(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行する。【解決手段】  実空燃比に対する空燃比センサの検出ずれの程度を、目標触媒床温ＴＨＣｔと触媒床温ＴＨＣ（排気温Ｔｅｘｏｕｔ）との差ｄＴＨＣとして求めて（Ｓ１１８）、目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔにより目標空燃比補正量ｄａｆｔに変換する（Ｓ１２０）。そしてこの目標空燃比補正量ｄａｆｔにて目標空燃比ＡＦｔを補正する（Ｓ１２２）ことで、空燃比センサの検出ずれの程度を空燃比フィードバック制御に反映させている。このことにより実空燃比と検出空燃比ＡＦとの間にずれが有っても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができ、触媒制御も適切に実行できるので、Ｓ被毒からの回復が十分にできなくなったり白煙及び硫化水素（Ｈ2Ｓ）の排出を生じたりすることが防止できる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に配置された空燃比センサの検出値に基づき、内燃機関の排気系に配置された排気浄化触媒に流入する排気に対して空燃比フィードバック制御することにより、前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、
前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、
実空燃比と前記空燃比センサの検出値とのずれの程度を、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温状態に基づいて求めて、前記触媒制御に反映させる空燃比ずれ反映手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記空燃比フィードバック制御は、添加弁による排気系への燃料添加量、又は膨張行程あるいは排気行程における燃焼室内への燃料噴射量の調節により行われることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度として、内燃機関の運転状態に対応して設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温との差を求めて、該差を前記触媒制御に反映させることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度に基づいて前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を補正することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項５】
請求項３において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が高い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を高く補正し、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が低い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を低く補正することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が前記目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項７】
請求項４又は５において、前記空燃比センサの検出値が前記空燃比ずれ反映手段にて補正された目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度に基づいて前記空燃比センサの検出値を補正して用いることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項９】
請求項３において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が高い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比センサの検出値を低く補正し、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が低い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比センサの検出値を高く補正して用いることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が前記目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項１１】
請求項８又は９において、前記空燃比ずれ反映手段にて補正された前記空燃比センサの検出値が前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２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ることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に配置された空燃比センサの検出値に基づき、内燃機関の排気系に配置された排気浄化触媒に流入する排気に対して空燃比フィードバック制御することにより、排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気浄化触媒が硫黄（以下「Ｓ」で表す）被毒された場合に、排気空燃比をリッチ化してＳ成分を排気浄化触媒から放出する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
このようなＳ被毒回復制御において調節対象の排気空燃比にずれを生じた場合、例えば排気空燃比のリッチ化が不足した場合には十分にＳ成分の放出がなされず、Ｓ被毒からの回復が十分にできなくなるおそれがある。又、排気空燃比のリッチ化が過剰となった場合には多量の炭化水素（以下「ＨＣ」で表す）により白煙及び硫化水素（Ｈ2Ｓ）の排出のおそれが生じる。
【０００３】
このような排気空燃比のずれを防止するために、上記従来技術では、センサを用いて排気浄化触媒に流入する排気中の酸素濃度を検出し、この酸素濃度に基づいて排気空燃比が適切な目標空燃比となるように空燃比フィードバック制御を実行している。
【特許文献１】特開２０００−２７４２３２号公報（第４−５頁、図２−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし前記空燃比フィードバック制御のために排気系に空燃比を検出する空燃比センサを設けて、この空燃比センサの検出値を用いる場合、故障以外の原因で空燃比センサの検出値が実際の排気空燃比からずれる場合がある。例えば排気浄化触媒の下流に空燃比センサを設けた場合、Ｓ被毒などが進んでいる排気浄化触媒と、進んでいない排気浄化触媒とでは、排気浄化触媒を通過してくる排気中のＨＣの分子量や分子構造などに差が生じており、同じ空燃比であってもＨＣの拡散速度は同一とは限らない。一般に空燃比センサの検出は測定対象物質の拡散速度に関連しているため、実際には同一の空燃比であるにもかかわらず、ＨＣの拡散速度の違いにより検出値が異なる現象が生じる。
【０００５】
例えば排気浄化触媒のＳ被毒が進んでいる場合には、進みが少ない場合に比較して、同じ排気を測定しても空燃比が高くずれて検出される。このため排気浄化触媒の下流に設けられた空燃比センサを用いて排気浄化触媒に流入する排気空燃比をフィードバック制御する場合には、上記空燃比センサは実空燃比よりも空燃比が高いと検出するため、排気空燃比は必要とする空燃比よりも低い空燃比に制御される。したがって排気中の燃料濃度が過剰となって白煙及び硫化水素（Ｈ2Ｓ）の排出のおそれが生じる。
【０００６】
又、Ｓ被毒が進んでいない場合には、或る程度進んでいる場合に比較して、同じ排気を測定しても空燃比が低くずれて検出される。このため排気空燃比は必要とする空燃比よりも高い空燃比に制御される。したがってリッチ化が不足してＳ被毒からの回復が十分にできなくなるおそれが生じる。
【０００７】
このような空燃比センサの検出ずれは、排気中のＨＣ濃度によっても変化し、排気浄化触媒の上流側に空燃比センサが存在しても、上述した現象により空燃比フィードバック制御が適切にできなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、排気系に設けられた空燃比センサに上述した検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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触媒制御装置は、内燃機関の排気系に配置された空燃比センサの検出値に基づき、内燃機関の排気系に配置された排気浄化触媒に流入する排気に対して空燃比フィードバック制御することにより、前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、実空燃比と前記空燃比センサの検出値とのずれの程度を、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温状態に基づいて求めて、前記触媒制御に反映させる空燃比ずれ反映手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
排気中のＨＣ等の酸化反応成分量により排気浄化触媒における反応熱が変化し触媒床温が変化する。この触媒床温へのＨＣの拡散速度による影響は、空燃比センサの検出への影響に比較して少ない。このため触媒床温検出手段が検出する触媒床温の状態により予想される空燃比と空燃比センサの検出値とのずれ、あるいは触媒床温検出手段が検出する触媒床温の状態と空燃比センサの検出値に対応するべき触媒床温の状態とのずれは、実空燃比に対する空燃比センサの検出ずれを反映しているものとなる。
【００１１】
したがって空燃比ずれ反映手段は、実空燃比に対する空燃比センサの検出ずれの程度を、触媒床温検出手段にて検出される排気浄化触媒の触媒床温状態に基づいて求めることができ、空燃比フィードバック制御に反映させることができる。
【００１２】
このようにして排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
請求項２に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１において、前記空燃比フィードバック制御は、添加弁による排気系への燃料添加量、又は膨張行程あるいは排気行程における燃焼室内への燃料噴射量の調節により行われることを特徴とする。
【００１３】
排気浄化触媒に流入する排気に対する空燃比フィードバック制御としては、排気系への燃料添加量の調節、又は燃焼室内への燃料噴射量の上述したごとくの調節により行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１又は２において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度として、内燃機関の運転状態に対応して設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温との差を求めて、該差を前記触媒制御に反映させることを特徴とする。
【００１５】
排気浄化触媒は、流入する排気温をベースとしてＨＣ等による反応熱の上昇を生じている。したがって内燃機関の運転状態に対応して設定される目標触媒床温となるように排気空燃比を調節していても、実空燃比と空燃比センサの検出値とにずれが存在する場合には、実際の触媒床温は目標触媒床温に一致せず、上記ずれに対応した差が生じている。したがって空燃比ずれ反映手段は、目標触媒床温と実際の触媒床温との差を上記ずれの程度として求めることにより、空燃比フィードバック制御に反映させることができる。このことにより排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００１６】
請求項４に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度に基づいて前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を補正することを特徴とする。
【００１７】
上記ずれの程度の反映は目標空燃比を補正することにより実現できる。目標空燃比を補正によりずらすことにより、実空燃比と空燃比センサの検出値とにずれが存在していても、補正によるずれと相殺して、実際の空燃比を、本来必要される空燃比に一致させることが可能となる。
【００１８】
このことにより排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
請求項５に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項３において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が高い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を高く補正し、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が低い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比を低く補正することを特徴とする。
【００１９】
目標触媒床温より実際の触媒床温が高い場合は、目標触媒床温を達成するように目標空燃比が設定されて、この目標空燃比に空燃比センサの検出値が一致するように空燃比フィードバック制御しているにもかかわらず、排気浄化触媒での反応熱量が過剰なことを示している。このことは実際には実空燃比が目標空燃比よりも低いことを示している。したがって目標触媒床温と触媒床温検出手段にて検出される触媒床温との差の絶対値に応じて目標空燃比を高く補正することにより、空燃比フィードバック制御は空燃比を高くなる方へ調節する。このことにより実空燃比が目標空燃比よりも低い状態が解消されて、実空燃比が目標空燃比に収束するようになる。
【００２０】
逆に目標触媒床温より実際の触媒床温が低い場合は、目標触媒床温を達成するように目標空燃比が設定されて、この目標空燃比に空燃比センサの検出値が一致するように空燃比フィードバック制御しているにもかかわらず、排気浄化触媒での反応熱量が不足していることを示している。このことは実際には実空燃比が目標空燃比よりも高いことを示している。したがって目標触媒床温と触媒床温検出手段にて検出される触媒床温との差の絶対値に応じて目標空燃比を低く補正することにより、空燃比フィードバック制御は空燃比を低くなる方へ調節する。このことにより実空燃比が目標空燃比よりも高い状態が解消されて、実空燃比が目標空燃比に収束するようになる。
【００２１】
このことにより排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
請求項６に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項４又は５において、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が前記目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
空燃比フィードバック補正量学習手段により、触媒床温が目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する。このことにより、空燃比センサに検出ずれが生じていても、本来の目標空燃比からずれた空燃比状態で学習することが防止され、本来の目標空燃比に収束した状態で学習がなされる。このため誤差の少ない適切な学習値が得られ、高精度な空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００２３】
請求項７に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項４又は５において、前記空燃比センサの検出値が前記空燃比ずれ反映手段にて補正された目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
空燃比フィードバック補正量学習手段により、空燃比センサの検出値が空燃比ずれ反映手段にて補正された目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する。このことにより、空燃比センサに検出ずれが生じていても、実際の空燃比が本来の目標空燃比に収束した状態で学習がなされるので、誤差の少ない適切な学習値が得られ、高精度な空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００２５】
請求項８に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記空燃比ずれ反映手段は、前記ずれの程度に基づいて前記空燃比センサの検出値を補正して用いることを特徴とする。
【００２６】
上記ずれの程度の反映は空燃比センサの検出値を補正することにより実現できる。空燃比センサの検出値を補正によりずらすことにより、実空燃比と空燃比センサの検出値とにずれが存在していても、補正によりずれを無くすことができ、正確な実空燃比を検出することができる。このことにより排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００２７】
請求項９に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項３において、前記空燃比ずれ反映手段は、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が高い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比センサの検出値を低く補正し、前記目標触媒床温に比較して前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が低い場合は前記差の絶対値が大きいほど前記空燃比センサの検出値を高く補正して用いることを特徴とする。
【００２８】
目標触媒床温より実際の触媒床温が高い場合は、目標触媒床温を達成するように目標空燃比が設定されて、この目標空燃比に空燃比センサの検出値が一致するように空燃比フィードバック制御しているにもかかわらず、排気浄化触媒での反応熱量が過剰なことを示している。このことは実際には実空燃比が目標空燃比よりも低いことを示している。したがって目標触媒床温と触媒床温検出手段にて検出される触媒床温との差の絶対値に応じて空燃比センサの検出値を低く補正することにより、正確な実空燃比を検出することができるので、空燃比フィードバック制御は空燃比を正確に調節することができるようになる。このことにより実空燃比が目標空燃比に収束するようになる。
【００２９】
逆に目標触媒床温より実際の触媒床温が低い場合は、目標触媒床温を達成するように目標空燃比が設定されて、この目標空燃比に空燃比センサの検出値が一致するように空燃比フィードバック制御しているにもかかわらず、排気浄化触媒での反応熱量が不足していることを示している。このことは実際には実空燃比が目標空燃比よりも高いことを示している。したがって目標触媒床温と触媒床温検出手段にて検出される触媒床温との差の絶対値に応じて空燃比センサの検出値を高く補正することにより、正確な実空燃比を検出することができるので、空燃比フィードバック制御は空燃比を正確に調節することができるようになる。このことにより実空燃比が目標空燃比に収束するようになる。
【００３０】
このことにより排気系に配置された空燃比センサに検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
請求項１０に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項８又は９において、前記触媒床温検出手段にて検出される前記排気浄化触媒の触媒床温が前記目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
空燃比フィードバック補正量学習手段により、触媒床温が目標触媒床温から基準床温範囲内に存在する時に空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する。このことにより、空燃比センサに検出ずれが生じていても、空燃比センサの検出値は実空燃比に正確に補正されるので、目標空燃比からずれた空燃比で学習することが防止され、目標空燃比に実空燃比が正確に収束した状態で学習がなされる。このため誤差の少ない適切な学習値が得られ、高精度な空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項８又は９において、前記空燃比ずれ反映手段にて補正された前記空燃比センサの検出値が前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に、前記空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する空燃比フィードバック補正量学習手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
空燃比フィードバック補正量学習手段により、空燃比ずれ反映手段にて補正された空燃比センサの検出値が、目標空燃比から基準空燃比範囲内に存在する時に空燃比フィードバック補正量を学習値として保持する。このことにより、空燃比センサに検出ずれが生じていても、実空燃比が目標空燃比に収束した状態で、学習がなされるので誤差の少ない適切な学習値が得られ、高精度な空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００３４】
請求項１２に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であることを特徴とする。
排気浄化触媒としては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を挙げることができる。
【００３５】
請求項１３に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜１２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ることを特徴とする。
内燃機関としてはディーゼルエンジンを挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
［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と、触媒制御装置の機能を果たす制御システムと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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、排気浄化触媒として機能し前述したごとくに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。
【００４１】
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。
【００４２】
上記空燃比センサ４８は、ここでは固体電解質を利用したものであり、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。尚、排気温Ｔｅｘｏｕｔはフィルタ３８ａから流出した直後の排気温であり、フィルタ３８ａの触媒床温に対応する。したがって第２排気温センサ４６は触媒床温検出手段に相当する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、及び添加弁６８の開弁制御により後述するＰＭ再生制御やＳ被毒回復制御等の各処理を実行する。
【００５０】
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。この低温燃焼モードは、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。
【００５１】
そして排気浄化触媒に対する触媒制御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(理論空燃比)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による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であるアフター噴射を加える場合がある。
【００５２】
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Ｓ成分を放出させて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６５０℃）する昇温処理を実行し、更に後述するごとく添加弁６８からの間欠的な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。本実施の形態ではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。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。
【００５３】
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。
【００５４】
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が実行する触媒制御処理の１つであるＳ被毒回復制御処理において発明を具現化している例について説明する。本処理のフローチャートを図２，３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。本処理が開始されると、まずＳ被毒回復制御条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１０２）。例えば、Ｓ被毒量がＳ放出制御判定量に到達しており、ＰＭ再生制御モード時でないことが判定条件である。更に、Ｓ被毒回復の前提としてなされる前述した昇温処理が完了しており、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔから判断して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａが共に低温状態及び過熱状態を除く温度範囲にあることも判定条件である。
【００５５】
ここで、Ｓ被毒回復制御条件が成立していなければ（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
Ｓ被毒回復制御条件が成立すると（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次にステップＳ１０２のＳ被毒回復制御条件成立時における最初の処理か否かが判定される（Ｓ１０４）。最初であれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、次に式１のごとく燃料添加量Ａ（ｍｍ3）が算出され、更に添加インターバルＢ（ｍｓ）、添加時間Ｃ（ｓｅｃ）、及び添加休止時間Ｄ（ｓｅｃ）が算出される（Ｓ１０６）。
【００５６】
［式１］    Ａ  ←  Ａｂ  ×  Ｇ
ここでベース添加量Ａｂ（ｍｍ3）は、Ｓ被毒回復制御が実行される際に排気ポート３０から排出される排気の空燃比に対して、Ｓ被毒回復のために必要な目標空燃比を実現するために添加弁６８から添加することが要求される燃料添加量である。排気ポート３０から排出される排気の空燃比は、燃料噴射弁５８からの燃料噴射量（エンジン負荷に相当）と吸入空気量センサ２４にて検出される吸入空気量ＧＡとの関係から決定される。したがって、ここではベース添加量Ａｂ（ｍｍ3）は、燃料噴射弁５８からの燃料噴射量と吸入空気量ＧＡとに基づいてマップから算出される。このマップは予め実験により標準状態のエンジンに基づいて前記目標空燃比を実現する燃料添加量が求められて、ＥＣＵ７０内のメモリに設定されている。又、学習値Ｇは、初期値は「１」であるが、空燃比フィードバック制御における補正量を、後述するごとく学習することで更新され、バックアップＲＡＭやフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリに記憶保持されている値である。
【００５７】
添加インターバルＢ、添加時間Ｃ及び添加休止時間Ｄは図４のタイミングチャートに示すごとくである。この例では添加時間Ｃ中に添加インターバルＢの間隔をおいて添加弁６８から開弁時間ａによる燃料添加を連続４回実行し、添加休止時間Ｄ後に同じく連続４回の燃料添加を繰り返している例を示している。これらの値Ｂ，Ｃ，Ｄは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにおけるＳ被毒量、流入排気温（排気温Ｔｅｘｉｎ）及び触媒床温（代替値として排気温Ｔｅｘｏｕｔを用いる）等に基づいて、Ｓ被毒回復制御のために適宜設定される値である。尚、添加時間Ｃ中にて行われる添加弁６８の開弁時間ａは次に述べる実燃料添加量Ａｒに対応している。
【００５８】
次に後述する仮学習値Ｇｂに初期設定として学習値Ｇを設定する（Ｓ１０７）。
そして前記式１にて算出した燃料添加量Ａの値が実燃料添加量Ａｒとして設定される（Ｓ１０８）。
【００５９】
次に燃料添加判定条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１１０）。この判定は、前記添加時間Ｃ内であり、かつＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温が過熱状態となっていない場合に成立する。燃料添加判定条件が成立していれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、図４に示した燃料添加開始タイミング、すなわち添加弁６８の開弁時間ａの開始タイミングか否かが判定される（Ｓ１１１）。
【００６０】
Ｓ被毒回復制御の最初であれば燃料添加開始タイミングであるので（Ｓ１１１で「ＹＥＳ」）、Ｓ回復制御のための燃料添加（開弁時間ａ）が実行される（Ｓ１１２）。このことにより実際に添加弁６８の開弁制御が実行されることにより、Ｓ被毒回復制御での最初の燃料添加では前記ステップＳ１０６，Ｓ１０８にて設定した実燃料添加量Ａｒの燃料添加が行われる。図４のタイミングチャートでは時刻ｔ０を燃料添加開始タイミングとして時刻ｔ１まで添加弁６８が開弁することにより燃料添加がなされる。
【００６１】
ステップＳ１１２の次には、図３に示す空燃比フィードバック制御計算処理（Ｓ１１４）が実行される。まず添加弁６８の開弁時間ａの終了タイミングか否かが判定される（Ｓ１１５）。ここでは、まだ開弁時間ａの開始時であるので（Ｓ１１５で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック制御計算処理（図３）は直ちに終了する。
【００６２】
次の制御周期では、Ｓ被毒回復制御条件が継続して成立しているとすると（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、Ｓ被毒回復制御条件成立後の２番目の処理であり最初ではないので（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、ステップＳ１１０の判定がなされる。ここで、添加時間Ｃが継続中であることにより燃料添加判定条件が成立している場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、次に燃料添加開始タイミングか否かが判定される（Ｓ１１１）。現在、添加弁６８の開弁時間ａ（図４：ｔ０〜ｔ１）内で、既に燃料添加中であるので（Ｓ１１１で「ＮＯ」）、直ちに空燃比フィードバック制御計算処理（Ｓ１１４）を実行する。しかし開弁時間ａ中であるので（図３：Ｓ１１５で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック制御計算処理（図３）は直ちに終了する。
【００６３】
このような処理が繰り返された後に、開弁時間ａの終了タイミング（図４：ｔ１）となると空燃比フィードバック制御計算処理（図３）のステップＳ１１５で「ＹＥＳ」と判定される。したがって次に目標空燃比ＡＦｔと空燃比センサ４８の検出値である検出空燃比ＡＦとの差の絶対値が、０を中心とする基準範囲を示す値ｄｓ以下か否かが判定される（Ｓ１１６）。尚、目標空燃比ＡＦｔの値は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａのＳ被毒回復が可能な空燃比として初期設定されており、後述する補正処理（Ｓ１１８〜Ｓ１２２）により更新される値である。
【００６４】
検出空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦｔに十分に近づいていない場合には｜ＡＦｔ−ＡＦ｜＞ｄｓであるので（Ｓ１１６で「ＮＯ」）、ステップＳ１２４に移行する。
図４の例では、時刻ｔ１で検出空燃比ＡＦは目標空燃比ＡＦｔに十分に近づいている場合を示している。したがって｜ＡＦｔ−ＡＦ｜≦ｄｓであるので（Ｓ１１６で「ＹＥＳ」）、次に式２のごとくＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａでの目標触媒床温ＴＨＣｔと実際の触媒床温ＴＨＣとの差ｄＴＨＣが算出される（Ｓ１１８）。
【００６５】
［式２］    ｄＴＨＣ  ←  ＴＨＣｔ  −  ＴＨＣ
ここで目標触媒床温ＴＨＣｔはＳ被毒回復のために必要とされる触媒床温であり、例えば６００℃〜７００℃の範囲に予め設定されている値である。実際の触媒床温ＴＨＣは、本実施の形態では直接測定していないので、第２触媒コンバータ３８のフィルタ３８ａから排出された直後の排気温を測定している第２排気温センサ４６が出力する排気温Ｔｅｘｏｕｔを代替値として用いる。
【００６６】
次に上記差ｄＴＨＣ（℃）に基づいて目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔにより目標空燃比ＡＦｔの目標空燃比補正量ｄａｆｔが算出される（Ｓ１２０）。この目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔは図５に示すごとくである。図示するごとく差ｄＴＨＣ＞０では、差ｄＴＨＣの大きさに対応して、ｄａｆｔ＝−０．１を下限として目標空燃比補正量ｄａｆｔ＜０に設定される。差ｄＴＨＣ＜０では、差ｄＴＨＣの絶対値の大きさに対応して、ｄａｆｔ＝０．１を上限として目標空燃比補正量ｄａｆｔ＞０に設定される。差ｄＴＨＣ＝０である場合には目標空燃比補正量ｄａｆｔ＝０である。
【００６７】
次に目標空燃比ＡＦｔが、式３に示すごとく目標空燃比補正量ｄａｆｔにより補正されて更新される（Ｓ１２２）。
［式３］    ＡＦｔ  ←  ＡＦｔ  ＋  ｄａｆｔ
尚、右辺の「ＡＦｔ」は更新前の目標空燃比を示している。
【００６８】
したがって目標触媒床温ＴＨＣｔ＞実際の触媒床温ＴＨＣである場合には、目標空燃比ＡＦｔは減少補正され、目標触媒床温ＴＨＣｔ＜実際の触媒床温ＴＨＣである場合には、目標空燃比ＡＦｔは増加補正される。
【００６９】
このように開弁時間ａの終了タイミングでは検出空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦｔに十分に近づいている時には目標触媒床温ＴＨＣｔと実際の触媒床温ＴＨＣとの差ｄＴＨＣに基づいて、目標空燃比ＡＦｔが更新されることになる。図４の例では、時刻ｔ１において、目標触媒床温ＴＨＣｔ＞実際の触媒床温ＴＨＣであるので、図４の(４)に矢印にて示すごとく目標空燃比ＡＦｔは減少補正されている。
【００７０】
次に式４のごとく検出空燃比ＡＦと目標空燃比ＡＦｔとの差Ｅが算出される（Ｓ１２４）。
［式４］    Ｅ  ←  ＡＦ  −  ＡＦｔ
図４の時刻ｔ１においては、直前のステップＳ１２２にて減少補正された目標空燃比ＡＦｔを用いて前記差Ｅが求められる。
【００７１】
次に上記差Ｅに基づいて図６に示す係数マップＭａｐｆから空燃比フィードバック補正量に相当する係数Ｆが算出される（Ｓ１２６）。図示するごとく差Ｅ＞０では、差Ｅの大きさに対応して、Ｆ＝１．２を上限として係数Ｆ＞１に設定される。差Ｅ＜０では、差Ｅの絶対値の大きさに対応して、Ｆ＝０．８を下限として係数Ｆ＜１に設定される。差Ｅ＝０ではＦ＝１である。
【００７２】
次に式５のごとく仮学習値Ｇｂが算出される（Ｓ１２７）。
［式５］    Ｇｂ  ←  Ｇｂ  ×  Ｆ
ここで仮学習値Ｇｂは前述したごとく初期値として学習値Ｇが設定されている。
【００７３】
次に式６のごとくベース添加量Ａｂと仮学習値Ｇｂとの積から新たな実燃料添加量Ａｒが算出される（Ｓ１２８）。ベース添加量Ａｂは前記ステップＳ１０６にて説明したごとくマップから求められる。
【００７４】
［式６］    Ａｒ  ←  Ａｂ  ×  Ｇｂ
図４の時刻ｔ１においては減少補正された目標空燃比ＡＦｔを用いているので、係数Ｆは１より大きい値が設定され、仮学習値Ｇｂは増加されることから、実燃料添加量Ａｒは以前（ｔ０〜ｔ１）よりも大きな値が設定される。
【００７５】
こうして空燃比フィードバック制御計算処理（Ｓ１１４）を終了する。
次の制御周期では、開弁時間ａの終了タイミングでなく添加インターバルＢ（図４：ｔ１〜ｔ２）中となるので（Ｓ１１５で「ＮＯ」）、直ちに空燃比フィードバック制御計算処理（図３）は終了し、実質的に空燃比フィードバック制御計算はなされない。
【００７６】
以後の制御周期では同様な処理が続き、その後、添加インターバルＢが終了して、再度、開弁時間ａとなる。このタイミングは添加弁６８の開弁時間ａの２番目の開始タイミング（図４：ｔ２）であるので（Ｓ１１１で「ＹＥＳ」）、直近のステップＳ１２８にて算出された実燃料添加量Ａｒによる燃料添加が実行される（Ｓ１１２）。図４の例では、前述したごとく実燃料添加量Ａｒは以前（ｔ０〜ｔ１）よりも大きな値が設定されていることから、添加弁６８の開弁時間（ｔ２〜ｔ３）は長くなって、より多くの燃料が排気に添加されることになる。
【００７７】
そして空燃比フィードバック制御計算処理（Ｓ１１４：図３）では、開弁時間ａの終了タイミングではないので（Ｓ１１５で「ＮＯ」）、実質的な処理は行われない。
その後、開弁時間ａの終了タイミング（図４：ｔ３）となると空燃比フィードバック制御計算処理（図３）のステップＳ１１５で「ＹＥＳ」と判定される。そして、｜ＡＦｔ−ＡＦ｜≦ｄｓであるので（Ｓ１１６で「ＹＥＳ」）、前述したステップＳ１１８〜Ｓ１２８の処理により目標空燃比ＡＦｔと実燃料添加量Ａｒとの更新がなされる。ただし、この時には前記差ｄＴＨＣ≒０であることから、目標空燃比補正量ｄａｆｔ≒０となる。更に前記差Ｅ≒０であることから、実燃料添加量Ａｒは前回（ｔ２〜ｔ３）とはほとんど差はない。したがって次の３番目の燃料添加（Ｓ１１２：ｔ４〜ｔ５）についても２番目と大きな差はない。同様にして４番目の燃料添加（Ｓ１１２：ｔ６〜ｔ７）についても２，３番目と大きな差はない。
【００７８】
そして時刻ｔ７でのステップＳ１１８〜Ｓ１２８の処理の後、添加時間Ｃが終了するので、次の制御周期では、ステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定される。このことにより、次に添加時間Ｃの終了直後の処理か否かが判定される（Ｓ１３０）。ここで最初は添加時間Ｃの終了直後であるので（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、次に実際の触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔから基準床温範囲内か否かが判定される（Ｓ１３２）。この基準床温範囲は、触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔに十分に収束している状態を判定するために設定したものである。
【００７９】
ここで実際の触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔから基準床温範囲内でなければ（Ｓ１３２で「ＮＯ」）、このまま処理を終了して、前述した処理を繰り返す。
一方、触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔから基準床温範囲内であれば（Ｓ１３２で「ＹＥＳ」）、直近に計算された仮学習値Ｇｂが学習値Ｇとして設定されて不揮発メモリ中に格納されることで、学習値Ｇの更新がなされる（Ｓ１３４）。
【００８０】
こうして一旦本処理を終了し、以後、添加休止時間Ｄの間は、ステップＳ１３０にて「ＮＯ」と判定される。
そして、再度、添加時間Ｃ（ｔ８〜ｔ９）となり、開弁時間ａが開始されると、前述した処理を繰り返す。尚、次の添加時間Ｃ（ｔ８〜ｔ９）の最初の燃料添加は時刻ｔ７にて設定された実燃料添加量Ａｒでの燃料添加となる。
【００８１】
このような添加時間Ｃ及び添加休止時間Ｄを繰り返した後、Ｓ被毒回復制御が終了すると、ステップＳ１０２にて「ＮＯ」と判定されるようになり、Ｓ被毒回復制御処理（図２）での実質的な処理は終了する。そして、再度、Ｓ被毒回復制御条件が成立すれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、上述した一連の処理が繰り返されることになる。この時のＳ被毒回復制御では、既に前回のＳ被毒回復制御で学習された学習値Ｇが最初に用いられる（Ｓ１０６）。そして仮学習値Ｇｂの計算により更新されることになる。
【００８２】
尚、図７のタイミングチャートは、前記差ｄＴＨＣ＜０であった例を示している。この場合については、目標空燃比ＡＦｔは増加補正されている（Ｓ１１８〜Ｓ１２２）。
上述した構成において、請求項との関係は、空燃比フィードバック制御計算処理（図３）のステップＳ１１８〜Ｓ１２２が空燃比ずれ反映手段としての処理に、Ｓ被毒回復制御処理（図２）のステップＳ１３２，Ｓ１３４が空燃比フィードバック補正量学習手段としての処理に相当する。
【００８３】
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）．排気中のＨＣ等の酸化反応成分量によりＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにおける反応熱が変化し触媒床温ＴＨＣが変化する。この触媒床温ＴＨＣへのＨＣの拡散速度による影響は、空燃比センサ４８による検出空燃比ＡＦへの影響に比較して少ない。このため第２排気温センサ４６が検出する触媒床温ＴＨＣ（排気温Ｔｅｘｏｕｔ）と検出空燃比ＡＦに対応するべき触媒床温とのずれは、実空燃比に対する空燃比センサ４８の検出ずれを反映しているものとなる。
【００８４】
したがって本実施の形態では、実空燃比に対する空燃比センサ４８の検出ずれの程度を、空燃比センサ４８を用いて空燃比フィードバック制御した際の、目標触媒床温ＴＨＣｔと、第２排気温センサ４６にて検出される排気温Ｔｅｘｏｕｔとの差ｄＴＨＣとして求めている。すなわち実空燃比に対する空燃比センサ４８の検出ずれの程度を、空燃比フィードバック制御がなされた際に第２排気温センサ４６にて検出される触媒床温（排気温Ｔｅｘｏｕｔ）の状態に基づいて求めている。
【００８５】
実際には、上記差ｄＴＨＣを、目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔにより目標空燃比補正量ｄａｆｔに変換する。そしてこの目標空燃比補正量ｄａｆｔにて目標空燃比ＡＦｔを補正することで、空燃比センサ４８の検出ずれの程度を空燃比フィードバック制御に反映させている。このことにより実空燃比と検出空燃比ＡＦとの間にずれが存在していても、補正によるずれと相殺して、実際の空燃比を本来必要とされる空燃比に一致させることが可能となる。
【００８６】
このようにして排気系に配置された空燃比センサ４８に検出ずれが生じても適切に空燃比フィードバック制御を実行することができ、触媒制御も適切に実行できる。したがって触媒制御においてＳ被毒からの回復が十分にできなくなったり白煙及び硫化水素（Ｈ2Ｓ）の排出を生じたりすることが防止できる。
【００８７】
（ロ）．触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔに収束している時に、空燃比フィードバック補正量に相当する仮学習値Ｇｂを学習値Ｇとして保持している。このことにより、空燃比センサ４８に検出ずれが生じていても、本来の目標空燃比からずれた空燃比で学習することが防止され、本来の目標空燃比に収束した状態で学習がなされる。このため誤差の少ない適切な学習値が得られ、高精度な空燃比フィードバック制御及び触媒制御を実行することができる。
【００８８】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記Ｓ被毒回復制御処理（図２）のステップＳ１３２の判定内容を、「検出空燃比ＡＦは目標空燃比ＡＦｔから基準空燃比範囲内か？」に変更したものである。これ以外の構成は前記実施の形態１と同じである。
【００８９】
図４，７のタイミングチャートに示したごとく、既に空燃比センサ４８の検出ずれに基づいて目標空燃比ＡＦｔを補正した後の空燃比フィードバック制御では、実際の触媒床温ＴＨＣが目標触媒床温ＴＨＣｔに収束するばかりでなく、検出空燃比ＡＦについても目標空燃比ＡＦｔに収束する。
【００９０】
したがって検出空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦｔから基準空燃比範囲内となったことをもって、適切な値となった空燃比フィードバック補正量に相当する仮学習値Ｇｂを、学習値Ｇとして保持することができる。
【００９１】
上述した構成において、請求項との関係は前記実施の形態１にて述べたごとくである。
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）の効果を生じる。又、学習値Ｇの更新条件が異なるが実質的に（ロ）の効果を生じる。
【００９２】
［実施の形態３］
本実施の形態では、目標触媒床温ＴＨＣｔと実際の触媒床温ＴＨＣとの差ｄＴＨＣにより検出空燃比ＡＦを補正している。したがって前記図３の代わりに、空燃比フィードバック制御計算処理（図８）を実行する。他の構成については前記実施の形態１と同じである。したがって図１，２も参照して説明する。
【００９３】
空燃比フィードバック制御計算処理（図８）においては、図３のステップＳ１１６の代わりにステップＳ１１７の判定が行われる。すなわち｜ＡＦｔ−ＡＦｓ｜≦ｄｓか否かが判定される。補正後検出空燃比ＡＦｓは後述するステップＳ１２３により設定されるが、初期値は検出空燃比ＡＦが設定されている。又、図３のステップＳ１２２が削除され、代わりにステップＳ１２３がステップＳ１２０の後とステップＳ１１７にて「ＮＯ」と判定された場合とで実行される。更に、図３のステップＳ１２４の代わりにステップＳ１２５が実行される。これ以外は、同一の処理が実行される。したがって同一の処理については同一のステップ番号を付している。
【００９４】
ステップＳ１２３では、検出空燃比ＡＦが式７のごとく補正されて、補正後検出空燃比ＡＦｓが算出される。
［式７］    ＡＦｓ  ←  ＡＦ  −  ｄａｆｔ
尚、ここでは、目標空燃比補正量ｄａｆｔは実際には検出空燃比補正量として用いられている。このことにより検出空燃比ＡＦが実空燃比からずれている場合には、目標空燃比補正量ｄａｆｔが減算されることにより、補正後検出空燃比ＡＦｓを実空燃比に近づけ、最終的に実空燃比に一致する補正後検出空燃比ＡＦｓが設定される。そしてステップＳ１２５では検出空燃比ＡＦの代わりに補正後検出空燃比ＡＦｓを用いて式８のごとく差Ｅを算出している。
【００９５】
［式８］    Ｅ  ←  ＡＦｓ  −  ＡＦｔ  
このことにより図９，１０のタイミングチャートに示すごとく、時刻ｔ２１又は時刻ｔ３１からは補正後検出空燃比ＡＦｓが実空燃比に近づき、実際には図９，１０では補正後検出空燃比ＡＦｓが実空燃比に一致するようになり、実質的に実空燃比に基づいて空燃比フィードバック制御がなされることになる。
【００９６】
上述した構成において、請求項との関係は、空燃比フィードバック制御計算処理（図８）のステップＳ１１８〜Ｓ１２３が空燃比ずれ反映手段としての処理に、Ｓ被毒回復制御処理（図２）のステップＳ１３２，Ｓ１３４が空燃比フィードバック補正量学習手段としての処理に相当する。
【００９７】
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）．上記差ｄＴＨＣを、目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔにより目標空燃比補正量ｄａｆｔに変換するが、この目標空燃比補正量ｄａｆｔにて検出空燃比ＡＦを補正して補正後検出空燃比ＡＦｓを求めている。このことで空燃比センサ４８の検出ずれの程度を空燃比フィードバック制御に反映させている。このことにより実空燃比と検出空燃比ＡＦとにずれが存在していても、補正によりずれを無くすことができ、適切に空燃比フィードバック制御を実行することができ、触媒制御も適切に実行できる。したがって触媒制御においてＳ被毒からの回復が十分にできなくなったり白煙及び硫化水素（Ｈ2Ｓ）の排出を生じたりすることが防止できる。
【００９８】
（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態３において、前記実施の形態２と同様にして、補正後検出空燃比ＡＦｓが目標空燃比ＡＦｔから基準空燃比範囲内となってことをもって、空燃比フィードバック補正量に相当する仮学習値Ｇｂを学習値Ｇとして保持するようにしても良い。
【００９９】
（ｂ）．前記各実施の形態では、Ｓ被毒回復のための排気空燃比のリッチ化は添加弁６８からの燃料添加により実行していたが、膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射弁５８から燃焼室内への燃料噴射であるアフター噴射によって排気をリッチ化してＳ放出制御処理を実行しても良い。
【０１００】
又、添加弁６８の開弁時間ａの長さにより排気空燃比を調節していたが、これ以外に、添加インターバルＢの長さにより排気空燃比を調節する空燃比フィードバック制御でも良い。更に、開弁時間ａと添加インターバルＢとの両方を調節する空燃比フィードバック制御でも良い。
【０１０１】
（ｃ）．前記各実施の形態では、Ｓ被毒回復制御モード時の空燃比フィードバック制御の例であったが、ＰＭ再生制御モードやＮＯｘ還元制御モード等においてＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａやフィルタ３８ａに流入する排気空燃比をフィードバック制御する場合においても適用できる。
【０１０２】
（ｄ）．前記各実施の形態では、空燃比センサ４８はフィルタ３８ａの下流に設けられていたが、添加弁６８からの燃料添加による空燃比調節状態が測定できれば良く、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間に配置しても、あるいはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの上流側に設けても良い。ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの上流側に設けた場合には、排気中のＨＣ濃度に起因して検出ずれが空燃比センサに生じても適切に空燃比フィードバック制御ができる。
【０１０３】
（ｅ）．ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温は、第２排気温センサ４６が検出する排気温Ｔｅｘｏｕｔを用いていたが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａやフィルタ３８ａ内に温度センサを設けて直接、触媒床温を検出して用いても良い。又、第１排気温センサ４４による排気温Ｔｅｘｉｎを用いてＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの触媒床温を推定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施の形態１における車両用ディーゼルエンジン及び触媒制御装置の機能を果たす制御システムの概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行するＳ被毒回復制御処理のフローチャート。
【図３】同じく空燃比フィードバック制御計算処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図５】目標空燃比補正量マップＭａｐａｆｔの構成を示すグラフ。
【図６】係数マップＭａｐｆの構成を示すグラフ。
【図７】実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態３の空燃比フィードバック制御計算処理のフローチャート。
【図９】実施の形態３の制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態３の制御の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１０５】
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。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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