專利名稱：內燃機的排氣凈化控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機的排氣凈化控制裝置。排氣凈化控制裝置通過向排 氣中添加未燃燒燃料來控制位于內燃機的排氣通路中的排氣凈化催化劑的 床溫。
背景技術：
在車載內燃機、例如柴油發(fā)動機中，如果排氣溫度下降，則設置在排 氣通路中的排氣凈化催化劑的床溫會下降，結果會導致排氣凈化催化劑的 排氣凈化功能下降。因此，專利文獻1所記載的排氣凈化控制裝置在排氣 溫度下降了的情況下執(zhí)行床溫控制，即通過打開設置在排氣通路中的燃料 添加閥來向排氣中添加未燃燒燃料。即，控制裝置為了強制性地使排氣溫 度上升而控制催化劑床溫。
上述文獻中的控制裝置為了修正執(zhí)行床溫控制時的催化劑床溫與目標 床溫之間的偏差而針對內燃機的各種運轉區(qū)域中的每一運轉區(qū)域來存儲未 燃燒燃料添加量的學習值?？刂蒲b置使學習值反映在燃料添加量上。
在床溫控制正在執(zhí)行、目標床溫大于等于預定溫度等條件成立時求出 學習值。根據實際供應燃料量與推定供應燃料量之間的差來求出學習值。 實際供應燃料量是供應給排氣凈化催化劑的燃料量。推定供應燃料量是實 際上有助于催化劑床溫上升的燃料量。
學習值在催化劑床溫發(fā)生變化的情況下也被學習。即，學習值包括燃 料添加閥的經時變化修正部分和催化劑床溫的溫度補償修正部分。經時變 化修正部分是補償由于燃料添加閥的經時變化而引起的誤差的修正部分。 溫度補償修正部分是補償由于催化劑床溫變化時的排氣凈化催化劑的熱容 量而引起的催化劑床溫與目標床溫之間的誤差的修正部分。
但是，在上述文獻的排氣凈化控制裝置中，未區(qū)分經時變化修正部分和溫度補償修正部分來進行學習。
專利文獻1:日本專利文獻特開2003 — 172185號公報。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠分別獨立地學習并利用由于燃料添加 機構的經時變化引起的誤差量和由于排氣凈化催化劑的熱容量引起的床溫 的誤差量的內燃機的排氣凈化控制裝置。
根據本發(fā)明的一個觀點，提供一種內燃機的排氣凈化控制裝置。內燃 機具有排氣通路和設置在排氣通路中的排氣凈化催化劑。控制裝置執(zhí)行通 過向排氣中添加未燃燒燃料而將排氣凈化催化劑的床溫調節(jié)為目標床溫的 床溫控制?？刂蒲b置在執(zhí)行床溫控制時為了修正每次的床溫與目標床溫之 間的偏差而學習未燃燒燃料的添加量的學習值?？刂蒲b置包括判斷到排氣 凈化催化劑的排氣流動是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的判斷部。存儲部在判斷部判斷 為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將學習值作為穩(wěn)定學習值進行存儲，在 判斷部未判斷為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將學習值作為過渡學習值 進行存儲。反映部在執(zhí)行床溫控制時至少將穩(wěn)定學習值和過渡學習值中的 過渡學習值反映在燃料添加量上?？刂茍?zhí)行部僅基于穩(wěn)定學習值和過渡學 習值中的穩(wěn)定學習值來執(zhí)行控制。


圖1是包括具體化了本發(fā)明的一個實施方式的排氣凈化控制裝置的內
燃機的概略圖2是圖1的控制裝置執(zhí)行的PM再生控制的流程圖3是沉積在圖1的DPF上的PM量的時序圖4是圖1的控制裝置執(zhí)行的PM再生控制的目標燃料添加量的計算 的流程圖5是圖1的控制裝置執(zhí)行的硫中毒恢復控制的流程圖； 圖6的(a)和(b)是硫釋放處理的時序圖； 圖7是NOx還原控制的時序圖；圖8是圖1的控制裝置執(zhí)行的學習處理的流程圖； 圖9是續(xù)圖8之后的學習處理的流程圖10是圖1的控制裝置執(zhí)行的排氣能量偏差的累積值的計算的流程
圖11的(a) (f)是學習處理的時序圖。
具體實施例方式
圖1 圖ll表示具體化了本發(fā)明的一個實施方式。圖l表示了作為內 燃機的發(fā)動機10。在發(fā)動機10中包括作為排氣凈化控制裝置的電子控制 裝置、即ECU30。本實施方式的發(fā)動機10為柴油發(fā)動機。
如圖l所示，在發(fā)動機IO中設置有燃料噴射閥11。燃料噴射閥11與 蓄存高壓燃料的共軌裝置12連接。共軌裝置12與供給泵13連接。供給泵 13吸入燃料箱14的燃料并將高壓燃料壓送給共軌裝置12。蓄存在共軌裝 置12中的高壓燃料被從處于開狀態(tài)的燃料噴射閥11向燃燒室15噴射。
在燃燒室15上連接有進氣通路16和排氣通路18。燃燒室15經由進 氣通路16吸入空氣。
燃燒室15中的已燃氣體通過構成排氣系統的排氣通路18排出到燃燒 室15的外部。將從燃燒室15排出到排氣通路18中的已燃氣體稱為"排 氣"。在排氣通路18的中途設置有作為排氣凈化部件的排氣凈化催化劑 20。排氣在通過排氣凈化催化劑20時被排氣凈化催化劑20凈化，然后被 排放到排氣通路18的外部。
排氣凈化催化劑20具有NSR催化劑21和DPF22。 NSR催化劑21是 對排氣中的NOx進行凈化的NOx吸藏還原型催化劑。DPF22是捕集排氣 中的PM、即粒子狀物質的過濾器。即，DPF22是柴油機微粒過濾器。 NSR催化劑21和DPF22沿排氣通路18的排氣流動方向直列排列。NSR 催化劑21位于比DPF22靠上游的位置。NSR催化劑21和DPF22分別作 為排氣凈化催化劑而發(fā)揮功能。DPF22是多孔質的陶瓷構造體。排氣中的 PM在通過DPF22的多孔質的壁時被DPF22捕集。
在排氣通路18的比NSR催化劑21靠上游的部分中設置有燃料添加閥23。燃料添加閥23經由燃料供應管24與供給泵13連接。供給泵13從處 于開狀態(tài)的燃料添加閥23向排氣通路18中噴射燃料。結果，將燃料添加 到排氣中。
將為了使其在燃燒室15中燃燒以獲得發(fā)動機轉矩而從燃料噴射閥11 噴射的每單位時間的燃料量稱為燃料噴射量Q。將為了向排氣凈化催化劑 20添加未燃燒燃料而添加的每單位時間的燃料量稱為燃料添加量Qr。燃 料添加量Qr通過來自燃料添加閥23的燃料添加、來自燃料噴射閥11的 后噴射(post injection)來實現。后噴射意味著在為了獲得發(fā)動機轉矩而 從燃料噴射閥11噴射了燃料后再從燃料噴射閥11噴射少量的燃料。艮P， 為了對DPF22進行PM再生控制，有時通過燃料添加閥23和燃料噴射閥 11這兩者來向排氣中添加未燃燒燃料。
燃料添加閥23和供給泵13構成了第一燃料添加部。燃料噴射閥11、 共軌裝置12、以及供給泵13構成了第二燃料添加部。S卩，第一燃料添加 部包括燃料添加閥23和用于向燃料添加閥23供應燃料的機構。第二燃料 添加部包括燃料噴射閥ll和用于向燃料噴射閥ll供應燃料的機構。第一 燃料添加部和第二燃料添加部分別是向排氣中添加未燃燒燃料的燃料供應 機構。即，第一燃料添加部具有設置在排氣通路18中的燃料添加閥23。 第二燃料添加部包括第一燃料添加部以外的機構。
在發(fā)動機IO上設置有空氣流量計31、轉速傳感器32、以及排氣溫度 傳感器33?？諝饬髁坑?1檢測吸入空氣量GA。轉速傳感器32檢測發(fā)動 機轉速NE。排氣溫度傳感器33檢測排氣溫度Ta。 S卩，上述各種傳感器檢 測發(fā)動機10的運轉狀態(tài)。吸入空氣量GA是從進氣通路16被吸入到燃燒 室15中的空氣量。發(fā)動機轉速NE是發(fā)動機10的輸出軸的轉速。排氣溫 度Ta是剛通過了 DPF22之后的排氣的溫度。
空氣流量計31、轉速傳感器32、以及排氣溫度傳感器33各自的輸出 信號被輸入到作為電子控制裝置的ECU30。 ECU30作為發(fā)動機10的排氣 凈化控制裝置而發(fā)揮功能。ECU30具有微機。微機包括CPU、 ROM、 RAM、計時器、輸入接口、以及輸出接口。 CPU是中央運算裝置。ROM 是預先存儲了各種程序和映射圖的只讀存儲器。RAM是暫時存儲CPU的
7運算結果的隨機讀取存儲器。
ECU30根據各種傳感器的輸出信號來執(zhí)行各種運算。ECU30根據運 算結果對發(fā)動機10進行各種控制。ECU30的各種控制包括PM再生控 制、硫中毒恢復控制、以及NOx還原控制。ECU30分別控制燃料嘖射閥 11、供給泵13、以及燃料添加閥23。 ECU30在PM再生控制時、硫中毒 恢復控制時、以及NOx還原控制時分別控制燃料添加闊23。 PM再生控 制、硫中毒恢復控制、以及NOx還原控制均不被同時執(zhí)行。根據分別獨立 地設定的執(zhí)行條件并以恰當的獨立定時來執(zhí)行PM再生控制、硫中毒恢復 控制、以及NOx還原控制。
圖2和圖3表示了由ECU30執(zhí)行的DPF22的PM再生控制。圖2表 示了 PM再生控制的步驟S110 S140。沉積在DPF22上的PM在PM再生 控制的控制下燃燒，結果在變成了二氧化碳(C02)和水(H20)的狀態(tài) 下被排出。結果，DPF22的堵塞被消除，DPF22再生。ECU30通過向排氣 中添加未燃燒燃料而使燃料在排氣中或DPF22上發(fā)生氧化反應。氧化反應 的發(fā)熱使DPF22的溫度、即床溫成為例如600 70CTC的高溫。結果， DPF22的沉積PM燃燒。
圖3表示了 DPF22的PM沉積量PMsm的變遷。PM沉積量PMsm意 味著DPF22的沉積PM的量。
如圖2所示，在步驟S110中，ECU30判斷PM沉積量PMsm是否達 到了再生基準值PMst。如果在步驟S110中為是，即如果PM沉積量 PMsm達到了再生基準值PMst，則在步驟S120中ECU30開始從燃料添加 閥23向排氣中連續(xù)地添加燃料。因此，DPF22的床溫上升，DPF22的沉 積PM被燃燒。S卩，如圖3的時刻tll 時刻tl2所示，PM沉積量PMsm 逐漸減少。
為了計算出PM沉積量PMsm， ECU30根據發(fā)動機10的運轉狀態(tài)來 進行計算，或者推定出來自發(fā)動機IO的每單位時間的PM排出量和PM氧 化量，或者對單位時間PM排出量和PM氧化量逐次進行加減計算。
在步驟S130中，ECU30判斷PM沉積量PMsm是否小于等于PM判 斷值PMA。如果在步驟S130中為是，即如果PM沉積量PMsm小于等于PM判斷值PMA，則在步驟S140中ECU30從燃料添加閥23間歇地向排 氣中添加燃料。如圖3的時刻tl2之后的圖形所示，在間歇燃料添加中， 從燃料添加閥23間歇地重復向排氣中添加燃料。在間歇燃料添加中，燃 料添加的執(zhí)行和停止以固定的周期被重復來向排氣中添加燃料。在連續(xù)燃 料添加中，未從DPF22中完全除去而剩余的沉積PM通過間歇燃料添加被 完全地燃燒除去。在間歇燃料添加后，PM再生處理結束。
圖4表示了 PM再生控制的第一目標添加量Qrl的計算的步驟S210 S270。第一目標添加量Qrl是PM再生控制的連續(xù)燃料添加時的燃料添加 量Qr的控制目標值。
在步驟S210中，ECU30根據發(fā)動機轉速NE和燃料噴射量Q來計算 作為上游推定排氣溫度的推定排氣溫度TOB。推定排氣溫度TOB是排氣 通路18的比DPF22靠上游的部分中的排氣溫度的推定值。
在步驟S220中，ECU30根據推定排氣溫度TOB、燃料噴射量Q、第 一目標添加量Qrl、以及吸入空氣量GA來計算下游推定排氣溫度TOA。 吸入空氣量GA意味著排氣流量的指標值。下游推定排氣溫度TOA是排 氣通路18的比DPF22靠下游的部分中的排氣溫度的推定值。
在步驟S230中，ECU30根據排氣溫度Ta和下游推定排氣溫度TOA 來計算DPF22的推定床溫Tbc。推定床溫Tbc意味著DPF22的床溫的推定 值。
在步驟S240中，ECU30根據發(fā)動機轉速NE和燃料噴射量Q計算出 DPF22的目標床溫Ttc。目標床溫Ttc意味著DPF22的床溫的控制目標 值。
在步驟S250中，ECU30根據目標床溫Ttc與推定排氣溫度TOB之間 的差和吸入空氣量GA計算出第一 目標添加量Qrl 。
在步驟S260中，ECU30從RAM讀入穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值 Kb。本實施方式的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb是與第一目標添加量 Qrl相乘的學習系數。
在步驟S270中，ECU30通過執(zhí)行Qrl XKaXKb的計算來設定最終的 第一目標添加量Qrl。即，第一目標添加量Qrl是反映了穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb的值。換言之，第一目標添加量Qrl是考慮了穩(wěn)定學習 值Ka和過渡學習值Kb的值。本實施方式的步驟S270作為使過渡學習值 Kb反映在第一 目標添加量Qrl上的反映部而發(fā)揮功能。
在PM再生控制的連續(xù)燃料添加時，ECU30為了使DPF22的床溫與目 標床溫Ttc相一致而控制燃料添加閥23。 g卩，ECU30控制燃料添加閥23 以使添加量Qr與第一目標添加量Qrl相一致。在連續(xù)燃料添加中，燃料 添加閥23的開狀態(tài)和閉狀態(tài)以極短的周期被交替地重復。ECU30根據第 一目標添加量Qrl來設定燃料添加閥23的開時間與閉時間之比。例如， ECU30通過可變地設定燃料添加閥23的開時間來調節(jié)燃料添加量Qr。結 果，ECU30使DPF22的床溫以期望的速度上升至能夠使沉積PM燃燒的溫 度。
在PM再生控制的間歇燃料添加時，ECU30也以極短的周期交替地重 復燃料添加閥23的開時間和閉時間。ECU30通過設定燃料添加閥23的開 時間來調節(jié)燃料添加量Qr。
也可以通過來自燃料添加閥23的燃料添加和來自燃料噴射閥11的后 噴射這兩者來執(zhí)行PM再生控制。在執(zhí)行后噴射的情況下，ECU30控制燃 料添加閥23和燃料噴射閥11以使基于燃料添加閥23的燃料添加量與基于 后噴射的燃料添加量之和為第一 目標添加量Qrl 。
圖5表示了硫中毒恢復控制的步驟S310 S350。
NSR催化劑21由于燃料中所包含的硫而中毒，NOx吸藏能力下降。 在基于ECU30的硫中毒恢復控制中，通過將吸藏在NSR催化劑21中的 硫、即硫氧化物SOx從NSR催化劑21中釋放出來或者使其還原而使NSR 催化劑21的NOx吸藏能力恢復。
如圖5所示，在步驟S310中，ECU30判斷在NSR催化劑21上沉積 的硫沉積量S是否大于等于允許值。如果在步驟S310中為是，即如果在 NSR催化劑21上沉積的硫沉積量S大于等于允許值，則在步驟S320中 ECU30開始執(zhí)行NSR催化劑21的升溫處理。以遵循了 DPF22的PM再生 控制中的連續(xù)燃料添加的方式執(zhí)行NSR催化劑21的升溫處理。S卩，在 NSR催化劑21的升溫處理中，從燃料添加閥23向排氣中持續(xù)地添加燃料。使NSR催化劑21的床溫上升至能夠釋放出沉積硫的溫度、例如700。c。
為了計算出硫沉積量S， ECU30根據發(fā)動機10的運轉狀態(tài)來進行計 算，或者推定出來自NSR催化劑21的沉積硫的釋放量，或者對每單位時 間的硫沉積量和釋放量逐次進行加減計算。
在步驟S330中，ECU30判斷NSR催化劑21的床溫是否大于等于目 標溫度。如果在步驟S330中為是，即如果NSR催化劑21的床溫上升至目 標溫度，則在步驟S340中ECU30開始執(zhí)行使NSR催化劑21的沉積硫釋 放出來的硫釋放處理。
為了執(zhí)行硫釋放處理，ECU30通過向排氣中添加燃料而使排氣成為還 原氣氛。即，使排氣的氧濃度比規(guī)定濃度低。結果，NSR催化劑21的沉 積硫被還原并從NSR催化劑21中釋放出來。結果，凈化了 NSR催化劑 21。
在步驟S350中，ECU30判斷NSR催化劑21的硫沉積量S是否小于 等于結束判斷值。如果在步驟S350中為是，則ECU30結束硫釋放處理。
圖6的(a)表示了硫釋放處理時的燃料添加閥23的開狀態(tài)和閉狀態(tài) 的變遷。圖6的(b)表示了硫釋放處理時的排氣空燃比。S口，圖6的 (b)表示了硫釋放處理時流入到NSR催化劑21中的排氣中所包含的氧濃 度。
如圖6的(a)和(b)所示，在硫釋放處理中交替地重復向排氣中添 加燃料的燃料添加期間和停止添加的停止期間。如圖6的(b)所示，在 燃料添加期間，間歇地添加燃料。結果，在排氣的氧濃度低于預定濃度的 狀態(tài)下作為還原劑的碳氫化合物和一氧化碳被供應給NSR催化劑21。結 果，促進了 NSR催化劑21的沉積硫的還原凈化。硫釋放處理中的停止燃 料添加的停止期間防止了 NSR催化劑21的床溫過度地上升。
在硫釋放處理中，ECU30根據NSR催化劑21的床溫來設定第二目標 添加量Qr2。第二目標添加量Qr2是來自燃料添加閥23的燃料添加量的控 制目標值。NSR催化劑21的床溫越高，第二目標添加量Qr2越小。第二 目標添加量Qr2被設定為反映了穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb的值。
ii即，計算Qr2XKaXKb。由ECU30根據發(fā)動機10的運轉狀態(tài)、來自燃料 添加閥23的燃料添加量來逐次地計算NSR催化劑21的床溫。
在硫釋放處理中的燃料添加期間，以極短的周期交替地重復燃料添加 閥23的開狀態(tài)和閉狀態(tài)。例如，可變地設定燃料添加閥23的開闊時間。 即，根據第二目標添加量Qr2來設定燃料添加閥23的開時間與閉時間之 比。
圖7表示了 NSR催化劑21的NOx還原控制。
NSR催化劑21所吸藏的吸藏NOx通過NOx還原控制被還原。結果， 吸藏NOx變?yōu)榈?、二氧化碳、以及水并被從NSR催化劑21釋放出來。
如圖7所示，在NOx還原控制中，燃料添加閥23按照固定的期間Tx 以開時間Ty成為開狀態(tài)。結果，通過NSR催化劑21的排氣中的未燃燒 燃料暫時地增加。換言之，通過NSR催化劑21的排氣的氧濃度暫時成為 低的狀態(tài)。因此，促進了從NSR催化劑21釋放出NOx并促進了 NOx的 還原。
在NOx還原控制中，ECU30設定第三目標添加量Qr3。第三目標添 加量Qr3是NOx還原控制時的來自燃料添加閥23的燃料添加量的控制目 標值。根據燃料噴射量Q和吸入空氣量GA來設定第三目標添加量Qr3。 第三目標添加量Qr3的值被設定成能夠使排氣中的氧濃度低于預定濃度。 第三目標添加量Qr3被設定成反映了穩(wěn)定學習值Ka。 g卩，ECU30計算 Qr3XKa。根據第三目標添加量Qr3來設定開時間Ty。 g卩，通過使燃料添 加閥23以開時間Ty成為開狀態(tài)，使排氣中的氧濃度低于預定濃度。
這樣，通過由位于排氣通路18的中途的燃料添加閥23向排氣中添加 燃料來執(zhí)行PM再生控制、硫中毒恢復控制、以及NOx還原控制。結果， 排氣凈化催化劑20的排氣凈化性能恢復并維持為良好的狀態(tài)。
圖8和圖9表示了穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb的學習處理的步驟 S410 S570。本實施方式的ECU30為了修正PM再生控制時的DPF22的 床溫與目標床溫Ttc之間的偏差而學習穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。 ECU30以預定的周期執(zhí)行學習處理。
如圖8所示，在步驟S410中，ECU30判斷用于實施學習處理的學習實施條件是否成立。根據學習實施條件La Lg的邏輯積、即AND條件來
判斷學習實施條件是否成立。
以下，說明學習實施條件La Lg及其各自的理由Lal Lgl。 學習實施條件La:當前時點不是PM再生控制的間歇燃料添加的執(zhí)行期間。
理由Lah在執(zhí)行PM再生控制的間歇燃料添加時，有時排氣溫度或 DPF22的床溫會發(fā)生變化。但是，ECU30無法判斷出間歇燃料添加時的排 氣溫度或DPF22的床溫的變化是由于連續(xù)燃料添加而產生的、還是由于間 歇燃料添加而產生的。即，在執(zhí)行PM再生控制的間歇燃料添加時， ECU30難以學習恰當的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。學習實施條件 La避免了這樣的問題。
學習實施條件Lb:目標床溫Ttc小于等于低溫判斷值的狀態(tài)的累積時 間在計算能量偏差累積值EEad時不變?yōu)轭A定時間以上。
理由Lbl:推定床溫Tbc的計算精度在DPF22的實際的床溫變?yōu)榱诵?于等于低溫判斷值的情況下下降。因此，在目標床溫Ttc小于等于低溫判 斷值的狀態(tài)持續(xù)的情況下，DPF22的床溫也可能會變?yōu)榈蜏嘏袛嘀狄韵拢?推定床溫Tbc的計算精度可能會下降。在該情況下，ECU30難以學習恰當 的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。學習實施條件Lb避免了這樣的問 題。
學習實施條件Lc:吸入空氣量GA小于等于低量判斷值的時間的累積 時間在計算能量偏差累積值EEad的期間內不變?yōu)轭A定時間以上。
理由Lcl: ECU30的推定排氣溫度TOB的計算精度在排氣流量小于 等于低量判斷值的情況下下降。因此，在作為排氣流量的指標值的吸入空 氣量GA小于等于低量判斷值的狀態(tài)持續(xù)的情況下，推定排氣溫度TOB的 計算精度下降。在該情況下，ECU30難以學習恰當的穩(wěn)定學習值Ka和過 渡學習值Kb。學習實施條件Lc避免了這樣的問題。
學習實施條件Ld:當前時點不是穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb的 更新時。
理由Ldl:在穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb被更新的情況下，來自燃料添加閥23的燃料添加量可能會急劇地改變，DPF22的床溫可能會急劇地發(fā)生變化。在該情況下，ECU30難以學習恰當的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。學習實施條件Ld避免了該問題。
ECU30判斷學習實施條件La Ld的邏輯積條件的理由如下。在柴油發(fā)動機的PM再生控制中，通常根據實際供應燃料量與推定供應燃料量之間的差來計算學習值。實際供應燃料量是從燃料添加機構供應給DPF22的燃料量。燃料添加機構包括燃料添加閥23和進行后噴射的燃料噴射閥11。推定供應燃料量是實際上有助于DPF22的床溫上升的燃料量。根據目標床溫Ttc、作為流經排氣通路18的排氣的溫度推定值的推定排氣溫度TOB、作為DPF22的推定溫度的推定床溫Tbc、以及排氣通路18的排氣流量來計算實際供應燃料量和推定供應燃料量。
為了恰當地學習穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb， ECU30高精度地計算出推定床溫Tbc和推定排氣溫度TOB是非常重要的。但是，例如在排氣溫度或排氣流量大幅變化的情況下，即在排氣溫度的分布或排氣凈化催化劑20的床溫的溫度分布產生了大的離散的情況下，狀況的模型化非常困難。在該情況下，由于推定床溫Tbc和推定排氣溫度TOB的計算精度大幅地下降，因此難以恰當地學習穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。
因此，ECU30判斷學習實施條件La Ld的邏輯積條件。在滿足了學習實施條件La Ld的情況下，推定排氣溫度TOB和DPF22的床溫處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，因此ECU30能夠恰當地學習穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。
學習實施條件Le:僅從燃料添加閥23進行使DPF22的床溫上升的燃料添加。例如，不執(zhí)行后噴射。即，用于使DPF22的床溫上升的燃料添加僅從包括燃料添加閥23的第一燃料添加部進行，而不從包括燃料噴射閥ll的第二燃料添加部進行。
理由Lel:為了高精度地調節(jié)來自燃料噴射閥23的燃料添加量，有希望學習燃料添加閥23的經時變化和由于燃料添加閥23的個體差異而產生的燃料添加閥23的添加量誤差的要求。燃料添加閥23的經時變化例如為燃料添加闊23的噴孔的堵塞程度的增大。但是，例如在進行后噴射的情況下，即使排氣溫度或DPF22的床溫發(fā)生了變化，ECU30也無法判斷使排氣溫度或DPF22的床溫發(fā)生了變化的燃料添加是從燃料添加閥23執(zhí)行的還是基于后噴射而執(zhí)行的。在這樣的情況下，ECU30無法高精度地學習燃料添加闊23的添加量誤差。學習實施條件Le避免了這樣的問題。學習實施條件Lf:不禁止來自燃料添加閥23的未燃燒燃料添加。理由Lfl:在來自燃料添加閥23的未燃燒燃料添加原本被禁止的情況下，ECU30難以學習恰當的學習值。學習實施條件Lf避免了這樣的問題。
艮口，在滿足了學習實施條件Le和Lf的情況下的學習值對應于僅從燃料添加閥23添加未燃燒燃料的情況。因此，ECU30能夠恰當地學習用于補償燃料添加閥23的添加量誤差的穩(wěn)定學習值Ka。
學習實施條件Lg:排氣溫度傳感器33未發(fā)生異常時。
理由Lgl:根據由配置在排氣通路18中的排氣溫度傳感器33檢測出的排氣溫度Ta來執(zhí)行對穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb的學習。因此，在排氣溫度傳感器33發(fā)生了異常時，ECU30難以學習恰當的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。學習實施條件Lg避免了這樣的問題。
如果在圖8的步驟S410中為否，即如果學習實施條件La Lg中的某一個未被滿足，則ECU30不計算穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb而暫時結束本處理。
如果在步驟S410中為是，即如果學習實施條件La Lg全部成立，則在步驟S420中ECU30計算出能量偏差累積值EEad。 ECU30執(zhí)行圖10的步驟S421 426。能量偏差累積值EEad表示排氣能量偏差累積值，該排氣能量偏差累積值是瞬時排氣能量EEm與平均排氣能量EEa之間的偏差的累積值。
圖10表示了能量偏差累積值EEad的計算處理的步驟S421 S426。在步驟S421中，ECU30計算出推定排氣溫度TOB。在步驟S422中，ECU30根據推定排氣溫度TOB、吸入空氣量GA、以及本處理的運算周期T計算出瞬時排氣能量EEm。瞬時排氣能量EEm根據以下的關系式(1)來計算。g卩，瞬時排氣能量EEm為排氣能量的瞬時值。運算周期T為0.1ms 0.2ms左右。
EEm—TOBXGAXT…關系式(1)
在步驟S423中，ECU30計算出平均推定排氣溫度TOBa。平均推定排氣溫度TOBa是學習實施條件La Lg的成立時點之后的推定排氣溫度TOB的時間平均值。圖11的(a)表示了學習實施條件La Lg的成立時點之后的推定排氣溫度TOB和平均推定排氣溫度TOBa的變遷的例子。在圖11的(a)的情況下，時刻t21為學習實施條件La Lg的成立時點。ECU30在時刻t21之后計算出每一時點的推定排氣溫度TOB。 S卩，ECU30在時刻t21之后每次計算出推定排氣溫度TOB。 ECU30根據推定排氣溫度TOB依次計算出平均推定排氣溫度TOBa。
如圖10所示，在步驟S424中，ECU30計算出學習實施條件La Lg的成立時點之后的平均吸入空氣量GAa。平均吸入空氣量GAa意味著學習實施條件La Lg的成立時點之后的排氣流量的平均值、即吸入空氣量GA的平均值。圖11的(b)表示了學習實施條件La Lg的成立時點之后的吸入空氣量GA和平均吸入空氣量GAa的變遷的例子。如圖ll的(b)所示，ECU30在時刻t21之后每次計算出吸入空氣量GA，并根據吸入空氣量GA依次計算出平均吸入空氣量GAa。
在步驟S425中，ECU30根據平均推定排氣溫度TOBa、平均吸入空氣量GAa、以及本處理的運算周期T計算出平均排氣能量EEa。平均排氣能量EEa根據以下的關系式(2)來計算。即，平均排氣能量EEa是根據排氣溫度和排氣流量求出的排氣能量的平均值。
EEa—TOBaXGAaXT…關系式(2)
這樣，ECU30根據關系式(1)計算出瞬時排氣能量EEm，并根據關系式(2)計算出平均排氣能量EEa。結果，可以使用于求出能量偏差累積值EEad的ECU30的運算負擔為最小限度。即，抑制了 ECU30的運算負擔。
在步驟S426中，ECU30根據瞬時排氣能量EEm和平均排氣能量EEa計算出能量偏差累積值EEad?？梢詫⒛芰科罾鄯e值EEad稱為平均/瞬時排氣能量偏差累積值。能量偏差累積值EEad根據以下的關系式(3)來計
16算。
EEad (i) —EEad (i—l) + I EEm (i) —EEa (i) I…關系式(3)其中，(i)表示此次的運算周期的值，(i—1)表示上次的運算周期的值。
圖11的(c)表示了瞬時排氣能量EEm和平均排氣能量EEa的變遷的例子。ECU30從作為學習實施條件La Lg的成立時點的時刻t21開始計算平均排氣能量EEa。并且，ECU30從時刻t21開始計算平均排氣能量EEa與瞬時排氣能量EEm之間的偏差VA。作為偏差VA的累積值的能量偏差累積值EEad表示為圖11的(c)的斜線部分的面積。ECU30每次計算出能量偏差累積值EEad。圖ll的(d)表示了能量偏差累積值EEad的變遷的例子。
在圖8的步驟S430中，ECU30對第一計數值TS向上計數(countup)。第一計數值TS是ECU30所具有的添加閥學習計時器的計數值。在步驟S440中，ECU30判斷第一計數值TS是否大于等于第一計時器判斷值TSj。第一計時器判斷值TSj例如為60秒。
圖11的(e)表示了第一計數值TS的變遷的例子。如圖11的(e)所示，第一計數值TS從作為學習實施條件La Lg的成立時點的時刻t21開始向上計數。ECU30使第一計數值TS增加至第一計時器判斷值TSj。如下地預先通過實驗結果求出、設定第一計時器判斷值TSj。第一計時器判斷值TSj被設定成即使執(zhí)行了使DPF22的床溫大幅改變的某一處理，也能夠在第一計數值TS變?yōu)榱说谝挥嫊r器判斷值TSj的情況下判斷為DPF22的床溫達到了目標床溫Ttc附近。即，如果在步驟S440中為是，則ECU30判斷為DPF22的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)。
圖9表示了以下情況如果在步驟S440中為是，即如果第一計數值TS大于等于第一計時器判斷值TSj，則ECU30執(zhí)行步驟S450。
如圖9所示，在步驟S450中，ECU30開始對第二計數值TA向上計數。第二計數值TA是ECU30所具有的床溫振幅計時器的計數值。在步驟S460中，ECU30判斷第二計數值TA是否大于等于第二計時器判斷值TAj。第二計時器判斷值TAj例如為30秒。如果在步驟S460中為否，即如果第二計數值TA小于第二計時器判斷 值TAj，則在步驟S470中ECU30計算出床溫振幅ATC。床溫振幅ATC 是DPF22的推定床溫Tbc的最大值與最小值之間的差。然后，在步驟 S480中，ECU30計算出床溫振幅最大值ATCmax并進行更新。床溫振幅 最大值ATCmax是DPF22的床溫振幅ATC的最大值。床溫振幅最大值 ATCmax存儲在RAM中。g卩，ECU30比較床溫振幅ATC和在上次的運算 周期中存儲的床溫振幅最大值ATCmax。在床溫振幅ATC比床溫振幅最 大值ATCmax大的情況下，ECU30將床溫振幅ATC作為新的床溫振幅最 大值ATCmax進行存儲。另一方面，在床溫振幅ATC小于床溫振幅最大 值ATCmax的情況下，ECU30不改變床溫振幅最大值ATCmax。
圖11的(f)表示了第二計數值TA的變遷的例子。如圖11的(f)所 示，從時刻t22開始對第二計數值TA進行向上計數。時刻t22表示第一計 數值TS達到了第一計數器判斷值TSj的時點。時刻t23表示第二計數值 TA達到了第二計時器判斷值TAj的時點。在時刻t22 t23的期間內， ECU30通過重復步驟S460 S480來對第二計數值TA進行向上計數，同 時計算出床溫振幅最大值ATCmax并進行更新。
如果在步驟S460中為是，即如果第二計數值TA大于等于第二計時器 判斷值TAj，則在步驟S490中ECU30判斷床溫振幅最大值ATCmax是否 小于振幅判斷值ATCj。 S卩，ECU30根據床溫振幅最大值ATCmax來判斷 DPF22的床溫是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。
如果在圖9的步驟S490中為是，即如果床溫振幅最大值ATCmax小 于振幅判斷值ATCj，則ECU30判斷為DPF22的床溫正在以穩(wěn)定的狀態(tài)變 遷。艮P， ECU30判斷為能夠在比較穩(wěn)定的條件下學習穩(wěn)定學習值Ka和過 渡學習值Kb，并在步驟S500 S530中學習穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值 Kb。
在步驟S500中，ECU30計算出修正值K。修正值K是用于補償 DPF22的床溫與目標床溫Ttc之間的偏差的學習值。ECU30通過計算以下 的關系式(4) (6)來求出修正值K。首先，ECU30根據關系式(4) 計算出要求發(fā)熱量CVD。要求發(fā)熱量CVD是為了使DPF22的床溫與目標床溫TtC相一致而需要的發(fā)熱量。要求發(fā)熱量CVD是通過向排氣中添加未
燃燒燃料而產生的發(fā)熱量。并且，ECU30根據以下的關系式(5)計算出 推定發(fā)熱量CVP。推定發(fā)熱量CVP相當于通過向排氣中添加未燃燒燃料 而實際產生的發(fā)熱量。關系式(4)和關系式(5)各自中的換算系數kc是 將溫度單位換算成熱量單位的換算系數。
CVD—(目標床溫Ttc一推定排氣溫度TOB) X吸入空氣量GAX kc…關系式(4)
CVP—(推定床溫Tbc —推定排氣溫度TOB) X吸入空氣量GAX kc…關系式(5)
在步驟S500中，ECU30根據要求發(fā)熱量CVD和推定發(fā)熱量CVP并 通過以下的關系式(6)計算出修正值K。 g口，修正值K用于補償要求發(fā) 熱量CVD與推定發(fā)熱量CVP之間的偏差。
K (i) — (CVD—CVP) /CVPXK (i—1) +1 …關系式(6)
其中，(i)表示此次的運算周期的值，(i一l)表示上次的運算周期 的值。
在步驟S510中，ECU30判斷能量偏差累積值EEad是否小于穩(wěn)定狀態(tài) 判斷值EEadj。能量偏差累積值EEad在流經排氣通路18的排氣的能量恒 定的情況下維持為"0"。能量偏差累積值EEad在排氣能量變動的情況下 逐漸地增大。排氣能量的變動程度越大，能量偏差累積值EEad越快地增 大。在步驟S510中，ECU30根據能量偏差累積值EEad來判斷排氣通路 18的排氣流動是處于穩(wěn)定狀態(tài)還是處于過渡狀態(tài)。
這樣，為了判斷到排氣凈化催化劑20的排氣流動是處于穩(wěn)定狀態(tài)還 是處于過渡狀態(tài)，計算出能量偏差累積值EEad是有效的，其中該能量偏 差累積值EEad是平均排氣能量EEa與瞬時排氣能量EEm之間的偏差的累 積值。ECU30在能量偏差累積值EEad小于穩(wěn)定狀態(tài)判斷值EEadj的情況 下判斷為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)。ECU30在能量偏差累積值EEad大于等 于穩(wěn)定狀態(tài)判斷值EEadj的情況下判斷為排氣流動處于過渡狀態(tài)。因此， ECU30能夠容易并高精度地判斷出排氣流動的狀態(tài)。
如果在步驟S510中為是，即如果能量偏差累積值EEad小于穩(wěn)定狀態(tài)
19判斷值EEadj，則ECU30判斷為能量偏差累積值EEad為小的值、排氣流 動處于穩(wěn)定狀態(tài)。在該情況下，在步驟S520中ECU30將穩(wěn)定學習值Ka 與修正值K相乘而得到的值作為新的穩(wěn)定學習值Ka來進行存儲。
在排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，幾乎不存在由于排氣凈化催化劑 20的熱容量而產生的DPF22的床溫的變化延遲。S口，從向排氣中添加未 燃燒燃料的時點開始的DPF22的床溫的變化延遲幾乎不存在。在該情況 下，根據關系式(4) (6)計算出的修正值K是盡可能地排除了由于排 氣凈化催化劑20的溫度變化延遲而引起的誤差的影響的值。換言之，修 正值K是對應于從燃料添加閥23添加到排氣中的燃料量的誤差量的值。 因此，穩(wěn)定學習值Ka被學習成成為能夠修正燃料添加閥23的添加量誤差 的值。
如果在步驟S510中為否，即如果能量偏差累積值EEad大于等于穩(wěn)定 狀態(tài)判斷值EEadj，則能量偏差累積值EEad較大。因此，ECU30判斷為 排氣流動處于過渡狀態(tài)。在該情況下，在步驟S530中，ECU30將過渡學 習值Kb與修正值K相乘而得到的值作為新的過渡學習值Kb來進行存 儲。
由于排氣流動處于過渡狀態(tài)，因此DPF22的床溫由于排氣凈化催化劑 20的熱容量而有一些變化延遲。在該情況下，根據關系式(4) (6)計 算出的修正值K是能夠補償排氣凈化催化劑20的溫度變化延遲的值。因 此，過渡學習值Kb被學習成成為能夠補償在使DPF22的床溫成為目標床 溫Ttc時產生的誤差量的值。即，過渡學習值Kb被學習成成為能夠補償 由于DPF22的床溫的變化延遲而引起的誤差量的值。
因此，如圖11的(f)所示，如果在時刻t23第二計數值TA變?yōu)榱说?二計時器判斷值TAj、并且床溫振幅最大值ATCmax小于振幅判斷值 ATCj，則穩(wěn)定學習值Ka或過渡學習值Kb被更新。
在這樣更新了穩(wěn)定學習值Ka或過渡學習值Kb之后，在圖9的步驟 S540中第一計數值TS被重置為"0"。并且，在步驟S550中能量偏差累 積值EEad被重置為"0"，在步驟S560中第二計數值TA被重置為 "0"，在步驟S570中床溫振幅最大值ATCmax被重置為"0"。于是，本處理暫時結束。
如果在圖8的步驟S410中為否，即如果學習實施條件La Lg不成 立，則ECU30也執(zhí)行圖9的步驟S540 S570。 g卩，第一計數值TS、能量 偏差累積值EEad、第二計數值TA、床溫振幅最大值ATCmax均被重置為 "0"。于是，本處理暫時結束。
如果在歩驟S490中為否，即如果床溫振幅最大值ATCmax大于等于 振幅判斷值ATCj，則ECU30不更新穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。然 后，在步驟S560中第二計數值TA被重置為"0"，在步驟S570中床溫振 幅最大值ATCmax被重置為"0"。
在該情況下，在床溫振幅最大值ATCmax變?yōu)樾∮谡穹袛嘀礎TCj 之前，重復步驟S470和步驟S480。 S卩，ECU30重復計算床溫振幅ATC 和床溫振幅最大值ATCmax。如果在步驟S490中變?yōu)榱耸?，即如果床?振幅最大值ATCmax變?yōu)榱诵∮谡穹袛嘀礎TCj，則如步驟S500 S530 所示那樣由ECU30更新穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。
這樣，ECU30執(zhí)行床溫控制，即通過向排氣中添加未燃燒燃料來進行 調節(jié)以使排氣凈化催化劑20的床溫成為目標床溫Ttc。并且，ECU30在執(zhí) 行床溫控制時，為了修正各時點的床溫與目標床溫Ttc之間的偏差而學習 未燃燒燃料的添加量的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。在步驟S510 中，ECU30作為判斷到排氣凈化催化劑20的排氣流動是否處于穩(wěn)定狀態(tài) 的判斷部而發(fā)揮功能。并且，ECU30作為存儲部而發(fā)揮功能。存儲部在判 斷部判斷為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將修正值K作為穩(wěn)定學習值 Ka進行存儲，在未判斷為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將修正值K作 為過渡學習值Kb進行存儲。并且，在執(zhí)行床溫控制時，ECU30作為將穩(wěn) 定學習值Ka和過渡學習值Kb中的過渡學習值Kb反映在燃料添加量上的 反映部而發(fā)揮功能。
執(zhí)行NOx還原控制的ECU30作為控制執(zhí)行部而發(fā)揮功能，該控制執(zhí) 行部僅基于穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb中的穩(wěn)定學習值Ka來執(zhí)行控 制。在學習執(zhí)行條件Lb中，用于計算能量偏差累積值EEad的期間是判斷 部執(zhí)行判斷的判斷期間。本實施方式具有以下優(yōu)點。
(1) ECU30在排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下學習用于修正燃料添 加閥23的添加量誤差的穩(wěn)定學習值Ka。另一方面，在排氣流動處于過渡 狀態(tài)的情況下，ECU30學習用于修正由于排氣凈化催化劑20的熱容量而 引起的誤差量的過渡學習值Kb。
ECU30將穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb反映在PM再生控制的第一 目標添加量Qrl上。ECU30還將穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb反映在 硫中毒恢復控制的第二目標添加量Qr2上。因此，補償了燃料添加閥23 的添加量誤差，并且也補償了由于排氣凈化催化劑20的熱容量而引起的 誤差。因此，本實施方式能夠抑制對燃料添加量的過度的修正。即，能夠 抑制燃料消耗量的不必要的增加，并能夠抑制排氣凈化催化劑20的床溫 過度地上升。即，ECU30能夠恰當地進行控制以使NSR催化劑21的床 溫、DPF22的床溫分別以期望的方式變遷。
ECU30僅將穩(wěn)定學習值Ka反映在NOx還原控制的第三目標添加量 Qr3上。在NOx還原控制中，通過調節(jié)燃料添加量來高精度地調節(jié)排氣中 的氧濃度即可，不需要考慮排氣凈化催化劑20的熱容量。即，在NOx還 原控制中，不需要考慮向排氣中添加了燃料時的NSR催化劑21的床溫的 變化延遲。在排除了排氣凈化催化劑20的熱容量的影響的狀態(tài)下學習穩(wěn) 定學習值Ka。因此，通過僅使用穩(wěn)定學習值Ka而不使用過渡學習值 Kb， ECU30能夠恰當地執(zhí)行NOx還原控制。S卩，ECU30可以不考慮多余 的過渡學習值Kb，從而能夠提高排氣中的氧濃度的調節(jié)精度。這是因為 多余的過渡學習值Kb可能會使NOx還原控制中的排氣中的氧濃度的調節(jié) 精度下降。因此，ECU30能夠恰當地補償燃料添加閥23的添加量誤差， 從而能夠高精度地調節(jié)燃料添加量。
艮P， ECU30能夠分別學習并利用由于燃料添加機構的經時變化引起的 誤差量和由于排氣凈化催化劑20的熱容量引起的床溫的誤差量。
在到排氣凈化催化劑20的排氣流動處于過渡狀態(tài)的情況下，排氣凈 化催化劑20的床溫與目標床溫Ttc之間的偏差量包括由于DPF22的熱容 量而引起的誤差量。因此，ECU30將過渡學習值Kb作為能夠修正由于DPF22的熱容量而引起的誤差量的值來進行學習。
另一方面，在排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，在DPF22的床溫與目 標床溫Ttc之間的偏差量中包括非常少的由于DPF22的熱容量而引起的誤 差量。在該情況下，排氣凈化催化劑20的床溫是與添加到排氣中的未燃 燒燃料量相應的溫度。即，排氣凈化催化劑20的床溫與目標床溫Ttc之間 的偏差量是與燃料添加量的誤差相對應的值。即，排氣凈化催化劑20的 床溫與目標床溫Ttc之間的偏差量表示與未燃燒燃料添加機構的添加量誤 差相對應的值。因此，ECU30將穩(wěn)定學習值Ka作為能夠修正燃料添加機 構的添加量誤差的值來進行學習。
(2) 為了判斷到排氣凈化催化劑20的排氣流動是處于穩(wěn)定狀態(tài)還是 處于過渡狀態(tài)，ECU30計算出能量偏差累積值EEad，該能量偏差累積值 EEad是平均排氣能量EEa與瞬時排氣能量EEm之間的偏差的累積值。 ECU30在能量偏差累積值EEad小于穩(wěn)定狀態(tài)判斷值EEadj的情況下判斷 為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)。ECU30在能量偏差累積值EEad大于等于穩(wěn)定 狀態(tài)判斷值EEadj的情況下判斷為排氣流動處于過渡狀態(tài)。因此，ECU30 能夠容易并高精度地判斷出排氣流動的狀態(tài)。排氣流量是遵循流經進氣通 路16的吸入空氣的量的流量。g卩，ECU30能夠將吸入空氣量GA作為排 氣流量來適用。
(3) 平均排氣能量EEa作為從學習實施條件La Lg的成立時點開始 每次求出的推定排氣溫度TOB的平均值與吸入空氣量GA的平均值之積來 計算。瞬時排氣能量EEm作為從學習實施條件La Lg的成立時點開始每 次求出的推定排氣溫度TOB與吸入空氣量GA之積來計算。因此，可以使 用于求出能量偏差累積值EEad的ECU30的運算負擔為最小限度。
(4) 在學習實施條件La Lg不成立的情況下，即在不滿足學習實施 條件La Lg中的任一個的情況下，不執(zhí)行穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值 Kb的學習。因此，ECU30會恰當地獲得穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值 Kb。
上述實施方式也可以如下來進行變更。
ECU30不限于使用推定床溫Tbc，也可以實際地檢測DPF22的溫度。
23另外，ECU30不限于使用吸入空氣量GA,也可以實際地檢測排氣流量。 ECU30也可以不執(zhí)行NSR催化劑21的硫中毒恢復控制。 僅基于穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb中的穩(wěn)定學習值Ka的控制不 限于NSR催化劑21的NOx還原控制。ECU30也可以僅基于穩(wěn)定學習值 Ka來執(zhí)行判斷燃料添加閥23的堵塞異常的堵塞判斷控制。
如果燃料添加閥23的噴孔的堵塞程度增大，則來自燃料添加閥23的 燃料添加量減小。為了補償來自燃料添加閥23的燃料添加量，穩(wěn)定學習 值Ka增大。因此，ECU30能夠通過監(jiān)視穩(wěn)定學習值Ka來判斷燃料添加 閥23的噴孔的堵塞程度。例如，在穩(wěn)定學習值Ka比堵塞判斷值大的情況 下，ECU30能夠判斷出燃料添加閥23發(fā)生了異常。
燃料添加閥23的堵塞判斷控制如果使用反映了燃料添加閥23的添加 量誤差的值，則判斷精度會提高。但是，如果使用反映了排氣凈化催化劑 20的熱容量的影響的值，則燃料添加閥23的堵塞判斷控制的判斷精度可 能會下降。本實施方式的ECU30通過使用穩(wěn)定學習值Ka來執(zhí)行燃料添加 閥23的堵塞判斷控制，能夠排除排氣凈化催化劑20的熱容量的影響，從 而能夠改善燃料添加閥23的堵塞判斷控制。
在PM再生控制或硫中毒恢復控制中，不限于將穩(wěn)定學習值Ka和過 渡學習值Kb這兩者均反映在燃料添加閥23的開時間上。例如，也可以將 穩(wěn)定學習值Ka反映在燃料添加閥23的開時間上，并將過渡學習值Kb反 映在燃料添加閥23的閉時間上。另外，也可以將過渡學習值Kb反映在硫
中毒恢復控制中的停止向排氣中添加燃料的燃料添加停止期間上。
在PM再生控制中，也可以執(zhí)行DPF22的階段升溫控制。即，ECU30 使PM再生控制的DPF22的目標床溫Ttc根據沉積PM量的減少而例如如 600°C—630°C—650。C那樣階段性地上升。在該情況下，ECU30也可以將 學習實施條件Lh:"階段升溫控制中的目標床溫Ttc不改變時"追加作為 邏輯積條件。
在PM再生控制中，在DPF22的沉積PM量多的情況下希望將PM再 生控制的目標床溫Ttc設定得較低，在DPF22的沉積PM量少的情況下希 望將PM再生控制的目標床溫Ttc設定得較高。這是因為在一部分沉積PM燃燒了的情況下，如果DPF22的沉積PM量多，則剩余的沉積PM也 容易點火，如果DPF22的沉積PM量少，則在僅一部分PM燃燒了的情況 下剩余的沉積PM難以燃燒。因此，DPF22的階段床溫控制根據DPF22的 沉積PM量來階段性地改變目標床溫Ttc。如果通過階段升溫控制改變了 目標床溫Ttc，則排氣溫度有可能會急劇地發(fā)生變化，因此難以學習恰當 的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb。學習實施條件Lh避免了這樣的問 題。
過渡學習值Kb也可以包括燃料添加閥23的添加量誤差量和由于排氣 凈化催化劑20的熱容量的影響而導致的誤差量。ECU30也可以僅將穩(wěn)定 學習值Ka和過渡學習值Kb中的過渡學習值Kb反映在PM再生控制或硫 中毒恢復控制的目標添加量上。
穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值Kb不限于是分別與第一目標添加量 Qrl 第三目標添加量Qr3相乘的學習系數。穩(wěn)定學習值Ka和過渡學習值 Kb也可以是與第一目標添加量Qrl 第三目標添加量Qr3相加的學習量。 優(yōu)選針對發(fā)動機10的各種運轉區(qū)域來設定相加的穩(wěn)定學習值Ka和過渡學 習值Kb并分別進行更新。
ECU30判斷到排氣凈化催化劑20的排氣流動是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的判 斷方法可以任意地改變。例如，ECU30也可以采用以下方式來進行判斷 檢測瞬時排氣能量EEm的最大值與最小值之間的偏差，在偏差小于判斷 值的情況下判斷為排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)。另外，也可以采用以下判斷方 法ECU30檢測吸入空氣量GA的最大值與最小值之間的偏差，并且還檢 測推定排氣溫度TOB的最大值與最小值之間的偏差。在吸入空氣量GA的 偏差小于判斷值、并且推定排氣溫度TOB的偏差也小于判斷值的情況 下，ECU30判斷為到排氣凈化催化劑20的排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)。
學習實施條件不限于是學習實施條件La Lg全部的邏輯積條件。也 可以僅是學習實施條件La Ld的邏輯積條件，或者還可以是學習實施條 件La Lf的邏輯積條件。即，學習實施條件是學習實施條件La Lg中的 某幾個的邏輯積條件即可。
本發(fā)明可以應用于硫中毒恢復控制中的升溫處理執(zhí)行時的、對用于修正每次的NSR催化劑21的床溫與目標床溫之間的偏差的燃料添加量的穩(wěn)
定學習值Ka和過渡學習值Kb的學習。
床溫控制不限于主要利用來自設置在排氣通路18中的燃料添加閥23 的未燃燒燃料的添加。床溫控制也可以主要利用后噴射。即，本發(fā)明的內 燃機的排氣凈化控制裝置基于向排氣中的未燃燒燃料的添加來控制排氣催 化劑20的床溫即可。
本發(fā)明不限于柴油發(fā)動機，也可以應用于汽油發(fā)動機。
權利要求
1.一種內燃機的排氣凈化控制裝置，所述內燃機具有排氣通路和設置在所述排氣通路中的排氣凈化催化劑，所述控制裝置執(zhí)行通過向排氣中添加未燃燒燃料而將所述排氣凈化催化劑的床溫調節(jié)為目標床溫的床溫控制，所述控制裝置在執(zhí)行所述床溫控制時為了修正每次的所述床溫與所述目標床溫之間的偏差而學習所述未燃燒燃料的添加量的學習值，所述控制裝置包括判斷部，判斷到所述排氣凈化催化劑的排氣流動是否處于穩(wěn)定狀態(tài)；存儲部，在所述判斷部判斷為所述排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將所述學習值作為穩(wěn)定學習值進行存儲，在所述判斷部未判斷為所述排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下將所述學習值作為過渡學習值進行存儲；反映部，在執(zhí)行所述床溫控制時至少將所述穩(wěn)定學習值和所述過渡學習值中的所述過渡學習值反映在所述燃料添加量上；以及控制執(zhí)行部，僅基于所述穩(wěn)定學習值和所述過渡學習值中的所述穩(wěn)定學習值來執(zhí)行控制。
2. 如權利要求1所述的排氣凈化控制裝置，其中，由所述控制執(zhí)行部執(zhí)行的僅基于所述穩(wěn)定學習值的控制是通過向排氣中添加所述未燃燒燃料來調節(jié)排氣中的氧濃度的濃度調節(jié)控制。
3. 如權利要求1或2所述的排氣凈化控制裝置，其中，根據排氣溫度和排氣流量來求出排氣能量，將所述排氣能量的平均值稱為平均排氣能量，將所述排氣能量的瞬時值稱為瞬時排氣能量，所述排氣溫度是到所述排氣凈化催化劑的排氣的溫度，所述判斷部在所述平均排氣能量與所述瞬時排氣能量之間的偏差的累積值小于判斷值的情況下判斷為所述排氣流動處于穩(wěn)定狀態(tài)。
4. 如權利要求3所述的排氣凈化控制裝置，其中，將用于實施對所述學習值的所述學習的條件稱為學習實施條件，從滿足了所述學習實施條件的時點開始每次求出所述排氣溫度和所述排氣流量，從滿足了所述學習實施條件的時點開始每次也求出所述排氣溫度的平均值和所述排氣流量的平均值，所述平均排氣能量作為所述排氣溫度的平均值與所述排氣流量的平均值之積來計算，所述瞬時排氣能量作為所述排氣溫度與排氣流量之積來計算。
5. 如權利要求4所述的排氣凈化控制裝置，其中，所述內燃機為柴油發(fā)動機，所述排氣凈化催化劑包括捕集排氣中的粒子狀物質的柴油機微粒過濾器，所述床溫控制包括PM再生控制，所述PM再生控制是用于燃燒除去沉積在所述柴油機微粒過濾器中的粒子狀物質的控制，該PM再生控制包括間歇地添加燃料的燃料間歇添加，所述學習實施條件包括La、 Lb、 Lc、 Ld的邏輯積條件，其中所述La是指不是執(zhí)行所述燃料間歇添加時，所述Lb是指所述目標床溫小于等于低溫判斷值的時間的累積時間在所述判斷部執(zhí)行判斷的判斷期間內不變?yōu)轭A定時間以上，所述Lc是指所述排氣流量小于等于低量判斷值的時間的累積時間在所述判斷期間內不變?yōu)轭A定時間以上，所述Ld是指不是所述學習值更新時。
6. 如權利要求5所述的排氣凈化控制裝置，其中，所述控制裝置還包括用于向所述排氣中添加未燃燒燃料的第一燃料添加部和第二燃料添加部，所述第一燃料添加部具有設置在所述排氣通路中的燃料添加閥，所述第二燃料添加部包括所述第一燃料添加部以外的機構，所述學習實施條件還將Le、 Lf包括在所述邏輯積條件中，其中所述Le是指所述第二燃料添加部不進行未燃燒燃料添加，所述Lf是指不禁止來自所述第一燃料添加部的未燃燒燃料添加。
7. 如權利要求5或6所述的排氣凈化控制裝置，其中，在所述排氣通路中設置有排氣溫度傳感器，根據由所述排氣溫度傳感器檢測出的所述排氣溫度來執(zhí)行對所述學習值的學習，所述學習實施條件還將Lg包括在所述邏輯積條件中，其中所述Lg是指所述排氣溫度傳感器未發(fā)生異常時。
全文摘要
ECU(30)執(zhí)行通過向排氣中添加未燃燒燃料而將DPF(22)的床溫調節(jié)為目標床溫的PM再生控制。在執(zhí)行PM再生控制時，ECU(30)學習用于修正DPF(22)的床溫與目標床溫之間的偏差的燃料添加量的學習值。如果在步驟S510中為是，即如果判斷為到DPF(22)的排氣流量處于穩(wěn)定狀態(tài)，則在步驟S520中ECU(30)將修正值K作為穩(wěn)定學習值Ka進行存儲。如果在步驟S510中為否，即如果判斷為排氣流動處于過渡狀態(tài)，則在步驟S530中ECU(30)將修正值K作為過渡學習值Kb進行存儲。在執(zhí)行PM再生控制時，ECU(30)將過渡學習值Kb反映在燃料添加量上。僅基于穩(wěn)定學習值Ka來執(zhí)行NOx還原控制。
文檔編號F01N3/36GK101657618SQ20088001239
公開日2010年2月24日 申請日期2008年5月14日 優(yōu)先權日2007年5月15日
發(fā)明者山本豪進 申請人:豐田自動車株式會社