(57)【要約】【課題】酸化触媒が劣化したときのアンモニアスリップの発生を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化装置は、排気通路２６に設けられており酸化触媒が担持された第１浄化部材３０と、第１浄化部材３０よりも下流の排気通路２６に設けられてＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒４１と、第１浄化部材３０に流入する排気に機関燃料を添加する燃料添加弁５と、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気に尿素水を添加する尿素水供給機構２００とを備えている。この排気浄化装置は、第１浄化部材３０の劣化度合に応じた量の機関燃料を添加する。また、第１浄化部材３０の劣化度合が所定の閾値に達した以降は、尿素水の添加量を、第１浄化部材３０の劣化度合が同閾値に達した時点での添加量よりも少なくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられた酸化触媒と、前記酸化触媒よりも下流の排気通路に設けられてＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記酸化触媒に流入する排気に機関燃料を添加する燃料添加機構と、前記ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気にアンモニア成分を含む還元剤を添加する還元剤添加機構と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記酸化触媒の劣化度合に応じた量の前記機関燃料を添加するとともに、
前記劣化度合が所定の閾値に達した以降は、前記還元剤の添加量を、前記劣化度合が前記閾値に達した時点での前記還元剤の添加量よりも少なくする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒を排気通路に備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置は、例えば尿素水などの還元剤を排気に添加する添加機構を備えており、この添加された還元剤に由来するアンモニアがＮＯｘ浄化触媒に吸着される。そして、ＮＯｘ浄化触媒に吸着されたアンモニアによってＮＯｘが還元処理される。
【０００３】
特許文献１などに示されているように、排気中のＮＯ（一酸化窒素）及びＮＯ２（二酸化窒素）のモル比が１：１であって次式（１）で示される化学反応が起きるときには、他の化学反応によるＮＯｘの還元と比較して、ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化効率は高くなる。
【０００４】
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ  …（１）
以下、排気に含まれるＮＯｘのうちでＮＯ２が占める割合（モル比）をＮＯ２比率［ＮＯ２比率（％）＝ＮＯ２／（ＮＯ＋ＮＯ２）×１００］という。従って、排気中のＮＯ及びＮＯ２のモル比が１：１になっているときには、ＮＯ２比率は５０％になり、この５０％というＮＯ２比率は、ＮＯｘ浄化触媒において高い浄化効率を実現するうえでの最適値になる。
【０００５】
ここで、内燃機関の気筒内で発生するＮＯｘのほとんどはＮＯであるため、このままでは、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気のＮＯ２比率を上記最適値に近づけることができない。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載の装置では、ＮＯｘ浄化触媒の排気上流に酸化触媒を設けて、その酸化触媒による酸化反応を利用して、排気に含まれるＮＯの一部をＮＯ２に変化させることにより、上記式（１）で示した化学反応が進むようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２１６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、酸化触媒が劣化するにつれて、その酸化触媒でのＮＯの酸化反応は進みにくくなるため、ＮＯ２比率を最適値に近づけることは難しくなる。そこで、酸化触媒の劣化度合に応じた量の燃料を排気に添加して酸化触媒の温度を高めるようにすれば、酸化触媒でのＮＯの酸化反応が促されるようになるため、酸化触媒が劣化したとしても、ＮＯ２比率を最適値に近い状態に維持することが可能になる。
【０００９】
しかし、酸化触媒の劣化がある程度以上に進んでしまうと、そうした燃料添加を行っても酸化触媒での酸化反応は起きにくくなる。そのため、ＮＯ２比率を上述したような適切な状態に維持することは困難になり、ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化効率が低下してしまう。このようにしてＮＯｘ浄化効率が低下してしまうと、添加された還元剤の一部がＮＯｘの還元に利用されることなくＮＯｘ浄化触媒を通過してしまい、アンモニアスリップが発生するおそれがある。
【００１０】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化触媒が劣化したときのアンモニアスリップの発生を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられた酸化触媒と、酸化触媒よりも下流の排気通路に設けられてＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、酸化触媒に流入する排気に機関燃料を添加する燃料添加機構と、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気にアンモニア成分を含む還元剤を添加する還元剤添加機構と、を備えている。そして、酸化触媒の劣化度合に応じた量の機関燃料を添加することにより、酸化触媒の劣化に伴うＮＯの酸化作用の低下が抑えられるようになる。
【００１２】
また、酸化触媒の劣化度合が所定の閾値に達した以降は、還元剤の添加量を、同劣化度合が上記閾値に達した時点での還元剤の添加量よりも少なくするようにしている。従って、そうした閾値を適切に設定することにより、燃料添加を行ってもＮＯ２比率を最適値に維持することが困難になる程度に酸化触媒の劣化度合が進んでいる場合には、還元剤の添加量を減らすことが可能になる。そのため、ＮＯｘ浄化触媒においてＮＯｘの還元処理に利用される尿素水の量に対して、添加される尿素水の量が過剰になってしまうことを抑えることができ、これにより酸化触媒が劣化したときのアンモニアスリップの発生を抑えることができるようになる。
【００１３】
なお、上記閾値としては、酸化触媒を通過した排気のＮＯ２比率を５０％近傍の値に維持することができる酸化触媒の劣化度合の最大値等を設定することが望ましい。
また、酸化触媒の劣化度合は、酸化触媒の使用を開始してからの同酸化触媒の総受熱量や、酸化触媒を備える車両の総走行距離などから求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態において尿素添加を行うときの一連の処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、酸化触媒劣化度と燃料添加量との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態において、ＳＣＲ触媒劣化度と尿素補正量との関係を示すグラフ。
【図５】第２実施形態においてＮＯｘ低減処理を実行するときの手順の一部を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、車両に搭載される内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に、内燃機関１や、同内燃機関１の周辺構成を示す。
【００１６】
内燃機関１はディーゼル機関であり、複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが各気筒＃１〜＃４に対応して取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００１７】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００１８】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００１９】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、気筒に導入される吸入空気を排気圧を利用して過給するターボチャージャ１１が設けられている。ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２０】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの排気下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００２１】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣやＮＯを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭやＮＯの酸化を促すための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００２２】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、第１浄化部材３０（酸化触媒３１及びフィルタ３２）に流入する排気に対して機関燃料を添加する燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更することも可能である。これら燃料添加弁５、燃料供給管２７、及びサプライポンプ１０は、燃料添加機構を構成している。なお、こうした燃料添加弁５からの燃料添加に代えて、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射時期を調整してポスト噴射を行うことにより、機関燃料を排気に添加するようにしてもよく、この場合には、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄが燃料添加機構としても機能する。
【００２３】
フィルタ３２に捕集されたＰＭの量が所定値を超えると、フィルタ３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると酸化され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。
【００２４】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の排気下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００２５】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の排気下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００２６】
内燃機関１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を添加する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００２７】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向かって開口されている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００２８】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００２９】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００３０】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアになる。このアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸着されてＮＯｘの還元に利用される。
【００３１】
ここで、内燃機関１から排出された排気が上記第１浄化部材３０を通過する際には、排気に含まれるＮＯの一部が酸化されてＮＯ２に変化する。そのため、第１浄化部材３０を通過した後の排気のＮＯ２比率は、第１浄化部材３０を通過する前の排気のＮＯ２比率と比べて高くなり、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気のＮＯ２比率は上述した最適値（５０％）に近づくようになる。こうした第１浄化部材３０によるＮＯの酸化作用により、ＳＣＲ触媒４１では上記式（１）で示した化学反応が進むようになり、同ＳＣＲ触媒４１では、ＮＯｘの浄化効率が向上する。
【００３２】
この他、内燃機関１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置によって、排気の一部を吸入空気に再循環させる排気再循環処理（以下、ＥＧＲ処理という）が行われることにより、燃焼室内の燃焼温度が低下して、ＮＯｘの発生量が低減される。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００３３】
内燃機関１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、車両の周囲の外気温ＴＨｏｕｔを検出する。なお、この外気温センサ２３は、内燃機関１等から放出される熱の影響を受けにくい位置に配置されている。例えば、車両前方に設けられて機関冷却水を冷却するラジエターの車両前方側などに外気温センサ２３は設けられている。車速センサ２４は内燃機関１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。水温センサ２５は、内燃機関１の冷却水温ＴＨＷを検出する。吸気温センサ１５０は、エアフロメータ１９近傍の吸気温ＴＨＡを検出する。
【００３４】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する排気の温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
【００３５】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気に含まれるＮＯｘの量、より具体的にはＮＯｘの濃度（単位：ｐｐｍ）である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００３６】
第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００３７】
これら各種センサ等の出力は、制御部を構成する制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３８】
そして、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御や噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御等、内燃機関１の各種制御が行われる。
【００３９】
また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、内燃機関１の燃焼室で発生するＮＯｘをＳＣＲ触媒４１で還元処理するために必要な尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出される。例えば、燃焼室で発生するＮＯｘの量や、ＳＣＲ触媒４１に吸着させるアンモニアの量などに応じて基本尿素添加量Ｑｕｒｂが算出され、この基本尿素添加量Ｑｕｒｂが各種の補正値で補正されることにより、尿素添加量Ｑｕｒが算出される。そして、算出された尿素添加量Ｑｕｒに相当する量の尿素水が尿素添加弁２３０から噴射されるように、尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。
【００４０】
以下、図２を参照して、尿素水の添加制御にかかる一連の処理手順を説明する。なお、図２に示す一連の処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、尿素水添加の実行条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１００）。このステップＳ１００では、例えばＳＣＲ触媒４１の温度が、ＮＯｘの還元作用が得られる活性化温度以上になっている場合に、尿素水添加の実行条件が成立していると判定される。なお、ＳＣＲ触媒４１の温度は、ＳＣＲ触媒４１の熱収支に関する各種パラメータ、例えばＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度である第２排気温度ＴＨ２等に基づいて推定される。ちなみに、ＳＣＲ触媒４１に温度センサを設けて、ＳＣＲ触媒４１の温度を直接検出してもよい。
【００４１】
そして、尿素水添加の実行条件が成立していないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、尿素水添加の実行条件が成立しているときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、酸化触媒劣化度ＭＨＤに基づいて燃料添加量Ｑａｄが算出される（Ｓ１１０）。
【００４２】
酸化触媒劣化度ＭＨＤは、酸化触媒３１及びフィルタ３２で構成される上記第１浄化部材３０を１つの酸化触媒とみなしたときの同酸化触媒の熱劣化度合を示す値であり、そうした触媒の熱劣化度合は適宜の態様で推定可能である。例えば、第１浄化部材３０の熱劣化度合は、第１浄化部材３０の使用を開始してからの総受熱量と相関があるため、第１浄化部材３０の温度と第１浄化部材３０に流入する排気の流量との乗算値を時間積算した値が大きくなるほど大きくなる。そこで、本実施形態では、本処理とは別の処理にて、第１浄化部材３０に流入する排気の温度である第１排気温度ＴＨ１等に基づき、第１浄化部材３０の温度を推定している。そして、所定周期毎に、第１浄化部材３０の推定温度と第１浄化部材３０に流入する排気の流量との乗算値を算出するとともにその乗算値を積算していく処理を実行し、こうして算出される乗算値の時間積算値を、現在の酸化触媒劣化度ＭＨＤとして設定している。
【００４３】
また、燃料添加量Ｑａｄは、燃料添加弁５から添加する燃料の量であって、第１浄化部材３０の熱劣化に伴うＮＯの酸化作用の低下を補うための燃料添加量である。
図３に示すように、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達するまでは、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きいほど燃料添加量Ｑａｄは多くされる。そして、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きいほど燃料添加量Ｑａｄは少なくされる。なお、閾値αには、燃料添加を併用することで第１浄化部材３０を通過した排気のＮＯ２比率を５０％近傍に維持することができる酸化触媒劣化度ＭＨＤの最大値が設定されている。
【００４４】
次に、酸化触媒劣化度ＭＨＤが上記閾値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。そして、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに満たないときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤに基づいて尿素補正量Ｑｕｒｃが算出される（Ｓ１３０）。
【００４５】
ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤは、ＳＣＲ触媒４１の熱劣化度合を示す値であり、そうした触媒の熱劣化度合も適宜の態様で推定可能である。例えば、ＳＣＲ触媒４１の熱劣化度合は、ＳＣＲ触媒４１の使用を開始してからの総受熱量と相関があるため、ＳＣＲ触媒４１の温度とＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量との乗算値を時間積算した値が大きくなるほど大きくなる。そこで、本実施形態では、本処理とは別の処理にて、所定周期毎にＳＣＲ触媒４１の推定温度とＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量との乗算値を算出してその乗算値を積算していく処理を実行し、こうして算出される乗算値の時間積算値を、現在のＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤとして設定している。
【００４６】
また、尿素補正量Ｑｕｒｃは、尿素添加量Ｑｕｒの基本値である基本尿素添加量Ｑｕｒｂを補正する値であって、ＳＣＲ触媒４１の熱劣化に伴うＮＯｘ浄化率の低下を補うための補正量である。
【００４７】
図４に示すように、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが閾値βに達するまでは、尿素補正量Ｑｕｒｃは「０」に設定される。そして、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが閾値βに達した以降は、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが大きいほど尿素補正量Ｑｕｒｃは多くされる。なお、閾値βには、ＳＣＲ触媒４１の使用開始時におけるＮＯｘ浄化率を維持することのできるＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤの最大値が設定されている。ちなみに、尿素補正量Ｑｕｒｃが「０」に設定される領域を設けることなく、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤの大きさに応じて尿素補正量Ｑｕｒｃを連続的に増大させるようにしてよい。また、ＮＯｘ浄化率は、「｛（第１ＮＯｘ濃度Ｎ１−第２ＮＯｘ濃度Ｎ２）／第１ＮＯｘ濃度Ｎ１｝×１００（％）」で表される値である。
【００４８】
ステップＳ１２０にて、酸化触媒劣化度ＭＨＤが上記閾値α以上であると判定されるときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、尿素補正量Ｑｕｒｃの減量が実行される（Ｓ１４０）。このステップＳ１４０では、前回の本処理実行時に設定された尿素補正量Ｑｕｒｃから予め設定された減算量Ｄを減じた値が、今回の本処理実行時における尿素補正量Ｑｕｒｃとして設定される。なお、減算量Ｄは、尿素添加量の急激な変化を抑えつつ、アンモニアスリップの発生を抑えることの可能な量であって、予めの実験等を通じて適切な値が求められている。
【００４９】
ここで、ステップＳ１２０にて初めて肯定判定されたとき、つまり酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値α以上になった直後における「前回の本処理実行時に設定された尿素補正量Ｑｕｒｃ」とは、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値α以上になった時点で既に設定されていた尿素補正量Ｑｕｒｃであって次の値になる。すなわち本処理が前回実行されたときにステップＳ１２０で否定判定されたことにより設定された尿素補正量Ｑｕｒｃであり、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤに基づいて設定された最後の尿素補正量Ｑｕｒｃである。そして、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値α以上になると、本処理が実行される毎にステップＳ１４０が実行されるため、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値α以上になった以降に設定される尿素補正量Ｑｕｒｃは、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤに基づいて設定された最後の尿素補正量Ｑｕｒｃを基準にして上記減算量Ｄずつ減少していく。なお、ステップＳ１４０における尿素補正量Ｑｕｒｃの減量は、尿素補正量Ｑｕｒｃが「０」になるまで、またはＳＣＲ触媒４１のＮＯｘ浄化率が所定の閾値以下に低下するまで実行される。
【００５０】
ステップＳ１３０またはステップＳ１４０にて、今回の実行周期における尿素補正量Ｑｕｒｃが設定されると、次に、基本尿素添加量Ｑｕｒｂ及び尿素補正量Ｑｕｒｃに基づいて尿素添加量Ｑｕｒが算出される（Ｓ１５０）。このステップＳ１５０では、基本尿素添加量Ｑｕｒｂと尿素補正量Ｑｕｒｃとの和が尿素添加量Ｑｕｒとして設定される。
【００５１】
次に、ステップＳ１５０で算出された尿素添加量Ｑｕｒによる尿素水添加の実行と（Ｓ１６０）、ステップＳ１１０で算出された燃料添加量Ｑａｄによる燃料添加とが実行されて（Ｓ１７０）、本処理は一旦終了される。
【００５２】
次に、図５を参照して、本実施形態の作用を説明する。
第１浄化部材３０によるＮＯの酸化反応は、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きくなるについて進みにくくなるため、そのままでは、図５において二点鎖線Ｌ１で示すように、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気のＮＯ２比率は、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きくなるに伴って最適値（例えば「５０％」など）よりも低くなっていく。
【００５３】
この点、本実施形態では、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達するまでは、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きくなるに伴って燃料添加量Ｑａｄは多くされる。このように酸化触媒劣化度ＭＨＤに応じた量の機関燃料が排気に添加されると、その機関燃料が排気中や第１浄化部材３０において酸化されることにより、第１浄化部材３０の温度は高くなり、この第１浄化部材３０の高温化によって同第１浄化部材３０でのＮＯの酸化反応が促されるようになる。そのため、第１浄化部材３０の劣化が進んだとしても酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達するまでは、図５に実線にて示すように、ＮＯ２比率は最適値に近い状態に維持される。
【００５４】
また、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、第１浄化部材３０の劣化が進みすぎているため、燃料添加によるＮＯ２比率の最適化は難しくなる。そこで、本実施形態では、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きくなるに伴って燃料添加量Ｑａｄは少なくされる。従って、ＮＯ２比率の最適化に寄与しない不要な機関燃料の消費を抑えることができる。
【００５５】
他方、尿素補正量Ｑｕｒｃによる基本尿素添加量Ｑｕｒｂの補正を行わない場合には、図５において二点鎖線Ｌ２で示すように、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが閾値βに達した以降、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが大きくなるについてＮＯｘ浄化率は低下していく。
【００５６】
この点、本実施形態では、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが閾値βに達した以降は、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤの増大に伴って尿素補正量Ｑｕｒｃは多くされる。そのため、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが閾値βに達した以降は、ＳＣＲ触媒４１の劣化の進み具合に応じて尿素添加量Ｑｕｒが増量されていく。
【００５７】
ちなみに、ＳＣＲ触媒４１は、排気の流れ方向において均一に劣化していくわけではなく、基本的には排気上流側の部位（前端）から排気下流側の部位（後端）に向かって徐々に劣化が進行していく。従って、ＳＣＲ触媒４１においてアンモニアが吸着される部位は、ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤの増大に伴って徐々に排気下流側の部位に移行していく。
【００５８】
また、上述したように、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、燃料添加を行っても、第１浄化部材３０ではＮＯの酸化反応は起きにくくなるため、ＮＯ２比率を上述したような適切な状態に維持することは困難になり、ＳＣＲ触媒４１のＮＯｘ浄化率が低下してしまう。このようにしてＮＯｘ浄化率が低下している状態で尿素添加量Ｑｕｒの増量を継続してしまうと、還元処理に利用される尿素水の量に対して、添加される尿素水の量が過剰になる。そのため、添加された尿素水の一部はＮＯｘの還元に利用されることなくＳＣＲ触媒４１を通過してしまい、アンモニアスリップが発生するおそれがある。
【００５９】
この点、本実施形態では、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、尿素補正量Ｑｕｒｃの減量が開始される（先の図２に示したステップＳ１４０の処理）。そのため、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降の尿素添加量Ｑｕｒは、酸化触媒劣化度ＭＨＤが同閾値αに達した時点での尿素添加量Ｑｕｒよりも少なくなり、過剰な量の尿素水添加が抑えられるようになるため、アンモニアスリップの発生が抑制される。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降の尿素添加量Ｑｕｒは、酸化触媒劣化度ＭＨＤが同閾値αに達した時点での尿素添加量Ｑｕｒよりも少なくされる。従って、酸化触媒３１やフィルタ３２が劣化したとしても、アンモニアスリップの発生を抑えることができる。
【００６１】
（２）酸化触媒劣化度ＭＨＤに応じた量の燃料添加を行うようにしているため、酸化触媒３１やフィルタ３２が熱劣化したとしても、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達するまでは、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気のＮＯ２比率を最適値近傍の値に維持することができる。
【００６２】
（３）ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤに応じた量の尿素水添加を行うようにしているため、ＳＣＲ触媒４１の熱劣化に伴うＮＯｘ浄化率の低下を抑えることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【００６３】
・酸化触媒劣化度ＭＨＤは、酸化触媒３１及びフィルタ３２で構成される第１浄化部材３０を１つの酸化触媒とみなしたときの同酸化触媒の熱劣化度合を示す値であった。この他、酸化触媒３１及びフィルタ３２の熱劣化度合を個別に算出し、個々の熱劣化度合に基づいて燃料添加量を設定するようにしてもよい。例えば酸化触媒３１の劣化度がＭＨＤ１であり、その劣化度ＭＨＤ１に対応する燃料添加量がＱａｄ１であったとする。また、フィルタ３２の劣化度がＭＨＤ２であり、その劣化度ＭＨＤ２に対応する燃料添加量がＱａｄ２であったとする。この場合には、Ｑａｄ１とＱａｄ２との和を燃料添加量Ｑａｄとし、その燃料添加量Ｑａｄに相当する量の機関燃料を燃料添加弁５から添加してもよい。
【００６４】
・酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、酸化触媒劣化度ＭＨＤが大きくなるに伴って燃料添加量Ｑａｄが少なくなるようにした。この他、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、燃料添加量Ｑａｄを「０」に設定してもよい。
【００６５】
・酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、尿素補正量Ｑｕｒｃが徐々に少なくなるようにした。この他、酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降は、尿素補正量Ｑｕｒｃを「０」に設定してもよい。
【００６６】
・上述した減算量Ｄを、酸化触媒劣化度ＭＨＤの増大に伴って大きくなるように可変設定するようにしてもよい。この場合には、酸化触媒劣化度ＭＨＤの増大に伴って、ＮＯ２比率の最適値に対する現状値の低下度合は大きくなっていくが、そうしたＮＯ２比率の低下度合に応じて尿素添加量の減算量Ｄが求められるようになるため、アンモニアスリップの発生をより好適に抑えることができる。
【００６７】
・ＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤに応じて尿素補正量Ｑｕｒｃを算出するようにしたが、そうしたＳＣＲ触媒４１の劣化度合に応じた尿素添加量の補正を省略することもできる。この場合でも、少なくとも酸化触媒劣化度ＭＨＤが閾値αに達した以降の尿素添加量Ｑｕｒを、酸化触媒劣化度ＭＨＤが同閾値αに達した時点での尿素添加量Ｑｕｒよりも少なくすることにより、酸化触媒３１やフィルタ３２が劣化したとしても、アンモニアスリップの発生を抑えることができる。
【００６８】
・酸化触媒３１、フィルタ３２、及びＳＣＲ触媒４１の熱劣化度合は、内燃機関１を搭載した車両の総走行距離が長くなるほど大きくなる傾向がある。そこで、内燃機関１を搭載した車両の総走行距離が長くなるほど、酸化触媒劣化度ＭＨＤやＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤが大きくなるように、総走行距離に基づいて酸化触媒劣化度ＭＨＤやＳＣＲ触媒劣化度ＳＨＤを求めるようにしてもよい。
【００６９】
・酸化触媒３１、フィルタ３２、ＳＣＲ触媒４１、及びアンモニア酸化触媒５１の配設数は適宜変更することができる。
・尿素水を使用するようにしたが、アンモニア成分を含む還元剤であれば、他の還元剤でもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…水温センサ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、１５０…吸気温センサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【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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