(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤であるＮＨ３を捕捉すると共に、捕捉したＮＨ３を用いて前記排気通路を流れるＮＯＸを還元する選択還元触媒であって、第１選択還元触媒と、排気通路のうち第１選択還元触媒よりも下流側に設けられた第２選択還元触媒とを含む選択還元触媒と、
前記排気通路内の前記選択還元触媒の上流側に前記還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気通路のうち前記第１選択還元触媒と前記第２選択還元触媒との間のＮＨ３濃度を検出するＮＨ３検出手段と、
前記第１選択還元触媒内のＮＨ３量を算出する手段と、
算出されたＮＨ３量と前記第１選択還元触媒内の最大ＮＨ３ストレージ量との差分が減少するように、前記還元剤の供給量の第１補正量を設定する第１補正量設定手段と、
検出されたＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との差分が減少するように、前記還元剤の供給量の第２補正量を設定する第２補正量設定手段と、
前記第１選択還元触媒内のＮＨ３量を算出開始後から、前記第１選択還元触媒内のＮＨ３量が最大ＮＨ３ストレージ量以上になるまでは、前記第１補正量のみを用いて前記還元剤の供給量を設定し、最大ＮＨ３ストレージ量に至ったときから、前記第２補正量を用いて前記還元剤の供給量を設定する還元剤供給量設定手段とを備えた、排気浄化装置。
【請求項２】
前記還元剤供給量設定手段は、前記第１選択還元触媒内のＮＨ３量が最大ＮＨ３ストレージ量に至った後も、前記第１補正量を継続して用いて前記還元剤の供給量を設定する、請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、より具体的には、還元剤の存在下において排気通路中のＮＯｘを還元する選択還元触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気中のＮＯｘを浄化する排気浄化装置の１つとして、還元剤を添加することで排気中のＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒を排気通路に設けた装置が提案されている。例えば、還元剤として尿素水を用いる尿素添加式の選択還元触媒では、添加された尿素を加水分解させてアンモニア（ＮＨ３）を生成し、ＮＨ３により排気中のＮＯｘを選択的に還元する。
【０００３】
このような選択還元触媒では、還元剤の噴射量が最適な量よりも少ない場合には、ＮＯｘの還元に消費されるＮＨ３が不足することでＮＯｘの還元率が低下し、最適な量よりも多い場合には、ＮＯｘの還元に余剰となったＮＨ３が排出する。このため、選択還元触媒を備える排気浄化装置では、還元剤の噴射量を適切に制御することが重要となっている。
【０００４】
特許文献１は、２つの選択還元触媒を用いた内燃機関の排気浄化装置を開示する。この排気浄化装置では、２つの選択還元触媒の間に設けたＮＨ３センサが検出するＮＨ３濃度に応じて、選択還元触媒の上流側での還元剤の噴射量をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／１２８１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
選択還元触媒はＮＨ３を吸着する能力を有しており、このＮＨ３吸着可能量は選択還元触媒の温度が上昇するにつれて低下する傾向がある。特許文献１に記載の排気浄化装置では、選択還元触媒の温度が低い状態（例えば１６０℃）からＮＨ３センサが検出するＮＨ３濃度に応じたＦ／Ｂ制御を実施する。したがって、選択還元触媒の温度が浄化性能を最大限に発揮できる高い温度（例えば２５０℃）まで上昇したときには、選択還元触媒のＮＨ３吸着可能量が低下してしまい、ＮＨ３吸着可能量以上の多量なＮＨ３が排出（スリップ）されてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、選択還元触媒を備える内燃機関の排気浄化装置において、選択還元触媒からのＮＨ３吸着可能量以上の多量なＮＨ３スリップを抑制することを目的とする。
【０００８】
本発明は、さらにそのＮＨ３スリップの抑制制御を迅速におこなうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置を提供する。その排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤であるＮＨ３を捕捉すると共に、捕捉したＮＨ３を用いて排気通路を流れるＮＯｘを還元する選択還元触媒であって、第１選択還元触媒と、排気通路のうち第１選択還元触媒よりも下流側に設けられた第２選択還元触媒とを含む選択還元触媒と、排気通路内の選択還元触媒の上流側に還元剤を供給する還元剤供給手段と、排気通路のうち第１選択還元触媒と第２選択還元触媒との間のＮＨ３濃度を検出するＮＨ３検出手段と、第１選択還元触媒内のＮＨ３量を算出する手段と、算出されたＮＨ３量と第１選択還元触媒内の最大ＮＨ３ストレージ量との差分が減少するように、還元剤の供給量の第１補正量を設定する第１補正量設定手段と、検出されたＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との差分が減少するように、還元剤の供給量の第２補正量を設定する第２補正量設定手段とを備え、還元剤供給量設定手段は、第１選択還元触媒内のＮＨ３量が、最大ＮＨ３ストレージ量以上になるまでは、第１補正量のみを用いて還元剤の供給量を設定し、最大ＮＨ３ストレージ量に至ったときから、第２補正量を用いて還元剤の供給量を設定する。
【００１０】
本発明によれば、第１選択還元触媒内のＮＨ３量が、最大ＮＨ３ストレージ量以上になるまでは、検出されたＮＨ３濃度に基づく第２補正量ではなく算出したＮＨ３量に基づく第１補正量を用いて還元剤の供給量を設定するので、最大ＮＨ３ストレージ量以上になるまでの還元剤の供給速度を低く制御することができ、最大ＮＨ３ストレージ量後の過剰なＮＨ３スリップ量を抑制することが可能となる。
【００１１】
本発明の一形態によると、還元剤供給量設定手段は、第１選択還元触媒内のＮＨ３量が最大ＮＨ３ストレージ量に至った後も、第１補正量を継続して用いて還元剤の供給量を設定する。
【００１２】
本発明の一形態によれば、第１選択還元触媒内のＮＨ３量が最大ＮＨ３ストレージ量に至った後は、第２補正量のみならず第１補正量も併用して還元剤の供給量を設定するので、目標ＮＨ３濃度への迅速な制御（収束）が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に従う、エンジンとその排気浄化装置の構成を示す模式図である。
【図２】選択還元触媒におけるＮＯｘ濃度と、ＮＨ３濃度と、ＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。
【図３】選択還元触媒における温度とＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。
【図４】図１のＥＣＵ３の構成（機能）を示すブロック図である。
【図５】ＮＨ３吸着量の推定値の算出と還元剤供給量の第１補正量設定のフローを示す図である。
【図６】尿素水の第１および第２の補正量の算出に至る制御フローを示す図である。
【図７】触媒温度と、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正量と、ＮＨ３濃度と、ＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。
【図８】触媒温度と、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正量と、推定ストレージＦ／Ｂによる尿素水補正量と、ＮＨ３濃度と、ＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関（以下「エンジン」という）１及びその排気浄化装置２の構成を示す模式図である。エンジン１は、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。
【００１５】
排気浄化装置２は、エンジン１の排気通路１１に設けられた酸化触媒２１と、排気通路１１の酸化触媒２１の下流側に設けられ、排気通路１１を流れる排気中の窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）を還元剤の存在下で浄化する選択還元触媒２３と、排気通路１１の選択還元触媒２３の上流側に還元剤としての尿素水を供給する尿素水噴射装置２５と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３を含む。
【００１６】
ＥＣＵ３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータ、テーブルおよびマップを格納することができる。ＥＣＵ３は、後述するように、車両の各部（センサ等）から送られてくるデータを受け取って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。
【００１７】
尿素水噴射装置２５は、タンク２５１と、噴射器２５３とを備える。タンク２５１は、尿素水を貯蔵するものであり、尿素水供給路２５４及び図示しないポンプを介して、噴射器２５３に接続されている。このタンク２５１には、尿素水レベルセンサ２５５が設けられている。このセンサ２５５は、タンク２５１内の尿素水の水位を検出し、この水位に対応する検出信号をＥＣＵ３に出力する。噴射器２５３は、ＥＣＵ３に接続されており、ＥＣＵ３からの制御信号に応じて尿素水を排気通路１１内に噴射する。すなわち、噴射器２５３は、ＥＣＵ３が設定した噴射時間（秒／１ショット）および噴射間隔（秒、周期（Ｈｚ））で所定量の尿素水を排気通路１１内に噴射する。
【００１８】
酸化触媒２１は、排気通路１１のうち選択還元触媒２３及び噴射器２５３よりも上流側に設けられ、排気中のＮＯｘの大部分を占めるＮＯをＮＯ２に変換し、これにより、選択還元触媒２３におけるＮＯｘの還元を促進させる。
【００１９】
選択還元触媒２３は、第１選択還元触媒２３１と、排気通路１１のうち第１選択還元触媒２３１よりも下流側に設けられた第２選択還元触媒２３２とを含む。第１および第２の選択還元触媒２３１、２３２は、それぞれ、還元剤であるアンモニア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、尿素水噴射装置２５により尿素水を噴射すると、加水分解により尿素からアンモニア（以下、「ＮＨ３」という）が生成され、このＮＨ３により選択還元触媒２３において排気中のＮＯｘ（ＮＯとＮＯ２）が選択的に還元される。選択還元触媒２３はＮＨ３を貯蔵する機能も有し、貯蔵されたＮＨ３によってもＮＯｘが還元浄化される。
【００２０】
ＥＣＵ３には、ＮＨ３センサ２６、触媒温度センサ２７、及びＮＯｘセンサ２８の他、クランク角度位置センサ１４、アクセル開度センサ１５、及び尿素水残量警告灯１６が接続されている。
【００２１】
ＮＨ３センサ２６は、排気通路１１のうち第１選択還元触媒２３１と第２選択還元触媒２３２との間における排気のアンモニアの濃度（以下、「ＮＨ３濃度」という）を検出し、検出したＮＨ３濃度に対応した検出信号をＥＣＵ３に送る。
【００２２】
触媒温度センサ２７は、第１選択還元触媒２３１の温度（以下、「触媒温度」という）を検出し、検出した触媒温度に対応した検出信号をＥＣＵ３に送る。ＮＯｘセンサ２８は、第１選択還元触媒２３１に流入する排気のＮＯｘの濃度を検出し、検出したＮＯｘに対応する検出信号をＥＣＵ３に送る。
【００２３】
クランク角度位置センサ１４は、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出するとともに、クランク角１度毎にパルスを発生し、そのパルス信号をＥＣＵ３に送る。ＥＣＵ３では、このパルス信号に基づいて、エンジン１の回転数ＮＥを算出する。クランク角度位置センサ１４は、さらに特定気筒の所定クランク角度位置で気筒識別パルスを生成して、ＥＣＵ３に送る。
【００２４】
アクセル開度センサ１５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）を検出し、検出したアクセル開度に対応する検出信号をＥＣＵ３に送る。ＥＣＵ３では、このアクセル開度及び回転数に応じて、エンジン１の要求トルクが算出される。
【００２５】
尿素水残量警告灯１６は、例えば、車両のメータパネルに設けられ、タンク２５１内の尿素水の残量が所定の残量より少なくなったことに応じて点灯する。これにより、タンク２５１内の尿素水の残量が少なくなったことを運転者に警告する。
【００２６】
図２は、図１の選択還元触媒２３におけるＮＯｘ濃度と、ＮＨ３濃度と、ＮＨ３のストレージ量との関係を示す図である。図２のグラフ３０、３１は、ＮＯｘが還元されてＮＯｘ濃度が減少するにつれて、選択還元触媒２３１、２３２のＮＨ３が消費されてＮＨ３濃度も減少することを示している。
【００２７】
図２では、第１選択還元触媒２３１においてＮＨ３がほぼ飽和した状態、すなわち最大ＮＨ３ストレージ量の状態にある（符号３２）。なお、符号３５で示される破線は、アイドル時等の低負荷（低回転）運転状態においてＮＯｘを還元するために最低限必要なＮＨ３ストレージ量（下限ストレージ量）を示している。第２選択還元触媒２３２においては、第１選択還元触媒２３１からスリップしたＮＨ３が符号３３で示される量だけストレージ（吸着）された状態にある。破線３４は、このストレージ量が触媒温度によって変動することを示している。
【００２８】
図３は、選択還元触媒における温度とＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。ＮＨ３ストレージ量は、低温において大きく、高温になるほど小さくなる傾向がある。
【００２９】
図４は、図１のＥＣＵ３の構成（機能）を示すブロック図である。各ブロックの機能は、ＥＣＵ３が有するＣＰＵがメモリ（図示なし）に格納された制御用プログラムを読み出して実行することによって実現される。第１選択還元触媒のＮＨ３量算出手段３０１は、図１の第１選択還元触媒２３１に捕獲（吸着）されるＮＨ３量（推定量）を算出する。還元剤供給量の第１補正量設定手段３０２は、第１選択還元触媒のＮＨ３量算出手段３０１により算出されるＮＨ３量と第１選択還元触媒内の最大ＮＨ３ストレージ量との差分がゼロになるように、還元剤（尿素水）の供給量の第１補正量を設定する。
【００３０】
図５は、ＮＨ３吸着量の推定値の算出と還元剤供給量の第１補正量設定のフローの一例を示す図である。ＮＨ３吸着量の推定値Ｖｓは、供給されるＮＨ３量Ｖ１と、ＮＯｘ還元反応で消費されるＮＨ３量Ｖ２と、第１選択還元触媒２３１をスリップしてくるＮＨ３量Ｖ３とから次式により算出される。なお、次式の記号Σは、推定値Ｖｓを単位時間当たりの積算値として得ることを意味する。図５では、ブロック「１／Ｚ」のループ３７がこの積算をすることを意味している。
Ｖｓ＝Σ［Ｖ１−Ｖ２−Ｖ３］
【００３１】
供給されるＮＨ３量Ｖ１は、噴射器２５３から噴射される尿素水の量から、図５に示した加水分解反応式を用いて算出する。ＮＯｘ還元反応で消費されるＮＨ３量Ｖ２は以下のように求める。ＮＯｘセンサ２８で検知したＮＯｘ量を予めＥＣＵ３のメモリに格納されているＮＯｘ変換マップを用いてＮＯ量とＮＯ２量に換算する。同様にＥＣＵ３のメモリに格納されているＮＯｘ浄化率マップから、ＮＯとＮＯ２のそれぞれに対する浄化（還元）率Ｆ１とＦ２を求める。Ｆ１、Ｆ２をＮＯ量、ＮＯ２量にそれぞれ乗算して、還元ＮＯ量と還元ＮＯ２量を算出する。図５中の３つの還元反応式（１）〜（３）のそれぞれから、還元ＮＯ量と還元ＮＯ２量に対応するＮＨ３量を求める。各式について得られるＮＨ３量の合計がＮＯｘ還元反応で消費されるＮＨ３量Ｖ２となる。
【００３２】
第１選択還元触媒２３１をスリップしてくるＮＨ３量Ｖ３は、ＮＨ３センサ２６で検知されるＮＨ３濃度に予め求めた選択還元触媒の体積等のパラメータを乗算してＮＨ３重量として求める。
【００３３】
図５において、ＥＣＵ３のメモリに格納されているＮＨ３ストレージ可能量マップから第１選択還元触媒のＮＨ３ストレージ可能量Ｖａを得る。このＮＨ３ストレージ可能量マップは、例えば図３の触媒温度とＮＨ３ストレージ量との関係図が該当する。このＮＨ３ストレージ可能量Ｖａと算出されるＮＨ３吸着量の推定値Ｖｓとの差分（Ｖａ−Ｖｓ）がゼロになるように、言い換えれば、ＮＨ３吸着量の推定値ＶｓがＮＨ３ストレージ可能量Ｖａに収束するように、フィードバック（ＰＩ）制御するための制御入力として尿素水の供給量の第１補正量（第１のＦＢ補正量）を算出する。図５では補正尿素水量が算出される。
【００３４】
図４に戻って、還元剤供給量の第２補正量設定手段３０３は、図１のＮＨ３センサ２６により検出されたＮＨ３濃度と目標ＮＨ３濃度との差分がゼロになるように、還元剤の供給量の第２補正量を設定する。より具体的には、検出されたＮＨ３濃度が予め設定された目標ＮＨ３濃度に収束するように、フィードバック制御するための制御入力として、尿素水の供給量の第２補正量を（第２のＦＢ補正量）を算出する。
【００３５】
第１の補正量と第２の補正量から還元剤供給量を設定する手段３０４は、還元剤供給手段による尿素水の供給量、すなわち図１の噴射器２５３から噴射される尿素水量を、第１補正量と第２補正量とを用いて設定する。
【００３６】
図６は、本発明の尿素水の供給量の第１および第２の補正量の算出に至る制御フローの一例を示す図である。この制御フローは、ＥＣＵ３がメモリに格納する制御プログラムを呼び出して所定の制御周期毎に実行される。
【００３７】
ステップＳ１では、尿素水噴射装置２５の故障フラグが「１」であるか否かを判別する。この故障フラグは、図示しない判定処理において尿素水噴射装置が故障したと判定されたときに「１」に設定され、それ以外のときには「０」に設定される。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。この判別がＮｏの場合には、ステップＳ２に移る。
【００３８】
ステップＳ２では、選択還元触媒の劣化フラグが「１」であるか否かを判別する。この触媒劣化フラグは、図示しない判定処理において図１の第１選択還元触媒２３１及び第２選択還元触媒２３２の何れかが故障したと判定されたときに「１」に設定され、それ以外のときには「０」に設定される。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。この判別がＮｏの場合には、ステップＳ３に移る。
【００３９】
ステップＳ３では、尿素水残量が所定値未満であるか否かを判別する。この尿素水残量は、図１の尿素水タンク２５１内の尿素水の残量を示し、レベルセンサの出力に基づいて算出される。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ４に移り、Ｎｏの場合には、ステップＳ５に移る。
【００４０】
ステップＳ４では、尿素水残量の警告灯を点灯し、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ５では、図１の酸化触媒２１の暖機タイマ値が所定値より大きいか否かを判別する。この触媒暖機タイマ値は、エンジン始動後の酸化触媒２１の暖機時間を計時するものである。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ６に移る。この判別がＮｏの場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。
【００４２】
ステップＳ６では、センサ故障フラグが「０」であるか否かを判別する。このセンサ故障フラグは、図示しない判定処理において図１のＮＨ３センサ２６および触媒温度センサ２７の少なくともいずれか一方が故障したと判定されたときに「１」に設定され、それ以外のときには「０」に設定される。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ７に移る。この判別がＮｏの場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ７では、ＮＨ３センサ２６の活性フラグが１であるか否かを判別する。このＮＨ３センサ活性フラグは、図示しない判定処理においてＮＨ３センサ２６が活性状態に達したと判定されたときに「１」に設定され、それ以外のときには「０」に設定される。この判別がＹｅｓの場合には、ステップＳ８に移る。この判別がＮｏの場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ８では、尿素水が加水分解されてＮＨ３が発生可能な状態か否かを判別する。具体的には、選択還元触媒２３の温度が尿素水の加水分解可能な所定温度（例えば約１６０℃）以上であるか否かを判別する。この判別がＹｅｓである場合には、尿素水が加水分解されてＮＨ３が発生可能と判断して、ステップＳ９に移る。この判別がＮｏである場合には、ステップＳ１４に移り、尿素水噴射量を「０」に設定した後に、この処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ９において尿素水噴射量の算出を開始する。最初にステップＳ１０において、第１選択還元触媒２３１に捕獲される推定ストレージＮＨ３量を算出する。この算出方法は、図５の推定量Ｖｓの算出の説明において述べた通りである。
【００４６】
ステップＳ１１では、推定ストレージＮＨ３量を用いて尿素水の第１補正供給量を算出する。この第１補正供給量の算出方法は、図５の補正尿素水（第１のＦＢ補正量）の算出において述べた通りである。
【００４７】
ステップＳ１２では、ＮＨ３量センサ２６の出力であるＮＨ３濃度が得られているか否かを判別する。この判別がＹｅｓである場合には、第１選択還元触媒２３１においてＮＨ３が最大ストレージＮＨ３量（例えば図２の符号３２）までストレージされていると判断して、ステップＳ１３に移る。この判別がＮｏである場合には、この処理を終了する。すなわち、第１選択還元触媒２３１においてＮＨ３が最大ストレージＮＨ３量までストレージされるまでは、算出した尿素水の第１補正供給量のみが尿素水供給量のＦ／Ｂ制御入力として利用される。
【００４８】
ステップＳ１３では、ＮＨ３量センサ２６の出力であるＮＨ３濃度を用いて尿素水の第２補正供給量を算出する。この第２補正供給量の算出方法は、図４の還元剤供給量の第２補正量設定手段３０３による第２のＦ／Ｂ補正量の算出の説明において述べた通りである。このように、本発明では、ＮＨ３濃度が検出されてから、言い換えれば第１選択還元触媒２３１においてＮＨ３が最大ストレージＮＨ３量までストレージされてから、第２補正供給量が算出される。したがって、その最大ストレージ後は、この第２補正供給量と先の第１補正供給量の双方が尿素水供給量の制御入力として利用可能となる。
【００４９】
図７は、触媒温度と、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正量と、ＮＨ３濃度と、第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。（ａ）は比較のために示す従来例であり、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正を全域、すなわち第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３フル（最大）ストレージの前後において適用する場合の例である。（ｂ）は本発明の一実施例であり、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正を第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３フル（最大）ストレージ後において適用する場合の例である。最初に（ａ）の従来例について説明する。
【００５０】
図７（ａ）において、触媒温度が上昇し尿素水を加水分解可能な温度（例えば１６０℃）になると噴射器２５３から尿素水の供給が開始される。尿素水の供給開始に応じて、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正、すなわち上述した第２のＦＢ補正量による補正を開始する。ＮＨ３センサ反応、すなわち第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３フル（最大）ストレージが得られるまでは最大限に尿素水の供給量補正が行われる（１）。これに伴い第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３ストレージ量は最大ストレージ速度で増加していく（２）。ＮＨ３センサ反応が得られてからは、検出されたＮＨ３濃度が予め設定された目標ＮＨ３濃度に収束するようにＦ／Ｂ制御されるが、第１選択還元触媒２３１のＮＨ３フル（最大）ストレージまで最大限に尿素水の供給量補正がおこなわれたために、ＮＨ３濃度が目標ＮＨ３濃度を大きく超えてしまう。つまり、触媒の温度上昇に伴う第１選択還元触媒２３１でのＮＨ３ストレージ可能量の減少に伴い多量のＮＨ３スリップが発生してしまう（３）。
【００５１】
図７（ｂ）において、（ａ）の場合と同様に、触媒温度が尿素水を加水分解可能な温度（例えば１６０℃）になると噴射器２５３から尿素水の供給が開始される。しかし、（ａ）の場合と異なり、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正は行われず、代わって、尿素水の供給開始からＮＨ３センサ反応、すなわち第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３フル（最大）ストレージが得られるまでは、図５のＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正（第１のＦＢ補正量による補正）をおこなう。この場合、第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３ストレージ量は（ａ）の場合に比べて緩やかなストレージ速度で増加していく（１）。ＮＨ３センサ反応が得られてからは、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正（第２のＦＢ補正量による補正）を開始する（２）。ＮＨ３ストレージ量は緩やかに増加してきたために、ＮＨ３濃度が目標ＮＨ３濃度を大きく超えてしまうことなく、迅速に目標ＮＨ３濃度に収束するように制御される（３）。その結果、ＮＨ３スリップ量は、（ａ）の場合よりも減少し速やかに収束していく（４）。
【００５２】
また、先のＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正（第１のＦＢ補正量による補正）もＮＨ３フル（最大）ストレージ後も継続して利用する。その理由は、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御はレスポンスが比較的遅い濃度Ｆ／Ｂであるために、ＮＨ３吸着可能量に対してオーバーシュートした尿素水噴射量をその可能量に戻す動きが弱いので、併用によりその動きを早めるためである。なお、第１のＦＢ補正量による補正は、状況に応じてＮＨ３フル（最大）ストレージ後は停止させてもよい。
【００５３】
図８は、触媒温度と、ＮＨ３センサＦ／Ｂによる尿素水補正量と、ＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正（第１のＦＢ補正量による補正）による尿素水補正量と、ＮＨ３濃度と、第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３ストレージ量との関係を示す図である。（ａ）はＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正をＮＨ３フル（最大）ストレージ後は併用しない場合の例であり、（ｂ）はそれを併用する場合の例である。最初に（ａ）の場合について説明する。
【００５４】
図８（ａ）において、触媒温度が上昇し尿素水を加水分解可能な温度（例えば１６０℃）になると噴射器２５３から尿素水の供給が開始される。尿素水の供給開始からＮＨ３センサ反応が得られるまでの間、ＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正（第１のＦＢ補正量による補正）をおこなう（１）。第１選択還元触媒２３１におけるＮＨ３ストレージ量は、その間比較的緩やかなストレージ速度で増加していく（２）。
【００５５】
ＮＨ３センサ反応が得られてからは、図７（ｂ）の場合と同様に、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正（第２のＦＢ補正量による補正）を開始する。その補正量は、最初は増量（プラス）側に向かうが、ＮＨ３センサのＮＨ３の実濃度が目標濃度を超えるため減量側へシフトする（３）。しかしながら、尿素水補正量を減らしても、ＮＨ３センサの反応が遅いために、ＮＨ３目標濃度以上の濃度が継続されてしまう（４）。つまり、触媒の温度上昇に伴う第１選択還元触媒２３１でのＮＨ３ストレージ可能量の減少に伴い比較的多量のＮＨ３スリップが発生してしまう（５）。
【００５６】
図８（ｂ）において、尿素水の供給開始からＮＨ３センサの反応が得られるまでは（ａ）の場合と同様である。（ａ）との違いは、ＮＨ３センサの反応が得られた後もＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正を継続し、ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正と併用することである。ＮＨ３センサＦ／Ｂ制御による尿素水補正量は、最初は増量（プラス）側に向かうが、ＮＨ３センサのＮＨ３の実濃度が目標濃度を超えるため減量側へシフトする（１）。同時に、ＮＨ３推定ストレージ量を用いたＦ／Ｂ補正も、ストレージ可能量を超えているため、その補正量が減量側へシフトする（２）。両Ｆ／Ｂ補正の併用により、ＮＨ３濃度の目標濃度に対するズレの抑制効果が大きくなる（３）。その結果、触媒の温度上昇に伴う第１選択還元触媒２３１でのＮＨ３ストレージ可能量の減少があっても、（ａ）の場合よりもＮＨ３スリップ量は小さく速やかに収束していく（４）。
【００５７】
上述した実施形態は一例でありこれに限定されるものではない。本発明は、任意の数の気筒を有するエンジンに適用可能である。また、本発明は、直接噴射式のガソリンエンジン等のエンジンにも適用可能である。さらに、本発明は、還元剤供給として、上述した一実施形態である尿素水供給のみならず、ガス状のＮＨ３を直接供給する場合等において適用可能である。例えば、図１の一実施形態を利用する場合、尿素水噴射装置２５の代わりにＮＨ３ガス供給装置を用いることにより、ＮＨ３ガスを直接供給することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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