(57)【要約】【課題】ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を備える排気浄化システムにおいて、ＮＯｘを効率よく還元する。【解決手段】排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒３２と、触媒３２よりも排気下流側に設けられるＮＯｘ・ラムダセンサ４５と、空気系制御と噴射系制御を併用して排気空燃比をリーン状態からリッチ状態に切り替えることで、ＮＯｘ還元型触媒の浄化能力を回復させるＮＯｘパージを実行するＥＣＵ５０を備える。ＥＣＵ５０は、触媒３２から放出されるＮＯｘを還元するために必要な噴射量に、触媒３２から放出される酸素量に見合う噴射量を加えた第１噴射量で燃料を噴射させる前期リッチ制御と、前期リッチ制御の実施後、触媒３２に吸蔵されたＮＯｘ量と触媒温度に基づいて定められた第２噴射量で燃料を噴射させる後期リッチ制御とを行う。【選択図】図１
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【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て排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、前記ＮＯｘ還元型触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられ、前記排気通路を流れる排気の空気過剰率を検出するセンサと、吸入空気量を減少させる空気系制御と燃料噴射量を増加させる噴射系制御とを併用して排気空燃比をリーン状態からリッチ状態に切り替えることで、前記ＮＯｘ還元型触媒の浄化能力を回復させる再生処理を実行する制御部と、を備える排気浄化システムであって、
前記制御部は、
前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘを還元するために必要な噴射量に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出される酸素量に見合う噴射量を加えた第１噴射量で燃料を噴射させる第１リッチ制御と、
前記第１リッチ制御の実施後、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯｘ量と前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度に基づいて定められた第２噴射量で燃料を噴射させる第２リッチ制御と、を行う
排気浄化システム。
【請求項２】
前記第２リッチ制御は、前記第１リッチ制御の目標空気過剰率より目標空気過剰率が小さい制御領域を含む
請求項１に記載の排気浄化システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１リッチ制御の実施後、前記センサで検出される空気過剰率が所定値に達したことを条件に、前記第２リッチ制御を行う
請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記センサは、前記排気の空気過剰率が前記所定値以上である場合に正と負の一方の出力をし、前記排気の空気過剰率が前記所定値未満である場合に正と負の他方の出力をする
請求項１から３の何れか一項に記載の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化する触媒として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が知られている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気がリーン雰囲気のときに排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵すると共に、排気がリッチ雰囲気のときに排気中に含まれる炭化水素で吸蔵していたＮＯｘを還元浄化により無害化して放出する。このため、触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達した場合は、ＮＯｘ吸蔵能力を回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって排気をリッチ状態にする所謂ＮＯｘパージを定期的に行う必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出される酸素量に見合う還元剤の量に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘを還元するために必要な還元剤の量を追加した量を還元剤の総噴射量とすることで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘを確実に還元することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
この特許文献２には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から酸素が放出されるまでの前期リッチ制御と、酸素が放出された後の後期リッチ制御で目標空燃比を異ならせており、後期リッチ制御では前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２４２５号公報
【特許文献２】特開２００６−７０８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、酸素が放出された後に吸蔵されているＮＯｘの還元効率は、触媒温度の影響を受けて変化する。例えば、触媒温度が比較的低温であれば還元効率は低く、比較的高温であれば還元効率は高い。このため、触媒温度を考慮して燃料噴射量を制御すれば、ＮＯｘを効率よく還元することができて好ましい。
【０００７】
開示のシステムは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を備える排気浄化システムにおいて、ＮＯｘの効率よく還元することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示のシステムは、内燃機関の排気通路に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、前記ＮＯｘ還元型触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられ、前記排気通路を流れる排気の空気過剰率を検出するセンサと、吸入空気量を減少させる空気系制御と燃料噴射量を増加させる噴射系制御とを併用して排気空燃比をリーン状態からリッチ状態に切り替えることで、前記ＮＯｘ還元型触媒の浄化能力を回復させる再生処理を実行する制御部と、を備える排気浄化システムであって、前記制御部は、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘを還元するために必要な噴射量に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出される酸素量に見合う噴射量を加えた第１噴射量で燃料を噴射させる第１リッチ制御と、前記第１リッチ制御の実施後、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯｘ量と前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度に基づいて定められた第２噴射量で燃料を噴射させる第２リッチ制御と、を行う。
【発明の効果】
【０００９】
開示のシステムによれば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を備える排気浄化システムにおいて、ＮＯｘを効率よく還元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る排気浄化システムを示す全体構成図である。
【図２】本実施形態に係るＮＯｘパージ制御を説明するタイミングチャート図である。
【図３】本実施形態に係るＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値の設定処理を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る前期ＮＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は、本実施形態に係る後期ＮＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図、（Ｂ）は、第３目標空気過剰率設定マップを模式的に説明する図である。
【図６】本実施形態に係る触媒温度推定処理を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係る吸蔵量推定処理を示すブロック図である。
【図８】本実施形態に係るインジェクタの噴射量学習補正の処理を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係る学習補正係数の演算処理を説明するフロー図である。
【図１０】本実施形態に係るＭＡＦ補正係数の設定処理を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。
【００１２】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の各気筒には、図示しないコモンレールに畜圧された高圧燃料を各気筒内に直接噴射する筒内インジェクタ１１がそれぞれ設けられている。これら各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０から入力される指示信号に応じてコントロールされる。
【００１３】
エンジン１０の吸気マニホールド１０Ａには新気を導入する吸気通路１２が接続され、排気マニホールド１０Ｂには排気を外部に導出する排気通路１３が接続されている。吸気通路１２には、吸気上流側から順にエアクリーナ１４、吸入空気量センサ（以下、ＭＡＦセンサという）４０、可変容量型過給機２０のコンプレッサ２０Ａ、インタークーラ１５、吸気スロットルバルブ１６等が設けられている。排気通路１３には、排気上流側から順に可変容量型過給機２０のタービン２０Ｂ、排気後処理装置３０等が設けられている。なお、図１中において、符号４１はエンジン回転数センサ、符号４２はアクセル開度センサ、符号４６はブースト圧センサ、符号４７は外気温度センサ、符号４８は吸気温度センサをそれぞれ示している。
【００１４】
ＥＧＲ装置２１は、排気マニホールド１０Ｂと吸気マニホールド１０Ａとを接続するＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ２４とを備えている。
【００１５】
排気後処理装置３０は、ケース３０Ａ内に排気上流側から順に酸化触媒３１、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという）３３を配置して構成されている。また、酸化触媒３１よりも上流側の排気通路１３には、ＥＣＵ５０から入力される指示信号に応じて、排気通路１３内に未燃燃料（主にＨＣ）を噴射する排気インジェクタ３４が設けられている。
【００１６】
酸化触媒３１は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面に酸化触媒成分を担持して形成されている。酸化触媒３１は、排気インジェクタ３４の排気管噴射又は筒内インジェクタ１１のポスト噴射によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
【００１７】
ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にアルカリ金属等を担持して形成されている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、排気空燃比がリーン状態のときに排気中のＮＯｘを吸蔵すると共に、排気空燃比がリッチ状態のときに排気中に含まれる還元剤（ＨＣ等）で吸蔵したＮＯｘを還元浄化する。
【００１８】
フィルタ３３は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ３３は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実行される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の酸化触媒３１に未燃燃料を供給し、フィルタ３３に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。
【００１９】
第１排気温度センサ４３は、酸化触媒３１よりも上流側に設けられており、酸化触媒３１に流入する排気温度を検出する。第２排気温度センサ４４は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２とフィルタ３３との間に設けられており、フィルタ３３に流入する排気温度を検出する。
【００２０】
ＮＯｘ／ラムダセンサ４５は、フィルタ３３よりも下流側に設けられており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２を通過した排気のＮＯｘ値及びラムダ値（空気過剰率）を検出する。本実施形態のＮＯｘ／ラムダセンサ４５には、理論空燃比付近において出力が著しく大きく変化するバイナリタイプのセンサを用いている。具体的には、λ＝１．０がゼロ点になるように出力の変換を設定した場合に、λ＝１．０を境としてプラスとマイナスに反転するような特性を持つタイプのセンサを用いている。なお、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５は、ラムダ値が１．０以上の場合にプラス出力（正出力）をし、ラムダ値が１．０未満の場合にマイナス出力（負出力）をするものであってもよく、反対に、ラムダ値が１．０以上の場合にマイナス出力をし、ラムダ値が１．０未満の場合にプラス出力をするものであってもよい。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ＥＣＵ５０にはセンサ類４０〜４８のセンサ値が入力される。また、ＥＣＵ５０は、フィルタ再生制御部５１と、ＮＯｘパージ制御部６０と、触媒温度推定部７０と、吸蔵量推定部８０と、ＭＡＦ追従制御部８５と、噴射量学習補正部９０と、ＭＡＦ補正係数演算部９５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００２２】
［フィルタ再生制御］
フィルタ再生制御部５１は、フィルタ３３に堆積されたＰＭを燃焼除去するフィルタ再生処理を実施する。フィルタ再生制御部５１は、ＰＭ堆積量推定部５２から取得したＰＭ堆積推定量が、所定の上限閾値を超えるとフィルタ強制再生フラグＦＤＰＦをオンにする。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦがオンにされると、排気インジェクタ３４に排気管噴射を実行させる指示信号が送信されるか、あるいは、各筒内インジェクタ１１にポスト噴射を実行させる指示信号が送信される。これにより、排気温度がＰＭ燃焼温度（例えば、約５５０℃）まで昇温され、この昇温状態が維持される。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦは、ＰＭ堆積推定量が燃焼除去を示す所定の下限閾値（判定閾値）まで低下するとオフにされる。フィルタ強制再生をポスト噴射で実施する場合の噴射量指示値（以下、フィルタ再生ポスト噴射量指示値ＱＤＰＦ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔという）は、触媒発熱量推定のために、詳細を後述する触媒温度推定部７０にも送信される。
【００２３】
［ＮＯｘパージ制御］
ＮＯｘパージ制御部６０は、排気をリッチ状態にしてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に吸蔵されているＮＯｘを還元浄化により無害化して放出することで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復させる触媒再生処理（以下、この制御をＮＯｘパージ制御という）を実行する。
【００２４】
ＮＯｘパージ制御を開始するＮＯｘパージフラグＦＮＰは、エンジン１０の運転状態から単位時間当たりのＮＯｘ排出量を推定し、これを累積計算した推定累積値ΣＮＯｘが所定の閾値を超えるとオン（図２の時刻ｔ１参照）にされる。あるいは、エンジン１０の運転状態から推定される触媒上流側のＮＯｘ排出量と、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される触媒下流側のＮＯｘ量とからＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２によるＮＯｘ浄化率を演算し、このＮＯｘ浄化率が所定の判定閾値よりも低くなった場合に、ＮＯｘパージフラグＦＮＰはオンにされる。
【００２５】
本実施形態において、ＮＯｘパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時（例えば、約１．５）から理論空燃比相当値（約１．０）よりもリーン側の第１目標空気過剰率（例えば、約１．３）まで低下させるＮＯｘパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第１目標空気過剰率からリッチ側の第２目標空気過剰率（例えば、約０．９）まで低下させるＮＯｘパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、ＮＯｘパージリーン制御及び、ＮＯｘパージリッチ制御の詳細について説明する。
【００２６】
［ＮＯｘパージリーン制御のＭＡＦ目標値設定］
図３は、ＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔの設定処理を示すブロック図である。第１目標空気過剰率設定マップ６１は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＮＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λＮＰＬ＿Ｔｒｇｔ（第１目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。
【００２７】
まず、第１目標空気過剰率設定マップ６１から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＮＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λＮＰＬ＿Ｔｒｇｔが読み取られて、ＭＡＦ目標値演算部６２に入力される。さらに、ＭＡＦ目標値演算部６２では、以下の数式（１）に基づいてＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔが演算される。
【００２８】
【数１】
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数式（１）において、Ｑｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄは後述する学習補正された燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏＦｕｅｌは燃料比重、ＡＦＲｓｔｏは理論空燃比、Ｍａｆ＿ｃｏｒｒは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
【００２９】
ＭＡＦ目標値演算部６２によって演算されたＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔは、ＮＯｘパージフラグＦＮＰがオン（図２の時刻ｔ１参照）になるとランプ処理部６３に入力される。ランプ処理部６３は、各ランプ係数マップ６３Ａ，６３Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔ＿Ｒａｍｐをバルブ制御部６４に入力する。
【００３０】
バルブ制御部６４は、ＭＡＦセンサ４０から入力される実ＭＡＦ値ＭＡＦＡｃｔがＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔ＿Ｒａｍｐとなるように、吸気スロットルバルブ１６を閉側に絞ると共に、ＥＧＲバルブ２４を開側に開くフィードバック制御を実行する。
【００３１】
このように、本実施形態では、第１目標空気過剰率設定マップ６１から読み取られる空気過剰率目標値λＮＰＬ＿Ｔｒｇｔと、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいてＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔを設定し、このＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
【００３２】
また、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄを用いることで、ＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。
【００３３】
また、ＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔにエンジン１０の運転状態に応じて設定されるランプ係数を付加することで、吸入空気量の急激な変化によるエンジン１０の失火やトルク変動によるドライバビリティーの悪化等を効果的に防止することができる。
【００３４】
［ＮＯｘパージリッチ制御の燃料噴射量設定］
図４は、ＮＯｘパージリッチ制御、詳しくは、ＮＯｘパージの開始初期にＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２から放出される酸素を考慮した前期リッチ制御（本発明の第１リッチ制御の一例）における、排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿Ｏ２（単位時間当たりの噴射量）の設定処理を示すブロック図である。
【００３５】
第２目標空気過剰率設定マップ６５Ａは、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＮＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ（第２目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。吸蔵酸素量マップ６５Ｂには、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２から放出される酸素の量と触媒温度の関係が予め実験等に基づいて設定されている。
【００３６】
前期リッチ制御では、まず第２目標空気過剰率設定マップ６５Ａから、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＮＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔが読み取られて噴射量目標値演算部６６に入力される。さらに、噴射量目標値演算部６６では、以下の数式（２）に基づいてＮＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔが演算される。
【００３７】
【数２】
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数式（２）において、ＭＡＦＮＰＬ＿ＴｒｇｔはＮＯｘパージリーンＭＡＦ目標値であって、前述のＭＡＦ目標値演算部６２から入力される。また、Ｑｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄは後述する学習補正されたＭＡＦ追従制御適用前の燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏＦｕｅｌは燃料比重、ＡＦＲｓｔｏは理論空燃比、Ｍａｆ＿ｃｏｒｒは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
【００３８】
次に、吸蔵酸素量マップ６５Ｂから、詳細を後述する触媒温度推定部７０からの触媒温度を入力信号として、ＮＯｘパージ制御の開始時に放出される酸素の量が読み取られて噴射量目標値演算部６６に入力される。さらに、噴射量目標値演算部６６では、吸蔵酸素量マップ６５Ｂから取得した酸素量に所定の変換係数Ｃ１を乗じることで、酸素量に見合った目標噴射量指示値ＱＯ２＿Ｔｒｇｔが演算される。なお、目標噴射量指示値ＱＯ２＿Ｔｒｇｔについては、酸素量との関係を示すＭＡＰを予め実験等に基づいて設定しておき、酸素量を入力信号として当該マップから読み取ってもよい。
【００３９】
噴射量目標値演算部６６では、数式（２）で演算された目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔに目標噴射量指示値ＱＯ２＿Ｔｒｇｔを加算することで、酸素量を考慮した目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿Ｏ２（本発明の第１噴射量の一例）を取得する。この目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿Ｏ２は、図２の時刻ｔ１に示すように、ＮＯｘパージフラグＦＮＰがオンになると、排気インジェクタ３４又は各筒内インジェクタ１１に噴射指示信号として送信される（以下、特に筒内インジェクタ１１に送信されるポスト噴射の噴射量指示値をＮＯｘパージリッチ・ポスト噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔという）。ＮＯｘパージリッチ・ポスト噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔは、触媒発熱量推定のために、触媒温度推定部７０にも送信される。
【００４０】
このように、本実施形態では、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔと各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいて設定された目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔに、吸蔵還元型触媒３２から放出される酸素量に見合う目標噴射量指示値ＱＯ２＿Ｔｒｇｔを加算することで演算された目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿Ｏ２を用いているので、放出された酸素によって燃料（還元剤）が消費されても、ＮＯｘを十分に還元浄化することができる。
【００４１】
また、第２目標空気過剰率設定マップ６５から読み取られる空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔと、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔを設定するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
【００４２】
また、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑｆｎｌ＿ｃｏｒｒｄを用いることで、目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。
【００４３】
ＮＯｘパージ制御部６０は、前期リッチ制御の実施後、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５からの出力を監視しており、出力が反転したことを条件に後期リッチ制御（本発明の第２リッチ制御の一例）を開始させる。後期リッチ制御では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に吸蔵されたＮＯｘ量と触媒温度に基づいて定められた噴射量で燃料を噴射させる。
【００４４】
図５（Ａ）は、後期リッチ制御における、排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸ（単位時間当たりの噴射量）の設定処理を示すブロック図である。第３目標空気過剰率設定マップ６５Ｃは、詳細を後述する吸蔵量推定部８０で推定されたＮＯｘ吸蔵量、及び、触媒温度推定部７０で推定された触媒温度に基づいて参照されるマップであって、これらＮＯｘ吸蔵量と触媒温度とに対応したＮＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸが予め実験等に基づいて設定されている。
【００４５】
図５（Ｂ）に示す例において、第３目標空気過剰率設定マップ６５Ｃは、ＮＯｘ吸蔵量について「少」又は「多」の２水準、触媒温度について「低」又は「高」の２水準の４条件（領域）で構成されている。そして、４条件のそれぞれについて空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸが設定されている。例えば、ＮＯｘ吸蔵量「多」及び触媒温度「高」の条件において、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、０．８〜０．９の範囲で定められている。この条件における空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、前期リッチ制御における空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔよりも小さくなることがある。例えば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に多量のＮＯｘが吸蔵され、かつ、触媒温度が十分に高い場合、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔよりも小さくなる。一方、他の３条件において、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、０．９〜１．０の範囲で定められている。読み取られた空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、噴射量目標値演算部６６に入力される。
【００４６】
図５（Ａ）に示す噴射量目標値演算部６６では、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸに基づいて目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸ（本発明の第２噴射量の一例）を演算する。具体的には、目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、上述の数式（２）における空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔを、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸに置き換えることで演算される。この目標噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸは、直ちに排気インジェクタ３４又は各筒内インジェクタ１１に噴射指示信号として送信される。
【００４７】
これにより、図５（Ｂ）に示すように、後期リッチ制御では、ＮＯｘ吸蔵量「多」及び触媒温度「高」の条件において、空気過剰率（λ）が０．８〜０．９程度の深いリッチ制御が行われる。一方、他の３条件では、空気過剰率が０．９〜１．０程度の浅いリッチ制御が行われる。
【００４８】
このように、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２から酸素が放出された時点におけるＮＯｘ吸蔵量と触媒温度を参照している。そして、参照したＮＯｘ吸蔵量と触媒温度に基づいて、空気過剰率目標値λＮＰＲ＿Ｔｒｇｔ＿ＮＯＸを定め、この目標値となるように燃料を噴射させている。このため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に吸蔵されているＮＯｘを、必要十分な燃料噴射量で効率よく還元浄化することができる。
【００４９】
例えば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に多量のＮＯｘが吸蔵され、かつ、触媒温度が十分に高い場合には、後期リッチ制御が前期リッチ制御よりも目標空気過剰率の小さい深いリッチ制御となる。これにより、触媒再生初期における過剰なＮＯｘ脱離が抑制され、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に吸蔵されているＮＯｘを、必要十分な燃料噴射量で効率よく還元浄化することができる。
【００５０】
なお、図５（Ｂ）の第３目標空気過剰率設定マップ６５Ｃでは、ＮＯｘ吸蔵量及び触媒温度がそれぞれ２水準であったが、これに限定されない。３水準以上に設定してもよい。
【００５１】
［触媒温度推定］
図６は、触媒温度推定部７０による酸化触媒温度及び、ＮＯｘ触媒温度の推定処理を示すブロック図である。触媒温度推定部７０は、排気に含まれる未燃燃料の量と酸化触媒３１やＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の発熱量に基づいて触媒温度を推定する。
【００５２】
リーン時ＨＣマップ７１Ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、リーン時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦ、ＮＯｘパージフラグＦＮＰの何れもがオフ（ＦＤＰＦ＝０，ＦＮＰ＝０）の場合は、リーン時ＨＣマップ７１Ａからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたリーン時ＨＣ排出量が各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５３】
リーン時ＣＯマップ７１Ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、リーン時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦ、ＮＯｘパージフラグＦＮＰの何れもがオフ（ＦＤＰＦ＝０，ＦＮＰ＝０）の場合は、リーン時ＣＯマップ７１Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたリーン時ＣＯ排出量が各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５４】
フィルタ強制再生時ＨＣマップ７２Ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、フィルタ再生時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦがオン（ＦＤＰＦ＝１）の場合は、フィルタ強制再生時ＨＣマップ７２Ａからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたフィルタ再生時ＨＣ排出量に、エンジン１０の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５５】
フィルタ強制再生時ＣＯマップ７２Ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、フィルタ再生時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦがオン（ＦＤＰＦ＝１）の場合は、フィルタ強制再生時ＣＯマップ７２Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたフィルタ再生時ＣＯ排出量に、エンジン１０の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５６】
ＮＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ａは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、ＮＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＨＣ量（以下、ＮＯｘパージ時ＨＣ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＮＯｘパージフラグＦＮＰがオン（ＦＮＰ＝１）の場合は、ＮＯｘパージ時ＨＣマップ７３Ａからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたＮＯｘパージ時ＨＣ排出量に、エンジン１０の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５７】
ＮＯｘパージ時ＣＯマップ７３Ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップであって、ＮＯｘパージ制御を実施した際にエンジン１０から排出されるＣＯ量（以下、ＮＯｘパージ時ＣＯ排出量という）が予め実験等により設定されている。ＮＯｘパージフラグＦＮＰがオン（ＦＮＰ＝１）の場合は、ＮＯｘパージ時ＣＯマップ７３Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて読み取られたＮＯｘパージ時ＣＯ排出量に、エンジン１０の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００５８】
ポスト噴射量指示値補正部７５は、ＮＯｘパージリッチ制御又は、フィルタ強制再生制御がポスト噴射によって実施される場合に、触媒発熱量推定に用いるポスト噴射量指示値を後述する学習補正係数演算部９１から入力される学習補正係数によって補正するポスト噴射量指示値補正を実施する。
【００５９】
より詳しくは、ＮＯｘパージフラグＦＮＰがオンとなり、且つ、ＮＯｘパージリッチ制御がポスト噴射で実施される場合は、噴射量目標値演算部６６（ＮＯｘパージ制御部６０）から入力されるＮＯｘパージリッチ・ポスト噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔに学習補正係数ＦＣｏｒｒを乗じた補正後のポスト噴射量指示値ＱＮＰＲ＿Ｐｏｓｔ＿Ｃｏｒｒ（＝ＱＮＰＲ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔ×ＦＣｏｒｒ）が各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００６０】
また、フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦがオンとなり、且つ、フィルタ強制再生制御がポスト噴射で実施される場合は、フィルタ再生制御部５１から入力されるフィルタ再生ポスト噴射量指示値ＱＤＰＦ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔに学習補正係数ＦＣｏｒｒを乗じた補正後のポスト噴射量指示値ＱＤＰＦ＿Ｐｏｓｔ＿Ｃｏｒｒ（＝ＱＤＰＦ＿Ｐｏｓｔ＿Ｔｒｇｔ×ＦＣｏｒｒ）が各発熱量推定部７６Ａ，７６Ｂに送信されるようになっている。
【００６１】
酸化触媒発熱量推定部７６Ａは、ＮＯｘパージフラグＦＮＰ、フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦのオン／オフに応じて各マップ７１Ａ〜７３Ｂから入力されるＨＣ・ＣＯ排出量及び、排気管噴射／ポスト噴射の選択に応じてポスト噴射量指示値補正部７５から入力される補正後のポスト噴射量指示値等に基づいて、酸化触媒３１内部でのＨＣ・ＣＯ発熱量（以下、酸化触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量という）を推定する。酸化触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量は、例えば、ＨＣ・ＣＯ排出量や補正後のポスト噴射量指示値を入力値として含むモデル式やマップに基づいて推定演算する。
【００６２】
ＮＯｘ触媒発熱量推定部７６Ｂは、ＮＯｘパージフラグＦＮＰ、フィルタ強制再生フラグＦＤＰＦのオン／オフに応じて各マップ７１Ａ〜７３Ｂから入力されるＨＣ・ＣＯ排出量及び、排気管噴射／ポスト噴射の選択に応じてポスト噴射量指示値補正部７５から入力される補正後のポスト噴射量指示値等に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２内部のＨＣ・ＣＯ発熱量（以下、ＮＯｘ触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量という）を推定する。ＮＯｘ触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量は、例えば、ＨＣ・ＣＯ排出量や補正後のポスト噴射量指示値を入力値として含むモデル式やマップに基づいて推定演算する。
【００６３】
酸化触媒温度推定部７７Ａは、第１排気温度センサ４３によって検出される酸化触媒入口温度、酸化触媒発熱量推定部７６Ａから入力される酸化触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値、外気温度センサ４７又は吸気温度センサ４８のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップに基づいて、酸化触媒３１の触媒温度を推定演算する。
【００６４】
ＮＯｘ触媒温度推定部７７Ｂは、酸化触媒温度推定部７７Ａから入力される酸化触媒温度（以下、ＮＯｘ触媒入口温度ともいう）、ＮＯｘ触媒発熱量推定部７６Ｂから入力されるＮＯｘ触媒ＨＣ・ＣＯ発熱量、外気温度センサ４７又は吸気温度センサ４８のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップに基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の触媒温度を推定演算する。
【００６５】
以上詳述したように、本実施形態では、ＮＯｘパージ制御、フィルタ強制再生制御がポスト噴射で実施される場合は、各触媒３１，３２の発熱量推定演算に学習補正値が反映された補正後のポスト噴射量指示値を用いるように構成されている。これにより、筒内インジェクタ１１の経年劣化等の影響を考慮した触媒発熱量を高精度に演算することが可能となり、各触媒３１，３２の温度推定精度を確実に向上することができる。
【００６６】
また、ＨＣ・ＣＯ排出量がそれぞれ異なる通常のリーン運転時、フィルタ強制再生時、ＮＯｘパージ時等の各運転状態に応じてＨＣ・ＣＯマップ７１Ａ〜７３Ｂ等を適宜切り替えることで、これら運転状態に応じた触媒内部におけるＨＣ・ＣＯ発熱量を精度よく演算することが可能となり、各触媒３１，３２の温度推定精度を効果的に向上することができる。
【００６７】
[ＦＢ制御参照温度選択]
図６に示す参照温度選択部７８は、上述したフィルタ強制再生の温度フィードバック制御に用いる参照温度を選択する。
【００６８】
酸化触媒３１とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２とを備える排気浄化システムにおいては、触媒の発熱特性等に応じて各触媒３１，３２におけるＨＣ・ＣＯ発熱量が異なってくる。このため、温度フィードバック制御の参照温度としては、発熱量が多い方の触媒温度を選択することが制御性を向上するうえで好ましい。
【００６９】
参照温度選択部７８は、酸化触媒温度及び、ＮＯｘ触媒温度のうち、そのときのエンジン１０の運転状態から推定される発熱量が多い方の触媒温度を一つ選択して、フィルタ再生制御部５１、ＮＯｘパージ制御部６０、吸蔵量推定部８０に温度フィードバック制御の参照温度として送信するように構成されている。このように、本実施形態では、ＨＣ・ＣＯ発熱量が多くなる方の触媒温度を温度フィードバック制御の参照温度として選択することで、制御性を効果的に向上することが可能になる。
【００７０】
［ＮＯｘ・ＳＯｘ吸蔵量推定］
図７に示すように、吸蔵量推定部８０は、ＳＯｘ吸蔵量演算部８１とＮＯｘ吸蔵量演算部８２を備えている。ＳＯｘ吸蔵量演算部８１は、以下の数式（３）に基づいて、排気中に発生してその全量がＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材に吸蔵されるものと仮定した場合の総ＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ＿ＴＴＬ（ｇ）を演算する。
【００７１】
【数３】
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数式（３）で示すように、総ＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＴＴＬは、燃料由来のＳＯｘ量ＳＯｘ＿Ｆｕｅｌ（ｇ／ｓ）とエンジンオイル由来のＳＯｘ量ＳＯｘ＿ｏｉｌ（ｇ／ｓ）とＳＯｘ放出量ＳＯｘ_ｏｕｔ（ｇ／ｓ）との総和を積分したものである。ここで、燃料由来のＳＯｘ量ＳＯｘ＿Ｆｕｅｌとエンジンオイル由来のＳＯｘ量ＳＯｘ＿ｏｉｌとは、内燃機関の運転状態に基づいて演算される。ＳＯｘ放出量ＳＯｘ_ｏｕｔは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の触媒温度等に基づいて演算される。触媒温度は、上述した触媒温度推定部７０によって推定される。ＳＯｘ放出量ＳＯｘ_ｏｕｔは負の値で表現されている。
【００７２】
ここで、排気中に発生したＳＯｘの全量（すなわち、総ＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＴＴＬ）がＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材に吸蔵されているわけではなく、吸蔵材以外の他材や貴金属に吸蔵されている。
【００７３】
そこで、本実施形態では、ＳＯｘ吸蔵量演算部６７は、吸蔵材以外へのＳＯｘ吸蔵量を考慮して、総ＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＴＴＬに対して、所定の吸蔵割合係数Ｃ２（０＜Ｃ２＜１）を乗じた値を、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材におけるＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ＿ＳＴＲ（ｇ）と推定している。ここで、吸蔵割合係数Ｃ２は、予め実験等により求めた定数であってもよく、触媒温度と熱履歴とによって参照されるマップから読みだされる変数等であってもよい。
【００７４】
このように、吸蔵材以外へのＳＯｘ吸着量を考慮して、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材におけるＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ＿ＳＴＲを推定しているので、より高精度にＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材におけるＳＯｘ吸蔵量を推定することができる。
【００７５】
ＮＯｘ吸蔵量演算部８２は、以下の数式（４）のＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶに基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材に吸着されるＮＯｘ吸着量ＮＯｘ＿ＡＤＳ（ｇ／ｓ）を演算する。
【００７６】
【数４】
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数式（４）で示すように、ＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵量レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶは、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘ_ＳＴＲ（ｇ）と、ＳＯｘ吸蔵量演算部８１により算出されるＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＳＴＲ（ｇ）との和をＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵容量ＬＮＴ＿ＮＯｘ_ＳＴＲ_ＣＡＰ（ｇ）で除算した値である。ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘ_ＳＴＲ（ｇ）は、後述するＮＯｘ吸着量ＮＯｘ_ＡＤＳ（ｇ／ｓ）と、ＮＯｘ還元量ＮＯｘ_ＲＥＤ（ｇ／ｓ）とを逐次積算して得られる。
【００７７】
ＮＯｘ吸蔵量演算部８２は、エンジン１０から排出されるＮＯｘ量（エンジン出口ＮＯｘ量）と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵効率との積を取ることにより、ＮＯｘ吸着量_ＡＤＳ（ｇ／ｓ）を算出する。エンジン出口ＮＯｘ量は、エンジン回転数Ｎｅや燃料噴射量Ｑに基づくエンジン１０の運転状態から推定される。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵効率は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の触媒温度、ガス流量（ＭＡＦ値）、ＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶを入力値として含むモデル式やマップ等から求められる。
【００７８】
ＮＯｘ還元量ＮＯｘ＿ＲＥＤ（ｇ／ｓ）は、上記数式（４）のＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶに基づいて演算される。具体的には、ＮＯｘ吸蔵量演算部７７は、ＭＡＦ（ｇ／ｓ）と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材のＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ還元効率との積を取ることにより、ＮＯｘ還元量ＮＯｘ_ＲＥＤ（ｇ／ｓ）を算出する。
【００７９】
本実施形態では、総ＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＴＴＬではなく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の吸蔵材に吸蔵されていると推定されるＳＯｘ吸蔵量ＳＯｘ_ＳＴＲを用いてＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵量レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶを算出しているので、より精度の高いＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵量レベルとすることができる。
【００８０】
また、ＮＯｘ＆ＳＯｘ吸蔵量レベルＮＯｘ＆ＳＯｘ_ＬＥＶを用いて、ＮＯｘ吸蔵触媒の吸蔵効率を算出するようにしているので、より精度よくＮＯｘ吸着量_ＡＤＳ（ｇ／ｓ）を推定することができる。このため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘ＿ＳＴＲを高精度で推定することができる。
【００８１】
［ＭＡＦ追従制御］
ＭＡＦ追従制御部８５は、（１）通常運転のリーン状態からＮＯｘパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、（２）ＮＯｘパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をＭＡＦ変化に応じて補正するＭＡＦ追従制御を実行する。
【００８２】
［噴射量学習補正］
図８に示すように、噴射量学習補正部９０は、学習補正係数演算部９１と、噴射量補正部９２とを有する。
【００８３】
学習補正係数演算部９１は、エンジン１０のリーン運転時にＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λＡｃｔと、推定ラムダ値λＥｓｔとの誤差Δλに基づいて燃料噴射量の学習補正係数ＦＣｏｒｒを演算する。排気がリーン状態のときは、排気中のＨＣ濃度が非常に低いので、酸化触媒３１でＨＣの酸化反応による排気ラムダ値の変化は無視できるほど小さい。このため、酸化触媒３１を通過して下流側のＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される排気中の実ラムダ値λＡｃｔと、エンジン１０から排出された排気中の推定ラムダ値λＥｓｔとは一致すると考えられる。すなわち、これら実ラムダ値λＡｃｔと推定ラムダ値λＥｓｔとに誤差Δλが生じた場合は、各筒内インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差によるものと仮定することができる。以下、この誤差Δλを用いた学習補正係数演算部９１による学習補正係数の演算処理を図９のフローに基づいて説明する。
【００８４】
ステップＳ３００では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて、エンジン１０がリーン運転状態にあるか否かが判定される。リーン運転状態にあれば、学習補正係数の演算を開始すべく、ステップＳ３１０に進む。
【００８５】
ステップＳ３１０では、推定ラムダ値λＥｓｔからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λＡｃｔを減算した誤差Δλに、学習値ゲインＫ１及び補正感度係数Ｋ２を乗じることで、学習値ＦＣｏｒｒＡｄｐｔが演算される（ＦＣｏｒｒＡｄｐｔ＝（λＥｓｔ−λＡｃｔ）×Ｋ１×Ｋ２）。推定ラムダ値λＥｓｔは、エンジン回転数Ｎｅやアクセル開度Ｑに応じたエンジン１０の運転状態から推定演算される。また、補正感度係数Ｋ２は、図８に示す補正感度係数マップ９１ＡからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λＡｃｔを入力信号として読み取られる。
【００８６】
ステップＳ３２０では、学習値ＦＣｏｒｒＡｄｐｔの絶対値｜ＦＣｏｒｒＡｄｐｔ｜が所定の補正限界値Ａの範囲内にあるか否かが判定される。絶対値｜ＦＣｏｒｒＡｄｐｔ｜が補正限界値Ａを超えている場合、本制御はリターンされて今回の学習を中止する。
【００８７】
ステップＳ３３０では、学習禁止フラグＦＰｒｏがオフか否かが判定される。学習禁止フラグＦＰｒｏとしては、例えば、エンジン１０の過渡運転時、ＮＯｘパージ制御時（ＦＮＰ＝１）等が該当する。これらの条件が成立する状態では、実ラムダ値λＡｃｔの変化によって誤差Δλが大きくなり、正確な学習を行えないためである。エンジン１０が過渡運転状態にあるか否かは、例えば、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λＡｃｔの時間変化量に基づいて、当該時間変化量が所定の閾値よりも大きい場合に過渡運転状態と判定すればよい。
【００８８】
ステップＳ３４０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照される学習値マップ９１Ｂ（図８参照）が、ステップＳ３１０で演算された学習値ＦＣｏｒｒＡｄｐｔに更新される。より詳しくは、この学習値マップ９１Ｂ上には、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに応じて区画された複数の学習領域が設定されている。これら学習領域は、好ましくは、使用頻度が多い領域ほどその範囲が狭く設定され、使用頻度が少ない領域ほどその範囲が広く設定されている。これにより、使用頻度が多い領域では学習精度が向上され、使用頻度が少ない領域では未学習を効果的に防止することが可能になる。
【００８９】
ステップＳ３５０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として学習値マップ９１Ｂから読み取った学習値に「１」を加算することで、学習補正係数ＦＣｏｒｒが演算される（ＦＣｏｒｒ＝１＋ＦＣｏｒｒＡｄｐｔ）。この学習補正係数ＦＣｏｒｒは、図８に示す噴射量補正部９２に入力される。
【００９０】
噴射量補正部９２は、パイロット噴射ＱＰｉｌｏｔ、プレ噴射ＱＰｒｅ、メイン噴射ＱＭａｉｎ、アフタ噴射ＱＡｆｔｅｒ、ポスト噴射ＱＰｏｓｔの各基本噴射量に学習補正係数ＦＣｏｒｒを乗算することで、これら燃料噴射量の補正を実行する。
【００９１】
このように、推定ラムダ値λＥｓｔと実ラムダ値λＡｃｔとの誤差Δλに応じた学習値で各筒内インジェクタ１１に燃料噴射量を補正することで、各筒内インジェクタ１１の経年劣化や特性変化、個体差等のバラツキを効果的に排除することが可能になる。
【００９２】
［ＭＡＦ補正係数］
ＭＡＦ補正係数演算部９５は、ＮＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔや目標噴射量ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔの設定に用いられるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ＿ｃｏｒｒを演算する。
【００９３】
本実施形態において、各筒内インジェクタ１１の燃料噴射量は、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λＡｃｔと推定ラムダ値λＥｓｔとの誤差Δλに基づいて補正される。しかしながら、ラムダは空気と燃料の比であるため、誤差Δλの要因が必ずしも各筒内インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差の影響のみとは限らない。すなわち、ラムダの誤差Δλには、各筒内インジェクタ１１のみならずＭＡＦセンサ４０の誤差も影響している可能性がある。
【００９４】
図１０は、ＭＡＦ補正係数演算部９５によるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ＿ｃｏｒｒの設定処理を示すブロック図である。補正係数設定マップ９６は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を示すＭＡＦ補正係数Ｍａｆ＿ｃｏｒｒが予め実験等に基づいて設定されている。
【００９５】
ＭＡＦ補正係数演算部９５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として補正係数設定マップ９６からＭＡＦ補正係数Ｍａｆ＿ｃｏｒｒを読み取ると共に、このＭＡＦ補正係数Ｍａｆ＿ｃｏｒｒをＭＡＦ目標値演算部６２及び噴射量目標値演算部６６に送信する。これにより、ＮＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦＮＰＬ＿Ｔｒｇｔや目標噴射量ＱＮＰＲ＿Ｔｒｇｔの設定に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を効果的に反映することが可能になる。
【００９６】
［その他］
なお、本発明は、上述の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、適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  エンジン
１１  筒内インジェクタ
１２  吸気通路
１３  排気通路
１６  吸気スロットルバルブ
２４  ＥＧＲバルブ
３１  酸化触媒
３２  ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
３３  フィルタ
３４  排気インジェクタ
４０  ＭＡＦセンサ
４５  ＮＯｘ／ラムダセンサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2017057830.tif 000007
【図２】
2017057830.tif 000008
【図３】
2017057830.tif 000009
【図４】
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【図５】
2017057830.tif 000011
【図６】
2017057830.tif 000012
【図７】
2017057830.tif 000013
【図８】
2017057830.tif 000014
【図９】
2017057830.tif 000015
【図１０】
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