(57)【要約】【課題】常に最新の触媒状態をモデル化した多項式を用いつつ、ＮＯｘ吸蔵量を高精度で推定するＮＯｘ吸蔵量の推定方法を提供する。【解決手段】エンジンの排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いてＮＯｘ吸蔵量が推定される工程(12)を有し、この工程は、適応推定ロジックにより現在の実測によって収集されたデータと、過去に実測された運転ポイントの過去のデータである基準値とを用いて前記多項式の各係数を逐次補正する工程を有し、該適応推定ロジックの実測により収集されたデータは、そのデータが属する運転領域の新たな基準値として更新される。【選択図】図３
2007263054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて前記ＮＯｘ吸蔵量が推定される工程を備え、
該工程は、以下の適応推定ロジックにより現在の実測によって収集されたデータと、過去に実測された運転ポイントの過去のデータである基準値とを用いて前記多項式の各係数を逐次補正する工程を有し、該適応推定ロジックの実測により収集されたデータは、そのデータが属する運転領域の新たな基準値として更新されることを特徴とするＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
ｋｎｅｗ＝ｋｏｌｄ＋δ｛α０（ｒ０−ｋｏｌｄｐ０Ｔ）ｐ０＋α１（ｒ１−ｋｏｌｄｐ１Ｔ）ｐ１＋・・・＋αＮ（ｒＮ−ｋｏｌｄｐＮＴ）ｐＮ｝
ここで、ｋｎｅｗは多項式における各項の係数の更新値のベクトル、ｋｏｌｄは多項式における各項の係数の前回計算値ベクトル、ｒｉはＮＯｘ浄化率、ｐｉはＮＯｘ吸蔵割合ｘや排ガス温度ｙやＳＶ値ｚ等の各入力値のベクトル、Ｔは転置行列、δはゲイン、αｉは現在の実測によって収集されたデータやＮ個の基準値として特定された過去のポイントのデータの各重み付け係数を示す。
【請求項２】
前記実測により収集されたデータの重み付け係数の値は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では劣化進行速度の小さな領域におけるデータの重み付け係数よりも大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
【請求項３】
前記ポイントのデータの重み付け係数の値は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では劣化進行速度の小さな領域におけるデータの重み付け係数よりも小さく設定されることを特徴とする請求項２に記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒（以下、ＮＯｘ吸蔵触媒と称する）に対するＮＯｘ吸蔵量の推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＮＯｘ吸蔵触媒は、排気空燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵し、排気空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯｘを放出還元する。具体的には、この触媒は、酸素過剰状態（酸化雰囲気）において排ガス中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵し、この吸蔵したＮＯｘを一酸化炭素過剰状態（還元雰囲気）において窒素に還元させる特性を有している。
【０００３】
そして、この触媒を装備したエンジンでは、ＮＯｘ吸蔵量が飽和に至る前にリッチ運転へ間欠的に切り換えるリッチスパイクを行い、ＮＯｘ吸蔵量の増加に伴う触媒の性能低下を抑制させる。これにより、触媒が再生され、排ガスが良好に浄化される。
ここで、このリッチスパイクを行うには、ＮＯｘ吸蔵量を正確に推定又は検出する必要がある。そのため、触媒の化学・物理反応に基づく数学的な触媒モデルを用い、このモデル式を用いてＮＯｘ吸蔵量を推定する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−７２２３５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、当該技術は三元触媒の空燃比制御に適用させることを主眼としている。つまり、モデル構造がＮＯｘ吸蔵触媒とは異なり、ＮＯｘ吸蔵触媒への応用が困難である。また、その他の触媒モデルを用いてＮＯｘ吸蔵量を推定する場合には、モデル式を逐次変更しなければならない。触媒種毎にその特性値が異なるからである。しかも、触媒の劣化等に対応させるためには、より詳細なモデル化が必要となる。このように、上述した技術では、ＮＯｘ吸蔵量の推定は可能であったとしても、ＮＯｘ吸蔵量を高精度で推定する点に関しては依然として課題が残されている。
【０００５】
ここで、ＮＯｘ吸蔵量を高精度で推定するためには、ＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用い、そして、実測によって収集されたデータに基づいて常に最新の状態をモデル化し、ＮＯｘ吸蔵量を推定する方法が考えられる。しかしながら、この方法を用いる場合には、上記収集されたデータのみに拘泥されてはならない点に留意する必要がある。エンジン運転範囲のうち狭い領域のデータが収集され、当該データのみに基づいて触媒モデルを最新化すると、触媒モデルがこの収集された特定の運転範囲へのフィッティングに支配され、他の運転範囲における全体の触媒モデルの推定精度が低下するとの懸念があるからである。
【０００６】
更に、上記収集されたデータ以外の他の領域のデータを考慮する場合には、各データの連携や貢献度についても留意しなければならない。各データの連携がなく、また、各データの寄与度合を一律に設定すると、上記多項式の修正精度が低下するからである。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、常に最新の触媒状態をモデル化した多項式を用いつつ、ＮＯｘ吸蔵量を高精度で推定するＮＯｘ吸蔵量の推定方法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】
【０００７】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法は、エンジンの排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて前記ＮＯｘ吸蔵量が推定される工程を備え、
該工程は、以下の適応推定ロジックにより現在の実測によって収集されたデータと、過去に実測された運転ポイントの過去のデータである基準値とを用いて前記多項式の各係数を逐次補正する工程を有し、該適応推定ロジックの実測により収集されたデータは、そのデータが属する運転領域の新たな基準値として更新されることを特徴としている。
【０００８】
ｋｎｅｗ＝ｋｏｌｄ＋δ｛α０（ｒ０−ｋｏｌｄｐ０Ｔ）ｐ０＋α１（ｒ１−ｋｏｌｄｐ１Ｔ）ｐ１＋・・・＋αＮ（ｒＮ−ｋｏｌｄｐＮＴ）ｐＮ｝
ここで、ｋｎｅｗは多項式における各項の係数の更新値のベクトル、ｋｏｌｄは多項式における各項の係数の前回計算値ベクトル、ｒｉはＮＯｘ浄化率、ｐｉはＮＯｘ吸蔵割合ｘ、排ガス温度ｙやＳＶ値ｚ等の各入力値のベクトル、Ｔは転置行列、δはゲイン、αｉは現在の実測によって収集されたデータやＮ個の基準値として特定された過去のポイントのデータの各重み付け係数を示す。
【０００９】
また、請求項２記載の発明では、実測により収集されたデータの重み付け係数の値は、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では劣化進行速度の小さな領域におけるデータの重み付け係数よりも大きく設定されることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、ポイントのデータの重み付け係数の値は、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では劣化進行速度の小さな領域におけるデータの重み付け係数よりも小さく設定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
従って、請求項１記載の本発明のＮＯｘ吸蔵量の推定方法によれば、ＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いてＮＯｘ吸蔵量を推定するにあたり、この多項式の各係数が適応推定ロジックによって逐次補正されている。このロジックの右辺第１項は前回の係数であり、同第２項中の添字０で示される部分は実測によって収集されたデータに相当する。そして、同項中の添字１〜Ｎで示される部分は、実測領域以外の他の領域にＮ個のアンカーを打ち込んで特定されたポイントのデータに相当する。よって、仮に、実測が狭い領域に集中したデータであってとしても、この狭い領域から離れた他の領域のデータをも考慮した多項式の各係数が同定可能となり、この多項式の各係数は大域的なデータに基づいた値になる。
【００１１】
しかも、該適応推定ロジックの実測により収集されたデータは、そのデータが属する運転領域の新たな基準値として更新されるので、収集された現在のデータと現在のデータが属する領域から離れた運転範囲に属する基準ポイントの過去のデータとの連携が自由に行われ、上述した多項式の修正精度が向上する。この結果、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度の向上に寄与する。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によれば、上記収集されたデータの重み付け係数の値が、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では大きく設定され、多項式の更新速度を速くする。これに対し、収集されたデータの重み付け係数の値が、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の小さな領域では小さく設定され、多項式の更新速度を遅くする。このように、触媒特性の変化に合わせて多項式の更新速度の最適化が図られていることから、多項式が触媒特性の変化に応じて適切に修正され、その修正精度がより一層向上する。
【００１３】
更に、請求項３記載の発明によれば、上記ポイントのデータの重み付け係数の値が、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の大きな領域では小さく設定されて重要視しない。これに対し、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化進行速度の小さな領域では大きく設定されて重要視する。このように、触媒特性の変化に合わせて上記ポイントのデータの重み付け係数のスケジューリングが図られているので、多項式が触媒特性の変化に応じて適切に修正され、その修正精度がより一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用される車両排気系の概略構成図を示している。同図に示されるように、排気通路２にはＮＯｘ吸蔵触媒４が介装されている。この触媒４は、排気空燃比がストイキオよりもリーン状態のときに排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、排気空燃比がリッチ状態にて排ガス中に還元剤としての未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が存在するときには吸蔵したＮＯｘの放出還元を行う。なお、この触媒４は公知の構造である。
【００１５】
この触媒４の下流側には触媒出口側のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ６が設けられている。なお、図示はしないが、この排気通路２には、Ｏ２ センサ、温度センサ及びエアフローセンサ（ＡＦＳ）等がそれぞれ設けられており、これら各センサは、排気通路２内の酸素濃度［Ｏ２］、排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値（又は排ガス流速）［ｚ］がそれぞれ検出される。
【００１６】
また、上述した各センサはＥＣＵ（電子コントロールユニット）１０に電気的に接続されている。このＥＣＵ１０は入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性ＲＡＭ等）、演算装置（ＣＰＵ）及びタイマカウンタ等を備えており、触媒４に対するＮＯｘ吸蔵量の推定の他、エンジンの総合的な制御が実施される。更に、ＥＣＵ１０には種々のマップが設けられている。例えばアクセル開度やエンジン回転速度をパラメータとして、それぞれ触媒入口側のＮＯｘ濃度［ＮＯｘ］、ＣＯ濃度［ＣＯ］及びＨＣ濃度［ＨＣ］が上記マップから読み出される。なお、これらの値は上記マップに代えて、排気通路２に設けた種々のセンサから直接に検出されても良い。
【００１７】
ここで、本実施形態のＥＣＵ１０は吸蔵量推定部１２を備えており、ＮＯｘ吸蔵量が触媒４のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた４次元の線形多項式によって算出されている。
より詳しくは、図２に示される如く、吸蔵量推定部１２は推定ＮＯｘ浄化率演算部１４を有し、この演算部１４には式（１）に示される多項式が記憶されている。そして、係数同定部１８にて同定される当該多項式の各係数をｋｉ（ｉ＝０，１，２・・・）とし、触媒４におけるＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］が特定されると、既知の排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］からＮＯｘ浄化率［ｒＥ］が算出される。
【００１８】
ｒＥ＝ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）
＝ｋ０＋ｋ１ｘ＋ｋ２ｙ＋ｋ３ｚ＋ｋ４ｘｙ＋ｋ５ｙｚ
＋ｋ６ｚｘ＋ｋ７ｘ２ｙ＋ｋ８ｘｙ２＋・・    ・・・（１）
このように、触媒４のＮＯｘ吸蔵特性は、実験等により予め知ることができ、多項式で近似可能である。なお、式（１）の次数は任意に設定可能である。
【００１９】
次いで、吸蔵量推定部１２は吸蔵量演算部２０を有し、この演算部２０には式（１）を変形した式（２）が記憶されており、係数同定部１８にて同定される各係数ｋｉと、排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］が入力されると、触媒４におけるＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］つまり、現在の吸蔵量／最大の吸蔵量が算出される。
ｘ＝〔ｒＥ−（ｋ０＋ｋ２ｙ＋ｋ３ｚ＋・・）〕／（ｋ１＋ｋ４ｙ＋・・）  ・・・（２）
この式（２）で特定されたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］は、初期段階ではその計算周期における瞬間的なＮＯｘ吸蔵量であるが、図２に示されるように、このＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］が演算部１４の式（１）に戻されており、このＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］は次回の計算周期におけるＮＯｘ浄化率［ｒＥ］の計算に用いられている。換言すれば、式（１）では前回求めたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］と、今回の計算周期で新たに検出された排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］とを用いて、今回の計算周期におけるＮＯｘ浄化率［ｒＥ］を算出している。このように、吸蔵量推定部１２ではＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を式（１）に繰り返し戻してＮＯｘ浄化率［ｒＥ］を算出する。
【００２０】
一方、吸蔵量推定部１２は実ＮＯｘ浄化率演算部１６を有しており、この演算部１６では、ＮＯｘ浄化率［ｒＲ］が式（３）を用いて求められている。
ｒＲ＝（［ＮＯｘ］−触媒出口側のＮＯｘ濃度）／［ＮＯｘ］  ・・・（３）
この触媒出口側のＮＯｘ濃度はＮＯｘセンサ６による検出値であり、［ＮＯｘ］は上記マップから得られた値である。そして、式（１）にて得られたＮＯｘ浄化率［ｒＥ］は推定値（計算値）と定義されるのに対し、式（３）にて得られたＮＯｘ浄化率［ｒＲ］はセンサ値（実測値）と定義される。
【００２１】
ところで、式（１）の多項式は、各係数ｋｉがＮＯｘセンサ６の検出値等に基づいてリーン運転中に逐次補正され、常に最新の触媒状態をモデル化した式として構成されている。
より具体的には、各係数ｋｉ が正確な値であれば式（１）のＮＯｘ浄化率［ｒＥ］と式（３）のＮＯｘ浄化率［ｒＲ］とが一致することを鑑み、上記係数同定部１８では、これらＮＯｘ浄化率の推定値［ｒＥ］と実測値［ｒＲ］とを比較して、推定値［ｒＥ］と実測値［ｒＲ］との間に差が存在する場合には、推定値［ｒＥ］が実測値［ｒＲ］となるように各係数ｋｉ を補正している。この補正は、上述したＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を式（１）に戻してＮＯｘ浄化率［ｒＥ］を算出する度に実施される。つまり、触媒４は使用状況や経年劣化等によってその特性が変化するものであるが、各係数ｋｉ が何度も繰り返して補正されることにより、式（１）の多項式が触媒４の状態を正確に表す式に修正されている。
【００２２】
しかも、本実施形態の係数同定部１８では、ｐがＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］や排ガス温度［ｙ］やＳＶ値［ｚ］等の入力値ベクトル[１，ｘ，ｙ，ｚ，ｘｙ，ｙｚ，・・・]、Ｔが転置行列、δがゲイン、及びαがデータの重み付け係数とすると、式（４）の適応推定ロジックを用いて各係数ｋｉを補正している。
【００２３】
【数１】
2007263054.tif 000003
・・・（４）
ここで、左辺のｋｎｅｗは各係数ｋｉの今回の値のベクトル、右辺第１項のｋｏｌｄは各係数ｋｉの前回の値のベクトルであり、右辺第２項中のｉ＝０で示される部分は現在の実測によって収集された収集データに相当する。そして、右辺第２項中のｉ＝１〜Ｎで示される部分は、現在の実測によって収集された領域以外の他の領域にＮ個のアンカーを打ち込んで特定された過去のポイントの基準データに相当する。
【００２４】
そして、本実施形態の当該他の領域とは、まず、触媒４の触媒特性が変化（例えば、劣化）してもその値が変化しないポイント（例えば、排ガス温度［ｙ］が低温時或いは高温時）が該当し、このポイントのＮＯｘ浄化率は略零になる。
更に、本実施形態の当該他の領域とは、現在の実測によって収集されたデータが属する領域以外の以前に実測によって収集された領域も該当する。以前の実測によって収集された収集データ（ＮＯｘ浄化率ｒｉ，入力値ベクトルｐｉ等）は、運転範囲が変更された現在には、新たな基準データとしてアップデートされるからである。このアップデートされた新たな基準データは過去のポイントの値として確定する。そこで、係数同定部１８では、上記各ポイントにアンカーを打ち込んで不変のＮＯｘ浄化率や確定したＮＯｘ浄化率をそれぞれ得ているのである。
【００２５】
図３を参照すると、係数同定部１８による各係数ｋｉの補正に関するフローチャートが示されている。同図のステップＳ３０１では、今回の各係数ｋｉの同定が開始されるか否かが判別され、例えば前回の同定終了から１０分間経過、或いは走行距離が１０ｋｍ経過している等、すなわち、ＹＥＳと判定された場合にはステップＳ３０２に進み、実測によって収集データ（現在データ）を収集し、ステップＳ３０３に進む。
【００２６】
そして、ステップＳ３０３では、式（４）による現在の収集データが属する領域以外の基準値（過去データ）を同時使用した適応推定ロジックを用いて各係数ｋｉ を同定してステップＳ３０４に進み、このステップＳ３０４では、上記収集データ（ＮＯｘ浄化率ｒｉ，入力値ベクトルｐｉ等）を新たな基準データとして更新する。
より詳しくは、図４には、係数同定部１８による収集データのアップデート例が示されている。
【００２７】
まず、同図にはエンジンの運転状態に対応する排ガス温度の範囲に対し、触媒４の劣化前のＮＯｘ浄化率の実測値（図中、一点鎖線で示す：真値）と、吸蔵量推定部１２によるＮＯｘ浄化率［ｒＥ］（図中、実線で示す：推定値）とがそれぞれ示されており、触媒４の劣化に伴って山型の形状が内側に向けて小さくなることが分かる。
ここで、係数同定部１８によるｎ回目の同定時には、現在の運転範囲である排ガス温度［ｙ］が中温程度のデータ（図中●で示す）が収集され、過去の運転範囲である排ガス温度［ｙ］が低温及び高温程度のデータ（図中○で示す）のポイントにアンカーを設定している。つまり、各係数ｋｉ は現在の実測による収集データ（図中●で示す）及び過去の基準データ（図中○で示す）から式（４）の如く補正されており、式（１）による上記推定値の曲線は、点線で囲まれた上記収集データに対する運転範囲へのフィッティングに偏ることなく表示される。
【００２８】
続いて、係数同定部１８によるｎ＋１回目の同定時には、現在の運転範囲が、排ガス温度［ｙ］が中温程度の領域から低温程度の領域に移行されている。そこで、この場合には、現在の運転範囲である排ガス温度［ｙ］の低温程度のデータが収集され（図中●で示す）、過去の運転範囲である排ガス温度［ｙ］の中温及び高温程度のデータのポイントにアンカーをそれぞれ設定している（図中○で示す）。すなわち、特に、上記ｎ回目の同定時における収集データ（図中●で示す）が、ｎ＋１回目の同定時には新たな基準データ（図中○で示す）にアップデートされ、各係数ｋｉ の補正に用いられている。
【００２９】
換言すれば、ｎ＋１回目の各係数ｋｉ は現在の実測による収集データ（図中●で示す）及び過去の基準データ（図中○で示す）から式（４）の如く同定されており、更に、式（１）による上記推定値の曲線は、現在の収集データ（図中●で示す）に対する運転範囲へのフィッティングに偏ることなく表示される。なお、当該ｎ＋１回目の同定時における収集データ（図中●で示す）は、ｎ＋２回目の同定時には、新たな基準データにアップデートされる。
【００３０】
このように、係数同定部１８では、実測によって明確にされる収集データを基準データとして順次更新し、基準値を設定するためのポイントを増やしている。
ところで、本実施形態の係数同定部１８では、各係数ｋｉの補正にあたり、現在の収集データや過去の基準データの各重み付け係数の値が触媒４の劣化特性に応じて変更され、最適な重み付け係数のスケジューリングが実施されている。
【００３１】
具体的には、図５に示されるように、上記収集データの重み付け係数の値（図中、実線で示す）は、触媒４の劣化進行速度の大きな領域では、劣化進行速度の小さな領域における収集データの重み付け係数の値に比して大きく設定され、また、上記基準データの重み付け係数の値（図中、二点鎖線で示す）に比しても大きく設定されている。換言すれば、この収集データの重み付け係数の値（図中、実線で示す）は、触媒４の劣化進行速度の小さな領域では、劣化進行速度の大きな領域における収集データの重み付け係数の値に比して小さく設定され、また、上記基準データの重み付け係数の値（図中、二点鎖線で示す）に比しても小さく設定されており、式（４）のα０自体を異なる値に設定し、実測領域の重み付け係数の値の大きさを変えているのである。
【００３２】
更に、同図に示される如く、上記基準データの重み付け係数の値（図中、二点鎖線で示す）についても、触媒４の劣化進行速度の大きな領域では、劣化進行速度の小さな領域における基準データの重み付け係数の値に比して小さく設定され、換言すれば、この基準データの重み付け係数の値（図中、二点鎖線で示す）は、触媒４の劣化進行速度の小さな領域では、劣化進行速度の大きな領域における基準データの重み付け係数の値に比して大きく設定されており、式（４）の例えばα１自体を異なる値に設定し、基準領域の重み付け係数の値の大きさを変えているのである。
【００３３】
よって、仮に触媒４の温度上昇（例えば１０００℃以上）に伴ってその劣化が急激に進行する場合には、過去の基準データよりも現在の収集データを重要視した各係数ｋｉの補正が可能になり、式（１）の更新速度が速くなって最適化が図られる。
次いで、図３のステップＳ３０５では、各係数ｋｉの同定が終了しているか否かが判別され、同定が終了している、すなわち、ＹＥＳと判定された場合には一連のルーチンを抜ける。一方、ステップＳ３０５にて、例えばステップＳ３０１の同定開始から０．２秒間しかが経過していない、或いは収集データが目標数に満たない等の如く、同定が終了していないと判定された場合には、ステップＳ３０２に戻って現在の収集データを収集する。
【００３４】
続いて、上述した係数同定部１８にて同定された各係数ｋｉは推定ＮＯｘ浄化率演算部１４および吸蔵量演算部２０に出力され、演算部２０にてＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］が算出される。次いで、このＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を式（１）に繰り返し戻してＮＯｘ浄化率［ｒＥ］を算出することにより、触媒４に吸蔵されたＮＯｘの積算値（ＮＯｘ吸蔵量）が高い精度で算出可能となる。
【００３５】
一方、吸蔵量推定部１２は放出量演算部２４を有しており、この演算部２４では、リッチ運転中に式（５）、式（６）を用いてＮＯｘ放出量ｑｄを算出している。リッチ運転中はＮＯｘが触媒４から放出されるため、ＮＯｘ放出量を正確に推定又は検出し、次回のリーン運転時におけるＮＯｘ吸蔵量の初期値を正確に算出するためである。なお、リーン運転からリッチ運転に切り替えられると、係数同定部１８ではリーン運転終了時点の各係数ｋｉ が保持され、吸蔵量演算部２０ではリーン運転終了時点のＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］、つまり、ＮＯｘ吸蔵量が記憶されている。
【００３６】
ｑｄ＝∫(［ＣＯ］,［ＨＣ］の濃度×［ｒ′］−０．５×［Ｏ２］)×［ｚ］  ・・・（５）
［ｒ′］＝ｆ（ｙ，ｚ）  ・・・（６）
ここで、［ｒ′］は還元剤利用率であり、図示しないマップが設けられている。このマップには、排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］に基づく還元剤利用率［ｒ′］の特性が記憶されており、排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］から還元剤利用率［ｒ′］が設定される。
【００３７】
次いで、吸蔵量推定部１２は最終吸蔵量演算部２２を有している。この演算部２２では、リッチ運転からリーン運転に再び切り替えられると、リーン運転終了時点のＮＯｘ吸蔵量からＮＯｘ放出量ｑｄを差し引き、リッチ運転終了時点にて触媒４内に残存しているＮＯｘ吸蔵量Ｑａ、すなわち、次回のリーン運転時におけるＮＯｘ吸蔵量の初期値を算出する。
【００３８】
更に、この演算部２２では、リッチ運転終了時点におけるＮＯｘ浄化率の推定値［ｒＥ］と実測値［ｒＲ］とを比較し、推定値［ｒＥ］と実測値［ｒＲ］との差が閾値Ａを超えている場合には、リッチ運転終了時点にて触媒４内に残存しているＮＯｘ吸蔵量が正確ではない旨を判定し、推定値［ｒＥ］が実測値［ｒＲ］となるように、式（２）に基づいてリーン運転時におけるＮＯｘ吸蔵量の初期値を補正している。
【００３９】
以上のように、本発明によれば、ＮＯｘ吸蔵特性を反映させた式（１）の多項式を用いてＮＯｘ吸蔵量を推定するにあたり、この多項式の各係数ｋｉが式（４）の適応推定ロジックによって逐次補正されている。よって、仮に、実測が狭い領域に集中したデータであってとしても、この狭い領域から離れた他の領域のデータをも考慮した多項式の各係数ｋｉが同定可能となり、この多項式の各係数は大域的なデータに基づいた値になる。
【００４０】
しかも、このロジックの実測による収集データと、収集データが属する領域以外の基準値（過去データ）を用いて同定計算を実施する一方、この収集データが自ら属する領域の新たな基準値として更新されており、現在の収集データと過去の基準データとの連携が自由に行われている。よって、上述した多項式によるモデルの修正精度が向上する。
また、現在の収集データの重み付け係数の値が、触媒４の劣化進行速度の大きな領域では、劣化進行速度の小さな領域における収集データの重み付け係数の値に比して、また、基準データの重み付け係数の値に比しても大きく設定され、多項式の更新速度を速くしている（変動志向）。これに対し、この収集データの重み付け係数の値が、触媒４の劣化進行速度の小さな領域では、劣化進行速度の大きな領域における収集データの重み付け係数の値に比して、また、基準データの重み付け係数の値に比しても小さく設定され、多項式の更新速度を遅くする（安定志向）。このように、触媒特性の変化に合わせて多項式によるモデルの更新速度のスケジューリングが図られていることから、多項式によるモデルが触媒特性の変化に応じて適切に修正され、その修正精度がより一層向上する。
【００４１】
更に、過去の基準データの重み付け係数の値が、触媒４の劣化進行速度の大きな領域では小さく設定されて重要視しない。これに対し、この基準データの重み付け係数の値が、触媒４の劣化進行速度の小さな領域では大きく設定されて重要視する。このように、触媒特性の変化に合わせて基準データの重み付け係数のスケジューリングが図られているので、多項式によるモデルが触媒特性の変化に応じて適切に修正され、その修正精度がより一層向上する。
【００４２】
この結果、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度の向上に寄与する。ひいては、リッチスパイクの実施時期はＮＯｘ吸蔵量に基づいて判断されることから、このリッチスパイクの間隔の最適化が図られ、ＮＯｘ浄化率の向上や燃料消費の抑制が達成可能となる。
しかも、触媒４の状態をモニタする精度が向上するので、Ｓパージの時期を決定する機能や、触媒の劣化を運転者に警告する機能等を車両に備えることが可能になる。
【００４３】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＮＯｘ吸蔵量の推定方法を説明する排気系の概略構成図である。
【図２】図１のＥＣＵに構成された吸蔵量推定部のブロック図である。
【図３】図２の係数同定部によるフローチャートである。
【図４】図１の推定方法によるＮＯｘ浄化率と排ガス温度との関係図である。
【図５】図１の推定方法によるロジックの重み付け係数と触媒の劣化進行速度との関係図である。
【符号の説明】
【００４５】
２  排気通路
４  ＮＯｘ吸蔵触媒
１０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
１２  吸蔵量推定部
１８  係数同定部
【図１】
2007263054.tif 000004
【図２】
2007263054.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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