(57)【要約】【課題】燃料添加弁の劣化によって添加弁からの燃料の噴射量の真値が指令値よりもどれだけ減少しているかを精度よく検出し、適切な噴射量の補正値を算出することができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ還元やＳＯｘ還元を行っていない期間中の所定期間内で、燃料添加弁から所定の噴射量Ｑａｄｄと噴射周期Ｔａｄｄにおいて燃料を排気管に噴射する。ＮＯｘ触媒の上流側と下流側に配置されたＡ／ＦセンサによってＡ／Ｆ値を計測（Ａ／Ｆ計測値）し、それらから平均値（Ａ／Ｆ平均値）を算出する。そしてＡ／Ｆ平均値の時間に関する変化率を算出し、同変化率が所定値以上の平均値を除外する。以上で求められたＡ／Ｆ平均値から実際に燃料添加弁からの噴射量を算出し、噴射量の指令値と実際の噴射量との差を噴射量の補正値とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路において上流側から順に、前記排気通路に燃料を添加する燃料添加弁、酸化機能を有する触媒、Ａ／Ｆ値を計測する第１のＡ／Ｆセンサ、ＮＯｘを吸蔵し還元するＮＯｘ触媒、Ａ／Ｆ値を計測する第２のＡ／Ｆセンサを備え、
前記排気通路内のＡ／Ｆ値が理論空燃比よりもリーンである目標Ａ／Ｆ値となるような前記燃料添加弁からの噴射量及び噴射周期の指令値を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記噴射量及び噴射周期の指令値に従い所定期間前記燃料添加弁から燃料を噴射させる添加制御手段と、
前記排気通路内のＡ／Ｆ値が前記添加制御手段による前記燃料の噴射の影響を受ける期間内において、前記第１のＡ／Ｆセンサの計測値と前記第２のＡ／Ｆセンサの計測値とのずれが所定の範囲内にある高精度計測状態であるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段が高精度計測状態であると判別した場合に、前記第１のＡ／Ｆセンサの計測値と前記第２のＡ／Ｆセンサの計測値との少なくとも一方から、前記添加制御手段による前記噴射における前記噴射量の指令値と真値との偏差を噴射量の補正値として算出する算出手段とを有することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気通路において前記燃料添加弁よりも下流に、粒子状物質を捕集するフィルタを備え、
前記添加制御手段による燃料の噴射は、前記フィルタにおいて前記粒子状物質を除去する期間内に実行される請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記ＮＯｘ触媒においてＮＯｘあるいはＳＯｘを還元する際の噴射量である請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記目標Ａ／Ｆ値は１６以上である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記排気通路内のＡ／Ｆ値の瞬間値が理論空燃比よりもリーンとなる噴射量である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記排気通路内のＡ／Ｆ値の瞬間値が１６以上となる噴射量である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記酸化機能を有する触媒の温度を算出する温度算出手段を備え、
前記添加制御手段による燃料の噴射は、前記温度算出手段によって算出された前記酸化機能を有する触媒の温度が所定温度より大きい場合に実行される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記第１及び第２のＡ／Ｆセンサのうち少なくとも一方における計測値の変動度が所定値より小さいことを判別する変動度判別手段を備え、
前記算出手段による前記補正値の算出は、前記変動度判別手段によって前記計測値の変動度が所定値より小さいことが判別された場合に実行される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等では、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する目的で排気管の途中に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒、Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ、ＬＮＴ）を配置する場合がある。ＬＮＴには、ディーゼルエンジンにおいて基本的となるリーン雰囲気でＮＯｘが吸蔵され、間隔を置いてリッチ雰囲気に切り替えることにより吸蔵されていたＮＯｘが無害な窒素に還元されて放出される（ＮＯｘ還元）。
【０００３】
リッチ雰囲気を形成する手法として排気燃料添加と呼ばれる手法がある。この手法では排気管に燃料添加弁を設置して、燃料添加弁から排気管に燃料を噴射することによりＬＮＴに還元剤である未燃燃料を供給する。さらにＬＮＴが燃料中の硫黄によって被毒したので再生する（ＳＯｘ還元）際にも、燃料添加弁から燃料を噴射してリッチ雰囲気を形成する場合がある。
【０００４】
しかし排気燃料添加では、燃料添加弁を使用していくにつれて、煤がつまること等によって噴射量の指令値よりも実際に噴射される量（真値）が小さくなっていく不具合がある。この不具合に対処する方法に関して各種提案がある。例えば下記特許文献１では、燃料を添加することによって昇温する際の昇温の度合いに応じて噴射量の指令値を補正する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７８８３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし特許文献１の方法では触媒の熱容量の影響から補正値の算出までに比較的長い時間を必要とするとの欠点がある。
【０００７】
また噴射量を補正する方法として、添加弁によってリッチ状態を形成したときにＡ／ＦセンサでＡ／Ｆ（空燃比）の値を計測して、この値から補正値を求める手法も知られている。しかしこの手法ではリッチ状態を形成することにより排気中に分子の大きい未燃ＨＣ（炭化水素）が多く、触媒の作用によっても十分に燃焼しない場合がある。そして一般に、未燃ＨＣが多いとＡ／Ｆセンサは正確なＡ／Ｆ値を計測しない傾向があることが知られている。
【０００８】
また添加弁からの燃料の噴射では、長い噴射を継続すると未燃ＨＣが触媒をすり抜けてしまいエミッションを悪化させる危険がある。したがって添加弁からの燃料の噴射は１、２秒程度しか継続できない。しかし添加弁からの短い時間の噴射では、一般に応答が遅いＡ／Ｆセンサでは正確なＡ／Ｆ値が計測できない。
【０００９】
また添加弁からの短い時間の噴射の場合、燃料の壁面付着の問題もある。この現象は、添加弁から噴射された燃料が添加弁近くの排気管の壁面に付着してしまう現象である。壁面付着によって、噴射量から想定されるＡ／Ｆ値よりも実際のＡ／Ｆ値は大きくなってしまう。壁面付着の影響を抑制するためには、壁面に付着する量と付着した燃料が蒸発する量とがバランスしなければならない。そのためには添加弁からの噴射が継続して行われる必要がある。以上のような問題が添加弁から燃料を噴射してＡ／Ｆ値を計測して噴射量の補正値を算出する手法にはある。
【００１０】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、燃料添加弁の劣化によって添加弁からの燃料の噴射量の真値が指令値よりもどれだけ減少しているかを精度よく検出し、適切な噴射量の補正値を算出することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路において上流側から順に、前記排気通路に燃料を噴射する燃料添加弁、酸化機能を有する触媒、Ａ／Ｆ値を計測する第１のＡ／Ｆセンサ、ＮＯｘを吸蔵し還元するＮＯｘ触媒、Ａ／Ｆ値を計測する第２のＡ／Ｆセンサを備え、前記排気通路内のＡ／Ｆ値が理論空燃比よりもリーンである目標Ａ／Ｆ値となるような前記燃料添加弁からの噴射量及び噴射周期の指令値を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記噴射量及び噴射周期の指令値に従い所定期間前記燃料添加弁から燃料を噴射させる添加制御手段と、前記排気通路内のＡ／Ｆ値が前記添加制御手段による前記燃料の噴射の影響を受ける期間内において、前記第１のＡ／Ｆセンサの計測値と前記第２のＡ／Ｆセンサの計測値とのずれが所定の範囲内にある高精度計測状態であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段が高精度計測状態であると判別した場合に、前記第１のＡ／Ｆセンサの計測値と前記第２のＡ／Ｆセンサの計測値との少なくとも一方から、前記添加制御手段による前記噴射における前記噴射量の指令値と真値との偏差を噴射量の補正値として算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
これにより本発明の内燃機関の排気浄化装置では、添加弁からの噴射量の補正値を算出する際の噴射において目標Ａ／Ｆ値をリーンとするので、排気中の未燃ＨＣ成分が少なく、Ａ／Ｆセンサの計測値の信頼性が高くできる。また添加弁からの燃料の噴射を設定手段によって設定された噴射量と噴射周期に基づいて断続的に行うので、単一の燃料噴射の場合に燃料の壁面付着やＡ／Ｆセンサの反応の遅さの影響でＡ／Ｆセンサの計測値の信頼性が低くなる事態が回避できる。
【００１３】
さらに本発明では第１と第２のＡ／Ｆセンサの計測値のずれが所定範囲内にある高精度計測状態でのみ補正値の算出を行う。従来技術のように第１あるいは第２のＡ／Ｆセンサのみを用いた場合、その計測値がどれだけ未燃ＨＣの影響を受けているか判断できない。しかし２つのＡ／Ｆセンサを用いる場合、もし第１のＡ／Ｆセンサの計測値と第２のＡ／Ｆセンサの計測値とが異なるならば、第１のＡ／Ｆセンサの位置では未燃ＨＣがまだ多く、ＮＯｘ触媒の作用によって第２のＡ／Ｆセンサの位置では未燃ＨＣの燃焼が進行した状態であると判断できる。この場合第２のＡ／Ｆセンサの位置でも十分に燃焼しきったかどうかが判断できないので、２つのＡ／Ｆセンサの計測値はともに信頼できない。
【００１４】
しかし２つのＡ／Ｆセンサの計測値がほぼ同じならば、第１のＡ／Ｆセンサよりも上流の触媒によって未燃ＨＣが十分燃焼しておりＮＯｘ触媒によってさらに燃焼される必要がないので２つのＡ／Ｆセンサの計測値がほぼ同じなのだと判断できる。よってこの場合は２つのＡ／Ｆセンサの計測値はともに信頼できる。このように本発明では２つのＡ／Ｆセンサを用いることでＡ／Ｆセンサの計測値が信頼できる場合とそうでない場合とが判別できて、信頼できる計測値のみを用いて添加弁からの噴射量の補正値を算出している。本発明では目標Ａ／Ｆ値をリーンにすることと２つのＡ／Ｆセンサを用いることとがあいまって、未燃ＨＣがＡ／Ｆセンサに悪影響を与えることがほぼ完全に排除できる。
【００１５】
また前記排気通路において前記燃料添加弁よりも下流に、粒子状物質を捕集するフィルタを備え、前記添加制御手段による燃料の噴射は、前記フィルタにおいて前記粒子状物質を除去する期間内に実行されるとしてもよい。
【００１６】
これにより添加制御手段による燃料の噴射をフィルタの粒子状物質の除去中に実行する。よって、添加制御手段による燃料の噴射を、添加弁の噴射量の補正値を算出することに用いるだけでなく、フィルタの再生のためにも利用できるので効率的である。
【００１７】
また前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記ＮＯｘ触媒においてＮＯｘあるいはＳＯｘを還元する際の噴射量であるとしてもよい。
【００１８】
これにより本発明では噴射量を固定する。噴射量が固定されていないと添加弁の噴射量の違いによるばらつきの影響により噴射量の補正値の算出の精度が劣化する。これに対し本発明では１回当たりの噴射量を同じにするので、噴射量の補正値の算出が精度よく行える。さらに１回当たりの噴射量をＮＯｘ還元やＳＯｘ還元の際に実際に使用する噴射量と同じにするので、本発明のために噴射量を変更する必要がなく、また実際の噴射量におけるずれを算出できるので好適である。
【００１９】
また前記目標Ａ／Ｆ値は１６以上であるとしてもよい。これにより酸素濃度が十分に確保でき相対的に未燃ＨＣの量を十分小さくできるので、Ａ／Ｆセンサの計測精度が向上する。
【００２０】
また前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記排気通路内のＡ／Ｆ値の瞬間値が理論空燃比よりもリーンとなる噴射量であるとしてもよい。
【００２１】
これにより目標Ａ／Ｆ値をリーンにするのみでなくＡ／Ｆ値の瞬間値もリーンとなるよう噴射量を調節する。したがって十分時間がたつとＡ／Ｆ値がリーンになるだけでなくそれまでの各瞬間値もリーンとできる。Ａ／Ｆ値の瞬間値がリッチとなると酸欠状態となって未燃ＨＣが増加し、Ａ／Ｆセンサの計測値の信頼性が低下するが、本発明ではこの不具合が回避できる。
【００２２】
また前記設定手段によって設定される前記噴射量の指令値は、前記排気通路内のＡ／Ｆ値の瞬間値が１６以上となる噴射量であるとしてもよい。
【００２３】
これにより、目標噴射量をリーンにするのみでなくＡ／Ｆ値の瞬間値が１６以上となるように噴射量を調節する。Ａ／Ｆ値の瞬間値が１６を下回ると酸欠状態となって未燃ＨＣが増加する傾向が顕著となり、Ａ／Ｆセンサの計測値の信頼性が大きく低下するが、本発明ではこの不具合が回避できる。
【００２４】
また前記酸化機能を有する触媒の温度を算出する温度算出手段を備え、前記添加制御手段による燃料の噴射は、前記温度算出手段によって算出された前記酸化機能を有する触媒の温度が所定温度より大きい場合に実行されるとしてもよい。
【００２５】
これにより酸化機能を有する触媒が十分高温の場合のみ、燃料添加弁からの噴射量の補正値を算出する。したがって同触媒が低温であることによって排気中に未燃ＨＣが多くＡ／Ｆセンサに悪影響を与える可能性が低減できる。よって、上述のように目標Ａ／Ｆ値をリーンにすること、２つのＡ／Ｆセンサを用いることに、酸化機能を有する触媒が高温であることを組み合わせることにより、添加弁からの噴射量の補正値の算出に未燃ＨＣが悪影響を与えることがほぼ完全に排除されるとの顕著な効果を奏する。
【００２６】
また前記第１及び第２のＡ／Ｆセンサのうち少なくとも一方における計測値の変動度が所定値より小さいことを判別する変動度判別手段を備え、前記算出手段による前記補正値の算出は、前記変動度判別手段によって前記計測値の変動度が所定値より小さいことが判別された場合に実行されるとしてもよい。
【００２７】
これにより計測値の変動度が大きくて安定しておらず計測値の信頼性が低い場合が補正値の算出から排除される。したがって信頼できる計測値のみを用いて燃料添加弁からの噴射量の補正値を算出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置１の一実施形態の装置構成の概略図である。図１の内燃機関及び排気浄化装置１は主に、エンジン２、吸気管３、排気管４からなる。
【００２９】
吸気管３を通ってエンジン２に空気（新気、吸気）が供給される。吸気管３にはエアフロメータ３１が配置されている。エアフロメータ３１は吸気量を計測する。ここでの吸気量は例えば単位時間当たりの質量流量とすればよい。
【００３０】
エンジン２には図示しないインジェクタ、エンジン回転数センサが装備されている。インジェクタからの噴射によってシリンダ内に燃料が供給される。エンジン回転数センサ２２によってエンジン２の（単位時間あたりの）回転数が計測される。
【００３１】
排気管４へエンジン２からの排気が排出される。排気管４には上流側から順に、燃料添加弁４１（添加弁）、酸化触媒５（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｃｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ、ＤＯＣ）、Ａ／Ｆセンサ４２、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒６（ＮＯｘ触媒、Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ、ＬＮＴ）、Ａ／Ｆセンサ４３が配置されている。添加弁４１からはリッチ雰囲気を形成するために燃料が添加（噴射）される。Ａ／Ｆセンサ４２、４３によって、空燃比（Ａ／Ｆ）の値が計測される。ＤＯＣ５の存在によって添加弁４１から添加された燃料のうちの未燃ＨＣが燃焼する（あるいは軽質化される）。
【００３２】
ＬＮＴ６は例えばセラミック製の基材上に担体の層が形成されて、担体上に吸蔵剤と触媒とが担持された構造であるとすればよい。担体としては例えばガンマアルミナを用いれば表面の凹凸による大きな表面積によって多くの吸蔵剤、触媒が担持できて好適である。また吸蔵剤としては例えばバリウム、リチウム、カリウムなど、触媒としては例えば白金などを用いればよい。
【００３３】
ＬＮＴ６においては、理論空燃比よりも燃料が希薄な（通常、Ａ／Ｆ値（空燃比値）は１７以上）リーン雰囲気時に排気中のＮＯｘが吸蔵剤に吸蔵される。そして理論空燃比よりも燃料が過剰な（通常、Ａ／Ｆ値は１４．５以下）リッチ雰囲気に空燃比が調節され、所定の温度条件（例えば触媒が機能するために摂氏３００度以上。以下では温度は全て摂氏を用いる。）が満たされると、吸蔵剤に吸蔵されていたＮＯｘが、燃料中の成分から生成された還元剤によって還元されて無害な窒素となって排出される。排気浄化装置１ではリッチ雰囲気を形成するために添加弁４１から燃料が添加（噴射）される。
【００３４】
上で述べたエアフロメータ３１、エンジン回転数センサ、Ａ／Ｆセンサ４２、４３の計測値は電子制御装置７（ＥＣＵ）へ送られる。またＥＣＵ７によりインジェクタによるエンジン２への燃料噴射のタイミングや噴射量、添加弁４１による燃料噴射における噴射量や噴射時期が制御される。ＥＣＵ７は通常のコンピュータの構造を有するとし、各種演算をおこなうＣＰＵや各種情報の記憶を行うメモリを備えるとすればよい。
【００３５】
上述のように、添加弁４１は使用される回数が増えるにしたがってすすがつまること等の影響で劣化して、ＥＣＵ７からの噴射量の指令値よりも実際に噴射される量（真値）が小さくなる可能性がある。そのために予め指令値と真値とのずれの情報を取得しておいて、それをもとにして指令値を補正する必要がある。本実施例では図１の装置構成のもとで、添加弁４１が劣化した状況のもとで噴射量の補正値の算出処理を行う。
【００３６】
より具体的には、ＬＮＴ６でＮＯｘ還元やＳＯｘ還元を行っている期間以外の期間に、補正値算出の目的のために添加弁４１から燃料を添加する。そしてそれによるＡ／Ｆ値の変化を計測して、それから補正値を算出する。その処理手順は図２に示されている。図２の処理がＥＣＵ７によって順次自動的に実行されるとすればよい。
【００３７】
まず手順Ｓ１０でＤＯＣ５が十分に高温であるか否かを判断する。この手順では例えば、ＤＯＣ５の上流側か下流側に排気温度センサを装備して、その計測値が所定温度よりも高いか否かを判断すればよい。所定温度以上の場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）Ｓ２０に進み、所定温度未満の場合は（Ｓ１０：ＮＯ）図２の処理を終了する。所定温度としては例えば摂氏５００度とすればよい。摂氏５００度以上ならばＤＯＣ５が多少劣化していてもＤＯＣ５によって酸化反応が促進できて未燃ＨＣが少なくできる。よってＡ／Ｆセンサ４２、４３の計測値の信頼性が高まる。
【００３８】
次にＳ２０で運転条件が安定しているかどうかを判断する。この手順における運転条件としては例えばエンジン回転数と噴射量（あるいはアクセル開度）の数値を用い、過去の所定時間内でのエンジン回転数と噴射量（あるいはアクセル開度）の数値の変化量が所定値よりも小さい場合を運転条件が安定している状態とすればよい。
【００３９】
エンジン回転数を得る目的のためにエンジン２にエンジン回転数センサ、またアクセル開度の情報を得るためにアクセル開度センサを装備して、その計測値を用いればよい。また噴射量の数値はＥＣＵ７からの噴射量の指令値を取得すればよい。運転条件が安定している場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）Ｓ３０に進み、安定していない場合は（Ｓ２０：ＮＯ）図２の処理を終了する。運転条件が安定していないとエンジンからの排出ガスにおける新気量や筒内噴射量が安定せず、その結果Ａ／Ｆ値が不安定となる。したがってＳ２０のように運転条件検出手段を用いることによって、Ａ／Ｆセンサの検出精度が悪化する運転状況が除外できて、精度よく添加弁４１からの噴射量の補正値が算出できる。
【００４０】
次に手順Ｓ３０で新気量Ｇａを計測する。これはエアフロメータ３１で計測すればよい。次にＳ４０で筒内噴射量Ｑの情報を取得する。これはＥＣＵ７からエンジン２のインジェクタへの１回の噴射における噴射量の指令値の情報を取得すればよい。次にＳ５０で目標Ａ／Ｆ値ＡＦｔａｒｇｅｔを設定する。本発明では目標Ａ／Ｆ値ＡＦｔａｒｇｅｔを理論空燃比よりもリーン側に設定する。これにより、未燃ＨＣを少なくできるのでＡ／Ｆセンサ４２、４３の計測値の信頼性が向上する。特に目標Ａ／Ｆ値を１６以上とすると、ＤＯＣ５の作用によって未燃ＨＣが燃焼される効果が顕著となって好適である。
【００４１】
次にＳ６０で添加弁４１からの噴射量の指令値Ｑａｄｄを設定する。このＱａｄｄは添加弁４１が劣化しても噴射可能となる範囲でできるだけ小さい値とすることが望ましい。これにより添加弁４１の劣化が進行しても、噴射量の補正値の算出が行える。またＱａｄｄを小さくすることで後述するＡ／Ｆ計測値の脈動も小さくできる。噴射量の指令値はＡ／Ｆセンサ４２、４３で計測されるＡ／Ｆ値の瞬間値が常にリーン（特に１６以上）となるように設定してもよい。この場合、以下で求める平均値がリーンとなるのみでなく各瞬間値もリーンとなって排気中の未燃ＨＣが少なくできる。また噴射量の指令値はＮＯｘ還元やＳＯｘ還元（上述）の際の噴射量を用いてもよい。
【００４２】
次にＳ７０で添加弁４１からの噴射周期Ｔａｄｄを算出する。具体的には次の式（Ｅ１）によってＴａｄｄを算出する。
Ｔａｄｄ＝ＡＦｔａｒｇｅｔ・Ｑａｄｄ／（Ｇａ−Ｑ／ＡＦｔａｒｇｅｔ）      （Ｅ１）
【００４３】
式（Ｅ１）の意味を以下で説明する。添加弁４１からの排気管４への噴射量は噴射１回あたりＱａｄｄである。そして添加弁４１からの噴射の周期はＴａｄｄである。したがって添加弁４１からの単位時間あたりの噴射量はＱａｄｄ／Ｔａｄｄとなる。またインジェクタからの単位時間当たりの筒内噴射量はＳ４０で得たＱである。したがってインジェクタによる筒内への噴射と添加弁４１による排気管４への噴射をあわせた合計の単位時間当たりの噴射量はＱ＋Ｑａｄｄ／Ｔａｄｄとなる。
【００４４】
そして単位時間当たりの新気量はＳ３０で求めたＧａである。したがって以上の新気量と噴射量とから目標Ａ／Ｆ値ＡＦｔａｒｇｅｔが達成されるとすると、次の式（Ｅ２）が満たされる。式（Ｅ２）をＴａｄｄについて解くと式（Ｅ１）が得られる。
ＡＦｔａｒｇｅｔ＝Ｇａ／（Ｑ＋Ｑａｄｄ／Ｔａｄｄ）          （Ｅ２）
【００４５】
次に手順Ｓ８０からＳ１４０までの処理を所定期間内に繰り返し実行する。所定期間とは添加弁４１からの噴射量の補正値を求める処理を行う期間であり、予め定めておけばよい。図２の処理においては、Ｓ８０からＳ１４０までの処理を繰り返す周期はＳ７０で求めたＴａｄｄであるとする。また所定期間の値は以下ではＴａｄｄのｎ倍であるとする。したがってＳ８０からＳ１４０までの処理をｎ回繰り返す。以下ではＳ８０からＳ１４０をｎ回繰り返すうちのｋ回目の処理を説明する。
【００４６】
まずＳ８０で添加弁４１から燃料を１回分噴射する。噴射量はＳ６０で求めたＱａｄｄとする。これにより１回分の噴射量がＱａｄｄの噴射がＴａｄｄを周期として実行される。次にＳ９０で２つのＡ／Ｆ値を計測する。２つのＡ／Ｆ値とは上流側のＡ／Ｆセンサ４２と下流側のＡ／Ｆセンサ４３とで計測するＡ／Ｆ値（Ａ／Ｆ計測値）のことである。Ｓ４０で計測されるＡ／Ｆ計測値のうち、上流側のＡ／Ｆセンサ４２で計測される計測値をＡＦ１（ｋ）、下流側のＡ／Ｆセンサ４３で計測される計測値をＡＦ１（ｋ）とする。ここで（ｋ）はｋ回目の処理であることを示す。
【００４７】
Ｓ１００では２つのＡ／Ｆ平均値が算出される。Ａ／Ｆ平均値とはＳ９０で求めたＡ／Ｆ計測値から次の式（Ｅ３）、（Ｅ４）で算出されるＡＦ１ｍｅａｎ及びＡＦ２ｍｅａｎのことである。
ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）＝｛ＡＦ１（１）＋ＡＦ１（２）＋・・・＋ＡＦ１（ｋ）｝／ｋ                  （Ｅ３）
ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）＝｛ＡＦ２（１）＋ＡＦ２（２）＋・・・＋ＡＦ２（ｋ）｝／ｋ                  （Ｅ４）
【００４８】
次にＳ１１０ではＳ１００で求めたＡ／Ｆ平均値の値の変化率の絶対値が小さいか否かを判断する。具体的には次の不等式（Ｅ５）、（Ｅ６）がともに満たされるか否かを判断する。
｜｛ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）−ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ−１）｝／Ｔａｄｄ｜＜Δ１        （Ｅ５）
｜｛ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）−ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ−１）｝／Ｔａｄｄ｜＜Δ２        （Ｅ６）
【００４９】
（Ｅ５）、（Ｅ６）がともに満たされる場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）はＳ１２０に進み、（Ｅ５）、（Ｅ６）の少なくとも一方が満たされない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）はＳ１５０に進む。なおＡＦ１ｍｅａｎ（０）、ＡＦ２ｍｅａｎ（０）の値はゼロとすればよい。またΔ１、Δ２の値は予め定めておけばよい。Δ１とΔ２の値は同じとしてもよい。Ｓ１１０での判断処理によってＡ／Ｆ計測値の変動度が大きく計測値の信頼性が低い場合が排除される。
【００５０】
次にＳ１２０ではＳ１００で求めた２つのＡ／Ｆ平均値の値が十分に小さいか否かが判断される。具体的には次の不等式（Ｅ７）が満たされるか否かを判断する。（Ｅ７）が満たされる場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）はＳ１３０に進み、（Ｅ７）が満たされない場合（Ｓ１２０：ＮＯ）はＳ１５０に進む。Δ３の値は予め定めておけばよい。Ｓ１２０での判断処理によって２つのＡ／Ｆ計測値が離れている場合が排除される。
｜ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）−ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）｜＜Δ３            （Ｅ７）
【００５１】
次にＳ１３０では添加弁噴射量の真値を算出する。具体的には次の式（Ｅ８）によりＱａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）を算出して、これを添加弁噴射量の真値とする。なおＧａはＳ３０で求めた新気量である。ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）はＳ１００で求めたＡ／Ｆ値の平均値である。ＱはＳ４０で得た筒内噴射量である。ＴａｄｄはＳ７０で算出した添加弁４１からの噴射の周期である。
Ｑａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）＝（Ｇａ／ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）−Ｑ）・Ｔａｄｄ        （Ｅ８）
【００５２】
式（Ｅ８）の意味を以下で説明する。上述の式（Ｅ２）では添加弁４１からの噴射量はその指令値Ｑａｄｄとし、Ａ／Ｆ値は目標Ａ／Ｆ値ＡＦｔａｒｇｅｔとしていた。また上の議論により、添加弁４１からの噴射量の真値をＱａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）とすると、このＱａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）により上述のＡ／Ｆ平均値ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）が達成された。
【００５３】
したがって、添加弁４１からの噴射量をその真値Ｑａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）とし、Ａ／Ｆ値はＡ／Ｆ平均値ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）とすると、式（Ｅ２）の導出と同様の論理により、次の式（Ｅ９）が成立する。式（Ｅ９）をＱａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）について解くと式（Ｅ８）が得られる。なお当然式（Ｅ８）、（Ｅ９）でＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）をＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）に替えてもよい。
ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）＝Ｇａ／（Ｑ＋Ｑａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）／Ｔａｄｄ）          （Ｅ９）
【００５４】
次にＳ１４０で添加弁噴射量の補正値を算出する。具体的には次の式（Ｅ１０）を計算して得られるΔＱａｄｄを噴射量補正値とする。ＱａｄｄはＳ６０で求めた添加弁４１からの噴射量の指令値である。Ｑａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）はＳ１３０で求めた添加弁４１からの噴射量の真値である。つまり式（Ｅ１０）によりこれらの値の差を添加弁４１からの噴射量の補正値とする。
ΔＱａｄｄ（ｋ）＝Ｑａｄｄ−Ｑａｄｄｔｒｕｅ（ｋ）    （Ｅ１０）
【００５５】
次にＳ１５０では所定期間が終了したかどうかを判断する。Ｓ１５０では１回目のＳ８０の処理が始めてからの経過時間が所定期間を越えたかどうかを判断する。所定期間を超えていたら（Ｓ１５０：ＹＥＳ）Ｓ１６０へ進み、所定期間を超えていなかったら（Ｓ１５０：ＮＯ）再びＳ８０へ戻る。結局以上の処理によってΔＱａｄｄ（ｋ）（ｋ＝１、２、・・ｎ）が算出される。
【００５６】
次にＳ１６０では添加弁４１からの噴射量の最終補正値を決定する。最終補正値とは、上述のようにＳ８０からＳ１４０を繰り返して補正値ΔＱａｄｄ（ｋ）（ｋ＝１、２、・・ｎ）を算出した後に、最終的に決定される補正値である。具体的には次の式（Ｅ１１）によって最終補正値ΔＱａｄｄｆｉｎａｌを決定する。つまり最後に算出された補正値ΔＱａｄｄ（ｎ）を最終補正値ΔＱａｄｄｆｉｎａｌとする。ΔＱａｄｄ（ｎ）を最終補正値とするので、最も計測値が落ち着いており計測値が信頼できる状態での補正値を最終補正値とできるとの効果がある。
ΔＱａｄｄｆｉｎａｌ＝ΔＱａｄｄ（ｎ）          （Ｅ１１）
【００５７】
この最終補正値ΔＱａｄｄｆｉｎａｌをＬＮＴ６におけるＮＯｘ還元やＳＯｘ還元から添加弁４１からの噴射量の補正値として使用する。つまり、ＥＣＵ７で添加弁４１からの噴射量の指令値が算出された後に、その指令値にΔＱａｄｄｆｉｎａｌを加算した値を補正後指令値として、この補正後指令値を添加弁４１に指令する。
【００５８】
なお上では１回の噴射につきＡ／Ｆ値を１回計測する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では１回の噴射につきＡ／Ｆ値を何回計測してもよく、計測された度ごとにＳ１００からＳ１４０の処理を行えばよい。その際、式（Ｅ５）、（Ｅ６）の分母はＡ／Ｆ値を計測する周期に応じて変更すればよい。
【００５９】
次に以上の処理による各種数値の時間的な推移の様子を図３を用いて説明する。図３にはＳ８０からＳ１４０までの処理が繰り返されている間の添加弁通電パルス、Ａ／Ｆ計測値、Ａ／Ｆ平均値、Ａ／Ｆ平均値変化率の時間応答が示されている。図３では時刻ｔ０からｔ１までの間が上述の所定期間であり、この所定期間の間にＳ８０からＳ１４０までの処理が９回繰り返された場合が示されている。つまり上の議論でｎ＝９の場合である。
【００６０】
添加弁通電パルスとは添加弁４１から燃料を噴射するための通電の際のパルスである。個々のパルスが１回の噴射に対応する。個々のパルスにおける噴射量がＱａｄｄであり、時刻ｔ０からｔ１までの間に周期Ｔａｄｄで９（＝ｎ）回繰り返されている。
【００６１】
Ａ／Ｆ計測値とは、Ｓ９０で計測されたＡ／Ｆ値のことである。上流側がＡＦ１（ｋ）、下流側がＡＦ２（ｋ）に対応する。時刻ｔ０以前及び時刻ｔ１以降は、エンジン２にとって基本となるリーン雰囲気となっている。時刻ｔ０からｔ１までの間はＡ／Ｆ計測値は上流側、下流側ともに目標Ａ／Ｆ値の近傍の値となっている。上述のとおり本発明では目標Ａ／Ｆ値をリ−ン側の値として設定している。したがってＡ／Ｆ計測値も時刻ｔ０からｔ１までの間リーン側で推移する。さらに図３ではＡ／Ｆ計測値は上流側、下流側ともに各瞬間値もリーンとなっている。
【００６２】
次にＡ／Ｆ平均値はＳ１００で求めたＡ／Ｆ計測値の平均値である。上流側がＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）、下流側がＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）に対応する。時刻ｔ０からｔ１までの間でＡ／Ｆ計測値が目標Ａ／Ｆ値の近傍の値なので、Ａ／Ｆ平均値も目標Ａ／Ｆ値に近い値となり、したがってリーン側の値となる。さらに添加弁通電パルスにおけるパルス波形の影響でＡ／Ｆ計測値は脈動しているが、平均値計算による平滑化の効果により、Ａ／Ｆ平均値では脈動が抑制されている。したがってＳ１１０からＳ１４０では脈動の影響が抑制されて精度のよい処理が行える。
【００６３】
次にＡ／Ｆ平均値変化率はＳ１１０で用いられた値である。上流側が｜｛ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ）−ＡＦ１ｍｅａｎ（ｋ−１）｝／Ｔａｄｄ｜に対応し、下流側が｜｛ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ）−ＡＦ２ｍｅａｎ（ｋ−１）｝／Ｔａｄｄ｜に対応する。上述のとおりＳ１１０での判断処理によって、Ａ／Ｆ平均値変化率が所定値（Δ１、Δ２）よりも大きい時刻ｋでは補正値ΔＱａｄｄ（ｋ）の算出を行わない。したがって図３に示されているように、所定期間の最初の部分と終端の部分でのＡ／Ｆ計測値が不安定だとみなされる期間では補正値ΔＱａｄｄ（ｋ）の算出を行わないので、精度よく補正値ΔＱａｄｄ（ｋ）が算出できる。
【００６４】
Ａ／Ｆ平均値ではなくＡ／Ｆ計測値そのものを用いて変化率を計算すると誤差の影響が大きくなり精度の良い処理ができないが、Ｓ１１０の処理ではＡ／Ｆ平均値を用いているので、こうした不具合が回避できる。
【００６５】
なお図２の処理でＡ／Ｆ平均値を求めずに、Ａ／Ｆ計測値を低域通過（高域遮断）フィルタに入力してその出力をＡ／Ｆ平均値に置き換えても良い。このように平均値計算や高域遮断処理などの平滑化処理を行えば、図２における変化率の算出などの処理が誤差の影響がなく精度良く行える。
【００６６】
なお上の説明では添加弁４１からの噴射量の指令値に対して一律に補正値を加算する補正を述べたが、本発明はこれに限定されない。別の方法を図４で説明する。図４は横軸に添加弁４１からの噴射量の（補正前）指令値、縦軸に添加弁４１からの噴射量の補正後指令値をとって補正方法を示した図である。
【００６７】
破線１００は原点を通って傾き１の直線である。実線１０１が上で述べた補正方法を示す直線である。図２の処理によって、噴射量の指令値がＱａｄｄのときに補正値としてΔＱａｄｄｆｉｎｎａｌが算出された。実線１０１では任意の噴射量の（補正前）指令値に対してΔＱａｄｄｆｉｎｎａｌを加算した値を補正後指令値としている。
【００６８】
これに対して実線１０２が別の補正方法を示している。噴射量の（補正前）指令値がＱａｄｄで補正後指令値がＱａｄｄ＋ΔＱａｄｄｆｉｎｎａｌの点を点１０３とする。図４に示されているように、実線１０２は原点と点１０３をつないだ直線である。実線１０２では（補正前）指令値と補正値が比例関係となる。実線１０２による補正は添加弁４１の劣化による噴射量（真値）の減少幅が指令値の増減に応じて増減する傾向がある場合に好適である。
【００６９】
図１ではＤＯＣ５を用いた構成を示したが、本発明はこの構成に限定されない。別の構成を図５に示す。図５ではＤＯＣ５の替わりに酸化触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ８（Ｃ−ＤＰＦ）が配置されている。
【００７０】
Ｃ−ＤＰＦ８はいわゆるハニカム構造において入口側と出口側とが交互に目詰された構造のフィルタであるとすればよい。Ｃ−ＤＰＦ８はエンジン２から排出される粒子状物質を捕集する。そして、時間間隔をおいて昇温されることによって捕集された粒子状物質が燃焼されてＣ−ＤＰＦ８は再生する。またＣ−ＤＰＦ８には白金などの触媒が担持されている。Ｃ−ＤＰＦ８を昇温して再生する際に、添加弁４１から燃料を添加して、その燃料中の未燃ＨＣ成分がＣ−ＤＰＦ８内の触媒の作用で燃焼してＣ−ＤＰＦ８を昇温させる。
【００７１】
図５の構成を用いた場合、Ｃ−ＤＰＦ８に担持された触媒が、図１におけるＤＯＣ５と同じ機能を果たすことができる。さらに図２のフローチャートによる補正値算出処理をＣ−ＤＰＦ８の再生中に実行してもよい。この場合、Ｓ８０での添加弁からの噴射を、噴射量の補正値の算出のためだけでなく、ＤＰＦ再生にも利用できて効率的である。
【００７２】
上記実施例においてＡ／Ｆセンサ４２が第１のＡ／Ｆセンサを構成する。Ａ／Ｆセンサ４３が第２のＡ／Ｆセンサを構成する。Ｓ５０の手順が設定手段を構成する。Ｓ８０の手順が添加制御手段を構成する。Ｓ１２０の手順が判別手段を構成する。Ｓ１４０、Ｓ１６０の手順が算出手段を構成する。Ｓ１０の手順が温度算出手段を構成する。Ｓ１１０の手順が変動度判別手段を構成する。ＤＯＣ５、Ｃ−ＤＰＦ８が酸化機能を有する触媒を構成する。Ｃ−ＤＰＦ８がフィルタを構成する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実施形態の構成図。
【図２】添加弁噴射量の補正値算出の処理手順を示すフローチャート。
【図３】本発明による添加弁通電パルス、Ａ／Ｆ計測値、Ａ／Ｆ平均値、Ａ／Ｆ平均値変化率の時間推移を示す図。
【図４】補正方法を示す図。
【図５】本発明における別の実施形態の構成図。
【符号の説明】
【００７４】
１    排気浄化装置
２    ディーゼルエンジン（エンジン、内燃機関）
３    吸気管（吸気通路）
４    排気管（排気通路）
５    酸化触媒（ＤＯＣ）
６    吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒、ＬＮＴ）
７    ＥＣＵ
８    Ｃ−ＤＰＦ
３１  エアフロメータ
４１  燃料添加弁
４２、４３    Ａ／Ｆ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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