JP4075630B2 - 内燃機関の排気浄化装置及び制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気中に含まれる排気物質を浄化する、内燃機関の排気浄化装置及び制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディーゼルエンジンのように、広い運転領域において高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼して機関運転を行う内燃機関では、一般に、排気中に多くの窒素酸化物（以下、ＮＯｘと称する）が含まれる。このＮＯｘを効果的に浄化するものとして、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）が知られている。
【０００３】
ＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときには排気中に含まれるＮＯｘを吸収し、排気の酸素濃度が低くかつ還元雰囲気のときには吸収していたＮＯｘを放出しつつ窒素（Ｎ2）に還元する機能を有する。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときには、排気中のＮＯｘだけではなく、排気中の硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと称する）も、ＮＯｘと同様のメカニズムによって吸収する特性を有する。このようにＳＯｘがＮＯｘ触媒に吸収されると、その吸収量が増加するにつれてＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。
【０００４】
そこで、ＳＯｘ被毒を解消するために、ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘを除去して、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させる必要がある。ＳＯｘを除去する好適な方法としては、排気空燃比を間欠的にリッチとする方法が知られている。この場合、排気空燃比を検出するセンサを設けて、センサによって検出された値に基づいて、排気空燃比を制御するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、排気空燃比を検出するのに用いられる一般的な空燃比センサは、ストイキ近傍では検出精度が高く、ストイキから離れるにつれて検出精度が低くなっている。この点について図１２を参照して簡単に説明する。図１２は実際の排気空燃比に対して、空燃比センサによって検出される空燃比の様子を示したものである。図に示すように、空燃比センサによって検出される値の中央値は、ほぼ実際の排気空燃比に等しい。しかし、空燃比センサの製品ばらつき等によって、空燃比センサによって検出される空燃比は実際の排気空燃比に対して誤差が生ずる。この誤差は、一般的な空燃比センサでは、図示のようにストイキから離れるにつれて大きくなってしまう。
【０００６】
そのため、上述したＳＯｘ被毒解消を行うために、排気空燃比を間欠的にリッチとする制御を行う場合において、このような空燃比センサを用いて、精度良く所望のリッチ雰囲気にするのは困難である。従って、空燃比センサの検出精度のばらつきによって、目標とするリッチ雰囲気よりも排気空燃比が低くなる（言い換えれば、還元性成分濃度が高くなる）ことがあった。これにより、未燃燃料成分の排出量が過剰に多くなってしまうため、白煙が発生してしまうことがあった。なお、関連する技術として他に特許文献２がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−８２１３７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０７８２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、白煙が発生すると内燃機関あるいは内燃機関を搭載した車両の商品性が低下してしまう。そして、白煙の発生原因は、過剰に未燃燃料成分が排出されることにある。
【０００９】
従って、本発明は、その目的の一つとして、未燃燃料成分の排出量を抑制することが挙げられる。
【００１０】
ここで、未燃燃料成分が過剰に排出される原因の一つとしては、排気空燃比を検出するために用いる一般的な検出手段（センサ）の特性により、所望の排気空燃比における検出精度が低く、所望の排気空燃比よりも排気空燃比が過剰に低くなる場合があることが挙げられる。しかし、このようなセンサを用いた場合であっても、制御の仕方を工夫することで、未燃燃料成分の排出量を抑制することが考えられ得る。
【００１１】
従って、本発明は、その目的の一つとして、所望の排気空燃比における検出精度が低い特性を有するセンサを用いた場合でも、未燃燃料成分の排出量を抑制することが挙げられる。
【００１２】
また、未燃燃料成分が過剰に排出される原因の一つとしては、上記の通り、排気空燃比を検出するために用いる一般的な検出手段（センサ）の特性により、所望の排気空燃比における検出精度が低く、所望の排気空燃比に精度良く制御することが困難であることが挙げられる。しかし、このようなセンサを用いた場合であっても、センサの特性を利用することによって、所望の排気空燃比に精度良く制御することが考えられ得る。そして、これにより未燃燃料成分の排出量を抑制することが考えられる。
【００１３】
従って、本発明は、その目的の一つとして、所望の排気空燃比における検出精度が低い特性を有するセンサを用いた場合でも、所望の排気空燃比に精度良く制御することが挙げられる。
【００１４】
また、本発明は、その目的の一つとして、未燃燃料成分の排出量を抑制することにより、白煙の発生を抑制することが挙げられる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１６】
本発明は、検出された排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い場合には、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）を大きくするようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００１７】
ここで、本願明細書における排気空燃比とは、排気ガスの空燃比を意味するものである。そして、排気ガスの空燃比とは、燃焼室に供給された燃料の質量に、排気通路に還元剤が供給される場合には当該還元剤の質量（ただし、還元剤が燃料以外の場合には燃料に換算した質量）を加えた質量に対する燃焼室に吸入された空気の質量（ただし、排気通路に空気が供給される場合には、当該空気の質量を加算した質量）の比を意味するものである。
【００１８】
そして、具体的な本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の構成によれば、排気空燃比の検出結果が目標とする排気空燃比よりも低い場合の方が、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）が大きくなる。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２０】
また、他の発明は、センサの検出精度が高い排気空燃比（一般的にはストイキ領域）となる制御を行った後に、目標の排気空燃比となるように制御するようにした。これにより、センサによって検出される検出誤差が少ない状態から目標の排気空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２１】
また、具体的な他の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明の構成によれば、一般的に検出手段の検出精度の高いストイキとなった後に、目標空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２３】
また、具体的な他の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと共に、
該目標空燃比となる制御を行う場合には、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の構成によれば、一般的に検出手段の検出精度の高いストイキとなった後に、目標空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。しかも、排気空燃比の検出結果が目標とする排気空燃比よりも低い場合の方が、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）が大きくなる。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを、一層抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２５】
また、前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後、ストイキ安定判定期間経過後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと好適である。
【００２６】
また、前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行う際に、ストイキ制御を行った際の補正量を、目標空燃比となる制御を行う場合における補正量の導出の際に反映させると好適である。
【００２７】
このようにすれば、より一層目標の排気空燃比の精度が高くなる。
【００２８】
また、本発明の制御装置は、
周囲の雰囲気に応じて酸化性の排気物質を吸収あるいは放出還元する浄化手段によって排気が浄化される排気浄化部よりも下流側で、検出手段により検出された排気空燃比データの信号を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信した排気空燃比データと目標とする排気空燃比との差から、前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段により供給される還元剤の供給量の補正量を導出する導出手段と、
該導出手段によって導出された補正量によって補正された供給量で供給するように、前記供給手段に対して指示する信号を発信する発信手段と、を備え、
前記供給手段による還元剤の供給量のフィードバック制御を行う制御装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２９】
また、他の発明の制御装置は、
周囲の雰囲気に応じて酸化性の排気物質を吸収あるいは放出還元する浄化手段によって排気が浄化される排気浄化部よりも下流側で、検出手段により検出された排気空燃比データの信号を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信した排気空燃比データと目標とする排気空燃比との差から、前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段により供給される還元剤の供給量の補正量を導出する導出手段と、
該導出手段によって導出された補正量によって補正された供給量で供給するように、前記供給手段に対して指示する信号を発信する発信手段と、を備え、
前記供給手段による還元剤の供給量のフィードバック制御を行う制御装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
ここで、上記「浄化手段」の好適な例としては、酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質（特にＮＯｘ）を吸収し、酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元する触媒（以下、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、略してＮＯｘ触媒と称する）が挙げられる。ＮＯｘ触媒の場合、排気通路の一部に当該触媒を配設することで、排気が当該触媒中を通る過程で排気が浄化されることになる。従って、触媒の配設部及びその近傍が排気浄化部となる。
【００３１】
また、上記「供給手段」としては、内燃機関の排気通路に還元剤を供給する手段，内燃機関から排気通路の排出される排気中の未燃燃料（還元剤として機能する）を増加させる手段、及びこれらの組み合わせが挙げられる。後者については、例えば、いわゆるポスト噴射を行うことで好適に実現可能である。また、還元剤としては、燃料を好適に利用できる。
【００３２】
また、上記「検出手段」は、排気空燃比そのものを検出できない場合であっても、排気空燃比に換算あるいは排気空燃比を推定可能なものを検出できるものも含むものとする。例えば、検出手段の一例として排気中の酸素濃度を検知するＯ2センサーが挙げられる。
【００３３】
また、上記「目標とする排気空燃比」あるいは「目標空燃比」は、幅のない値（例えば、１４．２）であっても良いし、下限と上限を持つ幅のある値（例えば、１４．１〜１４．３）であっても良い。また、この目標とする排気空燃比は常に固定されたものであっても良いし、環境変化等に応じて適宜変化するものであっても良い。ここで、この目標とする排気空燃比は、例えば、ＳＯｘ被毒を解消させるために必要な排気空燃比であって、未燃燃料が過剰に排出されない排気空燃比が挙げられる。
【００３４】
そして、上記「検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差」に関して、後者の空燃比が幅のある値の場合には、その上限値または下限値、あるいは、その中央値の中から適宜選択すれば良い。
【００３５】
また、上記「フィードバック制御手段」が補正量を導出する方式としては、マップから補正量を求める方式や、演算式によって補正量を求める方式を採用できる。例えば、後者の場合には、検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差を入力データＸとして、導出された補正量である出力データをＹとした場合に、Ｙ＝ａＸ、Ｙ＝ｂＸ2などの演算式を適用できる。そして、上記「前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしている」場合の具体例としては次のものが挙げられる。すなわち、上記演算式からＹ１＝ａ１Ｘ，Ｙ２＝ａ２Ｘを採用した場合には、ａ２＞ａ１であれば、Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たすことになる。同様に、Ｙ＝ｂ１Ｘ2，Ｙ＝ｂ２Ｘ2を採用した場合には、ｂ２＞ｂ１であれば、Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たすことになる。
【００３６】
また、上記「排気空燃比がストイキとなる制御」は、排気空燃比を積極的にストイキにする制御を意味するものであり、いわゆるＯ2ストレージ効果は含まないものとする。例えば、排気空燃比を積極的に１４．６〜１４．８の範囲で安定させる制御をいう。
【００３７】
また、上記「ストイキ安定判定期間」は、ストイキの状態が安定したと判定されるまでの期間を意味するものである。この期間は、各種構成や環境等に応じて、適宜異なるものであり、各種構成に応じた値を定めればよい。なお、この期間は、予め固定された値を用いても良いし、環境や経時劣化等に応じて変動する値を用いても良いし、排気空燃比の検出結果から推定するようにしても良い。
【００３８】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明では、内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した形態を説明する。
【００４０】
（第１の実施の形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置について説明する。
【００４１】
〔エンジンシステムの構造及び機能〕
図１は本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンシステム（以下、エンジンと称する）１は、燃料供給系１０，燃焼室２０，吸気系３０及び排気系４０を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００４２】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１，コモンレール１２，燃料噴射弁１３，遮断弁１４，調量弁１６，還元剤添加弁１７，機関燃料通路Ｐ１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えている。
【００４３】
サプライポンプ１１は、不図示の燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３は、その内部に不図示の電磁ソレノイドを備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。
【００４４】
また、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路Ｐ２を介して還元剤添加弁１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２には、サプライポンプ１１から還元剤添加弁１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断して、燃料供給を停止する機能を有する。調量弁１６は、還元剤添加弁１７に供給する燃料の圧力（燃圧）ＰＧを制御する機能を有する。還元剤添加弁１７は、燃料噴射弁１３と同じくその内部に不図示の電磁ソレノイドを備えた電磁弁である。本実施の形態における還元剤添加弁１７は、還元剤として機能する燃料を、適宜の量、かつ適宜のタイミングで排気系４０の触媒ケーシング４２よりも上流側に添加供給する。
【００４５】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を備える。一方、排気系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を備える。
【００４６】
また、このエンジン１には、過給機（以下、ターボチャージャと称する）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された一対の回転体、すなわちタービンホイール５２及びコンプレッサホイール５３を備える。タービンホイール５２は排気系４０内の排気に晒され、コンプレッサホイール５３は、吸気系３０内の吸気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００４７】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁である。このスロットル弁３２は、所定の条件下において吸入空気の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有する。
【００４８】
また、エンジン１には、燃焼室２０よりも上流側の吸気系３０と下流側の排気系４０をバイパスする排気還流通路（以下、ＥＧＲ通路と称する）６０が備えられている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２が設けられている。
【００４９】
また、排気系４０において、同排気系４０及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒という）を収容した触媒ケーシング４２が設けられている。
【００５０】
また、エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００５１】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２内を流通する燃料のうち、調量弁１６を介して還元剤添加弁１７に導入される燃料の圧力（燃圧）ＰＧに応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内に導入される空気（吸入空気）の流量（吸気量）ＧＮに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７３は、排気系４０において触媒ケーシング４２の排気流入部位に取り付けられ、当該部位における排気の温度（排気温度）ＴＥＸに応じた検出信号を出力する。
【００５２】
検出手段としての空燃比（Ａ／Ｆ）センサ（Ｏ2センサ）７４は、排気系４０の触媒ケーシング４２の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。ここで、本実施の形態における空燃比センサ７４は、一般的なセンサを採用しており、既に図１２を参照して説明したように、ストイキ付近では検出精度が高くなっているが、ストイキから離れるにしたがって、検出精度が低くなっているものを用いている。
【００５３】
ＮＯｘセンサ７５は、同じく排気系４０の触媒ケーシング４２の下流において排気中のＮＯｘ濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。
【００５４】
また、アクセルポジションセンサ７６はエンジン１の不図示のアクセルペダルに取り付けられ、同ペダルの踏み込み量ＡＣＣに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７０〜７７は、電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する）９０と電気的に接続されている。
【００５５】
制御装置あるいは制御手段としてのＥＣＵ９０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称する）９１，読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭと称する）９２，ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭと称する）９３，バックアップＲＡＭ９４、及びタイマーカウンタ９５等を備えている。
【００５６】
また、ＥＣＵ９０は、これらＣＰＵ９１，ＲＯＭ９２，ＲＡＭ９３，バックアップＲＡＭ９４及びタイマーカウンタ９５等と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路９６と、外部出力回路９７とが双方向性バス９８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００５７】
このように構成されたＥＣＵ９０は、上記各種センサの検出信号を、外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づき燃料噴射弁１３の開閉弁動作に関する制御や、ＥＧＲ弁６１の開度調整、或いはスロットル弁３２の開度調整等、エンジン１の運転状態に関する各種制御を実施する。
【００５８】
〔触媒ケーシングの構造及び機能〕
次に、以上説明したエンジン１の構成要素のうち、排気系４０に設けられた触媒ケーシング４２について、その構造及び機能を詳しく説明する。
【００５９】
触媒ケーシング４２は、その内部に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）を収容する。
【００６０】
ＮＯｘ触媒は、担体の表面に、ＮＯｘ吸収剤として機能する材料と、酸化触媒として機能する材料が担持されることによって構成される。ここで、担体としては、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主材料とするハニカム形状の構造体（パティキュレートフィルタ）が挙げられる。また、ＮＯｘ吸収剤として機能する材料としては、例えばカリウム（Ｋ），ナトリウム（Ｎａ），リチウム（Ｌｉ），セシウムＣｓ等のアルカリ金属、バリウムＢａ，カルシウムＣａ等のアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ），イットリウム（Ｙ）等の希土類金属が挙げられる。また、酸化触媒（貴金属触媒）として機能する材料としては、例えば白金Ｐｔ等の貴金属が挙げられる。
【００６１】
ＮＯｘ触媒は、排気中に酸化性成分の多い条件下（酸化雰囲気）では、ＮＯｘを吸収し、排気中に酸化性成分の低い条件下では、ＮＯｘを放出する特性を有する。また、排気中にＮＯｘが放出されたとき、排気中にＨＣやＣＯ等が存在する条件下（還元雰囲気）では、貴金属触媒がこれらＨＣやＣＯの酸化反応を促すことで、ＮＯｘを酸化性成分、ＨＣやＣＯを還元性成分とする酸化還元反応が両者間で起こる。すなわち、ＨＣやＣＯはＣＯ2やＨ2Ｏに酸化され、ＮＯｘはＮ2に還元される。
【００６２】
一方、ＮＯｘ触媒は所定の限界量のＮＯｘを吸収すると、それ以上ＮＯｘを吸収しなくなる。
【００６３】
そのため、エンジン１では、触媒ケーシング４２内に収容されたＮＯｘ触媒によるＮＯｘ吸収量が限界量に達する前に、還元剤添加弁１７によって排気通路の触媒ケーシング４２上流に還元剤（本実施の形態では燃料）を添加供給する。これにより、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるといった制御を所定のインターバルで繰り返す。
【００６４】
さらに、ＮＯｘ吸収剤や貴金属触媒の担体をなすパティキュレートフィルタは、排気中に含まれる煤等の微粒子やＮＯｘ等の有害成分を、以下のメカニズムに基づいて浄化する。
【００６５】
ＮＯｘ触媒が、その構成要素であるＮＯｘ吸収剤及び貴金属触媒の協働により、排気中の酸化性成分の濃度や還元性成分量に応じてＮＯｘの吸収、放出及び浄化を繰り返し行うことは上述した通りである。その一方、ＮＯｘ触媒は、このようなＮＯｘの浄化を行う過程で副次的に活性酸素を生成する特性を有する。パティキュレートフィルタを排気が通過する際、その排気中に含まれる煤等の微粒子は構造体（多孔質材料）に捕捉される。ここで、ＮＯｘ触媒の生成する活性酸素は、酸化剤として極めて高い反応性（活性）を有しているため、捕捉された微粒子のうちＮＯｘ触媒の表面や近傍に堆積した微粒子は、この活性酸素と（輝炎を発することなく）速やかに反応し、浄化されることになる。
【００６６】
〔燃料噴射制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じた各燃焼室２０内への燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量Ｑ、噴射タイミング、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００６７】
ＥＣＵ９０は、このような一連の処理を、エンジン１の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量Ｑ及び噴射タイミングは、基本的にはアクセルペダルへの踏み込み量ＡＣＣおよびエンジン回転数ＮＥ（クランク角センサのパルス信号に基づいて演算することができるパラメータ）に基づき、予め設定された不図示のマップを参照して決定する。
【００６８】
また、燃料の噴射パターンの設定に関し、ＥＣＵ９０は、圧縮上死点近傍での燃料噴射を主噴射として各気筒について行うことにより機関出力を得る他、主噴射に先立つ燃料噴射（以下、パイロット噴射という）や、主噴射に後続する燃料噴射（以下、ポスト噴射という）を、副噴射として適宜選択された時期、選択された気筒について行う。
【００６９】
〔パイロット噴射〕
ディーゼルエンジンでは一般に、圧縮行程終期において、燃焼室内が燃料の自己着火を誘発する温度に達する。とくにエンジンの運転状態が中高負荷領域にある場合、燃焼に供される燃料が燃焼室内に一括して噴射供給されると、この燃料は騒音を伴い爆発的に燃焼する。そこで、パイロット噴射を実行することにより、主噴射に先立って供給された燃料が熱源（或いは種火）となり、その熱源が燃焼室内で徐々に拡大して燃焼に至るようになるため、燃焼室内における燃料の燃焼状態が比較的緩慢となり、しかも着火遅れ時間が短縮されるようになる。このため、機関運転に伴う騒音が軽減され、さらには排気中のＮＯｘ量も低減される。
【００７０】
〔ポスト噴射〕
ポスト噴射によって燃焼室２０内に供給される燃料は、燃焼ガス中で軽質なＨＣに改質され、排気系４０に排出される。すなわち、還元剤として機能する軽質なＨＣが、ポスト噴射を通じて排気系４０に添加され、排気中の還元性成分濃度を高めることとなる。排気系４０に添加された還元性成分は、触媒ケーシング４２内のＮＯｘ触媒を介し、同ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘや、排気中に含まれるその他の酸化性成分と反応する。このとき発生する反応熱は、ＮＯｘ触媒の床温を上昇させる。
【００７１】
〔ＥＧＲ制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づきＥＧＲ制御を実施する。本実施の形態においてＥＧＲ制御とは、ＥＧＲ通路に設けられた電子制御式のＥＧＲ弁６１を操作して、ＥＧＲ通路を通過するガスの流量、言い換えれば排気系４０から吸気系３０に還流される排気の流量調整を行う処理をいう。
【００７２】
目標となるＥＧＲ弁６１の開弁量（以下、目標開弁量と称する）は、基本的にはエンジン１の負荷や回転数等の運転状態に基づき、予め設定された不図示のマップを参照して決定される。ＥＣＵ９０は、この目標開弁量をエンジン１の運転中所定時間毎に更新し、逐次、ＥＧＲ弁６１の実際の開弁量が更新された目標開弁量に合致するよう同ＥＧＲ弁６１の駆動回路に指令信号を出力する。
【００７３】
〔ＥＧＲ制御に基づく低温燃焼〕
こうした一連の処理により排気の一部が吸気系３０に還流されると、その還流量に応じ機関燃焼に供される混合気中の不活性ガス成分が増量することになる。この結果、所定条件下において、排気中のＮＯｘ量が低減される他、スモークがほとんど発生しなくなる。
【００７４】
低温燃焼の実施に伴い排気中の未燃ＨＣ（還元性成分）が増量することになるため、結果として、還元剤として機能する軽質なＨＣが排気系４０に添加され排気中の還元性成分濃度を高めることとなる。
【００７５】
〔燃料添加制御〕
還元剤添加弁１７を通じ、燃料（還元剤）を排気系４０に直接添加することによっても、ポスト噴射と同様、排気中の還元性成分の濃度を高め、また、結果としてＮＯｘ触媒の床温を上昇させることができる。還元剤添加弁１７によって添加された燃料は、ポスト噴射によるものに比べ、排気中においてより高分子の状態を保持しつつ不均一に分布する傾向がある。また、還元剤添加弁１７による燃料添加では、一度に添加することのできる燃料量や添加タイミングの自由度が、ポスト噴射による場合よりも大きい。
【００７６】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の概要〕
上記パイロット噴射、ポスト噴射、低温燃焼および燃料添加制御は、共通して排気中の還元性成分を増量するように作用するため、何れかの制御を所定のインターバルで繰り返し実施することにより、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させることができる。
【００７７】
また、ＥＣＵ９０は、エンジン１の機関運転の継続に伴いＮＯｘ触媒に徐々に堆積するＳＯｘ等を除去するために、ＮＯｘ触媒を所定温度領域（例えば６００〜７００℃程度）にまで昇温させた上で当該触媒に多量の還元性成分を供給する制御（以下、ＳＯｘ被毒回復制御と称する）を実施する。ＳＯｘ被毒回復制御を実施することにより、ＮＯｘ触媒に供給された多量の還元性成分が、当該触媒に堆積したＳＯｘを高温条件下で分解・除去するようになる。ここでＥＣＵ９０は、ＳＯｘ被毒回復制御の一環として、ＮＯｘ触媒を所定温度にまで昇温するために上記パイロット噴射、ポスト噴射、低温燃焼および燃料添加制御、あるいはこれらのうち２以上の組み合わせの何れかを実施する。その上で、本実施の形態では、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘの放出および還元浄化に要する量よりも多量の還元性成分である燃料を、還元剤添加弁１７を通じて排気系（排気通路）のＮＯｘ触媒上流に供給する制御を実施する。これにより、ＳＯｘ被毒が解消される。
【００７８】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
特に、図２〜図５を参照して、ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順を説明する。図２はＳＯｘ被毒回復制御を行う際の経過時間に対する排気空燃比の変動の様子を示す図である。図３は図２における一部拡大図（図２の丸で示す部分の拡大図）であり、排気空燃比の変動の一例を示している。図４はＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。図５は図４において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【００７９】
ＳＯｘ被毒を解消するためには、上述のように、所定の温度領域で、排気空燃比をリッチ空燃比（還元性成分濃度がストイキよりも高い空燃比）とする必要がある。この場合、排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする制御（リッチスパイク制御）を行うと好適であり、本実施の形態でも、この制御を採用している。排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする理由は、排気空燃比を連続的に空燃比としてもＳＯｘの浄化はできるものの、ＳＯｘが浄化される際の反応熱によって触媒床温が過剰に上昇して熱劣化を誘発するおそれがあるからである。
【００８０】
図２において、上部には経過時間に対する燃料添加命令信号のＯＮ・ＯＦＦタイミングが示されており、図中Ａ０，Ａ１は還元剤である燃料の添加を行う期間（添加期間）を示し、図中Ｂ１は燃料の添加を休止する期間（休止期間）を示している。そして、図２の下部に示すように、添加期間はリッチ雰囲気となる期間（還元雰囲気）にほぼ相当し、休止期間はリーン雰囲気となる期間（酸化雰囲気）にほぼ相当する。また、本実施の形態では、添加期間における燃料添加命令信号をパルス信号で送信している。これにより、パルス幅を適宜調整することで、燃料の供給量の微調整を容易に行うことができ、細やかなフィードバック制御が可能となる。
【００８１】
次に、図４のフローチャートに沿ってＳＯｘ被毒回復制御の手順を説明する。ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立すると、図４に示すフローチャートにしたがってＳＯｘ被毒回復制御が行われる。なお、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立するか否かの判定は、別のフローチャート（ルーチン）により行われ、条件が成立した場合に図４に示すフローチャートに示す動作が実行される。また、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立するか否かの判定は、燃料中のＳＯｘ成分濃度が一定と仮定した上で燃料消費量からＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量を推定したり、ＮＯｘセンサによる検出結果からＮＯｘ触媒の浄化率を検出したりすることにより行うことができる。
【００８２】
ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、まず、還元剤である燃料の添加条件が導出される（Ｓ１００）。具体的には、現在の機関の運転状態から、ＳＯｘ被毒回復を好適に行うために必要な間欠リッチ条件が導出される。間欠リッチ条件には、主として、燃料添加量，添加期間，休止期間があり、更に、具体的には、添加期間及びその期間中のパルス幅，ＯＮ／ＯＦＦ周期，ＯＮ／ＯＦＦ回数と、休止期間と、添加期間と休止期間の繰り返し回数（ＳＯｘ被毒回復制御を行う全体の期間（ＳＯｘ被毒回復制御期間）に相当する）などが挙げられる。なお、休止期間は、前回の添加量に対して触媒床温を目標温度にするために何秒間添加を休止するかを推定して決める。
【００８３】
次に、導出された条件にしたがって、現在添加期間であるか否かを判定する（Ｓ２００）。添加期間中であれば、添加制御を行う（Ｓ３００）。そして、添加期間である限り、添加制御動作を繰り返し行う（Ｓ２００，Ｓ３００）。Ｓ２００で添加期間中ではないと判定されれば、燃料の添加を停止する（Ｓ４００）。そして、導出された条件にしたがって、現在休止期間であるか否かを判定する（Ｓ５００）。休止期間であれば、休止期間が終了するまで、現在休止期間であるか否かを監視する（Ｓ５００）。
【００８４】
Ｓ５００で休止期間ではないと判定されれば、導出された条件にしたがって、現在ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かを判定する（Ｓ６００）。ＳＯｘ被毒回復制御期間ではないと判定されれば、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。一方、Ｓ６００でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定されれば、再びＳ２００に戻って同一の手順を繰り返す。ただし、Ｓ６００でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定された場合に、Ｓ１００に戻って、新たに添加条件の導出をし直すことを繰り返すこともできる。
【００８５】
以上のように、導出された添加条件に基づいて、添加制御が逐次行われる添加期間と添加が停止される休止期間が、ＳＯｘ被毒回復制御期間が終了するまで繰り返される。このように、導出された添加条件に基づいた間欠リッチ制御が行われる。
【００８６】
次に、添加制御（Ｓ３００）の手順について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００８７】
添加制御がスタートすると、現在添加フラグがＯＮであるか否かの判定を行う（Ｓ３０１）。つまり、現在添加を行っている最中であるか否かの判定を行う。添加フラグがＯＮでない場合には添加フラグをＯＮにする（Ｓ３０２）。つまり、燃料添加命令信号をＯＮにして（発信して）、燃料の添加を開始する。燃料の添加を開始した後に、Ｏ2ストレージが終了するまで監視を行う（Ｓ３０３）。ここで、Ｏ2ストレージが終了したか否かの判定は、例えば、空燃比センサ７４によって検出される検出値の変動（傾き）をモニタすることにより行うことができる。すなわち、ストイキ近傍で空燃比が変動しない状態が現れたらＯ2ストレージと判定し、その後、変動した際に、Ｏ2ストレージが終了したものと判定できる。また、積算吸入空気量から推定することもできる。あるいは、Ｏ2ストレージが終了するまでの時間がある程度一定であるならば、添加開始後の一定時間によってＯ2ストレージが終了したものと判定することも可能である。
【００８８】
Ｏ2ストレージが終了したら、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内（例えば、空燃比１４．１〜１４．３）にあるか否かの判定を行う（Ｓ３０４）。ここで、上記Ｓ３０１において、添加フラグがＯＮであると判定された場合には、Ｓ３０４にジャンプする。何故ならば、Ｓ３０１で添加フラグがＯＮであると判定された場合には、既に図５に示すフローが１回以上繰り返されているので、既に、Ｏ2ストレージが終了しているからである。ここで、本実施の形態における排気空燃比の目標範囲は、効果的にＳＯｘ被毒を解消でき、かつ、過剰の未燃燃料が排出されず、白煙が発生しない空燃比により決定される。
【００８９】
そして、Ｓ３０４で空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内であると判定されれば、燃料の添加量の補正は行わずに（Ｓ３０５）、添加制御を終了する。
【００９０】
これに対して、Ｓ３０４で空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではないと判定された場合には、その検出された値が、目標の範囲に対して、酸素濃度の高い側であるか否かの判定を行う（Ｓ３０６）。そして、酸素濃度が高い側（リーン側）であると判定された場合には補正Ａの処理を行って（Ｓ３０７）、添加制御を終了する。一方、酸素濃度が低い側（リッチ側）であると判定された場合には補正Ｂの処理を行って（Ｓ３０８）、添加制御を終了する。
【００９１】
ここで、補正Ａの処理と補正Ｂの処理について詳しく説明する。本実施の形態では、排気空燃比を目標の範囲内にするために、排気空燃比を検出して、検出されたデータを基に、燃料の添加量を逐次補正する、いわゆるフィードバック制御を行っている。つまり、上記の補正処理は、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではなかったために、燃料の供給量を補正することで、排気空燃比を目標の範囲内とするものである。
【００９２】
補正処理は、検出された排気空燃比と目標の排気空燃比（例えば、目標範囲の中間値、上記の具体例では１４．２）との差を求め、この差から供給する燃料の補正量を導くようにしている。従って、本実施の形態における補正処理は、空燃比センサ７４によって検出された値（入力データ）を入力することで、補正量を導出（出力）するプロセスを用いている。このプロセスの具体例としては、マップを用いたものや、演算式を用いたものが挙げられる。前者の場合には、例えばＥＣＵ９０に備えられた記憶装置（例えばＲＯＭ９２）に予め所定のマップを記憶させておき、入力データから出力データとなる補正量を選択することができる。また、後者の場合には、例えばＥＣＵ９０に備えられた記憶装置（例えばＲＯＭ９２）に予め所定の演算式を記憶させておき、入力データを演算式に代入して出力データとなる補正量を算出することができる。
【００９３】
そして、補正Ａの場合には、導出された補正量をそれまでの供給量に加算して目標の排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を加算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。一方、補正Ｂを行う場合には、導出された補正量をそれまでの供給量から減算して目標の排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を減算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。
【００９４】
ここで、本実施の形態では、補正Ａと補正Ｂの場合では、それぞれ導出プロセスを異なるようにしている。つまり、上記の具体例でいえば、補正Ａと補正Ｂとでは、マップあるいは演算式がそれぞれ異なるものを用いるようにしている。従って、ＥＣＵ９０に備えられた記憶装置には、補正Ａで用いるマップあるいは演算式と、補正Ｂで用いるマップあるいは演算式のいずれをも記憶させておき、いずれの補正を行うかによって、用いるマップあるいは演算式を適宜選択する必要がある。
【００９５】
そして、本実施の形態では、排気空燃比が目標とする排気空燃比よりも小さくなってしまうことを抑制するために、補正Ｂでは補正Ａに比べて補正量が大きくなるようにしている。具体的には、例えば、検出された排気空燃比と目標の排気空燃比との差をＸとする。このＸを入力データとした場合に、補正Ａのプロセスで導出される補正量（出力データ）Ｙ１と、補正Ｂのプロセスで導出される補正量Ｙ２は、Ｘがどのような値であっても常にＹ２＞Ｙ１の関係を満たすように設定されている。
【００９６】
このように、本実施の形態では、排気空燃比は目標とする排気空燃比よりも低い場合と高い場合とでは、前者の方が、補正量が大きくなるフィードバック制御を行うようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い状況から早急に抜け出ることが可能となる。また、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも高い状況からフィードバック制御によって燃料添加量の補正が行われた場合であっても、目標の排気空燃比よりも低い側へ大きくずれてしまうことはない。これらのことから、本実施の形態では、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の未燃燃料成分が排出されることを抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【００９７】
以上のフィードバック制御を行う場合の排気空燃比の変動の一例について、フィードバック制御の手順に沿って、図２〜図５を参照して説明する。
【００９８】
ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、上述した図４に示すように、還元剤の添加条件が導出される（Ｓ１００）。具体的には、図２の上部に示すように、燃料添加命令信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングが導出される。現実の製品では、添加期間と休止期間が交互に多数回現れる制御が行われるが、ここでは、説明を簡単にするために、添加期間が２回と、その間に休止期間が１回現れる場合を例にして説明する。また、現実の製品では、１回の添加期間中におけるフィードバック制御（補正）は多数回行われるが、ここでは、説明を簡単にするために、３回のみ行われる場合を例にして説明する。なお、図３においてＣに示す期間はＯ2ストレージの期間であり、Ｄに示す期間はフィードバック制御が行われる期間を示している。ここで、フィードバック制御が行われる期間は、具体的には、添加期間中であって、かつＯ2ストレージ期間終了後の期間に相当する。
【００９９】
添加条件が導出されると、添加期間であるか否かの判定が行われ（Ｓ２００）、ここでは添加期間（図２中Ａ０）であるので、添加制御動作が行われる（Ｓ３００）。添加制御では、まず、添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われる（Ｓ３０１）が、ここでは、まだ燃料添加は行われておらず、添加フラグはＯＦＦとなっている。従って、添加フラグがＯＮにされて燃料の添加が開始される（Ｓ３０２）。その後、ＮＯｘ触媒のＯ2ストレージ効果によって、排気空燃比はＯ2ストレージの状態となる（図３中、Ｃに示す期間）。
【０１００】
Ｏ2ストレージが終了すると（Ｓ３０３）、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる（Ｓ３０４）。ここでは、図３に示すＤ１のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域よりも低い（酸素濃度が低い）ため、補正Ｂによる処理が行われて（Ｓ３０６，Ｓ３０８）、添加制御が終了する。補正Ｂによる処理の場合には、上記の通り補正量が大きいため、図３に示すように、比較的急激に排気空燃比が高くなる制御が行われる。
【０１０１】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。この場合、未だ添加期間中であるので、再度、添加制御が行われる（Ｓ３００）。添加制御が開始されると添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われるが（Ｓ３０１）、今回は既に添加フラグはＯＮであるので、Ｓ３０４にジャンプして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる。ここでは、図３に示すＤ２のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域よりも高い（酸素濃度が高い）ため、補正Ａによる処理が行われて（Ｓ３０６，Ｓ３０７）、添加制御が終了する。補正Ａによる処理の場合には、上記の通り補正量が小さいため、図３に示すように、比較的緩やかに排気空燃比が低くなる制御が行われる。
【０１０２】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。この場合も、未だ添加期間中であるので、再度、添加制御が行われる（Ｓ３００）。添加制御が開始されると添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われるが（Ｓ３０１）、今回も既に添加フラグはＯＮであるので、Ｓ３０４にジャンプして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる。ここでは、図３に示すＤ３のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域にあるため、補正処理は行われずに（Ｓ３０５）、添加制御が終了する。従って、図３に示すように、その後、排気空燃比はあまり変化しない。
【０１０３】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。今度は、既に、図３に示すＥのタイミングであり、添加期間を過ぎているため、燃料の添加を停止して（Ｓ４００）、休止期間（図２中Ｂ１に示す期間）に移る。そして、休止期間であるか否かの監視を行い（Ｓ５００）、休止期間を過ぎたら、ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かの判定を行う（Ｓ６００）。この場合、図２に示すＡ１に示す期間であり、未だ、当該制御期間内であるので、再び、添加期間であるか否かの判定を行う（Ｓ２００）。ここでは、添加期間（Ａ１）であるので、添加制御（Ｓ３００）を開始する。
【０１０４】
そして、上記Ａ０に示す添加期間の場合と同様にフィードバック制御が行われ、Ａ１期間を終了した後に、燃料の添加が停止され（Ｓ４００）、休止期間が終了した後に、ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ６００）。ここでは、ＳＯｘ被毒回復制御期間を過ぎているため、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。
【０１０５】
以上のようにして、本実施の形態では、排気空燃比が目標とする排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の未燃燃料成分が排出されることを抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【０１０６】
（第２の実施の形態）
図６〜図９には、第２の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第１の実施の形態と、ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順が異なる形態を示す。内燃機関の構成やＳＯｘ被毒回復制御の概要など、他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、その説明は省略する。
【０１０７】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
図６はＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。図７は図６において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。図８は図７においてストイキ制御の概略手順を示すフローチャートである。図９は図７において目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【０１０８】
本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする制御（リッチスパイク制御）を行っている。また、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、添加期間における燃料添加命令信号をパルス信号で送信している。これらの詳細については既に説明した通りであるので、その説明は省略する。
【０１０９】
図６のフローチャートに沿ってＳＯｘ被毒回復制御の手順を説明する。ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立すると、図６に示すフローチャートにしたがってＳＯｘ被毒回復制御が行われる。なお、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件に関しては、既に説明した通りであるので、その説明は省略する。ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、まず、還元剤である燃料の添加条件が導出される（Ｓ１５０）。添加条件についても上記第１の実施の形態で説明した通りであるのでその説明は省略する。
【０１１０】
次に、導出された条件にしたがって、現在添加期間であるか否かを判定する（Ｓ２５０）。添加期間中であれば、添加制御を行う（Ｓ３５０）。そして、添加期間でなければ、あるいは、添加制御が終了後、燃料の添加を停止する（Ｓ４５０）。そして、導出された条件にしたがって、現在休止期間であるか否かを判定する（Ｓ５５０）。休止期間であれば、休止期間が終了するまで、現在休止期間であるか否かを監視する（Ｓ５５０）。
【０１１１】
Ｓ５５０で休止期間ではないと判定されれば、導出された条件にしたがって、現在ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かを判定する（Ｓ６５０）。ＳＯｘ被毒回復制御期間ではないと判定されれば、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。一方、Ｓ６５０でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定されれば、再びＳ２５０に戻って同一の手順を繰り返す。ただし、Ｓ６５０でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定された場合に、Ｓ１５０に戻って、新たに添加条件の導出をし直すことを繰り返すこともできる。
【０１１２】
以上のように、導出された添加条件に基づいて、添加制御が逐次行われる添加期間と添加が停止される休止期間が、ＳＯｘ被毒回復制御期間が終了するまで繰り返される。このように、導出された添加条件に基づいた間欠リッチ制御が行われる。
【０１１３】
次に、添加制御（Ｓ３５０）の手順について、図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【０１１４】
添加制御がスタートすると、添加フラグをＯＮにする（Ｓ３６０）。つまり、燃料添加命令信号をＯＮにして（発信して）、燃料の添加を開始する。燃料の添加を開始した後に、Ｏ2ストレージが終了するまで監視を行う（Ｓ３７０）。ここで、Ｏ2ストレージが終了したか否かの判定に関しては、既に、上記第１の実施でも説明したが、本実施の形態では、Ｏ2ストレージ終了後にストイキ制御を行う（Ｓ３８０）ため、空燃比センサ７４を用いた判定を行うと、Ｏ2ストレージであるのかストイキ制御によるものなのかの判断が困難である。そこで、本実施の形態におけるＯ2ストレージが終了したか否かの判定は、添加開始後の一定時間によってＯ2ストレージが終了したものと判定するのが好適である。この一定時間は、ＮＯｘ触媒の特性等、各種構成によって適宜設定される。
【０１１５】
Ｏ2ストレージが終了したら、既に説明したように、ストイキ制御を行う（Ｓ３８０）。このストイキ制御は、Ｏ2ストレージとは異なり、積極的にストイキを狙った制御を行うものである。ここでは、ストイキ状態が安定になるまでストイキ狙いのフィードバック制御を行う。その後、排気空燃比がストイキよりも低い（還元性成分濃度の高い）目標空燃比となる制御を行い（Ｓ３９０）、添加制御を終了する。
【０１１６】
次に、ストイキ制御（Ｓ３８０）の手順について、図８に示すフローチャートに沿って説明する。なお、ここでは、Ｏ2ストレージの終了後に、排気空燃比がストイキ状態で安定すればよく、図８に示したフローチャートは、ストイキ状態に安定させる制御の一例に過ぎない。
【０１１７】
ストイキ制御がスタートすると、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内（例えば、１４．６〜１４．８）であるか否かの判定を行う（Ｓ３８１）。目標のストイキ範囲内でない場合には、目標のストイキ範囲にするべく、添加量の補正、すなわち、フィードバック制御を行う（Ｓ３８２）。Ｓ３８１で検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内であった場合には、不図示のカウンタ（ＥＣＵ９０に備えられる）のカウンタ値を１つ加算する（Ｓ３８３）。そして、カウンタ値の総計が閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３８４）。閾値よりも大きくない場合には、Ｓ３８１に戻り、再度同じ手順を繰り返す。Ｓ３８４で閾値よりも大きいと判定された場合には、ストイキ制御を終了する。
【０１１８】
このストイキ制御では、上述の通り、Ｏ２ストレージ終了後に、積極的にストイキを狙った制御を行い、ストイキ状態で安定させる制御である。従って、Ｏ２ストレージ終了後に、ストイキの状態が安定したと判定されるまでは、ストイキを目標とするフィードバック制御を行う必要がある。つまり、ストイキの状態が安定したと判定されるまでの期間（ストイキ安定判別期間）は、ストイキを目標とするフィードバック制御を行う必要がある。本実施の形態では、ストイキ状態が安定したか否かの判定を、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比の値を利用したものである。つまり、検出された空燃比が目標のストイキ範囲内である状態が一定期間以上続けばストイキ状態で安定していると考えられる。
【０１１９】
そこで、本実施の形態では、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内であればカウンタを加算していき、加算値が閾値を越えればストイキ範囲内である状態が一定期間以上続いていると考えられ、このような判定手法を用いた。ただし、閾値に関しては、フィードバックタイミングやその他の構成の特性等によって、適正値が異なるため個々に設定すれば良い。また、閾値は、固定値であっても良いし、環境等に応じて変動する変動値を用いても良い。
【０１２０】
ここで、上記の通り、空燃比センサ７４はストイキ付近では検出精度が高いため、ストイキ状態が安定している間は、精度良く排気空燃比が検出されている。
【０１２１】
次に、ストイキ制御（Ｓ３８０）の終了後に行われる目標制御（Ｓ３９０）の手順について、図９に示すフローチャートに沿って説明する。目標制御がスタートすると、現在のストイキ（１４．７）から目標排気空燃比（例えば、１４．２あるいは１４．１〜１４．３）とするまでに必要な、燃料供給量の増量補正分Ｑαの導出が行われる（Ｓ３９１）。ここで、本実施の形態における目標空燃比は、効果的にＳＯｘ被毒を解消でき、かつ、過剰の未燃燃料が排出されず、白煙が発生しない空燃比により決定される。また、増量補正分Ｑαは、吸入空気量等を基に導出することができる。また、導出プロセスとしては、マップや演算式を用いて行うことができる。そして、増量補正分Ｑαが導出されれば、現在の添加量Ｑａｄに増量補正分Ｑαを加算して目標排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を加算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。その後、添加期間中であるか否かを監視し（Ｓ３９３）、添加期間が終了したら目標制御を終了する。添加期間中は、補正量を加算した供給量で燃料の添加を続ける。ただし、この場合にも、更に補正を繰り返すフィードバック制御を行うと、より効果的である。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態では、ストイキで安定した状態から目標の排気空燃比となる制御を行っている。従って、空燃比センサ７４によって排気空燃比の検出が精度良く行われている状態から、目標の排気空燃比となるように燃料の供給量が制御されるため、精度良く目標の排気空燃比が達成される。つまり、上述の通り、空燃比センサ７４はストイキ付近では検出精度が高いものの、ストイキから離れると検出精度が低下する特性を有する。従って、従来一般に行われていたように、空燃比がストイキよりも高い状態から目標の排気空燃比を狙った制御を行うと、検出精度の低い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が悪くなってしまう。
【０１２３】
これに対して、本実施の形態では、検出精度の高い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が高くなる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の燃料が放出されることを抑制できる。
【０１２４】
（第３の実施の形態）
図１０には、第３の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第２の実施の形態において、ストイキ制御を行った際の補正量を学習値として保管しておき、これを目標制御の際に反映する点のみが異なる。その他については上記第２の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１２５】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る添加制御（図６中添加制御Ｓ３５０に相当）の概略手順を示すフローチャートである。上記第２の実施の形態で説明した図６及び図８のフローチャートに示した手順については、本実施の形態でも同一であるので、ここでは、その説明は省略する。また、図９のフローチャートに示した手順に関しても、あまり相違する点はないので、図示は省略する。
【０１２６】
本実施の形態では、図６に示すフローチャートの中で、添加制御Ｓ３５０が、第２の実施の形態と相違する。従って、本実施の形態では添加制御Ｓ３５０Ａとして、図１０を参照して添加制御について説明する。添加制御がスタートすると、添加フラグをＯＮにして（Ｓ３６０）、Ｏ2ストレージ終了後（Ｓ３７０）、ストイキ制御を行う（Ｓ３８０）までの一連の動作に関しては、上記第２の実施の形態と同様である（図７参照）。
【０１２７】
そして、本実施の形態では、ストイキ制御（Ｓ３８０）において、排気空燃比がストイキとなるようにフィードバック制御を行った際の添加量の補正値（図８中、Ｓ３８１，Ｓ３８２参照）を学習値として保管する（Ｓ７００）。その後、目標制御を行って（Ｓ３９０Ａ）、添加制御を終了する。ここで、本実施の形態では、目標制御を行う際に（Ｓ３９０Ａ）、保管した学習値を、増量補正分を導出する際に反映させている。
【０１２８】
つまり、ストイキ制御を行う際にフィードバック制御（補正）が必要となるのは、ストイキとするために必要と考えられる供給量で燃料を添加したとしても、現実には、各種構成の寸法誤差や環境及び経時劣化等に基づいて誤差が生じるため、この誤差を補正する必要があるからである。このような誤差は、その後、目標空燃比となる制御を行う場合でも、同様の現象に基づいて誤差が生じると考えられるため、ストイキ制御を行うためのフィードバック制御に用いた補正値を反映させることで、そのような誤差を予め少なくすることが可能である。そこで、本実施の形態では、そのような手法を採用することとした。
【０１２９】
具体的な例の一つを簡単に説明する。ストイキ狙いの供給量をＱとした場合に、実際にストイキにするには供給量をＱ＋ｑにする必要があったとすると、補正量はｑである。この場合、目標排気空燃比狙いの供給量がＱαと導出された場合には（図９Ｓ３９１参照）、増量補正分は、Ｑα×（（Ｑ＋ｑ）／Ｑ）として、これを現在の添加量Ｑａｄに増量補正するようにすれば良い。また、ストイキ狙いのフィードバック制御が行われる場合には、通常、多数回の補正がなされると考えられる。この場合に、学習値として保管する補正量に関しては、補正されるごとに補正量を更新するようにすることもできるし、複数の補正量（例えば、最新１０回分の補正量）の平均値を補正量として保管するようにすることもできる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態では、目標排気空燃比を狙った制御を行う際に、その直前に行われた、ストイキ狙いのフィードバック制御の際に用いた補正値を学習値として反映させるため、上記第２の実施の形態に比べて、より一層目標の排気空燃比の精度が高くなる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の燃料が放出されることを抑制できる。
【０１３１】
（第４の実施の形態）
図１１には、第４の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第２の実施の形態において、目標制御を行う際に、上記第１の実施の形態で示したフィードバック制御の考え方を採用したものである。その他については上記第２の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１３２】
図１１は本発明の第４の実施の形態における目標制御の概略手順を示すフローチャートである。上記第２の実施の形態で説明した図６〜図８のフローチャートに示した手順については、本実施の形態でも同一であるので、ここでは、その説明は省略する。本実施の形態では、図７に示すフローチャートの中で、目標制御Ｓ３９０が、第２の実施の形態と相違する。従って、本実施の形態では添加制御Ｓ３９０Ａとして、図１１を参照して目標制御について説明する。
【０１３３】
目標制御がスタートすると、目標排気空燃比までの増量補正分Ｑαを導出して（Ｓ３９１）、現在の添加量ＱａｄにＱαを増量補正する（Ｓ３９２）までの一連の動作に関しては、上記第２の実施の形態と同様である（図９参照）。ただし、増量補正分の導出にあたっては、上記第３の実施の形態で説明したように、ストイキ制御の際に用いた補正値を学習値として反映させると、より効果的である。
【０１３４】
そして、本実施の形態では、目標排気空燃比までの増量補正分Ｑαが増量補正された後に、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内（例えば、空燃比１４．１〜１４．３）にあるか否かの判定を行う（Ｓ３９３Ａ）。そして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内であると判定されれば、燃料の添加量の補正は行わない（Ｓ３９５Ａ）。一方、Ｓ３９３Ａで、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではないと判定された場合には、その検出された値が、目標の範囲に対して、酸素濃度の高い側であるか否かの判定を行う（Ｓ３９４Ａ）。そして、酸素濃度が高い側（リーン側）であると判定された場合には補正Ａの処理を行い（Ｓ３９６Ａ）、酸素濃度が低い側（リッチ側）であると判定された場合には補正Ｂの処理を行う（Ｓ３９７Ａ）。
【０１３５】
その後、現在添加期間であるか否かの判定が行われ（Ｓ３９８Ａ）、添加期間であると判定されれば、Ｓ３９３Ａに戻って同様の処理が繰り返され、Ｓ３９８Ａで添加期間ではないと判定されれば、目標制御を終了する。Ｓ３９３Ａ〜Ｓ３９８Ａまでの、排気空燃比を目標の空燃比とするための補正処理（フィードバック制御）に関しては、上記第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態では、上記第２の実施の形態と同様に、ストイキ制御後に、目標排気空燃比を狙った制御がなされるので、検出精度の高い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が高くなる。更に、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、排気空燃比は目標とする排気空燃比よりも低い場合と高い場合とでは、前者の方が、補正量が大きくなるフィードバック制御を行うようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い状況から早急に抜け出ることが可能となる。従って、本実施の形態では、相乗効果的に、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の未燃燃料成分が排出されることをより一層抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【０１３７】
（その他）
これまでの実施の形態では、ＳＯｘ被毒回復制御を行う際に、間欠リッチ方式を採用した場合のみについて説明したが、連続でリッチとする方式にも、各実施の形態における制御の考え方を適用することも可能である。つまり、連続でリッチとする方式において、第１の実施の形態で説明したように、目標の排気空燃比となるべくフィードバック制御を行う際に、補正Ａと補正Ｂを用いることができる。また、第２の実施の形態で説明したように、連続でリッチとする方式において、目標のリッチ排気空燃比とする前に、ストイキを狙った制御を行うこともできる。また、第３の実施の形態で説明した学習値を利用することもできるし、第４の実施の形態で説明したように、第１，２の実施の形態の制御の考え方を組み合わせることもできる。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。また、これにより、白煙の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御を行う際の経過時間に対する排気空燃比の変動の様子を示す図である。
【図３】図２における一部拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図５】図４において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図７】図６において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図８】図７においてストイキ制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図９】図７において目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１２】実際の排気空燃比に対して、空燃比センサによって検出される空燃比の様子を示したものである。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ 燃料供給系
１１ サプライポンプ
１２ コモンレール
１３ 燃料噴射弁
１４ 遮断弁
１６ 調量弁
１７ 還元剤添加弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ インタークーラ
３２ スロットル弁
４０ 排気系
４２ 触媒ケーシング
５０ ターボチャージャ
５１ シャフト
５２ タービンホイール
５３ コンプレッサホイール
６０ ＥＧＲ通路
６１ ＥＧＲ弁
６２ クーラ
７０ レール圧センサ
７１ 燃圧センサ
７２ エアフロメータ
７３ 排気温センサ
７４ 空燃比センサ
７５ ＮＯｘセンサ
７６ アクセルポジションセンサ
７７ クランク角センサ
９０ ＥＣＵ
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ バックアップＲＡＭ
９５ タイマーカウンタ
９６ 外部入力回路
９７ 外部出力回路
９８ 双方向性バス
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気中に含まれる排気物質を浄化する、内燃機関の排気浄化装置及び制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディーゼルエンジンのように、広い運転領域において高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼して機関運転を行う内燃機関では、一般に、排気中に多くの窒素酸化物（以下、ＮＯｘと称する）が含まれる。このＮＯｘを効果的に浄化するものとして、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）が知られている。
【０００３】
ＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときには排気中に含まれるＮＯｘを吸収し、排気の酸素濃度が低くかつ還元雰囲気のときには吸収していたＮＯｘを放出しつつ窒素（Ｎ2）に還元する機能を有する。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときには、排気中のＮＯｘだけではなく、排気中の硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと称する）も、ＮＯｘと同様のメカニズムによって吸収する特性を有する。このようにＳＯｘがＮＯｘ触媒に吸収されると、その吸収量が増加するにつれてＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。
【０００４】
そこで、ＳＯｘ被毒を解消するために、ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘを除去して、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させる必要がある。ＳＯｘを除去する好適な方法としては、排気空燃比を間欠的にリッチとする方法が知られている。この場合、排気空燃比を検出するセンサを設けて、センサによって検出された値に基づいて、排気空燃比を制御するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、排気空燃比を検出するのに用いられる一般的な空燃比センサは、ストイキ近傍では検出精度が高く、ストイキから離れるにつれて検出精度が低くなっている。この点について図１２を参照して簡単に説明する。図１２は実際の排気空燃比に対して、空燃比センサによって検出される空燃比の様子を示したものである。図に示すように、空燃比センサによって検出される値の中央値は、ほぼ実際の排気空燃比に等しい。しかし、空燃比センサの製品ばらつき等によって、空燃比センサによって検出される空燃比は実際の排気空燃比に対して誤差が生ずる。この誤差は、一般的な空燃比センサでは、図示のようにストイキから離れるにつれて大きくなってしまう。
【０００６】
そのため、上述したＳＯｘ被毒解消を行うために、排気空燃比を間欠的にリッチとする制御を行う場合において、このような空燃比センサを用いて、精度良く所望のリッチ雰囲気にするのは困難である。従って、空燃比センサの検出精度のばらつきによって、目標とするリッチ雰囲気よりも排気空燃比が低くなる（言い換えれば、還元性成分濃度が高くなる）ことがあった。これにより、未燃燃料成分の排出量が過剰に多くなってしまうため、白煙が発生してしまうことがあった。なお、関連する技術として他に特許文献２がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−８２１３７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０７８２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、白煙が発生すると内燃機関あるいは内燃機関を搭載した車両の商品性が低下してしまう。そして、白煙の発生原因は、過剰に未燃燃料成分が排出されることにある。
【０００９】
従って、本発明は、その目的の一つとして、未燃燃料成分の排出量を抑制することが挙げられる。
【００１０】
ここで、未燃燃料成分が過剰に排出される原因の一つとしては、排気空燃比を検出するために用いる一般的な検出手段（センサ）の特性により、所望の排気空燃比における検出精度が低く、所望の排気空燃比よりも排気空燃比が過剰に低くなる場合があることが挙げられる。しかし、このようなセンサを用いた場合であっても、制御の仕方を工夫することで、未燃燃料成分の排出量を抑制することが考えられ得る。
【００１１】
従って、本発明は、その目的の一つとして、所望の排気空燃比における検出精度が低い特性を有するセンサを用いた場合でも、未燃燃料成分の排出量を抑制することが挙げられる。
【００１２】
また、未燃燃料成分が過剰に排出される原因の一つとしては、上記の通り、排気空燃比を検出するために用いる一般的な検出手段（センサ）の特性により、所望の排気空燃比における検出精度が低く、所望の排気空燃比に精度良く制御することが困難であることが挙げられる。しかし、このようなセンサを用いた場合であっても、センサの特性を利用することによって、所望の排気空燃比に精度良く制御することが考えられ得る。そして、これにより未燃燃料成分の排出量を抑制することが考えられる。
【００１３】
従って、本発明は、その目的の一つとして、所望の排気空燃比における検出精度が低い特性を有するセンサを用いた場合でも、所望の排気空燃比に精度良く制御することが挙げられる。
【００１４】
また、本発明は、その目的の一つとして、未燃燃料成分の排出量を抑制することにより、白煙の発生を抑制することが挙げられる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１６】
本発明は、検出された排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い場合には、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）を大きくするようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００１７】
ここで、本願明細書における排気空燃比とは、排気ガスの空燃比を意味するものである。そして、排気ガスの空燃比とは、燃焼室に供給された燃料の質量に、排気通路に還元剤が供給される場合には当該還元剤の質量（ただし、還元剤が燃料以外の場合には燃料に換算した質量）を加えた質量に対する燃焼室に吸入された空気の質量（ただし、排気通路に空気が供給される場合には、当該空気の質量を加算した質量）の比を意味するものである。
【００１８】
そして、具体的な本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の構成によれば、排気空燃比の検出結果が目標とする排気空燃比よりも低い場合の方が、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）が大きくなる。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２０】
また、他の発明は、センサの検出精度が高い排気空燃比（一般的にはストイキ領域）となる制御を行った後に、目標の排気空燃比となるように制御するようにした。これにより、センサによって検出される検出誤差が少ない状態から目標の排気空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２１】
また、具体的な他の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明の構成によれば、一般的に検出手段の検出精度の高いストイキとなった後に、目標空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２３】
また、具体的な他の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと共に、
該目標空燃比となる制御を行う場合には、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の構成によれば、一般的に検出手段の検出精度の高いストイキとなった後に、目標空燃比となる制御が行われるため、目標の排気空燃比に精度良く制御することができる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。しかも、排気空燃比の検出結果が目標とする排気空燃比よりも低い場合の方が、高い場合に比べて、供給する還元剤の補正量（フィードバック量）が大きくなる。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低くなってしまうことを、一層抑制できる。従って、過剰の還元剤（一般的には燃料）が放出されることを抑制できる。
【００２５】
また、前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後、ストイキ安定判定期間経過後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと好適である。
【００２６】
また、前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行う際に、ストイキ制御を行った際の補正量を、目標空燃比となる制御を行う場合における補正量の導出の際に反映させると好適である。
【００２７】
このようにすれば、より一層目標の排気空燃比の精度が高くなる。
【００２８】
また、本発明の制御装置は、
周囲の雰囲気に応じて酸化性の排気物質を吸収あるいは放出還元する浄化手段によって排気が浄化される排気浄化部よりも下流側で、検出手段により検出された排気空燃比データの信号を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信した排気空燃比データと目標とする排気空燃比との差から、前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段により供給される還元剤の供給量の補正量を導出する導出手段と、
該導出手段によって導出された補正量によって補正された供給量で供給するように、前記供給手段に対して指示する信号を発信する発信手段と、を備え、
前記供給手段による還元剤の供給量のフィードバック制御を行う制御装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２９】
また、他の発明の制御装置は、
周囲の雰囲気に応じて酸化性の排気物質を吸収あるいは放出還元する浄化手段によって排気が浄化される排気浄化部よりも下流側で、検出手段により検出された排気空燃比データの信号を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信した排気空燃比データと目標とする排気空燃比との差から、前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段により供給される還元剤の供給量の補正量を導出する導出手段と、
該導出手段によって導出された補正量によって補正された供給量で供給するように、前記供給手段に対して指示する信号を発信する発信手段と、を備え、
前記供給手段による還元剤の供給量のフィードバック制御を行う制御装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
ここで、上記「浄化手段」の好適な例としては、酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質（特にＮＯｘ）を吸収し、酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元する触媒（以下、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、略してＮＯｘ触媒と称する）が挙げられる。ＮＯｘ触媒の場合、排気通路の一部に当該触媒を配設することで、排気が当該触媒中を通る過程で排気が浄化されることになる。従って、触媒の配設部及びその近傍が排気浄化部となる。
【００３１】
また、上記「供給手段」としては、内燃機関の排気通路に還元剤を供給する手段，内燃機関から排気通路の排出される排気中の未燃燃料（還元剤として機能する）を増加させる手段、及びこれらの組み合わせが挙げられる。後者については、例えば、いわゆるポスト噴射を行うことで好適に実現可能である。また、還元剤としては、燃料を好適に利用できる。
【００３２】
また、上記「検出手段」は、排気空燃比そのものを検出できない場合であっても、排気空燃比に換算あるいは排気空燃比を推定可能なものを検出できるものも含むものとする。例えば、検出手段の一例として排気中の酸素濃度を検知するＯ2センサーが挙げられる。
【００３３】
また、上記「目標とする排気空燃比」あるいは「目標空燃比」は、幅のない値（例えば、１４．２）であっても良いし、下限と上限を持つ幅のある値（例えば、１４．１〜１４．３）であっても良い。また、この目標とする排気空燃比は常に固定されたものであっても良いし、環境変化等に応じて適宜変化するものであっても良い。ここで、この目標とする排気空燃比は、例えば、ＳＯｘ被毒を解消させるために必要な排気空燃比であって、未燃燃料が過剰に排出されない排気空燃比が挙げられる。
【００３４】
そして、上記「検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差」に関して、後者の空燃比が幅のある値の場合には、その上限値または下限値、あるいは、その中央値の中から適宜選択すれば良い。
【００３５】
また、上記「フィードバック制御手段」が補正量を導出する方式としては、マップから補正量を求める方式や、演算式によって補正量を求める方式を採用できる。例えば、後者の場合には、検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差を入力データＸとして、導出された補正量である出力データをＹとした場合に、Ｙ＝ａＸ、Ｙ＝ｂＸ2などの演算式を適用できる。そして、上記「前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしている」場合の具体例としては次のものが挙げられる。すなわち、上記演算式からＹ１＝ａ１Ｘ，Ｙ２＝ａ２Ｘを採用した場合には、ａ２＞ａ１であれば、Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たすことになる。同様に、Ｙ＝ｂ１Ｘ2，Ｙ＝ｂ２Ｘ2を採用した場合には、ｂ２＞ｂ１であれば、Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たすことになる。
【００３６】
また、上記「排気空燃比がストイキとなる制御」は、排気空燃比を積極的にストイキにする制御を意味するものであり、いわゆるＯ2ストレージ効果は含まないものとする。例えば、排気空燃比を積極的に１４．６〜１４．８の範囲で安定させる制御をいう。
【００３７】
また、上記「ストイキ安定判定期間」は、ストイキの状態が安定したと判定されるまでの期間を意味するものである。この期間は、各種構成や環境等に応じて、適宜異なるものであり、各種構成に応じた値を定めればよい。なお、この期間は、予め固定された値を用いても良いし、環境や経時劣化等に応じて変動する値を用いても良いし、排気空燃比の検出結果から推定するようにしても良い。
【００３８】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明では、内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した形態を説明する。
【００４０】
（第１の実施の形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置について説明する。
【００４１】
〔エンジンシステムの構造及び機能〕
図１は本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンシステム（以下、エンジンと称する）１は、燃料供給系１０，燃焼室２０，吸気系３０及び排気系４０を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００４２】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１，コモンレール１２，燃料噴射弁１３，遮断弁１４，調量弁１６，還元剤添加弁１７，機関燃料通路Ｐ１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えている。
【００４３】
サプライポンプ１１は、不図示の燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３は、その内部に不図示の電磁ソレノイドを備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。
【００４４】
また、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路Ｐ２を介して還元剤添加弁１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２には、サプライポンプ１１から還元剤添加弁１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断して、燃料供給を停止する機能を有する。調量弁１６は、還元剤添加弁１７に供給する燃料の圧力（燃圧）ＰＧを制御する機能を有する。還元剤添加弁１７は、燃料噴射弁１３と同じくその内部に不図示の電磁ソレノイドを備えた電磁弁である。本実施の形態における還元剤添加弁１７は、還元剤として機能する燃料を、適宜の量、かつ適宜のタイミングで排気系４０の触媒ケーシング４２よりも上流側に添加供給する。
【００４５】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を備える。一方、排気系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を備える。
【００４６】
また、このエンジン１には、過給機（以下、ターボチャージャと称する）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された一対の回転体、すなわちタービンホイール５２及びコンプレッサホイール５３を備える。タービンホイール５２は排気系４０内の排気に晒され、コンプレッサホイール５３は、吸気系３０内の吸気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００４７】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁である。このスロットル弁３２は、所定の条件下において吸入空気の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有する。
【００４８】
また、エンジン１には、燃焼室２０よりも上流側の吸気系３０と下流側の排気系４０をバイパスする排気還流通路（以下、ＥＧＲ通路と称する）６０が備えられている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２が設けられている。
【００４９】
また、排気系４０において、同排気系４０及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒という）を収容した触媒ケーシング４２が設けられている。
【００５０】
また、エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００５１】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２内を流通する燃料のうち、調量弁１６を介して還元剤添加弁１７に導入される燃料の圧力（燃圧）ＰＧに応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内に導入される空気（吸入空気）の流量（吸気量）ＧＮに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７３は、排気系４０において触媒ケーシング４２の排気流入部位に取り付けられ、当該部位における排気の温度（排気温度）ＴＥＸに応じた検出信号を出力する。
【００５２】
検出手段としての空燃比（Ａ／Ｆ）センサ（Ｏ2センサ）７４は、排気系４０の触媒ケーシング４２の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。ここで、本実施の形態における空燃比センサ７４は、一般的なセンサを採用しており、既に図１２を参照して説明したように、ストイキ付近では検出精度が高くなっているが、ストイキから離れるにしたがって、検出精度が低くなっているものを用いている。
【００５３】
ＮＯｘセンサ７５は、同じく排気系４０の触媒ケーシング４２の下流において排気中のＮＯｘ濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。
【００５４】
また、アクセルポジションセンサ７６はエンジン１の不図示のアクセルペダルに取り付けられ、同ペダルの踏み込み量ＡＣＣに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７０〜７７は、電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する）９０と電気的に接続されている。
【００５５】
制御装置あるいは制御手段としてのＥＣＵ９０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称する）９１，読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭと称する）９２，ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭと称する）９３，バックアップＲＡＭ９４、及びタイマーカウンタ９５等を備えている。
【００５６】
また、ＥＣＵ９０は、これらＣＰＵ９１，ＲＯＭ９２，ＲＡＭ９３，バックアップＲＡＭ９４及びタイマーカウンタ９５等と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路９６と、外部出力回路９７とが双方向性バス９８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００５７】
このように構成されたＥＣＵ９０は、上記各種センサの検出信号を、外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づき燃料噴射弁１３の開閉弁動作に関する制御や、ＥＧＲ弁６１の開度調整、或いはスロットル弁３２の開度調整等、エンジン１の運転状態に関する各種制御を実施する。
【００５８】
〔触媒ケーシングの構造及び機能〕
次に、以上説明したエンジン１の構成要素のうち、排気系４０に設けられた触媒ケーシング４２について、その構造及び機能を詳しく説明する。
【００５９】
触媒ケーシング４２は、その内部に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）を収容する。
【００６０】
ＮＯｘ触媒は、担体の表面に、ＮＯｘ吸収剤として機能する材料と、酸化触媒として機能する材料が担持されることによって構成される。ここで、担体としては、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主材料とするハニカム形状の構造体（パティキュレートフィルタ）が挙げられる。また、ＮＯｘ吸収剤として機能する材料としては、例えばカリウム（Ｋ），ナトリウム（Ｎａ），リチウム（Ｌｉ），セシウムＣｓ等のアルカリ金属、バリウムＢａ，カルシウムＣａ等のアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ），イットリウム（Ｙ）等の希土類金属が挙げられる。また、酸化触媒（貴金属触媒）として機能する材料としては、例えば白金Ｐｔ等の貴金属が挙げられる。
【００６１】
ＮＯｘ触媒は、排気中に酸化性成分の多い条件下（酸化雰囲気）では、ＮＯｘを吸収し、排気中に酸化性成分の低い条件下では、ＮＯｘを放出する特性を有する。また、排気中にＮＯｘが放出されたとき、排気中にＨＣやＣＯ等が存在する条件下（還元雰囲気）では、貴金属触媒がこれらＨＣやＣＯの酸化反応を促すことで、ＮＯｘを酸化性成分、ＨＣやＣＯを還元性成分とする酸化還元反応が両者間で起こる。すなわち、ＨＣやＣＯはＣＯ2やＨ2Ｏに酸化され、ＮＯｘはＮ2に還元される。
【００６２】
一方、ＮＯｘ触媒は所定の限界量のＮＯｘを吸収すると、それ以上ＮＯｘを吸収しなくなる。
【００６３】
そのため、エンジン１では、触媒ケーシング４２内に収容されたＮＯｘ触媒によるＮＯｘ吸収量が限界量に達する前に、還元剤添加弁１７によって排気通路の触媒ケーシング４２上流に還元剤（本実施の形態では燃料）を添加供給する。これにより、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるといった制御を所定のインターバルで繰り返す。
【００６４】
さらに、ＮＯｘ吸収剤や貴金属触媒の担体をなすパティキュレートフィルタは、排気中に含まれる煤等の微粒子やＮＯｘ等の有害成分を、以下のメカニズムに基づいて浄化する。
【００６５】
ＮＯｘ触媒が、その構成要素であるＮＯｘ吸収剤及び貴金属触媒の協働により、排気中の酸化性成分の濃度や還元性成分量に応じてＮＯｘの吸収、放出及び浄化を繰り返し行うことは上述した通りである。その一方、ＮＯｘ触媒は、このようなＮＯｘの浄化を行う過程で副次的に活性酸素を生成する特性を有する。パティキュレートフィルタを排気が通過する際、その排気中に含まれる煤等の微粒子は構造体（多孔質材料）に捕捉される。ここで、ＮＯｘ触媒の生成する活性酸素は、酸化剤として極めて高い反応性（活性）を有しているため、捕捉された微粒子のうちＮＯｘ触媒の表面や近傍に堆積した微粒子は、この活性酸素と（輝炎を発することなく）速やかに反応し、浄化されることになる。
【００６６】
〔燃料噴射制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じた各燃焼室２０内への燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量Ｑ、噴射タイミング、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００６７】
ＥＣＵ９０は、このような一連の処理を、エンジン１の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量Ｑ及び噴射タイミングは、基本的にはアクセルペダルへの踏み込み量ＡＣＣおよびエンジン回転数ＮＥ（クランク角センサのパルス信号に基づいて演算することができるパラメータ）に基づき、予め設定された不図示のマップを参照して決定する。
【００６８】
また、燃料の噴射パターンの設定に関し、ＥＣＵ９０は、圧縮上死点近傍での燃料噴射を主噴射として各気筒について行うことにより機関出力を得る他、主噴射に先立つ燃料噴射（以下、パイロット噴射という）や、主噴射に後続する燃料噴射（以下、ポスト噴射という）を、副噴射として適宜選択された時期、選択された気筒について行う。
【００６９】
〔パイロット噴射〕
ディーゼルエンジンでは一般に、圧縮行程終期において、燃焼室内が燃料の自己着火を誘発する温度に達する。とくにエンジンの運転状態が中高負荷領域にある場合、燃焼に供される燃料が燃焼室内に一括して噴射供給されると、この燃料は騒音を伴い爆発的に燃焼する。そこで、パイロット噴射を実行することにより、主噴射に先立って供給された燃料が熱源（或いは種火）となり、その熱源が燃焼室内で徐々に拡大して燃焼に至るようになるため、燃焼室内における燃料の燃焼状態が比較的緩慢となり、しかも着火遅れ時間が短縮されるようになる。このため、機関運転に伴う騒音が軽減され、さらには排気中のＮＯｘ量も低減される。
【００７０】
〔ポスト噴射〕
ポスト噴射によって燃焼室２０内に供給される燃料は、燃焼ガス中で軽質なＨＣに改質され、排気系４０に排出される。すなわち、還元剤として機能する軽質なＨＣが、ポスト噴射を通じて排気系４０に添加され、排気中の還元性成分濃度を高めることとなる。排気系４０に添加された還元性成分は、触媒ケーシング４２内のＮＯｘ触媒を介し、同ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘや、排気中に含まれるその他の酸化性成分と反応する。このとき発生する反応熱は、ＮＯｘ触媒の床温を上昇させる。
【００７１】
〔ＥＧＲ制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づきＥＧＲ制御を実施する。本実施の形態においてＥＧＲ制御とは、ＥＧＲ通路に設けられた電子制御式のＥＧＲ弁６１を操作して、ＥＧＲ通路を通過するガスの流量、言い換えれば排気系４０から吸気系３０に還流される排気の流量調整を行う処理をいう。
【００７２】
目標となるＥＧＲ弁６１の開弁量（以下、目標開弁量と称する）は、基本的にはエンジン１の負荷や回転数等の運転状態に基づき、予め設定された不図示のマップを参照して決定される。ＥＣＵ９０は、この目標開弁量をエンジン１の運転中所定時間毎に更新し、逐次、ＥＧＲ弁６１の実際の開弁量が更新された目標開弁量に合致するよう同ＥＧＲ弁６１の駆動回路に指令信号を出力する。
【００７３】
〔ＥＧＲ制御に基づく低温燃焼〕
こうした一連の処理により排気の一部が吸気系３０に還流されると、その還流量に応じ機関燃焼に供される混合気中の不活性ガス成分が増量することになる。この結果、所定条件下において、排気中のＮＯｘ量が低減される他、スモークがほとんど発生しなくなる。
【００７４】
低温燃焼の実施に伴い排気中の未燃ＨＣ（還元性成分）が増量することになるため、結果として、還元剤として機能する軽質なＨＣが排気系４０に添加され排気中の還元性成分濃度を高めることとなる。
【００７５】
〔燃料添加制御〕
還元剤添加弁１７を通じ、燃料（還元剤）を排気系４０に直接添加することによっても、ポスト噴射と同様、排気中の還元性成分の濃度を高め、また、結果としてＮＯｘ触媒の床温を上昇させることができる。還元剤添加弁１７によって添加された燃料は、ポスト噴射によるものに比べ、排気中においてより高分子の状態を保持しつつ不均一に分布する傾向がある。また、還元剤添加弁１７による燃料添加では、一度に添加することのできる燃料量や添加タイミングの自由度が、ポスト噴射による場合よりも大きい。
【００７６】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の概要〕
上記パイロット噴射、ポスト噴射、低温燃焼および燃料添加制御は、共通して排気中の還元性成分を増量するように作用するため、何れかの制御を所定のインターバルで繰り返し実施することにより、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させることができる。
【００７７】
また、ＥＣＵ９０は、エンジン１の機関運転の継続に伴いＮＯｘ触媒に徐々に堆積するＳＯｘ等を除去するために、ＮＯｘ触媒を所定温度領域（例えば６００〜７００℃程度）にまで昇温させた上で当該触媒に多量の還元性成分を供給する制御（以下、ＳＯｘ被毒回復制御と称する）を実施する。ＳＯｘ被毒回復制御を実施することにより、ＮＯｘ触媒に供給された多量の還元性成分が、当該触媒に堆積したＳＯｘを高温条件下で分解・除去するようになる。ここでＥＣＵ９０は、ＳＯｘ被毒回復制御の一環として、ＮＯｘ触媒を所定温度にまで昇温するために上記パイロット噴射、ポスト噴射、低温燃焼および燃料添加制御、あるいはこれらのうち２以上の組み合わせの何れかを実施する。その上で、本実施の形態では、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘの放出および還元浄化に要する量よりも多量の還元性成分である燃料を、還元剤添加弁１７を通じて排気系（排気通路）のＮＯｘ触媒上流に供給する制御を実施する。これにより、ＳＯｘ被毒が解消される。
【００７８】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
特に、図２〜図５を参照して、ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順を説明する。図２はＳＯｘ被毒回復制御を行う際の経過時間に対する排気空燃比の変動の様子を示す図である。図３は図２における一部拡大図（図２の丸で示す部分の拡大図）であり、排気空燃比の変動の一例を示している。図４はＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。図５は図４において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【００７９】
ＳＯｘ被毒を解消するためには、上述のように、所定の温度領域で、排気空燃比をリッチ空燃比（還元性成分濃度がストイキよりも高い空燃比）とする必要がある。この場合、排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする制御（リッチスパイク制御）を行うと好適であり、本実施の形態でも、この制御を採用している。排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする理由は、排気空燃比を連続的に空燃比としてもＳＯｘの浄化はできるものの、ＳＯｘが浄化される際の反応熱によって触媒床温が過剰に上昇して熱劣化を誘発するおそれがあるからである。
【００８０】
図２において、上部には経過時間に対する燃料添加命令信号のＯＮ・ＯＦＦタイミングが示されており、図中Ａ０，Ａ１は還元剤である燃料の添加を行う期間（添加期間）を示し、図中Ｂ１は燃料の添加を休止する期間（休止期間）を示している。そして、図２の下部に示すように、添加期間はリッチ雰囲気となる期間（還元雰囲気）にほぼ相当し、休止期間はリーン雰囲気となる期間（酸化雰囲気）にほぼ相当する。また、本実施の形態では、添加期間における燃料添加命令信号をパルス信号で送信している。これにより、パルス幅を適宜調整することで、燃料の供給量の微調整を容易に行うことができ、細やかなフィードバック制御が可能となる。
【００８１】
次に、図４のフローチャートに沿ってＳＯｘ被毒回復制御の手順を説明する。ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立すると、図４に示すフローチャートにしたがってＳＯｘ被毒回復制御が行われる。なお、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立するか否かの判定は、別のフローチャート（ルーチン）により行われ、条件が成立した場合に図４に示すフローチャートに示す動作が実行される。また、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立するか否かの判定は、燃料中のＳＯｘ成分濃度が一定と仮定した上で燃料消費量からＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量を推定したり、ＮＯｘセンサによる検出結果からＮＯｘ触媒の浄化率を検出したりすることにより行うことができる。
【００８２】
ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、まず、還元剤である燃料の添加条件が導出される（Ｓ１００）。具体的には、現在の機関の運転状態から、ＳＯｘ被毒回復を好適に行うために必要な間欠リッチ条件が導出される。間欠リッチ条件には、主として、燃料添加量，添加期間，休止期間があり、更に、具体的には、添加期間及びその期間中のパルス幅，ＯＮ／ＯＦＦ周期，ＯＮ／ＯＦＦ回数と、休止期間と、添加期間と休止期間の繰り返し回数（ＳＯｘ被毒回復制御を行う全体の期間（ＳＯｘ被毒回復制御期間）に相当する）などが挙げられる。なお、休止期間は、前回の添加量に対して触媒床温を目標温度にするために何秒間添加を休止するかを推定して決める。
【００８３】
次に、導出された条件にしたがって、現在添加期間であるか否かを判定する（Ｓ２００）。添加期間中であれば、添加制御を行う（Ｓ３００）。そして、添加期間である限り、添加制御動作を繰り返し行う（Ｓ２００，Ｓ３００）。Ｓ２００で添加期間中ではないと判定されれば、燃料の添加を停止する（Ｓ４００）。そして、導出された条件にしたがって、現在休止期間であるか否かを判定する（Ｓ５００）。休止期間であれば、休止期間が終了するまで、現在休止期間であるか否かを監視する（Ｓ５００）。
【００８４】
Ｓ５００で休止期間ではないと判定されれば、導出された条件にしたがって、現在ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かを判定する（Ｓ６００）。ＳＯｘ被毒回復制御期間ではないと判定されれば、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。一方、Ｓ６００でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定されれば、再びＳ２００に戻って同一の手順を繰り返す。ただし、Ｓ６００でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定された場合に、Ｓ１００に戻って、新たに添加条件の導出をし直すことを繰り返すこともできる。
【００８５】
以上のように、導出された添加条件に基づいて、添加制御が逐次行われる添加期間と添加が停止される休止期間が、ＳＯｘ被毒回復制御期間が終了するまで繰り返される。このように、導出された添加条件に基づいた間欠リッチ制御が行われる。
【００８６】
次に、添加制御（Ｓ３００）の手順について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００８７】
添加制御がスタートすると、現在添加フラグがＯＮであるか否かの判定を行う（Ｓ３０１）。つまり、現在添加を行っている最中であるか否かの判定を行う。添加フラグがＯＮでない場合には添加フラグをＯＮにする（Ｓ３０２）。つまり、燃料添加命令信号をＯＮにして（発信して）、燃料の添加を開始する。燃料の添加を開始した後に、Ｏ2ストレージが終了するまで監視を行う（Ｓ３０３）。ここで、Ｏ2ストレージが終了したか否かの判定は、例えば、空燃比センサ７４によって検出される検出値の変動（傾き）をモニタすることにより行うことができる。すなわち、ストイキ近傍で空燃比が変動しない状態が現れたらＯ2ストレージと判定し、その後、変動した際に、Ｏ2ストレージが終了したものと判定できる。また、積算吸入空気量から推定することもできる。あるいは、Ｏ2ストレージが終了するまでの時間がある程度一定であるならば、添加開始後の一定時間によってＯ2ストレージが終了したものと判定することも可能である。
【００８８】
Ｏ2ストレージが終了したら、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内（例えば、空燃比１４．１〜１４．３）にあるか否かの判定を行う（Ｓ３０４）。ここで、上記Ｓ３０１において、添加フラグがＯＮであると判定された場合には、Ｓ３０４にジャンプする。何故ならば、Ｓ３０１で添加フラグがＯＮであると判定された場合には、既に図５に示すフローが１回以上繰り返されているので、既に、Ｏ2ストレージが終了しているからである。ここで、本実施の形態における排気空燃比の目標範囲は、効果的にＳＯｘ被毒を解消でき、かつ、過剰の未燃燃料が排出されず、白煙が発生しない空燃比により決定される。
【００８９】
そして、Ｓ３０４で空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内であると判定されれば、燃料の添加量の補正は行わずに（Ｓ３０５）、添加制御を終了する。
【００９０】
これに対して、Ｓ３０４で空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではないと判定された場合には、その検出された値が、目標の範囲に対して、酸素濃度の高い側であるか否かの判定を行う（Ｓ３０６）。そして、酸素濃度が高い側（リーン側）であると判定された場合には補正Ａの処理を行って（Ｓ３０７）、添加制御を終了する。一方、酸素濃度が低い側（リッチ側）であると判定された場合には補正Ｂの処理を行って（Ｓ３０８）、添加制御を終了する。
【００９１】
ここで、補正Ａの処理と補正Ｂの処理について詳しく説明する。本実施の形態では、排気空燃比を目標の範囲内にするために、排気空燃比を検出して、検出されたデータを基に、燃料の添加量を逐次補正する、いわゆるフィードバック制御を行っている。つまり、上記の補正処理は、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではなかったために、燃料の供給量を補正することで、排気空燃比を目標の範囲内とするものである。
【００９２】
補正処理は、検出された排気空燃比と目標の排気空燃比（例えば、目標範囲の中間値、上記の具体例では１４．２）との差を求め、この差から供給する燃料の補正量を導くようにしている。従って、本実施の形態における補正処理は、空燃比センサ７４によって検出された値（入力データ）を入力することで、補正量を導出（出力）するプロセスを用いている。このプロセスの具体例としては、マップを用いたものや、演算式を用いたものが挙げられる。前者の場合には、例えばＥＣＵ９０に備えられた記憶装置（例えばＲＯＭ９２）に予め所定のマップを記憶させておき、入力データから出力データとなる補正量を選択することができる。また、後者の場合には、例えばＥＣＵ９０に備えられた記憶装置（例えばＲＯＭ９２）に予め所定の演算式を記憶させておき、入力データを演算式に代入して出力データとなる補正量を算出することができる。
【００９３】
そして、補正Ａの場合には、導出された補正量をそれまでの供給量に加算して目標の排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を加算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。一方、補正Ｂを行う場合には、導出された補正量をそれまでの供給量から減算して目標の排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を減算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。
【００９４】
ここで、本実施の形態では、補正Ａと補正Ｂの場合では、それぞれ導出プロセスを異なるようにしている。つまり、上記の具体例でいえば、補正Ａと補正Ｂとでは、マップあるいは演算式がそれぞれ異なるものを用いるようにしている。従って、ＥＣＵ９０に備えられた記憶装置には、補正Ａで用いるマップあるいは演算式と、補正Ｂで用いるマップあるいは演算式のいずれをも記憶させておき、いずれの補正を行うかによって、用いるマップあるいは演算式を適宜選択する必要がある。
【００９５】
そして、本実施の形態では、排気空燃比が目標とする排気空燃比よりも小さくなってしまうことを抑制するために、補正Ｂでは補正Ａに比べて補正量が大きくなるようにしている。具体的には、例えば、検出された排気空燃比と目標の排気空燃比との差をＸとする。このＸを入力データとした場合に、補正Ａのプロセスで導出される補正量（出力データ）Ｙ１と、補正Ｂのプロセスで導出される補正量Ｙ２は、Ｘがどのような値であっても常にＹ２＞Ｙ１の関係を満たすように設定されている。
【００９６】
このように、本実施の形態では、排気空燃比は目標とする排気空燃比よりも低い場合と高い場合とでは、前者の方が、補正量が大きくなるフィードバック制御を行うようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い状況から早急に抜け出ることが可能となる。また、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも高い状況からフィードバック制御によって燃料添加量の補正が行われた場合であっても、目標の排気空燃比よりも低い側へ大きくずれてしまうことはない。これらのことから、本実施の形態では、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の未燃燃料成分が排出されることを抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【００９７】
以上のフィードバック制御を行う場合の排気空燃比の変動の一例について、フィードバック制御の手順に沿って、図２〜図５を参照して説明する。
【００９８】
ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、上述した図４に示すように、還元剤の添加条件が導出される（Ｓ１００）。具体的には、図２の上部に示すように、燃料添加命令信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングが導出される。現実の製品では、添加期間と休止期間が交互に多数回現れる制御が行われるが、ここでは、説明を簡単にするために、添加期間が２回と、その間に休止期間が１回現れる場合を例にして説明する。また、現実の製品では、１回の添加期間中におけるフィードバック制御（補正）は多数回行われるが、ここでは、説明を簡単にするために、３回のみ行われる場合を例にして説明する。なお、図３においてＣに示す期間はＯ2ストレージの期間であり、Ｄに示す期間はフィードバック制御が行われる期間を示している。ここで、フィードバック制御が行われる期間は、具体的には、添加期間中であって、かつＯ2ストレージ期間終了後の期間に相当する。
【００９９】
添加条件が導出されると、添加期間であるか否かの判定が行われ（Ｓ２００）、ここでは添加期間（図２中Ａ０）であるので、添加制御動作が行われる（Ｓ３００）。添加制御では、まず、添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われる（Ｓ３０１）が、ここでは、まだ燃料添加は行われておらず、添加フラグはＯＦＦとなっている。従って、添加フラグがＯＮにされて燃料の添加が開始される（Ｓ３０２）。その後、ＮＯｘ触媒のＯ2ストレージ効果によって、排気空燃比はＯ2ストレージの状態となる（図３中、Ｃに示す期間）。
【０１００】
Ｏ2ストレージが終了すると（Ｓ３０３）、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる（Ｓ３０４）。ここでは、図３に示すＤ１のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域よりも低い（酸素濃度が低い）ため、補正Ｂによる処理が行われて（Ｓ３０６，Ｓ３０８）、添加制御が終了する。補正Ｂによる処理の場合には、上記の通り補正量が大きいため、図３に示すように、比較的急激に排気空燃比が高くなる制御が行われる。
【０１０１】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。この場合、未だ添加期間中であるので、再度、添加制御が行われる（Ｓ３００）。添加制御が開始されると添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われるが（Ｓ３０１）、今回は既に添加フラグはＯＮであるので、Ｓ３０４にジャンプして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる。ここでは、図３に示すＤ２のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域よりも高い（酸素濃度が高い）ため、補正Ａによる処理が行われて（Ｓ３０６，Ｓ３０７）、添加制御が終了する。補正Ａによる処理の場合には、上記の通り補正量が小さいため、図３に示すように、比較的緩やかに排気空燃比が低くなる制御が行われる。
【０１０２】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。この場合も、未だ添加期間中であるので、再度、添加制御が行われる（Ｓ３００）。添加制御が開始されると添加フラグがＯＮであるか否かの判定が行われるが（Ｓ３０１）、今回も既に添加フラグはＯＮであるので、Ｓ３０４にジャンプして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標空燃比の範囲内であるか否かの判定が行われる。ここでは、図３に示すＤ３のタイミングで判定が行われ、検出された排気空燃比は、目標の空燃比の領域にあるため、補正処理は行われずに（Ｓ３０５）、添加制御が終了する。従って、図３に示すように、その後、排気空燃比はあまり変化しない。
【０１０３】
その後、再び、添加期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ２００）。今度は、既に、図３に示すＥのタイミングであり、添加期間を過ぎているため、燃料の添加を停止して（Ｓ４００）、休止期間（図２中Ｂ１に示す期間）に移る。そして、休止期間であるか否かの監視を行い（Ｓ５００）、休止期間を過ぎたら、ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かの判定を行う（Ｓ６００）。この場合、図２に示すＡ１に示す期間であり、未だ、当該制御期間内であるので、再び、添加期間であるか否かの判定を行う（Ｓ２００）。ここでは、添加期間（Ａ１）であるので、添加制御（Ｓ３００）を開始する。
【０１０４】
そして、上記Ａ０に示す添加期間の場合と同様にフィードバック制御が行われ、Ａ１期間を終了した後に、燃料の添加が停止され（Ｓ４００）、休止期間が終了した後に、ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かの判定が行われる（Ｓ６００）。ここでは、ＳＯｘ被毒回復制御期間を過ぎているため、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。
【０１０５】
以上のようにして、本実施の形態では、排気空燃比が目標とする排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の未燃燃料成分が排出されることを抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【０１０６】
（第２の実施の形態）
図６〜図９には、第２の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第１の実施の形態と、ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順が異なる形態を示す。内燃機関の構成やＳＯｘ被毒回復制御の概要など、他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、その説明は省略する。
【０１０７】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
図６はＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。図７は図６において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。図８は図７においてストイキ制御の概略手順を示すフローチャートである。図９は図７において目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【０１０８】
本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、排気空燃比を間欠的にリッチ空燃比とする制御（リッチスパイク制御）を行っている。また、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、添加期間における燃料添加命令信号をパルス信号で送信している。これらの詳細については既に説明した通りであるので、その説明は省略する。
【０１０９】
図６のフローチャートに沿ってＳＯｘ被毒回復制御の手順を説明する。ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件が成立すると、図６に示すフローチャートにしたがってＳＯｘ被毒回復制御が行われる。なお、ＳＯｘ被毒回復制御を行う条件に関しては、既に説明した通りであるので、その説明は省略する。ＳＯｘ被毒回復制御が開始されると、まず、還元剤である燃料の添加条件が導出される（Ｓ１５０）。添加条件についても上記第１の実施の形態で説明した通りであるのでその説明は省略する。
【０１１０】
次に、導出された条件にしたがって、現在添加期間であるか否かを判定する（Ｓ２５０）。添加期間中であれば、添加制御を行う（Ｓ３５０）。そして、添加期間でなければ、あるいは、添加制御が終了後、燃料の添加を停止する（Ｓ４５０）。そして、導出された条件にしたがって、現在休止期間であるか否かを判定する（Ｓ５５０）。休止期間であれば、休止期間が終了するまで、現在休止期間であるか否かを監視する（Ｓ５５０）。
【０１１１】
Ｓ５５０で休止期間ではないと判定されれば、導出された条件にしたがって、現在ＳＯｘ被毒回復制御期間であるか否かを判定する（Ｓ６５０）。ＳＯｘ被毒回復制御期間ではないと判定されれば、ＳＯｘ被毒回復制御を終了する。一方、Ｓ６５０でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定されれば、再びＳ２５０に戻って同一の手順を繰り返す。ただし、Ｓ６５０でＳＯｘ被毒回復制御期間であると判定された場合に、Ｓ１５０に戻って、新たに添加条件の導出をし直すことを繰り返すこともできる。
【０１１２】
以上のように、導出された添加条件に基づいて、添加制御が逐次行われる添加期間と添加が停止される休止期間が、ＳＯｘ被毒回復制御期間が終了するまで繰り返される。このように、導出された添加条件に基づいた間欠リッチ制御が行われる。
【０１１３】
次に、添加制御（Ｓ３５０）の手順について、図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【０１１４】
添加制御がスタートすると、添加フラグをＯＮにする（Ｓ３６０）。つまり、燃料添加命令信号をＯＮにして（発信して）、燃料の添加を開始する。燃料の添加を開始した後に、Ｏ2ストレージが終了するまで監視を行う（Ｓ３７０）。ここで、Ｏ2ストレージが終了したか否かの判定に関しては、既に、上記第１の実施でも説明したが、本実施の形態では、Ｏ2ストレージ終了後にストイキ制御を行う（Ｓ３８０）ため、空燃比センサ７４を用いた判定を行うと、Ｏ2ストレージであるのかストイキ制御によるものなのかの判断が困難である。そこで、本実施の形態におけるＯ2ストレージが終了したか否かの判定は、添加開始後の一定時間によってＯ2ストレージが終了したものと判定するのが好適である。この一定時間は、ＮＯｘ触媒の特性等、各種構成によって適宜設定される。
【０１１５】
Ｏ2ストレージが終了したら、既に説明したように、ストイキ制御を行う（Ｓ３８０）。このストイキ制御は、Ｏ2ストレージとは異なり、積極的にストイキを狙った制御を行うものである。ここでは、ストイキ状態が安定になるまでストイキ狙いのフィードバック制御を行う。その後、排気空燃比がストイキよりも低い（還元性成分濃度の高い）目標空燃比となる制御を行い（Ｓ３９０）、添加制御を終了する。
【０１１６】
次に、ストイキ制御（Ｓ３８０）の手順について、図８に示すフローチャートに沿って説明する。なお、ここでは、Ｏ2ストレージの終了後に、排気空燃比がストイキ状態で安定すればよく、図８に示したフローチャートは、ストイキ状態に安定させる制御の一例に過ぎない。
【０１１７】
ストイキ制御がスタートすると、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内（例えば、１４．６〜１４．８）であるか否かの判定を行う（Ｓ３８１）。目標のストイキ範囲内でない場合には、目標のストイキ範囲にするべく、添加量の補正、すなわち、フィードバック制御を行う（Ｓ３８２）。Ｓ３８１で検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内であった場合には、不図示のカウンタ（ＥＣＵ９０に備えられる）のカウンタ値を１つ加算する（Ｓ３８３）。そして、カウンタ値の総計が閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３８４）。閾値よりも大きくない場合には、Ｓ３８１に戻り、再度同じ手順を繰り返す。Ｓ３８４で閾値よりも大きいと判定された場合には、ストイキ制御を終了する。
【０１１８】
このストイキ制御では、上述の通り、Ｏ２ストレージ終了後に、積極的にストイキを狙った制御を行い、ストイキ状態で安定させる制御である。従って、Ｏ２ストレージ終了後に、ストイキの状態が安定したと判定されるまでは、ストイキを目標とするフィードバック制御を行う必要がある。つまり、ストイキの状態が安定したと判定されるまでの期間（ストイキ安定判別期間）は、ストイキを目標とするフィードバック制御を行う必要がある。本実施の形態では、ストイキ状態が安定したか否かの判定を、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比の値を利用したものである。つまり、検出された空燃比が目標のストイキ範囲内である状態が一定期間以上続けばストイキ状態で安定していると考えられる。
【０１１９】
そこで、本実施の形態では、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標のストイキ範囲内であればカウンタを加算していき、加算値が閾値を越えればストイキ範囲内である状態が一定期間以上続いていると考えられ、このような判定手法を用いた。ただし、閾値に関しては、フィードバックタイミングやその他の構成の特性等によって、適正値が異なるため個々に設定すれば良い。また、閾値は、固定値であっても良いし、環境等に応じて変動する変動値を用いても良い。
【０１２０】
ここで、上記の通り、空燃比センサ７４はストイキ付近では検出精度が高いため、ストイキ状態が安定している間は、精度良く排気空燃比が検出されている。
【０１２１】
次に、ストイキ制御（Ｓ３８０）の終了後に行われる目標制御（Ｓ３９０）の手順について、図９に示すフローチャートに沿って説明する。目標制御がスタートすると、現在のストイキ（１４．７）から目標排気空燃比（例えば、１４．２あるいは１４．１〜１４．３）とするまでに必要な、燃料供給量の増量補正分Ｑαの導出が行われる（Ｓ３９１）。ここで、本実施の形態における目標空燃比は、効果的にＳＯｘ被毒を解消でき、かつ、過剰の未燃燃料が排出されず、白煙が発生しない空燃比により決定される。また、増量補正分Ｑαは、吸入空気量等を基に導出することができる。また、導出プロセスとしては、マップや演算式を用いて行うことができる。そして、増量補正分Ｑαが導出されれば、現在の添加量Ｑａｄに増量補正分Ｑαを加算して目標排気空燃比に近づける処理を行う。つまり、補正量を加算した供給量で燃料の添加を行わせるべく命令信号を発信する。その後、添加期間中であるか否かを監視し（Ｓ３９３）、添加期間が終了したら目標制御を終了する。添加期間中は、補正量を加算した供給量で燃料の添加を続ける。ただし、この場合にも、更に補正を繰り返すフィードバック制御を行うと、より効果的である。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態では、ストイキで安定した状態から目標の排気空燃比となる制御を行っている。従って、空燃比センサ７４によって排気空燃比の検出が精度良く行われている状態から、目標の排気空燃比となるように燃料の供給量が制御されるため、精度良く目標の排気空燃比が達成される。つまり、上述の通り、空燃比センサ７４はストイキ付近では検出精度が高いものの、ストイキから離れると検出精度が低下する特性を有する。従って、従来一般に行われていたように、空燃比がストイキよりも高い状態から目標の排気空燃比を狙った制御を行うと、検出精度の低い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が悪くなってしまう。
【０１２３】
これに対して、本実施の形態では、検出精度の高い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が高くなる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の燃料が放出されることを抑制できる。
【０１２４】
（第３の実施の形態）
図１０には、第３の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第２の実施の形態において、ストイキ制御を行った際の補正量を学習値として保管しておき、これを目標制御の際に反映する点のみが異なる。その他については上記第２の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１２５】
〔ＳＯｘ被毒回復制御の具体的な実行手順〕
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る添加制御（図６中添加制御Ｓ３５０に相当）の概略手順を示すフローチャートである。上記第２の実施の形態で説明した図６及び図８のフローチャートに示した手順については、本実施の形態でも同一であるので、ここでは、その説明は省略する。また、図９のフローチャートに示した手順に関しても、あまり相違する点はないので、図示は省略する。
【０１２６】
本実施の形態では、図６に示すフローチャートの中で、添加制御Ｓ３５０が、第２の実施の形態と相違する。従って、本実施の形態では添加制御Ｓ３５０Ａとして、図１０を参照して添加制御について説明する。添加制御がスタートすると、添加フラグをＯＮにして（Ｓ３６０）、Ｏ2ストレージ終了後（Ｓ３７０）、ストイキ制御を行う（Ｓ３８０）までの一連の動作に関しては、上記第２の実施の形態と同様である（図７参照）。
【０１２７】
そして、本実施の形態では、ストイキ制御（Ｓ３８０）において、排気空燃比がストイキとなるようにフィードバック制御を行った際の添加量の補正値（図８中、Ｓ３８１，Ｓ３８２参照）を学習値として保管する（Ｓ７００）。その後、目標制御を行って（Ｓ３９０Ａ）、添加制御を終了する。ここで、本実施の形態では、目標制御を行う際に（Ｓ３９０Ａ）、保管した学習値を、増量補正分を導出する際に反映させている。
【０１２８】
つまり、ストイキ制御を行う際にフィードバック制御（補正）が必要となるのは、ストイキとするために必要と考えられる供給量で燃料を添加したとしても、現実には、各種構成の寸法誤差や環境及び経時劣化等に基づいて誤差が生じるため、この誤差を補正する必要があるからである。このような誤差は、その後、目標空燃比となる制御を行う場合でも、同様の現象に基づいて誤差が生じると考えられるため、ストイキ制御を行うためのフィードバック制御に用いた補正値を反映させることで、そのような誤差を予め少なくすることが可能である。そこで、本実施の形態では、そのような手法を採用することとした。
【０１２９】
具体的な例の一つを簡単に説明する。ストイキ狙いの供給量をＱとした場合に、実際にストイキにするには供給量をＱ＋ｑにする必要があったとすると、補正量はｑである。この場合、目標排気空燃比狙いの供給量がＱαと導出された場合には（図９Ｓ３９１参照）、増量補正分は、Ｑα×（（Ｑ＋ｑ）／Ｑ）として、これを現在の添加量Ｑａｄに増量補正するようにすれば良い。また、ストイキ狙いのフィードバック制御が行われる場合には、通常、多数回の補正がなされると考えられる。この場合に、学習値として保管する補正量に関しては、補正されるごとに補正量を更新するようにすることもできるし、複数の補正量（例えば、最新１０回分の補正量）の平均値を補正量として保管するようにすることもできる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態では、目標排気空燃比を狙った制御を行う際に、その直前に行われた、ストイキ狙いのフィードバック制御の際に用いた補正値を学習値として反映させるため、上記第２の実施の形態に比べて、より一層目標の排気空燃比の精度が高くなる。従って、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制でき、過剰の燃料が放出されることを抑制できる。
【０１３１】
（第４の実施の形態）
図１１には、第４の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上記第２の実施の形態において、目標制御を行う際に、上記第１の実施の形態で示したフィードバック制御の考え方を採用したものである。その他については上記第２の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１３２】
図１１は本発明の第４の実施の形態における目標制御の概略手順を示すフローチャートである。上記第２の実施の形態で説明した図６〜図８のフローチャートに示した手順については、本実施の形態でも同一であるので、ここでは、その説明は省略する。本実施の形態では、図７に示すフローチャートの中で、目標制御Ｓ３９０が、第２の実施の形態と相違する。従って、本実施の形態では添加制御Ｓ３９０Ａとして、図１１を参照して目標制御について説明する。
【０１３３】
目標制御がスタートすると、目標排気空燃比までの増量補正分Ｑαを導出して（Ｓ３９１）、現在の添加量ＱａｄにＱαを増量補正する（Ｓ３９２）までの一連の動作に関しては、上記第２の実施の形態と同様である（図９参照）。ただし、増量補正分の導出にあたっては、上記第３の実施の形態で説明したように、ストイキ制御の際に用いた補正値を学習値として反映させると、より効果的である。
【０１３４】
そして、本実施の形態では、目標排気空燃比までの増量補正分Ｑαが増量補正された後に、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内（例えば、空燃比１４．１〜１４．３）にあるか否かの判定を行う（Ｓ３９３Ａ）。そして、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内であると判定されれば、燃料の添加量の補正は行わない（Ｓ３９５Ａ）。一方、Ｓ３９３Ａで、空燃比センサ７４によって検出された排気空燃比が目標の範囲内ではないと判定された場合には、その検出された値が、目標の範囲に対して、酸素濃度の高い側であるか否かの判定を行う（Ｓ３９４Ａ）。そして、酸素濃度が高い側（リーン側）であると判定された場合には補正Ａの処理を行い（Ｓ３９６Ａ）、酸素濃度が低い側（リッチ側）であると判定された場合には補正Ｂの処理を行う（Ｓ３９７Ａ）。
【０１３５】
その後、現在添加期間であるか否かの判定が行われ（Ｓ３９８Ａ）、添加期間であると判定されれば、Ｓ３９３Ａに戻って同様の処理が繰り返され、Ｓ３９８Ａで添加期間ではないと判定されれば、目標制御を終了する。Ｓ３９３Ａ〜Ｓ３９８Ａまでの、排気空燃比を目標の空燃比とするための補正処理（フィードバック制御）に関しては、上記第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態では、上記第２の実施の形態と同様に、ストイキ制御後に、目標排気空燃比を狙った制御がなされるので、検出精度の高い状態から目標の排気空燃比を狙う制御を行うことになるため、目標の排気空燃比の精度が高くなる。更に、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、排気空燃比は目標とする排気空燃比よりも低い場合と高い場合とでは、前者の方が、補正量が大きくなるフィードバック制御を行うようにした。これにより、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも低い状況から早急に抜け出ることが可能となる。従って、本実施の形態では、相乗効果的に、排気空燃比が目標の排気空燃比よりも過剰に低くなってしまうことを抑制できる。従って、過剰の未燃燃料成分が排出されることをより一層抑制でき、白煙の発生や臭気の発生を抑制することが可能となる。
【０１３７】
（その他）
これまでの実施の形態では、ＳＯｘ被毒回復制御を行う際に、間欠リッチ方式を採用した場合のみについて説明したが、連続でリッチとする方式にも、各実施の形態における制御の考え方を適用することも可能である。つまり、連続でリッチとする方式において、第１の実施の形態で説明したように、目標の排気空燃比となるべくフィードバック制御を行う際に、補正Ａと補正Ｂを用いることができる。また、第２の実施の形態で説明したように、連続でリッチとする方式において、目標のリッチ排気空燃比とする前に、ストイキを狙った制御を行うこともできる。また、第３の実施の形態で説明した学習値を利用することもできるし、第４の実施の形態で説明したように、第１，２の実施の形態の制御の考え方を組み合わせることもできる。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。また、これにより、白煙の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御を行う際の経過時間に対する排気空燃比の変動の様子を示す図である。
【図３】図２における一部拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図５】図４において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるＳＯｘ被毒回復制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図７】図６において添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図８】図７においてストイキ制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図９】図７において目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における添加制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における目標制御の概略手順を示すフローチャートである。
【図１２】実際の排気空燃比に対して、空燃比センサによって検出される空燃比の様子を示したものである。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ 燃料供給系
１１ サプライポンプ
１２ コモンレール
１３ 燃料噴射弁
１４ 遮断弁
１６ 調量弁
１７ 還元剤添加弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ インタークーラ
３２ スロットル弁
４０ 排気系
４２ 触媒ケーシング
５０ ターボチャージャ
５１ シャフト
５２ タービンホイール
５３ コンプレッサホイール
６０ ＥＧＲ通路
６１ ＥＧＲ弁
６２ クーラ
７０ レール圧センサ
７１ 燃圧センサ
７２ エアフロメータ
７３ 排気温センサ
７４ 空燃比センサ
７５ ＮＯｘセンサ
７６ アクセルポジションセンサ
７７ クランク角センサ
９０ ＥＣＵ
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ バックアップＲＡＭ
９５ タイマーカウンタ
９６ 外部入力回路
９７ 外部出力回路
９８ 双方向性バス
Claims (7)
- 排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと共に、
該目標空燃比となる制御を行う場合には、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うと共に、
該目標空燃比となる制御を行う場合には、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしており、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後、ストイキ 安定判定期間経過後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行うことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行い、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行う際に、ストイキ制御を行った際の補正量を、目標空燃比となる制御を行う場合における補正量の導出の際に反映させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行う際に、ストイキ制御を行った際の補正量を、目標空燃比となる制御を行う場合における補正量の導出の際に反映させることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気通路内にある排気浄化部の酸化性成分濃度が高い場合には排気中に含まれる酸化性の排気物質を吸収し、前記排気浄化部の酸化性成分濃度が低くかつ還元雰囲気の場合には吸収していた酸化性の排気物質を放出しつつ還元することで、酸化性の排気物質の浄化を行う浄化手段と、
前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気浄化部よりも下流側で排気空燃比を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された値と目標とする排気空燃比との差から、供給する還元剤の補正量を導出し、該補正量に基づいて供給される還元剤の供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する場合には、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行い、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後、ストイキ安定判定期間経過後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行い、
前記フィードバック制御手段は、排気空燃比がストイキとなる制御を行った後に、排気空燃比がストイキよりも還元性成分濃度の高い目標空燃比となる制御を行う際に、ストイキ制御を行った際の補正量を、目標空燃比となる制御を行う場合における補正量の導出の際に反映させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 周囲の雰囲気に応じて酸化性の排気物質を吸収あるいは放出還元する浄化手段によって排気が浄化される排気浄化部よりも下流側で、検出手段により検出された排気空燃比データの信号を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信した排気空燃比データと目標とする排気空燃比との差から、前記排気浄化部に還元剤を供給する供給手段により供給される還元剤の供給量の補正量を導出する導出手段と、
該導出手段によって導出された補正量によって補正された供給量で供給するように、前記供給手段に対して指示する信号を発信する発信手段と、を備え、
前記供給手段による還元剤の供給量のフィードバック制御を行う制御装置であって、
前記浄化手段から排気物質を放出還元する際に、前記差がＸの場合に、前記検出手段による検出結果が目標とする排気空燃比よりも高い場合の前記補正量をＹ１とし、該排気空燃比よりも低い場合の前記補正量をＹ２とすると、前記Ｘの値にかかわらずＹ２＞Ｙ１の関係を満たしていることを特徴とする制御装置。
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