(57)【要約】【課題】本発明は、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行機会を好適に確保することを目的とする。【解決手段】排気浄化装置の異常診断システムは、ＳＣＲ触媒が所定の異常状態であると仮定したときのアンモニア吸着量である第１推定吸着量を推定する第１推定手段と、ＳＣＲ触媒所定の正常状態であると仮定したときの第２推定吸着量を推定する第２推定手段と、を備え、ＳＣＲ触媒よりも下流側の排気中のアンモニア濃度に基づいて該ＳＣＲ触媒の異常診断を行う際に、第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量以上の第１所定吸着量以上となり、且つ、第２推定吸着量が正第２スリップ発現吸着量以下の第２所定吸着量より少なくなるようにアンモニアを供給する診断用供給制御を実行する。そして、診断用供給制御の実行終了後に、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を低減させる低減制御を実行する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路に設けられ、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
を有する排気浄化装置に適用され、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を行う排気浄化装置の異常診断システムであって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒が所定の異常状態であると仮定したときの前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量である第１推定吸着量を推定する第１推定手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒が所定の正常状態であると仮定したときの前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量である第２推定吸着量を推定する第２推定手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒が前記所定の異常状態である場合に前記選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアがスリップし始める時の前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を第１スリップ発現吸着量とし、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が前記所定の正常状態である場合に前記選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアがスリップし始める時の該選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を第２スリップ発現吸着量としたときに、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を実行する際に、前記第１推定手段によって推定される前記第１推定吸着量が前記第１スリップ発現吸着量以上の第１所定吸着量以上となり、且つ、前記第２推定手段によって推定される前記第２推定吸着量が前記第２スリップ発現吸着量以下の第２所定吸着量より少なくなるように、前記アンモニア供給装置によりアンモニアを供給する診断用供給制御を実行する供給制御手段と、
前記供給制御手段によって前記診断用供給制御を実行したときに前記アンモニア検出手段によって検出されるアンモニア濃度に基づいて前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を行う異常診断手段と、
前記供給制御手段による前記診断用供給制御の実行終了後に、前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を低減させる低減制御であって、前記第２推定手段によって推定される前記第２推定吸着量と前記第２所定吸着量との差を、前記第１推定手段によって推定される前記第１推定吸着量と前記第１所定吸着量との差よりも大きくさせる低減制御を実行する低減制御手段と、を備える、排気浄化装置の異常診断システム。
【請求項２】
前記低減制御は、前記アンモニア供給装置からのアンモニア供給量を、前記選択還元型ＮＯｘ触媒へのＮＯｘの流入量に対して当量となる量よりも少なくする供給減量制御を含む請求項１に記載の排気浄化装置の異常診断システム。
【請求項３】
前記低減制御は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が前記所定の正常状態であっても前記選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアが脱離する所定脱離温度まで前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させる昇温制御を含む請求項１または２に記載の排気浄化装置の異常診断システム。
【請求項４】
前記低減制御は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着したアンモニアを酸化させる酸化制御を含む請求項１または２に記載の排気浄化装置の異常診断システム。
【請求項５】
低減制御手段は、前記第２推定手段によって推定される前記第２推定吸着量が少ないときは前記第２推定吸着量が多いときに比べて前記酸化制御における目標酸化速度を小さくする請求項４に記載の排気浄化装置の異常診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置の異常診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排気中に含まれるＮＯｘを、アンモニアを還元剤として還元する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」と称する場合もある。）を、排気浄化触媒として該内燃機関の排気通路に設ける技術が知られている。排気通路にＳＣＲ触媒を設けた場合、該排気通路におけるＳＣＲ触媒より上流側にアンモニア供給装置が設けられる。アンモニア供給装置は、排気通路を流れる排気中にアンモニアまたはアンモニアの前駆体を添加することで、ＳＣＲ触媒にアンモニアを供給する。
【０００３】
また、特許文献１には、ＳＣＲ触媒よりも下流側の排気通路に設けられたアンモニアセンサの検出値に基づいて、該ＳＣＲ触媒の異常診断を行う技術が記載されている。より詳しくは、この特許文献１に記載の技術では、アンモニアセンサの検出値に基づいて、ＳＣＲ触媒をスリップしたアンモニアの割合であるアンモニアのスリップ率を算出する。そして、算出されたアンモニアのスリップ率が閾値以上の場合にＳＣＲ触媒が劣化していると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２７９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、ＳＣＲ触媒に異常が生じている場合にはＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップし易くなるという傾向を用いて、ＳＣＲ触媒の異常診断が行われる。ただし、排気浄化装置の構成や内燃機関の運転状態等によっては、異常診断の実行条件が成立したときにＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニアの吸着量が少ないために、該ＳＣＲ触媒に異常が生じていても該ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップしないという事態が起こり得る。つまり、ＳＣＲ触媒からスリップしたアンモニアを検出することで該ＳＣＲ触媒の異常診断を行うためには、該異常診断を行う際に該ＳＣＲ触媒に適切な量のアンモニアが吸着している必要がある。しかしながら、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行が要求されるタイミングにおいて、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量が必ずしも該異常診断に適切な量とはならない場合がある。このような場合、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行機会の確保が困難となる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行機会を好適に確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る排気浄化装置の異常診断システムは、内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路に設けられ、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、を有する排気浄化装置に適用され、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を行う排気浄化装置の異常診断システムであって、前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が所定の異常状態であると仮定したときの前記選択還元型ＮＯｘ触
媒におけるアンモニアの吸着量である第１推定吸着量を推定する第１推定手段と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が所定の正常状態であると仮定したときの前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量である第２推定吸着量を推定する第２推定手段と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が前記所定の異常状態である場合に前記選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアがスリップし始める時の前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を第１スリップ発現吸着量とし、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が前記所定の正常状態である場合に前記選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアがスリップし始める時の前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を第２スリップ発現吸着量としたときに、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を実行する際に、前記第１推定手段によって推定される前記第１推定吸着量が前記第１スリップ発現吸着量以上の第１所定吸着量以上となり、且つ、前記第２推定手段によって推定される前記第２推定吸着量が前記第２スリップ発現吸着量以下の第２所定吸着量より少なくなるように、前記アンモニア供給装置によりアンモニアを供給する診断用供給制御を実行する供給制御手段と、前記供給制御手段によって前記診断用供給制御を実行したときに前記アンモニア検出手段によって検出されるアンモニア濃度に基づいて前記選択還元型ＮＯｘ触媒の異常診断を行う異常診断手段と、前記供給制御手段による前記診断用供給制御の実行終了後に、前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着量を低減させる低減制御であって、前記第２推定手段によって推定される前記第２推定吸着量と前記第２所定吸着量との差を、前記第１推定手段によって推定される前記第１推定吸着量と前記第１所定吸着量との差よりも大きくさせる低減制御を実行する低減制御手段と、を備える。
【０００８】
本発明に係る異常診断システムでは、第１推定手段によって第１推定吸着量が推定され、第２推定手段によって第２推定吸着量が推定される。ここで、第１推定吸着量は、ＳＣＲ触媒が所定の異常状態（すなわち、異常診断においてＳＣＲ触媒に異常が生じていると診断されるべき状態）であると仮定したときの該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量である。また、第２推定吸着量は、ＳＣＲ触媒が正常な状態（すなわち、異常診断においてＳＣＲ触媒は正常であると診断されるべき状態）であると仮定したときの該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量である。
【０００９】
ここで、ＳＣＲ触媒では、アンモニアの吸着量がある程度まで増加すると、該ＳＣＲ触媒に新たに供給されたアンモニアを吸着しきれなくなり、該ＳＣＲ触媒からアンモニアが流出するアンモニアのスリップが発生する。そして、ＳＣＲ触媒に異常が生じると、ＳＣＲ触媒が正常であるときに比べて、アンモニアの吸着量がより少ない状態でアンモニアのスリップが発生し始める。したがって、ＳＣＲ触媒が所定の異常状態である場合に該ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップし始める時の該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を第１スリップ発現吸着量とし、ＳＣＲ触媒が所定の正常状態である場合に該ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップし始める時の該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を第２スリップ発現吸着量とした場合、第１スリップ発現吸着量は第２スリップ発現吸着量よりも少ない量となる。
【００１０】
そして、本発明では、ＳＣＲ触媒の異常診断を実行する際に、第１推定手段によって推定される第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量以上の第１所定吸着量以上となり、且つ、第２推定手段によって推定される第２推定吸着量が第２スリップ発現吸着量以下の第２所定吸着量より少なくなるように、供給制御手段によって診断用供給制御が実行される。
【００１１】
上記のような診断用供給制御が実行されると、ＳＣＲ触媒の実際の状態が、正常である場合には該ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップせず、異常である場合には該ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップすることになる。そして、ＳＣＲ触媒からアンモニアがスリップすれば、スリップしたアンモニアがアンモニア検出手段によって検出される。そのため
、診断用供給制御を実行することで、異常診断手段が、アンモニア検出手段によって検出されるアンモニア濃度に基づいてＳＣＲ触媒の異常診断を行うことが可能となる。
【００１２】
ここで、診断用供給制御を実行すると、アンモニア供給装置によりＳＣＲ触媒にアンモニアが新たに供給されることになるため、第１推定吸着量および第２推定吸着量はいずれも増加する。このときの増加量は、第１推定吸着量と第２推定吸着量とでほぼ同量である。そして、診断用供給制御の実行終了後においては、第１推定吸着量における第１スリップ発現吸着量を超えた分に関してはＳＣＲ触媒からスリップすることになるため、該第１推定吸着量は第１スリップ発現吸着量までは速やかに減少する。一方で、診断用供給制御の実行終了後においても、第２推定吸着量は、第２スリップ発現吸着量より少ない量であるため、通常では、一旦増加した量から減少し難い。
【００１３】
そうなると、次回のＳＣＲ触媒の異常診断時において、第１推定吸着量を再度第１所定吸着量以上に増加させるべくアンモニア供給装置によりアンモニアを供給すると、第２推定吸着量が、第１所定吸着量の増加量分と同程度増加することで、第２所定吸着量以上にまで達してしまう虞がある。つまり、第１推定吸着量が第１所定吸着量以上となり且つ第２推定吸着量が第２所定吸着量より少なくなるようにアンモニアを供給する診断用供給制御を実行することが困難となる場合がある。この場合、異常診断手段による次回のＳＣＲ触媒の異常診断が出来ないことになる。
【００１４】
そこで、本発明では、供給制御手段による診断用供給制御の実行終了後に、低減制御手段が、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を低減させる低減制御を実行する。低減制御を実行すると、第１推定吸着量および第２推定吸着量のいずれも減少することになるが、該低減制御は、第２推定吸着量と第２所定吸着量との差が、第１推定吸着量と第１所定吸着量との差よりも大きくなるように実行される。
【００１５】
ここで、上述したように、供給制御手段による診断用供給制御の実行終了後においては、第１推定吸着量は第１スリップ発現吸着量までは速やかに減少する。ただし、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量が第１スリップ発現吸着量以下にまで減少すると、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量が該第１スリップ発現吸着量より多いときに比べて該ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下する。つまり、ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニアがＮＯｘの還元に消費され難くなる。そのため、低減制御が実行された場合、第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量まで減少した後の該第１推定吸着量の減少速度が、第２推定吸着量の減少速度よりも小さくなる。したがって、低減制御をある程度継続して実行することで、第２推定吸着量と第２所定吸着量との差を、第１推定吸着量と第１所定吸着量との差よりも大きくすることができる。
【００１６】
そして、低減制御を実行することにより、第２推定吸着量と第２所定吸着量との差が、第１推定吸着量と第１所定吸着量との差よりも大きくなると、再度、第１推定吸着量と第２推定吸着量とが同程度増加したときに、第１推定吸着量が第１所定吸着量以上となり且つ第２推定吸着量が第２所定吸着量より少なくなるようにすることが可能となる。つまり、次回のＳＣＲ触媒の異常診断時において、診断用供給制御を実行することが可能となる。その結果、異常診断手段による次回のＳＣＲ触媒の異常診断を行うことができる。
【００１７】
上記のように、本発明によれば、供給制御手段によって診断用供給制御を実行するとともに、低減制御手段によって低減制御を実行することで、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を、繰り返し、該ＳＣＲ触媒からスリップするアンモニア濃度に基づく該ＳＣＲ触媒の異常診断に適した量とすることができる。したがって、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行機会を好適に確保することが可能となる。
【００１８】
また、本発明において、低減制御は、アンモニア供給装置からのアンモニア供給量を、ＳＣＲ触媒へのＮＯｘの流入量に対して当量となる量よりも少なくする供給減量制御を含んでもよい。供給減量制御が実行されると、ＳＣＲ触媒においてＮＯｘの還元に消費されるアンモニアの量の方が、該ＳＣＲ触媒に新たに供給されるアンモニアの量よりも多くなる。そのため、供給減量制御を実行することで、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を減少させることができる。
【００１９】
また、低減制御は、ＳＣＲ触媒が所定の正常状態であっても該ＳＣＲ触媒からアンモニアが脱離する所定脱離温度まで該ＳＣＲ触媒を昇温させる昇温制御を含んでもよい。ＳＣＲ触媒の温度が上昇すると、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの上限吸着量が少なくなる。そのため、現在のＳＣＲ触媒におけるアンモニア吸着量よりも上限吸着量が少なくなる温度である所定脱離温度まで該ＳＣＲ触媒を昇温させると、該ＳＣＲ触媒からアンモニアが脱離する。したがって、昇温制御を実行することで、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を減少させることができる。
【００２０】
また、低減制御は、ＳＣＲ触媒に吸着したアンモニアを酸化させる酸化制御を含んでもよい。ここで、酸化制御は、ＳＣＲ触媒の温度をアンモニアの酸化が可能な温度とするとともに、該ＳＣＲ触媒に流入する排気の酸素濃度をアンモニアの酸化が可能な酸素濃度とする制御である。酸化制御が実行されると、ＳＣＲ触媒に吸着していたアンモニアが酸化されＮＯｘが生成される。そして、生成されたＮＯｘは、ＳＣＲ触媒に残存しているアンモニアを還元剤として還元される。したがって、酸化制御を実行することで、ＳＣＲ触媒からのアンモニアの流出、および、該ＳＣＲ触媒からのＮＯｘの流出を抑制しつつ、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量を減少させることができる。
【００２１】
なお、ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘの還元速度は、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量に応じて変化する。つまり、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量が減少すると、ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘの還元速度が低下する。そこで、低減制御手段は、低減制御として酸化制御を実行する場合、低減制御手段は、酸化制御を実行することによって低減させるべき第２推定吸着量に応じて該酸化制御における目標酸化速度を変更してもよい。つまり、第２推定手段によって推定される第２推定吸着量が少ないときは該第２推定吸着量が多いときに比べて酸化制御における目標酸化速度を小さくしてもよい。このとき、ＳＣＲ触媒の温度または排気の酸素濃度を調整することで、第２推定吸着量が少ないほど、ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの酸化速度が小さくなるように制御してもよい。これによれば、酸化制御を実行することでＳＣＲ触媒で生成されたＮＯｘが該ＳＣＲ触媒から流出してしまうことを抑制しつつ、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量の低減を促進させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＳＣＲ触媒の異常診断の実行機会を好適に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】ＳＣＲ触媒へのアンモニア供給積算量と下流アンモニア濃度の相関を示す図である。
【図３】ＥＣＵにおける吸着量算出部の機能を示すブロック図である。
【図４】第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａおよび第１所定吸着量Ｑａｄａ１とＳＣＲ触媒の温度との相関を示す第１の図である。
【図５】第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎおよび第２所定吸着量Ｑａｄｎ２とＳＣＲ触媒の温度との相関を示す第１の図である。
【図６】実施例に係るＳＣＲ触媒の異常診断のフローを示すフローチャートである。
【図７】第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａおよび第１所定吸着量Ｑａｄａ１とＳＣＲ触媒の温度との相関を示す第２の図である。
【図８】第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎおよび第２所定吸着量Ｑａｄｎ２とＳＣＲ触媒の温度との相関を示す第２の図である。
【図９】実施例１に係る供給減量制御のフローを示すフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る供給減量制御および昇温制御のフローを示すフローチャートである。
【図１１】実施例３に係る供給減量制御および酸化制御のフローを示すフローチャートである。
【図１２】実施例３の変形例２における第２推定吸着量と目標酸化速度との相関を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２５】
＜実施例１＞
（概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。ただし、本発明は、ガソリン等を燃料とする火花点火式のリーンバーン内燃機関にも適用することができる。
【００２６】
内燃機関１は、気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。なお、内燃機関１が火花点火式の内燃機関である場合は、燃料噴射弁３は、吸気ポートへ燃料を噴射するように構成されてもよい。
【００２７】
内燃機関１は吸気通路４と接続されている。吸気通路４には、エアフローメータ４０およびスロットル弁４１が設けられている。エアフローメータ４０は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。スロットル弁４１は、吸気通路４におけるエアフローメータ４０よりも下流側に配置されている。スロットル弁４１は、吸気通路４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００２８】
内燃機関１は排気通路５と接続されている。排気通路５には排気の流れに従って順に、第１ＮＯｘセンサ５３、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５０（以下、「ＮＳＲ触媒５０」と称する場合もある。）、第２ＮＯｘセンサ５４、尿素水添加弁５２、温度センサ５６、選択還元型ＮＯｘ触媒５１（以下、「ＳＣＲ触媒５１」と称する場合もある。）、および第３ＮＯｘセンサ５５が設けられている。ＮＳＲ触媒５０は、排気の空燃比が理論空燃比よりも高いリーン空燃比であるときに排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵または吸着し、排気の空燃比が理論空燃比よりも低いリッチ空燃比であるときにＮＯｘを放出しつつ、放出されたＮＯｘと排気中の還元成分（例えば、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等）との反応を促進させる。ＳＣＲ触媒５１は、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する機能を有する。ここで、ＳＣＲ触媒５１よりも上流側に設けられている尿素水添加弁５２は、排気通路５内を流れる排気中に尿素水を添加する。尿素水添加弁５２から尿素水が添加されると、該尿素水に含まれる尿素が加水分解することでアンモニアが生成される。これにより、ＳＣＲ触媒５１に還元剤となるアンモニアが供給される。ＳＣＲ触媒５１に供給されたアンモニアは、該ＳＣＲ触媒５１に吸着される。そして、ＳＣＲ触媒５１において、該吸着されたアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘが還元される。なお、本実施例においては、尿素水添加弁５２が、本発明に係る「アンモニア供給装置」に相当する。ま
た、尿素水添加弁５２に代えて、アンモニアガスを排気中に添加するアンモニア添加弁を設けてもよい。この場合、アンモニア添加弁が、本発明に係る「アンモニア供給装置」に相当する。
【００２９】
また、温度センサ５６は排気の温度に応じた電気信号を出力する。また、第１ＮＯｘセンサ５３、第２ＮＯｘセンサ５４、第３ＮＯｘセンサ５５は排気中のＮＯｘ濃度を検出するセンサであるが、これらはアンモニアも検出する。つまり、各ＮＯｘセンサ５３，５４，５５は排気中のＮＯｘおよびアンモニアの濃度に応じた電気信号を出力する。
【００３０】
また、内燃機関１の排気通路５と吸気通路４とはＥＧＲ通路６０によって連通されている。ＥＧＲ通路６０の一端は、排気通路５におけるＮＳＲ触媒５０より上流側に接続されている。ＥＧＲ通路６０の他端は、吸気通路４におけるスロットル弁４１より下流側に接続されている。そして、排気通路５を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路６０を介して吸気通路４に導入される。ＥＧＲ通路６０にはＥＧＲ弁６１が設けられている。ＥＧＲ弁６１の開度が制御されることでＥＧＲ通路６０を流れるＥＧＲガスの流量が調整され、それによって、内燃機関１に流入する吸気におけるＥＧＲ率が調整される。
【００３１】
そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、上記のエアフローメータ４０、第１ＮＯｘセンサ５３、第２ＮＯｘセンサ５４、第３ＮＯｘセンサ５５、温度センサ５６に加え、アクセルポジションセンサ７、およびクランクポジションセンサ８等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ７は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、アクセルポジションセンサ７の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出し、クランクポジションセンサ８の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。
【００３２】
また、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ４０の出力値に基づいてＳＣＲ触媒５１に流入する排気の流量（以下、「排気流量」と称する場合もある。）を推定する。また、ＥＣＵ１０は、温度センサ５６の出力値に基づいてＳＣＲ触媒５１の温度（以下、「ＳＣＲ温度」と称する場合もある。）を推定する。ここで、図１において、温度センサ５６はＮＳＲ触媒５０とＳＣＲ触媒５１との間の排気通路５に設けられているが、温度センサ５６はＳＣＲ触媒５１よりも下流側に設けられてもよい。そして、温度センサ５６がＳＣＲ触媒５１よりも下流側に設けられる場合においても、ＥＣＵ１０は、温度センサ５６の出力値に基づいてＳＣＲ触媒温度を推定することができる。また、ＥＣＵ１０には、燃料噴射弁３、スロットル弁４１、尿素水添加弁５２、およびＥＧＲ弁６１等の各種装置が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によって、これら各種装置が制御される。
【００３３】
（ＳＣＲ触媒の異常診断）
次に、ＳＣＲ触媒５１の異常診断について説明する。本実施例に係る構成では、第２ＮＯｘセンサ５４の検出値と第３ＮＯｘセンサ５５の検出値に基づいて、ＳＣＲ触媒５１によるＮＯｘ浄化率（ＳＣＲ触媒５１へ流入するＮＯｘ量に対する該ＳＣＲ触媒５１において還元されるＮＯｘ量の割合）を算出することができる。そのため、ＮＯｘ浄化率に基づいてＳＣＲ触媒５１の異常診断を行うことが考えられる。しかしながら、本実施例においては、図１に示すように、ＳＣＲ触媒５１より上流側の排気通路５にＮＳＲ触媒５０が設けられている。そのため、内燃機関１から排出されたＮＯｘの大半は、ＮＳＲ触媒５０に吸蔵される。したがって、通常の場合、ＳＣＲ触媒５１へ流入するＮＯｘの流量（流入ＮＯｘ量）は比較的少ない量となる。そして、流入ＮＯｘ量が比較的少ないと、ＳＣＲ触媒
５１に異常が生じている場合と、該ＳＣＲ触媒５１が正常である場合とで、ＮＯｘ浄化率に差が現れ難い。そのため、ＮＯｘ浄化率に基づいてＳＣＲ触媒５１の異常診断を行うと、正確な診断ができない虞がある。
【００３４】
そこで、本実施例では、ＳＣＲ触媒５１にアンモニアを供給したときにおける、該ＳＣＲ触媒５１より下流側の排気のアンモニア濃度（以下、「下流アンモニア濃度」と称する場合もある。）に基づいて、該ＳＣＲ触媒５１の異常診断が行われる。ここで、ＳＣＲ触媒５１が正常である場合と異常である場合とにおける下流側アンモニア濃度の推移の相違について図２に基づいて説明する。図２は、ＳＣＲ触媒５１へのアンモニア供給積算量と下流アンモニア濃度の相関を示す図である。図２において、横軸は、ＳＣＲ触媒５１へのアンモニア供給積算量（尿素水添加弁５２にから尿素水が添加されることでＳＣＲ触媒５１に供給されるアンモニア量の積算値）を表している。また、図２において、縦軸は下流アンモニア濃度を表している。また、図２において、破線Ｌ１はＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態（すなわち、異常診断においてＳＣＲ触媒に異常が生じていると診断されるべき状態）である場合の相関を示している。また、図２において、実線Ｌ２はＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態（すなわち、異常診断においてＳＣＲ触媒は正常であると診断されるべき状態）である場合の相関を示している。
【００３５】
図２の破線Ｌ１に示すように、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態である場合は、アンモニア供給積算量がＱ１に達すると下流側アンモニア濃度が零から上昇し始める。一方、図２の実線Ｌ２に示すように、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であるは、アンモニア供給積算量がＱ２に達すると下流側アンモニア濃度が零から上昇し始める。このように、下流側アンモニア濃度が零から上昇し始めるのは、ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし始めるためである。つまり、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態である場合であっても、アンモニア供給積算量がＱ１に達するまでは、供給されたアンモニアのほぼ全てがＳＣＲ触媒５１に吸着される。そして、アンモニア供給積算量がＱ１に達すると、すなわち、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量がＱ１に達すると、ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし始める。以下、このときのＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量を「第１スリップ発現吸着量」と称する。つまり、第１スリップ発現吸着量は、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態である場合に該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし始める時の該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量である。また、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態である場合は、アンモニア供給積算量がＱ２に達するまでは、供給されたアンモニアのほぼ全てがＳＣＲ触媒５１に吸着される。そして、アンモニア供給積算量がＱ２に達すると、すなわち、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量がＱ２に達すると、ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし始める。以下、このときのＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量を「第２スリップ発現吸着量」と称する。つまり、第２スリップ発現吸着量は、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態である場合に該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし始める時の該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量である。そして、図２に示すように、ＳＣＲ触媒５１が異常である場合は該ＳＣＲ触媒５１が正常である場合に比べて、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量がより少ない状態でアンモニアのスリップが発生し始める。つまり、第１スリップ発現吸着量は第２スリップ発現吸着量よりも少ない量である。
【００３６】
そこで、本実施例では、ＥＣＵ１０が第１推定吸着量と第２推定吸着量とをそれぞれ推定する。ここで、第１推定吸着量は、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定したときの該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量である。また、第２推定吸着量は、ＳＣＲ触媒が正常な状態であると仮定したときの該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの吸着量である。そして、ＳＣＲ触媒５１の異常診断を実行する際に、ＥＣＵ１０によって推定される第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量以上の第１所定吸着量以上となり、且つ、ＥＣＵ１０によって推定される第２推定吸着量が第２スリップ発現吸着量以下の第２所
定吸着量より少なくなるように、尿素水添加弁５２から尿素水を供給する診断用供給制御を実行する。
【００３７】
ここで、本実施例に係る、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量の算出方法の具体例について図３に基づいて説明する。図３は、ＥＣＵ１０における吸着量算出部の機能を示すブロック図である。吸着量算出部１２０は、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を算出するための機能部であり、ＥＣＵ１０において所定のプログラムが実行されることによって実現される。
【００３８】
吸着量算出部１２０においては、ＳＣＲ触媒５１に供給されるアンモニア量であるアンモニア供給量と、ＳＣＲ触媒５１におけるＮＯｘの還元に消費されるアンモニア量であるアンモニア消費量と、ＳＣＲ触媒５１から脱離するアンモニア量であるアンモニア脱離量とを積算することで現在のアンモニア吸着量が算出される。詳細には、吸着量算出部１２０は、消費量算出部１２１と脱離量算出部１２２とを有する。消費量算出部１２１は、アンモニア吸着量の演算周期に応じた所定期間中にＳＣＲ触媒５１におけるＮＯｘの還元に消費されるアンモニア量をアンモニア消費量として算出する。脱離量算出部１２２は、所定期間中にＳＣＲ触媒から脱離するアンモニア量をアンモニア脱離量として算出する。また、吸着量算出部１２０では、所定期間中にＳＣＲ触媒５１に供給されるアンモニア量がアンモニア供給量として推定される。上述したように、ＳＣＲ触媒５１に供給されるアンモニアは、尿素水添加弁５２から添加された尿素水に含まれる尿素が加水分解することで生成されたものである。そのため、アンモニア供給量は、所定期間中に尿素水添加弁５２から添加された尿素水量に基づいて推定することができる。
【００３９】
また、消費量算出部１２１には、ＳＣＲ触媒５１に流入する排気のＮＯｘ濃度（流入ＮＯｘ濃度）、排気流量、ＳＣＲ触媒の温度（ＳＣＲ温度）、および、前回の演算で算出されたＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量（吸着量前回値）が入力される。なお、流入ＮＯｘ濃度は第２ＮＯｘセンサ５４によって検出される。ここで、ＳＣＲ触媒５１でのＮＯｘ浄化率は、排気流量、ＳＣＲ温度、および、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量と相関がある。そこで、消費量算出部１２１では、入力された、排気流量、ＳＣＲ温度、および、吸着量前回値に基づいて、現時点においてＳＣＲ触媒５１で発揮されると推定されるＮＯｘ浄化率（以下、「推定ＮＯｘ浄化率」と称する。）が算出される。さらに、消費量算出部１２１では、入力された、流入ＮＯｘ濃度と、排気流量と、に基づいて、所定期間中にＳＣＲ触媒５１に流入するＮＯｘ量（以下、「流入ＮＯｘ量」と称する。）が算出される。そして、算出された推定ＮＯｘ浄化率および流入ＮＯｘ量に基づいて、アンモニア消費量が算出される。一方、脱離量算出部１２２には、ＳＣＲ温度、および、吸着量前回値が入力される。そして、入力された、ＳＣＲ温度と、吸着量前回値とに基づいて、アンモニア脱離量が算出される。
【００４０】
そして、吸着量算出部１２０において第１推定吸着量を算出する場合は、消費量算出部１２１および脱離量算出部１２２が、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定して、アンモニア消費量およびアンモニア脱離量を算出する。また、吸着量算出部１２０において第２推定吸着量を算出する場合は、消費量算出部１２１および脱離量算出部１２２が、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定して、アンモニア消費量およびアンモニア脱離量を算出する。例えば、消費量算出部１２１は、排気流量、ＳＣＲ温度、および、吸着量前回値と、推定ＮＯｘ浄化率との相関関係を示すマップとして、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定した場合のマップ、および、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定した場合のマップである二つのマップを有していてもよい。この場合、消費量算出部１２１は、それぞれのマップを用いて、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定したときの推定ＮＯｘ浄化率と、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定したときの推定ＮＯｘ浄化率とをそれぞれ算出する。さらに、消費量算出部１２１は、算
出されたそれぞれの場合の推定ＮＯｘ浄化率と、流入ＮＯｘ量とに基づいて、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定したときのアンモニア消費量と、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定したときのアンモニア消費量とをそれぞれ算出する。また、脱離量算出部１２２は、ＳＣＲ温度および吸着量前回値と、アンモニア脱離量との相関関係を示すマップとして、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定した場合のマップ、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定した場合のマップである二つのマップを有していてもよい。この場合、脱離量算出部１２２は、それぞれのマップを用いて、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定したときのアンモニア脱離量と、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定したときのアンモニア脱離量とをそれぞれ算出する。そして、上述したように、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定して算出されたアンモニア消費量およびアンモニア脱離量と、アンモニア供給量とが積算されることで、第１推定吸着量が算出される。また、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定して算出されたアンモニア消費量およびアンモニア脱離量と、アンモニア供給量とが積算されることで、第２推定吸着量が算出される。
【００４１】
ただし、第１推定吸着量および第２推定吸着量の推定方法は上記の方法に限られるものではなく、周知の他の手法を採用してもよい。なお、本実施例においては、第１推定吸着量を推定する場合のＥＣＵ１０が、本発明に係る「第１推定手段」に相当し、第２推定吸着量を推定する場合のＥＣＵ１０が、本発明に係る「第２推定手段」に相当する。
【００４２】
次に、診断用供給制御を実行したときの第１推定吸着量および第２推定吸着量の推移について図４および図５に基づいて説明する。
【００４３】
図４は、第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａおよび第１所定吸着量Ｑａｄａ１とＳＣＲ触媒５１の温度（ＳＣＲ温度）との相関を示す図である。図４において、実線は第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａを表しており、破線は第１所定吸着量Ｑａｄａ１を表している。ここでは、図４に示すように、第１所定吸着量Ｑａｄａ１を第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａに所定のマージンを加算した値とする。ただし、第１所定吸着量Ｑａｄａ１を第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａと同一の値としてもよい。また、図５は、第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎおよび第２所定吸着量Ｑａｄｎ２とＳＣＲ触媒５１の温度（ＳＣＲ温度）との相関を示す図である。ここでは、図５に示すように、第２所定吸着量Ｑａｄｎ２を第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎから所定のマージンを減算した値とする。ただし、第２所定吸着量Ｑａｄｎ２を第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎと同一の値としてもよい。
【００４４】
また、図４および図５において、黒丸は、それぞれ、診断用供給制御の実行前における同一時期（すなわち、同一のＳＣＲ温度Ｔｃｎの時）の第１推定吸着量と第２推定吸着量と表している。図４において黒丸で示すように、診断用供給制御の実行前における第１推定吸着量は第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａより少ない量となっている。また、図５において黒丸で示すように、診断用供給制御の実行前における第２推定吸着量は第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ない量となっている。ここで、図４に示すように第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａより少ない量であるときは、ＳＣＲ触媒５１に異常が生じていたとしても、該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップし難い。そのため、このような状況下では、ＳＣＲ触媒５１よりも下流側のアンモニア濃度に基づくＳＣＲ触媒５１の異常診断を正確に行うことが困難である。そこで、本実施例では、ＳＣＲ触媒５１の異常診断を行う際に、診断用供給制御を実行することでＳＣＲ触媒５１にアンモニアを供給し、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を増加させる。
【００４５】
診断用供給制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１にアンモニアが供給されると、図４および図５において矢印で示すように、第１推定吸着量および第２推定吸着量がいずれも増加する。そして、このときの増加量は第１推定吸着量と第２推定吸着量とでほぼ同量で
ある。図４および図５において、白丸は、それぞれ、診断用供給制御の実行後における第１推定吸着量と第２推定吸着量とを表している。ここで、図４において白丸で示すように、診断用供給制御の実行後における第１推定吸着量は第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量となっている。一方、図５において白丸で示すように、診断用供給制御の実行後においても第２推定吸着量は第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ない量となっている。
【００４６】
図４に示すように、ＳＣＲ触媒５１にアンモニアが供給されることで第１推定吸着量が第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上となると、ＳＣＲ触媒５１に異常が生じていれば該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップすることになる。ただし、このときに、第２推定吸着量が第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎより多くなっていると、ＳＣＲ触媒５１が正常な状態であっても該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップすることになる。したがって、このような状況となった場合も、ＳＣＲ触媒５１よりも下流側のアンモニア濃度に基づくＳＣＲ触媒５１の異常診断を正確に行うことは困難となる。そこで、診断用供給制御では、図４および図５に示すように、診断用供給制御の実行後において、第１推定吸着量が第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量となり、且つ、第２推定吸着量が第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ない量となるように、ＳＣＲ触媒５１へのアンモニアの供給量を調整する。このような診断用供給制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１に対し、該ＳＣＲ触媒５１に異常が生じていれば該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップするが、該ＳＣＲ触媒５１が正常な状態であれば該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアがスリップしない程度の量のアンモニアを供給することになる。その結果、ＳＣＲ触媒５１よりも下流側のアンモニア濃度に基づく該ＳＣＲ触媒５１の異常診断を正確に行うことが可能となる。
【００４７】
（異常診断フロー）
ここで、本実施例に係るＳＣＲ触媒の異常診断のフローについて図６に基づいて説明する。図６は、本実施例に係るＳＣＲ触媒の異常診断のフローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ１０によって、内燃機関１の運転中に本フローが所定の周期で繰り返し実行される。なお、上述したように、本実施例では、内燃機関１の運転中に、ＥＣＵ１０が本フローとは異なるフローを実行することで、第１推定吸着量および第２推定吸着量が所定の演算周期で繰り返し推定されている。
【００４８】
本フローでは、先ずＳ１０１において、ＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行条件が成立しているか否かが判別される。ＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行条件としては、内燃機関１の始動後にＳＣＲ触媒５１の暖機が終了し、且つ、該内燃機関１の運転状態が定常運転であることを例示できる。また、前回のＳＣＲ触媒５１の異常診断が終了した後、内燃機関１が搭載された車両が所定距離走行したこと、または、内燃機関１が所定時間運転されたこと等が、ＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行条件に含まれてもよい。なお、これらの実行条件は例示であって、Ｓ３０１では周知の技術に基づいてＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行条件が成立しているか否かを判別することができる。Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２の処理が実行される。
【００４９】
Ｓ１０２においては、本フローとは異なるフローが実行されることで推定される現時点の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎが取得される。次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２で取得された現時点の第１推定吸着量Ｑａが第１所定吸着量Ｑａｄａ１より少なく、且つ、Ｓ３０２で取得された現時点の第２推定吸着量Ｑｎが第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ないか否かが判別される。なお、Ｓ１０３における第１所定吸着量Ｑａｄａ１および第２所定吸着量Ｑａｄｎ２は、現時点のＳＣＲ触媒５１の温度に基づいて決定される値である。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、図４に示すようなＳＣＲ触媒５１の温度と第１所定吸着量Ｑａｄａ１との相関関係、および、図５に示すようなＳＣＲ触媒５１の温度と第２所定吸着量Ｑａｄｎ２との相関関係が、それぞれ、マップまたは関数として予め記憶さ
れている。そして、ＥＣＵ１０は、これらのマップまたは関数を用いて、Ｓ３０３における第１所定吸着量Ｑａｄａ１および第２所定吸着量Ｑａｄｎ２を決定する。そして、Ｓ１０３において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合、次にＳ１０４の処理が実行される。
【００５０】
Ｓ１０４においては、診断用供給制御における尿素水添加弁５２からの尿素水の供給量である診断時供給量Ｑｓｕｍ０の設定が可能か否かが判別される。ここで、診断時供給量Ｑｓｕｍ０は、該診断時供給量Ｑｓｕｍ０の尿素水が尿素添加弁５２から供給されることで、第１推定吸着量Ｑａは第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量となるが、第２推定吸着量Ｑｎは第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ない量に維持される値である。Ｓ１０３では、Ｓ２０２で取得された現時点の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎと、尿素水添加弁５２から新たに尿素水が供給されることで増加するそれぞれの吸着量の増加分とを踏まえて、診断用供給制御が実行された場合の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎが推定される。このとき、ＥＣＵ１０では、上述した吸着量算出部１２０により、診断用供給制御が実行された場合の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎが推定される。そして、各吸着量Ｑａ，Ｑｎの推定値に基づいて、上記のような診断時供給量Ｑｓｕｍ０の設定が可能であるか否かが判別される。Ｓ１０４において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。つまり、本実施例における診断用供給制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１よりも下流側のアンモニア濃度に基づくＳＣＲ触媒５１の異常診断を可能とするためには、該診断用供給制御の実行前にＳ１０３およびＳ１０４において肯定判定される必要がある。
【００５１】
Ｓ１０４において肯定判定された場合、診断用供給制御を実行することが可能と判断できる。そこで、この場合は、Ｓ１０５において、Ｓ１０４で設定可能と判定された診断時供給量Ｑｓｕｍ０に基づいて、診断用供給制御における、尿素水添加弁５２から尿素水が供給される時間である尿素水供給時間ｔｓが算出される。つまり、Ｓ１０５において算出される尿素水供給時間ｔｓは、診断時供給量Ｑｓｕｍ０の尿素水を尿素水添加弁５２から供給するための時間である。
【００５２】
次に、Ｓ１０６において、尿素水添加弁５２からの尿素水の供給が開始される。つまり、診断用供給制御の実行が開始される。次に、Ｓ１０７において、第３ＮＯｘセンサ５５による検出値Ｃａが濃度閾値Ｃａｔｈよりも小さいか否かが判別される。なお、診断用供給制御においては、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量が増加するように該ＳＣＲ触媒５１にアンモニアが供給される。つまり、ＳＣＲ触媒５１へのＮＯｘの流入量に対して当量となる量よりも多くのアンモニアが供給される。したがって、診断用供給制御の実行中においては、ＳＣＲ触媒５１に流入するＮＯｘの略全てが還元される。そのため、診断用供給制御の実行中における第３ＮＯｘセンサ５５の検出値は排気のアンモニア濃度として扱うことができる。したがって、本実施例では、第３ＮＯｘセンサ５５が本発明に係る「アンモニア検出手段」に相当する。ただし、第３ＮＯｘセンサ５５に代えて、排気のアンモニア濃度を検出するアンモニアセンサを設けてもよい。この場合、アンモニアセンサが本発明に係る「アンモニア検出手段」に相当する。また、濃度閾値Ｃａｔｈは、ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアがスリップしているか否かを判別するための閾値である。つまり、第３ＮＯｘセンサ５５による検出値Ｃａが濃度閾値Ｃａｔｈ以上となると、ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアのスリップが生じていると判断できる。この濃度閾値Ｃａｔｈは、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。そして、Ｓ１０７において肯定判定された場合、次にＳ１０８の処理が実行される、一方、Ｓ１０７において否定判定された場合、次にＳ１１１の処理が実行される。
【００５３】
Ｓ１０８においては、Ｓ１０６で尿素水添加弁５２からの尿素水の供給が開始されてから、Ｓ１０５で算出した尿素水供給時間ｔｓが経過したか否かが判別される。Ｓ１０８に
おいて否定判定された場合、Ｓ１０７の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０８において肯定判定された場合、次にＳ１０９において、尿素水添加弁５２からの尿素水の供給が終了される。つまり、診断用供給制御の実行が終了される。この場合、診断時供給量Ｑｓｕｍ０の尿素水が尿素水添加弁５２から供給されても、すなわち、第１推定吸着量Ｑａが第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量に達していても、ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアのスリップが発生していないことになる。そのため、この場合は、Ｓ１１０において、ＳＣＲ触媒５１が正常であると判定される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００５４】
一方、Ｓ１０７において否定判定された場合、次にＳ１１１の処理が実行される。Ｓ１１１においても、尿素水添加弁５２からの尿素水の供給が終了される。ただし、この場合は、尿素水添加弁５２からの診断時供給量Ｑｓｕｍ０の尿素水の供給途中において、すなわち、第２推定吸着量Ｑｎが第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ないときに、ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアのスリップが発生したことになる。そのため、この場合は、Ｓ１１２において、ＳＣＲ触媒５１に異常が生じていると判定される。その後、本フローの実行が一旦終了される。本フローのＳ１１２においてＳＣＲ触媒５１が異常であると診断された場合、内燃機関１を搭載した車両のユーザにその診断結果が通知される。
【００５５】
なお、上記フローにおいては、Ｓ１０６において尿素水添加弁５２からの尿素水の供給が開始されてから尿素水供給時間ｔｓが経過した時点で、Ｓ１０７と同様に、第３ＮＯｘセンサ５５による検出値Ｃａが濃度閾値Ｃａｔｈよりも小さいか否かを判別してもよい。この場合も、第３ＮＯｘセンサ５５による検出値Ｃａが濃度閾値Ｃａｔｈよりも小さければ、ＳＣＲ触媒５１が正常であると判定できる。また、第３ＮＯｘセンサ５５による検出値Ｃａが濃度閾値Ｃａｔｈ以上であれば、ＳＣＲ触媒５１に異常が生じていると判定できる。
【００５６】
（低減制御）
上記のようなＳＣＲ触媒５１の異常診断が実行され、該ＳＣＲ触媒５１が正常であると診断された場合は、内燃機関１の通常の運転が継続される。そして、ＥＣＵ１０による第１推定吸着量および第２推定吸着量の推定も継続される。ここで、ＳＣＲ触媒５１の異常診断のために実行された診断用供給制御終了後の第１推定吸着量および第２推定吸着量の推移について図７，８に基づいて説明する。図７は、図４と同様、第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａおよび第１所定吸着量Ｑａｄａ１とＳＣＲ触媒５１の温度（ＳＣＲ温度）との相関を示す図である。また、図８は、図５と同様、第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎおよび第２所定吸着量Ｑａｄｎ２とＳＣＲ触媒５１の温度（ＳＣＲ温度）との相関を示す図である。なお、ここでは、診断用供給制御の実行終了後においても、ＳＣＲ温度が診断用供給制御の実行中と同様の温度Ｔｃｎに維持されているものとする。
【００５７】
上記のとおり、診断用供給制御が実行されると、第１推定吸着量は第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量まで増加する（図４における白丸で示す量まで増加する。）。そして、診断用供給制御の実行終了後、第１推定吸着量は、図７において黒丸で示すように、第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａまで速やかに減少する。これは、ＳＣＲ触媒５１が所定の異常状態であると仮定した場合、第１推定吸着量における第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａを超えた分に関してはＳＣＲ触媒５１からスリップすることになるためである。一方、診断用供給制御が実行されると、第２推定吸着量は、第２所定吸着量Ｑａｄｎ２未満の範囲で増加する（図５において白丸で示す量まで増加する。）。そして、診断用供給制御の実行終了後においても、第２推定吸着量は、図８において黒丸で示すように、一旦増加した量（図５において白丸で示す量）から減少し難い。これは、第２推定吸着量が第２スリップ発現吸着量Ｑａｄｎより少ない量であるため、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であると仮定した場合、該ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアのスリップは生じないためである。
【００５８】
そして、第１推定吸着量が図７において黒丸で示すような量となり、且つ、第２推定吸着量が図８において黒丸で示すような量となると、第１推定吸着量と第１所定吸着量Ｑａｄａ１との差（以下、「第１差分」と称する場合もある。）ｄＱａよりも、第２推定吸着量と第２所定吸着量Ｑａｄｎ２との差（以下、「第２差分」と称する場合もある。）ｄＱｎの方が小さい状態となる。そうなると、次回のＳＣＲ触媒５１の異常診断を行おうとしたときに、第１推定吸着量を再度第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量（図７において白丸で示す量）まで増加させるべく診断用供給制御を実行すると、第２推定吸着量が、第１推定吸着量の増加量分と同程度増加することで、第２所定吸着量Ｑａｄｎ２以上の量（図８において白丸で示す量）となってしまうことになる。つまり、診断用供給制御を実行することで、第１推定吸着量は第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上の量となるが、第２推定吸着量は第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少ない量に維持される診断時供給量Ｑｓｕｍ０を設定することができなくなる。その結果、図６に示したフローにおけるＳ１０４で肯定判定されることができなくなるため、次回のＳＣＲ触媒５１の異常診断が出来ないことになる。
【００５９】
そこで、本実施例では、診断用供給制御の実行終了後に、ＥＣＵ１０が、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を低減すべく供給減量制御を実行する。ここで、供給減量制御は、ＳＣＲ触媒５１へのアンモニア供給量が流入ＮＯｘ量に対して当量となる量よりも少なくなるように、尿素水添加弁５２からの尿素水の添加量を調整する制御である。このような供給減量制御が実行されると、ＳＣＲ触媒５１においてＮＯｘの還元に消費されるアンモニアの量の方が、該ＳＣＲ触媒５１に新たに供給されるアンモニアの量よりも多くなる。そのため、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量が低減する。そして、この供給減量制御を実行することでＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を低減させ、それによって、第２差分ｄＱｎを第１差分ｄＱａよりも大きくさせる。
【００６０】
ここで、供給減量制御を実行すると第１推定吸着量および第２推定吸着量の両方が減少することになる。しかしながら、このときの第１推定吸着量および第２推定吸着量の推移の仕方（減り方）は相違している。より詳細には、上述したように、診断用供給制御の実行終了後においては、第１推定吸着量は第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａまでは速やかに減少する。ただし、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量が第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａ以下にまで減少すると、該ＳＣＲ触媒５１に吸着しているアンモニアがＮＯｘの還元に消費され難くなる。そのため、それ以降は第１推定吸着量の減少速度が非常に小さくなる。一方で、第２推定吸着量は、供給減量制御が実行されると、比較的速やかに減少する。そのため、診断用供給制御の実行終了後に供給減量制御が実行された場合においては、第１推定吸着量が第１スリップ発現吸着量Ｑａｄａまで減少した後の該第１推定吸着量の減少速度が、第２推定吸着量の減少速度よりも小さくなる。したがって、供給減量制御をある程度継続して実行することで第２差分ｄＱｎを第１差分ｄＱａよりも大きくさせることができる。
【００６１】
そのため、供給減量制御によりＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を低減させることで、第１推定吸着量を再び図４において黒丸で示す量とするとともに、第２推定吸着量を再び図５において黒丸で示す量とすることができる。その結果、再度、第１推定吸着量と第２推定吸着量とが同程度増加したときに、第１推定吸着量が第１所定吸着量Ｑａｄａ１以上となり且つ第２推定吸着量が第２所定吸着量Ｑａｄｎ２より少なくなるようにすることが可能となる。つまり、図６に示したフローが実行された際に診断時供給量Ｑｓｕｍ０を設定することが可能となる。したがって、次回のＳＣＲ触媒の異常診断時において、診断用供給制御を実行することが可能となる。
【００６２】
（供給減量制御のフロー）
ここで、本実施例に係る供給減量制御のフローについて図９に基づいて説明する。図９は、本実施例に係る供給減量制御のフローを示すフローチャートである。本実施例では、
ＥＣＵ１０によって、内燃機関１の運転中に本フローが所定の周期で繰り返し実行される。なお、本フローの実行中においても、ＥＣＵ１０が本フローとは異なるフローを実行することで、第１推定吸着量および第２推定吸着量が所定の演算周期で繰り返し推定されている。本実施例においては、本フローを実行することで供給減量制御を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る「低減制御手段」に相当する。
【００６３】
本フローでは、先ずＳ２０１において、診断用供給制御の実行が終了したか否かが判別される。つまり、図６に示すフローにおけるＳ１０９が実行されたか否かが判別される。Ｓ２０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合、Ｓ２０２において、供給減量制御の実行が開始される。つまり、尿素水添加弁５２からの尿素水の添加量が通常時の添加量（ＳＣＲ触媒５１へのアンモニア供給量が流入ＮＯｘ量に対して当量となる量）よりも減量される。
【００６４】
次に、Ｓ２０３において、本フローとは異なるフローが実行されることで推定される現時点の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎが取得される。次に、Ｓ２０４において、Ｓ２０３で推定された第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎそれぞれに基づいて第１差分ｄＱａおよび第２差分ｄＱｎが算出される。次に、Ｓ２０５において、Ｓ２０４で算出された第１差分ｄＱａと第２差分ｄＱｎとを比較し、第２差分ｄＱｎが第１差分ｄＱａよりも大きくなったか否かが判別される。Ｓ２０５で否定判定された場合、Ｓ２０３の処理が再度実行される。つまり、供給減量制御の実行が継続される。一方、Ｓ２０５で肯定判定された場合、Ｓ２０６において、供給減量制御の実行が終了される。つまり、尿素水添加弁５２からの尿素水の添加量が通常時の添加量に戻される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００６５】
以上説明したように、本実施例においては、ＳＣＲ触媒５１の異常診断を実行する際に診断用供給制御を実行するとともに、診断用供給制御の実行終了後に供給減量制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を、繰り返し、該ＳＣＲ触媒５１からスリップするアンモニアに基づく該ＳＣＲ触媒５１の異常診断に適した量とすることができる。したがって、ＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行機会を好適に確保することが可能となる。
【００６６】
＜実施例２＞
本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、ＳＣＲ触媒５１の異常診断を実行する際に実施例１と同様の診断用供給制御が実行される。そして、本実施例は、診断用供給制御の実行終了後、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を低減させるための制御として、供給減量制御に加え昇温制御が実行される点で実施例１と異なっている。
【００６７】
（昇温制御）
昇温制御は、ＳＣＲ触媒５１が所定の正常状態であっても該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアが脱離する所定脱離温度まで該ＳＣＲ触媒５１を昇温させる制御である。本実施例においても、実施例１と同様、診断用供給制御の実行が終了されると、供給減量制御が実行される。そして、供給減量制御の実行が開始されてから所定期間が経過するまでの間に、第２差分ｄＱｎが第１差分ｄＱａよりも大きくならなかった場合、該供給減量制御に加えて昇温制御が実行される。
【００６８】
昇温制御は、内燃機関１において、主燃料噴射時期よりも後の時期であって、噴射された燃料の少なくとも一部が燃焼に供されずに排気とともに該内燃機関１から排出される副燃料噴射時期に副燃料噴射を実行することで実現される。副燃料噴射が実行されることで内燃機関１から未燃燃料成分が排出されると、該未燃燃料成分がＮＳＲ触媒５０において
酸化される。この未燃燃料成分の酸化により発生する酸化熱によって、ＳＣＲ触媒５１に流入する排気の温度が上昇し、それに伴って該ＳＣＲ触媒５１の温度が上昇する。なお、昇温制御を、内燃機関１から排出される排気の温度を上昇させる制御によって実現してもよい。また、ＳＣＲ触媒５１に流入する排気またはＳＣＲ触媒５１自体を加熱するための電気ヒータを新たに設け、該電気ヒータによる加熱によって昇温制御を実現してもよい。
【００６９】
ＳＣＲ触媒５１の温度が上昇すると、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの上限吸着量（飽和吸着量）が少なくなる。そのため、現在のＳＣＲ触媒５１におけるアンモニア吸着量よりも上限吸着量が少なくなる温度である所定脱離温度まで該ＳＣＲ触媒５１を昇温させると、該ＳＣＲ触媒５１からアンモニアが脱離する。したがって、昇温制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を減少させることができる。そのため、供給減量制御に加えて昇温制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量の低減を促進させることができる。
【００７０】
（昇温制御のフロー）
ここで、本実施例に係る昇温制御のフローについて図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例に係る供給減量制御および昇温制御のフローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ１０によって、内燃機関１の運転中に本フローが所定の周期で繰り返し実行される。なお、本フローにおけるＳ２０１からＳ２０６における処理は、図９に示すフローチャートにおける参照番号が同一のステップで実行される処理と同一である。そのため、これらのステップについての説明は省略する。また、本フローの実行中においても、ＥＣＵ１０が本フローとは異なるフローを実行することで、第１推定吸着量および第２推定吸着量が所定の演算周期で繰り返し推定されている。なお、本実施例においては、本フローを実行することで供給減量制御を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る「低減制御手段」に相当する。
【００７１】
本フローでは、Ｓ２０５において否定判定された場合、Ｓ３０７の処理が実行される。Ｓ３０７では、Ｓ２０２で供給減量制御の実行が開始されてから所定期間ｄｔが経過したか否かが判別される。所定期間ｄｔは、次回のＳＣＲ触媒５１の異常診断の実行タイミングよりも前に第２推定吸着量を十分に減少させるために予め定められる期間である。Ｓ３０７において否定判定された場合、次にＳ２０３の処理が再度実行される。
【００７２】
一方、Ｓ３０７において肯定判定された場合、Ｓ３０８において、昇温制御の実行が開始される。つまり、内燃機関１における副燃料噴射の実行が開始される。ここで、昇温制御においては、ＳＣＲ触媒５１が所定脱離温度となるように、副燃料噴射による燃料噴射量が調整される。また、このときに目標温度となる所定脱離温度を、第２推定吸着量Ｑｎに基づいて設定してもよい。なお、Ｓ３０８において昇温制御が実行された場合も供給減量制御の実行は継続される。
【００７３】
次に、Ｓ３０９において、現時点の第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎが取得される。次に、Ｓ３１０において、Ｓ３０９で推定された第１推定吸着量Ｑａおよび第２推定吸着量Ｑｎそれぞれに基づいて第１差分ｄＱａおよび第２差分ｄＱｎが算出される。次に、Ｓ３１１において、Ｓ３１０で算出された第１差分ｄＱａと第２差分ｄＱｎとを比較し、第２差分ｄＱｎが第１差分ｄＱａよりも大きくなったか否かが判別される。Ｓ３１１で否定判定された場合、Ｓ３０９の処理が再度実行される。つまり、供給減量制御および昇温制御の実行が継続される。一方、Ｓ３１１で肯定判定された場合、Ｓ３１２において、供給減量制御および昇温制御の実行が終了される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００７４】
（変形例）
なお、上記実施例２では、供給減量制御の実行開始から所定期間が経過してから昇温制御を実行したが、診断用供給制御の実行終了後、直ちに供給減量制御とともに昇温制御を実行してもよい。また、必ずしも、供給減量制御とともに昇温制御を実行する必要はなく、供給減量制御に代えて昇温制御を実行してもよい。ただし、昇温制御を実行した場合、燃費の悪化や、ＳＣＲ触媒５１から脱離したアンモニアの外部への放出を伴う虞がある。そのため、昇温制御を供給減量制御と併用することで、燃費の悪化やアンモニアの外部への放出を抑制することができる。
【００７５】
＜実施例３＞
本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、ＳＣＲ触媒５１の異常診断を実行する際に実施例１と同様の診断用供給制御を実行される。そして、本実施例は、診断用供給制御の実行終了後、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を低減させるための制御として、供給減量制御に加え酸化制御が実行される点で実施例１と異なっている。
【００７６】
（酸化制御）
酸化制御は、ＳＣＲ触媒５１の温度をアンモニアの酸化が可能な温度とするとともに、該ＳＣＲ触媒５１に流入する排気の酸素濃度をアンモニアの酸化が可能な酸素濃度とする制御である。本実施例においても、実施例１と同様、診断用供給制御の実行が終了されると、供給減量制御が実行される。そして、供給減量制御の実行が開始されてから所定期間が経過するまでの間に、第２差分ｄＱｎが第１差分ｄＱａよりも大きくならなかった場合、該供給減量制御に加えて酸化制御が実行される。
【００７７】
酸化制御では、ＳＣＲ触媒５１の温度を、吸着しているアンモニアが脱離しない範囲で該アンモニアが酸化可能な温度となるよう調整する。このとき、ＳＣＲ触媒５１の温度を上昇させる必要がある場合は、実施例２における昇温制御と同様の制御が実行される。ただし、このときの目標温度は、実施例２における昇温制御に係る所定脱離温度よりも低い温度に設定される。さらに、酸化制御では、排気の酸素濃度を、ＳＣＲ触媒５１に吸着しているアンモニアの酸化が可能な酸素濃度となるよう調整する。このとき、排気の酸素濃度を上昇させる必要がある場合は、ＥＧＲ弁６１の開度を小さくすることで吸気のＥＧＲ率を低下させる。吸気のＥＧＲ率が低下すると、内燃機関１に流入する新気（空気）の流量が増加する。その結果、排気の酸素濃度が上昇することになる。なお、排気中に二次空気を供給する空気供給装置を排気通路５に新たに設けた場合、該空気供給装置によって排気中に二次空気を供給することで排気の酸素濃度を上昇させてもよい。
【００７８】
酸化制御が実行されると、ＳＣＲ触媒５１に吸着していたアンモニアが酸化されＮＯｘが生成される。そして、生成されたＮＯｘは、ＳＣＲ触媒５１に残存しているアンモニアを還元剤として還元される。したがって、酸化制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１からのアンモニアの流出、および、該ＳＣＲ触媒５１からのＮＯｘの流出を抑制しつつ、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量を減少させることができる。そのため、供給減量制御に加えて酸化制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量の低減を促進させることができる。さらに、実施例２に係る昇温制御に代えて酸化制御を実行することで、ＳＣＲ触媒５１から脱離したアンモニアの外部への放出を抑制することができる。
【００７９】
（酸化制御のフロー）
ここで、本実施例に係る酸化制御のフローについて図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施例に係る供給減量制御および酸化制御のフローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ１０によって、内燃機関１の運転中に本フローが所定の周期で繰り返し実行される。なお、本フローにおけるＳ２０１からＳ２０６、Ｓ３０７、Ｓ３０９、
Ｓ３１０、Ｓ３１１における処理は、図１０に示すフローチャートにおける参照番号が同一のステップで実行される処理と同一である。そのため、これらのステップについての説明は省略する。また、本フローの実行中においても、ＥＣＵ１０が本フローとは異なるフローを実行することで、第１推定吸着量および第２推定吸着量が所定の演算周期で繰り返し推定されている。なお、本実施例においては、本フローを実行することで供給減量制御を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る「低減手段」に相当する。
【００８０】
本フローでは、Ｓ３０７において肯定判定された場合、Ｓ４０８において酸化制御の実行が開始される。つまり、ＳＣＲ触媒５１の温度がアンモニアの酸化が可能な温度未満であれば、該ＳＣＲ触媒５１を昇温させるための制御の実行が開始される。また、排気の酸素濃度がアンモニアの酸化が可能な濃度未満であれば、該排気の酸素濃度を上昇させるべく、ＥＧＲ弁６１の開度制御の実行が開始される。なお、排気の酸素濃度は、エアフローメータ４０の検出値、燃料噴射弁３からの燃料噴射量、および吸気のＥＧＲ率等に基づいて算出することができる。また、ＳＣＲ触媒５１よりも上流側の排気通路５に、排気の酸素濃度に応じた電気信号を出力する酸素センサを新たに設け、該酸素センサによって排気の酸素濃度を検出してもよい。なお、Ｓ４０８において酸化制御が実行された場合も供給減量制御の実行は継続される。
【００８１】
そして、本フローでは、Ｓ３１１において否定判定された場合、供給減量制御および酸化制御の実行が継続される。一方、Ｓ３１１で肯定判定された場合、Ｓ４１２において、供給減量制御および酸化制御の実行が終了される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００８２】
（変形例１）
なお、上記実施例３では、供給減量制御の実行開始から所定期間が経過してから酸化制御を実行したが、診断用供給制御の実行終了後、直ちに供給減量制御とともに酸化制御を実行してもよい。また、必ずしも、供給減量制御とともに酸化制御を実行する必要はなく、供給減量制御に代えて酸化制御を実行してもよい。
【００８３】
（変形例２）
また、上述したように、酸化制御が実行された場合、アンモニアが酸化されることで生成されたＮＯｘが、ＳＣＲ触媒５１に残存するアンモニアによって還元される。ここで、ＳＣＲ触媒５１におけるＮＯｘの還元速度は、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量に応じて変化する。したがって、酸化制御が実行されることでＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量が徐々に減少すると、該ＳＣＲ触媒５１におけるＮＯｘの還元速度が徐々に低下する。
【００８４】
そこで、酸化制御においては、第２推定手段によって推定される第２推定吸着量に応じて該酸化制御における目標酸化速度を変更してもよい。図１２は、本変形例における第２推定吸着量と目標酸化速度との相関を示す図である。図１２において、横軸は第２推定吸着量を表しており、縦軸は目標酸化速度を表している。図１２によれば、酸化制御が実行されることで第２推定吸着量が徐々に減少すると、それに応じて、目標酸化速度が徐々に小さくされることになる。なお、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの酸化速度は、該ＳＣＲ触媒５１の温度または排気の酸素濃度を調整することで変更することが出来る。
【００８５】
このように、ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの酸化速度を第２推定吸着量に応じて変更することで、酸化制御によりＳＣＲ触媒５１で生成されたＮＯｘが、該ＳＣＲ触媒５１で還元されずに該ＳＣＲ触媒５１から流出してしまうことを抑制しつつ、該ＳＣＲ触媒５１におけるアンモニアの吸着量の低減を促進させることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・・内燃機関
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・吸気通路
５・・・・排気通路
１０・・・ＥＣＵ
４０・・・エアフローメータ
５０・・・ＮＳＲ触媒
５１・・・ＳＣＲ触媒
５２・・・尿素水添加弁
５３・・・第１ＮＯｘセンサ
５４・・・第２ＮＯｘセンサ
５５・・・第３ＮＯｘセンサ
５６・・・温度センサ
６０・・・ＥＧＲ通路
６１・・・ＥＧＲ弁
【図１】
2019116846.tif 000003
【図２】
2019116846.tif 000004
【図３】
2019116846.tif 000005
【図４】
2019116846.tif 000006
【図５】
2019116846.tif 000007
【図６】
2019116846.tif 000008
【図７】
2019116846.tif 000009
【図８】
2019116846.tif 000010
【図９】
2019116846.tif 000011
【図１０】
2019116846.tif 000012
【図１１】
2019116846.tif 000013
【図１２】
2019116846.tif 000014