(57)【要約】【課題】内燃機関の空燃比制御装置において、空燃比検出手段により検出される空燃比が、実際の空燃比からずれていたとしても、空燃比制御の学習精度を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】空燃比フィードバック値と空燃比学習値とに基づいて排気浄化手段に流入する排気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出値と目標温度との差が規定範囲よりも大きい場合には空燃比検出手段がリッチずれし、規定範囲よりも小さい場合にはリーンずれしていると判定する判定手段と、リッチずれ若しくはリーンずれしていると判定された場合には、空燃比学習値の更新を禁止する空燃比学習値更新禁止手段と、をさらに備える。【選択図】図３
2005133703.tif 000002
【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た排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも下流に設けられた空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差に基づいて空燃比フィードバック値を算出する空燃比フィードバック値算出手段と、前記空燃比フィードバック値と前記目標空燃比とに基づいて空燃比学習値を算出する空燃比学習値算出手段と、前記空燃比フィードバック値と前記空燃比学習値とに基づいて前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による検出値と目標温度との差が規定範囲よりも大きい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側へずれていると判定し、前記規定範囲よりも小さい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリーン側へずれていると判定する判定手段と、
前記判定手段により前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側若しくはリーン側へずれていると判定された場合には、前記空燃比学習値の更新を禁止する空燃比学習値更新禁止手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に、吸蔵還元型ＮＯx触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも上流から燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分が規定量以上となったときに、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度を規定温度とし且つ前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比をストイキまたはリッチの規定空燃比となるように前記空燃比検出手段及び前記温度検出手段の検出値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量及び／または燃料供給間隔を制御して前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分を放出させる内燃機関の空燃比制御装置において、
前記規定温度と前記温度検出手段により検出される温度との差から前記燃料量及び／または燃料供給間隔の基準値を変更するために算出される温度学習値と、
前記規定空燃比と前記空燃比検出手段により検出される空燃比との差から前記燃料量及び／または燃料供給間隔の基準値を変更するために算出される空燃比学習値と、
から夫々得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮が一致した場合に限り前記空燃比学習値を更新することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも下流に設けられた空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差に基づいて空燃比フィードバック値を算出する空燃比フィードバック値算出手段と、前記空燃比フィードバック値及び前記目標空燃比に基づいて空燃比学習値を算出する空燃比学習値算出手段と、前記空燃比フィードバック値及び空燃比学習値に基づいて前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度と目標温度との差に基づいて温度フィードバック値を算出する温度フィードバック値算出手段と、
前記温度フィードバック値算出手段による算出値と目標温度とに基づいて温度学習値を算出する温度学習値算出手段と、
前記空燃比学習値算出手段により算出された学習値と前記温度学習値算出手段により算出された学習値とから夫々得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間
隔の延長若しくは短縮に基づいて前記空燃比学習値を更新するか否かを決定する空燃比学習値更新判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記空燃比学習値更新判定手段は、前記空燃比学習値算出手段により算出された学習値と、前記温度学習値算出手段により算出された学習値と、から得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮が夫々一致した場合に限り前記空燃比学習値を更新することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記温度検出手段による検出値と目標温度との差が規定範囲よりも大きい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側へずれていると判定し、前記規定範囲よりも小さい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリーン側へずれていると判定する判定手段と、
前記判定手段により前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側若しくはリーン側へずれていると判定された場合には、前記空燃比学習値の更新を禁止する空燃比学習値更新禁止手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
前記空燃比学習値及び前記温度学習値に基づいて燃料供給量及び／または燃料供給間隔を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
前記空燃比制御手段は、前記排気浄化手段の上流に設けられた燃料供給手段であり、前記空燃比フィードバック値、前記空燃比学習値、前記温度フィードバック値、前記温度学習値に基づいて、前記燃料供給手段からの燃料供給量及び／または燃料供給間隔を制御することを特徴とする請求項３、４、５の何れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
前記判定手段により、前記空燃比検出手段による検出値が実際の空燃比よりもリーン側へずれていると判定された場合には、空燃比が低くなる側への燃料供給量、及び／または燃料供給間隔の補正を制限することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
前記判定手段により、前記空燃比検出手段による検出値が実際の空燃比よりもリッチ側へずれていると判定された場合には、空燃比が高くなる側への燃料供給量、及び／または燃料供給間隔の補正を制限しないことを特徴とする請求項５または８に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】
前記温度学習値を算出する時には、前記空燃比学習値が変化しないようにすることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１１】
前記空燃比学習値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量を制御する場合であって、燃料供給量を増量する場合には、燃料供給量を増量するほど、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比をストイキまたはリッチの規定空燃比とする時間を短くし、燃料供給量を減量する場合には、燃料供給量を減量する前後で該規定空燃比とする時間を変更しないことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１２】
前記燃料供給手段から供給される燃料量を増量する場合であって、前記規定空燃比とする時間を短くしたことにより、前記規定空燃比となる時間が所定時間以下となる場合には、前記燃料供給手段からの燃料供給による前記吸蔵還元型ＮＯx触媒からの硫黄成分の放出を中断することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１３】
前記空燃比学習値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量を制御する場合であって、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増量する場合には、燃料供給量を増量するほど、燃料供給手段からの燃料供給により前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を目標空燃比とする時間を短くし、燃料供給量を減量する場合には、燃料供給量を減量する前後で該目標空燃比とする時間を変更しないことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１４】
前記燃料供給手段から供給される燃料量を増量する場合であって、燃料供給手段からの燃料供給により前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を目標空燃比とする時間を短くしたことにより、該目標空燃比となる時間が所定時間以下となる場合には、前記燃料供給手段からの燃料の供給を中断することを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒とする。）を内燃機関の排気通路に配置し、酸化雰囲気のときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を該ＮＯx触媒に吸蔵し、還元雰囲気となったときは該ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxを還元して排気中のＮＯxを浄化する技術が知られている。
【０００３】
そして、ＮＯxと同様にして吸蔵された硫黄成分による被毒を回復するときに、ＮＯx触媒の温度を上昇させた後、空燃比を低下させることで該被毒を回復する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−４４２１１号公報
【特許文献２】特開２００２−８９３５０号公報
【特許文献３】特開平７−１８９７９７号公報
【特許文献４】特開２００２−１８８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、硫黄被毒回復処理は、ＮＯx触媒の温度及びＮＯx触媒内の空燃比の条件が最適な場合により速やかに、効率良く行うことができる。その点、センサにより、ＮＯx触媒の温度や空燃比を検出し、燃料添加量をフィードバック制御し、さらには、該フィードバック制御のフィードバック値を学習することで、最適な温度及び空燃比を得ることが可能となるが、センサの特性によりＮＯx触媒の温度や空燃比を正確に検出できない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の空燃比制御装置において、空燃比検出手段により検出される空燃比が、実際の空燃比からずれていたとしても、空燃比制御の学習精度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の空燃比制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、第１の発明は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも下流に設けられた空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差に基づいて空燃比フィードバック値を算出する空燃比フィードバック値算出手段と、前記空燃比フィードバック値と前記目標空燃比とに基づいて空燃比学習値を算出する空燃比学習値算出手段と、前記空燃比フィードバック値と前記空燃比学習値とに基づいて前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による検出値と目標温度との差が規定範囲よりも大きい場合には前記
空燃比検出手段による検出値がリッチ側へずれていると判定し、前記規定範囲よりも小さい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリーン側へずれていると判定する判定手段と、
前記判定手段により前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側若しくはリーン側へずれていると判定された場合には、前記空燃比学習値の更新を禁止する空燃比学習値更新禁止手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の最大の特徴は、空燃比検出手段により検出された空燃比と実際の空燃比との差が、排気浄化手段の目標温度と温度検出手段により検出された温度との差に関係があることに着目し、この温度の差に基づいて空燃比検出手段の検出結果が正しいか否か判定し、この結果に基づいて空燃比学習値を更新するか否か判定することにある。
【０００８】
ここで、空燃比検出手段を備え、この空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて排気中に供給される燃料量を変更することにより、ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比を目標空燃比に保つことができる。この場合、空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差を無くすように、排気中に供給される燃料量をフィードバックすることにより補正し、この補正に用いた値（以下、単に補正値とする。）を記憶する。ここで、空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差を無くすように、排気中に供給される燃料量を補正するための値を空燃比フィードバック値と称している。
【０００９】
そして、次回燃料供給時には、この補正値を予め適用した燃料の供給を行い、空燃比検出手段により検出される空燃比を目標空燃比に近づける。これを、空燃比学習と称し、前記記憶された補正値を空燃比学習値と称している。
【００１０】
ところで、空燃比検出手段により検出された空燃比が実際の空燃比よりもリーン側へずれている場合（以下、この場合をリーンずれという。）、燃料供給量がフィードバック制御により増量される。しかし、実際には、空燃比はリーンではなく、従って、燃料が過剰に供給された状態となるため、多くの燃料が排気浄化手段で反応し、温度検出手段により検出される温度が上昇する。ここで、温度検出手段は、排気浄化手段よりも下流の排気の温度を検出するため、該排気浄化手段の温度よりも温度検出手段により検出される温度のほうが低くなる。従って、温度検出手段により検出される温度が上昇することにより、排気浄化手段の目標温度と、温度検出手段により検出される温度と、の差が小さくなる。
【００１１】
そこで、判定手段は、この温度の差が規定範囲よりも小さい場合には、空燃比検出手段により検出された空燃比が実際の空燃比よりもリーン側へずれていると判定し、空燃比学習値更新禁止手段は、空燃比学習値の更新を禁止する。
【００１２】
また、空燃比検出手段により検出された空燃比が実際の空燃比よりもリッチ側へずれている場合（以下、この場合をリッチずれという。）、燃料供給量がフィードバック制御により減量される。しかし、実際には、空燃比はリッチではなく、従って、燃料の供給量が不足している状態となるため、排気浄化手段で反応する燃料量が減少し、温度検出手段により検出される温度が低下する。そのため、排気浄化手段の目標温度と、温度検出手段により検出される温度と、の差が大きくなる。
【００１３】
そこで、判定手段は、この温度の差が規定範囲よりも大きい場合には、空燃比検出手段により検出された空燃比が実際の空燃比よりもリッチ側へずれていると判定し、空燃比学習値更新禁止手段は、空燃比学習値の更新を禁止する。
【００１４】
このようにして、空燃比検出手段がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしている場合
には、空燃比学習値更新禁止手段により空燃比学習値の更新が禁止されるので、誤学習による空燃比制御の精度の低下を抑制することができる。
【００１５】
なお、前記規定範囲は、空燃比検出手段のリーンずれ若しくはリッチずれが起きない範囲及び起きたとしても問題のない範囲とすることができる。
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の空燃比制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、第２の発明は、
内燃機関の排気通路に、吸蔵還元型ＮＯx触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも上流から燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分が規定量以上となったときに、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度を規定温度とし且つ前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比をストイキまたはリッチの規定空燃比となるように前記空燃比検出手段及び前記温度検出手段の検出値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量及び／または燃料供給間隔を制御して前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分を放出させる内燃機関の空燃比制御装置において、
前記規定温度と前記温度検出手段により検出される温度との差から前記燃料量及び／または燃料供給間隔の基準値を変更するために算出される温度学習値と、
前記規定空燃比と前記空燃比検出手段により検出される空燃比との差から前記燃料量及び／または燃料供給間隔の基準値を変更するために算出される空燃比学習値と、
から夫々得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮が一致した場合に限り前記空燃比学習値を更新することを特徴とする。
【００１６】
本発明の最大の特徴は、温度学習と空燃比学習値とから夫々得られる、燃料の増減、及び／または燃料供給間隔の長短の結果が等しいときに限り空燃比学習値を更新することにより、空燃比検出手段のリーンずれ若しくはリッチずれによる誤学習を抑制することにある。
【００１７】
ここで、温度検出手段を備え、この温度検出手段により検出されたＮＯx触媒の温度に基づいて排気中に供給される燃料量及び／または燃料供給間隔を変更することにより、ＮＯx触媒の温度を一定に保つことができる。この場合、温度検出手段により検出された温度と目標温度との差を無くすように、排気中に供給される燃料量及び／または燃料供給間隔を補正し、この補正に用いられた値（以下、単に補正値とする。）を記憶する。そして、次回燃料供給時には、この補正値を予め適用した燃料の供給を行い、温度検出手段により検出される温度を目標温度に近づける。以下、これを、温度学習と称し、このときの補正値を温度学習値と称する。
【００１８】
ところで、温度学習の他に、前記空燃比学習も同時に行われることがある。この場合、実際にＮＯx触媒の温度が変化してから空燃比学習値を更新するか否か判定すると、燃料が過剰に供給された場合、空燃比学習値の更新前にＮＯx触媒が過熱してしまう虞がある。そこで、本発明においては、温度学習値の変化履歴に基づいて空燃比学習値を更新するか否か判定し、空燃比学習値を更新する場合には、温度学習値を更新前に戻し、ＮＯx触媒の床温が空燃比学習値の更新により変化しないようにしても良い。
【００１９】
ここで、温度学習により燃料が増量側へ補正され、且つ空燃比のフィードバックにより燃料が増量側へ補正されるときには、燃料の供給量が不足しているとして燃料の供給量を増量するよう空燃比学習値を更新する。また、温度学習により燃料が減量側へ補正され、且つ空燃比のフィードバックにより燃料が減量側へ補正されるときには、燃料の供給量が過剰であるとして燃料の供給量を減量するよう空燃比学習値を更新する。その他、温度学習と空燃比のフィードバックとで燃料の増減が一致しない場合には、空燃比検出手段がリ
ーンずれ若しくはリッチずれを起こしているとして、空燃比学習値の更新は行わないようにする。
【００２０】
これにより、空燃比検出手段がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしている場合には、空燃比学習値の更新が行われないので、誤学習による空燃比制御の精度の低下を抑制することができる。
【００２１】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の空燃比制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、第３の発明は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化手段と、前記排気浄化手段よりも下流に設けられた空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃比との差に基づいて空燃比フィードバック値を算出する空燃比フィードバック値算出手段と、前記空燃比フィードバック値及び前記目標空燃比に基づいて空燃比学習値を算出する空燃比学習値算出手段と、前記空燃比フィードバック値及び空燃比学習値に基づいて前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度と目標温度との差に基づいて温度フィードバック値を算出する温度フィードバック値算出手段と、
前記温度フィードバック値算出手段による算出値と目標温度とに基づいて温度学習値を算出する温度学習値算出手段と、
前記空燃比学習値算出手段により算出された学習値と前記温度学習値算出手段により算出された学習値とから夫々得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮に基づいて前記空燃比学習値を更新するか否かを決定する空燃比学習値更新判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の最大の特徴は、温度学習と空燃比学習値とから夫々得られる、燃料の増減、及び／または燃料供給間隔の長短の結果に基づいて空燃比学習値を更新するか否か判定することにより、空燃比検出手段のリーンずれ若しくはリッチずれによる誤学習を抑制することにある。
【００２３】
ここで、温度フィードバック値とは、温度検出手段により検出された温度と目標温度との差を無くすように、排気中に供給される燃料量及び／または燃料供給間隔を補正するための値である。
【００２４】
ところで、温度学習と空燃比学習とが行われた場合、燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮については、本来等しくなる。しかし、空燃比検出手段のリーンずれ若しくはリッチずれにより、その結果が相反することがある。そこで、この結果に基づいて、空燃比検出手段のリーンずれ若しくはリッチずれを判定し、さらには、空燃比学習値を更新するか否か判定すること可能となる。
【００２５】
本発明においては、前記空燃比学習値更新判定手段は、前記空燃比学習値算出手段により算出された学習値と、前記温度学習値算出手段により算出された学習値と、から得られる燃料量の増加若しくは減少、及び／または燃料供給間隔の延長若しくは短縮が夫々一致した場合に限り前記空燃比学習値を更新することができる。
【００２６】
ここで、温度学習により燃料が増量側へ補正され、且つ空燃比のフィードバックにより燃料が増量側へ補正されるときには、燃料の供給量が不足しているとして燃料の供給量を増量するよう空燃比学習値を更新する。また、温度学習により燃料が減量側へ補正され、
且つ空燃比のフィードバックにより燃料が減量側へ補正されるときには、燃料の供給量が過剰であるとして燃料の供給量を減量するよう空燃比学習値を更新する。その他、温度学習と空燃比のフィードバックとで燃料の増減が一致しない場合には、空燃比検出手段がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしているとして、空燃比学習値の更新は行わないようにする。
【００２７】
従って、空燃比検出手段がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしている場合には、空燃比学習値の更新が行われないので、誤学習による空燃比制御の精度の低下を抑制することができる。
【００２８】
本発明においては、前記温度検出手段による検出値と目標温度との差が規定範囲よりも大きい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側へずれていると判定し、前記規定範囲よりも小さい場合には前記空燃比検出手段による検出値がリーン側へずれていると判定する判定手段と、
前記判定手段により前記空燃比検出手段による検出値がリッチ側若しくはリーン側へずれていると判定された場合には、前記空燃比学習値の更新を禁止する空燃比学習値更新禁止手段と、
をさらに備えることができる。
【００２９】
第２の発明においては、前記空燃比学習値及び前記温度学習値に基づいて燃料供給量及び／または燃料供給間隔を制御することができる。
また、第３の発明においては、前記空燃比制御手段は、前記排気浄化手段の上流に設けられた燃料供給手段であり、前記空燃比フィードバック値、前記空燃比学習値、前記温度フィードバック値、前記温度学習値に基づいて、前記燃料供給手段からの燃料供給量及び／または燃料供給間隔を制御することができる。
【００３０】
すなわち、燃料供給手段により排気中へ燃料が供給され、これにより排気の空燃比が低下される。また、燃料を間欠的に供給している場合には、燃料を供給していない期間を長くする、すなわち燃料の供給間隔を長くすることにより燃料の供給量を減量させることができる。これにより、排気の空燃比を高くすることができる。一方、燃料の供給間隔を短くすることにより、燃料の供給量を増量させることができ、これにより排気の空燃比を低くすることができる。
【００３１】
第３の発明においては、前記判定手段により、前記空燃比検出手段による検出値が実際の空燃比よりもリーン側へずれていると判定された場合には、空燃比が低くなる側への燃料供給量、及び／または燃料供給間隔の補正を制限することができる。
【００３２】
このように、空燃比検出手段による検出値がリーン側へずれている場合には、空燃比学習値を更新しなくても、燃料添加量のフィードバック制御により燃料添加量が増量されてしまう。これにより、排気の空燃比が低くなりすぎて白煙が発生する虞があるため、フィードバック制御による燃料添加量の増量を制限する。
【００３３】
第３の発明においては、前記判定手段により、前記空燃比検出手段による検出値が実際の空燃比よりもリッチ側へずれていると判定された場合には、空燃比が高くなる側への燃料供給量、及び／または燃料供給間隔の補正を制限しないことができる。
【００３４】
このように、空燃比検出手段による検出値が目標よりもリッチとなっている場合には、空燃比学習値を更新しなくても、燃料添加量のフィードバック制御により燃料添加量が減量される。このときに、リーンずれが起きている場合のように燃料添加量の減量を制限すると、実際にリッチとなっている場合にも減量が行われなくなり、白煙が発生する虞があ
る。また、リッチずれが実際に起きている場合には、燃料添加量の減量を制限すると、目標空燃比に到達せず、硫黄被毒回復等を行うことができなくなる虞がある。その点、本発明においては、目標空燃比に到達させることよりも、白煙の発生を抑制することを優先させ、空燃比検出手段による検出値が目標よりもリッチとなっている場合には、燃料添加量のフィードバック制御により燃料添加量を減量させることとした。
【００３５】
第２または第３の発明においては、前記温温度学習値を算出する時には、前記空燃比学習値が変化しないようにすることができる。
ここで、温度学習をしているときに空燃比学習値が変化してしまうと、ＮＯx触媒の温度が変化するため、温度学習値も変化してしまう。その点、温度学習中には、空燃比学習値が変化しないようにすることで、空燃比学習値の変化の影響を受けずに温度学習を行うことが可能となる。
【００３６】
第２の発明においては、前記空燃比学習値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量を制御する場合であって、燃料供給量を増量する場合には、燃料供給量を増量するほど、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を通過する排気の空燃比をストイキまたはリッチの規定空燃比とする時間を短くし、燃料供給量を減量する場合には、燃料供給量を減量する前後で該規定空燃比とする時間を変更しないことにしても良い。
【００３７】
また、第３の発明においては、前記空燃比学習値に基づいて前記燃料供給手段から供給される燃料量を制御する場合であって、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増量する場合には、燃料供給量を増量するほど、燃料供給手段からの燃料供給により前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を目標空燃比とする時間を短くし、燃料供給量を減量する場合には、燃料供給量を減量する前後で該目標空燃比とする時間を変更しないことにしても良い。
【００３８】
ところで、内燃機関から排出される排気の空燃比（以下、ベース空燃比という。）が目標となるベース空燃比からずれている場合には、燃料供給手段から供給する燃料量がたとえ目標量供給されたとしても、燃料供給時の排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比は、ベース空燃比のずれ分だけ目標空燃比（規定空燃比）からずれてしまう。
【００３９】
その点、燃料供給手段から供給する燃料量をベース空燃比のずれ分だけ補正することにより、燃料供給手段からの燃料供給時に排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を目標空燃比（規定空燃比）とすることができる。
【００４０】
一方、目標空燃比（規定空燃比）とすべく燃料供給手段から燃料を供給しているときに、該燃料供給手段からの供給量が目標供給量となっていない場合にも、燃料供給時に排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比が目標空燃比（規定空燃比）からずれる。その点、燃料供給手段から供給する燃料量を補正することにより、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を目標空燃比（規定空燃比）とすることができる。
【００４１】
このように、空燃比の学習により燃料供給手段から供給される燃料量を補正する場合、ベース空燃比のずれに起因した補正と、燃料供給手段からの燃料供給量が目標供給量とならないことに起因した補正と、が考えられるが、空燃比の学習ではどちらに起因した燃料供給量の補正なのか区別することは困難である。従って、空燃比の学習による燃料供給手段からの燃料供給量の補正は、ベース空燃比のずれに起因した補正と、燃料供給手段からの燃料供給量が目標供給量とならないことに起因した補正と、を区別せずに行わなければならない。
【００４２】
ここで、ベース空燃比が目標よりもリーンとなっている場合には、燃料供給手段からの燃料供給量を増量することとなるが、この場合、燃料の供給量自体が増加することになり、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒が過熱するおそれがあるため目標空燃比（規定空燃比）とする時間、すなわち燃料供給手段による燃料供給時間を短くする必要がある。一方、燃料供給手段からの燃料供給量が目標よりも少ないことに起因した補正の場合には、燃料供給量がもともと目標とされていた量となるので、目標空燃比（規定空燃比）とする時間を変更する必要はない。
【００４３】
以上より、燃料供給手段からの燃料供給量を増量する補正を行う場合には、目標空燃比（規定空燃比）とする時間を短くすることにより、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒の過熱を抑制することができる。また、燃料供給手段からの燃料供給量が多くなるほど排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が上昇するので、燃料供給量が多くなるほど、燃料供給時の目標空燃比（規定空燃比）とする時間を短くすることにより排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒の過熱を抑制することができる。
【００４４】
一方、ベース空燃比が目標よりもリッチとなっている場合には、燃料供給手段からの燃料供給量を減量することとなるが、この場合、燃料の供給量自体が減少することになり、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒が過熱するおそれはない。その点、燃料供給により目標空燃比（規定空燃比）とする時間を延長することにより、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒を目標温度とすることができる。一方、燃料供給手段からの燃料供給量が目標よりも多いことに起因した燃料供給量の補正を行った場合には、補正により燃料供給量がもともと目標とされていた量となるので、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒は目標温度となる。その点、燃料供給により目標空燃比（規定空燃比）とする時間を延長してしまうと、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒が過熱するおそれがある。
【００４５】
以上より、燃料供給手段からの燃料供給量を減量する補正を行う場合には、燃料供給により目標空燃比（規定空燃比）とする時間は変更しないようにすることで、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒の過熱を抑制することができる。
【００４６】
前記発明においては、前記燃料供給手段から供給される燃料量を増量する場合であって、前記規定空燃比とする時間を短くしたことにより、前記規定空燃比となる時間が所定時間以下となる場合には、前記燃料供給手段からの燃料供給による前記吸蔵還元型ＮＯx触媒からの硫黄成分の放出を中断しても良い。
【００４７】
また、前記燃料供給手段から供給される燃料量を増量する場合であって、燃料供給手段からの燃料供給により前記排気浄化手段に流入する排気の空燃比を目標空燃比とする時間を短くしたことにより、該目標空燃比となる時間が所定時間以下となる場合には、前記燃料供給手段からの燃料の供給を中断しても良い。
【００４８】
ここで、排気浄化手段や吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比が燃料供給時の目標空燃比とされてから、その効果が現れるまでに時間がかかる。例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒では、硫黄成分が放出し得る規定の空燃比となっても、硫黄成分の放出は直ぐには始まらない。従って、補正により、この効果が現れる時間以下まで燃料供給時の目標空燃比（規定空燃比）とする時間が短くなった場合には、目標空燃比（規定空燃比）としても効果がほとんどないばかりか燃費が悪化してしまう。以上より、この効果が現れるまでの時間を所定時間とし、燃料供給時の目標空燃比（規定空燃比）とする時間がこの所定時間以下となる場合には、硫黄成分の放出を中断、若しくは燃料供給手段からの燃料の供給を中断する。これにより、燃費の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置では、空燃比検出手段を用いた排気系への燃料供給量及び／または燃料供給間隔のフィードバック制御において、精度の良い学習制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００５１】
図１は、本実施例に係る内燃機関の空燃比制御装置を適用する内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００５２】
内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路２が接続されている。この排気通路２は、下流にて大気へと通じている。
前記排気通路２の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒３（以下、ＮＯx触媒３という。）が備えられている。
【００５３】
ＮＯx触媒３は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機能を有する。
【００５４】
また、ＮＯx触媒３よりも下流の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ４、及び該排気通路２を流通する排気の空燃比を検出する空燃比センサ５が取り付けられている。
【００５５】
ところで、内燃機関１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒３のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒３に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要がある。
そこで、本実施例では、ＮＯx触媒３より上流の排気通路２を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁６を備えている。ここで、燃料添加弁６は、後述するＥＣＵ７からの信号により開弁して燃料を噴射する。燃料添加弁６から排気通路２内へ噴射された燃料は、排気通路２の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させると共に、ＮＯx触媒３に吸蔵されていたＮＯxを還元する。
【００５６】
また、燃料は、ＮＯx触媒３に吸蔵された硫黄成分を放出させる硫黄被毒回復時において、該ＮＯx触媒３の温度を上昇させることにも利用される。すなわち、ＮＯx触媒３にて燃料が反応し、このときに熱が発生し、この熱により、ＮＯx触媒３の温度が上昇される。このように、ＮＯx触媒３の温度を上昇させ、その後に該ＮＯx触媒３に流入する排気の空燃比を低下させることにより、硫黄被毒回復が可能となる。
【００５７】
ここで、硫黄被毒回復時に行われる触媒リッチ制御について説明する。この触媒リッチ制御は、燃料添加弁６から間欠的に燃料を噴射させることによりなされる。
ここで、図２は、燃料添加弁６に送られるＥＣＵ７の指令信号の波形と、その波形に対応する空燃比の変化とを同一時間軸上に示すタイムチャート図である。燃料添加弁６は、同図２（ａ）に示す指令信号がオン（「ＯＮ」）の状態となっているときに開弁し、燃料を噴射する。燃料添加が行われることにより、ＮＯx触媒３に流入する排気中の燃料濃度が高くなる（リッチスパイクが形成される）ようになる。ここで、添加期間（図２（ａ）参照。）を長くするほど燃料濃度の変化量（図２（ｂ）参照。）は大きくなり、総添加期間（図２（ａ）参照。）を長くするほど（添加回数を多くするほど）リッチスパイクの形
成期間（図２（ｂ）参照。）も長くなる。また、添加インターバル（図２（ａ）参照。）を短くするほど、排気中の燃料濃度が高くなりＮＯx触媒３の温度の上昇量は大きくなる。一方、燃料添加の休止期間（図２（ａ）参照。）の長さは、連続的に形成されるリッチスパイクの間においてリーン雰囲気が継続する期間（図２（ｂ）参照。）すなわち燃料濃度が低くなる期間の長さに対応する。この休止期間の長さにより、ＮＯx触媒３の床温を調整することができる。すなわち、休止期間を長くするほど、ＮＯx触媒３の温度は低くなる。
【００５８】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００５９】
ＥＣＵ７には、各種センサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。
一方、ＥＣＵ７には、燃料添加弁６が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ７により制御することが可能になっている。
【００６０】
ここで、前記空燃比センサ５は、その温度が低いときには発生するＨ2の拡散速度が速いことでリッチずれを起こし、さらにＮＯx触媒３に硫黄が吸蔵されていないと、このリッチずれが顕著になる。また、ＮＯx触媒３の硫黄被毒量が多くなると、未燃ＨＣが該ＮＯx触媒３をすり抜けるようになるが、空燃比センサ５の拡散層を通過できない大きな未燃ＨＣを検出することができないため、該空燃比センサ５がリーンずれすることが知られている。
【００６１】
このように、空燃比センサ５の出力値が実際の値とずれているときに、該空燃比センサ５の出力値に基づいて学習制御を行うと、その後の空燃比制御において排気の空燃比を目標空燃比へ正確に近づけることが困難となってしまう。すなわち、空燃比センサ５がリッチずれを起こしているときに学習制御を行うと、実際の空燃比がリーン側へ補正され、硫黄被毒回復処理が困難となる。また、リーンずれを起こしているときに学習制御を行うと、実際の空燃比がリッチ側へ補正され、ＮＯx触媒３をすり抜けるＨＣが増加し、白煙が発生することがある。
【００６２】
その点、本実施例では、空燃比センサ５がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしている場合には、空燃比の学習制御を禁止する。そして、リーンずれ若しくはリッチずれを起こしているか否かは、排気温度センサ４により検出される排気温度に基づいて判定する。
【００６３】
ここで、硫黄被毒回復処理中にはＮＯx触媒３の目標床温と、排気温度センサ４により検出される温度と、には差があるが、この差はほぼ一定の値となる。例えば、目標床温が６５０℃に対し、排気温度センサ４により検出される排気温度は６００℃となり、その差は５０℃となる。
【００６４】
そして、この目標床温と排気温度センサ４により検出される排気温度との差（以下、差ΔＴＨＣとする。）の変化量によって空燃比センサ５のリーンずれ若しくはリッチずれを判定する。
【００６５】
例えば、空燃比センサ５がリーンずれを起こしている場合には、燃料添加弁６から添加される燃料がフィードバック補正により増量される。しかし、実際の空燃比はリーン側へずれてはいないため、ＮＯx触媒３で反応する燃料量が増加して、排気温度センサ４により検出される排気温度が上昇する。この場合、差ΔＴＨＣは小さくなる。そこで、本実施例では、差ΔＴＨＣが閾値以下となった場合に空燃比センサ５の検出値がリーンずれして
いるとみなし、空燃比の学習制御における学習値の更新を禁止する。換言すると、前記閾値よりも差ΔＴＨＣが大きいときに限り学習値を更新する。
【００６６】
一方、空燃比センサ５の検出値がリッチずれしている場合はこの逆となる。すなわち、この場合には、燃料添加弁６から添加される燃料がフィードバック補正により減量される。しかし、実際の空燃比はリッチ側へずれてはいないため、ＮＯx触媒３で反応する燃料量が減少して、排気温度センサ４により検出される排気温度が低下する。この場合、差ΔＴＨＣは大きくなる。そこで、本実施例では、差ΔＴＨＣが閾値以上となった場合に空燃比センサ５の検出値がリッチずれしているとみなし、空燃比の学習制御における学習値の更新を禁止する。換言すると、前記閾値よりも差ΔＴＨＣが小さいときに限り学習値を更新する。
【００６７】
なお、空燃比学習値の算出は、図２（ｂ）に示した「リッチスパイクの形成期間」の終期に空燃比センサ５で検出される空燃比に基づいて行われる。
次に、本実施例における学習値更新の可否を判定するフローについて説明する。
【００６８】
図３は、本実施例による差ΔＴＨＣを算出するためのフローを示したフローチャート図である。
ステップＳ１０１では、硫黄被毒回復処理中であるか否か判定する。
【００６９】
ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。
ステップＳ１０２では、ＮＯx触媒３の床温が安定しているか否か判定する。例えば、排気温度センサ４により得られる排気温度が、規定の範囲内にあるか否かにより判定することができる。
【００７０】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ１０３では、差ΔＴＨＣを算出する。つまり、ＮＯx触媒３の目標床温から排気温度センサ４より得られる排気温度を減じた値を差ΔＴＨＣに代入する。
【００７１】
ステップＳ１０４では、差ΔＴＨＣを算出した回数をカウントするカウンタＮに１を加える。つまり、Ｎ＝Ｎ＋１の処理を行う。
ステップＳ１０５では、差ΔＴＨＣの平均値である平均ΔＴＨＣを算出する。平均ΔＴＨＣは次式により求める。
【００７２】
平均ΔＴＨＣ＝（平均ΔＴＨＣ前回値×（Ｎ−１）＋差ΔＴＨＣ）／Ｎ
ステップＳ１０６では、平均ΔＴＨＣのクリア要求があるか否か判定する。クリア要求とは、後述するステップＳ２０２で出される要求である。このクリア要求は、例えばＮ＝１０となった場合に出される。
【００７３】
ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ１０７では、カウンタＮ、平均ΔＴＨＣをクリアする。
【００７４】
このようにして、平均ΔＴＨＣを算出することができる。
次に、図４は、本実施例による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【００７５】
ステップＳ２０１では、空燃比学習更新の判定をすべき時期となったか否か判定する。
差ΔＴＨＣを平均化することにより、外乱による誤差を問題のない範囲まで減少させたか否か判定され、ここでは、Ｎ＝１０となったときに空燃比学習更新の判定をすべき時期となったと判定される。
【００７６】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ２０２では、前記平均ΔＴＨＣのクリア要求を出す。
【００７７】
ステップＳ２０３では、平均ΔＴＨＣが規定の範囲内（規定値Ａ以上且つ規定値Ｂ以下）であるか否か判定する。この規定の範囲は、空燃比センサ５のリッチずれ若しくはリーンずれが許容できる範囲に基づいて予め設定される。
【００７８】
ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０６へ進む。
ステップＳ２０４では、空燃比補正係数を次式により算出する。
【００７９】
空燃比補正係数＝（目標空燃比−ΔＡ／Ｆ）／目標空燃比
ここで、ΔＡ／Ｆは、フィードバックを考慮しない基本燃料添加量のみからなる空燃比（以下、基本空燃比）と、フィードバック補正分を含んだ空燃比（以下、フィードバック空燃比）と、の差である。すなわち、
ΔＡ／Ｆ＝（基本空燃比）−（フィードバック空燃比）
ステップＳ２０５では、添加量補正係数を更新する。
【００８０】
ここでは、内燃機関の回転数や負荷から算出される基礎となる燃料添加量（以下、基本燃料添加量という。）と、該基本燃料添加量を排気中に添加した際に、空燃比センサ５により検出される空燃比を目標空燃比に近づけるべく、燃料添加量をフィードバック補正した際の増減分（以下、フィードバック補正分という。）と、を用い、以下の関係式により添加量補正係数を算出し、更新する。
【００８１】
添加量補正係数＝（基本燃料添加量＋フィードバック補正分）／基本燃料添加量
このようにして算出された添加量補正係数を記憶しておき、次回の燃料添加時に基本燃料添加量に該添加量補正係数を乗じた量の燃料を添加する。このように、以前の燃料添加の結果から求まる補正係数を記憶しておき、次回燃料添加時にこの補正係数に基づいて燃料添加量を補正することを本実施例では学習制御と称している。ここで、本実施例においては、添加量補正係数を空燃比学習値としている。
【００８２】
ステップＳ２０６では、空燃比制御の学習値の更新を禁止する。すなわち、添加量補正係数の更新を禁止する。
ステップＳ２０７では、平均ΔＴＨＣが前記規定値Ａよりも小さいか否か判定する。
【００８３】
ステップＳ２０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０８へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０９へ進む。
ステップＳ２０８では、空燃比センサ５の検出値がリーン側へずれていると判定する。つまり、平均ΔＴＨＣが前記規定値Ａよりも小さい場合には、必要以上に燃料が供給されている状態であり、ＮＯx触媒３の温度が過剰に上昇している場合である。
【００８４】
ステップＳ２０９では、空燃比センサ５の検出値がリッチ側へずれていると判定する。つまり、平均ΔＴＨＣが前記規定値Ｂよりも大きい場合であり、燃料の供給量が不足している状態である。そして、ＮＯx触媒３の温度が必要温度まで上昇していない場合である。
【００８５】
このようにして、空燃比センサ５により検出された値と実際の空燃比とのずれが許容できる範囲内にあるときに限り、学習制御の学習値（添加量補正係数）を更新することができる。これにより、学習制御の精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００８６】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
実施例１において説明したように、排気温度センサ４の検出値に基づいて空燃比学習値を更新するか否か判定すると、空燃比の学習が間に合わなくなり、空燃比学習値を更新する前にＮＯx触媒３が過熱することがある。
【００８７】
そこで、本実施例においては、温度学習値の変化の履歴を空燃比学習制御の更新判定に使用し、空燃比学習値を更新可能であれば、温度学習値を更新前の状態に戻し、ＮＯx触媒３の床温が空燃比学習値の更新により変化しないようにする。このように、温度学習値を更新前の状態に戻すことにより、空燃比学習値と温度学習値との両方が更新されることによる燃料供給量の過剰な補正を抑制することができる。
【００８８】
ここで、ＮＯx触媒３の床温は、燃料添加量からその発熱量を求めることにより推定することができる。以下、このようにして推定されたＮＯx触媒３の床温を推定床温と称する。また、硫黄被毒回復処理に必要となるＮＯx触媒３の床温を目標床温とする。そして、本実施例においては、推定床温が目標床温となるように、燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間が制御される。しかし、推定床温は計算により求められているため、その算出過程に含まれない何らかの要因により実際の床温と差が生じることがある。その結果、ＮＯx触媒３の温度を目標床温とすることが困難となる。
【００８９】
そこで、ＮＯx触媒３の硫黄被毒回復処理時には、該ＮＯx触媒３の温度を目標温度に近づけるためのフィードバック制御（以下、温度フィードバック制御という。）及び学習制御（以下、温度学習制御という。）が行われている。
【００９０】
温度フィードバック制御は、推定床温を実際の床温に近づけるための制御である。この制御では、排気温度センサ４により検出された排気温度に基づいてＮＯx触媒３の床温を求め、この求められた床温に近づくように推定床温の値を補正する。
【００９１】
また、温度学習制御は、推定床温を目標床温に近づけるための制御である。この制御では、目標床温と推定床温との差を無くすために必要となる発熱量、すなわち、燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間を補正するための値を学習値として記憶する。そして、次回燃料添加時には、この学習値を反映させた燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間に基づいて燃料添加を行う。
【００９２】
このようにして、温度フィードバック制御及び温度学習制御により、ＮＯx触媒３の実際の床温を目標床温に近づけることができる。
なお、温度フィードバック制御は、排気温度センサ４により得られる排気の温度に基づいて、ＮＯx触媒３の床温を目標床温とするために必要となる燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間をフィードバックし、このフィードバック値に基づいて燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間を補正する制御としてもよい。この場合、温度学習制御は、燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間を補正するための値を記憶し、次回燃料添加時に、この記憶された値に基づいた燃料添加量若しくは燃料添加の休止期間により燃料添加を行う制御とする。
【００９３】
ここで、「燃料添加量」は、図２における添加期間、添加インターバル、総添加期間を変更することにより調整可能である。また。「燃料添加の休止期間」は、図２における休止期間を変更することにより調整可能である。
【００９４】
図５は、温度学習値と空燃比学習値と空燃比学習値更新判定結果との関係を示した図である。
「温度学習値＋側」とは、排気の温度を上昇させる場合、すなわち、燃料添加量を増加若しくは、燃料添加の休止期間を短くする場合である。
【００９５】
「温度学習値−側」とは、排気の温度を下降させる場合、すなわち、燃料添加量を減少若しくは、燃料添加の休止期間を長くする場合である。
「補正係数増要求」とは、排気の空燃比をリッチ側へ補正する場合、すなわち、燃料添加量を増加若しくは、燃料添加の休止期間を短くする場合である。
【００９６】
「補正係数減要求」とは、排気の空燃比をリーン側へ補正する場合、すなわち、燃料添加量を減少若しくは、燃料添加の休止期間を長くする場合である。
また、「空燃比学習値更新可」とは、空燃比の学習値を更新する場合を示し、「更新禁止」とは、空燃比の学習値を更新しない場合を示している。「添加量不足」は、燃料の添加量が少ない場合、若しくは、燃料添加の休止期間が長い場合を示し、「添加量過剰」は、燃料の添加量が多い場合、若しくは、燃料添加の休止期間が短い場合を示している。また、「センサリーンずれ」とは、空燃比センサ５の検出値がリーン側へずれていることを示し、「センサリッチずれ」とは、空燃比センサ５の検出値がリッチ側へずれていることを示している。
【００９７】
次に、図５に基づいて、本実施例における学習値更新の可否を判定するフローについて説明する。
図６及び図７は、本実施例による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【００９８】
ステップＳ３０１では、空燃比学習更新の判定をすべき時期となったか否か判定する。ここでは、前記ステップＳ２０１と同様の処理がなされる。
ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００９９】
ステップＳ３０２では、温度学習値が１回以上更新されたか否か判定する。
ステップＳ３０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【０１００】
ステップＳ３０３では、空燃比補正係数を算出する。前記ステップＳ２０４と同様の処理がなされる。
ステップＳ３０４では、添加量補正係数を更新する。ここでは、ステップＳ２０５と同様の処理がなされる。
【０１０１】
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４の処理により添加量補正係数が増加したか否か判定する。
ステップＳ３０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０６へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３１１へ進む。
【０１０２】
ステップＳ３０６では、温度学習値が＋側に更新されたか否か判定する。すなわち、燃料添加量を増量し、若しくは、燃料添加休止期間を短くするように温度学習値が更新され
たか否か判定する。
【０１０３】
ステップＳ３０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０７へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０９へ進む。
ステップＳ３０７では、添加量補正係数を更新する。この場合、燃料添加量を増量させ、若しくは、燃料添加休止期間を短くさせる。
【０１０４】
ステップＳ３０８では、温度学習値を減量して温度学習値を更新前の状態に戻す。すなわち、燃料添加量を減量し、若しくは、燃料添加休止期間を長くする。これにより、温度学習値と添加量補正係数（空燃比学習値）とが同時期に増量側へ更新され、燃料過多となるのを抑制し、ＮＯx触媒３の過熱を抑制できる。
【０１０５】
ステップＳ３０９では、空燃比学習値、すなわち添加量補正係数の更新を禁止する。
ステップＳ３１０では、空燃比センサ５がリーンずれを起こしていると判定する。
ステップＳ３１１では、ステップＳ３０４の処理により添加量補正係数が減少したか否か判定する。
【０１０６】
ステップＳ３１１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３１２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ３１２では、温度学習値が−側に更新されたか否か判定する。すなわち、燃料添加量を減量し、若しくは、燃料添加休止期間を長くするように温度学習値が更新されたか否か判定する。
【０１０７】
ステップＳ３１２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３１３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３１５へ進む。
ステップＳ３１３では、添加量補正係数を更新する。この場合、燃料添加量を減量し、若しくは、燃料添加休止期間を長くする。
【０１０８】
ステップＳ３１４では、温度学習値を増量して温度学習値を更新前の状態に戻す。すなわち、燃料添加量を増量し、若しくは、燃料添加休止期間を短くする。これにより、温度学習値と添加量補正係数（空燃比学習値）とが同時期に減量側へ更新され、燃料不足となるのを抑制できる。
【０１０９】
ステップＳ３１５では、空燃比学習値、すなわち添加量補正係数の更新を禁止する。
ステップＳ３１６では、空燃比センサ５がリッチずれを起こしていると判定する。
このようにして、ＮＯx触媒３の床温が空燃比学習値の更新により変化することを抑制しつつ、すなわち、ＮＯx触媒３が過熱することを抑制しつつ、添加量補正係数を更新することができる。また、空燃比センサ５のリーンずれ若しくはリッチずれを判定することができる。
【実施例３】
【０１１０】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ところで、硫黄被毒回復処理中の１回のリッチスパイクの形成期間から得られる添加量補正係数により空燃比学習を行うと、何らかの要因によりたまたま空燃比が変化した場合であっても、添加量補正係数が更新され燃料添加量が補正されてしまう。これに対し、例えばリッチスパイクの形成期間２０回分の添加量補正係数になまし処理を行った後、該添加量補正係数を更新し空燃比学習制御の信頼性を高めていた。しかし、温度学習値を算出中に、添加量補正係数が更新されると、これによりＮＯx触媒３の床温が変化するため正確な温度学習が困難となる。例えば、なまし処理を行うことにより、空燃比センサ５のリ
ーンずれやリッチずれがどの時点で起こったのか判定できなくなってしまうことがあった。
【０１１１】
そこで、本実施例においては、規定の期間の添加量補正係数の平均値を算出し、さらに、この規定の期間中は該添加量補正係数の更新を禁止する。そして、前回算出した添加量補正係数の平均と、今回算出した添加量補正係数の平均と、を比較して、空燃比センサ５のリーンずれやリッチずれを判定する。
【０１１２】
ここで、図８は、ＮＯx触媒３の目標床温、推定床温、温度学習値、添加量補正係数（空燃比学習値）の時間推移を示したタイムチャート図である。温度学習値及び添加量補正係数は、なまし処理を行った場合、及び本実施例による平均化を行った場合を示している。
【０１１３】
本実施例による添加量補正係数の平均値（以下、平均添加量補正係数とする。）は次式により求める。
平均添加量補正係数＝（平均学習値前回値×（Ｎ−１）＋瞬時添加量補正係数）／Ｎ
ここで、Ｎは例えば１０とする。すなわち、添加量補正係数の更新を禁止する前記規定の期間は、Ｎ＝１０となるまでの期間である。また、添加量補正係数は空燃比学習値としても良い。
【０１１４】
このように、Ｎ＝１０となるまで添加量補正係数の更新を禁止する。この期間は添加量補正係数が一定の値となるので、この期間中に、温度学習値を算出することにより、添加量補正係数の影響を受けない温度学習値を得ることができる。そして、実施例１または実施例２で説明したように、ＮＯx触媒３の床温の変化に基づいて空燃比センサ５のリッチずれやリーンずれを判定することができる。
【実施例４】
【０１１５】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ここで、空燃比学習値の更新を禁止した時点で空燃比センサ５がリーンずれを起こしている場合には、空燃比学習値を更新しなくても燃料添加量のフィードバックが行われているため、これにより該燃料添加量が増量補正される。これにより、白煙が発生する虞があるため、本実施例においては、空燃比センサ５がリーンずれを起こしている場合には、燃料添加量のフィードバックによる増量補正をも禁止する。
【０１１６】
また、空燃比センサ５がリッチずれを起こしていると判定された場合には、同様にして燃料添加量の減量側の補正を禁止してしまうと、リッチずれが誤判定の場合には燃料添加量の減量が必要にもかかわらず、減量がなされずに白煙が発生する虞がある。また、実際にリッチずれを起こしている場合には、実際には燃料添加量の減量は必要ではなく、減量側の補正を禁止しても問題ない。この場合、硫黄被毒回復処理等を継続して行うことが可能となる。しかし、本実施例では、空燃比センサ５がリッチずれを起こしていると判定された場合には、硫黄被毒回復処理等の継続よりも白煙の抑制を優先させ、燃料添加量の減量側の補正は禁止しないこととする。
【０１１７】
次に、本実施例における学習値更新の可否を判定するフローについて説明する。
図９は、本実施例による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【０１１８】
ステップＳ４０１では、空燃比センサ５がリーンずれを起こしているか否か判定する。判定方法は、実施例１または実施例２において説明した方法を用いる。
ステップＳ４０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０３へ進む。
【０１１９】
ステップＳ４０２では、フィードバック制御による燃料添加量の補正を禁止する。
ステップＳ４０３では、空燃比センサ５がリッチずれを起こしているか否か判定する。判定方法は、実施例１または実施例２において説明した方法を用いる。
【０１２０】
ステップＳ４０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ４０５へ進む。
ステップＳ４０４では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を禁止する。
【０１２１】
ステップＳ４０５では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を許可する。
このようにして、空燃比センサ５がリーンずれを起こしている場合には燃料添加量の増量を禁止し、一方、リッチずれを起こしている場合には燃料添加量の減量を許可して、燃料の過剰添加による白煙の発生を抑制することができる。
【実施例５】
【０１２２】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ここで、本実施例においては、空燃比センサ５がリッチずれ若しくはリーンずれを起こしていると判定された場合には、空燃比センサ５により検出される空燃比の目標値（以下、目標空燃比とする。）を空燃比センサ５のリッチずれ若しくはリーンずれに合わせて変更する。また、このときには、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新は禁止する。ここで、空燃比センサ５のリッチずれ若しくはリーンずれがどの程度のずれであるのか判断できれば、このずれを無くすように、目標空燃比を補正すれば良いが、どの程度のずれであるのか判断できない場合には、予め設定しておいた規定値分だけ目標空燃比を変更しても良い。
【０１２３】
次に、本実施例における学習値更新の可否を判定するフローについて説明する。
図１０は、本実施例による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【０１２４】
ステップＳ５０１では、空燃比センサ５がリーンずれを起こしているか否か判定する。判定方法は、実施例１または実施例２において説明した方法を用いる。
ステップＳ５０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ５０３へ進む。
【０１２５】
ステップＳ５０２では、目標空燃比をリーン側へシフトさせる。
ステップＳ５０３では、空燃比センサ５がリッチずれを起こしているか否か判定する。判定方法は、実施例１または実施例２において説明した方法を用いる。
【０１２６】
ステップＳ５０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ５０６へ進む。
ステップＳ５０４では、目標空燃比をリッチ側へシフトさせる。
【０１２７】
ステップＳ５０５では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を禁止する。
ステップＳ５０６では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を許可する。
このようにして、空燃比センサ５がリーンずれ若しくはリッチずれを起こしている場合には目標空燃比をそれに合わせて変更することで、ＮＯx触媒３で要求される空燃比となるよう、燃料添加量を補正することができる。また、リーンずれ若しくはリッチずれを起
こしている場合には、空燃比学習値の更新を禁止することにより燃料添加量補正係数の誤学習を抑制することができる。
【実施例６】
【０１２８】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ところで、空燃比センサ５は、ＮＯx触媒３の床温によりＨ2の発生割合が変わるため、該空燃比センサ５がリッチずれを起こすことがある。つまり、以下に示す式において、ＮＯx触媒３の床温が低いほど平衡バランスが右側へ移る。
【０１２９】
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝ＣＯ2＋Ｈ2
そこで、本実施例においては、ＮＯx触媒３の床温（実測値若しくは推定値）、若しくは排気温度センサ４により検出される排気温度が所定値（例えば、６００℃）以下である場合には、空燃比学習値の更新を禁止する。この際、実施例４で説明したように白煙の発生を抑制するため、燃料添加量の減量補正の禁止は行わない。
【０１３０】
次に、本実施例における学習値更新の可否を判定するフローについて説明する。
図１１は、本実施例による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【０１３１】
ステップＳ６０１では、ＮＯx触媒３の床温（実測値若しくは推定値）、若しくは排気温度センサ４により検出される排気温度が所定値（例えば、６００℃）以下であるか否か判定する。この排気温度の所定値とは、空燃比センサ５がリッチずれを起こし得る温度の上限値である。
【０１３２】
ステップＳ６０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ６０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ６０４へ進む。
ステップＳ６０２では、空燃比センサ５がリッチずれを起こしていると判定される。
【０１３３】
ステップＳ６０３では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を禁止する。
ステップＳ６０４では、空燃比学習値、すなわち、添加量補正係数の更新を許可する。
このようにして、ＮＯx触媒３の床温が所定値よりも低い場合には、空燃比センサ５がリッチずれを起こすとして、空燃比学習値の更新を禁止することにより、添加量補正係数の誤学習を抑制することが可能となる。
【実施例７】
【０１３４】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ここで、硫黄被毒回復中に長時間継続してリッチ空燃比とすると、ＮＯx触媒３が過熱する虞があるため、ＮＯx触媒３の温度を目標温度とするために休止期間を設けている（図２（ａ）参照。）。
【０１３５】
そして、総添加期間（図２（ａ）参照。）は、硫黄成分の放出性確保のため、ＮＯx触媒３の温度が変動しても過熱しない範囲内で最長時間となるように設定される。そのため、過熱に至るまでの余裕が小さい。
【０１３６】
その点、空燃比の学習制御により燃料添加弁６から噴射させる燃料添加量の補正をすると、ＮＯx触媒３の温度が変動するため、目標空燃比とする時間をそれに合わせて補正する必要が生じる。なお、本実施例においては、目標空燃比とする時間が総添加期間と等しいものとして説明する。
【０１３７】
ここで、図１２は、燃料添加量の補正量及びそのときの空燃比学習要因に対する、総添加期間（リッチ時間）の補正の有無によるメリット及びデメリット、最終的に総添加期間の補正を行うか否かの判断の関係を示した図である。
【０１３８】
まず、燃料添加量の増量補正を行う場合では、空燃比の学習が新たに行われる要因として、燃料添加弁６の詰まり等による該燃料添加弁６からの燃料添加量が減少した場合と、ベース空燃比のリーン化と、を挙げることができる。そして、燃料添加量の増量補正が行われる場合であって、この補正に併せて総添加期間の補正を行うか否かにより、以下のメリット、若しくはデメリットがある。
【０１３９】
まず、燃料添加弁６の詰まり等により該燃料添加弁６から実際に添加される燃料量が減少すると、空燃比の学習制御により燃料添加弁６から添加される燃料の増量補正が行われる。この場合の増量は、燃料添加量の減少を補うための増量であり、補正後の燃料添加量は、燃料添加弁６に詰まり等が生じていない場合に添加される燃料量、すなわち目標となる燃料量（以下、目標燃料量という。）とほとんど同じ量となる。そのため、ＮＯx触媒３の温度は目標となる温度とほとんど同じになり、ＮＯx触媒３の温度の変動の幅（以下、床温振幅という。）もほとんど同じになる。これを、図１２では、「目標と一致」と表している。
【０１４０】
つまり、燃料添加弁６に詰まり等が生じている場合には、総添加期間を補正しなくても、目標通りの床温振幅にすることができ、この点がメリットとなる。この場合、総添加期間を補正しないことによるデメリットは特にない。
【０１４１】
また、燃料添加弁６の詰まり等に起因した燃料添加量の増量補正を行う場合に、総添加期間を短縮する補正をすると、一回のリッチスパイクあたりに放出される硫黄成分の量が少なくなってしまう。つまり、燃料添加弁６の詰まり等に起因した燃料添加量の増量補正を行う場合に、総添加期間を短縮する補正を併せて行うと、硫黄成分の放出量が少なくなる（図１２では、「Ｓ放出量減」と表している。）というデメリットがある。一方、燃料添加弁６の詰まり等に起因した燃料添加量の増量補正を行う場合に、総添加期間を短縮する補正を行うと、床温振幅が小さくなりＮＯx触媒３の過熱がより抑制されるというメリットがある。この場合、床温振幅の中心となる温度は目標温度とほとんど同じになる。
【０１４２】
一方、内燃機関１の吸入空気量が実際の量よりも少なく測定される誤差が生じて気筒内への燃料噴射量が減量された場合や、気筒内への燃料噴射弁の経年劣化等により気筒内への燃料噴射量が目標よりも減少した場合には、ベース空燃比がリーン側へずれる。これに伴い、空燃比センサ５から得られる空燃比が目標よりもリーンとなるので、空燃比の学習制御により燃料添加弁６から噴射される燃料の増量補正が行われる。この場合には、目標燃料量よりも多い量の燃料が燃料添加弁６から添加されることになる。そのため、ＮＯx触媒３の温度上昇は、燃料添加量の補正後に大きくなり、床温振幅も大きくなる。これにより、ＮＯx触媒３が過熱する（図１２では、「ＮＯx触媒過熱」と表している。）虞がある。すなわち、総添加期間を補正しなければＮＯx触媒３が過熱するデメリットがある。この場合、総添加期間を補正しないことによるメリットは特にない。
【０１４３】
このような、ベース空燃比がリーンとなることにより燃料添加弁６からの燃料添加量が補正される際のＮＯx触媒３の過熱を抑制するために、総添加期間を短縮する補正が考えられる。つまり、燃料添加量の増加と併せて、総添加期間を短縮することにより、ＮＯx触媒３の床温振幅は目標値とほとんど同じになり（図１２では、「目標と一致」としている。）、ＮＯx触媒３の過熱を抑制することができる。この点が、総添加期間を補正することによるメリットとなる。この場合、総添加期間を補正することによるデメリットは特
にない。
【０１４４】
なお、燃料添加弁６からの燃料添加量が増量補正される場合には、該燃料添加弁６からの燃料添加量の減少に起因した燃料添加量の増量補正なのか、若しくはベース空燃比がリーン側にずれていることに起因した燃料添加量の増量補正なのか、を区別することは困難である。これは、空燃比の学習が、燃料添加弁６から燃料が添加され、ＮＯx触媒３の空燃比がリッチ空燃比とされているときに行われるからである。従って、総添加期間を短縮補正する場合には、これらを区別せずに常に総添加期間を短縮することとなる。そして、燃料添加弁６の詰まりに起因した燃料添加量の増量が行われる場合に総添加期間を短縮する補正を行うと、前記したように、硫黄成分の放出量が減少するというデメリットがあるが、ベース空燃比がリーンとなることに起因した燃料添加量の増量補正が行われる場合のＮＯx触媒３の過熱を抑制できるというより大きなメリットを得ることができる。
【０１４５】
以上より、本実施例においては、燃料添加量の増量補正が行われる場合には、総添加期間を短縮する補正を併せて行うこととする。これにより、ＮＯx触媒３の過熱を抑制することができる。
【０１４６】
一方、燃料添加弁６から添加される燃料量が個体差や経年変化等の要因により目標燃料量よりも多くなると、空燃比の学習制御により燃料添加弁６から噴射される燃料量の減量補正が行われる。この場合の減量は、燃料添加量の増加を打ち消すための減量であり、補正後の燃料添加量は、前記目標燃料量とほとんど同じ量となる。そのため、ＮＯx触媒３の温度は目標となる温度とほとんど同じになり、ＮＯx触媒３の床温振幅も目標値とほとんど同じになる（図１２では、「目標と一致」と表している。）。
【０１４７】
つまり、燃料添加弁６から添加される燃料量が目標よりも多い場合には、総添加期間を補正しなくても、目標通りの床温振幅にすることができる。すなわち、この点が総添加期間を補正しないことによるメリットとなる。この場合、総添加期間を補正しないことによるデメリットは特にない。
【０１４８】
また、燃料添加量の増加に起因した燃料添加量の減量補正を行う場合に、総添加期間を延長する補正を行うと、床温振幅が大きくなりＮＯx触媒３が過熱する虞が生じるデメリットがある。一方、燃料添加量が増加したときに、総添加期間を延長する補正を行うメリットはない。
【０１４９】
一方、吸入空気量が実際の量よりも多く測定される誤差が生じて気筒内への燃料添加量が増量された場合や、気筒内への燃料噴射弁の経年劣化等により気筒内への燃料噴射量が目標よりも増加した場合には、ベース空燃比がリッチ側へずれる。これに伴い、空燃比センサ５から得られる空燃比が目標よりもリッチとなるので、空燃比の学習制御により燃料添加弁６から噴射される燃料の減量補正が行われる。この場合には、目標燃料量よりも少ない量の燃料が燃料添加弁６から添加されることになる。そのため、総添加期間の補正をしなければ、一回のリッチスパイクあたりに放出される硫黄成分の量が少なくなってしまう。つまり、燃料添加弁６からの燃料添加量が減量される補正が行われる場合、総添加期間を延長する補正を行わなければ、硫黄成分の放出量が少なくなる（図１２では、Ｓ放出量減としている。）というデメリットがある。一方、燃料添加弁６からの燃料添加量が減量される補正が行われる場合、総添加期間を延長する補正を行わなければ、床温振幅が小さくなりＮＯx触媒３の過熱がより抑制されるというメリットがある。
【０１５０】
このように、ベース空燃比がリッチとなることにより燃料添加弁６からの燃料添加量が補正される際のＮＯx触媒３の床温振幅を大きくするために、総添加期間を延長する補正が考えられる。つまり、燃料添加量の減量と併せて、総添加期間を延長補正することによ
り、ＮＯx触媒３の床温振幅は目標値とほとんど同じになる（図１２では、「目標と一致」と表している。）。この点が、総添加期間を補正することによるメリットとなる。この場合、総添加期間を補正することによるデメリットは特にない。
【０１５１】
なお、燃料添加弁６からの燃料添加量が減量補正される場合には、該燃料添加弁６からの燃料添加量の増加に起因した燃料添加量の減量補正なのか、若しくはベース空燃比がリッチ側にずれていることに起因した燃料添加量の減量補正なのか、を区別することは困難である。従って、総添加期間を延長する補正を行う場合には、これらを区別することなく常に総添加期間を延長することとなる。しかし、燃料添加弁６からの燃料添加量の増加に起因した燃料添加量の減量補正が行われると、前記したようにＮＯx触媒３が過熱する虞がある。この場合、総添加期間を延長する補正を行わないほうがＮＯx触媒３の過熱を抑制することができる。また、ベース空燃比がリッチ側にずれていることに起因した燃料添加量の減量が行われる場合であっても、総添加期間を延長する補正を行わないこととすると、前記したように、硫黄成分の放出量が減少するというデメリットがあるものの、ＮＯx触媒３の過熱を抑制できるというより大きなメリットを得ることができる。
【０１５２】
以上より、本実施例においては、燃料添加量の減量補正が行われる場合には、総添加期間を延長する補正は行わない、すなわち総添加期間の変更は行わないこととする。
次に、本実施例による補正リッチ時間（総添加期間）の算出フローについて説明する。
【０１５３】
図１３は、本実施例による補正リッチ時間の算出フローを示したフローチャート図である。
本フローは、前記実施例による燃料添加量補正係数が算出された後に実行される。
【０１５４】
ステップＳ７０１では、総添加期間を算出する。総添加期間は、実施例１で説明した触媒リッチ制御で算出される総添加期間と同じものであり、内燃機関１の回転数と負荷（アクセル開度、若しくは気筒内への燃料噴射量）とにより予め設定されたマップを用いて算出される。
【０１５５】
ステップＳ７０２では、添加量補正係数が１よりも大きいか否か判定する。
ここで、添加量補正係数は前記実施例で算出されたものが用いられる。添加量補正係数が１よりも大きいとは、燃料添加弁６からの燃料添加量が増量側へ補正されることを意味している。
【０１５６】
ステップＳ７０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ７０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ７０４へ進む。
ステップＳ７０３では、ステップＳ７０１で算出した総添加期間を補正する（補正総添加期間を算出する）。補正総添加期間は、添加量補正係数が大きくなるほど短くなるように、次式により算出される。
【０１５７】
補正総添加期間＝総添加期間／（添加量補正係数×感度係数）
ここで、感度係数とは、ＮＯx触媒３の温度と添加量補正係数とにより定まる値であり、予め実験等により求めてマップ化しておく。ここで、添加された燃料が該ＮＯx触媒３で反応する速度や率が、ＮＯx触媒３の温度により異なるため、ＮＯx触媒３の温度の上昇度合いを調整するために感度係数が設定される。なお、処理を簡単にするために感度係数を常に１としても良い。
【０１５８】
なお、総添加期間と添加量補正係数との関係を予めマップ化しておき、このマップから補正総添加期間を得るようにしても良い。
ステップＳ７０４では、補正総添加期間をステップＳ７０１で算出した値とする。
【０１５９】
このようにして、添加量補正係数が１よりも大きい場合、すなわち燃料添加量が増量補正される場合に限り、総添加期間を短縮する補正を行うことができる。これにより、燃料添加量の補正を行う際のＮＯx触媒３の過熱を抑制することが可能となる。
【０１６０】
なお、本実施例においては、総添加期間の補正について説明したが、これに代えて、リッチスパイクの形成期間（図２（ｂ）参照。）を補正する場合にも適用することができる。
【実施例８】
【０１６１】
本実施例においては、適用対象となるハードウェアの基本構成については、実施例１と共通なので説明を割愛する。
ここで、前記実施例においては、算出された添加量補正係数に基づいて、総添加期間が補正される。しかし、燃料添加量の増量補正が行われ、補正総添加期間が短くなると硫黄成分の放出量が減少する。すなわち、燃料供給時の目標空燃比とする時間が短くなると硫黄成分の放出量が減少する。そして、燃料供給時の目標空燃比とする時間が、ＮＯx触媒３にリッチ空燃比の排気を導入してから硫黄成分の放出が開始されるまでの最短時間（例えば３秒）よりも短くなると、ＮＯx触媒３から硫黄成分がほとんど放出されなくなる。この場合、燃料添加弁６から燃料の添加を行っても硫黄被毒が回復されないので、燃料を無駄に消費することとなり、燃費が悪化してしまう。
【０１６２】
そこで、本実施例においては、燃料供給時の目標空燃比とする時間が所定時間（例えば３秒）よりも短くなる場合には、燃料添加弁６からの燃料添加を一時禁止する。なお、本実施例においては、目標空燃比とする時間が総添加期間と等しいものとして説明する。
【０１６３】
次に、本実施例による硫黄回復制御の実行を判断するためのフローについて説明する。
図１４は、本実施例による硫黄回復制御の実行を判断するためのフローを示したフローチャート図である。
【０１６４】
本フローは、前記実施例による補正総添加期間が算出された後に実行される。
ステップＳ８０１では、補正総添加期間が最短総添加期間よりも短いか否か判定する。最短総添加期間は、ＮＯx触媒３にリッチ空燃比の排気を導入してから硫黄成分の放出が開始されるまでの最短時間であり、例えば３秒に設定しておく。
【０１６５】
ステップＳ８０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ８０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ８０２では、硫黄成分を放出させるための燃料添加を終了させる。ただし、硫黄被毒回復をすぐに再開することができるようにＮＯx触媒３の床温をある程度維持するための燃料添加は継続される。
【０１６６】
ステップＳ８０３では、硫黄被毒回復を行うための燃料添加が終了されてからの経過時間をカウントするリッチ終了カウンタの値を増加させる。
ステップＳ８０４では、リッチ終了カウンタの値が閾値以上となり、且つ、車両が高速走行状態であるか否か判定する。ここで、「閾値」は、燃費の悪化を抑制するために定められた値である。すなわち、リッチ終了カウンタが閾値を超えてもなおＮＯx触媒３の床温を維持するための制御が行われている場合には、硫黄被毒の回復が望めないばかりか、燃料を無駄に消費して燃費が悪化してしまう。また、車両が低速状態にあると、硫黄被毒回復処理をすぐに行うことができる可能性がある。そこで、リッチ終了カウンタの値が閾値よりも大きくなり、且つ、車両が高速走行状態である場合には、硫黄被毒回復制御を終了させる。
【０１６７】
ステップＳ８０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ８０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ８０５では、硫黄被毒回復処理が終了される。ここで、ＮＯx触媒３の硫黄被毒は回復していないため、硫黄被毒量に基づいて硫黄被毒回復処理を開始すると、硫黄被毒回復制御がすぐに開始されてしまうため、所定の時間が経過するまで、若しくは所定の距離を走行するまで硫黄被毒回復処理を行わないようにする。
【０１６８】
このようにして、燃料の無駄な消費を抑制し、燃費を向上させることができる。
なお、本実施例においては、総添加期間を補正した場合について説明したが、これに代えて、リッチスパイクの形成期間（図２（ｂ）参照。）を補正する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施例に係る内燃機関の空燃比制御装置を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】燃料添加弁に送られるＥＣＵの指令信号の波形と、その波形に対応する空燃比の変化とを同一時間軸上に示すタイムチャート図である。図２（ａ）は、ＥＣＵの指令波形、図２（ｂ）は、空燃比を示している。
【図３】実施例１による差ΔＴＨＣを算出するためのフローを示したフローチャート図である。
【図４】実施例１による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【図５】温度学習値と空燃比学習値と空燃比学習値更新判定結果との関係を示した図である。
【図６】実施例２による学習値更新の可否を判定するフローの前半部分を示したフローチャート図である。
【図７】実施例２による学習値更新の可否を判定するフローの後半部分を示したフローチャート図である。
【図８】ＮＯx触媒の目標床温、推定床温、温度学習値、添加量補正係数（空燃比学習値）の時間推移を示したタイムチャート図である。
【図９】実施例４による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【図１０】実施例５による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【図１１】実施例６による学習値更新の可否を判定するフローを示したフローチャート図である。
【図１２】燃料添加量の補正量及びそのときの空燃比学習要因に対する、総添加期間（リッチ時間）の補正の有無によるメリット及びデメリット、最終的に総添加期間の補正を行うか否かの判断の関係を示した図である。
【図１３】実施例７による補正リッチ時間の算出フローを示したフローチャート図である。
【図１４】実施例８による硫黄回復制御の実行を判断するためのフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１     内燃機関
２     排気通路
３     吸蔵還元型ＮＯx触媒
４     排気温度センサ
５     空燃比センサ
６     燃料添加弁
７     ＥＣＵ
【図１】
2005133703.tif 000003
【図２】
2005133703.tif 000004
【図３】
2005133703.tif 000005
【図４】
2005133703.tif 000006
【図５】
2005133703.tif 000007
【図６】
2005133703.tif 000008
【図７】
2005133703.tif 000009
【図８】
2005133703.tif 000010
【図９】
2005133703.tif 000011
【図１０】
2005133703.tif 000012
【図１１】
2005133703.tif 000013
【図１２】
2005133703.tif 000014
【図１３】
2005133703.tif 000015
【図１４】
2005133703.tif 000016