JP2009203898A - 排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】排気への添加剤の添加に際して排気浄化装置の過度の温度上昇を抑えることのできる排気浄化システムを提供する。
【解決手段】このシステムは、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置と同排気浄化装置に流入する排気に添加剤を添加する添加弁とを備える。添加弁の開弁駆動を通じた添加剤の添加によって排気浄化装置の実温度を目標温度まで上昇させる昇温制御を実行する。昇温制御の実行時に、排気浄化装置の実温度と目標温度との定常的なずれを補償するための学習係数Ｇｋを学習して所定期間おきに記憶更新する。昇温制御の実行時に目標とする前記実温度の上昇幅Ｗ１が直近の学習係数Ｇｋの記憶時における上昇幅Ｗ２より大きいときに（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、学習係数Ｇｋを補正した上で用いることにより（Ｓ３０３，Ｓ３０４）、添加剤の添加量を減量補正する。
【選択図】図９

Description

本発明は、排気に添加剤を添加する添加弁を備える排気浄化システムに関するものである。

車載用ディーゼル機関などの内燃機関の排気通路には排気を浄化するための排気浄化装置が設けられている。この排気浄化装置としては、煤を主成分とする微粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのフィルタや、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するための吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を担持した触媒コンバータなどが知られている。

こうした排気浄化装置は、フィルタや触媒コンバータがＰＭによって目詰まりを起こしたり、燃料に含まれる硫黄成分によってＮＯｘ触媒が被毒してそのＮＯｘ処理能力が低下したりするなど、その使用継続に伴って機能が低下してしまう。

そのため従来、排気に添加剤（未燃燃料成分や尿素など）を添加することによって排気浄化装置の温度を上昇させる昇温制御を定期的に実行する排気浄化システムが提案されている（特許文献１）。この排気浄化システムでは、添加された添加剤が排気中や排気浄化装置の内部において酸化する。そして、その酸化反応に伴う発熱によって排気浄化装置の温度が上昇し、これによってフィルタに堆積したＰＭが燃焼して処理されたり、ＮＯｘ触媒からの硫黄成分の放出が促されたりするなど、排気浄化装置の機能回復が図られる。

なお、上記排気浄化システムは添加弁を備えており、この添加弁の開弁駆動を通じて添加剤が添加される。また上記排気浄化システムでは、排気浄化装置の機能が効率良く回復されるようになる温度が目標温度として定められ、排気浄化装置の実際の温度が目標温度になるように添加弁が開弁駆動されて添加剤の添加量が調節される。

ところで、個々の添加弁はその開弁特性に個体差があり、また同開弁特性が経時的に変化するために、同一の態様で開弁駆動した場合であってもその作動量（具体的には、弁体のリフト量（開弁量）や開弁期間）が異なったものとなる。そのため上記排気浄化システムにおいて単に添加弁を開弁駆動すると、添加剤の添加量についての目標量と実際の量との間に誤差が生じてしまう。上記特許文献１には、そうした添加弁の個体差や経時変化による誤差分を補償するための値（詳しくは、添加剤の添加量を所定比率で増減させる学習係数）を排気浄化装置の実際の温度と目標温度との差に基づいて学習し、同学習係数を添加剤の添加に反映させることが提案されている。
特開２００６−２９１８２７号公報

上記排気浄化システムでは、刻々と変化する排気浄化装置の温度に基づいて上記学習係数が学習されるために、上述した添加量の誤差分が的確に補償されるようになる値と上記学習係数とが必ずしも一致せず、それら値に誤差が生じることが避けられない。そのため、そうした学習係数の学習誤差により、添加剤の添加量をそのときどきのシステムの状態に見合う適切な量に調節することができなくなるおそれがある。そして、添加剤の添加量が不要に多くなる場合には、排気浄化装置の温度が不要に高くなるばかりか、過度の温度上昇による排気浄化装置の劣化を招くおそれもある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気への添加剤の添加に際して排気浄化装置の過度の温度上昇を抑えることのできる排気浄化システムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置と同排気浄化装置に流入する排気に添加剤を添加する添加弁とを有し、前記添加弁の開弁駆動を通じた添加剤の添加によって前記排気浄化装置の実温度を目標温度まで上昇させる昇温制御を実行し、同昇温制御の実行時に、前記実温度と前記目標温度との定常的なずれを補償するために前記添加剤の単位時間当たりの添加量を所定比率で増減させる学習係数を前記実温度と前記目標温度との関係に基づいて学習して所定期間おきに記憶更新する排気浄化システムにおいて、前記昇温制御の実行時に目標とする前記実温度の上昇幅が直近の前記学習係数の記憶時における前記上昇幅より大きいときに、前記添加剤の単位時間当たりの添加量を減量補正する補正手段を備えることをその要旨とする。

上記構成では、基本的に、学習された学習係数が記憶される度に排気浄化装置の実温度と目標温度との差が小さくなるように同学習係数が変更される。ただし、この学習係数は所定比率で添加剤の添加量を増減させる値であるために、学習係数が同一の値である場合であっても、前記昇温制御の実行時に目標とする排気浄化装置の実温度の上昇幅が大きくなると、その分だけ同学習係数の学習誤差による添加量の変化分（絶対量）も多くなる。そして、これにより学習誤差の影響による排気浄化装置の実温度の変化分（絶対量）も大きくなってしまう。そのため、学習係数が添加剤の添加量を増加させる値である場合において前記昇温制御の実行時に目標とする前記実温度の上昇幅が直近の学習係数の記憶時（学習係数記憶時）における上昇幅より大きくなると、学習誤差の影響による実温度の上昇分が学習係数記憶時における同上昇分と比較して多くなってしまう。そして、このように実温度の上昇分が多くなると、これに起因して排気浄化装置の過度の温度上昇を招くおそれがある。

この点、上記構成によれば、そうした状況において、添加剤の添加量が減量補正されるために、学習係数の学習誤差の影響によって添加剤の添加量が過度に多くなることを抑えることができ、排気浄化装置の過度の温度上昇を抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気浄化システムにおいて、前記補正手段は、前記記憶している前記学習係数が大きいときほど前記添加量を大きい比率で減量補正することをその要旨とする。

上記構成によれば、記憶している学習係数が大きいとき、言い換えれば前記学習誤差の影響による排気浄化装置の実温度の上昇分が多いときには、添加剤の添加量を大きい比率で減少させることによって排気浄化装置の過度の温度上昇を適正に抑えることができる。しかも、学習係数が小さいとき、言い換えれば上記上昇分が少ないときには添加剤の添加量を減少させる比率を小さく抑えることによって、同添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気浄化システムにおいて、前記補正手段は、前記記憶している学習係数が前記添加剤の単位時間当たりの添加量を減少させる値であるときには、同添加量の減量補正を禁止することをその要旨とする。

記憶している学習係数が添加剤の添加量を減少させる値であるときには、学習係数記憶時の上昇幅より昇温制御の実行中の上昇幅が大きくなった場合に、学習誤差の影響による排気浄化装置の実温度の変化分（この場合には、低下分）が多くなる。そのため、この場合には学習誤差の影響による排気浄化装置の過度の温度上昇を回避することを目的として添加剤の添加量を減量補正する必要はない。

上記構成によれば、そうした場合における添加量の減量補正を禁止することができ、添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、前記補正手段は、前記昇温制御の実行時における前記上昇幅が大きいときほど前記添加量を大きい比率で減量補正することをその要旨とする。

昇温制御の実行時における前記上昇幅が大きいほど、学習係数の学習誤差の影響による排気浄化装置の実温度の変化分が多くなり、排気浄化装置の過度の温度上昇を招き易くなる。

この点、上記構成によれば、昇温制御の実行時における前記上昇幅が大きいときには添加剤の添加量を大きい比率で減少させることにより、排気浄化装置の過度の温度上昇を適正に抑えることができる。しかも、昇温制御の実行時における前記上昇幅が小さいときには、添加剤の添加量を減少させる比率を小さく抑えることによって、同添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、前記補正手段は、前記目標温度が高いときほど前記添加量を大きい比率で減量補正することをその要旨とする。

目標温度が高いときほど排気浄化装置の実温度が高くなってその限界温度に近い温度になるために、排気浄化装置の温度の過度の上昇を招き易くなる。この点、上記構成によれば、そのように目標温度が高いときに、前記学習係数の学習誤差の影響によって排気浄化装置の温度が過度に上昇することを的確に抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の排気浄化システムにおいて、前記補正手段は、前記目標温度が所定温度より低いときには前記添加量の減量補正を禁止することをその要旨とする。

上記構成によれば、目標温度が低いために学習係数の学習誤差の影響によって排気浄化装置の過度の温度上昇を招く可能性がないときに、添加量の減量補正を禁止することができ、これにより添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、前記昇温制御では、前記実温度と前記目標温度とが一致するように前記添加剤の単位時間当たりの添加量がフィードバック制御されることをその要旨とする。

上述したように添加剤の添加量を減量補正すると、排気浄化装置の過度の温度上昇が抑制されるものの、添加剤の添加量が減少する分だけ排気浄化装置の温度が上昇し難くなってしまう。上記構成によれば、排気浄化装置の実温度と目標温度とが一致するように添加剤の添加量がフィードバック制御されるために、排気浄化装置の実温度を上昇させることができるようになる。

なお、前記単位時間当たりの添加量を増減するための構成としては、一回の連続噴射における単位時間当たりの添加剤の添加量を増減させるとの構成の他、請求項８によるように、前記昇温制御において添加弁からの添加剤の添加を間欠的に行うシステムにあって、添加弁からの添加を行う期間と同添加弁からの添加を停止する期間との比を変更する、との構成を採用することができる。

また、前記添加弁としては、請求項９によるように、前記排気通路における排気浄化装置より排気流れ方向上流側に設けられたものを採用することができる。
前記添加剤としては、請求項１０によるように、未燃燃料成分を採用することができる。

以下、本発明を自動車用の内燃機関に適用した一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる排気浄化システムが適用される内燃機関の概略構成を示している。

同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、その吸気流れ方向における上流側から順に、エアクリーナ１２、エアフローメータ１３、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１５、インタークーラ１６、および吸気絞り弁１７が配設されている。また吸気通路１１は、吸気絞り弁１７の下流側に設けられた吸気マニホールド１８において分岐され、吸気ポート１９を介して内燃機関１０の各気筒の燃焼室２０に接続されている。

一方、内燃機関１０の排気通路２１には、排気流れ方向上流側から順に、排気マニホールド２２、上記ターボチャージャ１４の排気タービン２３、ＮＯｘ触媒コンバータ２４、ＰＭフィルタ２５、酸化触媒コンバータ２６が配設されている。排気通路２１は、排気マニホールド２２において分岐され、排気ポート２７を介して内燃機関１０の各気筒の燃焼室２０に接続されている。なお、本実施の形態では、ＮＯｘ触媒コンバータ２４、ＰＭフィルタ２５、および酸化触媒コンバータ２６が排気浄化装置として機能する。

ＮＯｘ触媒コンバータ２４には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したＮＯｘを放出する。またＮＯｘ触媒は、上記ＮＯｘ放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたＮＯｘを還元して浄化する。

ＰＭフィルタ２５は、多孔質材料によって形成されており、排気中の煤を主成分とする微粒子（ＰＭ）が捕集されるようになっている。このＰＭフィルタ２５にも、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２４と同様に、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中のＮＯｘの浄化が行われるようになっている。またこのＮＯｘ触媒によって触発される反応により、上記捕集されたＰＭが燃焼（酸化）されて除去されるようにもなっている。

酸化触媒コンバータ２６には、酸化触媒が担持されている。この酸化触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して浄化する。
なお排気通路２１の上記ＰＭフィルタ２５の上流側及び下流側には、ＰＭフィルタ２５に流入する排気の温度である入ガス温度を検出する入ガス温度センサ４１、及びＰＭフィルタ２５通過後の排気の温度である出ガス温度を検出する出ガス温度センサ４２がそれぞれ配設されている。

一方、内燃機関１０の各気筒の燃焼室２０には同燃焼室２０内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ２８がそれぞれ配設されている。各気筒のインジェクタ２８は高圧燃料供給管２９を介してコモンレール３０に接続されており、同コモンレール３０には燃料ポンプ３１を通じて高圧燃料が供給されている。また内燃機関１０の排気通路２１における上記ＮＯｘ触媒コンバータ２４より排気流れ方向上流側の部分には、排気に添加剤としての燃料を添加するための添加弁３２が設けられている。この添加弁３２には、低圧燃料供給管３３を介して燃料ポンプ３１から低圧燃料が供給されている。

上記内燃機関１０を適切に運転するための各種制御は、電子制御装置４０により実行される。この電子制御装置４０は、機関制御にかかる各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置４０の入力ポートには各種のセンサやスイッチなどが接続されており、同電子制御装置４０の出力ポートには、上記吸気絞り弁１７や、インジェクタ２８、燃料ポンプ３１、添加弁３２等の駆動回路が接続されている。電子制御装置４０は、各種センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。これにより吸気絞り弁１７の開度制御や、インジェクタ２８の駆動制御、添加弁３２の駆動制御等の各種制御が実行される。

本実施の形態では、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の上記ＰＭによる目詰まりを防止するために、それらＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５に堆積したＰＭを燃焼（酸化）させて処理するフィルタ再生処理が実行される。また、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５に担持されたＮＯｘ触媒の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸蔵によるＮＯｘ吸蔵能力低下を防止するために、ＮＯｘ触媒に吸蔵された硫黄酸化物を放出させるＳ被毒回復処理も実行される。

これらフィルタ再生処理やＳ被毒回復処理を行うには、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５を十分に高温化する必要がある。そのため本実施の形態では、フィルタ再生処理やＳ被毒回復処理の実行時に、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５のＮＯｘ触媒に添加剤（具体的には、未燃燃料成分）を供給することによって上記ＰＭの燃焼や上記硫黄酸化物の放出に必要な温度（例えば６００〜７００℃）までＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔを上昇させる昇温制御が実行される。なお、この昇温制御における未燃燃料成分の供給は、添加弁３２から排気に対して燃料を添加すること等によって行われる。

ちなみに本実施の形態では、昇温制御は、以下に記載する条件の全てが成立したときに実行される。
・フィルタ再生処理、またはＳ被毒回復処理の実行が要求されていること。なお、フィルタ再生処理の実行は、機関運転状態から推定されるＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量が許容値以上になったときに要求される。またＳ被毒回復処理の実行は、機関運転状態から推定されるＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が許容値以上になったときに要求される。

・前記入ガス温度が下限温度（例えば１５０℃）以上であり、且つ入ガス温度および出ガス温度に基づき推定されるＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔが下限温度以上であること。なお、各下限温度としては、未燃燃料成分の供給に伴って触媒床温Ｔを上昇させられるだけの酸化反応を生じさせることのできる温度についての下限値がそれぞれ設定されている。

・入ガス温度が、昇温制御の実行に伴う発熱による触媒の過昇温を回避し得る温度範囲の上限以下であること。
・出ガス温度が、昇温制御の実行に伴う発熱による触媒の過昇温を回避し得る温度範囲の上限以下であること。

次に、上記昇温制御の概要について図２のタイミングチャートを参照して説明する。
昇温制御では、触媒の目標床温Ｔｔが段階的に（例えば「６０５℃」→「６３０℃」→「６５０℃」→「６７０℃」といったように）変更される。そして、この目標床温Ｔｔに向けて触媒床温Ｔが上昇するように添加弁３２が開弁駆動されて排気に未燃燃料成分が添加される。本実施の形態では、触媒床温Ｔが排気浄化装置の実温度に相当し、目標床温Ｔｔが排気浄化装置の目標温度に相当する。

こうした添加弁３２からの燃料の添加は、添加許可フラグＦ１（図２（ｄ））がオン操作されることによって開始される（タイミングｔ１）。この添加許可フラグＦ１は、添加弁３２からの燃料添加が開始された後にオフ操作されるようになっている。

そして、添加弁３２からの燃料添加が開始されると、添加パルス（図２（ａ））に基づく間欠的な燃料添加が実施される。このときの燃料の添加時間ａと燃料添加の休止時間ｂとはそれぞれ、目標床温Ｔｔと触媒床温Ｔとの差ΔＴ、およびエアフローメータ１３によって検出される内燃機関１０のガス流量Ｇａ（同機関１０の排気流量に相当）に基づいて設定される。そして、それら添加時間ａおよび燃料添加の休止時間ｂに応じて定まる燃料添加が予め定められた回数だけ実行された後に、間欠的な燃料添加の実行が停止される（タイミングｔ２）。

また、添加弁３２からの燃料添加が開始された後、添加弁３２の駆動状態に基づいて所定時間（本実施の形態では、「１６ｍｓ」）が経過する毎に、同１６ｍｓ中に添加弁３２から添加された燃料の量についての推定値（１６ｍｓ発熱燃料量Ｑ）が算出される。そして、この１６ｍｓ発熱燃料量Ｑが算出される毎に同１６ｍｓ発熱燃料量Ｑを関係式「ΣＱ←前回のΣＱ＋Ｑ」に基づき積算することにより、燃料添加の開始後における燃料添加量の総量、言い換えれば酸化反応による発熱に寄与する燃料の総量に相当する値（発熱燃料量積算値ΣＱ）が算出される。なお、この発熱燃料量積算値ΣＱ（図２（ｃ））は、間欠的な燃料添加が実行される添加期間Ａにおいて急速に増加し、同燃料添加の実行が停止される休止期間Ｂにおいては殆ど増加しない。

一方、添加弁３２からの燃料添加が開始された後、上記所定時間（１６ｍｓ）毎に、同１６ｍｓ中に添加弁３２から添加すべき燃料の量、言い換えれば触媒床温Ｔを目標床温Ｔｔに近づけるために必要な燃料の添加量（１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒ）が算出される。この１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒは、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの差ΔＴ、および、上記ガス流量Ｇａに基づいて算出される。この１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒとしては、触媒床温Ｔが目標床温Ｔｔより低いときほど、また上記ガス流量Ｇａが少ないときほど多い量が算出される。そして、上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが算出される毎に同１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを関係式「ΣＱｒ←前回のΣＱｒ＋Ｑｒ」に基づき積算することにより、燃料添加の開始後において触媒床温Ｔの平均値を目標床温Ｔｔとするのに必要な燃料添加量の総量（要求燃料量積算値ΣＱｒ）が算出される。なお、この要求燃料量積算値ΣＱｒ（図２（ｃ）中に破線で示す値）は発熱燃料量積算値ΣＱ（図２（ｃ）中に実線で示す値）と比較して緩やかに増加する。

そして、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になると（タイミングｔ３）、添加許可フラグＦ１がオン操作されて、添加弁３２からの間欠的な燃料添加が再開される。このとき、タイミングｔ１〜ｔ３において算出された発熱燃料量積算値ΣＱに相当する量の燃料については既に添加弁３２から添加されているため、要求燃料量積算値ΣＱｒから上記発熱燃料量積算値ΣＱが減算される。また、このとき発熱燃料量積算値ΣＱがクリアされて「０」になる。そして、添加弁３２からの間欠的な燃料添加の実行開始に伴って再び添加期間Ａとなり、その後において同添加期間Ａが終了すると休止期間Ｂとなる。このように昇温制御の実行中においては添加期間Ａと休止期間Ｂとが繰り返される。

なお、昇温制御の実行中においては、触媒床温Ｔが目標床温Ｔｔより低いときほど１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒとして多い量が算出されて、要求燃料量積算値ΣＱｒが速やかに増加する。そのため、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるまでの時間が短くなって休止期間Ｂが短くなるために、単位時間当たりに添加弁３２から添加される添加の量（詳しくは、その平均値）が多くなる。このように燃料添加量を多くすることにより、目標床温Ｔｔより低い触媒床温Ｔが同目標床温Ｔｔに向けて上昇するようになる。

また、昇温制御の実行中においては、触媒床温Ｔが目標床温Ｔｔに近づくほど、上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒとして少ない量が算出されて、要求燃料量積算値ΣＱｒが緩やかに増加するようになる。その結果、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるまでの時間が長くなって休止期間Ｂが長くなるために、単位時間当たりに添加弁３２から添加される燃料の量が少なくなる。このように燃料添加量を少なくすることにより、触媒床温Ｔが目標床温Ｔｔを越えて過度に高くならないように、同触媒床温Ｔの上昇速度が抑えられる。

以上のように、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの差に応じて休止期間Ｂの長さを変化させることにより、触媒床温Ｔが例えば図２（ｂ）に実線で示されるように推移し、同触媒床温Ｔの変動中心が目標床温Ｔｔに制御されるようになる。

次に、昇温制御の実行中における添加弁３２の駆動制御にかかる処理（燃料添加処理）の実行態様について説明する。
図３および図４は燃料添加処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、これらフローチャートに示される一連の処理は所定時間（本実施形態では１６ｍｓ）毎の割り込み処理として電子制御装置４０により実行される。

図３に示すように、この処理では先ず、昇温制御の実行中であることを条件に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、目標床温Ｔｔと触媒床温Ｔとの差ΔＴおよびガス流量Ｇａに基づいて上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが算出される（ステップＳ１０２）。なお、昇温制御の実行中でないときには（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。

そして、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが算出された後、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒについてのフィードバック補正項Ｆｂに基づくフィードバック補正処理と学習係数Ｇｋに基づく学習処理とが実行される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６）。

具体的には先ず、フィードバック補正処理の実行条件が成立していることを条件に（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの差ΔＴに基づいてフィードバック補正項Ｆｂが算出される（ステップＳ１０４）。

また、電子制御装置４０の不揮発性のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが読み込まれる（ステップＳ１０５）。なお学習係数Ｇｋは、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの定常的なずれを補償することの可能な値が別途の処理（後述する更新処理（図８））を通じて算出されて不揮発性のＲＡＭに記憶されている。また、このステップＳ１０５の処理では、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋを必要に応じて補正した値が上記学習係数Ｇｋとして算出される。この学習係数Ｇｋを補正する処理については後に詳述する。

そして、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒにフィードバック補正項Ｆｂおよび学習係数Ｇｋを乗算した値（Ｑｒ×Ｆｂ×Ｇｋ）が新たな１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒとして設定される（ステップＳ１０６）。その後、上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが関係式「ΣＱｒ←前回のΣＱｒ＋Ｑｒ」に基づき積算される（ステップＳ１０７）。この積算によって上述した要求燃料量積算値ΣＱｒが算出される。

そして図４に示すように、添加弁３２の駆動状態に基づいて上記１６ｍｓ発熱燃料量Ｑが算出されるとともに（ステップＳ１０８）、同１６ｍｓ発熱燃料量Ｑが関係式「ΣＱ←前回のΣＱ＋Ｑ」に基づき積算されることにより（ステップＳ１０９）、上述した発熱燃料量積算値ΣＱが算出される。

その後、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になったか否かが判断される（ステップＳ１１０）。そして、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上である場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、添加許可フラグＦ１がオン操作されて添加弁３２からの間欠的な燃料添加が開始される（ステップＳ１１１）。その後、要求燃料量積算値ΣＱｒから発熱燃料量積算値ΣＱを減算した値が新たな要求燃料量積算値ΣＱｒとして設定されるとともに（ステップＳ１１２）、発熱燃料量積算値ΣＱがクリアされた後（ステップＳ１１３）、本処理は一旦終了される。なお、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ未満である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１１１〜Ｓ１１３）の処理が実行されない。

次に、上述した学習係数Ｇｋの算出手順について具体的に説明する。
図５は、昇温制御の実行中において触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの間に定常的なずれが生じている場合における同触媒床温Ｔの推移の一例を示している。なお、こうした定常的なずれが生じる理由としては、添加弁３２の詰まりによって燃料添加量が適正値からずれることや、エアフローメータ１３の異常によってガス流量Ｇａが適正値からずれることなどをあげることができる。

学習係数Ｇｋとしては、触媒床温Ｔ（詳しくは、図５中に一点鎖線で示す触媒床温Ｔの単位時間当たりの平均値（触媒床温平均値Ｔａｖｅ））と図５中に破線で示す目標床温Ｔｔとの定常的なずれを補償することの可能な値が、同目標床温Ｔｔと触媒床温平均値Ｔａｖｅとの比Ｔｔ／Ｔａｖｅに基づいて算出される。

この学習係数Ｇｋは上述のように１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの補正に用いられる（図３のステップＳ１０６参照）。そして、学習係数Ｇｋによって１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを補正することにより、要求燃料量積算値ΣＱｒの増加速度が変化して、同要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが変化する。その結果、前記休止期間Ｂが長くなったり短くなったりして単位時間当たりに添加弁３２から添加される燃料量の平均値が変化する。学習係数Ｇｋは、このようにして添加弁３２の駆動態様に反映される。

ここで、上記学習係数Ｇｋを添加弁３２の駆動態様に反映させない場合と反映させる場合との違いについて説明する。
図６に上記学習係数Ｇｋを添加弁３２の駆動態様に反映させない場合における発熱燃料量積算値ΣＱの推移の一例を示し、図７に学習係数Ｇｋを添加弁３２の駆動態様に反映させる場合における発熱燃料量積算値ΣＱの推移の一例を示す。

図６に示すように、学習係数Ｇｋを添加弁３２の駆動態様に反映させない場合には、同学習係数Ｇｋが上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒ（同図中に破線で示す）に乗算されないために、同１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが、添加弁３２の詰まりやエアフローメータ１３の異常に起因する適正値からのずれ分を含む値になる。その結果、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの適正値からのずれ分だけ、要求燃料量積算値ΣＱｒが緩やかに増加することになり、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが遅れぎみになる。これにより、休止期間Ｂが長くなって単位時間当たりに添加弁３２から添加される燃料量の平均値が少なくなって、触媒床温平均値Ｔａｖｅと目標床温Ｔｔとの間に定常的なずれが生じた状態になってしまう。

一方、図７に示すように、学習係数Ｇｋを添加弁３２の駆動態様に反映させる場合には、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒ（同図中に破線で示す）に学習係数Ｇｋが乗算されるために、同１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが添加弁３２の詰まりやエアフローメータ１３の異常に起因した適正値からのずれ分が取り除かれた値になる。その結果、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの適正値からのずれ分だけ要求燃料量積算値ΣＱｒの増加速度が緩慢になるといった状況になることが回避されて、同１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが速やかに増加するようになり、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが早められる。これにより休止期間Ｂが短くなって単位時間当たりに添加弁３２から添加される燃料量の平均値が多くなるために、触媒床温平均値Ｔａｖｅが高くなって同触媒床温平均値Ｔａｖｅと目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが解消される。

本実施の形態にかかる排気浄化システムでは、触媒床温平均値Ｔａｖｅが目標床温Ｔｔより低くなるといった定常的なずれが生じた場合に、触媒床温平均値Ｔａｖｅおよび目標床温Ｔｔの比（Ｔｔ／Ｔａｖｅ）に基づいて学習係数Ｇｋが算出され、触媒床温Ｔが安定した状態にあることを条件に同学習係数Ｇｋが前記ＲＡＭに記憶（更新）される。そして、そのようにして学習係数Ｇｋの更新が行われることにより、上記ＲＡＭに記憶された学習係数Ｇｋが大きい値に変化し、その変化に伴って前記休止期間Ｂが短縮される。その結果、単位時間当たりに添加弁３２から添加される燃料量の平均値が多くなって、触媒床温平均値Ｔａｖｅが目標床温Ｔｔまで上昇するようになり、触媒床温平均値Ｔａｖｅと目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが解消されるようになる。

次に、学習係数Ｇｋを更新するための処理（更新処理）について説明する。
図８は上記更新処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御装置４０により実行される。

同図８に示すように、この処理では先ず、学習係数Ｇｋの算出が許可されているか否かを判断するための算出許可フラグＦ２がオン操作されているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。なお上記算出許可フラグＦ２は昇温制御の実行中において以下の各条件が全て満たされるときにオン操作される一方、各条件のうちの一つでも満たされないときにオフ操作されるフラグである。
・ガス流量Ｇａの少ない状態が長期間にわたり継続されていないこと。
・目標床温Ｔｔが高い温度に変更された直後ではないこと。
・学習係数Ｇｋが更新された直後ではないこと。
・添加弁３２からの燃料添加が禁止されていないこと。
・入ガス温度センサ４１および出ガス温度センサ４２が異常ではないこと。

算出許可フラグＦ２がオン操作されている場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、上述した比Ｔｔ／Ｔａｖｅに基づいて学習係数Ｇｋが算出される（ステップＳ２０２）。そして、学習係数Ｇｋの算出が所定時間以上継続して実行されており、且つ触媒床温Ｔが安定状態にあることを条件に（ステップＳ２０３：ＹＥＳ、且つステップＳ２０４：ＹＥＳ）、算出された学習係数Ｇｋが電子制御装置４０のＲＡＭに記憶（更新）された後（ステップＳ２０５）、本処理は一旦終了される。

なお、学習係数Ｇｋの算出が所定時間以上継続して実行されていない場合や（ステップＳ２０３：ＮＯ）、触媒床温Ｔが安定状態でない場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、学習係数Ｇｋが更新記憶されない。また、上記算出許可フラグＦ２がオフ操作されている場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、学習係数Ｇｋの算出が禁止された後（ステップＳ２０６）、本処理は一旦終了される。

ここで、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋは基本的に、その更新の度に触媒床温平均値Ｔａｖｅと目標床温Ｔｔとの差が小さくなるように変更される。
ただし、学習係数Ｇｋは学習誤差分を含んだ値であり、また所定比率で燃料添加量を増減させる値であるために、学習係数Ｇｋが同一の値である場合であっても、昇温制御の実行時に目標とする触媒床温Ｔの上昇幅が大きくなると、その分だけ学習誤差による燃料添加量の変化分（絶対量）も多くなる。そして、これにより学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分（絶対量）も大きくなってしまう。

そのため、学習係数Ｇｋが燃料添加量を増加させる値（Ｇｋ＞「１．０」）である場合において昇温制御の実行時に目標とする触媒床温Ｔの上昇幅が直近の学習係数Ｇｋの記憶時（学習係数記憶時）における同上昇幅より大きくなると、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が学習係数記憶時における同上昇分と比較して多くなってしまう。そして、このように触媒床温Ｔの上昇分が多くなると、これに起因してＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招くおそれがある。

ちなみに、昇温制御の実行時に目標とする触媒床温Ｔの上昇幅が上記学習係数記憶時における同上昇幅より小さいときには、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が学習係数記憶時における同上昇分と比較して少なくなる。そのため、そうした上昇幅の相違に起因してＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招くことはないと云える。

こうした実情をふまえて本実施の形態では、昇温制御の実行時において目標とする触媒床温の上昇幅（Ｗ１）が直近の学習係数Ｇｋの記憶時における同上昇幅（Ｗ２）より大きいときに、添加弁３２から排気に対して添加される燃料の量を減量補正するようにしている。なお本実施の形態の排気浄化システムでは、排気に対して燃料を添加しない場合における排気温度Ｔｂｓｅが機関運転状態に基づいて求められており、この排気温度Ｔｂｓｅを目標床温Ｔｔから減算した値（＝Ｔｔ−Ｔｂｓｅ）が上記上昇幅として算出されて用いられる。

本実施の形態では、例えば目標床温Ｔｔが高い温度に変更されたり上昇幅が大きくなったりする等して、そのときの学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分が学習係数記憶時における同変化分と比較して大きくなったときに、燃料添加量が減量補正されるようになる。その結果、学習係数Ｇｋの学習誤差の影響によるＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が抑えられるようになる。

なお、上述したように燃料添加量を減量補正すると、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が抑えられるものの、燃料添加量が減少する分だけＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔが上昇し難くなってしまう。この点、本実施の形態では、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒについてのフィードバック補正項Ｆｂに基づくフィードバック補正処理（図３のステップＳ１０４，Ｓ１０６参照）が実行されるために、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとが一致するように同触媒床温Ｔを上昇させることができる。

本実施の形態では、学習係数Ｇｋを小さい値に補正した上で前記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いることにより、燃料添加量が減量補正される。
以下、そのように学習係数Ｇｋを補正する処理（補正処理）について説明する。本実施の形態では、この補正処理が補正手段として機能する。

図９は上記補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される処理は先の図３のステップＳ１０５の処理として実行される処理である。
同図９に示すように、この処理では先ず、このとき目標にしている触媒床温Ｔの上昇幅Ｗ１が直近の学習係数Ｇｋの記憶時における上昇幅Ｗ２より大きいか否かが判断される（ステップＳ３０１）。なお、上昇幅Ｗ１はそのときどきの機関運転状態に応じて求められる値であり、上昇幅Ｗ２は、学習係数Ｇｋを更新する際にそのとき算出されていた上昇幅Ｗ１が記憶された値である。

そして、上昇幅Ｗ１が上昇幅Ｗ２以下であるときには（ステップＳ３０１：ＮＯ）、このとき学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分が学習係数記憶時における同変化分より少ないとして、学習係数Ｇｋが補正されない（ステップＳ３０２）。すなわち、前記ＲＡＭに記憶されている値が１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いる学習係数Ｇｋ（図３のステップＳ１０５の処理において読み込まれる学習係数Ｇｋ）として算出される。

一方、上昇幅Ｗ１が上昇幅Ｗ２より大きいときには（図９のステップＳ３０１：ＹＥＳ）、学習誤差による触媒床温Ｔの変化分が学習係数記憶時における同変化分と比較して多くなってしまうとして、学習係数Ｇｋを補正するための補正係数Ｋが算出される（ステップＳ３０３）。この補正係数Ｋは、「１．０」以下の正の数であり、電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋ、上昇幅Ｗ１、および目標床温Ｔｔに基づいて算出される。そして、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋに上記補正係数Ｋを乗算することによって同学習係数Ｇｋが補正され、その補正後の値（＝Ｇｋ×Ｋ）が１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いる学習係数Ｇｋ（図３のステップＳ１０５の処理において読み込まれる学習係数Ｇｋ）として算出される（ステップＳ３０４）。

このように１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いる学習係数Ｇｋが算出された後（ステップＳ３０２，Ｓ３０４）、本処理は一旦終了される。
以下、学習係数Ｇｋや上昇幅Ｗ１、目標床温Ｔｔと上記補正係数Ｋとの関係について詳細に説明する。

図１０に、学習係数Ｇｋと補正係数Ｋとの関係を示す。
同図１０に示すように、学習係数Ｇｋが所定値（本実施の形態では、「１．１」）より大きいときには、補正係数Ｋとして「１．０」より小さい値が算出される。このとき、電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが大きく、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が多くなる可能性が高いとして、学習係数Ｇｋが小さい値に補正された上で１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いられる。そして、これにより燃料添加量が減少し、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が抑えられるようになる。

また、このときには電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが大きいときほど補正係数Ｋとして小さい値が算出される。これにより、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が多いときほど燃料添加量が大きい比率で減少補正されるようになり、触媒床温Ｔの過度の温度上昇が適正に抑えられるようになる。しかも、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが小さいとき、言い換えれば学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が少ないときには燃料添加量を減少させる比率が小さく抑えられて、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることが抑えられるようになる。

一方、電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが所定値以下であるときには補正係数Ｋとして「１．０」が算出される。
上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが「１．０」より小さい値であるとき、すなわち燃料添加量を減少させる値であるときには、上昇幅Ｗ１より上昇幅Ｗ２が大きくなった場合に、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分（この場合には、低下分）が多くなる。そのため、この場合には学習誤差の影響による触媒床温Ｔの過度の温度上昇を回避することを目的として燃料添加量を減量補正する必要はない。

また、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが「１．０」より大きい値であるとき、すなわち燃料添加量を増加させる値であるときにおいて上昇幅Ｗ１より上昇幅Ｗ２が大きくなった場合であっても、同学習係数Ｇｋが小さい値であるときには、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が比較的少ない。そのため学習誤差の影響によるＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招く可能性がごく低く、この場合にもそうした過度の温度上昇を回避することを目的として燃料添加量を減量補正する必要はないと云える。

本実施の形態では、そうした場合（具体的には、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが「１．１」以下である場合）に、補正係数Ｋとして「１．０」が算出されて燃料添加量の減量補正（具体的には、学習係数Ｇｋの補正）が禁止される。これにより、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることが好適に抑えられるようになる。

図１１に、上昇幅Ｗ１と補正係数Ｋとの関係を示す。
同図１１に示すように、上昇幅Ｗ１が大きいときほど補正係数Ｋとして小さい値が算出される。

上昇幅Ｗ１が大きいほど、添加弁３２から添加される燃料の量が多くなるために学習係数Ｇｋの学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分も多くなって、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招き易くなる。

本実施の形態では、そのように上昇幅Ｗ１が大きく過度の温度上昇を招き易いときほど、学習係数Ｇｋが小さい値に補正された上で１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いられるようになり、これにより燃料添加量が減少して、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が抑えられるようになる。しかも、上昇幅Ｗ１が小さいときには、燃料添加量を減少させる比率が小さく抑えられて、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることが抑えられるようになる。

図１２に、目標床温Ｔｔと補正係数Ｋとの関係を示す。
同図１２に示すように、目標床温Ｔｔが所定温度より高いときには「１．０」より小さい値が算出される。このとき目標床温Ｔｔが高くＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔが高くなってその限界温度に近づくために、同触媒床温Ｔの過度の上昇を招く可能性があるとして、学習係数Ｇｋが小さい値に補正された上で１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いられる。そして、これにより燃料添加量が減少し、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が抑えられるようになる。

また、このときには目標床温Ｔｔが高いときほど補正係数Ｋとして小さい値が算出される。これにより、目標床温Ｔｔが高く触媒床温Ｔがその限界温度に近い温度であるときほど、燃料添加量が大きい比率で減少補正されるようになり、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇が適正に抑えられるようになる。しかも、目標床温Ｔｔが低く触媒床温Ｔがその限界温度から離れた温度であるときには、燃料添加量を減少させる比率が小さく抑えられて、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることが抑えられるようになる。

一方、目標床温Ｔｔが所定温度以下であるときには補正係数Ｋとして「１．０」が算出される。
目標床温Ｔｔが低いときには、ＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔがその限界温度から大きく離れた温度になるため、学習係数Ｇｋの学習誤差の影響によって触媒床温Ｔが過度に高くなる可能性が低くなる。本実施の形態では、目標床温Ｔｔが低いために学習誤差の影響によってＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招く可能性がないとき（具体的には、目標床温Ｔｔが所定温度以下であるとき）に、補正係数Ｋとして「１．０」が算出されて燃料添加量の減量補正（具体的には、学習係数Ｇｋの補正）が禁止される。これにより、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることが好適に抑えられるようになる。

このように本実施の形態によれば、学習係数Ｇｋを補正する際に、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋや上昇幅Ｗ１、目標床温Ｔｔに基づいてその補正量を設定することにより、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えつつ、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を適正に抑えることができるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）昇温制御の実行時に目標とする触媒床温Ｔの上昇幅Ｗ１が直近の学習係数Ｇｋの記憶時における上昇幅Ｗ２より大きいときに、燃料添加量を減量補正するようにした。そのため、学習係数Ｇｋの学習誤差の影響によって燃料添加量が過度に多くなることを抑えることができ、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を抑えることができる。

（２）電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが大きいときほど、燃料添加量を大きい比率で減量補正するようにした。そのため、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が多いときには燃料添加量を大きい比率で減少させることによって、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を適正に抑えることができる。しかも、学習誤差の影響による触媒床温Ｔの上昇分が少ないときには燃料添加量を減少させる比率を小さく抑えることによって、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えることができる。

（３）電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが燃料添加量を減少させる値であるときには、同燃料添加量の減量補正を禁止するようにした。そのため、学習誤差の影響によるＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を回避することを目的として燃料添加量を減量補正する必要がないときに同燃料添加量の減量補正を禁止することができ、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。

（４）上昇幅Ｗ１が大きいときほど燃料添加量を大きい比率で減量補正するようにした。そのため、燃料添加量が多く学習誤差の影響による触媒床温Ｔの変化分も多いためにＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招き易いときに、同燃料添加量を大きい比率で減少させることにより、そうした過度の温度上昇を適正に抑えることができる。しかも、燃料添加量が少なくＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招き難いときには、燃料添加量を減少させる比率を小さく抑えることによって、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えることができる。

（５）目標床温Ｔｔが高いときほど燃料添加量を大きい比率で減量補正するようにした。そのため、目標床温Ｔｔが高く触媒床温Ｔがその限界温度に近い温度であるときほど、燃料添加量を大きい比率で減少補正することができ、ＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を適正に抑えることができる。しかも、目標床温Ｔｔが低く触媒床温Ｔがその限界温度から離れた温度であるときには、燃料添加量を減少させる比率を小さく抑えることができ、同燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを抑えることができる。

（６）目標床温Ｔｔが所定温度より低いときに燃料添加量の減量補正を禁止するようにした。そのため、目標床温Ｔｔが低いために学習誤差の影響によってＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招く可能性がないときに、燃料添加量の減量補正を禁止することができ、これにより燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。

（７）１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒについてのフィードバック補正項Ｆｂに基づくフィードバック補正処理を実行するようにした。そのため、燃料添加量が減量補正される分だけＮＯｘ触媒の触媒床温Ｔが上がり難くなる排気浄化システムにおいて、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとが一致するように同触媒床温Ｔを好適に上昇させることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが「１．０」より大きく前記所定値より小さいときにも、補正係数Ｋとして「１．０」より小さい値を算出するようにしてもよい。

・電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋと補正係数Ｋとの関係は、同学習係数Ｇｋが大きくなるに連れて補正係数Ｋが連続的に小さくなるといった図１０に示す関係の他、学習係数Ｇｋが大きくなるに連れて補正係数Ｋが段階的に小さくなるといった関係としてもよい。また、補正係数Ｋの算出態様としては、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋが所定値（＞「１．０」）より大きいときには補正係数Ｋとして予め設定された一定値（＜「１．０」）を算出する一方、同学習係数Ｇｋが所定値以下であるときには補正係数Ｋとして「１．０」を算出する、といった算出態様を採用することができる。

・上昇幅Ｗ１が所定値より小さいときに、補正係数Ｋとして「１．０」を算出するようにしてもよい。同構成によれば、上昇幅Ｗ１が小さい領域においては前述した学習誤差の影響によるＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招くおそれがない排気浄化システムにあって、同領域における燃料添加量の減量補正を禁止することができ、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。

・上昇幅Ｗ１と補正係数Ｋとの関係は、同上昇幅Ｗ１が大きくなるに連れて補正係数Ｋが連続的に小さくなるといった図１１に示す関係の他、上昇幅Ｗ１が大きくなるに連れて補正係数Ｋが段階的に小さくなるといった関係としてもよい。また、補正係数Ｋの算出態様としては、上昇幅Ｗ１が所定値より大きいときには補正係数Ｋとして予め設定された一定値（＜「１．０」）を算出する一方、同上昇幅Ｗ１が所定値以下であるときには補正係数Ｋとして「１．０」を算出する、といった算出態様を採用することができる。

・目標床温Ｔｔが所定温度以下であるときにも、補正係数Ｋとして「１．０」より小さい値を算出するようにしてもよい。
・目標床温Ｔｔと補正係数Ｋとの関係は、同目標床温Ｔｔが高くなるに連れて補正係数Ｋが連続的に小さくなるといった図１２に示す関係の他、目標床温Ｔｔが高くなるに連れて補正係数Ｋが段階的に小さくなるといった関係としてもよい。また、補正係数Ｋの算出態様としては、目標床温Ｔｔが所定温度より高いときには補正係数Ｋとして予め設定された一定値（＜「１．０」）を算出する一方、同目標床温Ｔｔが所定温度以下であるときには補正係数Ｋとして「１．０」を算出する、といった算出態様を採用することができる。

・電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋ、上昇幅Ｗ１および目標床温Ｔｔのうちのいずれか二つに基づいて補正係数Ｋを算出するようにしてもよい。また、上記ＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋ、上昇幅Ｗ１および目標床温Ｔｔのうちのいずれか一つに基づいて補正係数Ｋを算出することも可能である。

・上昇幅Ｗ１が上昇幅Ｗ２より大きいときに、電子制御装置４０のＲＡＭに記憶されている学習係数Ｇｋや上昇幅Ｗ１、目標床温Ｔｔによることなく、補正係数Ｋとして予め設定された一定値（＜「１．０」）を算出するようにしてもよい。

・上昇幅Ｗ１が上昇幅Ｗ２より大きいことを条件に補正係数Ｋを算出することに代えて、上昇幅Ｗ１と上昇幅Ｗ２との差（＝Ｗ２−Ｗ１）が所定値（＞０）より大きいことを条件に、補正係数Ｋを算出するようにしてもよい。同構成によれば、上記差が小さい領域においては前述した学習誤差の影響によるＮＯｘ触媒コンバータ２４やＰＭフィルタ２５の過度の温度上昇を招くおそれがない排気浄化システムにあって、同領域における燃料添加量の減量補正を禁止することができ、燃料添加量が過度に少ない量に変更されることを好適に抑えることができる。

・燃料添加量を減量補正するために、補正係数Ｋによって補正した学習係数Ｇｋを１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出に用いることに代えて、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを補正するための補正係数（あるいは補正量）を求めてこれを１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに反映させるようにしてもよい。要は、燃料添加量を減量補正することができればよい。

・上記実施の形態では、補正係数Ｋの算出を通じて休止期間Ｂを長くすることによって燃料添加量を減量補正するようにしたが、これに代えて、あるいは併せて、添加期間Ａにおいて添加時間ａが占める割合を減少させるための補正値を算出することによって燃料添加量を減量補正するようにしてもよい。また、添加期間Ａを短くしたり、添加期間Ａにおける燃料添加の実行回数を減少させたりするための補正値を算出することによって燃料添加量を減量補正することなども可能である。さらに、例えば添加弁３２に燃料ポンプ３１から供給される燃料の圧力を変更可能な構成を採用した上で同圧力を低下させるための補正値を算出するなど、一回の連続噴射（添加時間ａ）における単位時間当たりの燃料添加量を減少させるための補正値を算出することによって燃料添加量を減量補正することもできる。要は、単位時間当たりの燃料添加量を減量補正することができるのであれば、その補正にかかる処理の実行態様は任意に変更可能である。

・上記実施の形態は、学習係数Ｇｋとして休止期間Ｂを変更するための値を学習する排気浄化システムの他、添加期間Ａにおいて添加時間ａが占める割合を減少させるための値を学習係数として学習する排気浄化システムにもその構成を適宜変更した上で適用することができる。また上記実施の形態は、添加期間Ａを短くするための値や添加期間Ａにおける燃料添加の実行回数を減少させるための値を学習係数として学習する排気浄化システムにも適用可能である。その他、例えば添加弁３２に燃料ポンプ３１から供給される燃料の圧力を変更可能な構成を採用した上で同圧力を変更することの可能な値を学習係数として学習する排気浄化システムなど、一回の連続噴射（添加時間ａ）における単位時間当たりの燃料添加量を増減させるための値を学習する排気浄化システムにも、上記実施の形態は適用することができる。要は、触媒床温Ｔと目標床温Ｔｔとの定常的なずれを補償するべく単位時間当たりの燃料添加量を所定比率で増減させることの可能な値が学習係数として学習される排気浄化システムであれば、上記実施の形態はその構成を適宜変更した上で適用することができる。

・フィードバック補正項Ｆｂに基づくフィードバック補正処理を省略することができる。
・本発明は、トルク発生のための燃料噴射とは別に、膨張行程或いは排気行程においてインジェクタから燃焼室内に燃料を噴射することによって排気に燃料が添加される排気浄化システムにも適用することができる。

・本発明は、排気通路に設けられた添加弁の開弁駆動を通じて、燃料以外の添加剤（例えば尿素）を排気に対して添加する排気浄化システムにも適用することができる。

本発明の一実施の形態が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。 （ａ）〜（ｄ）昇温制御の実行態様の一例を示すタイミングチャート。 燃料添加処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 燃料添加処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 昇温制御の実行中において触媒床温と目標床温との間に定常的なずれが生じている場合における同触媒床温の推移の一例を示すタイムチャート。 学習係数を添加弁の駆動態様に反映させない場合における発熱燃料量積算値の推移の一例を示すタイムチャート。 学習係数を添加弁の駆動態様に反映させる場合における発熱燃料量積算値の推移の一例を示すタイムチャート。 更新処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 学習係数と補正係数との関係の一例を示すグラフ。 上昇幅と補正係数との関係の一例を示すグラフ。 目標床温と補正係数との関係の一例を示すグラフ。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…エアクリーナ、１３…エアフローメータ、１４…ターボチャージャ、１５…コンプレッサ、１６…インタークーラ、１７…吸気絞り弁、１８…吸気マニホールド、１９…吸気ポート、２０…燃焼室、２１…排気通路、２２…排気マニホールド、２３…排気タービン、２４…ＮＯｘ触媒コンバータ、２５…ＰＭフィルタ、２６…酸化触媒コンバータ、２７…排気ポート、２８…インジェクタ、２９…高圧燃料供給管、３０…コモンレール、３１…燃料ポンプ、３２…添加弁、３３…低圧燃料供給管、４０…電子制御装置、４１…入ガス温度センサ、４２…出ガス温度センサ。

Claims (10)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置と同排気浄化装置に流入する排気に添加剤を添加する添加弁とを有し、前記添加弁の開弁駆動を通じた添加剤の添加によって前記排気浄化装置の実温度を目標温度まで上昇させる昇温制御を実行し、同昇温制御の実行時に、前記実温度と前記目標温度との定常的なずれを補償するために前記添加剤の単位時間当たりの添加量を所定比率で増減させる学習係数を前記実温度と前記目標温度との関係に基づいて学習して所定期間おきに記憶更新する排気浄化システムにおいて、
   前記昇温制御の実行時に目標とする前記実温度の上昇幅が直近の前記学習係数の記憶時における前記上昇幅より大きいときに、前記添加剤の単位時間当たりの添加量を減量補正する補正手段を備える
   ことを特徴とする排気浄化システム。
2. 請求項１に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記補正手段は、前記記憶している前記学習係数が大きいときほど前記添加量を大きい比率で減量補正する
   ことを特徴とする排気浄化システム。
3. 請求項２に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記補正手段は、前記記憶している学習係数が前記添加剤の単位時間当たりの添加量を減少させる値であるときには、同添加量の減量補正を禁止する
   ことを特徴とする排気浄化システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記補正手段は、前記昇温制御の実行時における前記上昇幅が大きいときほど前記添加量を大きい比率で減量補正する
   ことを特徴とする排気浄化システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記補正手段は、前記目標温度が高いときほど前記添加量を大きい比率で減量補正する
   ことを特徴とする排気浄化システム。
6. 請求項５に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記補正手段は、前記目標温度が所定温度より低いときには前記添加量の減量補正を禁止する
   ことを特徴とする排気浄化システム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記昇温制御では、前記実温度と前記目標温度とが一致するように前記添加剤の単位時間当たりの添加量がフィードバック制御される
   ことを特徴とする排気浄化システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
   当該システムは前記昇温制御において、前記添加弁からの添加剤の添加を間欠的に行うものであり、前記添加弁からの添加を行う期間と同添加弁からの添加を停止する期間との比の変更を通じて前記単位時間当たりの添加量を増減させるものである
   ことを特徴とする排気浄化システム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
   前記添加弁は、前記排気通路における前記排気浄化装置より排気流れ方向上流側に設けられてなる
   ことを特徴とする排気浄化システム。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の排気浄化システムにおいて、
    前記添加剤は未燃燃料成分である
    ことを特徴とする排気浄化システム。

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