(57)【要約】【課題】ＳＣＲ触媒の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能な触媒の劣化判定装置を提供する。【解決手段】触媒の劣化判定装置は、排気通路中に添加された還元剤を用いて排気浄化を行うＳＣＲ触媒に対する劣化判定を行う。劣化判定手段は、ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比が変化するように排気通路中に還元剤を添加する制御を行い、この際に得られた、ＳＣＲ触媒によるＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。これにより、ＳＣＲ触媒の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路中に添加された還元剤を用いて排気浄化を行うＳＣＲ触媒に対する劣化判定を行う触媒の劣化判定装置であって、
前記ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比が変化するように前記排気通路中に前記還元剤を添加した際の、前記ＳＣＲ触媒によるＮＯｘ浄化率に基づいて、前記ＳＣＲ触媒が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する劣化判定手段を備えることを特徴とする触媒の劣化判定装置。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、前記ＮＯｘに対する前記ＮＨ３の当量比を「１」から「０．５」の間で変化させた際の、前記ＮＯｘ浄化率の変化の傾きに基づいて、前記ＳＣＲ触媒が前記均一劣化及び前記部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する請求項１に記載の触媒の劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の劣化判定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気通路中に添加された尿素などの還元剤を用いて排気浄化を行うＮＯｘ選択還元触媒（以下、適宜「ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒」と呼ぶ。）が知られている。例えば、特許文献１には、ＳＣＲ触媒の劣化を判定する技術が記載されている。具体的には、ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘ中のＮＯ２比率を推定し、浄化率がピークとなるときのＮＯ２比率を基準値と比較することで、ＳＣＲ触媒の劣化を判定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１には、ＳＣＲ触媒が劣化している場合に、ＳＣＲ触媒が均一に劣化したのか、それとも部分的に劣化したのかを区別して判定することについては記載されていない。なお、以下では、ＳＣＲ触媒が全体的に均一に劣化した状態を「均一劣化」と呼び、ＳＣＲ触媒が部分的に劣化した状態を「部分劣化」と呼ぶ。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＳＣＲ触媒の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能な触媒の劣化判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、排気通路中に添加された還元剤を用いて排気浄化を行うＳＣＲ触媒に対する劣化判定を行う触媒の劣化判定装置は、前記ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比が変化するように前記排気通路中に前記還元剤を添加した際の、前記ＳＣＲ触媒によるＮＯｘ浄化率に基づいて、前記ＳＣＲ触媒が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する劣化判定手段を備える。
【０００７】
上記の触媒の劣化判定装置は、排気通路中に添加された還元剤を用いて、ＮＯｘを選択的に還元するＳＣＲ触媒（ＮＯｘ選択還元触媒）に対する劣化判定を行う。具体的には、劣化判定手段は、ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比が変化するように、排気通路中に還元剤を添加する制御を行う。そして、劣化判定手段は、当該制御を行った際に得られた、ＳＣＲ触媒によるＮＯｘ浄化率（例えばＳＣＲ触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサの出力に基づいて求められる）に基づいて、ＳＣＲ触媒が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。劣化判定手段は、当量比の変化によるＮＯｘ浄化率の変化の態様が均一劣化の場合と部分劣化の場合とで異なることを利用して、ＳＣＲ触媒の均一劣化と部分劣化とを判定する。これにより、ＳＣＲ触媒の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能となる。よって、ＳＣＲ触媒の劣化時における還元剤添加制御を最適化することが可能となる。
【０００８】
上記の触媒の劣化判定装置の一態様では、前記劣化判定手段は、前記ＮＯｘに対する前記ＮＨ３の当量比を「１」から「０．５」の間で変化させた際の、前記ＮＯｘ浄化率の変化の傾きに基づいて、前記ＳＣＲ触媒が前記均一劣化及び前記部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。
【０００９】
この態様では、劣化判定手段は、当量比を「１」から「０．５」の間で変化させた場合におけるＮＯｘ浄化率の変化の傾き（変化勾配）が、均一劣化の場合と部分劣化の場合とで異なることを利用して、ＳＣＲ触媒が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る触媒の劣化判定装置が適用されたシステムの全体構成を示す。
【図２】当量比を「１．０」に設定した場合のＮＯｘ浄化率の具体例を示す。
【図３】当量比を「０．５」に設定した場合のＮＯｘ浄化率の具体例を示す。
【図４】第１実施形態に係る劣化判定方法を具体的に説明するための図を示す。
【図５】第１実施形態に係るＳＣＲ触媒の劣化判定処理を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の変形例に係る劣化判定方法を具体的に説明するための図を示す。
【図７】ＮＯ２比率を「５０％」に設定した場合のＮＯｘ浄化率の具体例を示す。
【図８】ＮＯ２比率を「３０％」に設定した場合のＮＯｘ浄化率の具体例を示す。
【図９】第２実施形態に係る劣化判定方法を具体的に説明するための図を示す。
【図１０】第２実施形態に係るＳＣＲ触媒の劣化判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係る触媒の劣化判定装置が適用されたシステムの全体構成を示す概略図である。図１において、実線矢印は排気ガスの流れを示し、破線矢印は制御信号及び検出信号の入出力を示す。
【００１３】
エンジン１１は、供給された燃料と空気（吸気）との混合気を燃焼させることで車両の動力を発生する内燃機関である。例えば、エンジン１１はディーゼルエンジンである。エンジン１１から排出された排気ガスは、排気通路１２を流れていく。
【００１４】
排気通路１２上には、上流側から下流側に順に、第１触媒１３、尿素添加弁１６、ＳＣＲ触媒１４、第２触媒１５、ＮＯｘセンサ１８が設けられている。第１触媒１３は、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）と呼ばれる酸化触媒と、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と呼ばれるフィルタとを有し、排気浄化を行う。
【００１５】
尿素添加弁１６は、第１触媒１３とＳＣＲ触媒１４との間の排気通路１２中に、還元剤としての尿素を添加（噴射）する弁である。尿素は、尿素タンク１７に貯蔵されており、尿素供給通路１７ａを介して尿素添加弁１６によって排気通路１２中に供給される。尿素添加弁１６は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ１６によって制御される。
【００１６】
ＳＣＲ触媒１４は、尿素等の還元剤存在のもと、ＮＯｘ（窒素酸化物）を選択的に還元する低温活性型の触媒（ＮＯｘ選択還元触媒）である。具体的には、尿素添加弁１６によって添加された尿素は、排気ガスと反応することにより加水分解して、ＮＨ３（アンモニア）が生成され、ＳＣＲ触媒１４は、生成されたＮＨ３を用いてＮＯｘを還元する。なお、還元剤として尿素を用いることに限定はされない。
【００１７】
第２触媒１５は、上流側のＳＣＲ触媒１４で反応しきれずに排出（スリップ）されたＮＨ３などを浄化可能に構成された触媒（いわゆるＡＳＣ（Ammonia Slip Catalyst））である。
【００１８】
ＮＯｘセンサ１８は、第２触媒１５の下流側に設けられ、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。ＮＯｘセンサ１８は、検出したＮＯｘ濃度に対応する検出信号Ｓ１８をＥＣＵ２０に供給する。
【００１９】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、車両全体の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘセンサ１８から供給される検出信号Ｓ１８に対応するＮＯｘ濃度に基づいて、ＳＣＲ触媒１４に対する劣化判定を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が、全体的に均一に劣化した状態である「均一劣化」と、ＳＣＲ触媒１４が部分的に劣化した状態である「部分劣化」とのいずれの劣化状態にあるかを判定する。このように、ＥＣＵ２０は、本発明における「劣化判定手段」の一例に相当する。
【００２０】
なお、第１触媒１３及び第２触媒１５は必須の構成要素ではなく、第１触媒１３及び／又は第２触媒１５を用いてシステムを構成しなくても良い。
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下では、第１実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比を変化させた際のＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。
【００２２】
ここで、「当量比」は、ＳＣＲ触媒１４に流入するＮＯｘ量に対するＮＨ３量の比率に相当する。例えば、当量比が「１．０」の場合には、ＮＯｘ量とＮＨ３量とは等しく、当量比が「０．５」の場合には、ＮＨ３量はＮＯｘ量の半分となる。このような当量比は、ＥＣＵ２０が尿素添加弁１６より添加させる尿素の量などを制御することで変化される。
【００２３】
他方で、「ＮＯｘ浄化率」は、ＳＣＲ触媒１４に供給されたＮＯｘ量に対する、ＳＣＲ触媒１４によって浄化されたＮＯｘ量の比率に相当する。例えば、ＮＯｘ浄化率が「１００％」である場合には、供給されたＮＯｘが完全に浄化されたことを示し、ＮＯｘ浄化率が「５０％」である場合には、供給されたＮＯｘが半分だけ浄化されたことを示している。このようなＮＯｘ浄化率は、ＥＣＵ２０が、第１触媒１３の下流側かつＳＣＲ触媒１４の上流側における排気ガス中のＮＯｘ量と、第２触媒１５の下流側における排気ガス中のＮＯｘ量とに基づいて求める。例えば、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量については、エンジン１１の運転状態などに基づいて推定し、第２触媒１５の下流側におけるＮＯｘ量については、ＮＯｘセンサ１８から供給された検出信号Ｓ１８に基づいて求める。こうして求められるＮＯｘ浄化率は、ＳＣＲ触媒１４のトータルでのＮＯｘの浄化率を示すものとなる。なお、ＳＣＲ触媒１４の上流側にもＮＯｘセンサを設けて、当該ＮＯｘセンサから供給された検出信号に基づいて、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量を求めても良い。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、上述したようにしてＳＣＲ触媒１４の劣化判定を行う理由について説明する。
【００２５】
図２は、当量比を「１．０」に設定した場合の、ＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率の具体例を示している。図２では、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯｘ量を「１００」とし、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＨ３量を「１００」としている。
【００２６】
図２（ａ）は、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有する場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯｘ量が「０」となり、ＮＨ３量が「０」となる。よって、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「１００％」となる。
【００２７】
なお、「１．０」の当量比は、正常なＳＣＲ触媒１４の最適当量比に相当する。通常制御時においては、「１．０」の当量比となるように、尿素添加弁１６より添加させる尿素の量などが制御される。
【００２８】
図２（ｂ）は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「５０％」のＮＯｘ浄化能力しか有しない場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯｘ量が「５０」となり、ＮＨ３量が「５０」となる。よって、図２（ｂ）に示すような均一劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００２９】
図２（ｃ）は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４の半分は「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有しており、ＳＣＲ触媒１４のもう半分はＮＯｘ浄化能力を全く有しない場合（ＮＯｘ浄化能力が「０％」の場合）における、ＮＯｘ浄化率を示している。図２（ｃ）は、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４の半分ごとに、「５０」のＮＯｘ量と「５０」のＮＨ３量とが供給されるような図を示している。この場合には、ＮＯｘ浄化能力が「０％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯｘ量が「５０」となり、ＮＨ３量が「５０」となる。これに対して、ＮＯｘ浄化能力が「１００％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯｘ量が「０」となり、ＮＨ３量が「０」となる。よって、図２（ｃ）に示すような部分劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００３０】
図２（ｂ）及び（ｃ）より、当量比が「１．０」である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合と部分劣化の状態にある場合とで、得られるＮＯｘ浄化率が等しくなる。そのため、当量比を「１．０」に設定した場合には、ＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを区別することができないと言える。なお、当量比を「１．０」に設定した場合には、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合と劣化している場合（均一劣化及び部分劣化の両方を含む）とでＮＯｘ浄化率が異なるため、ＳＣＲ触媒１４が正常であるか否か（言い換えるとＳＣＲ触媒１４が劣化しているか否か）については、適切に判断することができると言える。
【００３１】
図３は、当量比を「０．５」に設定した場合の、ＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率の具体例を示している。図３では、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯｘ量を「１００」とし、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＨ３量を「５０」としている。
【００３２】
図３（ａ）は、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有する場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯｘ量が「５０」となり、ＮＨ３量が「０」となる。よって、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００３３】
図３（ｂ）は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「５０％」のＮＯｘ浄化能力しか有しない場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯｘ量が「５０」となり、ＮＨ３量が「０」となる。よって、図３（ｂ）に示すような均一劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００３４】
図３（ｃ）は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４の半分は「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有し、ＳＣＲ触媒１４のもう半分はＮＯｘ浄化能力を全く有しない場合（ＮＯｘ浄化能力が「０％」の場合）のＮＯｘ浄化率を示している。図３（ｃ）は、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４の半分ごとに、「５０」のＮＯｘ量と「２５」のＮＨ３量とが供給されるような図を示している。この場合には、ＮＯｘ浄化能力が「０％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯｘ量が「５０」となり、ＮＨ３量が「２５」となる。これに対して、ＮＯｘ浄化能力が「１００％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯｘ量が「２５」となり、ＮＨ３量が「０」となる。よって、図３（ｃ）に示すような部分劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「２５％」となる。
【００３５】
図３（ｂ）及び（ｃ）より、当量比が「０．５」である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合と部分劣化の状態にある場合とで、得られるＮＯｘ浄化率が異なる。そのため、当量比を「０．５」に設定した場合には、ＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを適切に区別することができると言える。
【００３６】
以上のことから、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を変化させた際に得られるＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、当量比が変化するように尿素添加弁１６に対して尿素を添加させる制御を行い、この際のＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率の変化の態様に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。
【００３７】
図４を参照して、第１実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法について具体的に説明する。図４は、横軸に、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を示し、縦軸に、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率を示している。
【００３８】
グラフ５１（実線で示す）は、正常なＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ５２（破線で示す）は、均一劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ５３（一点鎖線で示す）は、部分劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。当量比Ａ１は、正常なＳＣＲ触媒１４の最適当量比であり、当量比Ａ２は、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が所定値Ｂとなる当量比である。所定値Ｂは、ＳＣＲ触媒１４が正常であるか劣化しているかを判定するための閾値（以下、適宜「劣化判定値」と呼ぶ。）に相当する。例えば、当量比Ａ１は「１．０」であり、当量比Ａ２は「０．５」である。
【００３９】
グラフ５２、５３より、当量比Ａ１以下の範囲において、当量比の変化に対するＮＯｘ浄化率の変化の態様が、均一劣化と部分劣化とで異なることがわかる。例えば、当量比Ａ１と当量比Ａ２との間では、均一劣化の場合にはＮＯｘ浄化率がほとんど変化していないのに対して、部分劣化の場合にはＮＯｘ浄化率が変化していることがわかる。そのため、１つの例では、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ１と当量比Ａ２との間で当量比を変化させた際の、変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差（絶対値を用いるものとする。以下同様とする。）に基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、当量比の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値未満である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、当量比の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値以上である場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００４０】
他の例では、ＥＣＵ２０は、上記のようなＮＯｘ浄化率の差を用いる代わりに、当量比Ａ１と当量比Ａ２との間で当量比を変化させた際におけるＮＯｘ浄化率の変化の傾き（言い換えると変化勾配）に基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ浄化率の変化の傾きが所定値未満である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、ＮＯｘ浄化率の変化の傾きが所定値以上である場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００４１】
他方で、グラフ５１、５２より、均一劣化の場合には、当量比Ａ２以下の範囲で正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なることがわかる。これに対して、グラフ５１、５３より、部分劣化の場合には、当量比Ａ２以下の範囲で正常の場合のＮＯｘ浄化率と重ならないことがわかる。そのため、更に他の例では、ＥＣＵ２０は、上記のようなＮＯｘ浄化率の差及び変化の傾きを用いる代わりに、当量比Ａ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重なるか否かによって、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重なる場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定する。これに対して、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重ならない場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００４２】
（処理フロー）
次に、図５を参照して、第１実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定処理について説明する。図５は、第１実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定処理の一例を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４３】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を最適当量比（図４に示した当量比Ａ１）に設定した際の、ＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率（以下、適宜「通常ＮＯｘ浄化率」と呼ぶ。）を求める。例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の運転状態などに基づいて、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量を推定すると共に、ＮＯｘセンサ１８から供給される検出信号Ｓ１８に基づいて、第２触媒１５の下流側におけるＮＯｘ量を求めて、これらのＮＯｘ量に基づいて通常ＮＯｘ浄化率を求める。そして、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４４】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２０は、通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値以下であるか否かを判定する。ここでは、ＳＣＲ触媒１４が正常であるか否か、言い換えるとＳＣＲ触媒１４が劣化しているか否かを判定している。
【００４５】
通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値以下である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が劣化しているものと判断し、ステップＳ１０３以降で、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定するための処理を行う。これに対して、通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値よりも大きい場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が正常であると判定する（ステップＳ１０８）。そして、処理は終了する。
【００４６】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を、最適当量比から低下させる制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を、最適当量比から、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が劣化判定値となる当量比以上の所定の当量比（例えば図４に示した当量比Ａ２）へと低下させるべく、尿素添加弁１６より添加させる尿素の量などを制御する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００４７】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、当量比を低下させた後のＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率を求める。例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の運転状態などに基づいて、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量を推定すると共に、ＮＯｘセンサ１８から供給される検出信号Ｓ１８に基づいて、第２触媒１５の下流側におけるＮＯｘ量を求めて、これらのＮＯｘ量に基づいて当量比低下後のＮＯｘ浄化率を求める。そして、処理はステップＳ１０５に進む。
【００４８】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ２０は、通常ＮＯｘ浄化率と当量比低下後のＮＯｘ浄化率との差（絶対値を用いるものとする）が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを判定している。当該判定に用いる所定値は、予め設定された値が用いられる。ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるならば、基本的には、通常ＮＯｘ浄化率と当量比低下後のＮＯｘ浄化率との差は概ね「０」となるが、当該所定値は、ある程度のマージンを設けて、例えば「０」よりも大きな値に設定される。
【００４９】
通常ＮＯｘ浄化率と当量比低下後のＮＯｘ浄化率との差が所定値以上である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する（ステップＳ１０６）。そして、処理は終了する。これに対して、通常ＮＯｘ浄化率と当量比低下後のＮＯｘ浄化率との差が所定値未満である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定する（ステップＳ１０７）。そして、処理は終了する。
【００５０】
以上説明した第１実施形態によれば、当量比を変化させた際のＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能となる。これにより、ＳＣＲ触媒１４の劣化時における尿素添加制御を最適化することが可能となる。
【００５１】
なお、上記した処理フローでは、当量比を最適当量比に設定した際に得られる通常ＮＯｘ浄化率を用いて判定を行う例を示したが、これに限定はされない。最適当量比でなくても、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が劣化判定値となる当量比以上の当量比であれば、その当量比に設定した際に得られるＮＯｘ浄化率を用いて判定を行っても良い。
【００５２】
（第１実施形態の変形例）
ここでは、上記した第１実施形態の変形例について説明する。変形例は、ＳＣＲ触媒１４の下流側に第２触媒１５が設けられていない場合に行う、ＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法に関する。この場合には、ＳＣＲ触媒１４で反応しきれずに排出（スリップ）されたＮＨ３の影響を受けるため、上記した第１実施形態と異なる劣化判定方法を行う。
【００５３】
図６は、第１実施形態の変形例に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法を具体的に説明するための図を示す。図６は、横軸に、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯｘ量に対するＮＨ３量の当量比を示し、縦軸に、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率を示している。
【００５４】
グラフ６１（実線で示す）は、正常なＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ６２（破線で示す）は、均一劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ６３（一点鎖線で示す）は、部分劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４における当量比とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。当量比Ａ１は、正常なＳＣＲ触媒１４の最適当量比であり、例えば「１．０」である。図６と図４とを比較すると、第２触媒１５が設けられていない場合と第２触媒１５が設けられている場合とで、当量比の変化に対するＮＯｘ浄化率の変化の態様が異なることがわかる。これは、ＮＨ３のスリップによる影響に起因する。
【００５５】
グラフ６２、６３より、当量比Ａ１以下の範囲において、当量比の変化に対するＮＯｘ浄化率の変化の態様が、均一劣化と部分劣化とで異なることがわかる。例えば、当量比Ａ１以下の範囲において、部分劣化の場合にはＮＯｘ浄化率がほとんど変化していないのに対して（ＮＯｘ浄化率が概ね「０」となっている）、均一劣化の場合にはＮＯｘ浄化率が変化していることがわかる。そのため、１つの例では、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ１以下の範囲で当量比を変化させた際の、変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差（絶対値を用いるものとする）に基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、当量比の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値未満である場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定し、当量比の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値以上である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定する。
【００５６】
また、グラフ６２、６３より、当量比Ａ１以下の範囲において、均一劣化の場合にはＮＯｘ浄化率のピークが存在するが、部分劣化の場合にはそのようなＮＯｘ浄化率のピークが存在しないことがわかる。そのため、他の例では、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ１以下の範囲で当量比を変化させた際に、ＮＯｘ浄化率のピークが存在するか否かに基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ浄化率のピークが存在する場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、ＮＯｘ浄化率のピークが存在しない場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００５７】
更に、グラフ６１、６２、６３より、当量比Ａ１以下において、均一劣化の場合には正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なる当量比の範囲が存在するが、部分劣化の場合には正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なる当量比の範囲が存在しないことがわかる。そのため、更に他の例では、ＥＣＵ２０は、当量比Ａ１以下の範囲で当量比を変化させた際に、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合に得られるＮＯｘ浄化率と重なる当量比の範囲が存在するか否かに基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なる当量比の範囲が存在する場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なる当量比の範囲が存在しない場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００５８】
以上説明した第１実施形態の変形例によれば、ＳＣＲ触媒１４の下流側に第２触媒１５が設けられていない場合に、ＳＣＲ触媒１４の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能となる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法について説明する。第１実施形態では、ＳＣＲ触媒１４に流入するＮＯｘとＮＨ３との当量比を変化させた際のＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定していた。これに対して、第２実施形態では、当量比の代わりに、ＳＣＲ触媒１４に流入するＮＯ（一酸化窒素）とＮＯ２（二酸化窒素）との比率を示すＮＯ２比率を変化させ、この際に得られるＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。
【００６０】
ここで、「ＮＯ２比率」は、ＳＣＲ触媒１４に流入するＮＯｘ量（ＮＯ及びＮＯ２の両方を含む量）に対するＮＯ２量の比率に相当する。例えば、ＮＯ２比率が「５０％」の場合には、ＮＯ量とＮＯ２量との比率が「１：１」となり、ＮＯ２比率が「３０％」の場合には、ＮＯ量とＮＯ２量との比率が「７：３」となる。このようなＮＯ２比率は、例えば、ＥＣＵ２０がエンジン１１の運転状態などを制御することで変化される。
【００６１】
なお、以下では、ＳＣＲ触媒１４の下流側に第２触媒１５が設けられている場合に行う、ＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法を説明する。
【００６２】
図７及び図８を参照して、上述したようにしてＳＣＲ触媒１４の劣化判定を行う理由について説明する。
【００６３】
図７は、ＮＯ２比率を「５０％」に設定した場合の、ＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率の具体例を示している。図７では、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯ量を「５０」とし、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯ２量を「５０」としている。また、図７では、ハッチング領域内に示した線分によって、ＳＣＲ触媒１４内でのＮＯｘ量変化（言い換えるとＮＯｘ濃度変化）を模式的に表している。このＮＯｘ量変化は、ＮＯ量及びＮＯ２量の両方の変化を示している（図７に示す例では、ＮＯ量変化とＮＯ２量変化とが同様になるからである）。
【００６４】
図７（ａ）は、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有する場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯ量が「０」となり、ＮＯ２量が「０」となる。よって、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「１００％」となる。
【００６５】
なお、「５０％」のＮＯ２比率は、正常なＳＣＲ触媒１４の最適ＮＯ２比率に相当する。通常制御時においては、「５０％」のＮＯ２比率となるように制御が行われる。基本的には、ＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化は、ＮＯ量とＮＯ２量との比率が「１：１」で浄化する反応のみであり、ＮＯ単独やＮＯ２単独での浄化反応は起こらない。
【００６６】
図７（ｂ）は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「５０％」のＮＯｘ浄化能力しか有しない場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯ量が「２５」となり、ＮＯ２量が「２５」となる。よって、図７（ｂ）に示すような均一劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００６７】
図７（ｃ）は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４の半分は「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有しており、ＳＣＲ触媒１４のもう半分はＮＯｘ浄化能力を全く有しない場合（ＮＯｘ浄化能力が「０％」の場合）における、ＮＯｘ浄化率を示している。図７（ｃ）は、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４の半分ごとに、「２５」のＮＯ量と「２５」のＮＯ２量とが供給されるような図を示している。この場合には、ＮＯｘ浄化能力が「０％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯ量が「２５」となり、ＮＯ２量が「２５」となる。これに対して、ＮＯｘ浄化能力が「１００％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯ量が「０」となり、ＮＯ２量が「０」となる。よって、図７（ｃ）に示すような部分劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００６８】
図７（ｂ）及び（ｃ）より、ＮＯ２比率が「５０％」である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合と部分劣化の状態にある場合とで、得られるＮＯｘ浄化率が等しくなる。そのため、ＮＯ２比率を「５０％」に設定した場合には、ＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを区別することができないと言える。なお、ＮＯ２比率を「５０％」に設定した場合には、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合と劣化している場合（均一劣化及び部分劣化の両方を含む）とでＮＯｘ浄化率が異なるため、ＳＣＲ触媒１４が正常であるか否か（言い換えるとＳＣＲ触媒１４が劣化しているか否か）については、適切に判断することができると言える。
【００６９】
図８は、ＮＯ２比率を「３０％」に設定した場合の、ＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率の具体例を示している。図８では、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯ量を「７０」とし、ＳＣＲ触媒１４に供給されるＮＯ２量を「３０」としている。また、図８では、ハッチング領域内に示した線分によって、ＳＣＲ触媒１４内でのＮＯｘ量変化（言い換えるとＮＯｘ濃度変化）を模式的に表している。具体的には、破線はＮＯ量変化を示しており、実線はＮＯ２量変化を示している。
【００７０】
図８（ａ）は、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有する場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯ量が「４０」となり、ＮＯ２量が「０」となる。よって、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「６０％」となる。
【００７１】
図８（ｂ）は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４が全体として「５０％」のＮＯｘ浄化能力しか有しない場合のＮＯｘ浄化率を示している。この場合には、ＳＣＲ触媒１４の下流側において、ＮＯ量が「４５」となり、ＮＯ２量が「５」となる。よって、図８（ｂ）に示すような均一劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「５０％」となる。
【００７２】
図８（ｃ）は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にある場合のＮＯｘ浄化率を示している。具体的には、ＳＣＲ触媒１４の半分は「１００％」のＮＯｘ浄化能力を有し、ＳＣＲ触媒１４のもう半分はＮＯｘ浄化能力を全く有しない場合（ＮＯｘ浄化能力が「０％」の場合）のＮＯｘ浄化率を示している。図８（ｃ）は、説明の便宜上、ＳＣＲ触媒１４の半分ごとに、「３５」のＮＯ量と「１５」のＮＯ２量とが供給されるような図を示している。この場合には、ＮＯｘ浄化能力が「０％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯ量が「３５」となり、ＮＨ３量が「１５」となる。これに対して、ＮＯｘ浄化能力が「１００％」であるＳＣＲ触媒１４の部分は、その下流側のＮＯ量が「２０」となり、ＮＯ２量が「０」となる。よって、図８（ｃ）に示すような部分劣化の場合には、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率が「３０％」となる。
【００７３】
図８（ｂ）及び（ｃ）より、ＮＯ２比率が「３０％」である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にある場合と部分劣化の状態にある場合とで、得られるＮＯｘ浄化率が異なる。そのため、ＮＯ２比率を「３０％」に設定した場合には、ＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを適切に区別することができると言える。
【００７４】
以上のことから、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率を変化させた際に得られるＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定する。
【００７５】
図９を参照して、第２実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定方法について具体的に説明する。図９は、横軸に、ＮＯ２比率を示し、縦軸に、ＥＣＵ２０によって求められるＮＯｘ浄化率を示している。
【００７６】
グラフ７１（実線で示す）は、正常なＳＣＲ触媒１４におけるＮＯ２比率とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ７２（破線で示す）は、均一劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４におけるＮＯ２比率とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。グラフ７３（一点鎖線で示す）は、部分劣化の状態にあるＳＣＲ触媒１４におけるＮＯ２比率とＮＯｘ浄化率との関係の一例を示している。ＮＯ２比率Ｃ１は、正常なＳＣＲ触媒１４の最適ＮＯ２比率であり、例えば「５０％」である。一方、ＮＯ２比率Ｃ２は、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が劣化判定値ＢとなるＮＯ２比率であり、例えば「５０％」よりも小さい値である。
【００７７】
グラフ７２、７３より、ＮＯ２比率の変化に対するＮＯｘ浄化率の変化の態様が、均一劣化と部分劣化とで異なることがわかる。例えば、ＮＯ２比率Ｃ１とＮＯ２比率Ｃ２との間では、均一劣化の場合にはＮＯｘ浄化率がほとんど変化していないのに対して、部分劣化の場合にはＮＯｘ浄化率が変化していることがわかる。そのため、１つの例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率Ｃ１とＮＯ２比率Ｃ２との間でＮＯ２比率を変化させた際の、変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差（絶対値を用いるものとする。以下同様とする。）に基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値未満である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、ＮＯ２比率の変化前後におけるＮＯｘ浄化率の差が所定値以上である場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００７８】
他の例では、ＥＣＵ２０は、上記のようなＮＯｘ浄化率の差を用いる代わりに、ＮＯ２比率Ｃ１とＮＯ２比率Ｃ２との間でＮＯ２比率を変化させた際におけるＮＯｘ浄化率の変化の傾き（言い換えると変化勾配）に基づいて、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ浄化率の変化の傾きが所定値未満である場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定し、ＮＯｘ浄化率の変化の傾きが所定値以上である場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００７９】
他方で、グラフ７１、７２より、均一劣化の場合には、ＮＯ２比率Ｃ２以下の範囲で正常の場合のＮＯｘ浄化率と重なることがわかる。これに対して、グラフ７１、７３より、部分劣化の場合には、ＮＯ２比率Ｃ２以下の範囲で正常の場合のＮＯｘ浄化率と重ならないことがわかる。そのため、更に他の例では、ＥＣＵ２０は、上記のようなＮＯｘ浄化率の差及び変化の傾きを用いる代わりに、ＮＯ２比率Ｃ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重なるか否かによって、均一劣化と部分劣化とを判別する。この例では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率Ｃ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重なる場合には、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定する。これに対して、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率Ｃ２以下の範囲で得られるＮＯｘ浄化率が、ＳＣＲ触媒１４が正常である場合のＮＯｘ浄化率と重ならない場合には、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する。
【００８０】
（処理フロー）
次に、図１０を参照して、第２実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定処理について説明する。図１０は、第２実施形態に係るＳＣＲ触媒１４の劣化判定処理の一例を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００８１】
まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率を最適ＮＯ２比率（図９に示したＮＯ２比率Ｃ１）に設定した際の、ＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率（このＮＯｘ浄化率についても、以下では「通常ＮＯｘ浄化率」と呼ぶ。）を求める。例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の運転状態などに基づいて、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量を推定すると共に、ＮＯｘセンサ１８から供給される検出信号Ｓ１８に基づいて、第２触媒１５の下流側におけるＮＯｘ量を求めて、これらのＮＯｘ量に基づいて通常ＮＯｘ浄化率を求める。そして、処理はステップＳ２０２に進む。
【００８２】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ２０は、通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値以下であるか否かを判定する。ここでは、ＳＣＲ触媒１４が正常であるか否か、言い換えるとＳＣＲ触媒１４が劣化しているか否かを判定している。
【００８３】
通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値以下である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が劣化しているものと判断し、ステップＳ２０３以降で、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化及び部分劣化のいずれの劣化状態にあるかを判定するための処理を行う。これに対して、通常ＮＯｘ浄化率が劣化判定値よりも大きい場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０８に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が正常であると判定する（ステップＳ２０８）。そして、処理は終了する。
【００８４】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ２０は、設定するＮＯ２比率を、最適ＮＯ２比率から変更する制御を行う。例えば、ＥＣＵ２０は、最適ＮＯ２比率から、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が劣化判定値となるＮＯ２比率以上の所定のＮＯ２比率（例えば図９に示したＮＯ２比率Ｃ２）へと低下させるべく、エンジン１１の運転状態などを制御する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。
【００８５】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ２０は、ＮＯ２比率を変更した後のＳＣＲ触媒１４によるＮＯｘ浄化率を求める。例えば、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の運転状態などに基づいて、ＳＣＲ触媒１４の上流側におけるＮＯｘ量を推定すると共に、ＮＯｘセンサ１８から供給される検出信号Ｓ１８に基づいて、第２触媒１５の下流側におけるＮＯｘ量を求めて、これらのＮＯｘ量に基づいてＮＯ２比率変更後のＮＯｘ浄化率を求める。そして、処理はステップＳ２０５に進む。
【００８６】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ２０は、通常ＮＯｘ浄化率とＮＯ２比率変更後のＮＯｘ浄化率との差（絶対値を用いるものとする）が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるのか、それとも部分劣化の状態にあるのかを判定している。当該判定に用いる所定値は、予め設定された値が用いられる。ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあるならば、基本的には、通常ＮＯｘ浄化率とＮＯ２比率変更後のＮＯｘ浄化率との差は概ね「０」となるが、当該所定値は、ある程度のマージンを設けて、例えば「０」よりも大きな値に設定される。
【００８７】
通常ＮＯｘ浄化率とＮＯ２比率変更後のＮＯｘ浄化率との差が所定値以上である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が部分劣化の状態にあると判定する（ステップＳ２０６）。そして、処理は終了する。これに対して、通常ＮＯｘ浄化率とＮＯ２比率変更後のＮＯｘ浄化率との差が所定値未満である場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０７に進む。この場合には、ＥＣＵ２０は、ＳＣＲ触媒１４が均一劣化の状態にあると判定する（ステップＳ２０７）。そして、処理は終了する。
【００８８】
以上説明した第２実施形態によっても、ＮＯ２比率を変化させた際のＮＯｘ浄化率に基づいて、ＳＣＲ触媒１４の均一劣化と部分劣化とを適切に区別して判定することが可能となる。これにより、ＳＣＲ触媒１４の劣化時における尿素添加制御を最適化することが可能となる。
【００８９】
なお、上記した処理フローでは、ＮＯ２比率を最適ＮＯ２比率に設定した際に得られる通常ＮＯｘ浄化率を用いて判定を行う例を示したが、これに限定はされない。最適ＮＯ２比率でなくても、正常なＳＣＲ触媒１４のＮＯｘ浄化率が劣化判定値となるＮＯ２比率以上のＮＯ２比率であれば、そのＮＯ２比率に設定した際に得られるＮＯｘ浄化率を用いて判定を行っても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１１  エンジン
１２  排気通路
１３  第１触媒
１４  ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ選択還元触媒）
１５  第２触媒
１６  尿素添加弁
１８  ＮＯｘセンサ
２０  ＥＣＵ
【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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【図９】
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【図１０】
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