排气净化系统和排气净化系统的控制方法与流程

本发明涉及排气净化系统和排气净化系统的控制方法。

背景技术：

以往，作为对从内燃机排出的排气中的氮化物(nox)进行还原净化的催化剂，已知nox吸收还原型催化剂。nox吸收还原型催化剂在排气为稀燃环境时吸收排气中含有的nox，并且，在排气是浓燃环境时用排气中含有的烃通过还原净化将已吸收了的nox无害化并排放。因此，在催化剂的nox吸收量达到了预定量的情况下，为了使nox吸收能力恢复，需要定期地进行通过排气管喷射或远后喷射来使排气成为浓燃状态的所谓nox净化(例如，参照专利文献1、2)。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-202425号公报

专利文献2：日本特开2007-16713号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

需要说明的是，在引擎的燃料喷射量较少时，排气λ(排气的空气过剩率)被维持在较高的状态。但是，存在如下问题：在排气λ被维持在较高状态的状态下，即使执行nox净化，也无法使排气λ降低到nox净化所需的期望的λ,因徒劳的排气管喷射或远后喷射而导致燃料经济性恶化。

为了解决该问题可以想到：设定禁止条件，在符合禁止条件的情况下，即使进行了催化剂再生处理的开始请求，也禁止执行nox净化。然而，存在如下进一步的问题：若严格地应用禁止条件，则即使在nox净化的执行中，也会由于禁止条件成立而中断nox净化，到此为止的排气管喷射或远后喷射变得徒劳，反而导致燃料经济性恶化。

本公开的排气净化系统和排气净化系统的控制方法的目的在于通过调整nox净化的执行或禁止，从而有效地防止燃料经济性恶化。

用于解决课题的手段

本公开的系统包括：nox吸收还原型催化剂，其被设置在内燃机的排气系统中，在排气稀燃状态下吸收排气中的nox，并且，在排气浓燃状态下对已吸收的nox进行还原净化；催化剂再生部件，其执行使排气成为浓燃状态以对已被上述nox吸收还原型催化剂吸收的nox进行还原净化的催化剂再生处理；禁止部件，其在多个禁止条件的至少1个成立的情况下，即使进行了上述催化剂再生处理的开始请求，也禁止上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理；以及继续部件，其在上述催化剂再生处理的执行中作为上述多个禁止条件的一部分的特定禁止条件成立的情况下，将上述禁止部件无效化而继续使上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。

此外，本公开的排气净化系统的控制方法，上述排气净化系统包括nox吸收还原型催化剂，上述nox吸收还原型催化剂被设置在内燃机的排气系统中，在排气稀燃状态下吸收在上述排气系统中流动的排气中的nox，并且，在排气浓燃状态下对已吸收的nox进行还原净化；上述控制方法包含如下处理：

催化剂再生处理，执行使上述排气成为排气浓燃状态以对已被上述nox吸收还原型催化剂吸收的nox进行还原净化的催化剂再生处理，

禁止处理，在多个禁止条件的至少1个成立的情况下，即使进行了上述催化剂再生处理的开始请求，也禁止上述催化剂再生处理执行上述催化剂再生处理，以及

继续处理，在上述催化剂再生处理的执行中作为上述多个禁止条件的一部分的特定禁止条件成立的情况下，不执行上述禁止处理，而是继续使由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。

发明效果

根据本公开的排气净化系统和排气净化系统的控制方法，调整nox净化的执行或禁止，能够有效地防止燃料经济性恶化。

附图说明

图1是表示本实施方式的排气净化系统的整体构成图。

图2是说明本实施方式的nox净化控制的时序图。

图3是表示本实施方式的nox净化稀燃控制中所使用的maf目标值的设定处理的框图。

图4是表示本实施方式的nox净化浓燃控制中所使用的目标喷射量的设定处理的框图。

图5是表示本实施方式的nox净化控制的禁止处理的框图。

图6是表示本实施方式的禁止判定图表的一个例子的图。

图7是表示本实施方式的缸内喷射器的喷射量学习校正的处理的框图。

图8是说明本实施方式的学习校正系数的运算处理的流程图。

图9是表示本实施方式的maf校正系数的设定处理的框图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本公开的一实施方式的排气净化系统和排气净化系统的控制方法。

如图1所示，在柴油引擎(以下，简称为引擎)10的各气缸中，分别设置有将被未图示的共轨中蓄压的高压燃料向各气缸内直接喷射的缸内喷射器11。这些各缸内喷射器11的燃料喷射量或燃料喷射定时根据从电子控制单元(以下，称为ecu)50输入的指示信号而被控制。

在引擎10的进气歧管10a上连接有导入新气的进气通道12，在排气歧管10b上连接有将排气向外部导出的排气通道13。在进气通道12中，从进气上游侧起依次设置有空气过滤器14、吸入空气量传感器(以下，称为maf传感器)40、可变容量型增压器20的压缩机20a、中冷器15、进气节气门16等。在排气通道13中，从排气上游侧起依次设置有可变容量型增压器20的涡轮20b、排气后处理装置30等。另外，在引擎10中，安装有引擎转速传感器41、油门开度传感器42、增压压力传感器46。

另外，在本实施方式的说明中，作为对引擎的吸入空气量(进气流量(suctionairflow))进行测定、检测的吸入空气量传感器，使用的是测定、检测质量流量(massairflow)的maf传感器40，但是，只要能够测定、检测引擎的进气流量，也可以使用与maf传感器40不同的类型的流量(airflow)传感器、或者代替流量传感器的部件。

egr(exhaustgasrecirculation：排气再循环)装置21包括：egr通道22，其连接排气歧管10b和进气歧管10a；egr冷却器，其冷却egr气体；以及egr阀24，其调整egr量。

排气后处理装置30是通过在外壳30a内从排气上游侧起依次配置氧化催化剂31、nox吸收还原型催化剂32、颗粒过滤器(以下，简称为过滤器)33而构成的。此外，在比氧化催化剂31靠上游侧的排气通道13中设置有排气喷射器34，该排气喷射器34根据从ecu50输入的指示信号来向排气通道13内喷射未燃燃料(主要是烃(hc))。

氧化催化剂31例如是通过在蜂窝结构体等陶瓷制承载体表面承载氧化催化剂成分而形成的。若通过排气喷射器34的排气管喷射或缸内喷射器11的远后喷射对氧化催化剂31供给未燃燃料，则氧化催化剂31将该未燃燃料氧化而使排气温度上升。

nox吸收还原型催化剂32例如是通过在蜂窝结构体等陶瓷制承载体表面承载碱金属等而形成的。该nox吸收还原型催化剂32在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的nox，并且，在排气空燃比为浓燃状态时用排气中含有的还原剂(hc等)来对已吸收的nox进行还原净化。

过滤器33例如是通过将由多孔质性的分隔壁划分的多个单元沿着排气的流动方向配置并将这些单元的上游侧和下游侧交替地孔封闭而形成的。过滤器33在隔壁的细孔或表面捕集排气中的pm(颗粒物质)，并且，若pm堆积推定量达到预定量，则执行将其燃烧除去的所谓过滤器强制再生。通过利用排气管喷射或远后喷射向上游侧的氧化催化剂31供给未燃燃料，并将流入到过滤器33的排气温度升温到pm燃烧温度，从而进行过滤器强制再生。

第1排气温度传感器43被设置在比氧化催化剂31靠上游侧的位置，对流入到氧化催化剂31中的排气温度进行检测。第2排气温度传感器44被配置在nox吸收还原型催化剂32与过滤器33之间，检测向过滤器33流入的排气温度。nox/λ传感器45被设置在比过滤器33靠下游侧的位置，对通过了nox吸收还原型催化剂32的排气的nox值及λ值(以下，也称为空气过剩率)进行检测。

ecu50进行引擎10等的各种控制，被构成为包括公知的cpu、rom、ram、输入接口、输出接口等。为了进行这些各种控制，传感器类40-46的传感器值被输入到ecu50中。此外，ecu50中作为其一部分的功能要素而具有nox净化控制部60、nox净化禁止处理部70、maf追随控制部80、喷射量学习校正部90、以及maf校正系数运算部95。这些各功能要素作为被包含在作为一体硬件的ecu50中的要素来说明，但是，还能够将这些之中的任何一部分设置为单独的硬件。

[nox净化控制]

nox净化控制部60是本公开的催化剂再生部件，执行催化剂再生处理(以下，将该控制称为nox净化控制)，在该催化剂再生处理中，通过使排气成为浓燃状态以通过还原净化将已被nox吸收还原型催化剂32吸收的nox无害化并放出，从而使nox吸收还原型催化剂32的nox吸收能力恢复。

nox净化控制的“开始请求”在例如以下情况下成立：从引擎10的运转状态推定每单位时间的nox排出量，将其累计计算所得的推定累计值σnox超过预定的阈值的情况；或者，根据从引擎10的运转状态推定的催化剂上游侧的nox排出量、和由nox/λ传感器45检测的催化剂下游侧的nox量来运算nox吸收还原型催化剂32的nox净化率，该nox净化率变得比预定的判定阈值低的情况。若在细节后述的禁止标志fpro＿np关闭(fnp＝0)的状态下“开始请求”成立，则执行nox净化控制的nox净化标志fnp被激活(fnp＝1)(参照图2的时刻t1)。

在本实施方式中，nox净化控制下的排气的浓燃化是通过并用nox净化稀燃控制和nox净化浓燃控制从而实现的，在该用nox净化稀燃控制中，利用空气系统控制使空气过剩率从正常运转时(例如，约1.5)降低到比理论空燃比相当值(约1.0)靠稀燃侧的第1目标空气过剩率(例如，约1.3)，在该nox净化浓燃控制中，利用喷射系统控制使空气过剩率从第1目标空气过剩率降低到浓燃侧的第2目标空气过剩率(例如，约0.9)。以下，说明这些nox净化稀燃控制、及nox净化浓燃控制的细节。

[nox净化稀燃控制]

图3是表示由nox净化稀燃控制部60a进行的maf目标值mafnpl＿trgt的设定处理的框图。第1目标空气过剩率设定图表61是基于引擎转速ne及油门开度q而被参照的图表，预先基于实验等设定有与这些引擎转速ne及油门开度q对应的nox净化稀燃控制时的空气过剩率目标值λnpl＿trgt(第1目标空气过剩率)。

首先，将引擎转速ne及油门开度q作为输入信号而从第1目标空气过剩率设定图表61读取nox净化稀燃控制时的空气过剩率目标值λnpl＿trgt，并输入到maf目标值运算部62。进一步，在maf目标值运算部62中，基于以下的算式(1)来运算nox净化稀燃控制时的maf目标值mafnpl＿trgt。

mafnpl＿trgt＝λnpl＿trgt×qfnl＿corrd×rofuel×afrsto/maf＿corr…(1)

在算式(1)中，qfnl＿corrd表示后述的被学习校正后的缸内喷射器11的燃料喷射量(除了远后喷射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理论空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系数。

若nox净化标志fnp变成激活(参照图2的时刻t1)，则将maf目标值运算部62运算出的maf目标值mafnpl＿trgt输入到斜度处理部63。斜度处理部63将引擎转速ne及油门开度q作为输入信号而从+斜度系数图表63a和-斜度系数b读取斜度系数，并且，将附加有该斜度系数的maf目标斜度值mafnpl＿trgt＿ramp输入到阀控制部64。

阀控制部64为了使得从maf传感器40输入的实际maf值mafact达到maf目标斜度值mafnpl＿trgt＿ramp，而执行将进气节气门16向闭侧节流，并且，将egr阀24向开侧打开的反馈控制。

这样，在本实施方式中，基于从第1目标空气过剩率设定图表61读取的空气过剩率目标值λnpl＿trgt、和各缸内喷射器11的燃料喷射量来设定maf目标值mafnpl＿trgt，并基于该maf目标值mafnpl＿trgt来反馈控制空气系统动作。由此，不必在nox吸收还原型催化剂32的上游侧设置λ传感器，或者，即使在nox吸收还原型催化剂32的上游侧设置有λ传感器的情况下，也不必使用该λ传感器的传感器值，就能够有效地使排气降低到nox净化稀燃控制所需的期望的空气过剩率。

此外，通过将学习校正后的燃料喷射量qfnl＿corrd用作各缸内喷射器11的燃料喷射量，从而能够用前馈控制来设定maf目标值mafnpl＿trgt，能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化或特性变化等的影响。

此外，通过对maf目标值mafnpl＿trgt附加根据引擎10的运转状态而设定的斜度系数，从而能够有效地防止因吸入空气量的急剧变化而导致的引擎10的失火或因力矩变动而导致的驾驶性的恶化等。

[nox净化浓燃控制的燃料喷射量设定]

图4是表示由nox净化浓燃控制部60b进行的排气管喷射或远后喷射的目标喷射量qnpr＿trgt(每单位时间的喷射量)的设定处理的框图。第2目标空气过剩率设定图表65是基于引擎转速ne及油门开度q而被参照的图表，预先基于实验等设定有与这些引擎转速ne及油门开度q对应的nox净化浓燃控制时的空气过剩率目标值λnpr＿trgt(第2目标空气过剩率)。

首先，将引擎转速ne及油门开度q作为输入信号而从第2目标空气过剩率设定图表65读取nox净化浓燃控制时的空气过剩率目标值λnpr＿trgt并输入到喷射量目标值运算部66。进一步，在喷射量目标值运算部66中，基于以下的算式(2)来运算nox净化浓燃控制时的目标喷射量qnpr＿trgt。

qnpr＿trgt＝mafnpl＿trgt×maf＿corr/(λnpr＿trgt×rofuel×afrsto)－qfnl＿corrd…(2)

在算式(2)中，mafnpl＿trgt是nox净化稀燃maf目标值，被从上述的maf目标值运算部62输入。此外，qfnl＿corrd表示后述的被学习校正后的maf追随控制应用前的缸内喷射器11的燃料喷射量(除了远后喷射之外)，rofuel表示燃料比重，afrsto表示理论空燃比，maf＿corr表示后述的maf校正系数。

若nox净化标志fnp变成激活，则将由喷射量目标值运算部66运算的目标喷射量qnpr＿trgt作为喷射指示信号发送到排气喷射器34或各缸内喷射器11(图2的时刻t1)。持续进行该喷射指示信号的发送，直到nox净化标志fnp由于后述的nox净化控制的结束判定而被关闭(图2的时刻t2)为止。

这样，在本实施方式中，基于从第2目标空气过剩率设定图表65读取的空气过剩率目标值λnpr＿trgt、和各缸内喷射器11的燃料喷射量来设定目标喷射量qnpr＿trgt。由此，不必在nox吸收还原型催化剂32的上游侧设置λ传感器，或者，即使在nox吸收还原型催化剂32的上游侧设置有λ传感器，也不必使用该λ传感器的传感器值，就能够有效地使排气降低到nox净化浓燃控制所需的期望的空气过剩率。

此外，通过将学习校正后的燃料喷射量qfnl＿corrd用作各缸内喷射器11的燃料喷射量，从而能够用前馈控制来设定目标喷射量qnpr＿trgt，能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化或特性变化等的影响。

[nox净化控制的禁止处理]

图5是表示由nox净化禁止处理部70进行的禁止处理的框图。nox净化禁止处理部70是本公开的禁止部件的一个例子，若以下的一般禁止条件(a1)～(a10)的任何一个成立，则激活nox净化禁止标志fpro＿np(fpro＿np＝1)，禁止执行nox净化控制。(a1)引擎转速ne比预定的上限转速阈值ne＿max高的情况。(a2)引擎转速ne比预定的下限转速阈值ne＿min低的情况。(a3)缸内喷射器11的燃料喷射量qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)比预定的上限喷射量阈值q＿max多的情况。(a4)缸内喷射器11的燃料喷射量qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)比预定的下限喷射量阈值q＿min少的情况。(a5)引擎10成为预定的高负荷运转状态，执行增压压力反馈控制(空气系统开环控制)的情况。(a6)在刚开始nox净化控制后引擎10有可能成为使燃料喷射停止的用电机带动状态(在停止了燃料喷射的状态下引擎旋转的状态)的情况。(a7)根据排气喷射器34的最大极限喷射量qexh＿max推定的可能到达的排气空气过剩率推定值λest＿max比由上述的nox净化浓燃控制部60b设定的空气过剩率目标值λnpr＿trgt(第2目标空气过剩率)高的情况。(a8)nox吸收还原型催化剂32的催化剂温度低于预定的催化剂活性温度的情况。(a9)nox/λ传感器45等的主要传感器产生了异常的情况。(a10)产生了系统错误的情况。

以下，说明这些一般禁止条件的细节。此处，说明一般禁止条件(a1)～(a8)，对于一般禁止条件(a9)、(a10)省略说明。

对于一般禁止条件(a1)～(a4)，基于禁止判定图表70a来判定。如图6所示，该禁止判定图表70a是基于引擎转速ne及燃料喷射量q(油门开度)而被参照的二维图表，作为固定值(一定值)设定有预先通过实验等取得的上限转速阈值线ne＿max＿l、下限转速阈值线ne＿min＿l、上限喷射量阈值线q＿max＿l、及下限喷射量阈值线q＿min＿l。即，由这4条上下限线包围的大致矩形状的区域被设定为nox净化允许区域α。在引擎转速ne及燃料喷射量q从能进行nox净化区域α偏离的情况下，禁止执行nox净化控制。

在本实施方式中，通过这样在引擎转速ne比上限转速阈值ne＿max高的情况、或缸内喷射器11的燃料喷射量比上限喷射量阈值q＿max多的情况下禁止执行nox净化控制，从而能够有效地防止引擎温度的急上升。此外，通过在引擎转速ne比下限转速阈值ne＿min低的情况下禁止执行nox净化控制，从而能够有效地防止hc泄漏的增加。此外，通过在缸内喷射器11的燃料喷射量比下限喷射量阈值q＿min少的情况下禁止nox净化控制，从而能够可靠地抑制在排气λ难以降低的状态下执行徒劳的nox净化控制，能够有效地防止燃料经济性恶化。

对于一般禁止条件(a5)，也与一般禁止条件(a1)～(a4)同样，基于禁止判定图表70a来判定。如图6所示，在禁止判定图表70a中，除了上述的4条上下限线之外，还设定有增压压力反馈控制线fb＿max＿l。在燃料喷射量q比增压压力反馈控制线fb＿max＿l多的区域中，执行基于增压压力传感器46的传感器值来反馈控制可变容量型增压器20的开度的增压压力反馈控制(空气系统是开环控制)。

增压压力反馈控制线fb＿max＿l被设定为在引擎高旋转侧使燃料喷射量q随着引擎转速ne的上升而渐渐减少，至少其一部分被包含在nox净化允许区域α内的高负荷区域中。即，在燃料喷射量q为上限喷射量阈值q＿max以下的nox净化允许区域α内，设定有被执行增压压力反馈控制的区域β。若在该区域β中执行nox净化控制，则有可能空气系统控制会相互干扰，无法使实际maf与目标maf值一致，排气浓燃喷射量变得不适当。

在本实施方式中，通过将这样的实际maf与目标maf值不一致的区域β设定为nox净化控制的禁止区域，从而可靠地防止由于排气浓燃喷射量变得不适当而引起的燃料经济性恶化或排气过升温。

对于一般禁止条件(a6)，基于上述的nox净化控制的“开始请求”成立时的缸内喷射器11的燃料喷射量变化来判定。更详细而言，在nox净化控制的“开始请求”成立时，在满足缸内喷射器11的燃料喷射量qfnl＿corrd、和对喷射量微分值δq乘以预定的时间常数k后的值的总和为小于零(负的值)以下的条件式(3)的情况下，判定为引擎10在短时间内会成为用电机带动状态，从而禁止执行nox净化控制。

qfnl＿corrd－δq×k＜0…(3)

这样，在刚开始nox净化控制后引擎10有可能成为用电机带动状态的情况下，通过禁止执行nox净化控制，从而能能够有效地防止徒劳的燃料消耗。

对于一般禁止条件(a7)，基于预先被存储在ecu50的存储器中的排气喷射器34的最大极限喷射量qexh＿max来判定。更详细而言，在nox净化控制的“开始请求”成立时，基于排气喷射器34的最大极限喷射量qexh＿max来运算执行了nox净化控制的情况下的能到达的排气空气过剩率推定值λest＿max，并且，在该排气空气过剩率推定值λest＿max比nox净化浓燃控制的空气过剩率目标值λnpr＿trgt(第2目标空气过剩率)高的情况下(λest＿max＞λnpr＿trgt)，禁止执行nox净化控制。

这样，即使执行nox净化控制，在由于排气喷射器34的最大极限喷射量qexh＿max的限制而无法使排气降低到期望的空气过剩率的情况下，也能够通过禁止执行nox净化控制来有效地防止徒劳的燃料消耗。

对于一般禁止条件(a8)，基于nox吸收还原型催化剂32的推定催化剂温度来判定。推定催化剂温度例如基于由第1排气温度传感器43检测的氧化催化剂31的入口温度、在氧化催化剂31及nox吸收还原型催化剂32的内部的放热反应等而被推定，在推定催化剂温度小于预定的催化剂活性温度的情况下，禁止nox净化控制。

这样，在nox吸收还原型催化剂32的催化剂温度小于催化剂活性温度时，通过禁止nox净化，从而能够有效地防止白烟的发生等。

[nox净化控制的继续处理]

nox净化禁止处理部70是本公开的继续部件的一个例子，在nox净化控制的执行中以下的特定禁止条件(b1)～(b5)的任何一个成立的情况下，维持关闭nox净化禁止标志fpro＿np(fpro＿np＝0)的状态而继续执行nox净化控制。换言之，使禁止部件无效化以继续执行nox净化控制。(b1)引擎转速ne变得比预定的上限转速阈值ne＿max高的情况。(b2)引擎转速ne变得比预定的下限转速阈值ne＿min低的情况。(b3)缸内喷射器11的燃料喷射量qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)变得比预定的上限喷射量阈值q＿max多的情况。(b4)缸内喷射器11的燃料喷射量qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)变得比预定的下限喷射量阈值q＿min少的情况。(b5)nox吸收还原型催化剂32的催化剂温度变得低于预定的催化剂活性温度的情况。

这些特定禁止条件(b1)～(b5)是一般禁止条件(a1)～(a10)的一部分。具体而言，特定禁止条件(b1)～(b4)相当于一般禁止条件(a1)～(a4)，特定禁止条件(b5)相当于一般禁止条件(a8)。

以下，说明这些特定禁止条件(b1)～(b5)的细节。首先，参照图6所示的禁止判定图表70a来说明特定禁止条件(b1)～(b4)。

例如引擎10的运转状态从附图标记p1s所示的状态变化成附图标记p1e所示的状态的情况相当于特定禁止条件(b1)。在该例子中，在进行了nox净化控制的开始请求的时刻，由于引擎10的运转状态(燃料喷射量q、引擎转速ne)处于nox净化允许区域α的位置p1s，所以开始了nox净化控制，但是，在nox净化的执行中，引擎转速ne穿过上限转速阈值线ne＿max＿l地上升并到达了位置p1e。

nox净化禁止处理部70由于引擎转速ne穿过了上限转速阈值线ne＿max＿l而判断为一般禁止条件(a1)成立了，但是，由于特定禁止条件(b1)也成立了，所以使一般禁止条件(a1)无效而使nox净化控制继续。该理由在于，在nox净化控制下，由于进行短时间的燃料喷射，所以即使引擎转速ne穿过上限转速阈值线ne＿max＿l，与上限转速阈值ne＿max之差也是微小的，如果是短时间的燃料喷射则没有妨碍，使nox净化控制继续从而还原净化nox是有益的。

例如引擎10的运转状态从附图标记p2s所示的状态变化成附图标记p2e所示的状态的情况相当于特定禁止条件(b2)。在该例子中，在进行了nox净化控制的开始请求的时刻，由于引擎10的运转状态(燃料喷射量q、引擎转速ne)处于nox净化允许区域α的位置p2s，所以开始了nox净化控制，但是，在nox净化的执行中，引擎转速ne穿过下限转速阈值线ne＿min＿l地下降并到达了位置p2e。

nox净化禁止处理部70由于引擎转速ne穿过了下限转速阈值线ne＿min＿l而判断为一般禁止条件(a2)成立了，但是，由于特定禁止条件(b2)也成立了，所以使一般禁止条件(a2)无效而使nox净化控制继续。该理由在于，在nox净化控制下，由于进行短时间的燃料喷射，所以即使引擎转速ne穿过下限转速阈值线ne＿min＿l，与下限转速阈值ne＿min之差也是微小的，如果是短时间的燃料喷射则没有妨碍，使nox净化控制继续是有利的。

例如引擎10的运转状态从附图标记p3s所示的状态变化成附图标记p3e所示的状态的情况相当于特定禁止条件(b3)。在该例子中，在进行了nox净化控制的开始请求的时刻，由于引擎10的运转状态(燃料喷射量q、引擎转速ne)处于nox净化允许区域α的位置p3s，所以开始了nox净化控制，但是，在nox净化的执行中，燃料喷射量q穿过上限喷射量阈值线q＿max＿l地上升并到达了位置p3e。

nox净化禁止处理部70由于燃料喷射量q穿过了上限喷射量阈值线q＿max＿l而判断为一般禁止条件(a3)成立了，但是，由于特定禁止条件(b3)也成立了，所以使一般禁止条件(a3)无效而使nox净化控制继续。该理由在于，在nox净化控制下，由于进行短时间的燃料喷射，所以即使燃料喷射量q穿过上限喷射量阈值线q＿max＿l，与上限喷射量阈值q＿max之差也是微小的，如果是短时间的燃料喷射则没有妨碍，使nox净化控制继续是有利的。

例如引擎10的运转状态从附图标记p4s所示的状态变化成附图标记p4e所示的状态的情况相当于特定禁止条件(b4)。在该例子中，在进行了nox净化控制的开始请求的时刻，由于引擎10的运转状态(燃料喷射量q、引擎转速ne)处于nox净化允许区域α的位置p4s，所以开始了nox净化控制，但是，在nox净化的执行中，燃料喷射量q穿过下限喷射量阈值线q＿min＿l地上升并到达了位置p4e。

nox净化禁止处理部70由于燃料喷射量q穿过了上限喷射量阈值线q＿max＿l而判断为一般禁止条件(a4)成立了，但是，由于特定禁止条件(b4)也成立了，所以使一般禁止条件(a4)无效而使nox净化控制继续。该理由在于，在nox净化控制下，由于进行短时间的燃料喷射，所以即使燃料喷射量q穿过下限喷射量阈值线q＿min＿l，与下限喷射量阈值q＿min之差也是微小的，如果是短时间的燃料喷射则没有妨碍，使nox净化控制继续是有利的。

特定禁止条件(b5)是如下情况的条件：例如关于nox吸收还原型催化剂32的推定催化剂温度，由于在进行了nox净化控制的开始请求的时刻为预定的催化剂活性温度以上，所以开始了nox净化控制，但是，在nox净化的执行中变得低于催化剂活性温度。

nox净化禁止处理部70因为nox吸收还原型催化剂32的推定催化剂温度变得低于催化剂活性温度而判断为一般禁止条件(a8)成立了，但是，由于特定禁止条件(b5)也成立了，所以使一般禁止条件(a8)无效而使nox净化控制继续。该理由在于，在nox净化控制下，由于进行短时间的燃料喷射，所以即使推定催化剂温度变得低于催化剂活性温度，与催化剂活性温度之差也是微小的，如果是短时间的燃料喷射则没有妨碍，使nox净化控制继续是有利的。

在本实施方式中，将一般禁止条件(a1)～(a10)的一部分作为特定禁止条件(b1)～(b5)，nox净化禁止处理部70在nox净化控制的执行中特定禁止条件成立了的情况下，使一般禁止条件无效而继续执行nox净化控制。其结果，到此为止的排气管喷射或远后喷射不会变得徒劳，能够有效地防止燃料经济性恶化。

[nox净化控制的结束判定]

若(1)从nox净化标志fnp的激活起累计排气管喷射或远后喷射的喷射量，且该累计喷射量达到了预定的上限阈值量的情况、(2)从nox净化控制的开始起计时的经过时间达到了预定的上限阈值时间的情况、(3)基于含有引擎10的运转状态、nox/λ传感器45的传感器值等作为输入信号的预定的模型公式运算的nox吸收还原型催化剂32的nox吸收量降低到表示nox除去成功的预定的阈值的情况之中的任何一个条件成立，则关闭nox净化标志fnp而结束nox净化控制(参照图2的时刻t2)。

这样，在本实施方式中，通过在nox净化控制的结束条件中设置了累计喷射量、及经过时间的上限，从而在因排气温度的降低等而nox净化未成功的情况下，能够可靠地防止燃料消耗量变得过剩。

[maf追随控制]

maf追随控制部80在(1)从通常运转的稀燃状态向nox净化控制下的浓燃状态的切换期间、及(2)从nox净化控制下的浓燃状态向通常运转的稀燃状态的切换期间，执行根据maf变化来对各缸内喷射器11的燃料喷射定时及燃料喷射量进行校正的maf追随控制。

[喷射量学习校正]

如图7所示，喷射量学习校正部90具有学习校正系数运算部91、以及喷射量校正部92。

学习校正系数运算部91在引擎10的稀燃运转时基于由nox/λ传感器45检测的实际λ值λact与推定λ值λest的误差δλ来运算燃料喷射量的学习校正系数fcorr。在排气为稀燃状态时，由于排气中的hc浓度非常低，所以，在氧化催化剂31中因hc的氧化反应而导致的排气λ值的变化小到能够忽视的程度。因此，认为通过了氧化催化剂31并由下游侧的nox/λ传感器45检测的排气中的实际λ值λact、与从引擎10排出的排气中的推定λ值λest一致。即，在这些实际λ值λact与推定λ值λest产生了误差δλ的情况下，能够假定为是因对各缸内喷射器11的指示喷射量与实际喷射量之差而导致的误差。以下，基于图8的流程来说明由学习校正系数运算部91进行的使用了该误差δλ的学习校正系数的运算处理。

在在步骤s300中，基于引擎转速ne及油门开度q，判定引擎10是否处于稀燃运转状态。如果处于稀燃运转状态，则为了开始学习校正系数的运算，进入步骤s310。

在步骤s310则，通过对从推定λ值λest减去由nox/λ传感器45检测的实际λ值λact后的误差δλ，乘以学习值增益k1及校正灵敏度系数k2，从而运算学习值fcorradpt(fcorradpt＝(λest－λact)×k1×k2)。推定λ值λest是根据与引擎转速ne、油门开度q相应的引擎10的运转状态而推定运算的。此外，校正灵敏度系数k2是将由nox/λ传感器45检测的实际λ值λact作为输入信号而从图7所示的校正灵敏度系数图表91a读取的。

在步骤s320中，判定学习值fcorradpt的绝对值|fcorradpt|是否处于预定的校正极限值a的范围内。在绝对值|fcorradpt|超过校正极限值a的情况下，本控制被返回而中止本次的学习。

在步骤s330中，判定学习禁止标志fpro是否关闭。作为学习禁止标志fpro，例如有引擎10的过渡运转时、nox净化控制时(fnp＝1)等。原因在于，在这些条件成立的状态下，误差δλ由于实际λ值λact的变化而变大，不能进行精确的学习。关于引擎10是否处于过渡运转状态，例如基于由nox/λ传感器45检测的实际λ值λact的时间变化量，在该时间变化量大于预定的阈值的情况下判定为过渡运转状态即可。

在步骤s340中，将基于引擎转速ne及油门开度q而被参照的学习值图表91b(参照图7)更新为在步骤s310中运算出的学习值fcorradpt。更详细而言，在该学习值图表91b上设定有根据引擎转速ne及油门开度q划分的多个学习区域。这些学习区域优选越是使用频度多的区域则其范围被设定得越窄，越是使用频度少的区域则其范围被设定得越宽。由此，能够在使用频度较多的区域中提高学习精度，能够在使用频度较少的区域中有效地防止未学习。

在步骤s350中，通过对将引擎转速ne及油门开度q作为输入信号而从学习值图表91b读取的学习值加上“1”，从而运算学习校正系数fcorr(fcorr＝1+fcorradpt)。该学习校正系数fcorr被输入到图7所示的喷射量校正部92。

喷射量校正部92通过对引燃喷射qpilot、预喷射qpre、主喷射qmain、后喷射qafter、远后喷射qpost的各基本喷射量乘以学习校正系数fcorr，从而执行这些燃料喷射量的校正。

这样，通过用与推定λ值λest同实际λ值λact的误差δλ相应的学习值来对各缸内喷射器11校正燃料喷射量，从而能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化或特性变化、个体差等的偏差。

[maf校正系数]

maf校正系数运算部95运算在nox净化控制时的maf目标值mafnpl＿trgt或目标喷射量qnpr＿trgt的设定中所使用的maf校正系数maf＿corr。

在本实施方式中，各缸内喷射器11的燃料喷射量被基于由nox/λ传感器45检测的实际λ值λact与推定λ值λest的误差δλ而校正。但是，由于λ是空气与燃料之比，所以，误差δλ的主要原因不一定仅限于对各缸内喷射器11的指示喷射量与实际喷射量之差的影响。即，对于λ的误差δλ，不仅各缸内喷射器11而且maf传感器40的误差也可能有影响。

图9是表示由maf校正系数运算部95进行的maf校正系数maf＿corr的设定处理的框图。校正系数设定图表96是基于引擎转速ne及油门开度q而被参照的图表，预先基于实验等设定有表示与这些引擎转速ne及油门开度q对应的maf传感器40的传感器特性的maf校正系数maf＿corr。

maf校正系数运算部95将引擎转速ne及油门开度q作为输入信号从校正系数设定图表96读取maf校正系数maf＿corr，并且，将该maf校正系数maf＿corr发送到maf目标值运算部62及喷射量目标值运算部66。由此，能够在nox净化控制时的maf目标值mafnpl＿trgt或目标喷射量qnpr＿trgt的设定中有效地反映maf传感器40的传感器特性。

[其它]

另外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变形而实施。

本申请基于2015年3月11日申请的日本国专利申请(2015-048307)，将其内容作为参照援引于此。

工业实用性

本发明的排气净化系统和排气净化系统的控制方法具有调整nox净化的执行或禁止而能够有效地防止燃料经济性恶化这种效果，在通过调整nox净化的执行或禁止，从而能够有效地防止燃料经济性恶化这一点是有用的。

附图标记说明

10引擎

11缸内喷射器

12进气通道

13排气通道

16进气节气门

24egr阀

31氧化催化剂

32nox吸收还原型催化剂

33过滤器

34排气喷射器

40maf传感器

45nox/λ传感器

50ecu