(57)【要約】【課題】アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させる【解決手段】浄化制御装置１２は、ディーゼルエンジン５１から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するためにディーゼルエンジン５１の排気管５２に設置されるＳＣＲ触媒４に吸蔵されるアンモニアの量（すなわち、アンモニア吸蔵量）を推定する。浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報を取得する。また浄化制御装置１２は、尿素噴射量を取得する。また浄化制御装置１２は、取得した上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報と、取得した尿素噴射量と、ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。【選択図】図１
2016223445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定装置であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手段と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手段と、
前記第１情報取得手段が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手段が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記アンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手段とを備える
ことを特徴とするアンモニア吸蔵量推定装置。
【請求項２】
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である上流ＮＯｘ濃度を検出する上流ＮＯｘセンサと、
前記上流ＮＯ２濃度を検出する上流ＮＯ２センサと、
前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である下流ＮＯｘ濃度を検出する下流ＮＯｘセンサと、
前記下流アンモニア濃度を検出する下流アンモニアセンサと、
前記上流ＮＯｘ濃度と前記上流ＮＯ２濃度とに基づいて、前記上流ＮＯ濃度を算出する上流濃度算出手段と、
前記下流ＮＯｘ濃度と前記下流アンモニア濃度とに基づいて、前記下流ＮＯ濃度および前記下流ＮＯ２濃度を算出する下流濃度算出手段とを備え、
前記上流ＮＯｘセンサと前記上流ＮＯ２センサ、および、前記下流ＮＯｘセンサと前記下流アンモニアセンサの少なくとも一方が、一体型のガスセンサとして構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア吸蔵量推定装置。
【請求項３】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御装置であって、
請求項１または請求項２に記載のアンモニア吸蔵量推定装置と、
前記アンモニア吸蔵量推定装置により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、前記尿素供給装置による尿素の供給量を制御する供給制御手段とを備える
ことを特徴とする浄化制御装置。
【請求項４】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定方法であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手順と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手順と、
前記第１情報取得手順が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手順が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記アンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手順とを備える
ことを特徴とするアンモニア吸蔵量推定方法。
【請求項５】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤としてアンモニアを供給する尿素供給装置を制御する浄化制御方法であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手順と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手順と、
前記第１情報取得手順が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手順が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手順と、
前記吸蔵量推定手順により推定された前記アンモニア吸蔵量を用いて、前記尿素供給装置による尿素の供給量を制御する供給制御手順とを備える
ことを特徴とする浄化制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択還元触媒を用いたアンモニア吸蔵量推定装置、浄化制御装置、アンモニア吸蔵量推定方法および浄化制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮｏｘを浄化するために、内燃機関の排気管にＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒を設置し、還元剤として尿素をＳＣＲ触媒へ噴射するように構成されたシステムが存在する。このようなシステムにおいて、ＳＣＲ触媒に吸蔵されているアンモニアの量（以下、アンモニア吸蔵量という）を推定し、このアンモニア吸蔵量に基づいて、アンモニアの噴射量を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１１９１８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、特許文献１に記載の技術では、尿素濃度、加水分解効率およびＮＯｘ浄化率に応じて設定される係数を用いてアンモニア吸蔵量を推定するため、アンモニア吸蔵量の推定精度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた第１発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定装置である。そして第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１情報取得手段と、第２情報取得手段と、吸蔵量推定手段とを備える。
【０００７】
第１情報取得手段は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する。上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度はそれぞれ、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度である。下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度はそれぞれ、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度である。
【０００８】
第２情報取得手段は、選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する。
吸蔵量推定手段は、第１情報取得手段が取得した第１濃度特定情報と、第２情報取得手段が取得した第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。
【０００９】
このように構成された第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１濃度特定情報を取得することにより、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定し、第２濃度特定情報を取得することにより上流アンモニア濃度を特定することができる。
【００１０】
そして第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１濃度特定情報と、第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応は、アンモニアと、ＮＯおよびＮＯ２の少なくとも一方の反応である。このため、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度に基づいて、ＮＯおよびＮＯ２と反応したアンモニアの量を算出することができる。また第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、上流アンモニア濃度と下流アンモニア濃度に基づいて、選択還元触媒に吸蔵されなかったアンモニアの量を算出することができる。このように、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、選択還元触媒の上流側と下流側との両方でＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの量を特定した上で反応式を用いてアンモニア吸蔵量を算出するため、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることができる。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた第２発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御装置である。そして第２発明の浄化制御装置は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と、供給制御手段とを備える。
【００１２】
供給制御手段は、アンモニア吸蔵量推定装置により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素供給装置による尿素の供給量を制御する。
このように構成された第２発明の浄化制御装置は、アンモニアの供給量を制御しているため、選択還元触媒へ供給されるアンモニアの量を特定することができる。そして第２発明の浄化制御装置は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置を備えるため、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
また、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置では、上流ＮＯｘセンサと、上流ＮＯ２センサと、下流ＮＯｘセンサと、下流アンモニアセンサと、上流濃度算出手段と、下流濃度算出手段とを備え、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサ、および、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサの少なくとも一方が、一体型のガスセンサとして構成されているようにしてもよい。
【００１４】
上流ＮＯｘセンサは、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である上流ＮＯｘ濃度を検出する。上流ＮＯ２センサは、上流ＮＯ２濃度を検出する。下流ＮＯｘセンサは、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である下流ＮＯｘ濃度を検出する。下流アンモニアセンサは、下流アンモニア濃度を検出する。上流濃度算出手段は、上流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯ２濃度とに基づいて、上流ＮＯ濃度を算出する。下流濃度算出手段は、下流ＮＯｘ濃度と下流アンモニア濃度とに基づいて、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度を算出する。
【００１５】
すなわち、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、上流側または下流側の少なく一方で一体型のガスセンサを用いて濃度検出を行う。このため、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサとが一体型のガスセンサとして構成されている場合には、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサは、排気ガスの略同一領域におけるＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出することができる。すなわち、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサとで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。同様に、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサとが一体型のガスセンサとして構成されている場合には、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサとで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。
【００１６】
上記目的を達成するためになされた第３発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定方法である。そして第３発明のアンモニア吸蔵量推定方法は、第１情報取得手順と、第２情報取得手順と、吸蔵量推定手順とを備える。
【００１７】
第１情報取得手順は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する。上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度はそれぞれ、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度である。下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度はそれぞれ、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度である。
【００１８】
第２情報取得手順は、選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する。
吸蔵量推定手順は、第１情報取得手順が取得した第１濃度特定情報と、第２情報取得手順が取得した第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。
【００１９】
第３発明のアンモニア吸蔵量推定方法は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
上記目的を達成するためになされた第４発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御方法である。そして第４発明の浄化制御方法は、第１情報取得手順と、第２情報取得手順と、吸蔵量推定手順と、供給制御手順とを備える。
【００２１】
供給制御手順は、吸蔵量推定手順により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素供給装置による尿素の供給量を制御する。
第４発明の浄化制御方法は、第２発明の浄化制御装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、第２発明の浄化制御装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】尿素ＳＣＲシステム１の概略構成を示す図である。
【図２】上流マルチガスセンサ６と上流ガスセンサ制御装置７の概略構成を示す図である。
【図３】ＮＯ２検出部１０２の概略構成を示す断面図である。
【図４】下流マルチガスセンサ８と下流ガスセンサ制御装置９の概略構成を示す図である。
【図５】アンモニア検出部２０２の概略構成を示す展開図である。
【図６】下流ガスセンサ制御装置９に格納された各種データの構成を示すブロック図である。
【図７】上流ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。
【図８】下流ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。
【図９】噴射制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】アンモニア吸蔵量の算出方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システム１は、図１に示すように、酸化触媒２、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３、ＳＣＲ触媒４、尿素水インジェクタ５、上流マルチガスセンサ６、上流ガスセンサ制御装置７、下流マルチガスセンサ８、下流ガスセンサ制御装置９、上流温度センサ１０、下流温度センサ１１および浄化制御装置１２を備える。
【００２４】
酸化触媒２は、ディーゼルエンジン５１の排気管５２を介して、ディーゼルエンジン５１から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中の酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する。
【００２５】
ＤＰＦ３は、排気管５２を介して、酸化触媒２から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中の粒子状物質を除去する。
ＳＣＲ触媒４は、上流側から供給される尿素をアンモニアに加水分解し、排気管５２を介して、ＤＰＦ３から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中のＮＯｘをこのアンモニアで還元する触媒として作用し、ＮＯｘを窒素ガスと水蒸気に転換する。これによりＳＣＲ触媒４は、ＮＯｘが還元された排気ガスを排出する。
【００２６】
尿素水インジェクタ５は、排気管５２におけるＤＰＦ３とＳＣＲ触媒４との間に設置され、尿素水を排気ガス中に噴射する。噴射された尿素水は高温下で加水分解され、これによりアンモニアガスが生成される。このアンモニアガスは、ＮＯｘ還元の還元剤として用いられる。
【００２７】
上流マルチガスセンサ６は、排気管５２におけるＤＰＦ３とＳＣＲ触媒４との間に設置され、ＤＰＦ３から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出する。
上流ガスセンサ制御装置７は、上流マルチガスセンサ６を制御するとともに、上流マルチガスセンサ６の検出結果に基づいて、ＤＰＦ３から排出された排気ガス中のＮＯ濃度（以下、上流ＮＯ濃度ともいう）とＮＯ２濃度（以下、上流ＮＯ２濃度ともいう）を算出する。上流ガスセンサ制御装置７は、通信線を介して、浄化制御装置１２との間でデータを送受信することが可能に構成されており、上流ＮＯ濃度を示す上流ＮＯ濃度情報と、上流ＮＯ２濃度を示す上流ＮＯ２濃度情報を浄化制御装置１２へ送信する。
【００２８】
下流マルチガスセンサ８は、排気管５２におけるＳＣＲ触媒４の下流側に設置され、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度とアンモニア濃度を検出する。
下流ガスセンサ制御装置９は、下流マルチガスセンサ８を制御するとともに、下流マルチガスセンサ８の検出結果に基づいて、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度（以下、下流ＮＯｘ濃度ともいう）と、ＮＯ２濃度（以下、下流ＮＯ２濃度ともいう）と、アンモニア濃度（以下、下流アンモニア濃度ともいう）を算出する。下流ガスセンサ制御装置９は、通信線を介して、浄化制御装置１２との間でデータを送受信することが可能に構成されており、下流ＮＯｘ濃度を示す下流ＮＯｘ濃度情報と、下流ＮＯ２濃度を示す下流ＮＯ２濃度情報と、下流アンモニア濃度を示す下流アンモニア濃度情報を浄化制御装置１２へ送信する。
【００２９】
上流温度センサ１０は、ＳＣＲ触媒４へ流入する排気ガスの温度を検出し、排気ガスの温度を示す上流ガス温度信号を出力する。
下流温度センサ１１は、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガスの温度を検出し、排気ガスの温度を示す下流ガス温度信号を出力する。
【００３０】
浄化制御装置１２は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３および信号入出力部２４等を備えるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。信号入出力部２４には、尿素水インジェクタ５、上流ガスセンサ制御装置７、下流ガスセンサ制御装置９、上流温度センサ１０および下流温度センサ１１が接続される。
【００３１】
浄化制御装置１２は、通信線を介して、上流ガスセンサ制御装置７および下流ガスセンサ制御装置９との間でデータを送受信することが可能に構成されている。さらに浄化制御装置１２は、通信線を介して、ディーゼルエンジン５１を制御する電子制御装置５３との間でデータを送受信することが可能に構成されている。以下、電子制御装置５３をエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）５３という。
【００３２】
上流マルチガスセンサ６は、図２に示すように、ＮＯｘ検出部１０１と、ＮＯ２検出部１０２を備える。
ＮＯｘ検出部１０１は、絶縁層１１１、固体電解質層１１２、絶縁層１１３、固体電解質層１１４、絶縁層１１５、固体電解質層１１６、絶縁層１１７、固体電解質層１１８、絶縁層１１９および絶縁層１２０が順次積層されて構成されている。絶縁層１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２０は、アルミナを主体として形成されている。固体電解質層１１２は、例えば部分安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で構成されている。固体電解質層１１４，１１６，１１８は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。
【００３３】
ＮＯｘ検出部１０１は、固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に形成される第１測定室１２１を備える。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１に隣接するようにして固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に配置された拡散抵抗体１２２を介して、外部から第１測定室１２１の内部に排気ガスを導入する。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１を挟んで拡散抵抗体１２２とは反対側において第１測定室１２１に隣接するようにして固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に配置された拡散抵抗体１２３を介して、排気ガスを第１測定室１２１の外部へ排出する。拡散抵抗体１２２，１２３は、アルミナ等の多孔質材料で形成されている。
【００３４】
ＮＯｘ検出部１０１は、第１ポンピングセル１３０を備える。第１ポンピングセル１３０は、固体電解質層１１４と、ポンピング電極１３１，１３２を備える。ポンピング電極１３１，１３２は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極１３１は、固体電解質層１１４において第１測定室１２１と接触する面上に配置される。ポンピング電極１３１における第１測定室１２１側の表面は、多孔質体からなる保護層１３３によって覆われる。ポンピング電極１３２は、固体電解質層１１４を挟んでポンピング電極１３１とは反対側で固体電解質層１１４の面上に配置される。ポンピング電極１３２が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層１１３は除去され、絶縁層１１３の代わりに多孔質体１３４が充填される。多孔質体１３４は、ポンピング電極１３２と外部との間でガス（酸素）の出入りを可能とする。
【００３５】
ＮＯｘ検出部１０１は、酸素濃度検出セル１４０を備える。酸素濃度検出セル１４０は、固体電解質層１１６と、検知電極１４１と、基準電極１４２を備える。検知電極１４１と基準電極１４２は、白金を主体として形成されている。検知電極１４１は、第１測定室１２１内においてポンピング電極１３１よりも下流側（すなわち、拡散抵抗体１２２よりも拡散抵抗体１２３に近い側）になるようにして、固体電解質層１１６における第１測定室１２１と接触する面上に配置される。基準電極１４２は、固体電解質層１１６を挟んで検知電極１４１とは反対側で固体電解質層１１６の面上に配置される。
【００３６】
ＮＯｘ検出部１０１は、基準酸素室１４６を備える。基準酸素室１４６は、固体電解質層１１６と固体電解質層１１８との間で基準電極１４２と接触するようにして形成されている。基準酸素室１４６の内部には、多孔質体が充填されている。
【００３７】
ＮＯｘ検出部１０１は、第２測定室１４８を備える。第２測定室１４８は、固体電解質層１１４と固体電解質層１１８との間で、絶縁層１１５、固体電解質層１１６および絶縁層１１７を貫通して形成される。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１から拡散抵抗体１２３を介して排出された排気ガスを第２測定室１４８の内部に導入する。
【００３８】
ＮＯｘ検出部１０１は、第２ポンピングセル１５０を備える。第２ポンピングセル１５０は、固体電解質層１１８と、ポンピング電極１５１，１５２を備える。ポンピング電極１５１，１５２は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極１５１は、固体電解質層１１８において第２測定室１４８と接触する面上に配置される。ポンピング電極１５２は、基準酸素室１４６を挟んで基準電極１４２とは反対側で固体電解質層１１８の面上に配置される。
【００３９】
ＮＯｘ検出部１０１は、ヒータ１６０を備える。ヒータ１６０は、白金を主体として形成され、通電されることで発熱する発熱抵抗体であり、絶縁層１１９と絶縁層１２０との間に配置される。
【００４０】
ＮＯ２検出部１０２は、絶縁層１１１の表面から絶縁層１１１を貫通して固体電解質層１１２に到る開口部に設置される。ＮＯ２検出部１０２は、図３に示すように、中間層１７１と、検知電極１７２と、基準電極１７３を備える。
【００４１】
中間層１７１は、固体電解質層１１２上に形成される。中間層１７１は、酸素イオン伝導性の固体電解質成分を５０質量％以上含有するとともに、Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕ，ＮｉおよびＣｅの群から選ばれる１種以上の金属の酸化物である第１金属酸化物を含む。
【００４２】
検知電極１７２は、中間層１７１上に形成される。検知電極１７２は、Ａｕを７０質量％以上含有するとともに第１金属酸化物を含まない電極である。可燃性ガスは、検知電極１７２の表面で燃焼し難くなっている。
【００４３】
検知電極１７２の内部を通過するＮＯ２が、中間層１７１と検知電極１７２との界面で酸素イオンと反応（電極反応）することにより、ＮＯ２を検知することが可能となる。
基準電極１７３は、固体電解質層１１２上において中間層１７１と離間するように形成される。基準電極１７３は、その表面で可燃性ガスが燃焼する電極であり、例えば、白金、または白金を主成分とする材料で構成されている。
【００４４】
ＮＯ２検出部１０２は、検知電極１７２と基準電極１７３との間の起電力変化によって排気ガス中のＮＯ２濃度を検出する。
図２に示すように、上流ガスセンサ制御装置７は、制御回路１８０と、マイクロコンピュータ１９０（以下、マイコン１９０という）を備える。
【００４５】
制御回路１８０は、回路基板上に配置されたアナログ回路である。制御回路１８０は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１、Ｖｓ検出回路１８２、基準電圧比較回路１８３、Ｉｃｐ供給回路１８４、Ｖｐ２印加回路１８５、Ｉｐ２検出回路１８６、ヒータ駆動回路１８７および起電力検出回路１８８を備える。
【００４６】
そして、ポンピング電極１３１、検知電極１４１およびポンピング電極１５１は、基準電位に接続される。ポンピング電極１３２は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１に接続される。基準電極１４２は、Ｖｓ検出回路１８２とＩｃｐ供給回路１８４に接続される。ポンピング電極１５２は、Ｖｐ２印加回路１８５とＩｐ２検出回路１８６に接続される。ヒータ１６０は、ヒータ駆動回路１８７に接続される。ＮＯ２検出部１０２は、起電力検出回路１８８に接続される。
【００４７】
Ｉｐ１ドライブ回路１８１は、ポンピング電極１３１とポンピング電極１３２との間に第１ポンピング電流Ｉｐ１を供給するとともに、供給した第１ポンピング電流Ｉｐ１を検出する。
【００４８】
Ｖｓ検出回路１８２は、検知電極１４１と基準電極１４２との間の電圧Ｖｓを検出し、検出した結果を基準電圧比較回路１８３へ出力する。
基準電圧比較回路１８３は、基準電圧（例えば、４２５ｍＶ）とＶｓ検出回路１８２の出力（電圧Ｖｓ）とを比較し、比較結果をＩｐ１ドライブ回路１８１へ出力する。そしてＩｐ１ドライブ回路１８１は、電圧Ｖｓが基準電圧と等しくなるように、第１ポンピング電流Ｉｐ１の流れる向きと第１ポンピング電流Ｉｐ１の大きさとを制御するとともに、第１測定室１２１内の酸素濃度を、ＮＯｘが分解しない程度の所定値に調整する。
【００４９】
Ｉｃｐ供給回路１８４は、検知電極１４１と基準電極１４２との間に微弱な電流Ｉｃｐを流す。これにより、酸素が第１測定室１２１から固体電解質層１１６を介して基準酸素室１４６に送り込まれるため、基準酸素室１４６は、基準となる所定の酸素濃度に設定される。
【００５０】
Ｖｐ２印加回路１８５は、ポンピング電極１５１とポンピング電極１５２との間に、一定電圧Ｖｐ２（例えば、４５０ｍＶ）を印加する。これにより、第２測定室１４８では、第２ポンピングセル１５０を構成するポンピング電極１５１，１５２の触媒作用によって、ＮＯｘが解離（還元）される。この解離により得られた酸素イオンがポンピング電極１５１とポンピング電極１５２との間の固体電解質層１１８を移動することにより第２ポンピング電流Ｉｐ２が流れる。Ｉｐ２検出回路１８６は、第２ポンピング電流Ｉｐ２を検出する。
【００５１】
ヒータ駆動回路１８７は、発熱抵抗体であるヒータ１６０の一端にヒータ通電用の正電圧を印加するともに、ヒータ１６０の他端にヒータ通電用の負電圧を印加することにより、ヒータ１６０を駆動する。
【００５２】
起電力検出回路１８８は、検知電極１７２と基準電極１７３との間の起電力を検出する。
マイコン１９０は、ＣＰＵ１９１、ＲＯＭ１９２、ＲＡＭ１９３および信号入出力部１９４を備える。
【００５３】
ＣＰＵ１９１は、ＲＯＭ１９２に記憶されたプログラムに基づいて、上流マルチガスセンサ６を制御するための処理を実行する。信号入出力部１９４は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１、Ｖｓ検出回路１８２、Ｉｐ２検出回路１８６、ヒータ駆動回路１８７および起電力検出回路１８８に接続される。
【００５４】
ＣＰＵ１９１は、信号入出力部１９４を介して回路１８１，１８２，１８６，１８８から入力される信号に基づいて排気ガス中のＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を算出する。またＣＰＵ１９１は、信号入出力部１９４を介してヒータ駆動回路１８７へ駆動信号を出力することによりヒータ１６０を制御する。
【００５５】
下流マルチガスセンサ８は、図４に示すように、ＮＯｘ検出部２０１と、アンモニア検出部２０２を備える。
ＮＯｘ検出部２０１は、固体電解質層１１２の代わりに固体電解質層２１２を備える点以外は、上流マルチガスセンサ６のＮＯｘ検出部１０１と同一である。固体電解質層２１２は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。
【００５６】
アンモニア検出部２０２は、検知電極２２１と、基準電極２２２と、選択反応層２２３と、拡散層２２４を備える。
検知電極２２１と基準電極２２２は、図５に示すように、固体電解質層２１２の上において互いに離間するように配置される。検知電極２２１は、金を主成分とする材料で形成される。基準電極２２２は、白金を主成分とする材料で形成される。基準電極２２２よりも検知電極２２１の方がアンモニアとの反応性が高いため、検知電極２２１と基準電極２２２との間で起電力が生じる。
【００５７】
選択反応層２２３は、金属酸化物を主成分として形成され、検知電極２２１と基準電極２２２を覆うようにして配置される。選択反応層２２３は、アンモニア以外の可燃性ガス成分を燃焼させる機能を有する。すなわち、アンモニア検出部２０２は、選択反応層２２３により、可燃性ガス成分の影響を受けずに排気ガス中のアンモニアを検出することができる。
【００５８】
拡散層２２４は、多孔質材料で形成され、選択反応層２２３を覆うようにして配置される。拡散層２２４は、外部からアンモニア検出部２０２に流入する排気ガスの拡散速度を調整可能に構成される。
【００５９】
図４に示すように、下流ガスセンサ制御装置９は、制御回路２３０と、マイコン１９０を備える。
制御回路２３０は、起電力検出回路１８８の代わりに起電力検出回路２３１を備える点が、上流ガスセンサ制御装置７の制御回路１８０と異なる。起電力検出回路２３１は、検知電極２２１と基準電極２２２との間の起電力（以下、アンモニア起電力ＥＭＦという）を検出し、検出結果を示す信号をマイコン１９０の信号入出力部１９４へ出力する。
【００６０】
また、マイコン１９０のＲＯＭ１９２は、図６に示すように、「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１と、「アンモニア濃度出力（起電力ＥＭＦ）−アンモニア濃度関係式」２４２と、「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３と、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４と、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５と、「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６を記憶する。
【００６１】
「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１は、第１ポンピング電流（Ｉｐ１）と、排気ガス中の酸素濃度との関係式である。「第１ポンピング電流−酸素濃度関係式」２４１に基づき、排気ガス中の酸素濃度を算出することができる。
【００６２】
「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４２は、酸素濃度別に複数設定されており、アンモニア検出部２０２のアンモニア濃度出力と、排気ガス中のアンモニア濃度との関係式である。この関係式に基づいて、排気ガス中の酸素濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度を算出することができる。
【００６３】
またマイコン１９０は、アンモニア濃度別に複数設定された「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３と、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４と、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５と、酸素濃度およびＮＯ２濃度別に複数設定された「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６とを用いて、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度を算出する。
【００６４】
なお、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度を演算するための公知の手法は、例えば、特開２０１１−０７５５４６号公報に記載されているため、ここでの詳細説明は省略する。
また、上流ガスセンサ制御装置７のマイコン１９０は、上流ガス濃度算出処理を実行する。
【００６５】
ここで、上流ガス濃度算出処理の手順を説明する。この上流ガス濃度算出処理は、上流ガスセンサ制御装置７のマイコン１９０が起動した直後に、その処理を開始する。
この上流ガス濃度算出処理が実行されると、マイコン１９０のＣＰＵ１９１は、図７に示すように、まずＳ１０にて、発熱抵抗体であるヒータ１６０への通電を指示するヒータ・オン信号のヒータ駆動回路１８７への出力を開始する。これにより、ヒータ１６０の通電が開始され、ヒータ１６０が上流マルチガスセンサ６を加熱する。
【００６６】
そしてＳ２０にて、上流マルチガスセンサ６が活性化したか否かを判断する。具体的には、上流マルチガスセンサ６が活性化温度に達した場合に、活性化したと判断する。ここで、上流マルチガスセンサ６が活性化していない場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２０の処理を繰り返すことにより、上流マルチガスセンサ６が活性化するまで待機する。そして、上流マルチガスセンサ６が活性化すると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０にて、第１ポンピング電流Ｉｐ１および第２ポンピング電流Ｉｐ２の値に基づいて、排気ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。ポンピング電流Ｉｐ１，Ｉｐ２の値に基づきＮＯｘ濃度を算出する手法は、特開平１１−７２４７８号公報にて公知であるため、説明を省略する。
【００６７】
次にＳ４０にて、第１ポンピング電流Ｉｐ１および起電力の値に基づいて、排気ガス中のＮＯ２濃度を算出する。第１ポンピング電流Ｉｐ１および起電力の値に基づきＮＯ２濃度を算出する手法は、特開２０１４−６２５４１号公報にて公知であるため、説明を省略する。
【００６８】
さらにＳ５０にて、排気ガス中のＮＯ濃度を算出し、Ｓ３０に移行する。具体的には、Ｓ３０で算出したＮＯｘ濃度から、Ｓ４０で算出したＮＯ２濃度を減算し、この減算値をＮＯ濃度とする。
【００６９】
また、下流ガスセンサ制御装置９のマイコン１９０は、下流ガス濃度算出処理を実行する。
ここで、下流ガス濃度算出処理の手順を説明する。この下流ガス濃度算出処理は、下流ガスセンサ制御装置９のマイコン１９０が起動した直後に、その処理を開始する。
【００７０】
この下流ガス濃度算出処理が実行されると、マイコン１９０のＣＰＵ１９１は、図８に示すように、まずＳ１１０にて、Ｓ１０と同様にして、ヒータ・オン信号のヒータ駆動回路１８７への出力を開始する。これにより、ヒータ１６０の通電が開始され、ヒータ１６０が下流マルチガスセンサ８を加熱する。
【００７１】
そしてＳ１２０にて、Ｓ２０と同様にして、下流マルチガスセンサ８が活性化したか否かを判断する。ここで、下流マルチガスセンサ８が活性化していない場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１２０の処理を繰り返すことにより、下流マルチガスセンサ８が活性化するまで待機する。そして、下流マルチガスセンサ８が活性化すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０にて、上述のように、「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１と「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４２に基づいて、アンモニア濃度を算出する。
【００７２】
次にＳ１４０にて、上述のように、「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５、および「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６を用いて、ＮＯ濃度とＮＯ２濃度を算出して、Ｓ１３０に移行する。
【００７３】
また浄化制御装置１２は、尿素水インジェクタ５による尿素水の噴射を制御する噴射制御処理を実行する。
ここで、噴射制御処理の手順を説明する。この噴射制御処理は、浄化制御装置１２の動作中において一定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行される処理である。
【００７４】
この噴射制御処理が実行されると、浄化制御装置１２のＣＰＵ２１は、図９に示すように、まずＳ２１０にて、入力パラメータを取得する処理を行う。入力パラメータは、具体的には、上流ガス温度、下流ガス温度、排気ガス流量、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯｘ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を示す情報である。
【００７５】
ＣＰＵ２１は、上流温度センサ１０から入力される上流ガス温度信号により、上流ガス温度を示す情報（以下、上流ガス温度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、下流温度センサ１１から入力される下流ガス温度信号により、下流ガス温度を示す情報（以下、下流ガス温度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、電子制御装置５３との間で行われる通信により、排気ガス流量を示す情報（以下、排気ガス流量情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、上流ガスセンサ制御装置７との間で行われる通信により、上流ＮＯ濃度を示す情報（以下、上流ＮＯ濃度情報という）と、上流ＮＯ２濃度を示す情報（以下、上流ＮＯ２濃度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、下流ガスセンサ制御装置９との間で行われる通信により、下流ＮＯｘ濃度を示す情報（以下、下流ＮＯｘ濃度情報という）と、下流ＮＯ２濃度を示す情報（以下、下流ＮＯ２濃度情報という）と、下流アンモニア濃度を示す情報（以下、下流アンモニア濃度情報という）を取得する。
【００７６】
そしてＳ２２０にて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されるアンモニアの量の目標値（以下、目標吸蔵量という）を設定する。Ｓ２２０では、まず、Ｓ２１０で取得した上流ガス温度情報と下流ガス温度情報とに基づいて、上流ガス温度と下流ガス温度との平均を、ＳＣＲ触媒４の温度（以下、ＳＣＲ触媒温度という）として算出する。次に、算出されたＳＣＲ触媒温度を用いて、ＳＣＲ触媒温度と目標吸蔵量との対応関係が予め設定された目標吸蔵量設定マップを参照することにより目標吸蔵量を設定する。目標吸蔵量設定マップは、ＲＯＭ２２に記憶されている。
【００７７】
またＳ２３０にて、Ｓ２１０で取得した排気ガス流量情報、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報と、尿素噴射量とに基づいて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されているアンモニアの量（以下、アンモニア吸蔵量という）を推定する。尿素噴射量は、後述のＳ２４０の処理で算出される。Ｓ２３０では、Ｓ２４０で算出された最新の尿素噴射量の値が用いられる。
【００７８】
具体的には、図１０に示すように、尿素噴射量から、浄化使用量と、スリップしたアンモニアの量とを差し引くことで、アンモニア吸蔵量を算出する。浄化使用量は、ＳＣＲ触媒４においてＮＯとＮＯ２を浄化するために使用したアンモニアの量であり、以下の式（１），（２），（３）に示す反応式を用いて算出される。
【００７９】
【数１】
2016223445.tif 000003
【００８０】
次に、アンモニア吸蔵量の算出方法を具体例を挙げて説明する。
例えば、Ｓ２１０で取得した排気ガス流量情報が示す排気ガス流量は、５．５２３８［ｇ／ｓ］とする。Ｓ２１０で取得した上流ＮＯ濃度情報が示す上流ＮＯ濃度は、１４．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した上流ＮＯ２濃度情報が示す上流ＮＯ２濃度は、４１．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流ＮＯｘ濃度情報が示す下流ＮＯｘ濃度は、２０．０［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流ＮＯ２濃度情報が示す下流ＮＯ２濃度は、５．０［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流アンモニア濃度情報が示す下流アンモニア濃度は、１４．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２４０で算出された最新の尿素噴射量は０．１９５［ｇ／ｓ］とする。
【００８１】
まず、下式（４）に示すように、尿素噴射量から、１秒当りのＮＨ３モル濃度を算出する。式（４）の「０．３２５」は、尿素に含まれるアンモニアの割合を示す。式（４）の「６０」は、尿素のモル質量を示す。
【００８２】
【数２】
2016223445.tif 000004
【００８３】
そして、下式（５）に示すように、１秒当りのＮＨ３モル濃度から、式（１）が示す反応で必要な尿素モル濃度を算出する。
【００８４】
【数３】
2016223445.tif 000005
【００８５】
さらに、反応式（１），（２），（３）に従って演算を行う。
まず、上流ＮＯ濃度と上流ＮＯ２濃度とを比較すると、上流ＮＯ濃度が上流ＮＯ２濃度より低いため、反応式（１）ではＮＯが全て反応する。このため、反応式（１）で使用されるＮＨ３モル濃度Ａは、下式（６）で表される。
【００８６】
【数４】
2016223445.tif 000006
【００８７】
上流からＳＣＲ触媒４に流入するＮＯは全て、反応式（１）で反応したため、反応式（２）で反応するＮＯは０である。つまり、上流ＮＯ濃度が上流ＮＯ２濃度より低い場合には、下式（７）に示すように、反応式（２）においてＮＯ浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｂは、０となる。
【００８８】
【数５】
2016223445.tif 000007
【００８９】
そして、反応式（１）で反応できなかったＮＯ２は反応式（３）で反応する。このため、反応式（３）でＮＯ２浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｃは、下式（８）で表される。
【００９０】
【数６】
2016223445.tif 000008
【００９１】
次に、下流ＮＯ濃度と下流ＮＯ２濃度とを比較すると、下流ＮＯ２濃度が下流ＮＯ濃度より低いため、反応式（１）ではＮＯ２が全て反応する。下流ＮＯ濃度は、下式（９）に示すように、下流ＮＯｘ濃度から下流ＮＯ２濃度を減算することにより算出される。
【００９２】
下流ＮＯ濃度［ｐｐｍ］＝２０．０−５．０＝１５．０  ・・・（９）
このため、反応式（１）でスリップしたＮＯｘを浄化したとして必要なＮＨ３モル濃度Ｄは、下式（１０）で表される。
【００９３】
【数７】
2016223445.tif 000009
【００９４】
下流でスリップしたＮＯの浄化に必要なＮＨ３の量は、反応式（２）でスリップしたＮｏを浄化したとして必要なＮＨ３モル濃度Ｅとして、下式（１１）で表される。
【００９５】
【数８】
2016223445.tif 000010
【００９６】
下流ＮＯ２は全て、反応式（１）で反応するため、反応式（３）で反応するＮＯ２は０である。つまり、下流ＮＯ２濃度が下流ＮＯ濃度より低い場合には、下式（１２）に示すように、反応式（３）においてＮＯ２浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｆは、０となる。
【００９７】
【数９】
2016223445.tif 000011
【００９８】
以上より、今回のアンモニア残量は、下式（１３）で表される。
【００９９】
【数１０】
2016223445.tif 000012
【０１００】
したがって、アンモニア吸蔵量は、下式（１４）で表される。
【０１０１】
【数１１】
2016223445.tif 000013
【０１０２】
Ｓ２３０にてアンモニア吸蔵量の推定が完了すると、図９に示すように、Ｓ２４０にて、Ｓ２３０で推定したアンモニア吸蔵量が、Ｓ２２０で設定した目標吸蔵量に一致するように、尿素噴射量を算出する。そしてＳ２５０にて、Ｓ２４０で算出した尿素噴射量に基づいて、噴射周期と一回当りの噴射時間とを設定し、尿素水インジェクタ５による尿素水の噴射を制御し、噴射制御処理を一旦終了する。
【０１０３】
このように構成された浄化制御装置１２は、ディーゼルエンジン５１から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するためにディーゼルエンジン５１の排気管５２に設置されるＳＣＲ触媒４に吸蔵されるアンモニアの量（すなわち、アンモニア吸蔵量）を推定し、ＳＣＲ触媒４へ還元剤としてアンモニアを供給する尿素水インジェクタ５を制御する。
【０１０４】
浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報を取得する（Ｓ２１０）。
また浄化制御装置１２は、尿素噴射量を取得する（Ｓ２４０）。
【０１０５】
また浄化制御装置１２は、取得した上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報と、取得した尿素噴射量と、ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式（１），（２），（３）とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する（Ｓ２３０）。
【０１０６】
そして浄化制御装置１２は、推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素水インジェクタ５による尿素水の供給量を制御する（Ｓ２５０）。
このように浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報を取得することにより、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定することができる。また浄化制御装置１２は、尿素噴射量を取得することにより、ＳＣＲ触媒４へ供給されるアンモニアの量を特定することができる。
【０１０７】
そして浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式（１），（２），（３）を用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応は、アンモニアと、ＮＯおよびＮＯ２の少なくとも一方の反応である。このため、浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度に基づいて、ＮＯおよびＮＯ２と反応したアンモニアの量を算出することができる。また浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４へ供給されるアンモニアの量と、下流アンモニア濃度に基づいて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されなかったアンモニアの量を算出することができる。このように、浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４の上流側と下流側との両方でＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの量を特定した上で反応式（１），（２），（３）を用いてアンモニア吸蔵量を算出するため、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることができる。
【０１０８】
また浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部１０１と、ＮＯ２検出部１０２と、ＮＯｘ検出部２０１と、アンモニア検出部２０２と、上流ガスセンサ制御装置７と、下流ガスセンサ制御装置９とを備える。上流ガスセンサ制御装置７は、上流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯ２濃度とに基づいて、上流ＮＯ濃度を算出する（Ｓ５０）。下流ガスセンサ制御装置９は、下流ＮＯｘ濃度と下流アンモニア濃度とに基づいて、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度を算出する（Ｓ１４０）。そして浄化制御装置１２では、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２、および、ＮＯｘ検出部２０１とアンモニア検出部２０２がそれぞれ、一体型の上流マルチガスセンサ６および下流マルチガスセンサ８として構成されている。
【０１０９】
これにより浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２は、排気ガスの略同一領域におけるＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出することができる。すなわち、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２とで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより浄化制御装置１２は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。同様に浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部２０１とアンモニア検出部２０２とで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより浄化制御装置１２は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。
【０１１０】
以上説明した実施形態において、浄化制御装置１２は本発明におけるアンモニア吸蔵量推定装置および浄化制御装置、ディーゼルエンジン５１は本発明における内燃機関、ＳＣＲ触媒４は本発明における選択還元触媒、尿素水インジェクタ５は本発明における尿素供給装置である。
【０１１１】
また、Ｓ２１０の処理は本発明における第１情報取得手段および第１情報取得手順、Ｓ２４０の処理は本発明における第２情報取得手段および第２情報取得手順、Ｓ２３０の処理は本発明における吸蔵量推定手段および吸蔵量推定手順、Ｓ２５０の処理は本発明における供給制御手段および供給制御手順である。
【０１１２】
また、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報は本発明における第１濃度特定情報、Ｓ２４０で算出される尿素噴射量は本発明における第２濃度特定情報である。
【０１１３】
また、ＮＯｘ検出部１０１は本発明における上流ＮＯｘセンサ、ＮＯ２検出部１０２は本発明における上流ＮＯ２センサ、ＮＯｘ検出部２０１は本発明における下流ＮＯｘセンサ、アンモニア検出部２０２は本発明における下流アンモニアセンサ、Ｓ５０の処理は本発明における上流濃度算出手段、Ｓ１４０の処理は本発明における下流濃度算出手段である。
【０１１４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、上流ガスセンサ制御装置７、下流ガスセンサ制御装置９および浄化制御装置１２を備えるものを示した。しかし、制御装置７，９，１２の代わりに、制御装置７，９，１２の機能を備えた一体型の制御装置を備えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…尿素ＳＣＲシステム、４…ＳＣＲ触媒、５…尿素水インジェクタ、６…上流マルチガスセンサ、７…上流ガスセンサ制御装置、８…下流マルチガスセンサ、９…下流ガスセンサ制御装置、１２…浄化制御装置、１０１…ＮＯｘ検出部、１０２…ＮＯ２検出部、２０１…ＮＯｘ検出部、２０２…アンモニア検出部
【図１】
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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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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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