(57)【要約】【課題】触媒が劣化しても、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができるようにする。【解決手段】ＮＯｘセンサ３２によって、選択還元触媒１６の下流におけるＮＯｘ量を検出する。触媒状態推定部４０によって、内燃機関の運転状態と、ＮＯｘ量の検出値とに基づいて、ＮＨ３吸着反応及び脱離反応に関わる定数を用いて、ＮＨ３の吸着量を推定すると共に、推定されたＮＨ３の吸着量と、供給されたＮＨ３の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する。学習部４４によって、検出されたＮＯｘ量の検出値と推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、ＮＨ３脱離反応に関わる定数、ＮＨ３吸着反応に関わる定数、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正する。【選択図】図１
2014206150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御する排ガス浄化制御装置であって、
前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量を検出する検出手段と、
内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する推定手段と、
前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正する補正手段と、
を含む排ガス浄化制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差の絶対値が閾値以上である場合に、前記差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正する請求項１記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差の絶対値が第１閾値以上である場合であって、前回補正した、前記還元剤の吸着反応に関わる定数の補正量又は前記還元剤の脱離反応に関わる定数の補正量の絶対値が第２閾値以上である場合に、前記差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数を補正し、
前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差の絶対値が第１閾値以上である場合であって、前回補正した、前記還元剤の吸着反応に関わる定数の補正量又は前記還元剤の脱離反応に関わる定数の補正量の絶対値が前記第２閾値未満である場合に、前記差に応じて、前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正する請求項１記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差の絶対値が第１閾値以上である場合であって、前回補正した前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の補正量の絶対値が第２閾値以上である場合に、前記差に応じて、前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正し、
前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差の絶対値が第１閾値以上である場合であって、前回補正した前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の補正量の絶対値が前記第２閾値未満である場合に、前記差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数を補正する請求項１記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項５】
排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御する排ガス浄化制御装置であって、
前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量又は還元剤の量を検出する検出手段と、
内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、還元剤の放出量を推定する推定手段と、
前記検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する補正手段と、
を含む排ガス浄化制御装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流における還元剤の量を検出する請求項５記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量及び還元剤の量の和を検出し、
前記補正手段は、ＮＯｘ還元触媒にＮＯｘが流入していないときに前記検出手段によって検出された検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する請求項５記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項８】
前記推定手段によって推定された前記還元剤の吸着量に基づいて、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を制御する還元剤供給制御手段を更に含む請求項１〜請求項７の何れか１項記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項９】
前記還元剤供給手段は、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒より上流に尿素水を供給することにより、前記還元剤としてのアンモニアを供給する請求項１〜請求項８の何れか１項記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項１０】
前記還元剤供給手段は、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒より上流に、前記還元剤としてのアンモニアを供給する請求項１〜請求項８の何れか１項記載の排ガス浄化制御装置。
【請求項１１】
排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、
内燃機関の運転状態と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量を検出する検出手段によって検出されたＮＯｘ量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する推定手段、及び
前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正する補正手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、
内燃機関の運転状態と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量又は還元剤の量を検出する検出手段によって検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、還元剤の放出量を推定する推定手段、及び
前記検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する補正手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化制御装置及びプログラムに係り、特に、排ガスの排出経路におけるＮＯｘ還元触媒の上流に還元剤を供給して排ガスを浄化する排ガス浄化装置を制御する排ガス浄化制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＮＯｘ浄化において、排ガス総量、排気ガス温度、混合気温度、混合気圧力、大気湿度の５つのパラメータからニュートラルネットを利用することで、必要となる還元剤量を求める排気浄化方法が知られている（特許文献１）。この排気浄化方法では、定期的なニューラルネットの学習を繰り返すことで、最適な添加量に維持している。
【０００３】
また、ＮＯｘ浄化において、所定の還元剤添加量を一時的に増減させ、触媒出口でのＮＯｘセンサー値が最小となる値に補正する排気浄化装置が知られている（特許文献２）。
【０００４】
また、触媒を複数のセルでモデル化し、各セルでのＮＨ３吸着量が一定もしくはある分布を維持できるように還元剤を添加する排気浄化装置が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７６３４４号公報
【特許文献２】特開２００９‐１１５０３２号公報
【特許文献３】特開２０１２‐６７６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載の技術では、還元剤添加量を内燃機関の排気に関する情報から求めているが、ＮＯｘ浄化性能は、触媒に吸着しているＮＨ３量に依存する。例えば、高速運転で触媒温度が上昇し、吸着ＮＨ３がほとんどなくなった直後に、通常の運転をする場合、ＮＨ３添加量が不足し、十分な浄化が得られない。また、学習においても、吸着量変化を学習するわけではないので、劣化等で吸着できる量が変化した場合にも、その変化に対応した制御はできない。
【０００７】
上記の特許文献２に記載の技術では、添加量の補正マップを作成するが、吸着量を制御対象にしていないため、上記の特許文献１と同様に、高速運転で触媒温度が上昇し、吸着ＮＨ３がほとんどなくなった直後に、通常の運転をする場合、ＮＨ３添加量が不足し、十分な浄化が得られない。また、低負荷で長時間一定走行し、その後急加速が入るような場合、触媒状態がわからないため、添加量が増え過ぎ、ＮＨ３が放出されてしまう危険がある。
【０００８】
また、上記の特許文献３に記載の技術では、ＮＨ３吸着量で制御するため、適切な還元剤添加が実現できるが、触媒の劣化などに対応できない。触媒が劣化した状態でも、正常な触媒と同等の還元剤を添加することになり、その結果、ＮＨ３が放出されてしまう場合が生じる。
【０００９】
学習として、吸着量の変化のみでは不十分であり、反応定数も学習する必要がある。吸着量のみの学習では、例えば、低温の場合、吸着量をある程度維持できるが、ＮＯｘ浄化反応が悪化する場合がある。この場合、吸着量のみの学習では、ＮＯｘ浄化反応の変化を反映することができず、残っているＮＨ３吸着量を正しく表現できない。その結果、浄化率を最大限に発揮できなくなる。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、触媒が劣化しても、還元剤の脱離反応、還元剤の吸着反応、又はＮＯｘ還元反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる排ガス浄化制御装置及びプログラムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る排ガス浄化制御装置は、排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御する排ガス浄化制御装置であって、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量を検出する検出手段と、内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する推定手段と、前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正する補正手段と、を含んで構成されている。
【００１２】
第２の発明に係るプログラムは、排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御するためのプログラムであって、コンピュータを、内燃機関の運転状態と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量を検出する検出手段によって検出されたＮＯｘ量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する推定手段、及び前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正する補正手段として機能させるためのプログラムである。
【００１３】
第１の発明及び第２の発明では、検出手段によって、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量を検出する。推定手段によって、内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を用いて、ＮＯｘの放出量を推定する。
【００１４】
そして、補正手段によって、前記検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、前記還元剤の脱離反応に関わる定数、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記ＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正する。
【００１５】
このように、検出されたＮＯｘ量の検出値と前記推定されたＮＯｘの放出量との差に応じて、還元剤の脱離反応に関わる定数、還元剤の吸着反応に関わる定数、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数の少なくとも一つを補正することにより、触媒が劣化しても、還元剤の脱離反応、還元剤の吸着反応、又はＮＯｘ還元反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【００１６】
第３の発明に係る排ガス浄化制御装置は、排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御する排ガス浄化制御装置であって、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量又は還元剤の量を検出する検出手段と、内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、還元剤の放出量を推定する推定手段と、前記検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する補正手段と、を含んで構成されている。
【００１７】
第４の発明に係るプログラムは、排出ガスの排出経路に設けられたＮＯｘ還元触媒と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の上流に、前記ＮＯｘ還元触媒で前記排ガスと接触して該排ガスを浄化する還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた排ガス浄化装置を制御するためのプログラムであって、コンピュータを、内燃機関の運転状態と、前記排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量又は還元剤の量を検出する検出手段によって検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、還元剤の放出量を推定する推定手段、及び前記検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する補正手段として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
第３の発明及び第４の発明によれば、検出手段によって、排出経路における前記ＮＯｘ還元触媒の下流におけるＮＯｘ量又は還元剤の量を検出する。推定手段によって、内燃機関の運転状態と、前記検出手段によって検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値とに基づいて、還元剤の吸着反応に関わる定数及び還元剤の脱離反応に関わる定数を用いて、前記ＮＯｘ還元触媒に吸着している還元剤の吸着量を推定すると共に、推定された前記還元剤の吸着量と、前記還元剤供給手段によって供給された還元剤の供給量とに基づいて、還元剤の放出量を推定する。
【００１９】
そして、補正手段によって、前記検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく前記還元剤の放出量と、前記推定された還元剤の放出量との差に応じて、前記還元剤の吸着反応に関わる定数、及び前記還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正する。
【００２０】
このように、検出されたＮＯｘ量又は還元剤の量の検出値に基づく還元剤の放出量と、推定された還元剤の放出量との差に応じて、還元剤の吸着反応に関わる定数、及び還元剤の脱離反応に関わる定数の少なくとも一方を補正することにより、触媒が劣化しても、還元剤の脱離反応又は還元剤の吸着反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明に係る排ガス浄化制御装置は、触媒が劣化しても、還元剤の脱離反応、還元剤の吸着反応、又はＮＯｘ還元反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排ガス浄化装置のコントローラによるモデル学習処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る排ガス浄化装置のコントローラによるモデル学習処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実験結果を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る排ガス浄化装置のコントローラによるモデル学習処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、車両に搭載された排ガス浄化装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。
【００２４】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る排ガス浄化装置１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関１２の排気管１４中に供給される尿素でＮＯｘを浄化する選択還元触媒１６と、内燃機関１２と選択還元触媒１６との間の排気管１４中に設けられた酸化触媒１８及びディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦという）２０と、ＤＰＦ２０と選択還元触媒１６との間の排気管１４中に尿素水を噴射して添加するための尿素添加弁２２を有する尿素噴射装置２４と、尿素噴射装置２４に供給される尿素水を蓄えておく尿素タンク２６と、選択還元触媒１６より上流側の排気管１４中に設置されたＮＯｘセンサ２８と、選択還元触媒１６より上流側の排気管１４中に設置された温度センサ３０と、選択還元触媒１６より下流側の排気管１４中に設置されたＮＯｘセンサ３２と、尿素噴射装置２４による尿素水の噴射を制御するように尿素添加弁２２を制御するコントローラ３４とを備えている。なお、ＮＯｘセンサ２８、温度センサ３０、ＮＯｘセンサ３２、及びコントローラ３４が、排ガス浄化制御装置の一例である。
【００２５】
選択還元触媒１６は、ＮＯｘ還元触媒であり、尿素添加弁２２によって排気管１４に供給された尿素水が転換されてアンモニアガスとして排気ガスと共に選択還元触媒１６に流入される。選択還元触媒１６では、アンモニアガスにより排気ガス中のＮＯｘが選択的に還元又は分解され、これにより、排気ガス中のＮＯｘガスが浄化されて大気中に放出される。
【００２６】
排気管１４には、尿素水を排気管１４内に噴射するための尿素添加弁２２が設けられており、尿素添加弁２２がコントローラ３４によって制御されることにより、尿素添加弁２２から尿素水が排気管１４内に噴射される。
【００２７】
尿素噴射装置２４は、尿素タンク２６に貯留された尿素水を、吸入管３６を介して吸い出すための尿素ポンプ（図示省略）を備えており、尿素ポンプによって吸入管３６を介して吸い出された尿素水が、供給管３８及び尿素添加弁２２を介して排気管１４に供給される。なお、吸入管３６の尿素タンク２６側の端部にはフィルタ（図示省略）が設けられており、フィルタによって異物等が除去されて排気管１４に尿素水が供給されるようになっている。
【００２８】
ＮＯｘセンサ２８は、排気管１４の選択還元触媒１６より上流側において、ＮＯｘ濃度を検出する。また、温度センサ３０は、排気管１４の選択還元触媒１６より上流側において、温度を検出する。ＮＯｘセンサ３２は、排気管１４の選択還元触媒１６より下流側において、ＮＯｘ濃度を検出する。
【００２９】
コントローラ３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えたマイクロコンピュータで構成されている。ＲＯＭには、後述するモデル学習処理ルーチンを実行するためのプログラム、各種データ等が記憶されており、ＲＡＭは、ＲＯＭに記憶されたプログラム等を展開して実行するための作業エリアとして機能する。
【００３０】
また、コントローラ３４は、内燃機関１２に接続されており、内燃機関１２に設けられた、内燃機関１２の運転状態（負荷、回転数など）を検出する運転状態センサから、内燃機関の負荷及び回転数を取得する。
【００３１】
また、コントローラ３４は、尿素添加弁２２、ＮＯｘセンサ２８、温度センサ３０、及びＮＯｘセンサ３２に接続されており、コントローラ３４には、ＮＯｘセンサ２８、温度センサ３０、及びＮＯｘセンサ３２の検出結果が入力され、各センサの検出結果に基づいて、尿素添加弁２２が制御される。
【００３２】
コントローラ３４は、機能的には、触媒状態推定部４０、還元剤添加制御部４２、及び学習部４４を備えている。なお、触媒状態推定部４０が推定手段の一例であり、還元剤添加制御部４２が還元剤供給制御手段の一例であり、学習部４４が、補正手段の一例である。
【００３３】
ここで、コントローラ３４によって尿素添加弁２２を制御する原理について説明する。
【００３４】
まず、コントローラ３４は、ＤＰＦ２０内に堆積したすす等を除去するために、ディーゼルエンジンの運転状態を変化させることで高温の排出ガスが排気管１４に導入された時、選択還元触媒１６が高温状態（例えば、４００℃）になる。この時、選択還元触媒１６に吸着しているＮＨ３を全て放出したとして、ＮＨ３吸着量を０とする。そして、コントローラ３４は、尿素添加弁２２による尿素水の供給を開始すると共に、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８、温度センサ３０、及びＮＯｘセンサ３２の検出値を継続的に取得する。
【００３５】
また、コントローラ３４の触媒状態推定部４０は、触媒のモデルを用いて、選択還元触媒１６中に現在吸着しているＮＨ３量を推定し、推定されたＮＨ３吸着量に応じて、ＮＨ３添加量と尿素水噴射量の関係を表すマップに従って、ＮＨ３吸着量が適切な所定範囲内となるような尿素噴射量を算出する。還元剤添加制御部４２は、算出された尿素噴射量に基づいて、尿素添加弁２２による尿素水の噴射を制御する。
【００３６】
上述したＮＨ３吸着量の推定値及び尿素添加量の制御は、繰り返し行われる。これによって、常に高い浄化率でＮＯｘを浄化することができる。
【００３７】
ここで、コントローラ３４の触媒状態推定部４０は、触媒のモデルを用いて、各時刻において、現在のＮＨ３吸着量を以下のように推定する。
【００３８】
触媒状態推定部４０は、吸着量を０にしてからの内燃機関１２の負荷、エンジン回転数の時系列データ、及びその時のエンジンの運転状態と排出ＮＯｘ量の関係マップに基づいて、選択還元触媒１６への現在までのＮＯｘの流入量の総和を算出する。また、触媒状態推定部４０は、吸着量を０にしてからの尿素水の供給量の時系列データに基づいて、選択還元触媒１６への現在までのＮＨ３の供給量の総和を算出する。また、触媒状態推定部４０は、温度センサ３０によって検出された温度に基づいて、ＮＯｘ還元反応の反応速度を計算し、ＮＯｘの流入量の総和とＮＯｘ還元反応の反応速度とに基づいて、ＮＯｘの浄化量の総和を算出し、ＮＯｘの浄化量の総和から、ＮＨ３の消費量を算出する。
【００３９】
このとき、触媒状態推定部４０では、温度センサ３０によって検出された温度に基づいて、ＮＨ３の吸着速度、脱離速度を計算し、これによって、選択還元触媒１６より放出されるＮＨ３量も計算し、触媒状態推定部４０は、ＮＨ３の供給量の総和から、ＮＨ３の放出量及びＮＨ３の消費量を減算して、現在のＮＨ３吸着量を算出し、推定値とする。
【００４０】
ＮＯｘの還元反応について、反応速度は、アレニウス式の形で、以下の式のように表わされる。
【００４１】
反応速度（ｍｏｌ／ｓ）＝Ａ＊ｅｘｐ（−Ｅ／（ＲＴ））
【００４２】
ここで、Ｔは触媒の床温度であり、Ｅは活性化エネルギーの定数であり、Ｒは気体定数である。
【００４３】
ＮＨ３の吸着及び脱離の一連の反応について、吸着反応、離脱反応の反応速度は以下の式で表される。
【００４４】
吸着速度ａ＝ａ１＊ｅｘｐ（−Ｅ１／（ＲＴ））
離脱速度ｄ＝ａ２＊ｅｘｐ（−Ｅ２／（ＲＴ））
【００４５】
ここで、Ｔは触媒の床温度であり、Ｅ１、Ｅ２は活性化エネルギーの定数である。また、実際の量は、以下の式で表わされる。
【００４６】
吸着量（ｍｏｌ）＝ａ＊（１−θ）＊[ＮＨ３]ガス＊Ｖ
離脱量（ｍｏｌ）＝ｂ＊[ＮＨ３]触媒＊Ｖ
【００４７】
ここで、ａ、ｂは上記吸着速度、離脱速度であり、[ＮＨ３]ガスはガス層を流れているＮＨ３の濃度（ｍｏｌ／ｃｍ３）であり、[ＮＨ３]触媒は触媒に吸着しているＮＨ３濃度（ｍｏｌ／ｃｍ３）である。θは現在の飽和吸着量に対する吸着割合であり、以下の式で表わされる。
【００４８】
θ＝（現在のＮＨ３吸着量）／（その温度での飽和吸着量）
【００４９】
ここで、「その温度での飽和吸着量」は各温度でＮＨ３を触媒に飽和吸着させ、その時に吸着していたＮＨ３量を測定して予め求めた値である。
【００５０】
この時、触媒の劣化等で実際の触媒の状態が初期値から変化した場合、触媒状態推定部４０での推定値が実際の触媒の値を反映しない場合が生じる。一般的に、ＳＣＲ触媒の場合、還元剤の吸着能力が劣化に伴って低下したり、触媒上の金属の劣化でＮＯｘ還元能力が低下する。このとき、還元剤の吸着脱離速度が変化したり、触媒反応が劣化することになる。実触媒反応が劣化することになる。実触媒と触媒状態推定部４０で用いる触媒のモデルとの間に差が生じた場合、触媒状態推定部４０で推定したＮＯｘ放出量と触媒下流でのＮＯｘセンサ３２の検出値との間に差が生じる。学習部４４は、この差を利用して、触媒状態推定部４０で用いる触媒のモデルパラメータの学習を行って、触媒のモデルパラメータを補正する。
【００５１】
以下に、学習部４４による触媒のモデルの学習方法について説明する。
【００５２】
まず、触媒前のＮＯｘセンサ２８より現在のＮＯｘ値を計測し、温度センサ３０よりガス温度を計測する。また、触媒状態推定部４０は、現在の還元剤添加量を取得し、上述したように、触媒のモデルにより、ＮＨ３の吸着速度、脱離速度を計算し、選択還元触媒１６から放出されるＮＯｘ量を推定する。
【００５３】
また、触媒後のＮＯｘセンサ３２より現在放出されているＮＯｘ値を計測する。
【００５４】
次に、選択還元触媒１６から放出されるＮＯｘ量に関して、モデルの推定値とＮＯｘセンサ３２での計測値を比較する。この時、モデルの推定値＞センサ計測値であれば、触媒のモデルより、実際の選択還元触媒１６の方が、ＮＯｘ浄化率が良いことになる。この場合は、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の絶対値が大きいほど、モデルのＮＯｘ浄化に関する式の頻度因子（反応速度式のＡ）を大きくするように補正する。
【００５５】
一方、モデルの推定値＜センサ計測値であれば、触媒のモデルより、実際の選択還元触媒１６の方が、ＮＯｘ浄化率が悪いことになる、この場合は、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の絶対値が大きいほど、モデルのＮＯｘ浄化に関する式の頻度因子（反応速度式のＡ）を小さくするように補正する。
【００５６】
頻度因子を変化させる式は、Ｓｔａｎｄａｒｄ反応（４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ）とＦａｓｔ反応（２ＮＨ３＋ＮＯ＋ＮＯ２→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ）である。この２つがＮＯｘ浄化反応に関して支配的な反応であるためである。
【００５７】
また、ＮＨ３吸着量が多いほど、ＮＯｘ浄化率は大きくなるため、モデルの推定値＞センサ計測値であれば、実際の選択還元触媒１６の方が、触媒のモデルよりＮＨ３吸着量が多いことになる。この場合は、脱離反応を遅くし、吸着量を増加させるため、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を上げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を小さくするように補正する。
【００５８】
一方、モデルの推定値＜センサ計測値であれば、実際の選択還元触媒１６の方が、触媒のモデルよりＮＨ３吸着量が少ないことになる。この場合は、脱離反応を活発にし、吸着量を低減させるため、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を下げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を上げるように補正する。これらにより、ＮＨ３吸着に関する式を実際の触媒にあわせることができる。
【００５９】
学習部４４は、上記のように、触媒のモデルで用いる定数の補正を、所定期間ごとに繰り返し行う。
【００６０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
自動車の内燃機関１２の運転中に、コントローラ３４は、所定時間ごとに、図２に示すモデル学習処理ルーチンを繰り返し実行する。
【００６２】
まず、ステップ１００において、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８、３２の検出値、及び温度センサ３０の検出値を取得する。そして、ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した各種の値に基づいて、選択還元触媒１６から放出されるＮＯｘ量を推定する。
【００６３】
次のステップ１０４では、上記ステップ１００でＮＯｘセンサ２８から取得した、ＮＯｘの放出量と、上記ステップ１０２で推定されたＮＯｘの放出量とを比較して、差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。差分の絶対値が閾値未満である場合には、モデルの補正が不要であると判断し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【００６４】
一方、差分の絶対値が閾値以上である場合には、ステップ１０６において、差分に応じて、モデルのＮＯｘ浄化に関する式の頻度因子（反応速度式のＡ）を補正する。次のステップ１０８では、差分に応じて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【００６５】
また、自動車の内燃機関１２の運転中に、コントローラ３４は、以下のように、尿素添加制御処理を随時行う。
【００６６】
まず、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８の検出値、及び温度センサ３０の検出値を取得する。そして、取得した各種の値に基づいて、上記のモデル学習処理ルーチンで補正された反応に関する定数を用いて、選択還元触媒１６に現在吸着しているＮＨ３量を推定し、ＮＨ３吸着量が適切な所定範囲内となるように、尿素添加量を算出する。
【００６７】
そして、尿素添加弁２２による尿素水の噴射を制御する。これによって、尿素添加弁２２によって、排気管１４に尿素添加量ｆの尿素水が噴射される。
【００６８】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る排ガス浄化装置によれば、検出されたＮＯｘ放出量の検出値と推定されたＮＯｘの放出量との差分に応じて、ＮＨ３の脱離反応に関わる定数、ＮＨ３の吸着反応に関わる定数、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正することにより、触媒が劣化しても、ＮＨ３脱離反応、ＮＨ３吸着反応、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【００６９】
ＮＯｘをＮＨ３等で還元する排気浄化触媒の場合、触媒が劣化するとＮＨ３吸着力が低下したり、触媒金属のシンタリングで還元反応が悪化する。本実施の形態における選択還元触媒は、吸着したＮＨ３でＮＯｘを還元するため、ＮＨ３吸着能力が低下すると、この場合もＮＯｘ還元反応が悪化する。これらＮＯｘ還元反応の悪化は、ＮＯｘ浄化率の悪化に繋がり、結果として触媒後段よりＮＯｘが排出される。
【００７０】
本実施の形態に係る排ガス浄化装置では、モデルにより触媒内のＮＨ３吸着量を推定し、ＮＯｘ浄化反応を計算することで排出されるＮＯｘ量、吸着しているＮＨ３量を導出している。そして、ＮＨ３吸着量が基準値以下になった場合には、新たに還元剤（尿素等）を添加する。
【００７１】
この時、モデルでのＮＯｘ排出量の推定値とＮＯｘセンサで計測されたＮＯｘ値に差が生じ、実際のＮＯｘ排出量が多い場合には、モデルが実触媒と同一ではなくなったと判断し、学習部による定数の補正処理が作動する。学習部では、ＮＨ３の吸着能力やＮＯｘ浄化速度を調整し、モデルでのＮＯｘ排出量の推定値とＮＯｘ排出量の計測値とが一致するように、モデルの定数を補正する。これにより、触媒が劣化した場合でも、常に実触媒と同等のモデルを有することができ、その触媒の能力を最大限に引き出す量の還元剤を添加できる。
【００７２】
また、内燃機関の排ガス浄化装置において、モデルで用いるパラメータの設定が十分ではなかった場合、触媒が劣化した場合、ＮＯｘセンサに個体差が生じた場合などにおいて、学習により常に最良の状態で還元剤を添加することが出来る。これにより、高いＮＯｘ浄化率を維持するとともに、還元剤の添加量の削減ができる。
【００７３】
なお、上記の実施の形態では、自動車の内燃機関の運転中に、モデル学習処理ルーチンを実行する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。自動車の内燃機関が初めて運転されたときに、モデル学習処理ルーチンを実行するようにしてもよい。この場合には、初期のモデル定数が実触媒を正しく表現できていなかった場合であっても、モデルを正しく補正できる。また、開発時においては、事前にモデルを高精度に適合することなく搭載できるため、開発時間の短縮ができる。
また、上記の実施の形態では、触媒状態推定部４０において、吸着量を０にしてからの触媒１６への現在までのＮＯｘ流入量の総和を内燃機関の負荷回転数、排出ＮＯｘ量Ｍａｐから算出したが、ＮＯｘセンサ２８から導出しても良い。
【００７４】
次に、第２の実施の形態に係る排ガス浄化装置について説明する。なお、第２の実施の形態に係る排ガス浄化装置の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
第２の実施の形態では、モデルの学習処理において、前回の補正値に応じて、補正するパラメータを切り替えている点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００７６】
第２の実施の形態に係る排ガス浄化装置の学習部４４による触媒のモデルの学習方法について説明する。
【００７７】
ＮＯｘ値の放出量について、モデルの推定値とセンサの計測値とに差が発生した場合、触媒の吸着反応及び脱離反応の定数を補正する。
【００７８】
触媒の脱離反応の定数の補正量が小さくなった場合においても、計測されたＮＯｘ値の放出量と推定値とがずれている場合には、ＮＯｘの還元反応の定数を補正する。ＮＯｘの還元反応の定数の補正では、ＮＨ３とのＮＯｘ還元反応中、Ｓｔａｎｄａｒｄ反応及びＦａｓｔ反応について補正を加える。なお、Ｆａｓｔ反応は最も頻度が高く生じる反応であり、効果を確実に捉えることができる。
【００７９】
学習部４４は、以上のロジックにより、触媒のモデルの定数を補正し、触媒のモデルと実際の触媒との誤差を補正する。
【００８０】
第２の実施の形態におけるモデル学習処理ルーチンについて、図３を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
まず、ステップ１００において、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８、３２の検出値、及び温度センサ３０の検出値を取得する。そして、ステップ１０２において、選択還元触媒１６から放出されるＮＯｘ量を推定する。
【００８２】
次のステップ１０４では、ＮＯｘセンサ２８から取得した、ＮＯｘの放出量と、推定されたＮＯｘの放出量とを比較して、差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。差分の絶対値が閾値未満である場合には、モデルの補正が不要であると判断し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【００８３】
一方、差分の絶対値が閾値以上である場合には、ステップ２００において、前回のステップ１０８で補正された脱離に関する頻度因子（ａ２）の補正量の絶対値が、閾値以上であるか否かを判定する。前回の補正量の絶対値が閾値以上である場合には、ステップ１０８において、差分に応じて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正し、モデル学習処理ルーチンを終了する。一方、前回の補正量の絶対値が閾値未満である場合には、ステップ１０６において、差分に応じて、モデルのＮＯｘ浄化に関する式の頻度因子（反応速度式のＡ）を補正し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【００８４】
なお、第２の実施の形態に係る排ガス浄化装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８５】
このように、前回の補正量に応じて、補正するパラメータを切り替えると共に、検出されたＮＯｘ量の検出値と推定されたＮＯｘの放出量との差分に応じて、ＮＨ３の脱離反応に関わる定数、ＮＨ３の吸着反応に関わる定数、又はＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正することにより、触媒が劣化しても、ＮＨ３脱離反応、ＮＨ３吸着反応、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【００８６】
また、図４に示す実験結果により、検出されたＮＯｘ量の検出値と推定されたＮＯｘの放出量との差分に応じて、ＮＨ３脱離反応、ＮＨ３吸着反応、及びＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正することにより、ＮＨ３吸着量を精度よく推定することができることがわかった。
【００８７】
なお、上記の実施の形態では、脱離反応に関わる定数の前回補正量の絶対値が閾値以上であるか否かに応じて、補正する定数を切り替える場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。吸着反応に関わる定数の前回補正量の絶対値が閾値以上であるか否かに応じて、補正する定数を切り替えるようにしてもよい。
【００８８】
また、ＮＯｘ還元反応に関わる定数の前回補正量の絶対値が閾値以上であるか否かに応じて、補正する定数を切り替えるようにしてもよい。この場合には、検出されたＮＯｘ量の検出値と推定されたＮＯｘの放出量との差分の絶対値が閾値以上である場合であって、前回補正したＮＯｘ還元反応に関わる定数の補正量の絶対値が閾値以上である場合に、上記差分に応じて、ＮＯｘ還元反応に関わる定数を補正する。また、上記の差分の絶対値が閾値以上である場合であって、前回補正したＮＯｘ還元反応に関わる定数の補正量の絶対値が閾値未満である場合に、上記の差分に応じて、ＮＨ３の吸着反応に関わる定数、及びＮＨ３の脱離反応に関わる定数を補正する。
【００８９】
次に、第３の実施の形態に係る排ガス浄化装置について説明する。なお、第３の実施の形態に係る排ガス浄化装置の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００９０】
第３の実施の形態では、モデルの学習処理において、ＮＨ３の吸着反応及び脱離反応の定数の補正に特化して行っている点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００９１】
第３の実施の形態に係る排ガス浄化装置の学習部４４による触媒のモデルの学習方法について説明する。
【００９２】
まず、触媒前のＮＯｘセンサ２８より現在のＮＯｘ値を計測し、温度センサ３０よりガス温度を計測する。また、現在の還元剤添加量を取得し、触媒のモデルにより、ＮＨ３の吸着速度、脱離速度を計算し、選択還元触媒１６より放出されるＮＨ３量を推定する。
【００９３】
また、選択還元触媒１６にＮＯｘ流入がない状態、すなわち、減速状態（Ｆｕｅｌ  Ｃｕｔ状態）であるか否かを判定し、減速状態であると判定されると、触媒後のＮＯｘセンサ３２より計測されたＮＯｘ値を、ＮＨ３放出量の計測値として、ＮＨ３放出量の計測値と、推定されたＮＨ３の放出量との差分を算出し、算出した差分を、差分の積算値に加算する。
【００９４】
差分を積算した回数または積算している期間の長さが閾値を超えたか否かを判定し、差分を積算した回数または積算している期間の長さが閾値を超えた場合には、差分の積算値に基づいて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正する。ここで、ＮＨ３吸着量が多いほど、ＮＨ３放出量は大きくなるため、ＮＨ３の放出量の推定値＞センサ計測値であれば、実際の選択還元触媒１６の方が、触媒のモデルよりＮＨ３吸着量が多いことになる。この場合は、脱離反応を遅くし、吸着量を増加させるため、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の積算値の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を上げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を小さくするように補正する。
【００９５】
一方、ＮＨ３の放出量のモデルの推定値＜センサ計測値であれば、実際の選択還元触媒１６の方が、触媒のモデルよりＮＨ３吸着量が少ないことになる。この場合は、脱離反応を活発にし、吸着量を低減させるため、差分の積算値の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を下げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を上げるように補正する。
【００９６】
学習部４４は、上記のように、触媒のモデルの定数の補正を、所定期間（例えば、１０秒）ごとに繰り返し行う。
【００９７】
第３の実施の形態におけるモデル学習処理ルーチンについて、図５を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【００９８】
まず、ステップ１００において、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８、３２の検出値、及び温度センサ３０の検出値を取得する。そして、ステップ３００において、上記ステップ１００で取得した各種の値に基づいて、選択還元触媒１６から放出されるＮＨ３量を推定する。
【００９９】
次のステップ３０２では、内燃機関１２の運転状態が減速状態（Ｆｕｅｌ  Ｃｕｔ状態）であるか否かが判定される。減速状態でない場合には、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【０１００】
一方、減速状態であると判定された場合には、ＮＯｘが選択還元触媒１６に流入していないと判断し、ステップ３０４において、上記ステップ１００でＮＯｘセンサ２８から取得したＮＯｘの放出量（すなわち、ＮＨ３の放出量）と、上記ステップ３００で推定されたＮＨ３の放出量との差分を算出し、差分の積算値に加算する。ステップ３０６において、当該差分を積算した回数が所定回数を超えたか否かを判定し、積算回数が所定回数を超えていない場合には、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【０１０１】
一方、当該差分を積算した回数が所定回数を超えた場合には、ステップ３０８において、差分の積算値に応じて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正する。そして、ステップ３１０において、差分の積算値を０にリセットし、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【０１０２】
自動車の内燃機関１２の運転中に、コントローラ３４は、所定時間ごとに、上記のモデル学習処理ルーチンを繰り返し実行する。
【０１０３】
なお、第３の実施の形態に係る排ガス浄化装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
このように、ＮＯｘセンサの検出値に基づいて得られるＮＨ３の放出量と、推定されたＮＨ３の放出量との差に応じて、ＮＨ３の吸着反応に関わる定数、及びＮＨ３の脱離反応に関わる定数を補正することにより、触媒が劣化しても、ＮＨ３の脱離反応及び吸着反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【０１０５】
また、触媒後のＮＯｘセンサは、ＮＯｘとＮＨ３の合計を信号として出力するため、内燃機関がＦｕｅｌ  Ｃｕｔ状態での信号のみを別途収集し、そのときの値を利用して、ＮＨ３の脱離反応を中心とした学習を行うことができる。
【０１０６】
次に、第４の実施の形態に係る排ガス浄化装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０７】
第４の実施の形態では、モデルの学習処理を、ＮＨ３の吸着反応及び脱離反応の定数の補正に特化して行っている点と、ＮＨ３の放出量をＮＨ３センサにより検出している点とが、第１の実施の形態と異なっている。
【０１０８】
図６に示すように、第４の実施の形態に係る排ガス浄化装置４１０は、選択還元触媒１６と、酸化触媒１８と、ＤＰＦ２０と、尿素噴射装置２４と、尿素タンク２６と、ＮＯｘセンサ２８と、温度センサ３０と、ＮＯｘセンサ３２、選択還元触媒１６より下流側の排気管１４中に設置されたＮＨ３センサ４３２と、コントローラ３４とを備えている。
【０１０９】
ＮＨ３センサ４３２は、排気管１４の選択還元触媒１６より下流側において、ＮＨ３濃度を検出する。
【０１１０】
第４の実施の形態に係る排ガス浄化装置の学習部４４による触媒のモデルの学習方法について説明する。
【０１１１】
まず、触媒前のＮＯｘセンサ２８より現在のＮＯｘ値を計測し、温度センサ３０よりガス温度を計測する。また、現在の還元剤添加量を取得し、触媒のモデルにより、ＮＨ３の吸着速度、脱離速度を計算し、選択還元触媒１６より放出されるＮＨ３量を推定する。
【０１１２】
触媒後のＮＨ３センサ４３２より計測されるＮＨ３値と、推定されたＮＨ３の放出量とを比較し、差分の絶対値が閾値以上である場合には、差分の絶対値に基づいて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正する。
【０１１３】
具体的には、ＮＨ３の放出量の推定値＞センサ計測値であれば、脱離反応を遅くし、吸着量を増加させるため、モデルの推定値とセンサ計測値の差分の積算値の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を上げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を小さくするように補正する。
【０１１４】
一方、ＮＨ３の放出量のモデルの推定値＜センサ計測値であれば、脱離反応を活発にし、吸着量を低減させるため、差分の積算値の絶対値が大きいほど、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）を下げ、脱離に関する頻度因子（ａ２）を上げるように補正する。
【０１１５】
学習部４４は、上記のように、触媒のモデルの学習を、所定期間ごとに繰り返し行う。
【０１１６】
第４の実施の形態に係るモデル学習処理ルーチンでは、まず、内燃機関１２の負荷、エンジン回転数、尿素水の供給量、ＮＯｘセンサ２８、３２の検出値、ＮＨ３センサ４３２の検出値、及び温度センサ３０の検出値を取得する。そして、取得した各種の値に基づいて、選択還元触媒１６から放出されるＮＨ３量を推定する。
【０１１７】
次に、ＮＨ３センサ４３２から取得した、ＮＨ３の放出量と、推定されたＮＨ３の放出量とを比較して、差分の絶対値が閾値以上であるか否かを判定する。差分の絶対値が閾値未満である場合には、モデルの補正が不要であると判断し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【０１１８】
一方、差分の絶対値が閾値以上である場合には、差分に応じて、モデルの吸着に関する式の頻度因子（ａ１）、及び脱離に関する頻度因子（ａ２）を補正し、モデル学習処理ルーチンを終了する。
【０１１９】
自動車の内燃機関１２の運転中に、コントローラ３４は、所定時間ごとに、上記のモデル学習処理ルーチンを繰り返し実行する。
【０１２０】
このように、検出されたＮＨ３の放出量と、推定されたＮＨ３の放出量との差に応じて、ＮＨ３の吸着反応に関わる定数、及びＮＨ３の脱離反応に関わる定数を補正することにより、触媒が劣化しても、ＮＨ３の脱離反応及び吸着反応に関わる定数を精度よく補正することができ、ＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。
【０１２１】
なお、上記の第１の実施の形態〜第４の実施の形態では、尿素水を排気管に噴射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、アンモニアガスを排気管に直接供給するようにしてもよい。この場合には、コントローラによって、アンモニア供給装置によるアンモニアガスの供給量を制御するようにすればよい。
【０１２２】
また、触媒の上流から流入するＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ２）を、エンジンの運転状態と排出ＮＯｘ量との関係を示すマップ又は関係式から推定するようにしてもよい。
【０１２３】
また、触媒の温度を、エンジンの運転状態と温度との関係を示すマップ又は関係式から推定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０   排ガス浄化装置
１２   内燃機関
１４   排気管
１６   選択還元触媒
２２   尿素添加弁
２４   尿素噴射装置
２８、３２    ＮＯｘセンサ
３０   温度センサ
３４   コントローラ
４０   触媒状態推定部
４２   還元剤添加制御部
４４   学習部
４１０ 排ガス浄化装置
４３２ ＮＨ３センサ
【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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