(57)【要約】【課題】排気通路の使用状態を反映した経年履歴を用いることによって、排気通路に塗布された防錆剤の除去状況を容易に判定することができ、ＮＯｘ触媒の再生と白煙防止とを両立することができるエンジンの排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジンＥの排気通路４１に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン状態であるときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵すると共に吸蔵したＮＯｘを排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍或いは理論空燃比よりもリッチ状態であるときに還元するＮＯｘ触媒４５と、ＮＯｘ触媒４５の還元浄化条件が成立したとき、排気ガスの空燃比をＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定してＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＰＣＭ６０とを備え、ＰＣＭ６０は、新規排気管装着時からの走行距離に基づいて目標空燃比を減少側へ補正する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン状態であるときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵すると共に吸蔵したＮＯｘを排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍或いは理論空燃比よりもリッチ状態であるときに還元するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒の還元浄化条件が成立したとき、排気ガスの空燃比を前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定して前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元制御手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記ＮＯｘ還元制御手段は、前記排気通路の使用状態を反映した経年履歴に基づいて前記目標空燃比を減少側へ補正することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気通路に設けられ且つ排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
前記捕集されたパティキュレート量が所定の判定値以上になると前記フィルタの温度を上昇させて前記捕集されたパティキュレートを燃焼除去する再生手段とを備え、
前記ＮＯｘ還元制御手段は、前記再生手段により前記フィルタが再生されたとき、前記減少側への補正を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘ還元制御手段は、車両の走行距離をパラメータとする前記経年履歴に基づいて前記減少側への補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘ還元制御手段は、新規排気通路装着時からの走行距離をパラメータとする前記経年履歴に基づいて前記減少側への補正を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記ＮＯｘ還元制御手段は、エンジンの膨張行程に燃料を噴射するポスト噴射であって、前記ＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定するポスト噴射を用いて前記経年履歴に基づく前記減少側への補正を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの空燃比をＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定してＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元させるエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きいリーンな状態（１＜λ）において、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である状態（λ≒１）或いは理論空燃比よりもリッチな状態（λ＜１）において、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）と吸蔵したＮＯｘを反応させて窒素（Ｎ２）に還元するＮＯｘ吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が知られている。
通常の運転領域では、燃費を向上させる観点から、空燃比をリーン状態に設定してエンジンを運転しているが、リーンな運転状態が継続した場合、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が許容量を超えて飽和し、ＮＯｘ触媒が排気ガス中のＮＯｘを吸蔵できなくなる。
それ故、要求トルクに対応したメイン噴射量に加えて、膨張行程で別途燃料を噴射するポスト噴射を行うことで空燃比を理論空燃比或いは理論空燃比よりもリッチな状態に設定し、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元することにより、適宜、ＮＯｘ触媒を再生するようにしている。
【０００３】
ところで、ＮＯｘ触媒の温度が再生可能温度まで上昇したことにより、ポスト噴射によって空燃比を理論空燃比よりもリッチ状態にするリッチスパイク運転が可能な状況であっても、直前までの運転履歴によっては、空燃比のリッチ化に伴って比較的大量の黒煙を発生することがある。
特許文献１のエンジンの排気浄化装置は、運転履歴として、排気温度や給気温度等を気筒内の温度相関値として監視し、この温度が所定温度を超えているとき、気筒内の温度が上昇していると擬制してリッチスパイク運転を禁止している。
これにより、黒煙の発生量を迅速且つ確実に抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４０００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気通路の少なくとも一部を構成する排気管を交換した際、新規排気管を装着してからの所定期間に亙り白煙が発生するという現象が生じる。
これは、排気管が金属材料（例えば、スチール等）で製造されているため、新規排気管の場合、表面に防錆剤が塗布された状態で倉庫等に保管されていることが要因である。
つまり、防錆剤は、ベース成分である溶剤及び潤滑油と、添加成分である防錆添加剤、油膜調整剤、酸化防止剤、金属不活性化等によって構成されており、ベース成分である溶剤及び潤滑油の主成分が炭化水素類に相当しているためである。
そして、ＮＯｘ触媒の再生のために膨張行程で空燃比を増加するポスト噴射を行った場合、排気ガス温度の上昇に伴い、炭化水素を多く含む防錆剤が排気ガス中に蒸発することから、排気ガスの空燃比が目標空燃比を大幅に超え、排気ガス中の炭化水素が増加することに起因している。
【０００６】
そこで、予め、防錆剤の蒸発を考慮したポスト噴射量を設定することが考えられる。
しかし、この白煙現象は、排気管に塗布された防錆剤が全て蒸発することにより終了するため、一様に防錆剤を考慮したポスト噴射量を設定した場合、防錆剤の蒸発終了後、ＮＯｘ触媒の再生に必要な排気ガス中の炭化水素が不足し、再生不良になる虞がある。
また、排気管の交換直後であっても、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）の再生処理が実行された場合、高温の排気ガス温度により防錆剤が全て蒸発除去されるため、以後、白煙の発生は生じない。
即ち、エミッション上、ＮＯｘ触媒の再生と白煙防止とを両立させる技術の早急な確立が要求されている。
【０００７】
本発明の目的は、ＮＯｘ触媒の再生と白煙防止とを両立可能なエンジンの排気浄化装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のエンジンの排気浄化装置は、エンジンの排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン状態であるときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵すると共に吸蔵したＮＯｘを排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍或いは理論空燃比よりもリッチ状態であるときに還元するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒の還元浄化条件が成立したとき、排気ガスの空燃比を前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定して前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元制御手段とを備えたエンジンの排気浄化装置において、前記ＮＯｘ還元制御手段は、前記排気通路の使用状態を反映した経年履歴に基づいて前記目標空燃比を減少側へ補正することを特徴としている。
【０００９】
このエンジンの排気浄化装置では、排気通路の使用状態を反映した経年履歴に基づいて目標空燃比を減少側へ補正するため、排気通路の使用状態、所謂塗布された防錆剤の塗布状態を反映した経年履歴によって排気通路に塗布された防錆剤の除去状況を容易に判定することができ、この防錆剤の除去状況に基づいて目標空燃比を減少側へ補正することができる。
それ故、排気通路に塗布された防錆剤が残留しているとき、目標空燃比を減少側へ補正して、白煙の発生を抑制することができ、排気通路に塗布された防錆剤が除去されたとき、目標空燃比を減少側へ補正することなく、適正な目標空燃比を用いてＮＯｘ触媒を再生することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記排気通路に設けられ且つ排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、前記捕集されたパティキュレート量が所定の判定値以上になると前記フィルタの温度を上昇させて前記捕集されたパティキュレートを燃焼除去する再生手段とを備え、前記ＮＯｘ還元制御手段は、前記再生手段により前記フィルタが再生されたとき、前記減少側への補正を禁止することを特徴としている。
これによれば、再生手段によるフィルタ再生をパラメータとして排気通路に塗布された防錆剤の蒸発終了を確実に判定することができ、白煙を発生させることなく適正な目標空燃比を用いてＮＯｘ触媒を再生することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記ＮＯｘ還元制御手段は、車両の走行距離をパラメータとする前記経年履歴に基づいて前記減少側への補正を行うことを特徴としている。
これによれば、防錆剤の除去状況を走行距離という簡単な構成で判定することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記ＮＯｘ還元制御手段は、新規排気通路装着時からの走行距離をパラメータとする前記経年履歴に基づいて前記減少側への補正を行うことを特徴としている。
これによれば、減少側補正の対象から防錆剤が塗布されていない排気通路を除外することができ、防錆剤が塗布された排気通路について、防錆剤の除去状況を確実に判定することができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記ＮＯｘ還元制御手段は、エンジンの膨張行程に燃料を噴射するポスト噴射であって、前記ＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定するポスト噴射を用いて前記経年履歴に基づく前記減少側への補正を行うことを特徴としている。
これによれば、ポスト噴射を用いてＮＯｘ触媒の再生と白煙防止とを両立させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエンジンの排気浄化装置によれば、排気通路の使用状態を反映した経年履歴を用いることによって、排気通路に塗布された防錆剤の除去状況を容易に判定することができ、ＮＯｘ触媒の再生と白煙防止とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態においてパッシブＤｅＮＯｘ制御及びアクティブＤｅＮＯｘ制御の夫々を実行するエンジンの運転領域についての説明図である。
【図５】本発明の実施形態によるＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量算出処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態による目標空燃比の設定方法についての説明図である。
【図７】本発明の実施形態による走行距離とポスト噴射量の補正係数との相関関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態によるアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態によるパッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態による燃料噴射量補正制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態によるアンモニア吸着量の推定方法を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置について説明する。
【００１７】
＜システム構成＞
最初に、図１を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
【００１８】
図１に示すように、エンジンシステム２００は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンＥと、エンジンＥに吸気を供給する吸気系ＩＮと、エンジンＥに燃料を供給するための燃料供給系ＦＳと、エンジンＥの排気ガスを排出する排気系ＥＸと、エンジンシステム２００に関する各種の状態を検出するセンサ１００〜１１９と、エンジンシステム２００の制御を行うＰＣＭ（Power-train Control Module）６０と、ＳＣＲ触媒４７に関する制御を行うＤＣＵ（Dosing Control Unit）７０とを有する。
【００１９】
まず、吸気系ＩＮは、吸気が通過する吸気通路１を有しており、この吸気通路１上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機５のコンプレッサと、外気や冷却水により吸気を冷却するインタークーラ８と、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁７（スロットルバルブに相当する）と、エンジンＥに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク１２と、が設けられている。
また、吸気系ＩＮにおいて、エアクリーナ３の直下流側の吸気通路１上には吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０１及び吸気温度を検出する温度センサ１０２が設けられ、ターボ過給機５には吸気の圧力を検出する圧力センサ１０３が設けられ、インタークーラ８の直下流側の吸気通路１上には吸気温度を検出する温度センサ１０６が設けられ、吸気シャッター弁７には当該吸気シャッター弁７の開度を検出するポジションセンサ１０５が設けられ、サージタンク１２には吸気マニホールドにおける吸気の圧力を検出する圧力センサ１０８が設けられている。これらの吸気系ＩＮに設けられた各種センサ１０１〜１０８は、夫々、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１０８をＰＣＭ６０に出力する。
【００２０】
次に、エンジンＥは、吸気通路１（吸気マニホールドを含む）から供給された吸気を燃焼室１７内に導入する吸気バルブ１５と、燃焼室１７に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、通電により発熱する発熱部を燃焼室１７内に備えたグロープラグ２１と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により往復運動するピストン２３と、ピストン２３の往復運動により回転されるクランクシャフト２５と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを金属製の排気通路４１（排気マニホールドを含む）へ排出する排気バルブ２７と、を有する。また、エンジンＥには、クランクシャフト２５における上死点などを基準とした回転角としてのクランク角を検出するクランク角センサ１００が設けられており、このクランク角センサ１００は、検出したクランク角に対応する検出信号Ｓ１００をＰＣＭ６０に出力し、ＰＣＭ６０は、この検出信号Ｓ１００に基づきエンジン回転数を取得する。
【００２１】
燃料供給系ＦＳは、燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０から燃料噴射弁２０に燃料を供給するための燃料供給通路３８とを有する。燃料供給通路３８には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ３１と、高圧燃料ポンプ３３と、コモンレール３５とが設けられている。
【００２２】
次に、排気系ＥＸは、排気ガスが通過する排気通路４１を有しており、この排気通路４１上には、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサを駆動するターボ過給機５のタービンが設けられている。更に、このタービンの下流側の排気通路４１上には、上流側から順に、排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒４５と、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）４６と、ＤＰＦ４６の下流側の排気通路４１中に尿素（典型的には尿素水）を噴射する尿素インジェクタ５１と、尿素インジェクタ５１から噴射された尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアを排気ガス中のＮＯｘと反応（還元）させてＮＯｘを浄化するＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒４７と、ＳＣＲ触媒４７から放出されたアンモニアを酸化させて浄化するスリップ触媒４８と、が設けられている。尚、尿素インジェクタ５１は、ＤＣＵ７０から供給される制御信号Ｓ５１によって、排気通路４１中に尿素を噴射するための制御が行われる。
【００２３】
ここで、ＮＯｘ触媒４５及びＳＣＲ触媒４７についてより具体的に説明する。
ＮＯｘ触媒４５は、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きいリーンな状態（λ＞１）において排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、この吸蔵したＮＯｘを、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である状態（λ≒１）あるいは理論空燃比よりも小さいリッチな状態（λ＜１）において還元する、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＣ：NOx Storage Catalyst）である。ＮＯｘ触媒４５は、このように吸蔵したＮＯｘを還元する際にアンモニアを発生し、発生したアンモニアを放出する。具体的には、ＮＯｘ還元制御時に、ＮＯｘ触媒４５が吸蔵しているＮＯｘ中の「Ｎ」と、ＮＯｘ触媒４５に還元剤として供給された未燃燃料などの「ＨＣ」中の「Ｈ」とが結合することで、アンモニア（ＮＨ3）が生成される。
また、ＮＯｘ触媒４５は、上記のＮＳＣとしての機能だけでなく、排出ガス中の酸素を用いて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して水と二酸化炭素に変化させるディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）としての機能も有するように構成されている。具体的には、ＮＯｘ触媒４５は、ＤＯＣの触媒材層の表面をＮＳＣの触媒材によりコーティングすることで作られている。
他方で、ＳＣＲ触媒４７は、尿素インジェクタ５１から噴射された尿素より生成されたアンモニア、及び、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘの還元により生成されたアンモニアを吸着し、こうして吸着したアンモニアを排気ガス中のＮＯｘと反応させてＮＯｘを還元浄化する。例えば、ＳＣＲ触媒４７は、アンモニアによってＮＯｘを還元する触媒金属を、アンモニアをトラップするゼオライトに担持させて触媒成分を形成し、この触媒成分をハニカム担体のセル壁に担持させることで作られている。ＮＯｘ還元用の触媒金属としては、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｗなどが用いられる。
尚、上記したＤＣＵ７０は、ＳＣＲ触媒４７によるＮＯｘ浄化性能の確保と、ＳＣＲ触媒４７からのアンモニアの放出（スリップ）の抑制とを両立する観点から、ＳＣＲ触媒４７に適量のアンモニアが吸着されるように、尿素インジェクタ５１から尿素を噴射させる制御を行う。この場合、ＳＣＲ触媒４７の温度に応じてアンモニア吸着能力が変化するので（具体的にはＳＣＲ触媒４７の温度が高くなるとＳＣＲ触媒４７からアンモニアが放出されやすくなる）、ＤＣＵ７０は、ＳＣＲ触媒４７の温度も考慮に入れて、尿素インジェクタ５１から尿素を噴射させる制御を行う。
【００２４】
また、図１に示すように、排気系ＥＸにおいては、ターボ過給機５のタービンの上流側の排気通路４１上には排気ガスの圧力を検出する圧力センサ１０９及び排気ガスの温度を検出する温度センサ１１０が設けられ、ターボ過給機５のタービンの直下流側の排気通路４１上には酸素濃度を検出するＯ2センサ１１１が設けられている。更に、排気系ＥＸには、ＮＯｘ触媒４５の直上流側の排気ガスの温度を検出する温度センサ１１２と、ＮＯｘ触媒４５とＤＰＦ４６との間の排気ガスの温度を検出する温度センサ１１３と、ＤＰＦ４６の直上流側と直下流側との排気ガスの圧力差を検出する差圧センサ１１４と、ＤＰＦ４６の直下流側の排気ガスの温度を検出する温度センサ１１５と、ＤＰＦ４６の直下流側の排気ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ１１６と、ＳＣＲ触媒４７の直上流側の排気ガスの温度を検出する温度センサ１１７と、ＳＣＲ触媒４７の直下流側の排気ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ１１８と、スリップ触媒４８の直上流側の排気ガス中のＰＭを検出するＰＭセンサ１１９と、が設けられている。これらの排気系ＥＸに設けられた各種センサセンサ１０９〜１１９は、夫々、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０９〜Ｓ１１９をＰＣＭ６０に出力する。
【００２５】
更に、本実施形態では、ターボ過給機５は、排気エネルギーが低い低回転域から高回転域まで全域で効率よく高過給を得られる２段過給システムとして構成されている。
即ち、ターボ過給機５は、高回転域において多量の空気を過給するための大型ターボチャージャー５ａと、低い排気エネルギーでも効率よく過給を行える小型ターボチャージャー５ｂと、小型ターボチャージャー５ｂのコンプレッサへの吸気の流れを制御するコンプレッサバイパスバルブ５ｃと、小型ターボチャージャー５ｂのタービンへの排気の流れを制御するレギュレートバルブ５ｄと、大型ターボチャージャー５ａのタービンへの排気の流れを制御するウェイストゲートバルブ５ｅとを備えており、エンジンＥの運転状態（エンジン回転数及び負荷）に応じて各バルブを駆動することにより、大型ターボチャージャー５ａと小型ターボチャージャー５ｂによる過給を切り替える。
【００２６】
本実施形態によるエンジンシステム２００は、ＥＧＲ装置４３を更に有する。このＥＧＲ装置４３は、ターボ過給機５のタービンの上流側の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサの下流側（詳しくはインタークーラ８の下流側）の吸気通路１とを接続するＥＧＲ通路４３ａと、ＥＧＲ通路４３ａを通過する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ４３ｂと、ＥＧＲ通路４３ａを通過させる排気ガスの流量を調整する第１ＥＧＲバルブ４３ｃと、ＥＧＲクーラ４３ｂをバイパスさせて排気ガスを流すためのＥＧＲクーラバイパス通路４３ｄと、ＥＧＲクーラバイパス通路４３ｄを通過させる排気ガスの流量を調整する第２ＥＧＲバルブ４３ｅと、を有する。
【００２７】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置の電気的構成について説明する。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００２８】
本発明の実施形態によるＰＣＭ６０は、上述した各種センサ１００〜１１９の検出信号Ｓ１００〜Ｓ１１９に加えて、アクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１５０、及び車速を検出する車速センサ１５１の夫々が出力した検出信号Ｓ１５０、Ｓ１５１に基づいて、主に、燃料噴射弁２０に対する制御を行うべく制御信号Ｓ２０を出力し、吸気シャッター弁７に対する制御を行うべく制御信号Ｓ７を出力する。
【００２９】
特に、本実施形態では、ＰＣＭ６０は、排気ガスの空燃比を目標空燃比（具体的には理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりも小さい所定の空燃比）に設定するように燃料噴射弁２０からポスト噴射させて、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元させるための制御（ＮＯｘ還元制御）を行う。つまり、ＰＣＭ６０は、ドライバのアクセル操作に応じたエンジントルクを出力させるために気筒内に燃料を噴射するメイン噴射に加えて（基本的にはメイン噴射においては排気ガスの空燃比がリーンになるように燃料噴射量等が設定される）、このメイン噴射の後に、エンジントルクの出力に寄与しないタイミング（具体的には膨張行程）で燃料を噴射するポスト噴射を行って、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である状態（λ≒１）あるいは理論空燃比よりも小さいリッチな状態（λ＜１）に設定されるようにして、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元させる。以下では、このようなＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元させるための制御を「ＤｅＮＯｘ制御」と呼ぶ。尚、「ＤｅＮＯｘ」の文言中の「Ｄｅ」は分離や除去を意味する接頭語である。
【００３０】
また、詳細は後述するが、ＰＣＭ６０は、「アンモニア吸着量取得手段」及び「ＮＯｘ
還元制御手段」として機能する。
【００３１】
尚、ＰＣＭ６０は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
【００３２】
＜燃料噴射制御＞
次に、図３を参照して、本発明の実施形態による燃料噴射制御について説明する。図３は、本発明の実施形態による燃料噴射制御を示すフローチャート（燃料噴射制御フロー）である。この燃料噴射制御フローは、車両のイグニッションがオンにされてＰＣＭ６０に電源が投入された場合に開始され、所定の周期で繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１では、ＰＣＭ６０は、車両の運転状態を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、少なくとも、アクセル開度センサ１５０が検出したアクセル開度、車速センサ１５１が検出した車速、クランク角センサ１００が検出したクランク角、及び車両の変速機に現在設定されているギヤ段を取得する。
【００３４】
次いで、ステップＳ１０２では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１０１で取得されたアクセルペダルの操作等を含む車両の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して現在のアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。
【００３５】
次いで、ステップＳ１０３では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１０２で決定された目標加速度を実現するためのエンジンＥの目標トルクを決定する。この場合、ＰＣＭ６０は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジンＥが出力可能なトルクの範囲内で、目標トルクを決定する。
【００３６】
次いで、ステップＳ１０４では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１０３で決定された目標トルクをエンジンＥから出力させるべく、当該目標トルク及びエンジン回転数に基づいて、燃料噴射弁２０から噴射させるべき燃料噴射量を算出する。この燃料噴射量は、メイン噴射において適用する燃料噴射量（メイン噴射量）である。
【００３７】
他方で、上記したステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理と並行して、ステップＳ１０５において、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの運転状態に応じた燃料の噴射パターンを設定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、上記したＤｅＮＯｘ制御を行う場合には、メイン噴射に加えてポスト噴射を少なくとも行う燃料噴射パターンを設定する。
この場合、ＰＣＭ６０は、ポスト噴射において適用する燃料噴射量（ポスト噴射量）や、ポスト噴射を行うタイミング（ポスト噴射タイミングなど）も決定する。これらについては、詳細は後述する。
【００３８】
ステップＳ１０４及びＳ１０５の後、ステップＳ１０６に進み、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１０４で算出されたメイン噴射量及びステップＳ１０５で設定された燃料噴射パターンに基づき（ポスト噴射を行う場合にはポスト噴射量やポスト噴射タイミングも含む）、燃料噴射弁２０を制御する。つまり、ＰＣＭ６０は、所望の燃料噴射パターンにおいて所望の量の燃料が噴射されるように燃料噴射弁２０を制御する。
【００３９】
＜ＤｅＮＯｘ制御＞
以下では、本発明の実施形態によるＤｅＮＯｘ制御について具体的に説明する。
【００４０】
最初に、本発明の実施形態によるＤｅＮＯｘ制御の基本概念について説明する。本実施形態では、ＰＣＭ６０は、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が所定量以上である場合、典型的にはＮＯｘ吸蔵量が限界付近にある場合に、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを略零になるまで低下させるべく、排気ガスの空燃比を理論空燃比近傍あるいは理論空燃比以下の目標空燃比に継続的に設定するように燃料噴射弁２０からポスト噴射させるＤｅＮＯｘ制御（以下では適宜「アクティブＤｅＮＯｘ制御」と呼ぶ。）を実行する。こうすることで、ＮＯｘ触媒４５に多量に吸蔵されたＮＯｘを強制的に還元して、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ浄化性能を確実に確保するようにする。
【００４１】
また、本実施形態では、ＰＣＭ６０は、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であっても、車両の加速により排気ガスの空燃比がリッチ側に変化するときに、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元させるべく、排気ガスの空燃比を目標空燃比に一時的に設定するように燃料噴射弁２０からポスト噴射させるＤｅＮＯｘ制御（以下では適宜「パッシブＤｅＮＯｘ制御」と呼ぶ。）を実行する。このパッシブＤｅＮＯｘ制御は、加速時のようなメイン噴射量が増加して排気ガスの空燃比が低下するような状況に乗じて、空燃比を理論空燃比近傍あるいは理論空燃比以下の目標空燃比に設定するようにポスト噴射を行うので、排気ガスの空燃比が低下しない状況（つまり非加速時）においてＤｅＮＯｘ制御を行う場合よりも、空燃比を目標空燃比に設定するためのポスト噴射量が少なくなる。また、パッシブＤｅＮＯｘ制御は、車両の加速に乗じて行われるので、比較的高頻度で行われることとなる。
【００４２】
本実施形態では、このようなパッシブＤｅＮＯｘ制御を適用することで、ＤｅＮＯｘによる燃費悪化などを抑制しつつ、ＤｅＮＯｘを高頻度で行うようにする。パッシブＤｅＮＯｘ制御は比較的短い期間しか行われないが、高頻度で行われるので、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量を効率的に低下させることができる。
その結果、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が所定量以上になりにくくなるので、パッシブＤｅＮＯｘ制御よりも多量のポスト噴射量を要するアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度を低下させることができ、ＤｅＮＯｘによる燃費悪化を効果的に改善することが可能となる。
【００４３】
更に、本実施形態では、上記のアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合、ポスト噴射させた燃料をエンジンＥの筒内において燃焼させることで、排気ガスの空燃比を目標空燃比に設定するようにする。この場合、ＰＣＭ６０は、ポスト噴射された燃料が筒内において燃焼されるタイミングにおいてポスト噴射を行う。具体的には、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの膨張行程前半における所定のタイミングを、アクティブＤｅＮＯｘ制御でのポスト噴射タイミングとして設定する。このようなポスト噴射タイミングをアクティブＤｅＮＯｘ制御において適用することで、ポスト噴射された燃料がそのまま未燃燃料（つまりＨＣ）として排出されることや、ポスト噴射された燃料によるオイル希釈を抑制するようにしている。
【００４４】
他方で、本実施形態では、ＰＣＭ６０は、上記のパッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合には、ポスト噴射させた燃料をエンジンＥの筒内において燃焼させずに未燃燃料として
排気通路４１に排出させることで、排気ガスの空燃比を目標空燃比に設定するようにする。この場合、ＰＣＭ６０は、ポスト噴射された燃料が筒内において燃焼されずに未燃燃料として排気通路４１に排出されるタイミングにおいてポスト噴射を行う。具体的には、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの膨張行程後半における所定のタイミングを、パッシブＤｅＮＯｘ制御でのポスト噴射タイミングとして設定する。このようなポスト噴射タイミングをパッシブＤｅＮＯｘ制御において適用することで、ポスト噴射された燃料が筒内において燃焼してスモーク（煤）が発生することを抑制するようにしている。
【００４５】
ここで、図４を参照して、本発明の実施形態においてパッシブＤｅＮＯｘ制御及びアクティブＤｅＮＯｘ制御の夫々を実行するエンジンＥの運転領域について説明する。図４は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジン負荷を示している。また、図４において、曲線Ｌ１は、エンジンＥの最大トルク線を示している。
【００４６】
図４に示すように、本実施形態では、ＰＣＭ６０は、エンジン負荷が第１所定負荷Ｌｏ１以上で第２所定負荷Ｌｏ２（＞第１所定負荷Ｌｏ１）未満である中負荷域にあり、且つ、エンジン回転数が第１所定回転数Ｎ１以上で第２所定回転数Ｎ２（＞第１所定回転数Ｎ１）未満である中回転域にある場合に、つまりエンジン負荷及びエンジン回転数が符号Ｒ１２に示す運転領域（以下では「アクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２」と呼ぶ。）に含まれる場合に、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する。このようなアクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２を採用する理由は以下の通りである。
【００４７】
上述したように、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合、ポスト噴射された燃料がそのまま排出されることによるＨＣの発生やポスト噴射された燃料によるオイル希釈などを抑制する観点から、ポスト噴射された燃料が筒内において燃焼されるタイミングにおいてポスト噴射を行う。この場合、本実施形態では、ポスト噴射された燃料を燃焼させたときに、スモークの発生を抑制すると共に、ＨＣの発生（つまり不完全燃焼による未燃燃料の排出）を抑制するようにする。具体的には、ポスト噴射された燃料が燃焼するまでの時間をできるだけ稼ぐようにし、つまり空気と燃料が適切に混合された状態で着火が生じるようにして、スモーク及びＨＣの発生を抑制している。このために、アクティブＤｅＮＯｘ制御時には適量のＥＧＲガスを導入することで、ポスト噴射された燃料の着火を効果的に遅延させるようにしている。
【００４８】
尚、アクティブＤｅＮＯｘ制御時にＨＣの発生を抑制する理由は、上記のようにＥＧＲガスを導入する場合に、ＨＣもＥＧＲガスとして吸気系ＩＮに還流されて、このＨＣがバインダとなって煤と結合してガスの通路が閉塞してしまうのを防止するためである。
加えて、ＮＯｘ触媒４５の温度が低く、ＨＣの浄化性能（ＮＯｘ触媒４５中のＤＯＣによるＨＣの浄化性能）が確保されないような領域においてアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行したときに、ＨＣが浄化されずに排出されてしまうのを防止するためである。
因みに、アクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２には、そのようなＨＣの浄化性能が確保されないようなＮＯｘ触媒４５の温度が比較的低い領域も含めている。
また、アクティブＤｅＮＯｘ制御時にスモークの発生を抑制する理由は、スモークに対応するＰＭはＤＰＦ４６に捕集されるが、このＤＰＦ４６に捕集されたＰＭを燃焼除去するためのＤＰＦ再生（ＤｅＮＯｘ制御と同様にポスト噴射させる制御）が高頻度で行われて、燃費などが悪化してしまうのを抑制するためである。
【００４９】
ところで、エンジン負荷が高くなると、目標空燃比を実現するためにエンジンＥに導入する空気を絞ることで、ポスト噴射された燃料を適切に燃焼させるのに必要な酸素が足りなくなってスモークやＨＣが発生する傾向にある。特に、エンジン負荷が高くなると、筒内温度が高くなり、ポスト噴射された燃料が着火するまでの時間を適切に確保することができずに途中で着火が生じ、つまり空気と燃料が適切に混合されていない状態で燃焼が生じ、スモークやＨＣが発生してしまう。他方で、エンジン負荷がかなり低い領域では、ＮＯｘ触媒４５の温度が低く、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ還元機能が十分に発揮されなくなる。
加えて、この領域では、ポスト噴射された燃料が適切に燃焼しなくなる、つまり失火が発生してしまう。尚、上記ではエンジン負荷に関する現象を述べたが、エンジン回転数についても同様の現象が生じる。
【００５０】
以上のことから、本実施形態では、中負荷域且つ中回転域に対応するエンジンＥの運転領域を、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行するアクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２として採用している。換言すると、本実施形態では、アクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２でのみ、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行することとし、アクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２以外の運転領域では、アクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止する。このようにアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止することとしたエンジンＥの運転領域では、特にアクティブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１２よりも高負荷側又は高回転側の領域では（符号Ｒ１３を付した領域）では、ＳＣＲ触媒４７のＮＯｘ浄化性能が十分に確保されているので、ＳＣＲ触媒４７がＮＯｘを浄化することとなり、ＤｅＮＯｘ制御を実行しなくても車両からのＮＯｘの排出を防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、ＳＣＲ触媒４７でＮＯｘを浄化させる領域Ｒ１３よりも更に高負荷側の領域（符号Ｒ１１を付した領域であり、以下では「パッシブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１１」と呼ぶ。）では、排気ガス量が大きくなり、ＳＣＲ触媒４７でＮＯｘを浄化しきれなくなるので、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する。このパッシブＤｅＮＯｘ制御では、上記したように、ポスト噴射された燃料が筒内において燃焼されずに未燃燃料として排気通路４１に排出されるタイミングにおいてポスト噴射を行う。
パッシブＤｅＮＯｘ実行領域Ｒ１１では、ＮＯｘ触媒４５の温度が十分に高く、ＨＣの浄化性能（ＮＯｘ触媒４５中のＤＯＣによるＨＣの浄化性能）が確保されているので、このように排出された未燃燃料をＮＯｘ触媒４５で適切に浄化することができる。
尚、パッシブＤｅＮＯｘ制御において、アクティブＤｅＮＯｘ制御のようにポスト噴射された燃料を筒内において燃焼させると、スモークが発生してしまう。その理由は、上述したように、エンジン負荷が高くなるとアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止することとした理由と同様である。そのため、パッシブＤｅＮＯｘ制御では、ポスト噴射された燃料を筒内において燃焼させずに未燃燃料として排気通路４１に排出している。
【００５２】
次に、本発明の実施形態においてパッシブＤｅＮＯｘ制御及びアクティブＤｅＮＯｘ制御を行う温度範囲について説明する。基本的には、ＮＯｘ触媒４５は、比較的低温域においてＮＯｘ浄化性能を発揮し、ＳＣＲ触媒４７は、比較的高温域、具体的にはＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ浄化性能が発揮される温度域よりも高い温度域においてＮＯｘ浄化性能を発揮する。本実施形態では、ＳＣＲ触媒４７により所定以上のＮＯｘ浄化率が得られる温度範囲の下側の境界値付近の温度を判定温度（以下では「ＳＣＲ判定温度」と呼ぶ。）として用い、ＰＣＭ６０は、ＳＣＲ触媒４７の温度（以下では「ＳＣＲ温度」と呼ぶ。）がＳＣＲ判定温度未満である場合にのみ、パッシブＤｅＮＯｘ制御又はアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行し、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度以上である場合には、パッシブＤｅＮＯｘ制御及びアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止する。こうするのは、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度以上である場合には、排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒４７によって適切に浄化させることができるので、ＮＯｘ触媒４５によるＮＯｘの浄化性能を確保すべくＤｅＮＯｘ制御を敢えて行う必要がないからである。そのため、本実施形態では、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度以上である場合には、ＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止して、ＤｅＮＯｘ制御の実行に起因する燃費悪化を抑制するようにしている。
【００５３】
次に、図５を参照して、本発明の実施形態においてＤｅＮＯｘ制御時に適用するポスト噴射量（以下では「ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量」と呼ぶ。）の算出方法について説明する。図５は、本発明の実施形態によるＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量算出処理を示すフローチャート（ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量算出フロー）である。このＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量算出フローは、ＰＣＭ６０によって所定の周期で繰り返し実行されると共に、図３に示した燃料噴射制御フローと並行して実行される。つまり、燃料噴射制御が行われている最中に、ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量が随時算出される。
【００５４】
まず、ステップＳ１１１では、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの運転状態を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、少なくとも、エアフローセンサ１０１によって検出された吸入空気量（新気量）、Ｏ2センサ１１１によって検出された排気ガスの酸素濃度、図３のステップＳ１０４で算出されたメイン噴射量を取得する。
また、ＰＣＭ６０は、所定のモデルなどにより求められた、ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流される排気ガス量（ＥＧＲガス量）も取得する。加えて、ＳＣＲ触媒４７に吸着されたアンモニアの量であるアンモニア吸着量を取得する。この場合、ＰＣＭ６０は、推定したアンモニア吸着量を取得する。アンモニア吸着量の推定方法については、詳細は後述する（図１１参照）。
【００５５】
次いで、ステップＳ１１２では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１１１で取得したＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量に基づいて、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元するために適用する目標空燃比を設定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合に適用する目標空燃比と、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合に適用する目標空燃比の夫々を、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量に基づき設定する。この目標空燃比の設定方法について、図６を参照して具体的に説明する。
【００５６】
図６は、本発明の実施形態による目標空燃比の設定方法についての説明図である。
図６は、横軸にＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量を示し、縦軸に目標空燃比を示している。
【００５７】
図６において、「λ１」は理論空燃比を示し、この理論空燃比λ１よりもリッチ側の空燃比の領域Ｒ２１は、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元可能な空燃比の範囲を示し、理論空燃比λ１よりもリーン側の空燃比の領域Ｒ２２は、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元不可能な空燃比の範囲を示している。また、グラフＧ１１は、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合にＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量に応じて設定すべき目標空燃比を示しており、グラフＧ１２は、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合にＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量に応じて設定すべき目標空燃比を示している。これらのグラフＧ１１、Ｇ１２は、アンモニア吸着量に応じて設定すべき目標空燃比を規定したマップに相当する。
【００５８】
基本的には、目標空燃比を領域Ｒ２１内においてリーン側に設定すると、ＮＯｘ触媒４５に供給される還元剤（ＨＣなど）の量が少なくなり、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘの還元効率（ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘが還元する速度に相当する。以下同様とする。）は低下するが、ＮＯｘ触媒４５からのアンモニア発生量が減少する。これを考慮して、本実施形態では、グラフＧ１１、Ｇ１２に示すように、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合及びアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合の両方とも、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量が多くなるほど、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを還元可能な空燃比の範囲内（領域Ｒ２１）において目標空燃比をリーン側に設定する。例えば、０．９８程度の目標空燃比に設定される。
ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量が多い場合に、このようなリーン側の目標空燃比をＤｅＮＯｘ制御に適用することで、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘ還元効率をある程度確保しつつ、このＮＯｘ還元によりＮＯｘ触媒４５から発生されたアンモニアがＳＣＲ触媒４７で吸着しきれずに放出されてしまうことを抑制している。
【００５９】
これに対して、目標空燃比をリッチ側に設定すると、ＮＯｘ触媒４５に供給される還元剤（ＨＣなど）の量が多くなり、ＮＯｘ触媒４５からのアンモニア発生量は増加するが、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘ還元効率が向上する。そのため、本実施形態では、グラフＧ１１、Ｇ１２に示すように、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合及びアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合の両方とも、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量が少なくなるほど、目標空燃比をリッチ側に設定する。例えば、０．９６程度の目標空燃比に設定される。ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量が少ない場合には、ＮＯｘ還元によりＮＯｘ触媒４５から発生されたアンモニアがＳＣＲ触媒４７で吸着しきれずに放出されるまでに時間がかかるので、この場合には、リッチ側の目標空燃比をＤｅＮＯｘ制御に適用することで、ＮＯｘ触媒４５からのアンモニア発生の抑制よりも、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘ還元効率の向上を優先するようにしている。
【００６０】
また、本実施形態では、グラフＧ１１、Ｇ１２に示すように、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合には、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合よりも、同一のアンモニア吸着量において適用する目標空燃比をリッチ側に設定する。こうする理由は以下の通りである。パッシブＤｅＮＯｘ制御は、空燃比が一時的に低下する加速時に行われるものであるので、アクティブＤｅＮＯｘ制御よりも実行継続時間が短いため、ＮＯｘ触媒４５から発生されるアンモニア量（積算量）が少なくなる。そのため、アンモニアがＳＣＲ触媒４７で吸着しきれずに放出される可能性は低い。他方で、ＤｅＮＯｘ制御の開始時においては、ＤｅＮＯｘ制御によりＮＯｘ触媒４５に還元剤として供給された未燃燃料などの「ＨＣ」中の「Ｈ」が、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵された酸素の「Ｏ」と先に反応して消費され、ＮＯｘ触媒４５からアンモニアは発生しない。実行継続時間が短いパッシブＤｅＮＯｘ制御は、このようなＮＯｘ触媒４５に吸蔵された酸素が消費されるまでの期間内に終了して、ＮＯｘ触媒４５からアンモニア量がほとんど発生されないか、或いは、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行期間の大部分が、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵された酸素が消費されるまでの期間内に含まれることとなり、ＮＯｘ触媒４５から発生されるアンモニア量が少なくなる。
【００６１】
以上の理由より、本実施形態では、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合には、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合よりも、同一のアンモニア吸着量において適用する目標空燃比をリッチ側に設定している。こうすることで、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合には、ＮＯｘ触媒４５からのアンモニア発生の抑制よりも、ＮＯｘ触媒４５におけるＮＯｘ還元効率の向上を優先するようにしている。
尚、パッシブＤｅＮＯｘ制御において適用するリッチ側の目標空燃比の最大値は、ＤｅＮＯｘ制御時のＨＣによるガス通路の閉塞を抑制すべく、ポスト噴射された燃料に対応するＨＣの発生量が所定量以下となるような空燃比に設定するのがよい。
【００６２】
また、本実施形態では、グラフＧ１１、Ｇ１２に示すように、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合及びアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行する場合の両方とも、アンモニア吸着量が比較的多い領域において適用する目標空燃比を略一定にしている。具体的には、アンモニア吸着量が比較的多い領域の全体において、目標空燃比をリーン側の最小値に設定している。こうする理由は以下の通りである。
ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着能力は、エンジンＥの運転状態やＳＣＲ温度などによって変化する。例えば、ＳＣＲ温度が高くなると、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着能力が低下して、ＳＣＲ触媒４７の最大のアンモニア吸着量が低下する傾向にある。
従って、本実施形態では、アンモニア吸着能力が低下するような状況であっても、ＤｅＮＯｘによりＮＯｘ触媒４５から発生されたアンモニアがＳＣＲ触媒４７で吸着しきれずに放出されてしまうことを確実に抑制すべく、余裕を見て、アンモニア吸着量に関する比較的広い範囲について、目標空燃比をリーン側の最小値に設定している。
【００６３】
尚、上記のようにＳＣＲ温度によりＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着能力が変化することを考慮して、ＳＣＲ温度に基づき、アンモニア吸着量に応じて設定すべき目標空燃比を更に変化させてもよい。具体的には、ＳＣＲ温度が高い場合には、ＳＣＲ温度が低い場合よりも、同一のアンモニア吸着量において適用する目標空燃比を領域Ｒ２１内においてリーン側に設定するのがよい。こうするのは、ＳＣＲ温度が高くなると、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着能力が低下して、ＳＣＲ触媒４７からアンモニアが放出されやすくなるからである。
【００６４】
図５に戻って、ステップＳ１１３以降の処理について説明する。ステップＳ１１３では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１１１で取得された新気量及びＥＧＲガス量に基づき、エンジンＥに導入される空気量（つまり充填量）を算出する。そして、ステップＳ１１４では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１１３で算出された充填量から、エンジンＥに導入される空気の酸素濃度を算出する。
【００６５】
次いで、ステップＳ１１５では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１１２で設定した目標空燃比を実現するのに必要なポスト噴射量（ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量）を算出する。
つまり、ＰＣＭ６０は、排気ガスの空燃比を目標空燃比にするためにメイン噴射量に加えてどれだけのポスト噴射量を適用すれば良いかを決定する。
この場合、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１１２で設定したアクティブＤｅＮＯｘ制御を行う場合の目標空燃比を実現するためのポスト噴射量と、ステップＳ１１２で設定したパッシブＤｅＮＯｘ制御を行う場合の目標空燃比を実現するためのポスト噴射量を夫々算出し、これらのポスト噴射量を夫々車両の走行距離に基づいて補正して最終的に燃焼室１７に対して噴射されるポスト噴射量を算出する。このポスト噴射量の補正方法について、図７を参照して具体的に説明する。
【００６６】
図７は、本発明の実施形態によるポスト噴射量の補正方法についての説明図である。
図７は、横軸に車両の走行距離を示し、縦軸に補正係数ｋ（０＜ｋ≦１）を示している。
【００６７】
破損等により、排気マニホールドを含めて排気通路４１の少なくとも一部を新規の排気通路４１に交換した場合、ポスト噴射による排気ガス温度の上昇によって交換された新規排気通路４１に塗布されている防錆剤が蒸発し、ＮＯｘ触媒４５に供給される排気ガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチになり、白煙の発生を招く虞がある。
そこで、ＰＣＭ６０は、車両の走行距離と補正係数ｋとの相関関係を規定したマップを備え、新規排気通路４１に交換したときからの走行距離を累積演算している。このＰＣＭ６０は、新規排気通路４１に交換したときからの累積走行距離に基づき、前述した、アクティブＤｅＮＯｘ制御を行う場合の目標空燃比を実現するためのポスト噴射量と、パッシブＤｅＮＯｘ制御を行う場合の目標空燃比を実現するためのポスト噴射量とを夫々減少させることで、実質的に各々のＤｅＮＯｘ制御における目標空燃比を減少側に補正している。
具体的には、図７に示すように、排気通路４１の交換時からの累積走行距離が所定値Ｘ以下の領域では、距離が大きい程１次関数状に増加し、所定値Ｘを超えた領域では、距離に拘らず１に設定された補正係数ｋを、先に算出されたアクティブＤｅＮＯｘ制御の目標空燃比に対応したポスト噴射量、又はパッシブＤｅＮＯｘ制御の目標空燃比に対応したポスト噴射量に乗算している。
尚、累積走行距離である所定値Ｘは、一般的な走行条件・環境にて、排気通路４１に塗布された防錆剤が完全に蒸発される走行距離を予め実験等により求めている。
【００６８】
また、ＤＰＦ４６の再生時、排気ガス温度が急激に上昇するため、累積走行距離が所定値Ｘ以下の領域であっても、排気通路４１に塗布された防錆剤の蒸発が終了する。
それ故、ＰＣＭ６０は、新規排気管装着後におけるＤＰＦ４６の再生処理以降には、前述した減少側補正を禁止し、前述した、アクティブＤｅＮＯｘ制御の目標空燃比に対応したポスト噴射量と、パッシブＤｅＮＯｘ制御の目標空燃比に対応したポスト噴射量とを最終的に燃焼室１７に対して噴射するポスト噴射量として設定している。
尚、このＤＰＦ４６の再生には、新車時、ＤＰＦ特性を馴染ませるために所定の走行距離（例えば１０ｋｍ以下の所定距離）で強制的に再生処理を行う馴染み再生処理を含んでいる。
【００６９】
以上を踏まえ、ＰＣＭ６０は、メイン噴射した燃料を燃焼させたときに発生する排気ガスの空燃比から、検出された酸素濃度と算出された酸素濃度との差に応じてフィードバック処理を適宜行って、排気ガスの空燃比を目標空燃比にするためのＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量を算出する。このようにＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量を算出することで、ＤｅＮＯｘ制御におけるポスト噴射によって、排気管交換時の白煙の発生を抑制しつつ、排気ガスの空燃比を精度良く目標空燃比に設定し、ＮＯｘ触媒４５に吸蔵されたＮＯｘを確実に還元するようにしている。
【００７０】
以下では、上記した本発明の実施形態によるアクティブＤｅＮＯｘ制御及びパッシブＤｅＮＯｘ制御について具体的に説明する。
【００７１】
まず、図８を参照して、本発明の実施形態によるアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行要否を判定するために用いるアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理について説明する。図８は、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理を示すフローチャート（アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フロー）である。このアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フローは、ＰＣＭ６０によって所定の周期で繰り返し実行されると共に、図３に示した燃料噴射制御フロー等と並行して実行される。
【００７２】
最初に、ステップＳ２０１では、ＰＣＭ６０は、車両における各種情報を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、少なくとも、ＮＯｘ触媒温度と、ＳＣＲ温度と、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量と、第１吸蔵量判定値α１等を取得する。この場合、ＮＯｘ触媒温度は、例えば、ＮＯｘ触媒４５の直上流側に設けられた温度センサ１１２によって検出された温度に基づいて推定される（ＮＯｘ触媒４５とＤＰＦ４６との間に設けられた温度センサ１１３によって検出された温度を用いても良い）。また、ＳＣＲ温度は、例えば、ＳＣＲ触媒４７の直上流側に設けられた温度センサ１１７によって検出された温度に基づいて推定される。また、ＮＯｘ吸蔵量は、例えば、エンジンＥの運転状態や排気ガスの流量や排気ガスの温度等に基づいて、排気ガス中のＮＯｘ量を推定し、このＮＯｘ量を積算していくことで求められる。
【００７３】
次いで、ステップＳ２０２では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２０１で取得されたＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度未満であるか否かを判定する。この判定の結果、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度未満である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進む。これに対して、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度以上である場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒４７によって適切に浄化させることができるので、ＰＣＭ６０は、アクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止すべく、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ２０６）。そして、処理は終了する。
【００７４】
次いで、ステップＳ２０３では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２０１で取得されたＮＯｘ触媒温度が所定温度を超えるか否かを判定する。ＮＯｘ触媒温度が低い場合には、排気ガスの空燃比を目標空燃比に設定しても、ＮＯｘ触媒４５は吸蔵しているＮＯｘをほとんど還元しない。従ってステップＳ２０３では、ＮＯｘ触媒４５が吸蔵しているＮＯｘを還元可能な状態であるか否かを判定している。そのために、ステップＳ２０３の判定で用いる所定温度は、ＮＯｘ触媒４５が吸蔵しているＮＯｘを還元可能なＮＯｘ触媒温度に基づき設定される。ステップＳ２０３の判定の結果、ＮＯｘ触媒温度が所定温度を超える場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進む。これに対して、ＮＯｘ触媒温度が所定温度以下である場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。
【００７５】
次いで、ステップＳ２０４では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２０１で取得されたＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量判定値α１を超えるか否かを判定する。例えば、第１吸蔵量判定値α１は、ＮＯｘ吸蔵量の限界値よりもある程度低い値に設定される。この判定の結果、ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量判定値α１を超える場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０５に進む。この場合には、ＰＣＭ６０は、アクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を許可すべく、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「１」に設定する（ステップＳ２０５）。こうすることで、エンジン始動後にアクティブＤｅＮＯｘ制御を実行してＮＯｘ触媒４５にある程度吸蔵されたＮＯｘを強制的に還元することで、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ浄化性能を確実に確保するようにする。これに対して、ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量判定値α１以下である場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、ＰＣＭ６０は、無駄なアクティブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止すべく、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ２０６）。そして、処理は終了する。
【００７６】
次に、図９を参照して、本発明の実施形態によるパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行要否を判定するために用いるパッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理について説明する。図９は、本発明の実施形態によるパッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの設定処理を示すフローチャート（パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フロー）である。このパッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フローは、ＰＣＭ６０によって所定の周期で繰り返し実行されると共に、図３に示した燃料噴射制御フローや図７に示したアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フロー等と並行して実行される。
【００７７】
まず、ステップＳ３０１では、ＰＣＭ６０は、車両における各種情報を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、少なくとも、ＮＯｘ触媒温度と、ＳＣＲ温度と、図３に示した燃料噴射制御フローで決定された目標トルクと、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量と、図８に示したアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フローで設定されたアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの値と、を取得する。尚、ＮＯｘ触媒温度、ＳＣＲ温度及びＮＯｘ吸蔵量の求め方は、上述した通りである。
加えて、ステップＳ３０１では、ＰＣＭ６０は、所定期間内におけるパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度も取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、所定期間（例えば数秒間又は数分間）の間にパッシブＤｅＮＯｘ制御を実行した回数を、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度として取得する。
【００７８】
次いで、ステップＳ３０２では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ３０１で取得されたＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度未満か否かを判定する。この判定の結果、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度未満の場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０３に進む。これに対して、ＳＣＲ温度がＳＣＲ判定温度以上である場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、処理はステップＳ３０７に進む。この場合には、排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒４７によって適切に浄化させることができるので、ＰＣＭ６０は、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止すべく、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ３０７）。そして、処理は終了する。
【００７９】
次いで、ステップＳ３０３では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ３０１で取得されたパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が頻度判定値である所定値未満であるか否かを判定する。ステップＳ３０３の判定の結果、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が所定値未満である場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０４に進む。これに対して、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が所定値以上である場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、処理はステップＳ３０７に進む。この場合には、ＰＣＭ６０は、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止すべく、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ３０７）。
【００８０】
パッシブＤｅＮＯｘ制御がこれまでに比較的高頻度で行われた場合には、これからパッシブＤｅＮＯｘ制御を実行すると、ポスト噴射に起因するオイル希釈が発生する可能性が高くなる。そのため、本実施形態では、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が所定値以上である場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止して、パッシブＤｅＮＯｘ制御におけるポスト噴射に起因するオイル希釈を抑制するようにしている。他方で、パッシブＤｅＮＯｘ制御がこれまでに殆ど行われていない場合（つまりパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が比較的低い場合）には、これからパッシブＤｅＮＯｘ制御を実行しても、ポスト噴射に起因するオイル希釈が発生する可能性は低い。そのため、本実施形態では、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が所定値未満である場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止しない。
本実施形態では、筒内温度が高くなる程、ステップＳ３０３で用いる頻度判定用所定値を大きな値に設定する。所定値が大きな値である場合には、所定値が小さな値である場合よりも、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度が所定値未満（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）になる可能性が高くなる。従って、本実施形態では、筒内温度が高くなるほど、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行頻度に応じた当該制御の制限を緩和するようにしている。これは、筒内温度が高くなると、ポスト噴射された燃料の気化が進んでオイル希釈が生じにくくなるからである。
【００８１】
次いで、ステップＳ３０４では、ステップＳ３０１で取得されたＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量判定値α２を超えるか否かを判定する。例えば、第２吸蔵量判定値α２は、ＮＯｘ吸蔵量の限界値の１／３程度の値に設定される。この判定の結果、ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量判定値α２を越える場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０５に進む。これに対して、ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量判定値α２以下である場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、処理はステップＳ３０７に進む。この場合には、ＰＣＭ６０は、無駄なパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止して、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行に起因する燃費悪化を抑制すべく、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ３０７）。そして、処理は終了する。
【００８２】
次いで、ステップＳ３０５では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ３０１で取得されたアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「０」であるか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ６０は、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行すべき状況でないか否かを判定する。この判定の結果、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「０」である場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０６に進む。この場合には、上記したステップＳ３０２〜Ｓ３０５の条件が全て成立するので、ＰＣＭ６０は、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を許可すべく、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「１」に設定する（ステップＳ３０６）。そして、処理は終了する。
これに対して、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「０」でない場合、つまり「１」である場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、処理はステップＳ３０８に進む。この場合には、ＰＣＭ６０は、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行を禁止して、アクティブＤｅＮＯｘ制御を優先的に実行すべく、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグを「０」に設定する（ステップＳ３０７）。つまり、例えパッシブＤｅＮＯｘ制御の実行条件が成立したとしても、アクティブＤｅＮＯｘ制御の実行条件が成立した場合には、アクティブＤｅＮＯｘ制御を優先的に実行するようにする。そして、処理は終了する。
【００８３】
次に、図１０を参照して、本発明の実施形態によるメイン噴射及びポスト噴射の燃料噴射量補正制御について説明する。図１０は、本発明の実施形態による燃料噴射量補正制御処理を示すフローチャート（燃料噴射量補正制御フロー）である。この燃料噴射量補正制御フローは、ＰＣＭ６０によって所定の周期で繰り返し実行されると共に、図３に示した燃料噴射制御フローや図８，図９に示した各ＤｅＮＯｘ制御実行フラグ設定フロー等と並行して実行される。
【００８４】
まず、ステップＳ４０１では、ＰＣＭ６０は、車両における各種情報を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、少なくとも、エンジン回転数と、エンジン負荷と、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの値と、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグの値と、メイン噴射量と、ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量（具体的にはアクティブＤｅＮＯｘ制御時及びパッシブＤｅＮＯｘ制御時に適用するものとして算出されたＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量）を取得する。加えて、図７に示した走行距離と補正係数との相関関係と、ＤＰＦ４６の再生履歴（回数）と、排気通路４１の少なくとも一部である新規排気管の装着時からの車両走行距離を取得する。
【００８５】
次いで、ステップＳ４０２では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ４０１で取得されたアクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「１」であるか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ６０は、アクティブＤｅＮＯｘ制御を実行すべき状況であるか否かを判定する。
この判定の結果、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「１」である場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０３に進む。
これに対して、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「０」である場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、処理はステップＳ４１０に進む。
【００８６】
次いで、ステップＳ４０３では、ＰＣＭ６０は、車両の運転状態がアクティブＤｅＮＯｘ制御実行領域であるか否かを判定する。この判定の結果、運転状態がアクティブＤｅＮＯｘ制御実行領域である場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、アクティブＤｅＮＯｘ制御の実行条件が成立するため、処理はステップＳ４０４に進む。
これに対して、運転状態がアクティブＤｅＮＯｘ制御実行領域ではない場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、処理はステップＳ４１２に進む。
次いで、ステップＳ４０４では、ＰＣＭ６０は、新規排気管装着時からの走行距離が所定値Ｘ未満か否かを判定する。この判定の結果、新規排気管装着時からの走行距離が所定値Ｘ未満の場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０５に進む。
これに対して、新規排気管装着時からの走行距離が所定値Ｘ以上の場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、処理はステップＳ４０９に進む。
【００８７】
次いで、ステップＳ４０５では、ＰＣＭ６０は、新規排気管装着後においてＤＰＦ４６の再生処理が未だ行われていないか否かを判定する。この判定の結果、ＤＰＦ４６の再生処理が未だ行われていない場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０６に進む。この場合、新規排気管装着時からの累積走行距離が短く、また、ＤＰＦ再生処理も実行されていないため、新規排気管に塗布された防錆剤が残留している。それ故、アクティブＤｅＮＯｘ制御（または、パッシブＤｅＮＯｘ制御）の目標空燃比に対応したポスト噴射量に補正係数ｋを乗算する減少側補正によって、アクティブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量（または、パッシブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量）を設定する（ステップＳ４０６）。
これに対して、ＤＰＦ４６の再生処理が既に行われている場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、処理はステップＳ４０９に進む。この場合、新規排気管装着時からの走行距離が所定値Ｘ未満で防錆剤が残留していても、ＤＰＦ４６の再生処理により防錆剤は十分に除去されている。それ故、ポスト噴射量を減少側補正することなく、アクティブＤｅＮＯｘ制御（または、パッシブＤｅＮＯｘ制御）の目標空燃比に対応したポスト噴射量をアクティブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量（または、パッシブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射量）として設定する（ステップＳ４０９）。
【００８８】
次いで、ステップＳ４０７では、ＰＣＭ６０は、既に設定されたメイン噴射とアクティブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射（または、パッシブＤｅＮＯｘ用ポスト噴射）を実行し、ステップＳ４０８に進む。
ステップＳ４０８では、ＰＣＭ６０は、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が略零になったか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの運転状態や排気ガスの流量や排気ガスの温度などに基づいて推定したＮＯｘ吸蔵量が略零になり、且つＤＰＦ４６の直下流側に設けられたＮＯｘセンサ１１６の検出値が変化した場合に、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が略零になったと判断する。ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が略零になった場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、処理は終了する。この場合、ＰＣＭ６０は、各制御フローにおいて用いるＮＯｘ吸蔵量を零にリセットする。
これに対して、ＮＯｘ触媒４５のＮＯｘ吸蔵量が略零になっていない場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、処理はステップＳ４０２に戻る。
【００８９】
次いで、ステップＳ４１０では、ＰＣＭ６０は、ステップＳ４０１で取得されたパッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「１」であるか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ６０は、パッシブＤｅＮＯｘ制御を実行すべき状況であるか否かを判定する。
この判定の結果、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「１」である場合（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４１１に進む。
これに対して、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行フラグが「０」である場合（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、処理はステップＳ４１２に進む。
【００９０】
次いで、ステップＳ４１１では、ＰＣＭ６０は、車両の運転状態がパッシブＤｅＮＯｘ制御実行領域であるか否かを判定する。
この判定の結果、運転状態がパッシブＤｅＮＯｘ制御実行領域である場合（ステップＳ４１１：Ｙｅｓ）、パッシブＤｅＮＯｘ制御の実行条件が成立するため、処理はステップＳ４０４に進む。
これに対して、運転状態がパッシブＤｅＮＯｘ制御実行領域ではない場合（ステップＳ４１１：Ｎｏ）、処理はステップＳ４１２に進む。この場合には、アクティブＤｅＮＯｘ制御実行領域ではなく、また、パッシブＤｅＮＯｘ制御実行領域でもないため、ＮＯｘ触媒４５の再生処理が必要ではない。
それ故、ステップＳ４１２では、ＤｅＮＯｘ用ポスト噴射を実行することなく、既に設定されたメイン噴射のみを実行した後、終了する。
【００９１】
＜アンモニア吸着量の推定方法＞
次に、図１１を参照して、本発明の実施形態によるＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量の推定方法について説明する。図１１は、本発明の実施形態によるアンモニア吸着量の推定方法を説明するためのブロック図である。このアンモニア吸着量の推定方法は、ＰＣＭ６０によって実行される。
【００９２】
まず、ＰＣＭ６０は、排気ガス量や排気ガス温度などの排気ガス状態、及びＳＣＲ温度などのＳＣＲ触媒４７の状態に基づき、尿素インジェクタ５１からの尿素噴射によりＳＣＲ触媒４７に供給された単位時間当たりのアンモニア供給量を求める。また、ＰＣＭ６０は、エンジンＥの運転状態、及びＮＯｘ触媒温度やＮＯｘ吸蔵量などのＮＯｘ触媒４５の状態に基づき、ＤｅＮＯｘ制御時にＮＯｘ触媒４５から発生した単位時間当たりのアンモニア発生量を求める。また、ＰＣＭ６０は、排気ガス量や排気ガス温度や排気ガス中のＮＯｘ濃度などの排気ガス状態、及びＳＣＲ温度などのＳＣＲ触媒４７の状態に基づき、ＳＣＲ触媒４７においてＮＯｘの還元浄化により消費された単位時間当たりのアンモニア消費量を求める。
【００９３】
この後、ＰＣＭ６０は、これらのアンモニア供給量、アンモニア発生量及びアンモニア消費量から、ＳＣＲ触媒４７における単位時間当たりの吸着アンモニア変化量（アンモニア吸着量の変化量）を求める。具体的には、ＰＣＭ６０は、「アンモニア供給量＋アンモニア発生量−アンモニア消費量」より、単位時間当たりの吸着アンモニア変化量を求める。そして、ＰＣＭ６０は、求められた吸着アンモニア変化量を、現在のアンモニア吸着量、つまり前回推定されたアンモニア吸着量に適用することで、今回のアンモニア吸着量を求める。具体的には、ＰＣＭ６０は、吸着アンモニア変化量が正値である場合には、当該吸着アンモニア変化量を前回推定されたアンモニア吸着量に加算して今回のアンモニア吸着量を求め（この場合アンモニア吸着量は増加する）、吸着アンモニア変化量が負値である場合には、当該吸着アンモニア変化量を前回推定されたアンモニア吸着量から減算して今回のアンモニア吸着量を求める（この場合アンモニア吸着量は減少する）。
尚、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量を推定する例を示したが、ＳＣＲ触媒４７のアンモニア吸着量を所定のセンサを用いて検出してもよい。
【００９４】
次に、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、排気通路４１の使用状態を反映した経年履歴に基づいて目標空燃比を減少側へ補正するため、排気通路４１の使用状態、所謂塗布された防錆剤の塗布状態を反映した経年履歴によって排気通路４１に塗布された防錆剤の除去状況を容易に判定することができ、この防錆剤の除去状況に基づいて目標空燃比を減少側へ補正することができる。それ故、排気通路４１に塗布された防錆剤が残留しているとき、目標空燃比を減少側へ補正して、白煙の発生を抑制することができ、排気通路４１に塗布された防錆剤が除去されたとき、目標空燃比を減少側へ補正することなく、適正な目標空燃比を用いてＮＯｘ触媒４５を再生することができる。
【００９５】
排気通路４１に設けられ且つ排気ガス中のパティキュレートを捕集するＤＰＦ４６と、捕集されたパティキュレート量が所定の判定値以上になるとＤＰＦ４６の温度を上昇させて捕集されたパティキュレートを燃焼除去する再生手段とを備え、ＰＣＭ６０は、再生手段によりＤＰＦ４６が再生されたとき、減少側補正を禁止している。
これにより、再生手段によるＤＰＦ４６の再生をパラメータとして排気管に塗布された防錆剤の蒸発終了を確実に判定することができ、白煙を発生させることなく適正な目標空燃比を用いてＮＯｘ触媒を再生することができる。
【００９６】
ＰＣＭ６０は、車両の走行距離をパラメータとする経年履歴に基づいて減少側補正を行うため、防錆剤の除去状況を走行距離という簡単な構成で判定することができる。
ＰＣＭ６０は、新規排気管装着時からの走行距離をパラメータとする経年履歴に基づいて減少側補正を行うため、減少側補正の対象から防錆剤が塗布されていない排気管を除外することができ、防錆剤が塗布された排気管について、防錆剤の除去状況を確実に判定することができる。
ＰＣＭ６０は、エンジンＥの膨張行程に燃料を噴射するポスト噴射であって、ＮＯｘを還元可能な目標空燃比に設定するポスト噴射を用いて経年履歴に基づく減少側補正を行うため、ポスト噴射を用いてＮＯｘ触媒４５の再生と白煙防止とを両立させることができる。
【００９７】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、新規排気管装着時からの走行距離をパラメータとして排気通路の状態を反映した経年履歴を検出した例を説明したが、少なくとも防錆剤の蒸発状況（塗布状態）を検出できれば良く、新規排気管装着時からの経過時間、イグニッションＯＮの累積時間、排気ガスの累積流量等何れをパラメータとして検出しても良く、また、複数を併用することも可能である。
【００９８】
２〕前記実施形態においては、ＮＯｘ触媒、ＤＰＦ、ＳＣＲ触媒を備えた排気系の例を説明したが、少なくともＮＯｘ触媒を備えていれば良く、ＤＰＦやＳＣＲ触媒を省略しても良い。
【００９９】
３〕前記実施形態においては、減少側補正のキャンセル条件として馴染み再生等ＤＰＦ再生の有無を用いた例を説明したが、排気ガスの累積流量等排気通路の経年履歴を直接的に検出する場合には、キャンセル条件を省略しても良い。
【０１００】
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【０１０１】
２０  燃料噴射弁
４１  排気通路
４５  ＮＯｘ触媒
４６  ＤＰＦ
６０  ＰＣＭ
Ｅ    エンジン
【図１】
2018119518.tif 000003
【図２】
2018119518.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018119518.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018119518.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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