目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。

【0035】

まず、第２目標空気過剰率設定マップ６５から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＳＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}が読み取られて、噴射量目標値演算部６６に入力される。さらに、噴射量目標値演算部６６では、以下の数式（２）に基づいてＳＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}が演算される。

【0036】

【数2】

【0037】

数式（２）において、ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}はＳＯｘパージリーン時のＭＡＦ目標値であって、前述のＭＡＦ目標値演算部６２から入力される。また、Ｑ_{ｆｎｌＲａｗ＿ｃｏｒｒｄ}は後述する学習補正されたＭＡＦ追従制御適用前の燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、Ｒｏ_Ｆｕｅｌは燃料比重、ＡＦＲ_ｓｔｏは理論空燃比、Ｍａｆ_＿ｃｏｒは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。

【0038】

噴射量目標値演算部６６によって演算された目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}は、後述するＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオンになると、排気インジェクタ３４又は、各筒内インジェクタ１１に噴射指示信号として送信される。

【0039】

このように、本実施形態では、第２目標空気過剰率設定マップ６５から読み取られる空気過剰率目標値λ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}と、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}を設定するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＳＯｘパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。

【0040】

また、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑ_{ｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄ}を用いることで、目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}をフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。

【0041】

［ＳＯｘパージ制御の触媒温度調整制御］
ＳＯｘパージ制御中にＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に流入する排気温度（以下、触媒温度ともいう）は、図２の時刻ｔ_２〜ｔ_４に示すように、排気管噴射又はポスト噴射を実行するＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲのオン・オフ（リッチ・リーン）を交互に切り替えることで制御される。ＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオン（Ｆ_ＳＰＲ＝１）にされると、排気管噴射又はポスト噴射によって触媒温度は上昇する（以下、この期間を噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ}という）。一方、ＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオフにされると、排気管噴射又はポスト噴射の停止によって触媒温度は低下する（以下、この期間をインターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ}という）。

【0042】

本実施形態において、噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ}は、予め実験等により作成した噴射期間設定マップ（不図示）からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに対応する値を読み取ることで設定される。この噴射時間設定マップには、予め実験等によって求めた排気の空気過剰率を第２目標空気過剰率まで確実に低下させるのに必要となる噴射期間が、エンジン１０の運転状態に応じて設定されている。

【0043】

インターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ}は、触媒温度が最も高くなるＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオンからオフに切り替えられた際に、フィードバック制御によって設定される。具体的には、ＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオフされた際の触媒目標温度と触媒推定温度との偏差ΔＴに比例して入力信号を変化させる比例制御と、偏差ΔＴの時間積分値に比例して入力信号を変化させる積分制御と、偏差ΔＴの時間微分値に比例して入力信号を変化させる微分制御とで構成されるＰＩＤ制御によって処理される。触媒目標温度は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２からＳＯｘを離脱可能な温度で設定され、触媒推定温度は、詳細を後述する参照温度選択部７９（図６参照）によって適宜選択される酸化触媒温度又は、ＮＯｘ触媒温度の何れかで設定されるようになっている。

【0044】

図５の時刻ｔ_１に示すように、フィルタ強制再生の終了（Ｆ_ＤＰＦ＝０）によってＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオンされると、ＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲもオンにされ、さらに前回のＳＯｘパージ制御時にフィードバック計算されたインターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ}も一旦リセットされる。すなわち、フィルタ強制再生直後の初回は、噴射期間設定マップで設定した噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ＿１}に応じて排気管噴射又はポスト噴射が実行される（図５の時刻ｔ_１〜ｔ_２参照）。このように、ＳＯｘパージリーン制御を行うことなくＳＯｘパージリッチ制御からＳＯｘパージ制御を開始するので、フィルタ強制再生で上昇した排気温度を低下させることなく、速やかにＳＯｘパージ制御に移行され、燃料消費量を低減することができる。

【0045】

次いで、噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ＿１}の経過によってＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオフになると、ＰＩＤ制御によって設定されたインターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ＿１}が経過するまで、ＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲはオフとされる（図５の時刻ｔ_２〜ｔ_３参照）。さらに、インターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ＿１}の経過によってＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲがオンにされると、再び噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ＿２}に応じた排気管噴射又はポスト噴射が実行される（図５の時刻ｔ_３〜ｔ_４参照）。その後、これらＳＯｘパージリッチフラグＦ_ＳＰＲのオン・オフの切り替えは、後述するＳＯｘパージ制御の終了判定によってＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオフ（図５の時刻ｔ_ｎ参照）にされるまで繰り返し実行される。

【0046】

このように、本実施形態では、触媒温度を上昇させると共に空気過剰率を第２目標空気過剰率まで低下させる噴射期間Ｔ_{Ｆ＿ＩＮＪ}をエンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップから設定すると共に、触媒温度を降下させるインターバルＴ_{Ｆ＿ＩＮＴ}をＰＩＤ制御によって処理するようになっている。これにより、ＳＯｘパージ制御中の触媒温度をパージに必要な所望の温度範囲に効果的に維持しつつ、空気過剰率を目標過剰率まで確実に低下させることが可能になる。

【0047】

［触媒温度推定］
図６は、触媒温度推定部７０による酸化触媒温度及び、ＮＯｘ触媒温度の推定処理を示すブロック図である。

【0048】

リーン時ＨＣマップ７１は、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、リーン時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰ及び、強制再生フラグＦ_ＤＰＦがオフ（Ｆ_ＳＰ＝０，Ｆ_ＤＰＦ＝０）の場合は、リーン時ＨＣマップ７１からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたリーン時ＨＣ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0049】

リーン時ＣＯマップ７２は、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、リーン時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰ及び、強制再生フラグＦ_ＤＰＦがオフ（Ｆ_ＳＰ＝０，Ｆ_ＤＰＦ＝０）の場合は、リーン時ＣＯマップ７２からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたリーン時ＣＯ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0050】

第１ＳＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ１１の噴射パターンにアフタ噴射が含まれる状態でＳＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、第１ＳＯｘパージ時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオン（Ｆ_ＳＰ＝１）且つ、筒内インジェクタ１１の噴射パターンがアフタ噴射を含む場合は、第１ＳＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ａからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られた第１ＳＯｘパージ時ＨＣ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0051】

第２ＳＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ１１の噴射パターンにアフタ噴射が含まれない状態でＳＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、第２ＳＯｘパージ時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオン（Ｆ_ＳＰ＝１）且つ、筒内インジェクタ１１の噴射パターンがアフタ噴射を含まない場合は、第２ＳＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られた第２ＳＯｘパージ時ＨＣ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0052】

第１ＳＯｘパージ時ＣＯマップ７４Ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ１１の噴射パターンにアフタ噴射が含まれる状態でＳＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、第１ＳＯｘパージ時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオン（Ｆ_ＳＰ＝１）且つ、筒内インジェクタ１１の噴射パターンがアフタ噴射を含む場合は、第１ＳＯｘパージ時ＣＯマップ７４Ａからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られた第１ＳＯｘパージ時ＣＯ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0053】

第２ＳＯｘパージ時ＣＯマップ７４Ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ１１の噴射パターンにアフタ噴射が含まれない状態でＳＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、第２ＳＯｘパージ時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰがオン（Ｆ_ＳＰ＝１）且つ、筒内インジェクタ１１の噴射パターンがアフタ噴射を含まない場合は、第２ＳＯｘパージ時ＣＯマップ７４Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られた第２ＳＯｘパージ時ＣＯ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0054】

フィルタ強制再生時ＨＣマップ７５は、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、フィルタ再生時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。強制再生フラグＦ_ＤＰＦがオン（Ｆ_ＤＰＦ＝１）の場合は、フィルタ強制再生時ＨＣマップ７５からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたフィルタ再生時ＨＣ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0055】

フィルタ強制再生時ＣＯマップ７６、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、フィルタ再生時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。強制再生フラグＦ_ＤＰＦがオン（Ｆ_ＤＰＦ＝１）の場合は、フィルタ強制再生時ＣＯマップ７６からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたフィルタ再生時ＣＯ排出量に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に応じた所定の係数が乗じられて、各温度推定部７７，７８に送信されるようになっている。

【0056】

酸化触媒温度推定部７７は、第１排気温度センサ４３で検出される酸化触媒入口温度、酸化触媒３１内部でのＨＣ・ＣＯ発熱量、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値、外気温度センサ４７又は吸気温度センサ４８のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップ等に基づいて、酸化触媒３１の触媒温度を推定演算する。

【0057】

酸化触媒３１の内部におけるＨＣ・ＣＯ発熱量は、ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰや強制再生フラグＦ_ＤＰＦのオン／オフに応じて各マップ７１〜７６から入力されるＨＣ・ＣＯ排出量を入力値として含むモデル式やマップ等に基づいて演算される。演算されたＨＣ・ＣＯ発熱量には、詳細を後述する劣化補正係数演算部８３（図７参照）から入力される劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}が乗算されるようになっている。

【0058】

ＮＯｘ触媒温度推定部７８は、酸化触媒温度推定部７７から入力される酸化触媒温度、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２内部でのＨＣ・ＣＯ発熱量、外気温度センサ４７又は吸気温度センサ４８のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップ等に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の触媒温度を推定演算する。

【0059】

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２内部のＨＣ・ＣＯ発熱量は、ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰや強制再生フラグＦ_ＤＰＦのオン／オフに応じて各マップ７１〜７６から入力されるＨＣ・ＣＯ排出量を入力値として含むモデル式やマップ等に基づいて演算される。演算されたＨＣ・ＣＯ発熱量には、詳細を後述する劣化補正係数演算部８３（図７参照）から入力される劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}が乗算されるようになっている。

【0060】

このように、本実施形態では、ＨＣ・ＣＯ排出量がそれぞれ異なるリーン運転時、ＳＯｘパージ時、フィルタ強制再生時等の状況に応じて各種マップ７１〜７６を適宜切り替えることで、触媒内部におけるＨＣ・ＣＯ発熱量を精度よく演算することが可能となり、各触媒３１，３２の温度推定精度を効果的に向上することができる。

【0061】

[ＦＢ制御参照温度選択]
図６に示す参照温度選択部７９は、上述したフィルタ強制再生やＳＯｘパージの温度フィードバック制御に用いる参照温度を選択する。

【0062】

酸化触媒３１とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２とを備える排気浄化システムにおいては、触媒の発熱特性等に応じて各触媒３１，３２におけるＨＣ・ＣＯ発熱量が異なってくる。このため、温度フィードバック制御の参照温度としては、発熱量が多い方の触媒温度を選択することが制御性を向上するうえで好ましい。

【0063】

参照温度選択部７９は、酸化触媒温度及び、ＮＯｘ触媒温度のうち、そのときのエンジン１０の運転状態から推定される発熱量が多い方の触媒温度を一つ選択して、フィルタ再生制御部５１及びＳＯｘパージ制御部６０に温度フィードバック制御の参照温度として送信するように構成されている。より詳しくは、排気中の酸素濃度が比較的高く、酸化触媒３１のＨＣ・ＣＯ発熱量が増加するフィルタ強制再生時は、酸化触媒温度推定部７７から入力される酸化触媒温度が温度フィードバック制御の参照温度として選択される一方、排気中の酸素濃度の低下によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２におけるＨＣ・ＣＯ発熱量が増加するＳＯｘパージリッチ制御時は、ＮＯｘ触媒温度推定部７８から入力されるＮＯｘ触媒温度が温度フィードバック制御の参照温度として選択されるようになっている。

【0064】

このように、本実施形態では、ＨＣ・ＣＯ発熱量が多くなる方の触媒温度を温度フィードバック制御の参照温度として選択することで、制御性を効果的に向上することが可能になる。

【0065】

［異常診断］
図７は、異常診断部８０による診断処理を示すブロック図である。

【0066】

温度センサ値推定部８１は、ＮＯｘ触媒温度推定部７８から入力されるＮＯｘ触媒温度等に基づいて、第２排気温度センサ４４の推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}をリアルタイムに演算する。より詳しくは、推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}は、ＮＯｘ触媒温度、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値、各触媒３１，３２の発熱量及び、外気への放熱量等を入力値として含むモデル式等に基づいて、第２排気温度センサ４４のセンサ部周囲の排気温度を推定すると共に、このセンサ部周囲の排気温度に所定のフィルタ係数を乗算することで演算される。

【0067】

異常判定部８２は、温度センサ値推定部８１から入力される推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}と、第２排気温度センサ４４の実センサ値Ｔ_ａｃｔとに基づいて、システム異常の発生有無を判定する。より詳しくは、実センサ値Ｔ_ａｃｔと推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}との差の絶対値が所定の上限閾値Ｔ_ｔｈｒよりも大きくなる状態（｜Ｔ_ａｃｔ−Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}｜＞Ｔ_ｔｈｒ）が所定時間以上継続すると、異常判定部８２は、排気インジェクタ３４や筒内インジェクタ１１の故障、各触媒３１，３２の故障或は、制御不良等によって引き起こされるシステム異常が発生したと判定する。システム異常と判定された場合は、ＳＯｘパージ制御の実施を禁止するようになっている。

【0068】

一方、システム異常は発生していないが、実センサ値Ｔ_ａｃｔと推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}とに所定の温度差がある場合（０＜｜Ｔ_ａｃｔ−Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}｜≦Ｔ_ｔｈｒ）、異常判定部８２は、各触媒３１，３２の劣化に伴い発熱量変化が生じたものと判定する。発熱量変化が生じたと判定された場合は、劣化補正係数演算部８３による劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}の演算が実行される。

【0069】

劣化補正係数演算部８３は、実センサ値Ｔ_ａｃｔと推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}との温度差に所定の係数Ｃを乗じて積分する以下の数式（３）に基づいて、各触媒３１，３２の劣化度合である劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}を演算する。

【0070】

【数3】

【0071】

数式（３）から求められた劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}は、各触媒３１，３２の発熱特性として、上述の酸化触媒温度推定部７７及び、ＮＯｘ触媒温度推定部７８にそれぞれ入力され、これら推定部７７，７８で演算される触媒内部のＨＣ・ＣＯ発熱量に乗算されるようになっている。

【0072】

このように、本実施形態では、第２排気温度センサ４４の実センサ値Ｔ_ａｃｔと推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}との差に基づいて、システム異常の発生有無を判定すると共に、システム異常が発生した場合はＳＯｘパージを禁止するようになっている。これにより、システム異常が発生した状態でＳＯｘパージを実施することにより引き起こされる排気過昇温や、燃費の悪化等を効果的に防止することが可能になる。

【0073】

また、システム異常が発生していない場合であっても、実センサ値Ｔ_ａｃｔと推定センサ値Ｔ_{ｅｎｔ＿ｅｓｔ}とに温度差があれば、当該温度差に基づいて各触媒３１，３２の劣化補正係数Ｄ_{＿ｃｏｒｒ}を演算すると共に、触媒内部のＨＣ・ＣＯ発熱量推定に反映させるようになっている。これにより、各触媒３１，３２の劣化に伴い変化する発熱特性に応じたＨＣ・ＣＯ発熱量を精度よく演算が可能となり、触媒内部温度の推定精度も効果的に向上することができる。

【0074】

［ＳＯｘパージ制御の終了判定］
ＳＯｘパージ制御は、（１）ＳＯｘパージフラグＦ_ＳＰのオンから排気管噴射又はポスト噴射の噴射量を累積し、この累積噴射量が所定の上限閾値量に達した場合、（２）ＳＯｘパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限閾値時間に達した場合、（３）エンジン１０の運転状態やＮＯｘ／ラムダセンサ４５のセンサ値等を入力信号として含む所定のモデル式に基づいて演算されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＳＯｘ吸着量がＳＯｘ除去成功を示す所定の閾値まで低下した場合の何れかの条件が成立すると、ＳＯｘパージフラグＦＳＰをオフにして終了される（図２の時刻ｔ_４、図５の時刻ｔ_ｎ参照）。

【0075】

このように、本実施形態では、ＳＯｘパージ制御の終了条件に累積噴射量及び、経過時間の上限を設けたことで、ＳＯｘパージが排気温度の低下等によって進捗しなかった場合に、燃料消費量が過剰になることを効果的に防止することができる。

【0076】

［ＭＡＦ追従制御］
ＭＡＦ追従制御部８５は、（１）通常運転のリーン状態からＳＯｘパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、（２）ＳＯｘパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をＭＡＦ変化に応じて補正する制御（ＭＡＦ追従制御という）を実行する。

【0077】

［噴射量学習補正］
図８に示すように、噴射量学習補正部９０は、学習補正係数演算部９１と、噴射量補正部９２とを有する。

【0078】

学習補正係数演算部９１は、エンジン１０のリーン運転時にＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λ_Ａｃｔと、推定ラムダ値λ_Ｅｓｔとの誤差Δλに基づいて燃料噴射量の学習補正係数Ｆ_Ｃｏｒｒを演算する。排気がリーン状態のときは、排気中のＨＣ濃度が非常に低いので、酸化触媒３３でＨＣの酸化反応による排気ラムダ値の変化は無視できるほど小さい。このため、酸化触媒３１を通過して下流側のＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される排気中の実ラムダ値λ_Ａｃｔと、エンジン１０から排出された排気中の推定ラムダ値λ_Ｅｓｔとは一致すると考えられる。このため、これら実ラムダ値λ_Ａｃｔと推定ラムダ値λ_Ｅｓｔとに誤差Δλが生じた場合は、各筒内インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差によるものと仮定することができる。以下、この誤差Δλを用いた学習補正係数演算部９１による学習補正係数の演算処理を図９のフローに基づいて説明する。

【0079】

ステップＳ３００では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて、エンジン１０がリーン運転状態にあるか否かが判定される。リーン運転状態にあれば、学習補正係数の演算を開始すべく、ステップＳ３１０に進む。

【0080】

ステップＳ３１０では、推定ラムダ値λ_ＥｓｔからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λ_Ａｃｔを減算した誤差Δλに、学習値ゲインＫ_１及び補正感度係数Ｋ_２を乗じることで、学習値Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}が演算される（Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}＝（λ_Ｅｓｔ−λ_Ａｃｔ）×Ｋ_１×Ｋ_２）。推定ラムダ値λ_Ｅｓｔは、エンジン回転数Ｎｅやアクセル開度Ｑに応じたエンジン１０の運転状態から推定演算される。また、補正感度係数Ｋ_２は、図８に示す補正感度係数マップ９１ＡからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λ_Ａｃｔを入力信号として読み取られる。

【0081】

ステップＳ３２０では、学習値Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}の絶対値｜Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}｜が所定の補正限界値Ａの範囲内にあるか否かが判定される。絶対値｜Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}｜が補正限界値Ａを超えている場合、本制御はリターンされて今回の学習を中止する。

【0082】

ステップＳ３３０では、学習禁止フラグＦ_Ｐｒｏがオフか否かが判定される。学習禁止フラグＦ_Ｐｒｏとしては、例えば、エンジン１０の過渡運転時、ＳＯｘパージ制御時（Ｆ_ＳＰ＝１）、ＮＯｘパージ制御時（Ｆ_ＮＰ＝１）等が該当する。これらの条件が成立する状態では、実ラムダ値λ_Ａｃｔの変化によって誤差Δλが大きくなり、正確な学習を行えないためである。エンジン１０が過渡運転状態にあるか否かは、例えば、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λ_Ａｃｔの時間変化量に基づいて、当該時間変化量が所定の閾値よりも大きい場合に過渡運転状態と判定すればよい。

【0083】

ステップＳ３４０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照される学習値マップ９１Ｂ（図８参照）が、ステップＳ３１０で演算された学習値Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}に更新される。より詳しくは、この学習値マップ９１Ｂ上には、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに応じて区画された複数の学習領域が設定されている。これら学習領域は、好ましくは、使用頻度が多い領域ほどその範囲が狭く設定され、使用頻度が少ない領域ほどその範囲が広く設定されている。これにより、使用頻度が多い領域では学習精度が向上され、使用頻度が少ない領域では未学習を効果的に防止することが可能になる。

【0084】

ステップＳ３５０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として学習値マップ９１Ｂから読み取った学習値に「１」を加算することで、学習補正係数Ｆ_Ｃｏｒｒが演算される（Ｆ_Ｃｏｒｒ＝１＋Ｆ_{ＣｏｒｒＡｄｐｔ}）。この学習補正係数Ｆ_Ｃｏｒｒは、図８に示す噴射量補正部９２に入力される。

【0085】

噴射量補正部９２は、パイロット噴射Ｑ_{Ｐｉｌｏｔ}、プレ噴射Ｑ_Ｐｒｅ、メイン噴射Ｑ_Ｍａｉｎ、アフタ噴射Ｑ_{Ａｆｔｅｒ}、ポスト噴射Ｑ_Ｐｏｓｔの各基本噴射量に学習補正係数Ｆ_Ｃｏｒｒを乗算することで、これら燃料噴射量の補正を実行する。

【0086】

このように、推定ラムダ値λ_Ｅｓｔと実ラムダ値λ_Ａｃｔとの誤差Δλに応じた学習値で各筒内インジェクタ１１に燃料噴射量を補正することで、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化、個体差等のバラツキを効果的に排除することが可能になる。

【0087】

［ＭＡＦ補正係数］
ＭＡＦ補正係数演算部９５は、ＳＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}や目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}の設定に用いられるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}を演算する。

【0088】

本実施形態において、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量は、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λ_Ａｃｔと推定ラムダ値λ_Ｅｓｔとの誤差Δλに基づいて補正される。しかしながら、ラムダは空気と燃料の比であるため、誤差Δλの要因が必ずしも各筒内インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差の影響のみとは限らない。すなわち、ラムダの誤差Δλには、各筒内インジェクタ１１のみならずＭＡＦセンサ４０の誤差も影響している可能性がある。

【0089】

図１０は、ＭＡＦ補正係数演算部９５によるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}の設定処理を示すブロック図である。補正係数設定マップ９６は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を示すＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}が予め実験等に基づいて設定されている。

【0090】

ＭＡＦ補正係数演算部９５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として補正係数設定マップ９６からＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}を読み取ると共に、このＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_{＿ｃｏｒｒ}をＭＡＦ目標値演算部６２及び噴射量目標値演算部６６に送信する。これにより、ＳＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦ_{ＳＰＬ＿Ｔｒｇｔ}や目標噴射量Ｑ_{ＳＰＲ＿Ｔｒｇｔ}の設定に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を効果的に反映することが可能になる。

【0091】

［その他］
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0092】

１０ エンジン
１１ 筒内インジェクタ
１２ 吸気通路
１３ 排気通路
１６ 吸気スロットルバルブ
２４ ＥＧＲバルブ
３１ 酸化触媒
３２ ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
３３ フィルタ
３４ 排気インジェクタ
４０ ＭＡＦセンサ
４５ ＮＯｘ／ラムダセンサ
５０ ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】