本發(fā)明涉及排氣凈化系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

以往，作為內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，已知具有對排氣中的氮化物(以下，記為nox)進(jìn)行還原凈化的nox催化劑或氧化催化劑等的排氣凈化裝置。nox催化劑或氧化催化劑如果其催化劑溫度未達(dá)到活性溫度以上，則無法發(fā)揮充分的凈化性能。因此，在車輛的減速行駛時(shí)等排氣溫度降低的狀況下，優(yōu)選實(shí)施所謂催化劑保溫控制，在該催化劑保溫控制中，通過使吸入空氣量(排氣流量)減少，有效地抑制低溫排氣向催化劑的流入，從而將催化劑保溫(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2010－116844號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本特開2005－282545號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

需要說明的是，在車輛減速時(shí)等，在引擎以停止了燃料噴射的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)(用電機(jī)帶動狀態(tài))下行駛時(shí)，若實(shí)施上述的使吸入空氣量減少的催化劑保溫控制，則例如在需要使排氣制動裝置工作的情況下，存在由于排氣流量的降低而變得無法確保充分的排氣制動力的問題。

本發(fā)明公開的排氣凈化系統(tǒng)及其控制方法的目的在于，通過在內(nèi)燃機(jī)在用電機(jī)帶動狀態(tài)下動作時(shí)，根據(jù)排氣制動裝置有無工作來適當(dāng)調(diào)整使吸入空氣量減少的催化劑保溫控制的實(shí)施，從而有效地確保排氣制動力。

用于解決課題的手段

本發(fā)明公開的排氣凈化系統(tǒng)包括：排氣后處理裝置，其被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中并包含將排氣凈化的催化劑，催化劑保溫控制部件，其在上述內(nèi)燃機(jī)為停止了燃料噴射的用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行使吸入空氣量減少以抑制上述催化劑的溫度降低的催化劑保溫控制，以及禁止部件，其在上述內(nèi)燃機(jī)為用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，在與上述內(nèi)燃機(jī)連接的排氣制動裝置的工作被檢測到的情況下，禁止上述催化劑保溫控制的執(zhí)行。

此外，本發(fā)明公開的排氣凈化系統(tǒng)包括：排氣后處理裝置，其被配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，包括對從上述內(nèi)燃機(jī)排出的排氣進(jìn)行凈化的催化劑，以及控制單元，其檢測上述內(nèi)燃機(jī)的動作狀態(tài)，并控制從上述內(nèi)燃機(jī)排出的上述排氣的空燃比；其中，上述控制單元進(jìn)行動作以便執(zhí)行以下的處理：催化劑保溫處理，在上述內(nèi)燃機(jī)為停止了燃料噴射的用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行使上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量減少以抑制上述催化劑的溫度降低的催化劑保溫控制，以及禁止處理，在上述內(nèi)燃機(jī)為用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，在與上述內(nèi)燃機(jī)連接的排氣制動裝置的工作被檢測到的情況下，禁止上述催化劑保溫處理的執(zhí)行。

本發(fā)明公開的排氣凈化系統(tǒng)的控制方法的排氣凈化系統(tǒng)包括：排氣后處理裝置，其被配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，并包括對從上述內(nèi)燃機(jī)排出的排氣進(jìn)行凈化的催化劑，以及控制單元，其檢測上述內(nèi)燃機(jī)的動作狀態(tài)，并控制從上述內(nèi)燃機(jī)排出的上述排氣的空燃比；其中，包含如下處理：催化劑保溫處理，在上述內(nèi)燃機(jī)為停止了燃料噴射的用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行使上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量減少以抑制上述催化劑的溫度降低的催化劑保溫控制，以及禁止處理，在上述內(nèi)燃機(jī)為用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，在與上述內(nèi)燃機(jī)連接的排氣制動裝置的工作被檢測到的情況下，禁止上述催化劑保溫處理的執(zhí)行。發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明公開的排氣凈化系統(tǒng)及其控制方法，在內(nèi)燃機(jī)在用電機(jī)帶動狀態(tài)下動作時(shí)，根據(jù)排氣制動裝置的工作有無來適當(dāng)調(diào)整使通過吸入空氣量減少的催化劑保溫控制的執(zhí)行，從而能夠有效地確保排氣制動力。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式的排氣凈化系統(tǒng)的整體構(gòu)成圖。

圖2是說明本實(shí)施方式的sox凈化控制的時(shí)序圖。

圖3是表示本實(shí)施方式的sox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值的設(shè)定處理的框圖。

圖4是表示本實(shí)施方式的sox凈化濃燃控制時(shí)的目標(biāo)噴射量的設(shè)定處理的框圖。

圖5是說明本實(shí)施方式的sox凈化控制的催化劑溫度調(diào)整控制的時(shí)序圖。

圖6是說明本實(shí)施方式的nox凈化控制的時(shí)序圖。

圖7是表示本實(shí)施方式的nox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值的設(shè)定處理的框圖。

圖8是表示本實(shí)施方式的nox凈化濃燃控制時(shí)的目標(biāo)噴射量的設(shè)定處理的框圖。

圖9是表示本實(shí)施方式的催化劑保溫控制的處理的框圖。

圖10是表示本實(shí)施方式的催化劑溫度推定處理的框圖。

圖11是表示本實(shí)施方式的噴射器的噴射量學(xué)習(xí)校正的處理的框圖。

圖12是說明本實(shí)施方式的學(xué)習(xí)校正系數(shù)的運(yùn)算處理的流程圖。

圖13是表示本實(shí)施方式的maf校正系數(shù)的設(shè)定處理的框圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖說明本發(fā)明公開的一實(shí)施方式的排氣凈化系統(tǒng)。

如圖1所示，柴油引擎(以下，簡稱為引擎)10的各氣缸分別設(shè)置有將由未圖示的共軌(commonrail)蓄壓的高壓燃料向各氣缸內(nèi)直接噴射的缸內(nèi)噴射器11。這些各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量、燃料噴射定時(shí)被按照從電子控制單元(以下，稱為ecu)50輸入的指示信號而控制。

在引擎10的進(jìn)氣歧管10a上連接有導(dǎo)入新氣的進(jìn)氣通道12，在排氣歧管10b上連接有將排氣向外部導(dǎo)出的排氣通道13。在進(jìn)氣通道12中，從進(jìn)氣上游側(cè)起依次設(shè)置有空氣過濾器14、吸入空氣量傳感器(以下，稱為maf傳感器)40、進(jìn)氣溫度傳感器48、可變?nèi)萘啃驮鰤浩?0的壓縮機(jī)20a、中冷器15、進(jìn)氣節(jié)氣門16等。在排氣通道13中，從排氣上游側(cè)起依次設(shè)置有可變?nèi)萘啃驮鰤浩?0的渦輪20b、構(gòu)成排氣制動裝置的一部分的排氣制動閥17、排氣后處理裝置30等。在引擎10中安裝有引擎轉(zhuǎn)速傳感器41、油門開度傳感器42、增壓壓力傳感器46、外氣溫度傳感器47、車速傳感器49。

另外，在本實(shí)施方式的說明中，作為對引擎的吸入空氣量(進(jìn)氣流量(suctionairflow))進(jìn)行測定、檢測的吸入空氣量傳感器，是采用對質(zhì)量流量(massairflow)進(jìn)行測定、檢測的maf傳感器40的，但是，只要能夠測定、檢測引擎的進(jìn)氣流量，也可以使用與maf傳感器40不同類型的流量(airflow)傳感器、或者代替流量傳感器的部件。

egr(exhaustgasrecirculation：排氣回流)裝置21包括：egr通道22，其連接排氣歧管10b和進(jìn)氣歧管10a；egr冷卻器23，其冷卻egr氣體；以及egr閥24，其調(diào)整egr量。

排氣后處理裝置30是通過在外殼30a內(nèi)從排氣上游側(cè)起依次配置氧化催化劑31、nox吸收還原型催化劑32、顆粒過濾器(以下，簡稱為過濾器)33而構(gòu)成的。此外，在比氧化催化劑31靠上游側(cè)的排氣通道13中，設(shè)置有按照從ecu50輸入的指示信號向排氣通道13內(nèi)噴射未燃燃料(主要是烴(hc))的排氣噴射器34。

氧化催化劑31例如是通過在蜂窩結(jié)構(gòu)體等陶瓷制承載體表面承載氧化催化劑成分而形成的。若通過排氣噴射器34或缸內(nèi)噴射器11的遠(yuǎn)后噴射而向氧化催化劑31供給未燃燃料，則氧化催化劑31將該未燃燃料氧化而使排氣溫度上升。

nox吸收還原型催化劑32例如是通過在蜂窩結(jié)構(gòu)體等陶瓷制承載體表面承載堿金屬等而形成的。該nox吸收還原型催化劑32在排氣空燃比為稀燃狀態(tài)時(shí)吸收排氣中的nox，并且，在排氣空燃比為濃燃狀態(tài)時(shí)用排氣中含有的還原劑(hc等)來對所吸收的nox進(jìn)行還原凈化。

過濾器33例如是通過將由多孔質(zhì)性的分隔壁劃分的多個(gè)單元沿著排氣的流動方向配置并將這些單元的上游側(cè)和下游側(cè)交替地孔封閉而形成的。過濾器33在分隔壁的細(xì)孔、表面捕集排氣中的pm(顆粒狀物質(zhì))，并且，若pm堆積推定量達(dá)到預(yù)定量，則執(zhí)行將該其燃燒除去的所謂過濾器強(qiáng)制再生。通過利用排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射向上游側(cè)的氧化催化劑31供給未燃燃料，并將流入到過濾器33的排氣溫度升溫到pm燃燒溫度，從而進(jìn)行過濾器強(qiáng)制再生。

第1排氣溫度傳感器43被設(shè)置在比氧化催化劑31靠上游側(cè)的位置，對流入到氧化催化劑31的排氣溫度進(jìn)行檢測。第2排氣溫度傳感器44被設(shè)置在氧化催化劑31與nox吸收還原型催化劑32之間，對流入到nox吸收還原型催化劑32的排氣溫度進(jìn)行檢測。nox/λ傳感器45被設(shè)置在比過濾器33靠下游側(cè)的位置，對通過了nox吸收還原型催化劑32的排氣的nox值及λ(lambda)值(以下，也稱為空氣過剩率)進(jìn)行檢測。

ecu50進(jìn)行引擎10等的各種控制，被構(gòu)成為包括公知的cpu、rom、ram、輸入接口、輸出接口等。為了進(jìn)行這些各種控制，傳感器類40～48的傳感器值被輸入到ecu50。此外，ecu50中作為其一部分功能要素，具有過濾器再生控制部51、sox凈化控制部60、nox凈化控制部70、催化劑保溫控制部52、催化劑溫度推定部80、maf追蹤控制部98、噴射量學(xué)習(xí)校正部90、以及maf校正系數(shù)運(yùn)算部95。關(guān)于這些各功能要素，作為被包含在作為一體的硬件的ecu50中的功能要素來說明，但是，也能夠?qū)⑦@些功能要素的任何一部分設(shè)置為另外的硬件。

[過濾器再生控制]

過濾器再生控制部51根據(jù)車輛的行駛距離、或者由未圖示的壓力差傳感器檢測的過濾器前后壓力差來推定過濾器33的pm堆積量，并且，若該pm堆積推定量超過預(yù)定的上限閾值，則激活強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf(參照圖2的時(shí)刻t1)。若強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf被激活，則發(fā)送使排氣噴射器34執(zhí)行排氣管噴射的指示信號、或者發(fā)送使各缸內(nèi)噴射器11執(zhí)行遠(yuǎn)后噴射的指示信號，使排氣溫度升溫到pm燃燒溫度(例如，約550℃)。若pm堆積推定量降低到表示燃燒除去的預(yù)定的下限閾值(判定閾值)，則關(guān)閉該強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf(參照圖2的時(shí)刻t2)。關(guān)閉強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf的判定閾值例如也可以將過濾器強(qiáng)制再生開始(fdpf＝1)后的上限經(jīng)過時(shí)間或上限累計(jì)噴射量作為基準(zhǔn)。

在本實(shí)施方式中，基于由后述詳細(xì)情況的參照溫度選擇部89(參照圖10)適當(dāng)選擇的氧化催化劑溫度、或nox催化劑溫度的任何一者來反饋控制過濾器強(qiáng)制再生時(shí)的燃料噴射量。

[sox凈化控制]

sox凈化控制部60是本發(fā)明公開的催化劑再生部件的一個(gè)例子，執(zhí)行如下控制(以下，將該控制稱為sox凈化控制)：使排氣成為濃燃狀態(tài)以使排氣溫度上升到硫磺脫離溫度(例如約600℃)，使nox吸收還原型催化劑32從sox中毒恢復(fù)。

圖2表示本實(shí)施方式的sox凈化控制的時(shí)序圖。如圖2所示，在強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf被關(guān)閉的同時(shí)，開始sox凈化控制的sox凈化標(biāo)志fsp被激活(參照圖2的時(shí)刻t2)。由此，能夠從通過過濾器33的強(qiáng)制再生而使排氣溫度上升了的狀態(tài)高效率地轉(zhuǎn)移到sox凈化控制，能夠有效地減少燃料消耗量。

在本實(shí)施方式中，sox凈化控制下的濃燃化是通過并用sox凈化稀燃控制和sox凈化濃燃控制而實(shí)現(xiàn)的，其中，在該sox凈化稀燃控制中，利用空氣系統(tǒng)控制使空氣過剩率從正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(例如約1.5)降低到比理論空燃比相當(dāng)值(約1.0)靠稀燃側(cè)的第1目標(biāo)空氣過剩率(例如約1.3)，在該sox凈化濃燃控制中，利用噴射系統(tǒng)控制使空氣過剩率從第1目標(biāo)空氣過剩率降低到靠濃燃側(cè)的第2目標(biāo)空氣過剩率(例如約0.9)。以下，說明sox凈化稀燃控制、及sox凈化濃燃控制的細(xì)節(jié)。

[sox凈化稀燃控制的空氣系統(tǒng)控制]

圖3是表示sox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafspl＿trgt的設(shè)定處理的框圖。第1目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖61是基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q(引擎10的燃料噴射量)被參照的地圖(map)，預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等而設(shè)定有與這些引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的sox凈化稀燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λspl＿trgt(第1目標(biāo)空氣過剩率)。

首先，將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從第1目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖61讀取sox凈化稀燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λspl＿trgt，并輸入到maf目標(biāo)值運(yùn)算部62。進(jìn)一步，在maf目標(biāo)值運(yùn)算部62中，基于以下的數(shù)學(xué)公式(1)運(yùn)算sox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafspl＿trgt。

mafspl＿trgt＝λspl＿trgt×qfnl＿corrd×rofuel×afrsto/maf＿corr…(1)

在數(shù)學(xué)公式(1)中，qfnl＿corrd表示后述的被學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量(除了遠(yuǎn)后噴射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理論空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系數(shù)。

若sox凈化標(biāo)志fsp變成激活(參照圖2的時(shí)刻t2)，則將由maf目標(biāo)值運(yùn)算部62運(yùn)算的maf目標(biāo)值mafspl＿trgt輸入到斜度(ramp)處理部63。斜度處理部63將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從+斜度系數(shù)地圖63a及－斜度系數(shù)地圖63b讀取斜度系數(shù)，并且，將附加了該斜度系數(shù)的maf目標(biāo)斜度值mafspl＿trgt＿ramp輸入到閥控制部64。

閥控制部64為了使得從maf傳感器40輸入的實(shí)際maf值mafact達(dá)到maf目標(biāo)斜度值mafspl＿trgt＿ramp而執(zhí)行將進(jìn)氣節(jié)氣門16向閉側(cè)節(jié)流、并且將egr閥24向開側(cè)打開的反饋控制。

這樣，在本實(shí)施方式中，基于從第1目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖61讀取的空氣過剩率目標(biāo)值λspl＿trgt、和各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，來設(shè)定maf目標(biāo)值mafspl＿trgt，基于該maf目標(biāo)值mafspl＿trgt對空氣系統(tǒng)動作進(jìn)行反饋控制。由此，不必在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置λ傳感器，或者，即使在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置有λ傳感器，也不必使用該λ傳感器的傳感器值，就能夠有效地使排氣降低到sox凈化稀燃控制所需的期望的空氣過剩率。

此外，通過將學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量qfnl＿corrd用作各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，從而能夠用前饋控制來設(shè)定maf目標(biāo)值mafspl＿trgt，能夠有效地排除各缸內(nèi)噴射器11的經(jīng)年劣化、特性變化、個(gè)體差等的影響。

此外，通過對maf目標(biāo)值mafspl＿trgt附加根據(jù)引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的斜度系數(shù)，從而能夠有效地防止因吸入空氣量的急劇變化而導(dǎo)致的引擎10的缺火、或因力矩變動而導(dǎo)致的駕駛性的惡化等。

[sox凈化濃燃控制的燃料噴射量設(shè)定]

圖4是表示sox凈化濃燃控制中的排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的目標(biāo)噴射量qspr＿trgt(每單位時(shí)間的噴射量)的設(shè)定處理的框圖。第2目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖65是基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而被參照的地圖，預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有與這些引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的sox凈化濃燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λspr＿trgt(第2目標(biāo)空氣過剩率)。

首先，將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從第2目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖65讀取sox凈化濃燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λspr＿trgt，并輸入到噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部66。進(jìn)一步，在噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部66中，基于以下的數(shù)學(xué)公式(2)運(yùn)算sox凈化濃燃控制時(shí)的目標(biāo)噴射量qspr＿trgt。

qspr＿trgt＝mafspl＿trgt×maf＿corr/(λspr＿trgt×rofuel×afrsto)－qfnl＿corrd…(2)

在數(shù)學(xué)公式(2)中，mafspl＿trgt是sox凈化稀燃時(shí)的maf目標(biāo)值，被從上述的maf目標(biāo)值運(yùn)算部62輸入。此外，qfnl＿corrd表示后述的被學(xué)習(xí)校正后的maf追蹤控制應(yīng)用前的燃料噴射量(除了遠(yuǎn)后噴射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理論空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系數(shù)。

若后述的sox凈化濃燃標(biāo)志fspr變成激活，則將由噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部66運(yùn)算出的目標(biāo)噴射量qspr＿trgt作為噴射指示信號而發(fā)送到排氣噴射器34、或各缸內(nèi)噴射器11。

這樣，在本實(shí)施方式中，基于從第2目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖65讀取的空氣過剩率目標(biāo)值λspr＿trgt、和各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量來設(shè)定目標(biāo)噴射量qspr＿trgt。由此，不必在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置λ傳感器，或者，即使在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置有λ傳感器，也不必使用該λ傳感器的傳感器值，就能夠有效地使排氣降低到sox凈化濃燃控制所需的期望的空氣過剩率。

此外，通過將學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量qfnl＿corrd用作各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，從而能夠用前饋控制來設(shè)定目標(biāo)噴射量qspr＿trgt，能夠有效地排除各缸內(nèi)噴射器11的經(jīng)年劣化、特性變化等的影響。

[sox凈化控制的催化劑溫度調(diào)整控制]

如圖2的時(shí)刻t2～t4所示，通過交替切換執(zhí)行排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的sox凈化濃燃標(biāo)志fspr的激活/關(guān)閉(濃燃/稀燃)，從而控制在sox凈化控制中流入到nox吸收還原型催化劑32的排氣溫度(以下，也稱為催化劑溫度)。若sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被激活(fspr＝1)，則催化劑溫度由于排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射而上升(以下，將該期間稱為噴射期間tf＿inj)。另一方面，若sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被關(guān)閉，則催化劑溫度由于排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的停止而降低(以下，將該期間稱為間隔tf＿int)。

在本實(shí)施方式中，通過從預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等制作的噴射期間設(shè)定地圖(未圖示)讀取與引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的值，從而設(shè)定噴射期間tf＿inj。在該噴射時(shí)間設(shè)定地圖中，與引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)地設(shè)定有預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等求出的為了使排氣的空氣過剩率可靠地降低到第2目標(biāo)空氣過剩率而需要的噴射期間。

在催化劑溫度最高的sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被從激活切換到關(guān)閉時(shí)，通過反饋控制設(shè)定間隔tf＿int。具體而言，通過pid控制來處理，該pid控制包括：使輸入信號與sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被關(guān)閉時(shí)的催化劑目標(biāo)溫度同催化劑推定溫度的偏差δt成比例地變化的比例控制；使輸入信號與偏差δt的時(shí)間積分值成比例地變化的積分控制；以及使輸入信號與偏差δt的時(shí)間微分值成比例地變化的微分控制。用能從nox吸收還原型催化劑32脫離sox的溫度來設(shè)定催化劑目標(biāo)溫度，用由詳細(xì)后述的參照溫度選擇部89(參照圖10)適當(dāng)選擇的氧化催化劑溫度、或nox催化劑溫度的任何一者來設(shè)定催化劑推定溫度。

如圖5的時(shí)刻t1所示，若由于過濾器強(qiáng)制再生的結(jié)束(fdpf＝0)而sox凈化標(biāo)志fsp被激活，則sox凈化濃燃標(biāo)志fspr也被激活，并且，在前次的sox凈化控制時(shí)被反饋計(jì)算出的間隔tf＿int也被暫時(shí)重置。即，在過濾器強(qiáng)制再生之后的首次，根據(jù)用噴射期間設(shè)定地圖設(shè)定的噴射期間tf＿inj＿1來執(zhí)行排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射(參照圖5的時(shí)刻t1～t2)。這樣，由于不進(jìn)行sox凈化稀燃控制而從sox凈化濃燃控制開始sox凈化控制，所以，不必使在過濾器強(qiáng)制再生中上升了的排氣溫度降低，能夠迅速地轉(zhuǎn)移到sox凈化控制，能夠減少燃料消耗量。

接下來，若由于經(jīng)過噴射期間tf＿inj＿1而sox凈化濃燃標(biāo)志fspr變成關(guān)閉，則sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被關(guān)閉，直到經(jīng)過由pid控制設(shè)定的間隔tf＿int＿1為止(參照圖5的時(shí)刻t2～t3)。進(jìn)一步，若由于經(jīng)過間隔tf＿int＿1而sox凈化濃燃標(biāo)志fspr被激活，則再次執(zhí)行與噴射期間tf＿inj＿2相應(yīng)的排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射(參照圖5的時(shí)刻t3～t4)。然后，重復(fù)執(zhí)行這些sox凈化濃燃標(biāo)志fspr的激活/關(guān)閉的切換，直到由于后述的sox凈化控制的結(jié)束判定而sox凈化標(biāo)志fsp被關(guān)閉為止(參照圖5的時(shí)刻tn)。

這樣，在本實(shí)施方式中，根據(jù)基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而參照的地圖來設(shè)定使催化劑溫度上升并且使空氣過剩率降低到第2目標(biāo)空氣過剩率的噴射期間tf＿inj，并且，利用pid控制來處理使催化劑溫度下降的間隔tf＿int。由此，能夠一邊將sox凈化控制中的催化劑溫度有效地維持在凈化所需的期望的溫度范圍，一邊使空氣過剩率可靠地降低到目標(biāo)過剩率。

[sox凈化控制的結(jié)束判定]

sox凈化控制中，若(1)從sox凈化標(biāo)志fsp的激活起累計(jì)排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的噴射量，在該累計(jì)噴射量達(dá)到了預(yù)定的上限閾值量時(shí)，(2)在從sox凈化控制的開始起計(jì)時(shí)的經(jīng)過時(shí)間達(dá)到了預(yù)定的上限閾值時(shí)間時(shí)，(3)基于包含引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或nox/λ傳感器45的傳感器值等作為輸入信號的預(yù)定的模型公式運(yùn)算的nox吸收還原型催化劑32的sox吸附量降低到表示sox除去成功的預(yù)定閾值時(shí)、這些情況之中的任何一個(gè)條件成立，則關(guān)閉sox凈化標(biāo)志fsp而結(jié)束sox凈化控制(參照圖2的時(shí)刻t4、圖5的時(shí)刻tn)。

這樣，在本實(shí)施方式中，通過在sox凈化控制的結(jié)束條件中設(shè)置累計(jì)噴射量及經(jīng)過時(shí)間的上限，從而能夠有效地防止在sox凈化由于排氣溫度的降低等而未進(jìn)展的情況下燃料消耗量變得過剩的情況。

[nox凈化控制]

nox凈化控制部70是本發(fā)明公開的催化劑再生部件的一個(gè)例子，執(zhí)行如下控制：通過使排氣成為濃燃狀態(tài)而利用還原凈化對已被nox吸收還原型催化劑32吸收的nox進(jìn)行無害化并放出，從而使nox吸收還原型催化劑32的nox吸收能力恢復(fù)(以下，將該控制稱為nox凈化控制)。

從引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來推定每單位時(shí)間的nox排出量，若將其累計(jì)計(jì)算后的推定累計(jì)值σnox超過預(yù)定的閾值，則激活開始nox凈化控制的nox凈化標(biāo)志fnp(參照圖6的時(shí)刻t1)?；蛘撸鶕?jù)從引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)推定的催化劑上游側(cè)的nox排出量、和由nox/λ傳感器45檢測的催化劑下游側(cè)的nox量來運(yùn)算nox吸收還原型催化劑32的nox凈化率，若該nox凈化率比預(yù)定的判定閾值低，則激活nox凈化標(biāo)志fnp。

在本實(shí)施方式中，nox凈化控制下的濃燃化是通過并用nox凈化稀燃控制和nox凈化濃燃控制從而實(shí)現(xiàn)的，在該nox凈化稀燃控制中，通過空氣系統(tǒng)控制使空氣過剩率從正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(例如約1.5)降低到比理論空燃比相當(dāng)值(約1.0)靠稀燃側(cè)的第3目標(biāo)空氣過剩率(例如約1.3)，在該nox凈化濃燃控制中，通過噴射系統(tǒng)控制使空氣過剩率從第3目標(biāo)空氣過剩率降低到濃燃側(cè)的第4目標(biāo)空氣過剩率(例如約0.9)。以下，說明nox凈化稀燃控制及、nox凈化濃燃控制的細(xì)節(jié)。

[nox凈化稀燃控制的maf目標(biāo)值設(shè)定]

圖7是表示nox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt的設(shè)定處理的框圖。第3目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖71是基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而被參照的地圖，預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有與這些引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的nox凈化稀燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λnpl＿trgt(第3目標(biāo)空氣過剩率)。

首先，將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從第3目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖71讀取nox凈化稀燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λnpl＿trgt，并輸入到maf目標(biāo)值運(yùn)算部72。進(jìn)一步，在maf目標(biāo)值運(yùn)算部72中，基于以下的數(shù)學(xué)公式(3)運(yùn)算nox凈化稀燃控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt。

mafnpl＿trgt＝λnpl＿trgt×qfnl＿corrd×rofuel×afrsto/maf＿corr…(3)

在數(shù)學(xué)公式(3)中，qfnl＿corrd表示后述的被學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量(除了遠(yuǎn)后噴射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理論空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系數(shù)。

若nox凈化標(biāo)志fsp變成激活(參照圖6的時(shí)刻t1)，則將由maf目標(biāo)值運(yùn)算部72運(yùn)算的maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt輸入到斜度處理部73。斜度處理部73將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從+斜度系數(shù)地圖73a及－斜度系數(shù)地圖73b讀取斜度系數(shù)，并且，將附加了該斜度系數(shù)的maf目標(biāo)斜度值mafnpl＿trgt＿ramp輸入到閥控制部74。

閥控制部74執(zhí)行如下反饋控制：為了使得從maf傳感器40輸入的實(shí)際maf值mafact達(dá)到maf目標(biāo)斜度值mafnpl＿trgt＿ramp，將進(jìn)氣節(jié)氣門16向閉側(cè)節(jié)流，并且，將egr閥24向開側(cè)打開。

這樣，在本實(shí)施方式中，基于從第3目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖71讀取的空氣過剩率目標(biāo)值λnpl＿trgt、和各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量來設(shè)定maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt，并基于該maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt來對空氣系統(tǒng)動作進(jìn)行反饋控制。由此，不必在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置λ傳感器，或者，即使在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置有λ傳感器，也不必使用該λ傳感器的傳感器值，就能夠有效地使排氣降低到nox凈化稀燃控制所需的期望的空氣過剩率。

此外，通過將學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量qfnl＿corrd用作各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，從而能夠用前饋控制來設(shè)定maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt，能夠有效地排除各缸內(nèi)噴射器11的經(jīng)年劣化或特性變化等的影響。

此外，通過對maf目標(biāo)值mafnpl＿trgt附加根據(jù)引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定的斜度系數(shù)，從而能夠有效地防止因吸入空氣量的急劇變化而導(dǎo)致的引擎10的缺火或因力矩變動而導(dǎo)致的駕駛性的惡化等。

[nox凈化濃燃控制的燃料噴射量設(shè)定]

圖8是表示nox凈化濃燃控制中的排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的目標(biāo)噴射量qnpr＿trgt(每單位時(shí)間的噴射量)的設(shè)定處理的框圖。第4目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖75是基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而被參照的地圖，預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有與這些引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的nox凈化濃燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λnpr＿trgt(第4目標(biāo)空氣過剩率)。

首先，將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號，從第4目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖75讀取nox凈化濃燃控制時(shí)的空氣過剩率目標(biāo)值λnpr＿trgt并輸入到噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部76。進(jìn)一步，在噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部76中，基于以下的數(shù)學(xué)公式(4)運(yùn)算nox凈化濃燃控制時(shí)的目標(biāo)噴射量qnpr＿trgt。

qnpr＿trgt＝mafnpl＿trgt×maf＿corr/(λnpr＿trgt×rofuel×afrsto)－qfnl＿corrd…(4)

在數(shù)學(xué)公式(4)中，mafnpl＿trgt是nox凈化稀燃maf目標(biāo)值，被從上述的maf目標(biāo)值運(yùn)算部72輸入。此外，qfnl＿corrd表示后述的被學(xué)習(xí)校正后的maf追蹤控制應(yīng)用前的燃料噴射量(除了遠(yuǎn)后噴射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理論空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系數(shù)。

若nox凈化標(biāo)志fsp變成激活，則將由噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部76運(yùn)算的目標(biāo)噴射量qnpr＿trgt作為噴射指示信號發(fā)送到排氣噴射器34或各缸內(nèi)噴射器11(圖6的時(shí)刻t1)。持續(xù)該噴射指示信號的發(fā)送，直到通過后述的nox凈化控制的結(jié)束判定而關(guān)閉nox凈化標(biāo)志fnp(圖6的時(shí)刻t2)。

這樣，在本實(shí)施方式中，基于從第4目標(biāo)空氣過剩率設(shè)定地圖75讀取的空氣過剩率目標(biāo)值λnpr＿trgt、和各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，來設(shè)定目標(biāo)噴射量qnpr＿trgt。由此，不必在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置λ傳感器，或者，即使在nox吸收還原型催化劑32的上游側(cè)設(shè)置有λ傳感器，也不必使用該λ傳感器的傳感器值，就能夠有效地使排氣降低到nox凈化濃燃控制所需的期望的空氣過剩率。

此外，通過將學(xué)習(xí)校正后的燃料噴射量qfnl＿corrd用作各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量，從而能夠用前饋控制來設(shè)定目標(biāo)噴射量qnpr＿trgt，能夠有效地排除各缸內(nèi)噴射器11的經(jīng)年劣化或特性變化等的影響。

[nox凈化控制的結(jié)束判定]

nox凈化控制中，若(1)從nox凈化標(biāo)志fnp的激活起累計(jì)排氣管噴射或遠(yuǎn)后噴射的噴射量，且該累計(jì)噴射量達(dá)到了預(yù)定的上限閾值量的情況、(2)從nox凈化控制的開始計(jì)時(shí)的經(jīng)過時(shí)間達(dá)到了預(yù)定的上限閾值時(shí)間的情況、(3)基于含有引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或nox/λ傳感器45的傳感器值等作為輸入信號的預(yù)定的模型公式運(yùn)算的nox吸收還原型催化劑32的nox吸收量降低到表示nox除去成功的預(yù)定閾值的情況、這些情況之中的任何一個(gè)條件成立，則關(guān)閉nox凈化標(biāo)志fnp而結(jié)束nox凈化控制(參照圖6的時(shí)刻t2)。

這樣，在本實(shí)施方式中，通過對nox凈化控制的結(jié)束條件設(shè)置累計(jì)噴射量及經(jīng)過時(shí)間的上限，從而能夠在nox凈化因排氣溫度的降低等而未成功的情況下，可靠地防止燃料消耗量變得過剩。

[催化劑保溫控制(maf節(jié)流控制)]

圖9是表示由催化劑保溫控制部52進(jìn)行的催化劑保溫控制處理的框圖。

怠速運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部53基于從各種傳感器41、42、49輸入的傳感器值來檢測引擎10是否處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

用電機(jī)帶動檢測部54基于從各種傳感器41、42、49輸入的傳感器值來檢測引擎10是否在預(yù)定轉(zhuǎn)速以上且處于使缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射停止了的用電機(jī)帶動狀態(tài)。

排氣制動工作檢測部55檢測排氣制動裝置有無工作，該排氣制動裝置通過排氣制動閥17的閉閥而使排氣壓力上升從而使引擎10的轉(zhuǎn)速降低?；诒辉O(shè)置在未圖示的車輛駕駛室中的排氣制動開關(guān)56的接通/切斷操作來檢測排氣制動裝置有無工作即可。

maf節(jié)流控制部57是本發(fā)明公開的催化劑保溫控制部件，在以下的條件成立的情況下，執(zhí)行如下催化劑保溫控制：通過將進(jìn)氣節(jié)氣門16(或排氣節(jié)氣門的至少一者)的開度向閉側(cè)節(jié)流以使吸入空氣量減少，從而抑制低溫排氣向各催化劑31、32的流入(以下，也稱為maf節(jié)流控制)。(1)由怠速運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部53檢測到引擎10的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況。(2)由用電機(jī)帶動檢測部54檢測到引擎10的用電機(jī)帶動狀態(tài)的情況。另外，基于比通常的稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)低的預(yù)定的目標(biāo)maf值、與maf傳感器40的傳感器值(實(shí)際maf值)的偏差來反饋控制maf節(jié)流控制時(shí)的閥開度。例如通過對基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的基礎(chǔ)地圖(未圖示)乘以與進(jìn)氣溫度及大氣壓相應(yīng)的校正系數(shù)，來設(shè)定預(yù)定的目標(biāo)maf值。

即使利用用電機(jī)帶動檢測部54檢測到用電機(jī)帶動狀態(tài)，在排氣制動工作檢測部55檢測到排氣制動裝置的工作的情況下，maf節(jié)流控制禁止部55a為了確保制動力而禁止maf節(jié)流控制的實(shí)施。

這樣，在本實(shí)施方式中，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)等催化劑溫度可能因排氣溫度的降低而被冷卻到比活性溫度低的狀況下，通過實(shí)施將吸入空氣量節(jié)流的催化劑保溫控制，從而能夠有效地將各催化劑31、32維持在活性狀態(tài)。此外，即使是用電機(jī)帶動狀態(tài)，在排氣制動裝置的工作時(shí)，通過禁止催化劑保溫控制的實(shí)施，也能夠有效地確保制動力。

[催化劑溫度推定]

圖10是表示由催化劑溫度推定部80進(jìn)行的氧化催化劑溫度、及nox催化劑溫度的推定處理的框圖。

稀燃時(shí)hc地圖81a是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為稀燃時(shí)hc排出量)。在由怠速運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部53(參照圖9)未檢測到怠速運(yùn)轉(zhuǎn)且強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、sox凈化標(biāo)志fsp、nox凈化標(biāo)志fnp都關(guān)閉(fdpf＝0、fsp＝0、fnp＝0)的情況下，將基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從稀燃時(shí)hc地圖81a讀取的稀燃時(shí)hc排出量發(fā)送到氧化催化劑發(fā)熱量推定部88a及nox催化劑發(fā)熱量推定部88b。

稀燃時(shí)co地圖81b是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為稀燃時(shí)co排出量)。在由怠速運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部53(參照圖9)未檢測到怠速運(yùn)轉(zhuǎn)且強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、sox凈化標(biāo)志fsp、nox凈化標(biāo)志fnp都關(guān)閉(fdpf＝0、fsp＝0、fnp＝0)的情況下，將基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從稀燃時(shí)co地圖81b讀取的稀燃時(shí)co排出量發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

長時(shí)間nox凈化時(shí)hc地圖82a是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在實(shí)施了nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間為預(yù)定時(shí)間以上的長時(shí)間nox凈化時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為長時(shí)間nox凈化時(shí)hc排出量)。在nox凈化標(biāo)志fnp為激活(fnp＝1)且nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間為預(yù)定時(shí)間以上的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從nox凈化時(shí)hc地圖82a讀取的長時(shí)間nox凈化時(shí)hc排出量，乘以與引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的預(yù)定的校正系數(shù)，并發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

nox凈化時(shí)co地圖82b是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在實(shí)施了nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間為預(yù)定時(shí)間以上的長時(shí)間nox凈化時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為長時(shí)間nox凈化時(shí)co排出量)。在nox凈化標(biāo)志fnp為激活(fnp＝1)且nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間為預(yù)定時(shí)間以上的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從nox凈化時(shí)co地圖82b讀取的長時(shí)間nox凈化時(shí)co排出量，乘以與引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的預(yù)定的校正系數(shù)，并發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

在實(shí)施nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的短時(shí)間nox凈化時(shí)，短時(shí)間nox凈化時(shí)hc推定部83a通過對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從稀燃時(shí)hc地圖81a(或長時(shí)間nox凈化時(shí)hc地圖82a)讀取的hc排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，來推定計(jì)算出在短時(shí)間nox凈化控制時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為短時(shí)間nox凈化時(shí)hc排出量)。在nox凈化標(biāo)志fnp為激活(fnp＝1)且nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的情況下，將所運(yùn)算的短時(shí)間nox凈化時(shí)hc排出量發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

在實(shí)施nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的短時(shí)間nox凈化時(shí)，短時(shí)間nox凈化時(shí)co推定部83b通過對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從稀燃時(shí)co地圖81b(或長時(shí)間nox凈化時(shí)co地圖82b)讀取的co排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，從而推定運(yùn)算在短時(shí)間nox凈化控制時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為短時(shí)間nox凈化時(shí)co排出量)。在nox凈化標(biāo)志fnp為激活(fnp＝1)且nox凈化控制的目標(biāo)執(zhí)行時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的情況下，將所運(yùn)算的短時(shí)間nox凈化時(shí)co排出量發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

怠速maf節(jié)流時(shí)hc地圖84a(本發(fā)明公開的排出量存儲部件)是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在上述的催化劑保溫控制(maf節(jié)流控制)時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為怠速maf節(jié)流時(shí)hc排出量)。在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下執(zhí)行催化劑保溫控制且強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、sox凈化標(biāo)志fsp、nox凈化標(biāo)志fnp都關(guān)閉(fdpf＝0，fsp＝0，fnp＝0)的情況下，將基于引擎轉(zhuǎn)速ne及maf傳感器值從怠速maf節(jié)流時(shí)hc地圖84a讀取的怠速maf節(jié)流時(shí)hc排出量發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

怠速maf節(jié)流時(shí)hc地圖84b(本發(fā)明公開的排出量存儲部件)是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在上述的催化劑保溫控制(maf節(jié)流控制)時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為怠速maf節(jié)流時(shí)co排出量)。在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下執(zhí)行催化劑保溫控制且強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、sox凈化標(biāo)志fsp、nox凈化標(biāo)志fnp都關(guān)閉(fdpf＝0、fsp＝0、fnp＝0)的情況下，將基于引擎轉(zhuǎn)速ne及maf傳感器值從怠速maf節(jié)流時(shí)co地圖84b讀取的怠速maf節(jié)流時(shí)co排出量發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

過濾器強(qiáng)制再生時(shí)hc地圖85a是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在實(shí)施了過濾器強(qiáng)制再生控制時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為過濾器再生時(shí)hc排出量)。在強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf為激活(fdpf＝1)的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從過濾器強(qiáng)制再生時(shí)hc地圖85a讀取的過濾器再生時(shí)hc排出量乘以與引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

過濾器強(qiáng)制再生時(shí)co地圖85b是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在實(shí)施了過濾器強(qiáng)制再生控制時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為過濾器再生時(shí)co排出量)。在強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf為激活(fdpf＝1)的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從過濾器強(qiáng)制再生時(shí)co地圖85b讀取的過濾器再生時(shí)co排出量乘以與引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

第1sox凈化時(shí)hc地圖86a是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在缸內(nèi)噴射器11的噴射模式中包含后噴射的狀態(tài)下實(shí)施了sox凈化控制時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為第1sox凈化時(shí)hc排出量)。在sox凈化標(biāo)志fsp為激活(fsp＝1)且缸內(nèi)噴射器11的噴射模式包含后噴射的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從第1sox凈化時(shí)hc地圖86a讀取的第1sox凈化時(shí)hc排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

第2sox凈化時(shí)hc地圖86b是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在缸內(nèi)噴射器11的噴射模式中不包含后噴射的狀態(tài)下實(shí)施了sox凈化控制時(shí)從引擎10排出的hc量(以下，稱為第2sox凈化時(shí)hc排出量)。在sox凈化標(biāo)志fsp為激活(fsp＝1)且缸內(nèi)噴射器11的噴射模式不包含后噴射的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從第2sox凈化時(shí)hc地圖86b讀取的第2sox凈化時(shí)hc排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

第1sox凈化時(shí)co地圖87a是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在缸內(nèi)噴射器11的噴射模式中包含后噴射的狀態(tài)下實(shí)施了sox凈化控制時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為第1sox凈化時(shí)co排出量)。在sox凈化標(biāo)志fsp為激活(fsp＝1)且缸內(nèi)噴射器11的噴射模式包含后噴射的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從第1sox凈化時(shí)co地圖87a讀取的第1sox凈化時(shí)co排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

第2sox凈化時(shí)co地圖87b是基于引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被參照的地圖，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有在缸內(nèi)噴射器11的噴射模式中不包含后噴射的狀態(tài)下實(shí)施了sox凈化控制時(shí)從引擎10排出的co量(以下，稱為第2sox凈化時(shí)co排出量)。在sox凈化標(biāo)志fsp為激活(fsp＝1)且缸內(nèi)噴射器11的噴射模式不包含后噴射的情況下，對基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q從第2sox凈化時(shí)co地圖87b讀取的第2sox凈化時(shí)co排出量乘以預(yù)定的校正系數(shù)，發(fā)送到各發(fā)熱量推定部88a、88b。

另外，sox凈化用的hc、co地圖86a～87b不限定于與后噴射的有無相應(yīng)的各2個(gè)種類的地圖，也可以構(gòu)成為包括與引燃噴射或預(yù)噴射的有無、各噴射的噴射定時(shí)相應(yīng)的多個(gè)地圖。

氧化催化劑發(fā)熱量推定部88a是本發(fā)明公開的發(fā)熱量推定部件，根據(jù)nox凈化標(biāo)志fnp、sox凈化標(biāo)志fsp、強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、怠速時(shí)的maf節(jié)流的有無、nox凈化的執(zhí)行時(shí)間長短等，基于從各地圖81a～87b或推定部83a、83b輸入的hc、co排出量，來推定在氧化催化劑31內(nèi)部的hc、co發(fā)熱量(以下，稱為氧化催化劑hc、co發(fā)熱量)。例如基于包含從各地圖81a～86b或推定部87a、87b發(fā)送的hc、co排出量等作為輸入值的模型公式或地圖來推定運(yùn)算氧化催化劑hc、co發(fā)熱量即可。

nox催化劑發(fā)熱量推定部88b是本發(fā)明公開的發(fā)熱量推定部件，根據(jù)nox凈化標(biāo)志fnp、sox凈化標(biāo)志fsp、強(qiáng)制再生標(biāo)志fdpf、怠速時(shí)的maf節(jié)流的有無、nox凈化的執(zhí)行時(shí)間長短等，基于從各地圖81a～87b或推定部83a、83b輸入的hc、co排出量，來推定nox吸收還原型催化劑32內(nèi)部的hc、co發(fā)熱量(以下，稱為nox催化劑hc、co發(fā)熱量)。例如基于包含從各地圖82a～86b或推定部87a、87b發(fā)送的hc、co排出量作為輸入值的模型公式或地圖來推定運(yùn)算nox催化劑hc、co發(fā)熱量即可。

氧化催化劑溫度推定部88c是本發(fā)明公開的催化劑溫度推定部件，基于包含由第1排氣溫度傳感器43檢測的氧化催化劑入口溫度、從氧化催化劑發(fā)熱量推定部88a輸入的氧化催化劑hc、co發(fā)熱量、maf傳感器40的傳感器值、從外氣溫度傳感器47或進(jìn)氣溫度傳感器48的傳感器值推定的向外氣的散熱量等作為輸入值的模型公式或地圖，來推定運(yùn)算氧化催化劑31的催化劑溫度(以下，稱為氧化催化劑溫度)。

另外，在引擎10為停止了燃料噴射的用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，hc、co在氧化催化劑31內(nèi)部的放熱反應(yīng)消失、或者降低到能夠忽視的程度。因此，在用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，被構(gòu)成為：不必使用從氧化催化劑發(fā)熱量推定部88a輸入的氧化催化劑hc、co發(fā)熱量，而基于氧化催化劑入口溫度、maf傳感器值、向外氣的散熱量來推定運(yùn)算氧化催化劑溫度。

nox催化劑溫度推定部88d是本發(fā)明公開的催化劑溫度推定部件，基于包含從氧化催化劑溫度推定部88a輸入的氧化催化劑溫度(以下，也稱為nox催化劑入口溫度)、從nox催化劑發(fā)熱量推定部88b輸入的nox催化劑hc、co發(fā)熱量、從外氣溫度傳感器47或進(jìn)氣溫度傳感器48的傳感器值推定的向外氣的散熱量等作為輸入值的模型公式或地圖，來推定運(yùn)算nox吸收還原型催化劑32的催化劑溫度(以下，稱為nox催化劑溫度)。

另外，在引擎10為停止了燃料噴射的用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，hc、co在nox吸收還原型催化劑32內(nèi)部的放熱反應(yīng)消失、或者降低到能夠忽視的程度。因此，在這些用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，被構(gòu)成為：不必使用從nox催化劑發(fā)熱量推定部88b輸入的nox催化劑hc、co發(fā)熱量，而基于nox催化劑入口溫度、maf傳感器值、向外氣的散熱量來推定運(yùn)算nox催化劑溫度。

這樣，在本實(shí)施方式中，通過根據(jù)hc、co排出量各不相同的通常的稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、實(shí)施催化劑保溫控制(maf節(jié)流)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、過濾器強(qiáng)制再生時(shí)、sox凈化時(shí)、nox凈化時(shí)等各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來適當(dāng)切換hc、co地圖81a～87b等，從而能夠高精度地運(yùn)算與這些運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的在催化劑內(nèi)部的hc、co發(fā)熱量，能夠有效地提高各催化劑31、32的溫度推定精度。

此外，在sox凈化時(shí)，通過根據(jù)各催化劑31、32中的hc、co發(fā)熱量變多的后噴射實(shí)施等缸內(nèi)噴射器11的復(fù)合噴射模式，來適當(dāng)切換各地圖86a～87b，從而能夠高精度地運(yùn)算與這些復(fù)合噴射模式相應(yīng)的hc、co發(fā)熱量，能夠有效地提高sox凈化時(shí)的催化劑溫度推定精度。

此外，在nox凈化時(shí)，通過根據(jù)其執(zhí)行時(shí)間，例如并用在長時(shí)間nox凈化時(shí)使用地圖82a、82b，并且在難以地圖化的短時(shí)間nox凈化時(shí)對稀燃時(shí)地圖81a、81b的值乘以系數(shù)的方法，從而能夠高精度地運(yùn)算與nox凈化時(shí)間的長短相應(yīng)的hc、co發(fā)熱量，能夠有效地提高nox凈化時(shí)的催化劑溫度推定精度。

此外，在用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)，通過不考慮hc、co發(fā)熱量，而基于催化劑入口溫度、maf值及向外部的散熱量來運(yùn)算催化劑溫度，從而在用電機(jī)帶動狀態(tài)時(shí)也能夠有效地推定各催化劑31、32的溫度。

[fb控制參照溫度選擇]

圖10所示的參照溫度選擇部89選擇在上述的過濾器強(qiáng)制再生或sox凈化的溫度反饋控制中所使用的參照溫度。

在包括氧化催化劑31和nox吸收還原型催化劑32的排氣凈化系統(tǒng)中，各催化劑31、32中的hc、co發(fā)熱量根據(jù)催化劑的發(fā)熱特性等而不同。因此，作為溫度反饋控制的參照溫度，選擇發(fā)熱量較多者的催化劑溫度時(shí)，在提高控制性的方面是優(yōu)選的。

參照溫度選擇部89被構(gòu)成為：在氧化催化劑溫度及nox催化劑溫度中選擇一個(gè)根據(jù)此時(shí)的引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)推定的發(fā)熱量較多者的催化劑溫度，作為溫度反饋控制的參照溫度發(fā)送到過濾器再生控制部51及sox凈化控制部60。更詳細(xì)而言，在排氣中的氧濃度比較高而氧化催化劑31的hc、co發(fā)熱量增加的過濾器強(qiáng)制再生時(shí)，選擇從氧化催化劑溫度推定部88a輸入的氧化催化劑溫度作為溫度反饋控制的參照溫度。另一方面，在nox吸收還原型催化劑32中的hc、co發(fā)熱量由于排氣中的氧濃度的降低而增加的sox凈化濃燃控制或nox凈化濃燃控制時(shí)，選擇從nox催化劑溫度推定部88b輸入的nox催化劑溫度作為溫度反饋控制的參照溫度。

這樣，在本實(shí)施方式中，通過選擇hc、co發(fā)熱量較多者的催化劑溫度作為溫度反饋控制的參照溫度，從而能夠有效地提高控制性。

[maf追蹤控制]

在(1)從通常運(yùn)轉(zhuǎn)的稀燃狀態(tài)向sox凈化控制或nox凈化控制下的濃燃狀態(tài)的切換期間、及(2)從sox凈化控制或nox凈化控制下的濃燃狀態(tài)向通常運(yùn)轉(zhuǎn)的稀燃狀態(tài)的切換期間，maf追蹤控制部98執(zhí)行根據(jù)maf變化來校正各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射定時(shí)及燃料噴射量的控制(稱為maf追蹤控制)。

[噴射量學(xué)習(xí)校正]

如圖11所示，噴射量學(xué)習(xí)校正部90具有學(xué)習(xí)校正系數(shù)運(yùn)算部91、和噴射量校正部92。

學(xué)習(xí)校正系數(shù)運(yùn)算部91在引擎10的稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)基于由nox/λ傳感器45檢測的實(shí)際λ值λact與推定λ值λest的誤差δλ來運(yùn)算燃料噴射量的學(xué)習(xí)校正系數(shù)fcorr。在排氣為稀燃狀態(tài)時(shí)，由于排氣中的hc濃度非常低，所以，在氧化催化劑31中因hc的氧化反應(yīng)而導(dǎo)致的排氣λ值的變化小到能夠忽視的程度。因此，認(rèn)為通過了氧化催化劑31并由下游側(cè)的nox/λ傳感器45檢測的排氣中的實(shí)際λ值λact、與從引擎10排出的排氣中的推定λ值λest一致。因此，在這些實(shí)際λ值λact與推定λ值λest產(chǎn)生了誤差δλ的情況下，能夠假定為是因?qū)Ω鞲變?nèi)噴射器11的指示噴射量與實(shí)際噴射量之差而導(dǎo)致的誤差。以下，基于圖12的流程來說明由學(xué)習(xí)校正系數(shù)運(yùn)算部91進(jìn)行的使用了該誤差δλ的學(xué)習(xí)校正系數(shù)的運(yùn)算處理。

在步驟s300中，基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q，判定引擎10是否處于稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果處于稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，則為了開始學(xué)習(xí)校正系數(shù)的運(yùn)算而進(jìn)入步驟s310。

在步驟s310中，通過對從推定λ值λest減去由nox/λ傳感器45檢測的實(shí)際λ值λact后的誤差δλ，乘以學(xué)習(xí)值增益k1及校正靈敏度系數(shù)k2，從而運(yùn)算出學(xué)習(xí)值fcorradpt(fcorradpt＝(λest－λact)×k1×k2)。推定λ值λest是根據(jù)與引擎轉(zhuǎn)速ne、油門開度q相應(yīng)的引擎10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而推定運(yùn)算的。此外，校正靈敏度系數(shù)k2是從圖11所示的校正靈敏度系數(shù)地圖91a將由nox/λ傳感器45檢測的實(shí)際λ值λact作為輸入信號而被讀取出的。

在步驟s320中，判定學(xué)習(xí)值fcorradpt的絕對值|fcorradpt|是否處于預(yù)定的校正極限值a的范圍內(nèi)。在絕對值|fcorradpt|超過校正極限值a的情況下，本控制被返回而中止本次的學(xué)習(xí)。

在步驟s330中，判定學(xué)習(xí)禁止標(biāo)志fpro是否關(guān)閉。作為學(xué)習(xí)禁止標(biāo)志fpro，例如有引擎10的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、sox凈化控制時(shí)(fsp＝1)、nox凈化控制時(shí)(fnp＝1)等。原因在于，在這些條件成立的狀態(tài)下，由于實(shí)際λ值λact的變化，誤差δλ會變大而不能進(jìn)行精確的學(xué)習(xí)。關(guān)于引擎10是否處于過渡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如基于由nox/λ傳感器45檢測的實(shí)際λ值λact的時(shí)間變化量來判定，在該時(shí)間變化量大于預(yù)定的閾值的情況下判定為過渡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)即可。

在步驟s340中，將基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而被參照的學(xué)習(xí)值地圖91b(參照圖11)更新為在步驟s310中運(yùn)算的學(xué)習(xí)值fcorradpt。更詳細(xì)而言，在該學(xué)習(xí)值地圖91b上設(shè)定有根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而劃分出的多個(gè)學(xué)習(xí)區(qū)域。這些學(xué)習(xí)區(qū)域優(yōu)選越是使用頻度多的區(qū)域則其范圍被設(shè)定得越窄，越是使用頻度少的區(qū)域則其范圍被設(shè)定得越寬。由此，能夠在使用頻度較多的區(qū)域中提高學(xué)習(xí)精度，能夠在使用頻度較少的區(qū)域中有效地防止未學(xué)習(xí)。

在步驟s350中，通過在將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號而從學(xué)習(xí)值地圖91b讀取的學(xué)習(xí)值上加上“1”，從而運(yùn)算出學(xué)習(xí)校正系數(shù)fcorr(fcorr＝1+fcorradpt)。將該學(xué)習(xí)校正系數(shù)fcorr輸入到圖11所示的噴射量校正部92。

噴射量校正部92通過對引燃噴射qpilot、預(yù)噴射qpre、主噴射qmain、后噴射qafter、遠(yuǎn)后噴射qpost的各基本噴射量乘以學(xué)習(xí)校正系數(shù)fcorr，來執(zhí)行這些燃料噴射量的校正。

這樣，通過用與推定λ值λest與實(shí)際λ值λact的誤差δλ相應(yīng)的學(xué)習(xí)值來對各缸內(nèi)噴射器11校正燃料噴射量，從而能夠有效地排除各缸內(nèi)噴射器11的經(jīng)年劣化、特性變化、個(gè)體差等偏差。

[maf校正系數(shù)]

maf校正系數(shù)運(yùn)算部95運(yùn)算在sox凈化控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafspl＿trgt或目標(biāo)噴射量qspr＿trgt的設(shè)定中使用的maf校正系數(shù)maf＿corr。

在本實(shí)施方式中，各缸內(nèi)噴射器11的燃料噴射量被基于由nox/λ傳感器45檢測的實(shí)際λ值λact與推定λ值λest的誤差δλ而校正。但是，由于λ是空氣與燃料之比，所以，誤差δλ的主要原因不一定僅限于對各缸內(nèi)噴射器11的指示噴射量與實(shí)際噴射量之差的影響。即，對于λ的誤差δλ，不僅各缸內(nèi)噴射器11，maf傳感器40的誤差也可能有影響。

圖13是表示由maf校正系數(shù)運(yùn)算部95進(jìn)行的maf校正系數(shù)maf＿corr的設(shè)定處理的框圖。校正系數(shù)設(shè)定地圖96是基于引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q而被參照的地圖，預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等設(shè)定有表示與這些引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q對應(yīng)的maf傳感器40的傳感器特性的maf校正系數(shù)maf＿corr。

maf校正系數(shù)運(yùn)算部95將引擎轉(zhuǎn)速ne及油門開度q作為輸入信號從校正系數(shù)設(shè)定地圖96讀取maf校正系數(shù)maf＿corr，并且，將該maf校正系數(shù)maf＿corr發(fā)送到maf目標(biāo)值運(yùn)算部62及噴射量目標(biāo)值運(yùn)算部66。由此，能夠在sox凈化控制時(shí)的maf目標(biāo)值mafspl＿trgt或目標(biāo)噴射量qspr＿trgt的設(shè)定中有效地反映maf傳感器40的傳感器特性。

[其他]

另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變形而實(shí)施。

本申請基于在2015年02月20日申請的日本專利申請(日本特愿2015-032281)，將其內(nèi)容作為參照援引于此。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng)及其控制方法具有在內(nèi)燃機(jī)在用電機(jī)帶動狀態(tài)下動作時(shí)，能夠根據(jù)排氣制動裝置的工作有無來調(diào)整催化劑保溫控制的執(zhí)行這種效果，在能夠?qū)崿F(xiàn)可有效地確保排氣制動力的系統(tǒng)這一點(diǎn)是有用的。

附圖標(biāo)記說明

10引擎

11缸內(nèi)噴射器

12進(jìn)氣通道

13排氣通道

16進(jìn)氣節(jié)氣門

24egr閥

31氧化催化劑

32nox吸收還原型催化劑

33過濾器

34排氣噴射器

40maf傳感器

45nox/λ傳感器

50ecu