(57)【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ており、ＳＣＲ触媒がフィルタに担持された構成のＳＣＲフィルタであって、前記ＳＣＲ触媒は、前記ＳＣＲフィルタよりも上流側の前記排気通路に設けられたアンモニア供給装置によって供給される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し、前記フィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する前記ＳＣＲフィルタにおける、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定装置であって、
前記アンモニア供給装置により前記ＳＣＲフィルタに供給されるアンモニア量であるアンモニア供給量と、前記ＳＣＲ触媒における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、前記ＳＣＲ触媒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、前記ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア量であるアンモニア吸着量を算出する吸着量算出部であり、前回算出された前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量である吸着量前回値に対し、前記アンモニア供給量を加算し、且つ、前記アンモニア消費量とアンモニア脱離量とを減算することで、今回の前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出部を備えたアンモニア吸着量推定装置において、
前記アンモニア脱離量を算出する際の前記ＳＣＲフィルタの温度と、前記吸着量前回値と、に基づいて、前記アンモニア脱離量を算出する脱離量算出部をさらに備え、
前記ＳＣＲフィルタの上流と下流との間の排気圧力の差を前記ＳＣＲフィルタに流入する排気の流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値を差圧変換値とし、前記差圧変換値以外のパラメータに基づいて推定される前記ＳＣＲフィルタにおける粒子状物質の堆積量をフィルタＰＭ堆積量としたときの、前記フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの前記差圧変換値の増加量を差圧変化率とし、
前記脱離量算出部が、前記ＳＣＲフィルタの温度および前記吸着量前回値が同一の場合、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記差圧変化率が所定の閾値より小さいときは、該差圧変化率が該所定の閾値以上のときよりも、前記アンモニア脱離量をより少ない量に算出するアンモニア吸着量推定装置。
【請求項２】
前記アンモニア脱離量を算出する際の前記差圧変化率が前記所定の閾値より小さい状態のときは、前記脱離量算出部が、前記ＳＣＲフィルタの温度および前記吸着量前回値が同一であれば、前記フィルタＰＭ堆積量に関わらず、前記アンモニア脱離量を一定量に算出する請求項１に記載のアンモニア吸着量推定装置。
【請求項３】
前記ＳＣＲフィルタと、
前記アンモニア供給装置と、
請求項１または２に記載のアンモニア吸着量推定装置と、
前記アンモニア吸着量推定装置によって推定される前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が所定の目標吸着量となるように前記アンモニア供給量を制御する制御部と、
を備えた内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に設けられており、ＳＣＲ触媒がフィルタに担持された構成のＳＣＲフィルタであって、前記ＳＣＲ触媒が、前記ＳＣＲフィルタよりも上流側の前記排気通路に設けられたアンモニア供給装置によって供給される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し、前記フィルタが、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する前記ＳＣＲフィルタにおける、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定方法であって、
前記アンモニア供給装置により前記ＳＣＲフィルタに供給されるアンモニア量であるアンモニア供給量と、前記ＳＣＲ触媒における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、前記ＳＣＲ触媒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、前記ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア量であるアンモニア
吸着量を算出する吸着量算出工程であり、前回算出された前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量である吸着量前回値に対し、前記アンモニア供給量を加算し、且つ、前記アンモニア消費量とアンモニア脱離量とを減算することで、今回の前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出工程を含むアンモニア吸着量推定方法において、
前記アンモニア脱離量を算出する際の前記ＳＣＲフィルタの温度と、前記吸着量前回値と、に基づいて、前記アンモニア脱離量を算出する脱離量算出工程をさらに含み、
前記ＳＣＲフィルタの上流と下流との間の排気圧力の差を前記ＳＣＲフィルタに流入する排気の流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値を差圧変換値とし、前記差圧変換値以外のパラメータに基づいて推定される前記ＳＣＲフィルタにおける粒子状物質の堆積量をフィルタＰＭ堆積量としたときの、前記フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの前記差圧変換値の増加量を差圧変化率とし、
前記脱離量算出工程では、前記ＳＣＲフィルタの温度および前記吸着量前回値が同一の場合、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記差圧変化率が所定の閾値より小さいときは、該差圧変化率が該所定の閾値以上のときよりも、前記アンモニア脱離量をより少ない量に算出するアンモニア吸着量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられるＳＣＲフィルタにおけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定装置およびアンモニア吸着量推定方法、並びに、ＳＣＲフィルタを有する内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に、ＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）がフィルタに担持された構成のＳＣＲフィルタを設ける技術が知られている。ここで、ＳＣＲ触媒は、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。また、フィルタは、排気中の粒子状物質（Particulate Matter：以下、「ＰＭ」と称する場合もある。）を捕集する機能を有する。
【０００３】
また、特許文献１には、内燃機関の排気通路に設けられたＳＣＲ触媒を備えた排気浄化システムにおいて、ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア量であるアンモニア吸着量を推定し、該推定されたアンモニア吸着量と目標吸着量との差分に基づいて、ＳＣＲ触媒への還元剤の供給量を調整する技術が開示されている。このような技術によれば、ＳＣＲ触媒でのＮＯｘ浄化率（ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘ量に対するＳＣＲ触媒において還元されるＮＯｘ量の割合）を高く維持しつつ、ＳＣＲ触媒から流出するアンモニア量を少なくすることができる。
【０００４】
特許文献２には、内燃機関の排気通路におけるフィルタよりも下流側にＳＣＲ触媒が設けられた構成の排気浄化システムにおいて、フィルタにおけるＰＭ堆積量に基づいてＳＣＲ触媒への還元剤の供給量を補正する技術が開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積量が増加すると、該ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が増加し易くなる傾向にあることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１５４２２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２９３６０６号公報
【特許文献３】特開２００１−１９３４４０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"Physico-Chemical Modeling of an Integrated SCR on DPF (SCR/DPF) System," SAE International Journal of Engines, August 2012 vol. 5 no. 3, 958-974
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたＳＣＲフィルタにおけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を可及的に高い精度で推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ＳＣＲフィルタには、排気中のＰＭが捕集され、捕集されたＰＭが徐々に堆積する。こ
のとき、ＳＣＲフィルタにおいては、先ず、隔壁内（すなわち、隔壁に形成された細孔内）にＰＭが堆積する。そして、隔壁内におけるＰＭの堆積量が上限値に達した後、隔壁の表面上にＰＭが堆積する。以下、ＳＣＲフィルタの隔壁内にＰＭが堆積することを「壁内ＰＭ堆積」と称し、壁内ＰＭ堆積が進行している期間を「壁内ＰＭ堆積期間」と称する場合もある。また、ＳＣＲフィルタの隔壁内におけるＰＭの堆積量を「壁内ＰＭ堆積量」と称する場合もある。また、ＳＣＲフィルタの隔壁の表面上にＰＭが堆積することを「表層ＰＭ堆積」と称し、表層ＰＭ堆積が進行している期間を「表層ＰＭ堆積期間」と称する場合もある。また、ＳＣＲフィルタの隔壁の表面上におけるＰＭの堆積量を「表層ＰＭ堆積量」と称する場合もある。
【００１０】
上述したように、従来、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積量が増加すると、該ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が増加し易くなる傾向にあると考えられていた。ただし、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭの堆積状況と、ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増加傾向との詳細な相関関係については、これまで不明であった。しかしながら、本発明の発明者は、ＳＣＲフィルタにおける壁内ＰＭ堆積量が多いときは該壁内ＰＭ堆積量が少ないときに比べてＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が増加し易くなるが、その一方で、ＳＣＲフィルタにおける表層ＰＭ堆積量の増減はＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増減に対してほとんど影響しない、といった傾向にあることを新たに見出した。ここで、壁内ＰＭ堆積量が多いときは該壁内ＰＭ堆積量が少ないときに比べてＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が増加し易くなるのは、壁内ＰＭ堆積量が増加すると該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの飽和吸着量が増加し、それに伴って、該ＳＣＲ触媒から脱離するアンモニア量が減少するためだと考えられる。一方で、表層ＰＭ堆積量が変化しても、該ＳＣＲ触媒におけるアンモニアの飽和吸着量はほとんど変化しないため、該ＳＣＲ触媒から脱離するアンモニア量もほとんど変化しない。そのために、表層ＰＭ堆積量の増減はＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増減に対してほとんど影響しないと考えられる。本発明は、以上のような新たな知見を、ＳＣＲフィルタにおけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の推定に反映させたものである。
【００１１】
より詳細には、本発明に係るアンモニア吸着量推定装置は、内燃機関の排気通路に設けられており、ＳＣＲ触媒がフィルタに担持された構成のＳＣＲフィルタであって、前記ＳＣＲ触媒は、前記ＳＣＲフィルタよりも上流側の前記排気通路に設けられたアンモニア供給装置によって供給される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し、前記フィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する前記ＳＣＲフィルタにおける、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定装置であって、前記アンモニア供給装置により前記ＳＣＲフィルタに供給されるアンモニア量であるアンモニア供給量と、前記ＳＣＲ触媒における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、前記ＳＣＲ触媒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、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出部であり、前回算出された前記ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア量であるアンモニア吸着量である吸着量前回値に対し、前記アンモニア供給量を加算し、且つ、前記アンモニア消費量とアンモニア脱離量とを減算することで、今回の前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出部を備えたアンモニア吸着量推定装置において、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記ＳＣＲフィルタの温度と、前記吸着量前回値と、に基づいて、前記アンモニア脱離量を算出する脱離量算出部をさらに備え、前記ＳＣＲフィルタの上流と下流との間の排気圧力の差を前記ＳＣＲフィルタに流入する排気の流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値を差圧変換値とし、前記差圧変換値以外のパラメータに基づいて推定される前記ＳＣＲフィルタにおける粒子状物質の堆積量をフィルタＰＭ堆積量としたときの、前記フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの前記差圧変換値の増加量を差圧変化率とし、前記脱離量算出部が、前記ＳＣＲフィルタの温度および前記吸着量前回値が同一の場合、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記差圧変化率が所定の閾値
より小さいときは、該差圧変化率が該所定の閾値以上のときよりも、前記アンモニア脱離量をより少ない量に算出する。
【００１２】
本発明に係るＳＣＲフィルタには、アンモニア供給装置によって還元剤たるアンモニアが供給される。そして、供給されたアンモニアが、ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒に吸着する。なお、アンモニア供給装置は、アンモニアを気体または液体として供給するものでもよく、また、アンモニアの前駆体を供給するものであってもよい。
【００１３】
本発明に係るアンモニア吸着量推定装置においては、ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の変化量を積算することで、現在のアンモニア吸着量が算出される。つまり、吸着量算出部によって、吸着量前回値に対し、増加分であるアンモニア供給量を加算するとともに、減少分であるアンモニア消費量およびアンモニア脱離量を減算することで、今回のＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量（現在のアンモニア吸着量）が算出される。そして、算出された今回のアンモニア吸着量が、次回の算出時における吸着量前回値となる。
【００１４】
また、本発明では、脱離量算出部によって、ＳＣＲフィルタの温度（以下、「フィルタ温度」と称する場合もある。）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。ただし、脱離量算出部によってアンモニア脱離量を算出する際に、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であっても、差圧変化率が所定の閾値より小さいか否かに応じて、その算出値を異なる値とする。ここで、差圧変化率は、フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの差圧変換値の増加量である。なお、フィルタＰＭ堆積量は、差圧変換値以外のパラメータに基づいて推定される値である。このように定義される差圧変化率は、表層ＰＭ堆積期間中においては、壁内ＰＭ堆積期間中に比べて小さい値となる。そこで、本発明に係る所定の閾値は、壁内ＰＭ堆積期間中であるのか、表層ＰＭ堆積期間中であるのかを区別可能な値に定められている。
【００１５】
なお、上述したように、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積は、壁内ＰＭ堆積が上限値に達した後で表層ＰＭ堆積に推移する。ただし、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭの酸化は隔壁内および隔壁の表面上のいずれにおいても起こり得る。したがって、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積が一旦表層ＰＭ堆積に移行した後であっても、壁内ＰＭ堆積量が酸化によって減少する場合がある。このときは、隔壁内にＰＭが再度堆積することになる（つまり、表層ＰＭ堆積から壁内ＰＭ堆積に移行する。）。そのため、ＳＣＲフィルタにＰＭが堆積し始めた時点からの経過時間や、フィルタＰＭ堆積量（ＳＣＲフィルタ全体でのＰＭ堆積量）のみに基づいて、壁内ＰＭ堆積期間中であるか表層ＰＭ堆積期間中であるかを正確に区別することは困難である。そのため、本発明では、壁内ＰＭ堆積期間中であるのか、表層ＰＭ堆積期間中であるのかを区別するためのパラメータとして差圧変化率を用いる。
【００１６】
ここで、表層ＰＭ堆積期間中であれば、壁内ＰＭ堆積量は常に上限値となっている。つまり、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりも、壁内ＰＭ堆積量が多い状態となっている。そのため、上述した新たな知見によれば、アンモニア脱離量と相関のある他のパラメータであるフィルタ温度およびＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が同一であれば、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりも、アンモニア脱離量が少なくなる。
【００１７】
そこで、本発明では、脱離量算出部が、フィルタ温度および吸着量前回値が同一の場合、差圧変化率が所定の閾値より小さいときは、該差圧変化率が該所定の閾値以上のときよりも、アンモニア脱離量をより少ない量に算出する。これにより、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であっても、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中に比べて、アンモニア脱離量がより少ない量に算出されることになる。その結果、アンモニア供給量、アンモニア消費量、および吸着量前回値が同一である場合、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中に比べて、アンモニア吸着量がより多い量に算出されることになる。
【００１８】
本発明によれば、このようなＳＣＲフィルタにおけるＰＭの堆積状況との相関関係を踏まえて、アンモニア脱離量がより高精度で算出されることになる。その結果、ＳＣＲフィルタにおけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を可及的に高い精度で推定することが可能となる。
【００１９】
また、上述した新たな知見によれば、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が同一であれば、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積量（すなわち、表層ＰＭ堆積量）が変化してもアンモニア脱離量は変化しない。そこで、本発明に係るアンモニア吸着量推定装置においては、アンモニア脱離量を算出する際の差圧変化率が所定の閾値より小さい状態のときは、脱離量算出部が、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、フィルタＰＭ堆積量に関わらず、アンモニア脱離量を一定量に算出してもよい。これによれば、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、フィルタＰＭ堆積量に関わらず、アンモニア脱離量が一定量に算出されることになる。そのため、表層ＰＭ堆積期間中におけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量をより高い精度で推定することが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係るアンモニア吸着量推定装置を、内燃機関の排気浄化システムに適用することもできる。この場合、内燃機関の排気浄化システムは、ＳＣＲフィルタ、アンモニア供給装置、および、本発明に係るアンモニア吸着量推定装置に加え、ＳＣＲフィルタへのアンモニア供給量を制御する制御部を備える。そして、制御部は、アンモニア吸着量推定装置によって推定されるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が所定の目標吸着量となるようにアンモニア供給量を制御する。このような構成の排気浄化システムによれば、ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を所定の目標吸着量に可及的に高い精度で調整または維持することができる。
【００２１】
また、本発明をアンモニア吸着量推定方法として捉えることもできる。より詳しくは、本発明に係るアンモニア吸着量推定方法は、内燃機関の排気通路に設けられており、ＳＣＲ触媒がフィルタに担持された構成のＳＣＲフィルタであって、前記ＳＣＲ触媒が、前記ＳＣＲフィルタよりも上流側の前記排気通路に設けられたアンモニア供給装置によって供給される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し、前記フィルタが、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する前記ＳＣＲフィルタにおける、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定方法であって、前記アンモニア供給装置により前記ＳＣＲフィルタに供給されるアンモニア量であるアンモニア供給量と、前記ＳＣＲ触媒における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、前記ＳＣＲ触媒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、前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出工程であり、前回算出された前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量である吸着量前回値に対し、前記アンモニア供給量を加算し、且つ、前記アンモニア消費量とアンモニア脱離量とを減算することで、今回の前記ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を算出する吸着量算出工程を含むアンモニア吸着量推定方法において、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記ＳＣＲフィルタの温度と、前記吸着量前回値と、に基づいて、前記アンモニア脱離量を算出する脱離量算出工程をさらに含み、前記ＳＣＲフィルタの上流と下流との間の排気圧力の差を前記ＳＣＲフィルタに流入する排気の流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値を差圧変換値とし、前記差圧変換値以外のパラメータに基づいて推定される前記ＳＣＲフィルタにおける粒子状物質の堆積量をフィルタＰＭ堆積量としたときの、前記フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの前記差圧変換値の増加量を差圧変化率とし、前記脱離量算出工程では、前記ＳＣＲフィルタの温度および前記吸着量前回値が同一の場合、前記アンモニア脱離量を算出する際の前記差圧変化率が所定の閾値より小さいときは、該差圧変化率が該所定の閾値以上のときよりも、前記アンモニア脱離量をより少ない量に算出する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられたＳＣＲフィルタにおけるＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を可及的に高い精度で推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の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】本発明の実施例に係るＥＣＵにおけるＰＭ堆積量算出部の機能を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る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】流入ＮＯｘ濃度とアンモニア消費量との相関を示す図である。
【図５】フィルタ温度とアンモニア消費量との相関を示す図である。
【図６】排気流量とアンモニア消費量との相関を示す図である。
【図７】ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量とアンモニア消費量との相関を示す図である。
【図８】フィルタ温度とアンモニア脱離量と相関を示す図である。
【図９】ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量とアンモニア脱離量との相関を示す図である。
【図１０】フィルタ温度とＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒のアンモニアの飽和吸着量との相関を示す図である。
【図１１】フィルタ温度と平衡定数との相関を示す図である。
【図１２】ＳＣＲフィルタにおけるＰＭの堆積状況が該ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒のアンモニアの飽和吸着量に与える影響について説明するための図である。
【図１３】ＳＣＲフィルタにおけるＰＭの堆積状況と、ＳＣＲ触媒のアンモニアの飽和吸着量との相関を示す図である。
【図１４】フィルタＰＭ堆積量の増加に応じた差圧変換値の推移を示す図である。
【図１５】本発明の実施例に係る、ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の算出フローを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例に係る、表層ＰＭ堆積期間中における、フィルタ温度と補正係数αとの相関を示す図である。
【図１７】本発明の実施例に係るＥＣＵにおける添加量制御部の機能を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施例の変形例に係る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。
【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＞
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、軽油を燃料とする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、酸化触媒５０、ＳＣＲフィルタ５１、燃料添加弁５２、および尿素水添加弁５３が設けられている。ＳＣＲフィルタ５１は、多孔質の基材により形成されたウォールフロー型のフィルタに、ＳＣＲ触媒５１ａが担持されて構成されている。フィルタは、排気中のＰＭを捕集する機能を有する。ＳＣＲ触媒５１ａ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。そのため、ＳＣＲフィルタ５１は、ＰＭ捕集機能およびＮＯｘ浄化機能を有している。酸化触媒５０は、ＳＣＲフィルタ５１よりも上流側の排気通路５に設けられている。燃料添加弁５２は、酸化触媒５０よりもさらに上流側の排気通路５に設けられている。燃料添加弁５２は、排気通路５内を流れる排気中に燃料を添加する。尿素水添加弁５３は、酸化触媒５０よりも下流側且つＳＣＲフィルタ５１よりも上流側の排気通路５に設けられている。尿素水添加弁５３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５３から排気中に尿素水が添加されると、該尿素水がＳＣＲフィルタ５１に供給される。つまり、ＳＣＲフィルタ５１に、アンモニアの前駆体である尿素が供給される。ＳＣＲフィルタ５１においては、供給された尿素が加水分解されることで生成されたアンモニアがＳＣＲ触媒５１ａに吸着する。そして、このＳＣＲ触媒５１ａに吸着し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、尿素水添加弁５３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。
【００２９】
酸化触媒５０よりも下流側且つ尿素水添加弁５３よりも上流側の排気通路５には、Ｏ２センサ５４、上流側温度センサ５５および上流側ＮＯｘセンサ５７が設けられている。ＳＣＲフィルタ５１より下流側の排気通路５には下流側温度センサ５６および下流側ＮＯｘセンサ５８が設けられている。Ｏ２センサ５４は排気のＯ２濃度に応じた電気信号を出力する。上流側温度センサ５５および下流側温度センサ５６は排気の温度に応じた電気信号を出力する。上流側ＮＯｘセンサ５７および下流側ＮＯｘセンサ５８は排気のＮＯｘ濃度に応じた電気信号を出力する。また、排気通路５には、差圧センサ５９が設けられている。差圧センサ５９は、ＳＣＲフィルタ５１の上流と下流との間の排気圧力の差（以下、「フィルタ差圧」と称する場合もある。）に応じた電気信号を出力する。
【００３０】
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、Ｏ２センサ５４、上流側温度センサ５５、上流側ＮＯｘセンサ５７、下流側温度センサ５６、下流側ＮＯｘセンサ５８、および差圧センサ５９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）に対応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）の回転位置に対応した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、下流側温度センサ５６の出力値に基づいてＳＣＲフィルタ５１の温度（以下、「フィルタ温度」と称する場合もある。）を推定する。また、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ４０の出力値に基づいて、ＳＣＲフィルタ５１に流入する排気の流量（以下、単に「排気流量」と称する場合もある。）を推定する。
【００３１】
また、ＥＣＵ１０には、上記の燃料噴射弁３、スロットル弁４１、燃料添加弁５２、お
よび尿素水添加弁５３等の各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、上記のような各センサの出力信号に基づいて、上記の各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ１０は、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を所定の目標吸着量に維持または調整すべく、尿素水添加弁５３からの尿素水添加量を制御する。なお、所定の目標吸着量は、ＳＣＲフィルタ５１において所望のＮＯｘ浄化率を確保でき、且つ、ＳＣＲフィルタ５１からのアンモニアの流出量を許容範囲内に抑制することができる値として実験等に基づき予め定められた値である。
【００３２】
また、ＥＣＵ１０は、後述する方法により推定されるＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積量（以下、「フィルタＰＭ堆積量」と称する場合もある。）が所定堆積量に達したときに、燃料添加弁５２から燃料を添加することでフィルタ再生処理を実行する。フィルタ再生処理では、燃料添加弁５２から添加された燃料が酸化触媒５０において酸化されることで生じる酸化熱によって、ＳＣＲフィルタ５１が昇温される。その結果、ＳＣＲフィルタ５１に堆積したＰＭが燃焼し除去される。
【００３３】
（フィルタＰＭ堆積量の推定）
本実施例においては、ＥＣＵ１０によってフィルタＰＭ堆積量が所定の演算周期で繰り返し算出される。図２は、ＥＣＵ１０におけるＰＭ堆積量算出部の機能を示すブロック図である。ＰＭ堆積量算出部１１０は、フィルタＰＭ堆積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。なお、本実施例に係るＰＭ堆積量算出部１１０は、後述する、差圧センサ５９によって検出されるフィルタ差圧を排気流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値である差圧変換値を用いることなくフィルタＰＭ堆積量を算出する。また、本実施例に係るＰＭ堆積量算出部１１０においては、ＳＣＲフィルタ５１のＰＭ捕集機能が正常な状態であると仮定して、フィルタＰＭ堆積量が算出される。
【００３４】
ＰＭ堆積量算出部１１０においては、ＳＣＲフィルタ５１によって捕集されるＰＭ量であるＰＭ捕集量と、ＳＣＲフィルタ５１において酸化されるＰＭの量であるＰＭ酸化量とを積算することで、現在のフィルタＰＭ堆積量が算出される。詳細には、ＰＭ堆積量算出部１１０は、ＰＭ捕集量算出部１１１とＰＭ酸化量算出部１１２とを有する。ＰＭ捕集量算出部１１１は、フィルタＰＭ堆積量の演算周期に応じた第１所定期間中にＳＣＲフィルタ５１によって捕集されるＰＭ量をＰＭ捕集量として算出する。ＰＭ酸化量算出部１１２は、第１所定期間中にＳＣＲフィルタ５１において酸化されるＰＭの量をＰＭ酸化量として算出する。
【００３５】
ＰＭ捕集量算出部１１１には、第１所定期間中に内燃機関１から排出されるＰＭ量（以下、単に「ＰＭ排出量」と称する場合もある。）が入力される。ＰＭ排出量は内燃機関１の運転状態に基づいて推定することができる。ＰＭ捕集量算出部１１１では、入力されたＰＭ排出量に対して所定のＰＭ捕集率（ＳＣＲフィルタ５１に流入するＰＭ量に対するＳＣＲフィルタ５１に捕集されるＰＭ量の割合）が乗算されることで、ＰＭ捕集量が算出される。なお、所定のＰＭ捕集率は、排気流量に基づいて決定されてもよい。
【００３６】
一方、ＰＭ酸化量算出部１１２には、フィルタ温度、ＳＣＲフィルタ５１に流入する排気のＯ２濃度（以下、「流入Ｏ２濃度」と称する場合もある。）、および、ＳＣＲフィルタ５１に流入する排気のＮＯ２濃度（以下、「流入ＮＯ２濃度」と称する場合もある。）が入力される。フィルタ温度は下流側温度センサ５６の出力値に基づいて推定することができる。流入Ｏ２濃度はＯ２センサ５４によって検出される。なお、流入Ｏ２濃度は、排気の空燃比や内燃機関１の運転状態等に基づいて推定することもできる。流入ＮＯ２濃度は、エアフローメータ４０の出力値、上流側温度センサ５５の出力値、および、上流側ＮＯｘセンサ５７の出力値等に基づいて推定することができる。より詳細には、上流側ＮＯ
ｘセンサ５７の出力値および排気流量に基づいて、排気中のＮＯｘ量を推定することができる。また、上流側温度センサ５５の出力値に基づいて推定される酸化触媒５０の温度、および、排気流量に基づいて、排気中におけるＮＯｘ量のうちのＮＯ２量の割合を推定することができる。そして、これら排気中のＮＯｘ量、および、排気中におけるＮＯｘ量のうちのＮＯ２量の割合の推定値等に基づいて、流入ＮＯ２濃度を推定することができる。さらに、ＰＭ酸化量算出部１１２には、前回の演算で算出されたフィルタＰＭ堆積量（以下、「堆積量前回値」と称する場合もある。）が入力される。そして、ＰＭ酸化量算出部１１２においては、入力された、フィルタ温度、流入Ｏ２濃度、流入ＮＯ２濃度、および、堆積量前回値に基づいて、ＰＭ酸化量が算出される。
【００３７】
そして、ＰＭ堆積量算出部１１０においては、堆積量前回値に対し、増加分であるＰＭ捕集量を加算するとともに、減少分であるＰＭ酸化量を減算することで、今回のフィルタＰＭ堆積量（現在のフィルタＰＭ堆積量）が算出される。算出された今回のフィルタＰＭ堆積量が、次回の演算の際に堆積量前回値として用いられる。
【００３８】
なお、本発明に係るフィルタＰＭ堆積量の算出方法は、上記のような方法に限られるものではない。本発明に係るフィルタＰＭ堆積量としては、後述する差圧変換値以外のパラメータを用いた算出方法であれば、周知のどのような方法を採用してもよい。
【００３９】
（アンモニア吸着量の推定）
また、本実施例においては、ＥＣＵ１０によって、ＳＣＲ触媒５１ａに吸着しているアンモニア量であるアンモニア吸着量が所定の演算周期で繰り返し算出される。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５１ａでのアンモニア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。なお、本実施例に係る吸着量算出部１２０においては、ＳＣＲフィルタ５１のＮＯｘ浄化機能が正常な状態であると仮定してアンモニア吸着量が算出される。
【００４０】
吸着量算出部１２０においては、ＳＣＲフィルタ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５１ａ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５１ａ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第２所定期間中にＳＣＲ触媒５１ａ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、第２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、第２所定期間中にＳＣＲフィルタ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フィルタ５１に供給されるアンモニアは、尿素水添加弁５３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、第２所定期間中に尿素水添加弁５３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。
【００４１】
消費量算出部１２１には、ＳＣＲフィルタ５１に流入する排気のＮＯｘ濃度（以下、「流入ＮＯｘ濃度」と称する場合もある。）、排気流量、フィルタ温度、および、前回の演算で算出されたＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量（以下、「吸着量前回値」と称する場合もある。）が入力される。流入ＮＯｘ濃度は上流側ＮＯｘセンサ５７によって検出される。ここで、ＳＣＲ触媒５１ａでのＮＯｘ浄化率は、排気流量、フィルタ温度、および、該ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア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、フィルタ温度、および、吸着量前回値に基づいて、現時
点においてＳＣＲ触媒５１ａにおいて発揮されると推定されるＮＯｘ浄化率（以下、「推定ＮＯｘ浄化率」と称する場合もある。）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、第２所定期間中にＳＣＲフィルタ５１に流入するＮＯｘ量（以下、「流入ＮＯｘ量」と称する場合もある。）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。
【００４２】
図４は、流入ＮＯｘ濃度とアンモニア消費量との相関を示す図である。図４に示すように、アンモニア消費量と相関のある他のパラメータが同一であれば、流入ＮＯｘ濃度が高いほどアンモニア消費量が多くなる。図５は、フィルタ温度とアンモニア消費量との相関を示す図である。図５に示すように、アンモニア消費量と相関のある他のパラメータが同一であれば、フィルタ温度がＳＣＲ触媒５１ａの活性温度以上のときは、フィルタ温度が高いほどアンモニア消費量が多くなる。図６は、排気流量とアンモニア消費量との相関を示す図である。図６に示すように、アンモニア消費量と相関のある他のパラメータが同一であれば、排気流量が多いほどアンモニア消費量が少なくなる。図７は、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量とアンモニア消費量との相関を示す図である。図７に示すように、アンモニア消費量と相関のある他のパラメータが同一であれば、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が多いほどアンモニア消費量が多くなる。消費量算出部１２１では、これらの図に示されるような、流入ＮＯｘ濃度、フィルタ温度、排気流量、および、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量と、アンモニア消費量との相関関係を踏まえて、アンモニア消費量が算出される。
【００４３】
一方、脱離量算出部１２２には、フィルタ温度、および、吸着量前回値が入力される。そして、入力された、フィルタ温度と、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。図８は、フィルタ温度とアンモニア脱離量と相関を示す図である。図８に示すように、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が同一であれば、フィルタ温度が高いほどアンモニア脱離量が多くなる。図９は、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量とアンモニア脱離量との相関を示す図である。図９に示すように、フィルタ温度が同一であれば、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が多いほどアンモニア脱離量が多くなる。脱離量算出部１２２では、これらの図に示されるような、フィルタ温度、および、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量と、アンモニア脱離量との相関関係を踏まえて、アンモニア脱離量が算出される。なお、本実施例に係る、脱離量算出部１２２でのアンモニア脱離量の算出方法の詳細については後述する。
【００４４】
そして、吸着量算出部１２０においては、吸着量前回値に対し、増加分であるアンモニア供給量を加算するとともに、減少分であるアンモニア消費量およびアンモニア脱離量を減算することで、今回のＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が算出される。
【００４５】
（アンモニア脱離量の算出）
以下、本実施例に係る、脱離量算出部１２２でのアンモニア脱離量の算出方法の詳細について説明する。ＳＣＲ触媒５１ａの状態が、アンモニアの吸着速度と脱離速度とが同一となる平衡状態であると仮定した場合、ラングミュアの吸着等温式に基づき、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量とアンモニア脱離量との関係は下記式１で表すことができる。
【数１】
0006288051.tif 000002
ＡＤ：ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量
ｄＤ：アンモニア脱離量
σ０：ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニアの飽和吸着量
Ｋ：平衡定数
【００４６】
そして、上記式１を変換することで、アンモニア脱離量を算出するための式として下記式２を得ることができる。
【数２】
0006288051.tif 000003
【００４７】
ここで、ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニアの飽和吸着量（ＳＣＲ触媒５１ａに吸着可能なアンモニア量の上限値である。以下、単に「飽和吸着量」と称する場合もある。）σ０および平衡定数Ｋはフィルタ温度に応じて変化する値である。図１０は、フィルタ温度とＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０との相関を示す図である。図１０に示すように、フィルタ温度が高いほどＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０は少なくなる。図１１は、平衡定数Ｋとフィルタ温度との相関を示す図である。図１１に示すように、フィルタ温度が高いほど平衡定数Ｋは小さくなる。そして、アンモニア脱離量ｄＤとＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量ＡＤとの間に上記式２で示すような相関関係が成立し、また、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０および平衡定数Ｋのそれぞれと、フィルタ温度と、が図１０，１１に示すような相関関係を有することから、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量のそれぞれと、アンモニア脱離量との相関関係が図８，９に示すような関係となる。
【００４８】
また、上述したように、本発明の発明者は、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭの堆積状況と、ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増加傾向との相関関係について新たな知見を見出した。この知見によれば、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が同一であっても、ＳＣＲフィルタ５１の隔壁内のＰＭ堆積量（壁内ＰＭ堆積量）が多いときは、該壁内ＰＭ堆積量が少ないときに比べて、アンモニア脱離量が少なくなる。その結果、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増加量に係る他のパラメータが同一であっても、壁内ＰＭ堆積量が多いときは壁内ＰＭ堆積量が少ないときに比べてＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が増加し易くなる。また、ＳＣＲフィルタ５１における壁内ＰＭ堆積量が上限値に達しており、該ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積が壁内ＰＭ堆積から表層ＰＭ堆積に移行した後においては、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が同一であれば、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、表層ＰＭ堆積量）が変化してもアンモニア脱離量はほとんど変化しない。そのため、表層ＰＭ堆積量の増減はＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増減に対してほとんど影響しない。
【００４９】
このような、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況に対するＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の変動傾向は、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況とＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量との相関関係に起因していると考えられる。図１２は、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況がＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量に与える影響について説明するための図である。図１２において、横軸はフィルタ温度を表しており、縦軸はＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量を表している。そして、図１２において、線Ｌ１は、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積していない状態のときのフィルタ温度と飽和吸着量との相関を示している。一方、図１２において、線Ｌ２は、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積している状態のときのフィルタ温度と飽和吸着量との相関を示している。上述したとおり、フィルタ温度が高いほどＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は少なくなる。換言すれば、フィルタ温度が低いほどＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は多くなる。このとき、図１２に示すように、フィルタ温度が同一であれば、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積している状態のときは、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積していない状態のときに比べて、ＳＣＲ触媒５１
ａの飽和吸着量は多くなる。
【００５０】
ここで、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況とＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量とのより詳細な相関関係について図１３に基づいて説明する。図１３は、想定される、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況と、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量との相関を示す図である。図１３において、横軸はフィルタＰＭ堆積量を表しており、縦軸はＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量を表している。なお、図１３は、フィルタ温度が一定の下でのＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量の推移を示している。
【００５１】
図１３に示すように、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積する際には、先ず、隔壁内（すなわち、隔壁に形成された細孔内）にＰＭが堆積する。そして、壁内ＰＭ堆積量が上限値に達した後、隔壁の表面上にＰＭが堆積する。つまり、壁内ＰＭ堆積量が上限値に達してから、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積が壁内ＰＭ堆積から表層ＰＭ堆積に移行する。このとき、図１３に示すように、壁内ＰＭ堆積期間中は、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、壁内ＰＭ堆積量）の増加に応じて、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量が増加する。一方で、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、表層ＰＭ堆積量）が増加しても、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は増加しない。ただし、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積量は上限値となっている。そのため、表層ＰＭ堆積期間中は、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は、壁内ＰＭ堆積量が上限値に達しているときの量で一定となる。つまり、図１２に示すような、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積している状態のときと、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積していない状態のときとの、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量の差異は、壁内ＰＭ堆積に起因して生じるものと考えられる。
【００５２】
図１３に示すように、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりも壁内ＰＭ堆積量が多い状態となっており、そのために、フィルタ温度が同一であれば、壁内ＰＭ堆積期間中よりもＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は多くなる。そして、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量が多くなると、該ＳＣＲ触媒５１ａからアンモニアが脱離し難くなる。そのため、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一の状態であれば、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量が増加するとアンモニア脱離量が減少することになる。したがって、アンモニア脱離量と相関のあるフィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一の状態であれば、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりもアンモニア脱離量が少なくなる。そのために、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりもＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が増加し易くなると考えられる。つまり、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増加量に係る他のパラメータが同一のときは、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中よりもＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増加量がより多くなると考えられる。
【００５３】
また、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、表層ＰＭ堆積量）が増加してもＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は増加しない。したがって、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一の状態であれば、表層ＰＭ堆積量が変化してもアンモニア脱離量は変化しない。そのために、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタＰＭ堆積量（表層ＰＭ堆積量）の増減はＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増減に対してほとんど影響しないと考えられる。つまり、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増加量に係る他のパラメータが同一のときは、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、表層ＰＭ堆積量）に関わらず、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の増加量は一定となると考えられる。
【００５４】
次に、本実施例に係る、壁内ＰＭ堆積期間中であるのか表層ＰＭ堆積期間中であるのかを区別する手法について図１４に基づいて説明する。図１４は、フィルタＰＭ堆積量の増加に応じた差圧変換値の推移を示す図である。図１４において、横軸はフィルタＰＭ堆積
量を表しており、縦軸は差圧変換値を表している。
【００５５】
ここで、差圧変換値は、差圧センサ５９によって検出されるフィルタ差圧を排気流量が一定と仮定した場合の値に変換した変換値である。より詳細には、本実施例に係る差圧変換値は下記式３により表される。
Ａｐ＝ｄＰ／Ｑｇ  ・・・式３
Ａｐ：差圧変換値
ｄＰ：フィルタ差圧（差圧センサ５９の検出値）
Ｑｇ：排気流量
【００５６】
また、フィルタＰＭ堆積量の単位増加量当たりの差圧変換値の増加量（すなわち、図１４における線の傾き）を差圧変化率と定義する。この差圧変化率は下記式４により表される。
Ｒｐ＝ｄＡｐ／ｄＱｐｍ  ・・・式４
Ｒｐ：差圧変化率
ｄＡｐ：第３所定期間中における差圧変換値の増加量
ｄＱｐｍ：第３所定期間中におけるフィルタＰＭ堆積量の増加量
ここで、第３所定期間の長さは、差圧変化率を算出するために演算周期に基づいて予め定められている。また、ｄＡｐおよびｄＱｐｍは、同一時期における第３所定期間中の差圧変換値の増加量およびフィルタＰＭ堆積量の増加量である。
【００５７】
図１４に示すように、フィルタＰＭ堆積量が増加すると差圧変換値が大きくなる。ここで、ＳＣＲフィルタ５１においては、隔壁内にＰＭが堆積したときの方が、隔壁の表面上にＰＭが堆積した場合に比べて、フィルタ差圧に対する影響が大きい。そのため、ＰＭ堆積量の増加量が同一であれば、壁内ＰＭ堆積量が増加したときの方が、表層ＰＭ堆積量が増加したときに比べて、差圧変換値の増加幅は大きい。したがって、図１４に示すように、壁内ＰＭ堆積期間中は、表層ＰＭ堆積期間中に比べて差圧変化率が大きい。換言すれば、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積が壁内ＰＭ堆積から表層ＰＭ堆積に移行すると差圧変化率が小さくなる。つまり、差圧変化率に基づいて、壁内ＰＭ堆積期間中であるのか表層ＰＭ堆積期間中であるのかを区別することができる。
【００５８】
なお、上述したように、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積は壁内ＰＭ堆積から表層ＰＭ堆積の順に推移する。ただし、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの酸化は隔壁内および隔壁の表面上のいずれにおいても起こり得る。そのため、一旦表層ＰＭ堆積に移行した後であっても、壁内ＰＭ堆積量が酸化によって減少する場合がある。そして、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭ堆積が再開される際には、先ず、隔壁内にＰＭが堆積することになる。このときは、隔壁の表面上にＰＭが残っている状態で、壁内ＰＭ堆積が進行する場合もある。したがって、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積し始めた時点からの経過時間（例えば、フィルタ再生処理が終了した時点からの経過時間）や、フィルタＰＭ堆積量（ＳＣＲフィルタ５１全体でのＰＭ堆積量）のみに基づいて、壁内ＰＭ堆積期間中であるか表層ＰＭ堆積期間中であるかを正確に区別することは困難である。そのため、壁内ＰＭ堆積期間中であるか表層ＰＭ堆積期間中であるかを区別するパラメータとして差圧変化率を用いることで、これらをより高精度で区別することができる。
【００５９】
本実施例に係る脱離量算出部１２２では、以上の点を踏まえて上記式２を修正することで得られる下記式５を用いてアンモニア脱離量が算出される。
【数３】
0006288051.tif 000004
ＡＤ：ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量
ｄＤ：アンモニア脱離量
σ０：ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量
Ｋ：平衡定数
α：補正係数
【００６０】
アンモニア脱離量を算出する際には、上記式５におけるアンモニア吸着量ＡＤには脱離量前回値が代入される。また、上記式５におけるＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０および平衡定数Ｋは、アンモニア脱離量を算出する際のフィルタ温度に基づいて定められる。また、上記式５における補正係数αは、アンモニア脱離量を算出する際の差圧変化率Ｒｐに基づいて以下のとおりに決定される。
Ｒｐ≧Ｒｐ０のときはα＝１
Ｒｐ＜Ｒｐ０のときはα＝αｘ（＞１）
ここで、Ｒｐ０は、壁内ＰＭ堆積期間中であるか表層ＰＭ堆積期間中であるかを区別するための所定の閾値である。つまり、図１４に示すように、差圧変化率Ｒｐが所定の閾値Ｒｐ０以上であれば、壁内ＰＭ堆積期間中であると判断できる。また、差圧変化率Ｒｐが所定の閾値Ｒｐ０より小さければ、表層ＰＭ堆積期間中であると判断できる。このような所定の閾値Ｒｐ０は、実験等に基づいて定めることができる。また、Ｒｐ＜Ｒｐ０のときの補正係数αの値αｘは、１より大きい所定値である。また、この所定値αｘは、フィルタＰＭ堆積量に関わらず一定の値である。
【００６１】
上記のとおりに決定される補正係数αによってＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０が補正されるために、上記式５によれば、フィルタ温度が同一であるために平衡定数Ｋが同一であり且つ吸着量前回値が同一であっても、表層ＰＭ堆積期間中（すなわち、α＞１のとき）は、壁内ＰＭ堆積期間中（すなわち、α＝１のとき）に比べて、アンモニア脱離量がより少ない量に算出されることになる。また、表層ＰＭ堆積期間中は、所定値αｘ（補正係数αの値）がフィルタＰＭ堆積量に関わらず一定の値であるために、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、フィルタＰＭ堆積量に関わらず、アンモニア脱離量が一定量に算出されることになる。
【００６２】
ここで、本実施例に係るＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の算出フローについて図１５に基づいて説明する。図１５は、本実施例に係るＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の算出フローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１０における吸着量算出部１２０によって、所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００６３】
本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、第２所定期間（すなわち、本フローの実行間隔に応じた期間）中における尿素水添加弁５３からの尿素水添加量に基づいてアンモニア供給量ｄＳが算出される。次に、Ｓ１０２において、排気流量、フィルタ温度、および、吸着量前回値に基づいて、ＳＣＲ触媒５１ａでの推定ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが算出される。次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２で算出された推定ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘ、および、上流側ＮＯｘセンサ５７によって検出された流入ＮＯｘ濃度に基づいて、アンモニア消費量ｄＣが算出される。なお、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理は消費量算出部１２１によって実行される。
【００６４】
次に、Ｓ１０４において、フィルタ温度に基づいて、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０および平衡定数Ｋが算出される。ＥＣＵ１０には、図１０に示すようなフィルタ温度とＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０との相関関係、および、図１１に示すようなフィルタ温度と平衡定数Ｋとの相関関係がマップまたは関数として予め記憶されている。Ｓ１０４では、このマップまたは関数を用いてＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０および平衡定数Ｋが算出される。
【００６５】
次に、Ｓ１０５において、上記式４を用いて差圧変化率Ｒｐが算出される。次に、Ｓ１０６において、Ｓ１０５で算出された差圧変化率Ｒｐが所定の閾値Ｒｐ０以上であるか否かが判別される。Ｓ１０６において肯定判定された場合、壁内ＰＭ堆積期間中であると判断できる。この場合、次にＳ１０７において、後述するＳ１０９でのアンモニア脱離量ｄＤの演算に用いられる補正係数αが１に決定される。一方、Ｓ１０６において否定判定された場合、表層ＰＭ堆積期間中であると判断できる。この場合、次にＳ１０８において、後述するＳ１０９でのアンモニア脱離量ｄＤの演算に用いられる補正係数αが所定値αｘに決定される。
【００６６】
Ｓ１０７またはＳ１０８の処理の次に、Ｓ１０９の処理が実行される。Ｓ１０９においては、上記式５を用いてアンモニア脱離量ｄＤが算出される。このとき、上記式５のアンモニア吸着量ＡＤには吸着量前回値が代入される。また、上記式５のＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量σ０および平衡定数Ｋには、Ｓ１０４で算出された値が用いられる。なお、Ｓ１０５からＳ１０９の処理は脱離量算出部１２２よって実行される。
【００６７】
次に、Ｓ１１０において、吸着量前回値に対し、Ｓ１０１で算出されたアンモニア供給量ｄＳを加算するとともに、Ｓ１０３で算出されたアンモニア消費量ｄＣおよびＳ１０９で算出されたアンモニア脱離量ｄＤを減算することで、今回のアンモニア吸着量ＡＤが算出される。なお、Ｓ１１０で算出されたアンモニア吸着量ＡＤはＥＣＵ１０に記憶される。そして、記憶されたアンモニア吸着量ＡＤが、次回の演算の際に吸着量前回値として用いられる。
【００６８】
上述したように、本実施例によれば、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中に比べて、アンモニア脱離量がより少ない量に算出されることになる。その結果、上記フローにより算出されるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量は、表層ＰＭ堆積期間中は、壁内ＰＭ堆積期間中に比べてより多い量となる。つまり、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの堆積状況を踏まえたＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が算出されることになる。したがって、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を可及的に高い精度で推定することができる。
【００６９】
また、ＳＣＲフィルタにおけるＰＭ堆積量が増加すると、該ＳＣＲフィルタに担持されたＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量が増加し易い傾向にあるとの従来の知見に従えば、表層ＰＭ堆積期間中は、表層ＰＭ堆積量に応じてＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を異なる値として算出するようにすることも考えられる（すなわち、他のパラメータが同一であれば、表層ＰＭ堆積量が多いときは少ないときに比べてアンモニア吸着量の算出値を大きくする。）。しかしながら、本発明の発明者が新たに見出した知見によれば、上述したとおり、表層ＰＭ堆積量の増減はＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量の増減に対してほとんど影響しない。そして、本実施例によれば、表層ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、フィルタＰＭ堆積量に関わらず、アンモニア脱離量が一定量に算出されることになる。これにより、表層ＰＭ堆積期間中の表層ＰＭ堆積量の増減は、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の算出値には影響しないことになる。したがって、表層ＰＭ堆積期間中おけるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量をより高い精度で推定することができる。
【００７０】
なお、本実施例では、脱離量算出部１２２において上記式５を用いてアンモニア脱離量を算出したが、フィルタ温度および吸着量前回値と、アンモニア脱離量との相関を示すマップをＥＣＵ１０に予め記憶しておき、該マップを用いてアンモニア脱離量を算出してもよい。例えば、壁内ＰＭ堆積期間中に用いられるマップと、表層ＰＭ堆積期間中に用いられるマップとを、それぞれ別々にＥＣＵ１０に記憶させておいてもよい。この場合、表層
ＰＭ堆積期間中に用いられるマップでは、壁内ＰＭ堆積期間中に用いられるマップに比べて、同一のフィルタ温度および同一の吸着量前回値に対するアンモニア脱離量の値が小さくなっている。そして、アンモニア脱離量を算出する際に、差圧変化率Ｒｐが所定の閾値Ｒｐ０以上であるか否かに応じて、その算出に用いるマップが選択される。このようにアンモニア脱離量を算出する際のマップを使い分けることで、上記式５を用いてアンモニア脱離量を算出した場合と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また、図１２に示すように、フィルタ温度が同一であれば、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積している状態のときは、ＳＣＲフィルタ５１にＰＭが堆積していない状態のときに比べて、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量は多くなる。上述したとおり、このようなＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量の変化は、表層ＰＭ堆積によるものではなく、壁内ＰＭ堆積に起因して生じるものである。そして、この図１２に示すように、壁内ＰＭ堆積に起因するＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量の増加幅はフィルタ温度が低いほど大きい。したがって、壁内ＰＭ堆積量が上限値で一定となっている表層ＰＭ堆積期間中であっても、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が同一であるときの、壁内ＰＭ堆積に起因するアンモニア脱離量の減少分は、フィルタ温度が低いほど大きくなる。
【００７２】
そこで、図１６に示すように、表層ＰＭ堆積期間中において上記式５を用いてアンモニア脱離量ｄＤを演算する際の補正係数αの値である所定値αｘを、フィルタ温度に基づいて変更してもよい。つまり、アンモニア脱離量を算出する際のフィルタ温度が低いほど、所定値αｘを大きい値に設定してもよい。これによれば、上記式５によって、表層ＰＭ堆積期間中におけるアンモニア脱離量がより高い精度で算出されることになる。その結果、表層ＰＭ堆積期間中におけるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量がより高い精度で算出されることになる。
【００７３】
また、上述したように、壁内ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度が同一であっても、壁内ＰＭ堆積量に応じて、ＳＣＲ触媒５１ａの飽和吸着量が異なる量となる。そのため、壁内ＰＭ堆積期間中は、フィルタ温度およびＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一であっても、壁内ＰＭ堆積量に応じてアンモニア脱離量が異なる量となる。したがって、厳密には、壁内ＰＭ堆積期間中におけるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を高精度で算出するためには、脱離量算出部１２２において、壁内ＰＭ堆積量に応じたアンモニア脱離量を算出するのが好ましい。しかしながら、上述したように、ＳＣＲフィルタ５１におけるＰＭの酸化は隔壁内および隔壁の表面上のいずれにおいても起こり得るため、フィルタＰＭ堆積量が同一であっても、壁内ＰＭ堆積量が同一であるとは限らない。また、壁内ＰＭ堆積量が同一であっても、表層ＰＭ堆積量が異なれば、差圧変換値は異なる値となる。したがって、差圧変換値に基づいて、壁内ＰＭ堆積期間中における壁内ＰＭ堆積量を正確に把握することは困難である。
【００７４】
そのため、本実施例では、壁内ＰＭ堆積期間中に脱離量算出部１２２によってアンモニア脱離量を算出する際には、壁内ＰＭ堆積量の影響は考慮しないものとする。つまり、壁内ＰＭ堆積期間中において上記式５を用いてアンモニア脱離量ｄＤを演算する際の補正係数αを、フィルタＰＭ堆積量（すなわち、壁内ＰＭ堆積量）に関わらず１で一定とする。これにより、壁内ＰＭ堆積期間中に脱離量算出部１２２によって算出されるアンモニア脱離量は、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であれば、一定の値となる。その結果、壁内ＰＭ堆積期間中に吸着量算出部１２０によって算出されるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量は、壁内ＰＭ堆積量の影響が反映されていない値となるため、実際のアンモニア吸着量とずれが生じる虞がある。ただし、一般に、壁内ＰＭ堆積期間は、表層ＰＭ堆積期間に比べてかなり短い期間である。したがって、壁内ＰＭ堆積期間中におけるＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の推定値が、壁内ＰＭ堆積量の影響分だけ実際のアンモニア吸着量とずれたとしても、実質的な問題が生じる可能性は低い。
【００７５】
また、壁内ＰＭ堆積期間中において上記式５を用いてアンモニア脱離量ｄＤを演算する際の補正係数αを、必ずしも一定値とする必要はない。例えば、壁内ＰＭ堆積期間中における壁内ＰＭ堆積量の変化をある程度想定しておき、その想定に基づいて補正係数αを変更してもよい。つまり、壁内ＰＭ堆積期間中に、フィルタ温度および吸着量前回値が同一であっても、想定される壁内ＰＭ堆積量に基づいてアンモニア脱離量を異なる値に算出してもよい。
【００７６】
（尿素水添加量制御）
上述したように、本実施例においては、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を所定の目標吸着量に維持または調整すべく、ＥＣＵ１０によって尿素水添加弁５３からの尿素水添加量が制御される。図１７は、ＥＣＵ１０における添加量制御部の機能を示すブロック図である。添加量制御部１３０は、尿素水添加弁５３からの尿素水添加量を制御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。
【００７７】
添加量制御部１３０は添加量算出部１３１を有している。添加量算出部１３１には、吸着量算出部１２０によって算出された現在のＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量、および、所定の目標吸着量が入力される。添加量算出部１３１では、入力された、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量、および、所定の目標吸着量に基づいて、尿素水添加弁５３からの尿素水添加量が算出される。そして、添加量制御部１３０は、尿素水添加弁５３からの尿素水添加量を、添加量算出部１３１によって算出された添加量に制御する。ここで、添加量制御部１３０は、現在のＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量と所定の目標吸着量との差が大きいほど、今回の尿素水添加弁５３からの尿素水添加量の前回の該尿素水添加量からの変更量を大きくしてもよい。また、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が徐々に所定の目標吸着量に近づくように、尿素水添加弁５３からの尿素水添加量を所定量ずつ変更してもよい。このように尿素水添加弁５３からの尿素水添加量が制御されることで、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が所定の目標吸着量となるようにアンモニア供給量が制御されることになる。
【００７８】
そして、本実施例によれば、吸着量算出部１２０によって、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が可及的に高い精度で算出される。したがって、上記のようにアンモニア供給量を制御することで、ＳＣＲ触媒でのアンモニア吸着量を所定の目標吸着量に可及的に高い精度で調整または維持することができる。
【００７９】
（変形例）
図１８は、本実施例の変形例に係る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。本変形例に係る吸着量算出部１２０は、消費量算出部１２１および脱離量算出部１２２に加え、酸化量算出部１２３を有する。ＳＣＲフィルタ５１に供給されＳＣＲ触媒５１ａに一旦吸着したアンモニアは、ＮＯｘの還元に消費される、または、ＮＯｘの還元には消費されずに脱離する他に、ＳＣＲ触媒５１ａにおいて酸化される場合がある。そこで、本変形例に係る酸化量算出部１２３では、アンモニア吸着量の演算周期に応じた第２所定期間中にＳＣＲ触媒５１ａにおいて酸化されるアンモニア量であるアンモニア酸化量が算出される。
【００８０】
アンモニア酸化量は、排気流量、フィルタ温度、および、ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量と相関がある。具体的には、フィルタ温度、および、ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一であれば、排気流量が多いほどアンモニア酸化量が少なくなる。また、排気流量、および、ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が同一であれば、フィルタ温度が高いほどアンモニア酸化量が多くなる。また、排気流量、および、
フィルタ温度が同一であれば、ＳＣＲ触媒５１ａにおけるアンモニア吸着量が多いほどアンモニア酸化量が多くなる。
【００８１】
そのため、酸化量算出部１２３には、排気流量、フィルタ温度、および、吸着量前回値が入力される。そして、上記のような、酸化量算出部１２３では、排気流量、フィルタ温度、および、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量のそれぞれと、アンモニア酸化量との相関関係を踏まえて、アンモニア酸化量が算出される。そして、吸着量算出部１２０においては、吸着量前回値に対し、増加分であるアンモニア供給量を加算するとともに、減少分であるアンモニア消費量、アンモニア脱離量、およびアンモニア酸化量を減算することで、今回のＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量が算出される。
【００８２】
この変形例によれば、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を算出する際に、アンモニア消費量およびアンモニア脱離量のみならずアンモニア酸化量が減少分として加味される。そのため、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量の算出精度をより向上させることができる。ただし、アンモニア酸化量は、アンモニア消費量およびアンモニア脱離量に比べて少量であると考えられる。したがって、ＳＣＲ触媒５１ａでのアンモニア吸着量を推定する際に、アンモニア酸化量を考慮することは必須ではない。
【００８３】
なお、本実施例においては、ＳＣＲフィルタ５１が本発明に係る「ＳＣＲフィルタ」に相当し、尿素水添加弁５３が本発明に係る「アンモニア供給装置」に相当する。また、本実施例においては、吸着量算出部１２０が本発明に係る「吸着量算出部」に相当し、脱離量算出部１２２が本発明に係る「脱離量算出部」に相当する。また、本実施例においては、添加量制御部１３０が本発明に係る「制御部」に相当する。
【００８４】
また、本実施例においては、図１５に示すフローチャートにおけるＳ１１０が本発明に係る「吸着量算出工程」に相当し、図１５に示すフローチャートにおけるＳ１０５からＳ１０９が本発明に係る「脱離量算出工程」に相当する。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
５・・・排気通路
５０・・酸化触媒
５１・・ＳＣＲフィルタ
５１ａ・・ＳＣＲ触媒
５３・・尿素水添加弁
１９・・差圧センサ
１０・・ＥＣＵ
【図１】
0006288051.tif 000005
【図２】
0006288051.tif 000006
【図３】
0006288051.tif 000007
【図４】
0006288051.tif 000008
【図５】
0006288051.tif 000009
【図６】
0006288051.tif 000010
【図７】
0006288051.tif 000011
【図８】
0006288051.tif 000012
【図９】
0006288051.tif 000013
【図１０】
0006288051.tif 000014
【図１１】
0006288051.tif 000015
【図１２】
0006288051.tif 000016
【図１３】
0006288051.tif 000017
【図１４】
0006288051.tif 000018
【図１５】
0006288051.tif 000019
【図１６】
0006288051.tif 000020
【図１７】
0006288051.tif 000021
【図１８】
0006288051.tif 000022