(57)【要約】【課題】ＮＯｘセンサを用いずに排ガス中のＮＯｘ量を好適に推定する。【解決手段】本発明に係る内燃機関Ｅの排気浄化装置は、排気中の微粒子を捕集するフィルタ１１と、フィルタに流入する排ガス中のＮＯｘ量を推定する制御装置１００とを備える。制御装置は、フィルタの温度が所定の第１温度領域にある場合には、フィルタから除去された第１微粒子量を算出し、第１微粒子量に基づきＮＯｘ量を推定する。また制御装置は、フィルタの温度が第１温度領域より高い第２温度領域にある場合には、第１微粒子量を算出すると共に、第１微粒子量のうち所定のフィルタ再生制御によりフィルタから除去された第２微粒子量を算出し、第１微粒子量と第２微粒子量に基づいてＮＯｘ量を推定する。【選択図】図１
2015094309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられ、排気中の微粒子を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排ガス中のＮＯｘ量を推定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記フィルタの温度が所定の第１温度領域にある場合には、前記フィルタから除去された第１微粒子量を算出し、該第１微粒子量に基づき前記ＮＯｘ量を推定し、
前記フィルタの温度が前記第１温度領域より高い所定の第２温度領域にある場合には、前記第１微粒子量を算出すると共に、該第１微粒子量のうち所定のフィルタ再生制御により前記フィルタから除去された第２微粒子量を算出し、前記第１微粒子量と前記第２微粒子量に基づいて前記ＮＯｘ量を推定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用等の内燃機関の排気通路には、排気中の有害成分を除去するため、触媒等の様々な浄化ユニットが設置されている。例えば特許文献１には、排気通路にＮＯｘ触媒を設け、その下流側に排気中の微粒子を捕集するフィルタを設けた排気浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０５２６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えばＮＯｘ触媒の劣化検出を行うため、排ガス中のＮＯｘ量を検出する場合がある。この検出はＮＯｘセンサを用いて行うのが一般的だが、ＮＯｘセンサが比較的高価なため、ＮＯｘセンサを用いるとコスト増加につながるという欠点がある。
【０００５】
そこで本発明は上記事情に鑑みて創案され、その一の目的は、ＮＯｘセンサを用いずに排ガス中のＮＯｘ量を好適に推定することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様によれば、
排気通路に設けられ、排気中の微粒子を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排ガス中のＮＯｘ量を推定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記フィルタの温度が所定の第１温度領域にある場合には、前記フィルタから除去された第１微粒子量を算出し、該第１微粒子量に基づき前記ＮＯｘ量を推定し、
前記フィルタの温度が前記第１温度領域より高い所定の第２温度領域にある場合には、前記第１微粒子量を算出すると共に、該第１微粒子量のうち所定のフィルタ再生制御により前記フィルタから除去された第２微粒子量を算出し、前記第１微粒子量と前記第２微粒子量に基づいて前記ＮＯｘ量を推定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＮＯｘセンサを用いずに排ガス中のＮＯｘ量を好適に推定することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２】ＮＯ２再生と通常再生が実行される温度領域を示すグラフである。
【図３】ＰＭ除去反応の反応速度とフィルタ温度の関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態のＮＯｘ量推定処理のフローチャートである。
【図５】第１温度領域内でＮＯ２再生のみが実行された場合の推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量を示すグラフである。
【図６】第２温度領域内でＮＯ２再生と通常再生が実行された場合の推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量を示すグラフである。
【図７】除去ＰＭ量算出処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を概略的に示す。本実施形態の内燃機関（エンジン）Ｅは車両（自動車）に搭載された多気筒圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。シリンダブロック、シリンダヘッド、ピストン等を含むエンジン本体１には吸気通路２と排気通路３が接続されている。エンジン本体１の各気筒には筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁すなわち筒内噴射弁６が設けられている。本実施形態のエンジンＥは直列４気筒エンジンだが、エンジンの気筒数、形式、種類、用途等は特に限定されない。
【００１１】
吸気通路２の途中にターボチャージャ５のコンプレッサ５Ｃが、また排気通路３の途中にターボチャージャ５のタービン５Ｔがそれぞれ配設されている。
【００１２】
吸気通路２において、コンプレッサ５Ｃの上流側には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ４が設けられ、コンプレッサ５Ｃの下流側にはインタークーラ７と電子制御式スロットルバルブ８とが直列に設けられている。
【００１３】
排気通路３において、タービン５Ｔの下流側には、それぞれ浄化ユニットをなすＮＯｘ触媒１０とフィルタ１１が上流側からこの順番で直列に設けられている。また図示しないが、過給圧制御のための機構すなわちタービンバイパス通路とウェイストゲート弁、またはタービン入口部の可変ベーンもしくは可変ノズル（ＶＮ）が設けられる。
【００１４】
排気通路３内の排気ガスを吸気通路２に環流させるＥＧＲ（外部ＥＧＲ）を実行するため、ＥＧＲ装置９が設けられる。ＥＧＲ装置９は、タービン上流側の排気通路３とスロットルバルブ下流側の吸気通路２とを連通させるＥＧＲ通路９Ａと、ＥＧＲ通路９Ａに設けられたＥＧＲ弁９Ｂとを備える。
【００１５】
ＮＯｘ触媒１０は、排気中のＮＯｘを還元して浄化するものであり、選択還元型ＮＯｘ触媒（SCR: Selective Catalytic Reduction）および吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（NSR: NOx Storage Reduction）のいずれであってもよい。選択還元型ＮＯｘ触媒は、尿素もしくはアンモニア等の還元剤の供給時に排気中のＮＯｘを連続的に還元処理するものである。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、排ガスの空燃比がストイキ（理論空燃比、例えば１４．６）より高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排ガスの空燃比がストイキ以下のときに吸蔵ＮＯｘを放出して還元するものである。
【００１６】
フィルタ１１は、排気中の煤等の微粒子（以下「ＰＭ」という）を捕集するものである。本実施形態におけるフィルタ１１は、貴金属からなる触媒が担持され、捕集したＰＭを連続的に酸化除去する連続再生式のものである。
【００１７】
なお、排気通路３に他の排気浄化ユニットを設けてもよく、例えばＮＯｘ触媒１０の上流側（特にタービン５ＴとＮＯｘ触媒１０の間）に酸化触媒を設けるのも好ましい。エンジンが火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンの場合、三元触媒を設けてもよい。
【００１８】
エンジンＥは、車両に搭載された制御装置としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１００により総括的に制御される。ＥＣＵ１００は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成される。
【００１９】
ＥＣＵ１００には、上述したエアフローメータ４の他、エンジンのクランク角を検出するためのクランク角センサ３１と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ３２とが接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ３１の出力に基づいてエンジン回転数（機関回転数）Ｎｅを検出する。またＥＣＵ１００は、エアフローメータ４の出力に基づいて吸入空気量Ｇａを検出する。
【００２１】
排気通路３において、フィルタ１１の前後の排気温をそれぞれ検出するための上流排気温センサ３３および下流排気温センサ３４が設けられ、フィルタ１１の前後の差圧を検出するための差圧センサ３５が設けられている。これらセンサ３３，３４，３５もＥＣＵ１００に接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、上記の各センサによる各検出値に基づき筒内噴射弁６、スロットルバルブ８およびＥＧＲ弁９Ｂを制御する。特にＥＣＵ１００は、検出されたエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃに基づいて目標燃料噴射量を算出し、目標燃料噴射量に等しい量の燃料が実際に噴射されるよう筒内噴射弁６を制御する。
【００２３】
さて、上述したように、例えばＮＯｘ触媒の劣化検出を行うため、排ガス中のＮＯｘ量を検出する場合がある。すなわち、ＮＯｘ触媒の劣化によりＮＯｘ触媒から排出されるＮＯｘ量が増大したことを検出するため、ＯＢＤによるＮＯｘ触媒の劣化検出を行い、ＮＯｘ触媒の劣化が検出されたならば直ちにユーザにその旨を警告し、ユーザにＮＯｘ触媒の交換を促す。また交換までの間、ＥＧＲ量増加等によりＮＯｘ排出量をできるだけ規制値以下に抑制する。
【００２４】
この劣化検出においては、ＮＯｘ触媒から排出された（ＮＯｘ触媒の下流側の）排ガス中のＮＯｘ量を検出し、その検出値が所定の判定値を超えたらＮＯｘ触媒が劣化していると判定する。
【００２５】
このときのＮＯｘ量の検出、ひいてはＮＯｘ量増大の検出は、ＮＯｘ触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサを用いて行うのが一般的である。しかし、ＮＯｘセンサが比較的高価なため、ＮＯｘセンサを用いるとコスト増加につながるという欠点がある。
【００２６】
そこで本発明者らは、ＮＯｘセンサを用いずに排ガス中のＮＯｘ量を推定する好適な方法を新たに見出した。以下、本実施形態におけるＮＯｘ量推定方法を説明する。
【００２７】
本実施形態におけるＮＯｘ量推定の要旨は、フィルタ１１に流入する排ガス（これはＮＯｘ触媒１０から排出された排ガスでもある）中のＮＯｘ量を、フィルタ１１に捕集され堆積したＰＭの単位時間当たりの除去量（もしくは除去速度）に基づいて推定する点にある。以下、フィルタ１１に流入する排ガスを「流入ガス」と称する。
【００２８】
フィルタ１１に堆積したＰＭは、流入ガスに含まれるＮＯ２により自然的に酸化除去される場合と、別途行われるフィルタ再生制御により強制的に燃焼除去される場合とがある。フィルタ１１に堆積したＰＭを除去することをフィルタ１１の「再生」といい、前者の場合を「自然再生」もしくは「ＮＯ２再生」、後者の場合を「強制再生」もしくは「通常再生」という。フィルタ再生制御は周知であり、例えば排気通路に燃料を添加したりポスト噴射を行うなどにより、フィルタ１１内で供給燃料と併せてＰＭを燃焼除去する制御をいう。本実施形態のＥＣＵ１００はこのフィルタ再生制御を実行可能であり、具体的にはポスト噴射が実行されるよう筒内噴射弁６を制御する。
【００２９】
図２に示すように、ＮＯ２再生と通常再生は実行される温度領域が異なる。フィルタ１１の温度Ｔｆ（具体的には床温）が、第１温度Ｔ１より高く第２温度Ｔ２より低い所定の第１温度領域ΔＴ１内にある場合には、ＮＯ２再生のみが実行され、通常再生は実行されない。またフィルタ温度Ｔｆが、第２温度Ｔ２以上の所定の第２温度領域ΔＴ２内にある場合には、ＮＯ２再生と通常再生の両者が実行される。なお、フィルタ温度Ｔｆが第１温度Ｔ１以下の温度領域内にある場合にはＮＯ２再生も通常再生も実行されない。例えばＴ１＝２７０℃、Ｔ２＝６００℃である。第１温度Ｔ１は、ＮＯ２によるＰＭ除去が可能な最低温度に相当し、第２温度Ｔ２は、フィルタ再生制御によるＰＭ除去が可能な最低温度に相当する。
【００３０】
以上の性質から次のことが言える。すなわち、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１内にある場合、フィルタ１１からのＰＭ除去は全て流入ガス中のＮＯ２による。他方、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２内にある場合、フィルタ１１からのＰＭ除去は、流入ガス中のＮＯ２と、フィルタ再生制御により供給された燃料とによる。
【００３１】
言い換えれば、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１内にある場合、流入ガス中のＮＯ２量は、フィルタ１１からのＰＭ除去量に相関する。他方、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２内にある場合、流入ガス中のＮＯ２量は、フィルタ１１からのＰＭ除去量から、フィルタ再生制御により除去されたＰＭ除去量を減じてなる差に相関する。
【００３２】
よって本実施形態ではこの特性を利用して流入ガス中のＮＯ２量を算出し、このＮＯ２量に基づいて流入ガス中のＮＯｘ量を推定する。
【００３３】
ここで、ＮＯ２によるＰＭ除去について説明する。このＰＭ除去は次の反応式によって行われる。
２ＮＯ２＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ２
図３に示すように、この反応の反応速度は、フィルタ温度Ｔｆが上昇するにつれ上昇する傾向にある。フィルタ温度ＴｆがＴ１以下だと反応が進まないため、ＮＯ２によるＰＭ除去を行うにはＴ１より高いフィルタ温度Ｔｆが必要である。またＴ３以上のフィルタ温度Ｔｆで反応速度は一定値に収束する傾向がある。
【００３４】
次に、図４を参照して本実施形態のＮＯｘ量推定処理を説明する。この推定処理はＥＣＵ１００により所定の単位時間すなわち演算周期τ毎に行われる。
【００３５】
まずステップＳ１０１において、フィルタ温度Ｔｆが第１温度Ｔ１より高いか否かが判断される。フィルタ温度ＴｆはＥＣＵ１００により推定される。ＥＣＵ１００は、例えば上流排気温センサ３３および下流排気温センサ３４の検出値に基づいてフィルタ温度Ｔｆを推定する。なおフィルタ温度Ｔｆの推定方法は公知方法を含め他の方法も可能である。またフィルタ温度Ｔｆを温度センサで直接検出し、この検出値を推定値の代わりに用いてもよい。これら推定および検出を総称して取得という。
【００３６】
フィルタ温度Ｔｆが第１温度Ｔ１より高い場合、ステップＳ１０２において、フィルタ温度Ｔｆが第２温度Ｔ２より低いか否かが判断される。イエスの場合、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１内にあり、ノーの場合、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２内にあることとなる。
【００３７】
イエスの場合、ステップＳ１０３に進んでフィルタ再生制御が停止され、もしくは不実行とされる。そしてステップＳ１０４において、前回の演算時期（Ｔ−１）から今回の演算時期（Ｔ）までの間（すなわち今回の演算周期間）に、フィルタ１１から除去されたＰＭ量、すなわち第１微粒子量としての除去ＰＭ量ｐｍ１が算出される。この除去ＰＭ量ｐｍ１の算出方法は後に述べる。
【００３８】
次にステップＳ１０５において、今回の演算周期間に、ＮＯ２再生によりフィルタ１１から除去されたＰＭ量、すなわちＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２が算出される。前述したように、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１内にあるときには、ＰＭ除去は全てＮＯ２により行われる。よってｐｍｎｏ２＝ｐｍ１であり、この式に従ってＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２が算出される。
【００３９】
次にステップＳ１０６において、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２に基づき、今回の演算周期間にフィルタ１１に流入した流入ガス中のＮＯ２量Ｍｎｏ２が算出される。このＮＯ２量Ｍｎｏ２の算出方法も後に述べる。
【００４０】
最後に、ステップＳ１０７において、ＮＯ２量Ｍｎｏ２に基づき、今回の演算周期間にフィルタ１１に流入した流入ガス中のＮＯｘ量Ｍｎｏｘが算出される。このＮＯｘ量Ｍｎｏｘが推定されるべきＮＯｘ量である。このＮＯｘ量Ｍｎｏｘの算出方法も後に述べる。
【００４１】
このように、ＥＣＵ１００は、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１にある場合、フィルタ１１から除去された除去ＰＭ量ｐｍ１を算出し、この除去ＰＭ量ｐｍ１に基づきＮＯｘ量Ｍｎｏｘを推定する。
【００４２】
他方、ステップＳ１０２がノーの場合、ステップＳ１０８に進んでフィルタ再生制御が実行される。そしてステップＳ１０９において、ステップＳ１０４と同様、除去ＰＭ量ｐｍ１が算出される。
【００４３】
次にステップＳ１１０において、除去ＰＭ量ｐｍ１のうち、フィルタ再生制御によりフィルタ１１から除去されたＰＭ量、すなわち第２微粒子量としての通常再生ＰＭ量ｐｍ２が算出される。前述したように、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２内にあるときには、ＰＭ除去は、排ガス中のＮＯ２と、フィルタ再生制御による燃料とにより行われる。ここでは後者により除去されたＰＭ量を算出している。この通常再生ＰＭ量ｐｍ２の算出方法も後に述べる。
【００４４】
次にステップＳ１１１において、除去ＰＭ量ｐｍ１と通常再生ＰＭ量ｐｍ２に基づき、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２が算出される。前述したように、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２内にあるときには、除去ＰＭ量ｐｍ１から通常再生ＰＭ量ｐｍ２を減じてなる差がＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２に相当する。よってここでは式：ｐｍｎｏ２＝ｐｍ１−ｐｍ２に従ってＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２が算出される。
【００４５】
この後はステップＳ１０６，Ｓ１０７が実行されて処理が終了される。
【００４６】
このように、ＥＣＵ１００は、フィルタ温度Ｔｆが第２温度領域ΔＴ２にある場合、フィルタ１１から除去された除去ＰＭ量ｐｍ１を算出すると共に、除去ＰＭ量ｐｍ１のうちフィルタ再生制御によりフィルタ１１から除去された通常再生ＰＭ量ｐｍ２を算出し、除去ＰＭ量ｐｍ１と通常再生ＰＭ量ｐｍ２に基づいてＮＯｘ量Ｍｎｏｘを推定する。
【００４７】
一方、ステップＳ１０１がノーの場合には、ステップＳ１１２に進んでフィルタ再生制御が停止され、処理が終了される。この場合には、フィルタ温度Ｔｆが第１温度領域ΔＴ１より低く、ＮＯ２によるＰＭ除去もフィルタ再生制御によるＰＭ除去も行えないため、ＮＯｘ量の推定も実質的に実行されない。
【００４８】
次に、ステップＳ１０４，Ｓ１０９における除去ＰＭ量ｐｍ１の算出方法を説明する。まずその概要を説明する。
【００４９】
ＥＣＵ１００は、差圧センサ３５の出力から、フィルタ１１に実際に堆積しているＰＭ量を常時検出している。このＰＭ量を実ＰＭ堆積量という。
【００５０】
一方、ＥＣＵ１００は、エンジン運転状態（例えばエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃ）に基づき、フィルタ１１に堆積していると推定されるＰＭ量を常時演算している。このＰＭ量を推定ＰＭ堆積量という。例えばＥＣＵ１００は、エンジン運転状態と単位時間当たりのＰＭ堆積量との関係を予め定めたマップ（関数でもよい。以下同様）から、ある演算時期におけるエンジン運転状態に対応したＰＭ堆積量を算出し、且つこのＰＭ堆積量を演算周期毎に積算することで、推定ＰＭ堆積量を求める。
【００５１】
実ＰＭ堆積量が差圧センサ３５で実際に検出された値であることから、実ＰＭ堆積量には、ＮＯ２再生や通常再生で除去されたＰＭ量が反映されている。一方、推定ＰＭ堆積量は、差圧センサ３５の検出値とは無関係にエンジン運転状態のみから計算された値であることから、推定ＰＭ堆積量には、ＮＯ２再生や通常再生で除去されたＰＭ量は反映されていない。
【００５２】
従って、推定ＰＭ堆積量の値は実ＰＭ堆積量の値より大きくなる。そこで前者から後者を減じてなる差を計算することにより、除去ＰＭ量ｐｍ１を算出することが可能である。
【００５３】
図５には、第１温度領域ΔＴ１内でＮＯ２再生のみが実行された場合の推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量を示す。単位時間当たりの推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量は図示の通りであり、推定ＰＭ堆積量の方が実ＰＭ堆積量より多い。推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量との差は、単位時間当たりのＮＯ２再生によるＰＭ除去量に相当する。
【００５４】
他方、図６には、第２温度領域ΔＴ２内でＮＯ２再生と通常再生の両方が実行された場合の推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量を示す。先と同様、推定ＰＭ堆積量の方が実ＰＭ堆積量より多い。但しこれらの差は、単位時間当たりのＮＯ２再生によるＰＭ除去量と、単位時間当たりの通常再生によるＰＭ除去量との和に相当する。
【００５５】
いずれにしても、推定ＰＭ堆積量と実ＰＭ堆積量に基づき除去ＰＭ量ｐｍ１を算出することが可能である。より具体的には、推定ＰＭ堆積量から実ＰＭ堆積量を減じてなる差を求めることにより、除去ＰＭ量ｐｍ１を算出することが可能である。
【００５６】
図７を参照して、本実施形態の除去ＰＭ量ｐｍ１の算出処理を説明する。この算出処理はＥＣＵ１００によりステップＳ１０４，Ｓ１０９のいずれかが実行されるタイミングで実行される。
【００５７】
まずステップＳ２０１において、今回の演算時期（Ｔ）における実ＰＭ堆積量ｒｅａｌ（Ｔ）が、差圧センサ３５の出力に基づき検出され、その値がＥＣＵ１００のメモリに記憶される。ｒｅａｌ（Ｔ）は、今回の演算時期においてフィルタ１１に堆積しているＰＭの総量である。
【００５８】
次にステップＳ２０２において、前回の演算時期（Ｔ−１）における実ＰＭ堆積量ｒｅａｌ（Ｔ−１）が、ＥＣＵ１００のメモリから読み出される。
【００５９】
ステップＳ２０３において、前回の演算時期（Ｔ−１）から今回の演算時期（Ｔ）までの間（すなわち今回の演算周期間）にフィルタ１１に堆積した実ＰＭ堆積量Δｒｅａｌ（Ｔ）が、式：Δｒｅａｌ（Ｔ）＝ｒｅａｌ（Ｔ）−ｒｅａｌ（Ｔ−１）により算出される。
【００６０】
次にステップＳ２０４において、今回の演算時期（Ｔ）における推定ＰＭ堆積量ｅｓｔ（Ｔ）がエンジン運転状態に基づき算出され、その値がＥＣＵ１００のメモリに記憶される。ｅｓｔ（Ｔ）は、今回の演算時期においてフィルタ１１に堆積していると推定されるＰＭの総量である。
【００６１】
ステップＳ２０５において、前回の演算時期（Ｔ−１）における推定ＰＭ堆積量ｅｓｔ（Ｔ−１）が、ＥＣＵ１００のメモリから読み出される。
【００６２】
ステップＳ２０６において、前回の演算時期（Ｔ−１）から今回の演算時期（Ｔ）までの間（すなわち今回の演算周期間）にフィルタ１１に堆積したと推定される推定ＰＭ堆積量Δｅｓｔ（Ｔ）が、式：Δｅｓｔ（Ｔ）＝ｅｓｔ（Ｔ）−ｅｓｔ（Ｔ−１）により算出される。
【００６３】
最後に、ステップＳ２０７において、今回の演算時期（Ｔ）における除去ＰＭ量ｐｍ１（Ｔ）が、式：ｐｍ１（Ｔ）＝Δｅｓｔ（Ｔ）−Δｒｅａｌ（Ｔ）により算出される。
【００６４】
次に、ステップＳ１１０における通常再生ＰＭ量ｐｍ２の算出方法を説明する。
【００６５】
通常再生ＰＭ量ｐｍ２は、フィルタ温度Ｔｆと、フィルタ１１を通過する単位時間当たりの排ガス量との関数であり、フィルタ温度Ｔｆが高いほど、またフィルタ１１を通過する単位時間当たりの排ガス量が多いほど、多くなる傾向にある。
【００６６】
よってＥＣＵ１００には、フィルタ温度Ｔｆ、単位時間当たりの排ガス量の代用値である吸入空気量Ｇａ、および通常再生ＰＭ量ｐｍ２の上記傾向に従う関係を定めたマップが、予め記憶されている。ＥＣＵ１００はこのマップに従い、フィルタ温度Ｔｆの推定値および吸入空気量Ｇａの検出値に対応した通常再生ＰＭ量ｐｍ２を算出する。
【００６７】
次に、ステップＳ１０６におけるＮＯ２量Ｍｎｏ２の算出方法を説明する。
【００６８】
今回の演算周期間にフィルタ１１に流入した流入ガス中のＮＯ２量Ｍｎｏ２は、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２の関数であり、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２が多いほど多くなる傾向にある。
【００６９】
よってＥＣＵ１００には、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２とＮＯ２量Ｍｎｏ２の上記傾向に従う関係を定めたマップが、予め記憶されている。ＥＣＵ１００はこのマップに従い、ＮＯ２再生ＰＭ量ｐｍｎｏ２の算出値に対応したＮＯ２量Ｍｎｏ２を求める。
【００７０】
なお、ＮＯ２量Ｍｎｏ２はフィルタ温度Ｔｆの関数でもあり（図３参照）、フィルタ温度Ｔｆが高いほど多くなる傾向にあると考えることもできる。よってフィルタ温度Ｔｆにも基づいてＮＯ２量Ｍｎｏ２を算出してもよい。
【００７１】
次に、ステップＳ１０７におけるＮＯｘ量Ｍｎｏｘの算出方法を説明する。
【００７２】
一般に、ＮＯｘ量はＮＯ量とＮＯ２量の合計とみなせる。よってＮＯｘ量に対するＮＯ２量の比率Ｒ＝Ｍｎｏ２／Ｍｎｏｘを用いることで、ＮＯ２量Ｍｎｏ２に基づきＮＯｘ量Ｍｎｏｘを算出することができる。
【００７３】
比率Ｒはエンジン運転状態（例えばエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃ）に応じて変化する。なお比率Ｒは、筒内酸素濃度が高いほど増加し、筒内の燃焼ガス温度が高いほど増加する。よってＥＣＵ１００には、エンジン運転状態および比率Ｒの関係を定めたマップが予め記憶されている。
【００７４】
ＥＣＵ１００はこのマップに従い、エンジン運転状態に対応した比率Ｒを求めると共に、式：Ｍｎｏｘ＝Ｍｎｏ２／Ｒにより推定値としてのＮＯｘ量Ｍｎｏｘを算出する。
【００７５】
本実施形態によれば、次のような格別の作用効果を発揮することができる。すなわち、ＮＯｘ触媒１０から排出された排ガス中のＮＯｘ量を好適に推定できるので、ＮＯｘ触媒１０の劣化検出を、高価なＮＯｘセンサを用いることなく行うことができる。よってコスト増加を回避することが可能である。つまり本実施形態はＮＯｘ触媒１０の劣化検出に好適に適用可能である。また、ＮＯｘ触媒の劣化検出以外の用途でも本実施形態を利用でき、例えば仮に排気通路にＮＯｘセンサを設けた場合、このＮＯｘセンサの故障検出にも本実施形態を利用できる。ＮＯｘセンサが、ＮＯｘ触媒の劣化検出のためＮＯｘ触媒の下流側に設けられた場合も同様である。さらに本実施形態によれば、排気通路内の任意の位置における排ガス中のＮＯｘ量を好適に推定可能であり、ＮＯｘセンサの代替として利用できる。
【００７６】
特に図２に示したように、第１温度領域ΔＴ１と第２温度領域ΔＴ２では、フィルタ１１からのＰＭ除去方法に違いがある。本実施形態によればこの違いを考慮して各温度領域別にＮＯｘ量を推定するため、推定精度を向上することが可能である。
【００７７】
以上、本発明の好適実施形態を説明したが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば本発明は火花点火式内燃機関、より具体的にはストイキよりもリーンな空燃比で運転するリーンバーンガソリンエンジンにも適用できる可能性がある。
【００７８】
本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｅ  内燃機関（エンジン）
１  エンジン本体
３  排気通路
１０  ＮＯｘ触媒
１１  フィルタ
３５  差圧センサ
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【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】
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