JP5552406B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。より詳しくは、排気浄化触媒の温度を制御する触媒温度制御手段を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。

内燃機関の排気系に設けられる排気浄化触媒の活性は、温度の影響を大きく受けることが知られている。このため、エミッション抑制の観点から触媒の温度制御は重要であり、特に内燃機関の始動時には触媒を速やかに昇温することが好ましい。

触媒の温度制御では、排気系の温度を検出する温度センサが用いられるが、排気系の激しい温度変化に耐え得る温度センサは応答性が低い。このため、温度センサを用いたフィードバック制御では、触媒の温度を精度良く制御することは困難である。このため、例えば温度センサの応答遅れをモデル化した温度センサモデルを構築し、このような温度センサの応答遅れを補償する技術が提案されている（特許文献１参照）。

触媒の温度制御では、以上のような温度センサの応答遅れの他にも、排気系の熱伝導の遅れが生じる。例えば、酸化触媒、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）及びＮＯｘ還元触媒などの複数の排気浄化手段が排気通路に直列に配置される希薄燃焼式内燃機関では、触媒の熱容量が大きいために熱伝導の遅れが生じる。この熱伝導の遅れは、温度センサの応答遅れよりも大きく、特に、通常最も下流に配置されるＮＯｘ還元触媒では、熱伝導の遅れは非常に大きなものとなる。以上のように、排気系の熱伝導の遅れが大きいため、上記特許文献１の技術により温度センサの応答遅れを補償しても、触媒の温度を精度良く制御することができなかった。

排気系の熱伝導の遅れの課題を解消するためには、温度センサで検出した現在の触媒の温度だけでなく、触媒に供給されるエネルギに着目することが有効であると考えられる。例えば特許文献２には、このような触媒に供給されるエネルギに着目した制御装置が提案
されている。この制御装置では、内燃機関の筒内で仕事して取り出し得る状態で生じた発熱量のうち図示仕事として用いられずに排出された排気損失としての排気エネルギを燃焼サイクルごとに算出し、この算出した排気エネルギを所定の目標値に一致させることにより、触媒の温度を所望の温度に制御する。

特許第４３７３９０９号公報 特許第４１０００７７号公報

ところで、内燃機関の始動直後においては、触媒はその活性温度を大きく下回った状態であるため、この触媒による浄化性能は著しく低い。そこで、特許文献２に示されているように、内燃機関の始動直後の触媒暖機時の目標排気エネルギを、暖機後の目標排気エネルギよりも大きな値に設定することにより、触媒を速やかに昇温することが好ましい。しかしながら、このような制御を行うと、触媒の温度を速やかに上昇させることができるものの目標温度を大きくオーバーシュートしてしまい、結果として燃費が悪化したり触媒が劣化したりするおそれがある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の温度について、目標温度をオーバーシュートすることなく速やかに昇温できる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン２）の排気通路（例えば、後述の排気管３）に設けられた排気浄化触媒（例えば、後述の選択還元触媒３３）を備える内燃機関の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）を提供する。前記排気浄化装置は、前記排気浄化触媒の温度を所定の目標温度（Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}）まで昇温するための昇温モードと、前記排気浄化触媒の温度を前記目標温度（Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}）近傍に保持するための保温モードと、を含む複数種類の制御モード下で前記排気浄化触媒の温度を制御する触媒温度制御手段（例えば、後述の温度制御装置４１及びそのメインコントローラ４２）と、前記排気通路内に単位時間当りに供給されたエネルギである排気エネルギと、当該排気エネルギの所定の期間にわたる積算量である排気エネルギ積算量とを算出する排気エネルギ算出手段（例えば、後述の排気エネルギ推定部４４）と、前記内燃機関の始動開始後に前記触媒温度制御手段が前記昇温モード下で前記排気浄化触媒の温度を制御している間において、前記内燃機関の始動開始時から現在までの排気エネルギ積算量（ΣＥ_ＨＡＴ）が所定の目標値（ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}）に達したことに基づいて、前記制御モードを昇温モードから保温モードへ切替える制御モード切替手段（例えば、後述の制御モード設定部４６）と、を備え、前記排気エネルギ積算量の目標値は、前記排気浄化触媒の温度を前記内燃機関の始動開始時における温度から前記目標温度まで上昇させるのに必要な排気エネルギ積算量に相当することを特徴とする。

本発明では、排気浄化触媒の温度を所定の目標温度まで昇温するための昇温モードと、排気浄化触媒の温度を目標温度近傍に保持するための保温モードとを含む複数種類の制御モード下で排気浄化触媒の温度を制御する触媒温度制御手段を設けた。また、この触媒温度制御手段により内燃機関の始動開始後に昇温モード下で排気浄化触媒の温度を制御している間において、内燃機関の始動開始時から現在までの排気エネルギの積算量が、排気浄化触媒の温度をその目標温度まで上昇させるのに必要な排気エネルギ積算量に相当する目標値に達したときに、制御モードを昇温モードから保温モードへの切替える制御モード切替手段を設けた。これにより、内燃機関の始動開始後、昇温モード下で排気浄化触媒の温度を制御している間において、内燃機関の始動開始時から現在までの排気エネルギ積算量が目標値に達した場合には、排気浄化触媒の温度が近い将来に目標温度に到達すると予測できるので、現在の排気浄化触媒の温度がまだ目標温度に達していなくても制御モードを昇温モードから保温モードへと早期に切替えることができる。このように、排気浄化触媒の昇温に寄与する排気エネルギ積算量に基づいて、制御モードを昇温モードから保温モードへと切替えることにより、昇温モード下で排気浄化触媒の温度を速やかに昇温しつつ、当該触媒の温度を目標温度にオーバーシュートすることなく精度良く制御することができる。

この場合、前記排気浄化装置は、前記排気エネルギに対する目標値である排気エネルギ目標値を算出する目標排気エネルギ算出手段（例えば、後述の目標排気エネルギ算出部４５）をさらに備え、前記触媒温度制御手段は、前記排気エネルギ（Ｅ_ＨＡＴ）を前記排気エネルギ目標値（Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}）に一致させながら、前記排気浄化触媒の温度（Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}）を前記目標温度（Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}）に一致させることが好ましい。

この発明では、上述のように熱伝導による遅れがある排気浄化触媒の温度を目標温度に制御するにあたり、熱伝導による遅れを考慮する必要のない排気エネルギを排気エネルギ目標値に一致させることにより、排気浄化触媒の温度を精度良く制御することができるので、効率よく排気を浄化できる。

この場合、前記目標排気エネルギ算出手段は、前記昇温モード時における排気エネルギ目標値を、前記保温モード時における排気エネルギ目標値よりも大きな値に設定することが好ましい。

この発明によれば、昇温モード時における排気エネルギ目標値を保温モード時における排気エネルギ目標値よりも大きな値に設定することにより、昇温モード時には、排気浄化触媒に短時間でより多くのエネルギを供給できるため、昇温モードの時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。 上記実施形態に係る排気系温度推定装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る温度制御装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る排気エネルギ推定部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る目標排気エネルギ算出部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る制御モードを切り替える手順を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る温度制御装置のメインコントローラの構成を示すブロック図である。 従来の排気浄化装置の制御例を示すタイムチャートである。 上記実施形態に係る排気浄化装置の制御例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、図示しない車両に搭載された本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という）２の排気浄化装置１の構成を示す図である。
エンジン２は、リーンバーンエンジンであり、図示しない各気筒の吸気ポート付近には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁は、制御装置４により電気的に接続されており、燃料噴射弁による燃料噴射量や噴射時期などは、制御装置４により制御される。

エンジン２の排気管３には、酸化触媒３１と、酸化触媒が担持されたＤＰＦ（以下、「ＣＳＦ（Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｓｏｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ）」という）３２と、選択還元触媒３３とが、上流側からこの順で設けられている。

酸化触媒３１は、排気との反応により発生する熱で排気を昇温するとともに、排気中のＮＯをＮＯ_２に変換し、後述の選択還元触媒３３におけるＮＯｘの還元を促進する。

ＣＳＦ３２は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素を主成分とする粒子状物質（ＰＭ）を、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。

選択還元触媒３３は、アンモニアなどの還元剤が存在する雰囲気下で、排気中のＮＯｘを選択的に還元する。具体的には、ＣＳＦ３２と選択還元触媒３３との間に設けられた図示しないユリア噴射装置からアンモニアの前駆体としての尿素水を噴射すると、噴射された尿素水は排気の熱により熱分解又は加水分解されて、アンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、選択還元触媒３３に吸着されるか、又は排気中のＮＯｘの還元に消費される。
本実施形態における排気系は、排気管３と、この排気管３内に設けられた酸化触媒３１、ＣＳＦ３２及び選択還元触媒３３とを含んで構成される。

制御装置４には、温度センサ９１、クランク角度位置センサ９５、アクセル開度センサ９６及びエアフローメータ９７等の各種センサが電気的に接続されている。温度センサ９１は、選択還元触媒３３の温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}を検出し、検出値に略比例した信号を制御装置４に供給する。クランク角度位置センサ９５は、エンジン２のクランク軸の回転角度を検出するとともに、所定のクランク角度ごとにパルスを発生し、このパルス信号を制御装置４に供給する。エンジン２の回転数ＮＥは、このパルス信号に基づいて制御装置４により算出される。

アクセル開度センサ９６は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下、「アクセル開度」という）ＡＰを検出し、検出したアクセル開度ＡＰに略比例した検出信号を制御装置４に供給する。エンジン２の要求トルクＴＲＱは、このアクセル開度ＡＰと上記のエンジン回転数ＮＥに応じて制御装置４により算出される。本実施形態では、この要求トルクＴＲＱを、エンジン２の負荷を表す負荷パラメータとする。エアフローメータ９７は、エンジン２の吸入空気量を検出し、検出値に略比例した信号を制御装置４に供給する。

制御装置４は、排気系温度推定装置４３と、温度制御装置４１と、を含んで構成される。

排気系温度推定装置４３は、エンジン２の運転状態に関する複数のパラメータ及び温度センサ９１の検出値に基づいて、排気管内の排気温度、酸化触媒３１の温度、ＣＳＦ３２の温度及び選択還元触媒３３の温度などの排気系の各種温度の他、後述の排気系の熱容量を推定する。

温度制御装置４１は、排気系温度推定装置４３により算出された排気系の温度及び熱容量などの推定値に基づいて、排気系の温度を制御する。上記排気系のうち特に選択還元触媒３３は、その温度とＮＯｘ浄化性能との相関が強いため、精度の高い温度制御が要求される。そこで温度制御装置４１は、排気系の選択還元触媒３３の温度を、そのＮＯｘ浄化性能が高く維持されるように定められた目標温度（例えば、２５０℃）に制御する。

またこの温度制御装置４１は、昇温モードと、保温モードと、停止モードとの３つの異なる種類の制御モード下で選択還元触媒３３の温度を制御することが可能となっている。

昇温モードとは、例えばエンジン２の始動開始直後において、選択還元触媒３３の温度がその目標温度に対して十分に低い場合に、選択還元触媒３３の温度を目標温度まで速やかに昇温し、早期活性化を図る制御モードである。
保温モードとは、例えば選択還元触媒３３の温度が目標温度に達した後において、選択還元触媒３３の温度を目標温度の近傍に保持し、ＮＯｘ浄化性能を高く維持する制御モードである。
停止モードとは、例えば高負荷運転時など選択還元触媒３３の温度が目標温度に対して十分に高い場合において、上記昇温モードや保温モードのように選択還元触媒３３の昇温及び保温に寄与する制御を行わない制御モードである。

以下、これら排気系温度推定装置４３及び温度制御装置４１の構成について、図面を参照して詳細に説明する。

先ず、排気系温度を推定する排気系温度推定装置４３について説明する。
図２は、排気系温度推定装置４３の構成を示すブロック図である。
排気系温度推定装置４３は、排気系温度推定モデル４３１と、温度センサモデル４３２と、モデルパラメータ同定器４３４と、排気系熱容量推定部４３５とを備え、これらにより、排気系の各種温度及び熱容量を推定する。

排気系温度推定モデル４３１は、燃料噴射量、回転数、吸入空気量、ポスト噴射量（後述のポスト噴射に供される燃料噴射量）などのエンジンの運転状態を特徴付ける複数のパラメータを入力とし、排気系の各部分の熱伝導を再現する物理モデルに基づいて、排気管のうち酸化触媒に流入する排気の温度の推定値Ｔ_{ＥＸ＿ＨＡＴ}と、酸化触媒の温度の推定値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＨＡＴ}と、ＣＳＦの温度の推定値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＨＡＴ}と、選択還元触媒の温度の推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}と、の４種類の排気系の温度の推定値を算出する。

具体的には、排気系温度推定モデル４３１では、上記複数のパラメータに基づいてエンジン直下のポート部排気温度を推定するとともに、このポート部排気温度を、ニュートンの冷却則に従い差分方程式で定式化された排気系の物理モデルに入力することで、上記各部分の温度を推定する。なお、このような排気系の物理モデルの詳細な構成や、差分方程式で構築する具体的な手順については、例えば本願出願人による特開２００６−２５０９４５号公報や特許４３７３９０９号公報などに記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。

また、このような排気系の物理モデルを差分方程式で構築する際、複数の排気系の物理特性に関する複数のパラメータを同定する必要がある。これら複数の未定のパラメータのうち、排気管の断面積や長さなど排気系の劣化に伴ってほとんど変化しないパラメータには予め実験により測定された固定値が用いられるが、排気系を構成する各部分の比熱など排気系の劣化に伴って変化し得る複数のモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎは、後述のモデルパラメータ同定器４３４により逐次発生された値が用いられる。

温度センサモデル４３２は、排気系温度推定モデル４３１により算出された選択還元触媒温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}に基づいて、温度センサ出力値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}の推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＭ}を算出する。上述のように、温度センサ９１の出力値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}には、実際の選択還元触媒の温度変化に対し遅れが生じる。そこで、温度センサモデル４３２は、この実際の温度センサの遅れをモデル化するとともに、排気系温度推定モデル４３１により算出された選択還元触媒温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}に上記モデル化した遅れを生じさせることにより、温度センサ出力値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}の推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＭ}を算出する。

モデルパラメータ同定器４３４は、温度センサ出力推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＭ}と温度センサ出力値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}との誤差が、排気系温度推定モデル４３１における排気系モデルと実際の排気系との誤差に起因するものであるとみなし、このモデルの誤差を解消するべく温度センサ出力推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＭ}と温度センサ出力値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＳＮＳ}との誤差が最小となるように上記物理モデルに含まれるモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎを逐次同定する。ここで、モデル化パラメータを同定する手法としては、例えば逐次型最小２乗法アルゴリズムといった従来既知のアルゴリズムが用いられる。このように、モデル化誤差が最小になるようにモデル化パラメータを同定することにより、排気系温度推定モデル４３１における物理モデルを現実の排気系の劣化に合わせて修正できるので、各種温度の推定精度を高く維持することができる。

排気系熱容量推定部４３５は、モデルパラメータ同定器４３４により発生された複数のモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎに基づいて、排気系の熱容量［Ｊ／Ｋ］に相当する排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}を算出する。この排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}とは、排気管並びにその内部に設けられた各種触媒及びフィルタを含む排気系全体を対象とした熱容量であり、より具体的には、排気系のうち選択還元触媒を単位温度上昇させるため、排気管内に供給する必要のあるエネルギを示す。上述のように、複数のモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎには、排気系の各部分における比熱などの情報が含まれているため、これらモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎから、上述のような定義の排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}を算出することができる。

図３は、温度制御装置４１の構成を示すブロック図である。
温度制御装置４１は、メインコントローラ４２と、排気エネルギ推定部４４と、目標排気エネルギ算出部４５と、制御モード設定部４６とを含んで構成され、これらにより選択還元触媒の温度を制御する。

排気エネルギ推定部４４は、排気管内に単位時間当りに供給された排気のエネルギである排気エネルギ［Ｗ］の推定値Ｅ_ＨＡＴと、この排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴの所定の期間にわたる積算量である排気エネルギ積算量［Ｊ］の推定値ΣＥ_ＨＡＴとを算出する。
目標排気エネルギ算出部４５は、上記排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴに対する目標値である排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}と、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴに対する目標値である排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}を算出する。

制御モード設定部４６は、温度制御装置４１における制御モードを、昇温モード、保温モード及び停止モードの何れかに設定する。
メインコントローラ４２は、排気系温度推定装置４３により算出された酸化触媒温度推定値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＨＡＴ}、ＣＳＦ温度推定値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＨＡＴ}及び選択還元触媒温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}、並びに排気エネルギ推定部４４及び目標排気エネルギ算出部４５により算出された排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴ及び排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}に基づいて、選択還元触媒の温度に影響のあるエンジンの運転パラメータとして、ポスト噴射の実行に供される燃料噴射量であるポスト噴射量Ｇ_ＰＯＳＴを決定する。

ここで、ポスト噴射とは、燃焼室内の燃焼後の膨張行程又は排気工程において実行され、気筒内での燃焼に寄与しない燃料噴射である。このポスト噴射が実行されると、未燃の炭化水素（ＨＣ）成分を含む排気が排気管内の酸化触媒に供給され、この酸化触媒においてＨＣの酸化反応が進行し、反応により生じた熱により下流側のＣＳＦ及び選択還元触媒が昇温又は保温される。

以下、排気エネルギ推定部４４、目標排気エネルギ算出部４５、制御モード設定部４６、メインコントローラ４２の構成について、順に説明する。

図４は、排気エネルギ推定部４４の構成を示すブロック図である。排気エネルギ推定部４４は、排気熱容量推定部４４１と、乗算器４４２と、排気ＨＣエネルギ推定部４４３と、加算器４４４と、積分器４４５とから構成される。排気エネルギ推定部４４は、これら構成により、排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴ及び排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴを算出する。

排気熱容量推定部４４１は、吸入空気量ＧＡに基づいて排気管内の排気の質量流量を推定し、さらにこの質量流量に排気の比熱を乗算することにより、単位時間当りに排気管内に流入する排気の熱容量に相当するする排気熱容量［Ｊ／Ｋ］の推定値σ_ＥＸを算出する。
乗算器４４２は、排気熱容量推定値σ_ＥＸに排気温度推定値Ｔ_{ＥＸ＿ＨＡＴ}を乗算することにより、単位時間当りに排気管内に流入する排気の熱量に相当する排気温度エネルギ［Ｗ］の推定値Ｅ_{ＥＸ＿ＨＡＴ}を算出する。

排気ＨＣエネルギ推定部４４３は、単位時間当りに排気管内に流入する排気のＨＣ量を推定し、さらにこのＨＣ量に基づいて、単位時間当りに排気管内に流入する排気中に含まれる未燃成分ＨＣのエネルギに相当する排気ＨＣエネルギ［Ｗ］の推定値Ｅ_{ＨＣ＿ＨＡＴ}を算出する。この排気ＨＣエネルギとは、排気中の未燃成分ＨＣが酸化触媒やＣＳＦなどにおいて燃焼することで発生しうるエネルギをいう。また、排気中のＨＣ量は、図示仕事として取り出すことを目的としエンジンに供給された燃料量（燃料噴射量からポスト噴射量を除いた燃料量）のうち完全に燃焼し切れずに排気管内に供給された燃料量と、ポスト噴射を実行することで排気管内に供給された燃料量と、に基づいて推定される。また、これらのうちエンジンで完全に燃焼し切れずに排気管内に供給された燃料量は、例えば、エンジンの負荷パラメータＴＲＱ及び回転数ＮＥに応じて、所定のマップを検索することで算出される。

加算器４４４は、乗算器４４２で算出された排気温度エネルギ推定値Ｅ_{ＥＸ＿ＨＡＴ}と、排気ＨＣエネルギ推定部４４３で算出された排気ＨＣエネルギ推定値Ｅ_{ＨＣ＿ＨＡＴ}とを合算することにより排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴを算出する。

積分器４４５は、加算器４４４で算出される排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴを、所定の期間にわたって積算することにより、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴを算出する。具体的には、この積分器４４５は、エンジンの始動開始時から、上記排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴの積算を開始する。したがって、この積分器４４５により算出される排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴは、エンジンの始動開始時から現在までの間に排気管内に供給されたエネルギの総量となる。

図５は、目標排気エネルギ算出部４５の構成を示すブロック図である。目標排気エネルギ算出部４５は、必要排気エネルギ基準値算出部４５１と、ＴＰ排気エネルギ算出部４５２と、放熱エネルギ算出部４５３と、加算器４５４，４５５と、必要上昇温度算出部４５６と、乗算器４５７と、から構成される。目標排気エネルギ算出部４５は、これら構成により、排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}及び排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}を算出する。

先ず、排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}の算出に係る必要排気エネルギ基準値算出部４５１、ＴＰ排気エネルギ算出部４５２、放熱エネルギ算出部４５３及び加算器４５４，４５５について説明する。

必要排気エネルギ基準値算出部４５１は、エネルギの逃げ分が無いと仮定したときに、選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}まで昇温又は目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}近傍に保持するのに供給する必要のある排気エネルギに相当する必要排気エネルギ基準値Ｅ_{ＢＡＳＥ＿ＴＲＧＴ}を、選択還元触媒温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}及びその目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}及び現在の制御モードの種類に基づいて算出する。より具体的には、必要排気エネルギ基準値算出部４５１では、制御モードごとに予め設定されたマップに基づいて、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}及びその目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に応じた基準値Ｅ_{ＢＡＳＥ＿ＴＲＧＴ}を算出する。

なお、ここで設定する排気エネルギ目標値は、単位時間当りに排気管内に供給される排気エネルギに対する目標値であるので、この排気エネルギ目標値を大きくすると、単位時間当りに排気管内に供給されるエネルギの量が大きくなるので、選択還元触媒の温度変化は急になる傾向がある。
したがって、昇温モード時に参照されるマップ及び保温モード時に参照されるマップは、同じ選択還元触媒温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}及び目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に対し、保温モード時における必要排気エネルギ基準値よりも昇温モード時における必要排気エネルギ基準値の方が大きな値になるように設定される。このようにして必要排気エネルギ基準値を定めることにより、昇温モード時における排気エネルギ目標値を保温モード時における排気エネルギ目標値よりも大きな値に設定される。

ＴＰ排気エネルギ算出部４５２は、単位時間当りにテールパイプから排出されるエネルギ、すなわち排気管内に供給された排気エネルギのうち、排気系の昇温に寄与することなく排気管を通過してテールパイプから外に逃げてゆくエネルギに相当するＴＰ排気エネルギＥ_ＴＰを算出する。より具体的には、ＴＰ排気エネルギ算出部４５２は、エンジンの負荷パラメータＴＲＱ、回転数ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて所定のマップを検索することにより、ＴＰ排気エネルギＥ_ＴＰを算出する。
放熱エネルギ算出部４５３は、単位時間当りに排気系から放熱される熱量、すなわち排気管内に供給された排気エネルギのうち、排気系の昇温に寄与することなく排気系から放熱されて外に逃げていくエネルギに相当する放熱エネルギＥ_ＲＡＤを算出する。より具体的には、放熱エネルギ算出部４５３は、エンジンの負荷パラメータＴＲＱ及び外気温度に基づいて所定のマップを検索することにより、放熱エネルギＥ_ＲＡＤを算出する。
加算器４５４，４５５は、以上のようにして算出された基準値Ｅ_{ＢＡＳＥ＿ＴＲＧＴ}、ＴＰ排気エネルギＥ_ＴＰ及び放熱エネルギＥ_ＲＡＤを合算し、この合計値を排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}として決定する。

次に排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＡＲＧＴ}の算出に係る必要上昇温度算出部４５６及び乗算器４５７について説明する。
必要上昇温度算出部４５６は、選択還元触媒の目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}からエンジンの始動開始時における選択還元触媒の温度を減算することにより、エンジン始動開始時において、選択還元触媒の温度を目標温度まで上昇させる必要のある温度に相当する必要上昇温度ΔＴ_ＳＣＲを算出する。
乗算器４５７は、上記必要上昇温度ΔＴ_ＳＣＲに、排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}を乗算して得られる値を、エンジンの始動開始時において選択還元触媒の温度をエンジンの始動開始時における温度から目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}まで上昇させるために最低限必要なエネルギに相当する排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}として決定する。

図６は、制御モードを切り替える手順を示すフローチャートであり、エンジンの始動を開始したことに応じて制御モード設定部において実行される。制御モード設定部では、以下、詳細に説明するように、図６のフローチャートに示された手順に従って触媒温度制御装置における制御モードを、昇温モード、保温モード及び停止モードで切り替える。

先ず、Ｓ１では、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}は第１温度閾値Ｔ１より低いか否かを判別する。ここで、第１温度閾値Ｔ１は、制御モードを昇温モードに設定するか否かを判別するために設定された閾値であり、過剰昇温を回避するため、選択還元触媒の目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}よりも低い値に設定される。

Ｓ１における判別がＮＯの場合には、選択還元触媒の温度は十分に高いと判断し、制御モードを昇温モードに設定することなくＳ５に移り、制御モードを保温モードに設定する。

Ｓ１における判別がＹＥＳの場合には、選択還元触媒における浄化性能を向上するために、選択還元触媒を速やかに昇温し早期に活性化させる必要があると判断し、Ｓ２に移り制御モードを昇温モードに設定した後、Ｓ３に移る。以下、Ｓ３及びＳ４において詳細に説明するように、Ｓ２において制御モードを昇温モードに設定した後、制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えるタイミングは、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}と、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴとの２つの異なるパラメータに応じて判断される。

Ｓ３では、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}が、第１温度閾値Ｔ１以上となったか否かを判別する。Ｓ３の判別がＹＥＳの場合には、これ以上制御モードを昇温モードに設定し続ける必要はないと判断し、Ｓ５に移り、制御モードを昇温モードから保温モードに切り替える。一方、Ｓ３の判別がＮＯの場合には、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴに基づいて制御モードを切り替えるタイミングを判断するべく、Ｓ４に移る。

Ｓ４では、エンジンの始動開始時から現在までの排気エネルギの積算量である排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴ（上述の図４参照）と、エンジン始動開始時に設定された排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}（上述の図５参照）とを取得し、さらに排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴが排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}に達したか否かを判別する。
Ｓ４の判別がＮＯの場合、制御モードを昇温モードに設定し続ける必要があると判断し
Ｓ３に移る。Ｓ４の判別がＹＥＳの場合、すなわち排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴが排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}に達した場合には、選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}まで昇温するのに必要なエネルギは既に供給され、近い将来選択還元触媒の温度が目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に到達すると判断し、Ｓ５に移り、制御モードを昇温モードから保温モードに切り替える。

Ｓ５において制御モードを保温モードに設定した後、Ｓ６では、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}は第２温度閾値Ｔ２以上であるか否かを判別する。ここで、第２温度閾値Ｔ２は、制御モードを保温モードから停止モードに切り替えるか否かを判別するために設定された閾値であり、過剰昇温を回避するため、上記第１温度閾値Ｔ１及び目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}よりも高い値に設定される。

Ｓ６における判別がＹＥＳの場合には、選択還元触媒の温度が目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}よりも十分に高く、保温モード下で選択還元触媒の温度を制御せずとも選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}よりも高い状態で所定時間以上保持できると判断し、Ｓ７に移り、制御モードを保温モードから停止モードに切り替える。一方、Ｓ６における判別がＮＯの場合には、制御モードを保温モードに維持し続ける。

Ｓ７において制御モードを停止モードに設定した後、Ｓ８では、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}は第３温度閾値Ｔ３より低いか否かを判別する。ここで、第３温度閾値Ｔ３は、制御モードを停止モードから保温モードに切り替えるか否かを判別するために設定された閾値であり、第１温度閾値Ｔ１より高く第２温度閾値Ｔ２より低い値に設定される。

Ｓ８における判別がＹＥＳの場合には、制御モードを停止モードにし続けると選択還元触媒の温度が目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}から大きく下回るおそれがあると判断し、Ｓ５に移り、制御モードを停止モードから保温モードに切り替える。一方、Ｓ８における判別がＮＯの場合には、制御モードを停止モードに維持し続ける。

以上のように、制御モード設定部は、制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えた後は、例えばエンジンが停止されることで本制御モード切替処理が中断されるまで、制御モードを保温モードと停止モードとの間で、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}に応じて切り替える。

図７は、メインコントローラ４２の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、メインコントローラ４２では、エンジンの運転状態に応じて基準噴射量算出部４２０により算出された基準噴射量Ｇ_{ＰＯＳＴ＿ＢＡＳＥ}と、選択還元触媒の温度を目標温度に一致させるように温度ＦＢ噴射量算出部４２１により算出された温度ＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＴＥＭＰ}と、排気エネルギをその目標値に一致させるようにエネルギＦＢ噴射量算出部４２２により算出されたエネルギＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＥＮＥＲＧＹ}と、を合算することでポスト噴射量Ｇ_ＰＯＳＴを決定する。

基準噴射量算出部４２０は、ポスト噴射量Ｇ_ＰＯＳＴの基準値となる基準噴射量Ｇ_{ＰＯＳＴ＿ＢＡＳＥ}を、エンジンの負荷パラメータＴＲＱや回転数ＮＥなどのエンジンの運転状態を示すパラメータに基づいて所定のマップを検索することにより決定する。

温度ＦＢ噴射量算出部４２１は、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}が目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に一致するように温度ＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＴＥＭＰ}を算出する。上述のように、排気管内に設けられた酸化触媒、ＣＳＦ及び選択還元触媒のうち、温度制御において最も高い精度その温度制御が要求される選択還元触媒は、酸化触媒やＣＳＦなどの下流側に設けられており遅れが大きい。そこで温度ＦＢ噴射量算出部４２１では、図７に示すように、選択還元触媒に対応して設けられた第１フィードバックコントローラ４２１Ａと、選択還元触媒よりも遅れの小さいＣＳＦに対応して設けられた第２フィードバックコントローラ４２１Ｂと、ＣＳＦよりも遅れの小さい酸化触媒に対応して設けられた第３フィードバックコントローラ４２１Ｃと、の３つのコントローラを直列に組み合わせて構成したカスケード制御により選択還元触媒の温度を制御する。

第１フィードバックコントローラ４２１Ａは、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}と目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}との偏差が“０”になるように、選択還元触媒よりも遅れの小さいＣＳＦの温度を制御するべく、その目標ＣＳＦ温度基準値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}に対する補正値を算出する。ＣＳＦの目標温度Ｔ_{ＣＳＦ＿ＴＲＧＴ}は、この第１フィードバックコントローラ４２１Ａにより算出された補正値と目標ＣＳＦ温度基準値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}とを合算することにより算出される。

第２フィードバックコントローラ４２１Ｂは、ＣＳＦの温度推定値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＨＡＴ}と目標温度Ｔ_{ＣＳＦ＿ＴＲＧＴ}との偏差が“０”になるように、ＣＳＦよりも遅れの小さい酸化触媒の温度を制御するべく、その目標酸化触媒温度基準値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}に対する補正値を算出する。酸化触媒の目標温度Ｔ_{ＤＯＣ＿ＴＲＧＴ}は、この第２フィードバックコントローラ４２１Ｂにより算出された補正値と目標酸化触媒温度基準値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}とを合算することにより算出される。

第３フィードバックコントローラ４２１Ｃは、酸化触媒の温度推定値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＨＡＴ}と目標温度Ｔ_{ＤＯＣ＿ＴＲＧＴ}との偏差が“０”になるように温度ＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＴＥＭＰ}を算出する。

なお、上記目標ＣＳＦ温度基準値Ｔ_{ＣＳＦ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}や目標酸化触媒温度基準値Ｔ_{ＤＯＣ＿ＴＲＧＴ＿ＢＡＳＥ}とは、エンジンが定常運転状態となったときにＣＳＦの温度及び酸化触媒の温度が収束すると考えられる値であり、それぞれ、負荷パラメータＴＲＱや回転数ＮＥなどのエンジンの運転状態を示すパラメータに基づいて所定のマップを検索して定められた値が用いられる。

排気エネルギＦＢ噴射量算出部４２２は、排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴと排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}との偏差が“０”になるように、排気エネルギＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＥＮＥＲＧＹ}を算出する第４フィードバックコントローラ４２２Ａを備える。なお、図５を参照して説明したように、排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}は、上述のように昇温モード下では保温モード下よりも大きな値に設定される。したがって、昇温モード下である場合には排気エネルギＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＥＮＥＲＧＹ}を介してポスト噴射量Ｇ_ＰＯＳＴが大きな値に決定されるので、結果として選択還元触媒が速やかに昇温される。

以上のようにして算出された温度ＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＴＥＭＰ}と排気エネルギＦＢ噴射量Ｇ_{ＣＯＲ＿ＥＮＥＲＧＹ}とを加算してポスト噴射量Ｇ_ＰＯＳＴを決定することにより、排気エネルギ推定値Ｅ_ＨＡＴを排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}に一致させながら、選択還元触媒の温度推定値Ｔ_{ＳＣＲ＿ＨＡＴ}を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に一致させることができる。

なお、上述のフィードバックコントローラ４２１Ａ，４２１Ｂ，４２１Ｃ，４２２Ａのフィードバックアルゴリズムとしては、スライディングモード制御、ＰＩＤ制御及びバックステッピング制御など、従来既知のフィードバックアルゴリズムが用いられる。

以下、図８及び図９を参照して、エンジンの始動開始後における従来の排気浄化装置及び本実施形態の排気浄化装置の制御例について説明する。

図８は、従来の排気浄化装置の制御例を示すタイムチャートである。ここで従来の排気浄化装置とは、本実施形態の排気浄化装置とは異なり、エンジンの始動開始後、選択還元触媒の温度が閾値を上回ったことに応じて、制御モードを昇温モードから保温モードへ切り替えた例を示す。なお、図８に示す例では、上記制御モードの切り替えに係る閾値（最上段中の一点鎖線参照）を、選択還元触媒の目標温度（最上段中の実線参照）よりもやや小さな値に設定した。また、図８では、酸化触媒の温度を細線で示し、選択還元触媒の温度を太線で示す。

図８に示すように、先ず時刻ｔ０においてエンジンの始動を開始すると、昇温モード下で選択還元触媒の温度が制御される。すなわち、排気管内に供給する排気エネルギの目標値を大きな値に設定し、選択還元触媒を速やかに昇温する制御が行われる。
時刻ｔ０においてエンジンの始動を開始すると、排気管内のうち最も上流側に設けられた酸化触媒の温度が急激に上昇し、時刻ｔ１近傍で平衡に達する。これに対し、酸化触媒よりも下流側に設けられた選択還元触媒の温度は、酸化触媒の温度が平衡に達する時刻ｔ１の近傍において相当の時間の遅れをもって上昇し始める。

時刻ｔ２では、選択還元触媒の温度が閾値に達したことに応じて制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えるべく、排気管内に供給する排気エネルギの目標値を、昇温モード時よりも小さな値に設定する。時刻ｔ２において制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えると、最も遅れの小さい酸化触媒の温度は、制御モードを保温モードに切り替えたことに伴って速やかに低下し始めるのに対し、最も遅れの大きい選択還元触媒の温度は、酸化触媒と選択還元触媒の間に設けられたＣＳＦの潜熱などの影響により、制御モードの切り替え後もなお上昇し続け、図８に示すように、目標温度を大きくオーバーシュートしてしまうこととなる。すなわち、従来の排気浄化装置によれば、選択還元触媒の温度を目標温度に対し過剰昇温させるエネルギが供給されてしまう。

図９は、本実施形態の排気浄化装置の制御例を示すタイムチャートである。図９では、酸化触媒の温度を細線で示し、選択還元触媒の温度を太線で示す。
先ず、時刻ｔ３においてエンジンの始動を開始すると、昇温モード下で選択還元触媒の温度が制御される。すなわち、排気管内に供給する排気エネルギの目標値を大きな値に設定し、選択還元触媒を速やかに昇温する制御が行われる。したがって、上記従来の排気浄化装置と同様に、酸化触媒の温度は時刻ｔ４において速やかに平衡に達するとともに、酸化触媒の温度上昇に遅れて選択還元触媒の温度が上昇し始める。なお、本実施形態の排気浄化装置では、図９中最下段に示すように、従来のもとと異なり、エンジンの始動開始後、昇温モード下で制御を開始してからの排気エネルギの積算量である排気エネルギ積算量の推定値ΣＥ_ＨＡＴを算出する。

時刻ｔ５では、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴが排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}を上回ったことに応じて制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えるべく、排気エネルギの目標値を、昇温モード時よりも小さな値に設定する。時刻ｔ５において制御モードを昇温モードから保温モードに切り替えると、酸化触媒の温度は速やかに低下し始める。これに対し、選択還元触媒の温度は、制御モードの切り替え後もなお上昇し続けるものの、大きくオーバーシュートすることなく目標温度に収束する。すなわち、図８に示すような選択還元触媒の過剰昇温は生じない。
このように、排気エネルギ積算量推定値ΣＥ_ＨＡＴに基づいて制御モードを切り替えることにより、選択還元触媒を過剰昇温させる余分なエネルギを供給することなく昇温モードから保温モードに切り替えることができるので、従来の排気浄化装置と比較して早期（図９中時間Ｔ参照）に保温モードに切り替え、選択還元触媒の温度を目標温度に精度良く制御することができる。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態では、選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}まで速やかに昇温するための昇温モードと、選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}近傍に保持するための保温モードとを含む複数種類の制御モード下で選択還元触媒の温度を制御する温度制御装置を設けた。また、この温度制御装置によりエンジンの始動開始後に昇温モード下で選択還元触媒の温度を制御している間において、エンジンの始動開始時から現在までの排気エネルギの積算量の推定値ΣＥ_ＨＡＴが、選択還元触媒の温度をその目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}まで上昇させるのに最低限必要な排気エネルギ積算量に相当する目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＨＡＴ}に達したときに、制御モードを昇温モードから保温モードへの切替える制御モード設定部を設けた。これにより、エンジンの始動開始後、昇温モード下で選択還元触媒の温度を制御している間において、エンジンの始動開始時から現在までの排気エネルギ積算量の推定値ΣＥ_ＨＡＴが目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＨＡＴ}に達した場合には、選択還元触媒の温度が近い将来に目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に到達すると予測できるので、現在の選択還元触媒の温度がまだ目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に達していなくても制御モードを昇温モードから保温モードへと早期に切替えることができる。このように、選択還元触媒の昇温に寄与する排気エネルギ積算量に基づいて、制御モードを昇温モードから保温モードへと切替えることにより、昇温モード下で選択還元触媒の温度を速やかに昇温しつつ、当該触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}にオーバーシュートすることなく精度良く制御することができる。

（２）上記実施形態では、上述のように熱伝導による遅れがある選択還元触媒の温度を目標温度Ｔ_{ＳＣＲ＿ＴＲＧＴ}に制御するにあたり、熱伝導による遅れを考慮する必要のない排気エネルギの推定値Ｅ_ＨＡＴを排気エネルギ目標値Ｅ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}に一致させることにより、選択還元触媒の温度を精度良く制御することができるので、効率よく排気を浄化できる。

（３）本実施形態よれば、昇温モード時における排気エネルギ目標値を保温モード時における排気エネルギ目標値よりも大きな値に設定することにより、昇温モード時には、選択還元触媒に短時間でより多くのエネルギを供給できるため、昇温モードの時間を短縮することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、排気浄化装置１をリーンバーン式のエンジンに適用したが、これに限定されず、ディーゼルエンジンに適用することもできる。

また、上記実施形態に係る排気浄化装置１では、上流側から順に酸化触媒、ＣＳＦ及び選択還元触媒を排気通路内に備えるものであったが、これに限定されない。これら以外にも、三元触媒（ＴＷＣ）や、ＤＰＦ、ＮＯｘ吸着触媒（ＬＮＴ）及びＮＯｘ浄化触媒（ＬＮＣ）等と組み合わせてもよい。

上記実施形態では、メインコントローラにより、選択還元触媒の温度に影響のあるエンジンの運転パラメータとしてポスト噴射量を決定したが、これ以外にもエンジンの点火時期の遅角量を決定してもよい。

上記実施形態では、モデルパラメータ同定器により逐次同定された複数のモデル化パラメータａ１，ａ２，…，ａｎに基づいて排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}を算出し、この排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}に基づいて排気エネルギ積算量目標値ΣＥ_{ＨＡＴ＿ＴＲＧＴ}を算出したが、これに限らない。排気系熱容量σ_{ＳＹＳＴＥＭ}には、固定値やマップに基づいて算出される値を用いることもできる。

１…排気浄化装置
２…エンジン（内燃機関）
３…排気管（排気通路）
４…制御装置
４１…温度制御装置（触媒温度制御手段）
４２…メインコントローラ（触媒温度制御手段）
４４…排気エネルギ推定部（排気エネルギ算出手段）
４５…目標排気エネルギ算出部（目標排気エネルギ算出手段）
４６…制御モード設定部（制御モード切替手段）
４３…排気系温度推定装置

Claims (3)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
   前記排気浄化触媒の温度を所定の目標温度まで昇温するための昇温モードと、前記排気浄化触媒の温度を前記目標温度近傍に保持するための保温モードと、を含む複数種類の制御モード下で前記排気浄化触媒の温度を制御する触媒温度制御手段と、
   前記排気通路内に単位時間当りに供給されたエネルギである排気エネルギと、当該排気エネルギの所定の期間にわたる積算量である排気エネルギ積算量とを算出する排気エネルギ算出手段と、
   前記内燃機関の始動開始後に前記触媒温度制御手段が前記昇温モード下で前記排気浄化触媒の温度を制御している間において、前記内燃機関の始動開始時から現在までの排気エネルギ積算量が所定の目標値に達した場合には、前記排気浄化触媒の温度が前記目標温度に達していなくても前記制御モードを昇温モードから保温モードへ切替える制御モード切替手段と、を備え、
   前記排気エネルギ積算量の目標値は、前記排気浄化触媒の温度を前記内燃機関の始動開始時における温度から前記目標温度まで上昇させるのに必要な排気エネルギ積算量に相当することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記排気エネルギに対する目標値である排気エネルギ目標値を算出する目標排気エネルギ算出手段をさらに備え、
   前記触媒温度制御手段は、前記排気エネルギを前記排気エネルギ目標値に一致させながら、前記排気浄化触媒の温度を前記目標温度に一致させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記目標排気エネルギ算出手段は、前記昇温モード時における排気エネルギ目標値を、前記保温モード時における排気エネルギ目標値よりも大きな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
   

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