(57)【要約】      （修正有）【課題】排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に応じた値を精度良く出力することができるＮＯｘセンサの出力補正装置を提供する。【解決手段】ＮＯｘセンサの出力補正装置は、内燃機関の排気通路においてＮＯｘ浄化触媒よりも下流側に配設され且つ排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値を出力するＮＯｘセンサ７７に適用される。当該装置が備える制御部１００は、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど、ＮＯｘセンサによる検出値をより大きい値に補正する。これにより、当該装置は、ＮＯｘセンサによる検出値を適切に補正して、排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度を精度良く取得することができる。【選択図】図６
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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介装されるとともに排気中に含まれるＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ浄化触媒よりも下流側位置に配設され、且つ、排気が通過可能な多孔質材料からなる拡散層及び同拡散層を通過した排気中に含まれるＮＯを還元してＮ２に変換する電極部を有し、前記電極部において還元されるＮＯの量に対応する値を検出値として出力するＮＯｘセンサ、の出力補正装置であって、
前記検出値を補正することにより補正後検出値を出力値として求める制御部を備え、
前記制御部は、
前記ＮＯｘ浄化触媒から流出する排気中のＮＯ及びＮＨ３の各濃度を前記検出値以外の取得値に基づいて推定する推定部と、
前記推定されたＮＯの濃度及び前記推定されたＮＨ３の濃度から導かれるＮＯに対するＮＨ３のモル比が１に近いほど前記検出値に対する前記補正後検出値の比がより大きい値になるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求める補正部と、
を備える、
ＮＯｘセンサの出力補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の出力補正装置であって、
前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気の流量である排気流量を検出する排気流量検出部を更に備え、
前記補正部は、前記検出された排気流量が大きいほど前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が小さくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成されている、
出力補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載の出力補正装置であって、
前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気の温度である排気温を検出する排気温検出部を更に備え、
前記補正部は、前記検出された排気温が高いほど前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が大きくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成されている、
出力補正装置。
【請求項４】
請求項１に記載の出力補正装置であって、
前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＯ２の濃度である酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を更に備え、
前記補正部は、前記検出された酸素濃度が高いほど前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が大きくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成されている、
出力補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出するＮＯｘセンサの出力値を補正する、ＮＯｘセンサの出力補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出するＮＯｘセンサが知られている。このＮＯｘセンサは、ＳＣＲ触媒及びＮＳＲ触媒等のＮＯｘ浄化触媒よりも下流位置に配設されることが多い。
【０００３】
ＳＣＲ触媒は、選択的触媒還元（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を行う。ＳＣＲとは、ＳＣＲ触媒の上流に添加される還元剤（尿素）から生成されるＮＨ３（アンモニア）により排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を窒素（Ｎ２）へと還元浄化することを指す。
【０００４】
一方、ＮＳＲ触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ：ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を行う。ＮＳＲは、リーン燃焼状態の排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化し、それを、アルカリ土類金属を用いて金属硝酸塩として吸蔵しておく。ＮＳＲ触媒は、リッチ燃焼状態が瞬間的に作り出されたとき（所謂「リッチスパイク」が導入されたとき）、上記硝酸塩を分解してＮＯｘを窒素（Ｎ２）へと還元浄化する。
【０００５】
ところで、ＳＣＲ触媒においては、例えば、過剰な還元剤の添加及び／又は当該触媒の劣化に伴う活性の低下等に起因して、当該触媒の下流へのアンモニア（ＮＨ３）の流出（所謂「アンモニアスリップ」）が発生する場合がある。ＮＳＲ触媒においても、上述したリッチスパイクによりＮＨ３が生成されることが知られている。このようにして排気中のＮＨ３もまた、ＮＯｘセンサの検出値に影響を及ぼす。具体的には、ＮＯｘセンサの検出値は、排気中の「ＮＯｘの濃度及びＮＨ３の濃度」に対応することが知られている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６２２９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１３４６６号公報
【発明の概要】
【０００７】
ＮＯｘセンサが正常であるか否かを自己診断する場合、及び、ＮＯｘセンサの出力値を用いて内燃機関の各種制御を行う場合、等において、これらを精度良く行うためには、ＮＯｘセンサが、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度に応じた値を精度良く出力することが重要である。
【０００８】
本発明者は、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度に基づいて推定される「ＮＯｘセンサが出力するであろう検出値（推定値）」よりもＮＯｘセンサの実際の検出値（実測値）が小さい場合があることを見出した。更に、本発明者は、推定値と実測値との差の大きさが、排気中のＮＯｘとＮＨ３とのモル比に応じて変動することを発見した。ところが、従来は、このモル比を考慮して排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度に応じた値を精度良く得ることができる技術は提案されていない。
【０００９】
以上から、本発明の目的の一つは、排気中に「ＮＯｘ及びＮＨ３」が含まれる状況であっても、ＮＯｘセンサの検出値に基づいて、その「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度に精度良く応じた出力値を得ることができる、ＮＯｘセンサの出力補正装置を提供することにある。
【００１０】
上記のような点に鑑み、本発明に係るＮＯｘセンサの出力補正装置（以降、「本発明装置」と称される場合がある。）は、内燃機関の排気通路に介装されるとともに排気中に含まれるＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ浄化触媒よりも下流側位置に配設され、且つ、排気が通過可能な多孔質材料からなる拡散層及び同拡散層を通過した排気中に含まれるＮＯを還元してＮ２に変換する電極部を有し、前記電極部において還元されるＮＯの量に対応する値を検出値として出力するＮＯｘセンサ、に適用される。
【００１１】
本発明装置は、前記検出値を補正することにより補正後検出値を出力値として求める制御部を備える。この制御部は、推定部と、補正部と、を備える。
【００１２】
上記推定部は、前記ＮＯｘ浄化触媒から流出する排気中のＮＯ及びＮＨ３の各濃度を前記検出値以外の取得値に基づいて推定する。
【００１３】
上記補正部は、前記推定されたＮＯの濃度及びＮＨ３の濃度から導かれる排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど、ＮＯｘセンサによる検出値をより大きい値に補正する。換言すれば、上記補正部は、前記推定されたＮＯの濃度及び前記推定されたＮＨ３の濃度から導かれるＮＯに対するＮＨ３のモル比が１に近いほど前記検出値に対する前記補正後検出値の比がより大きい値になるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求める。具体的には、例えば、上記補正部は、上記「ＮＯに対するＮＨ３のモル比」と１との差の大きさが第１の値である場合における前記検出値に対する前記補正後検出値の比である第１補正比が、前記差の大きさが前記第１の値よりも大きい第２の値である場合における前記検出値に対する前記補正後検出値の比である第２補正比よりも大きい値になるように、前記検出値を補正する。従って、たとえ検出値の大きさが同じであっても、上記「ＮＯに対するＮＨ３のモル比」が１に近いほど、より大きい補正後検出値が求められる。
【００１４】
本発明装置によれば、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度をＮＯｘセンサによる検出値から精度良く取得することができる。
【００１５】
ところで、上述したように、ＮＯｘセンサに到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど（ＮＯに対するＮＨ３のモル比と１との差の大きさが小さいほど）、当該排気中の「ＮＯｘの濃度及びＮＨ３の濃度」に基づいて推定される検出値と比較して、ＮＯｘセンサによって実際に出力される検出値がより小さい。このような現象が起こる原因としては、ＮＯｘセンサが備える拡散層において、以下の化学反応式（１）によって表される反応が起こり、排気中のＮＯとＮＨ３とが１：１のモル比にて消費されることが挙げられる。
【００１６】
【化１】
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【００１７】
上記反応の収率は、排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比のみならず、例えばＮＯｘセンサに到達する排気の流量（排気流量）、温度（排気温）及び酸素濃度等、内燃機関の運転状況による影響を受け得る。
【００１８】
具体的には、上記反応は、排気中に含まれるＮＯとＮＨ３とが上記拡散層中を通過する間に起こる。従って、上記拡散層を排気が通過するのに要する時間が短いほど、上記反応が起こり得る時間が短く、上記反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３が少ない。即ち、上記拡散層を通過する排気の速度が高いほど、上記反応に起因するＮＯｘセンサによる検出値の低下量が小さい。従って、ＮＯｘセンサに到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が一定である場合、排気流量が大きいほど、より小さい補正後検出値を求めることが望ましい。
【００１９】
そこで、本発明の１つの実施態様に係るＮＯｘセンサの出力補正装置において、前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気の流量である排気流量を検出する排気流量検出部を更に備え得る。詳しくは後述するように、排気流量は、例えば、エアフローメータによって検出される吸入空気量に基づいて取得することができる。この場合、排気流量検出部はエアフローメータを含む。更に、前記補正部は、前記検出された排気流量が大きいほど、前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が小さくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成され得る。
【００２０】
上記によれば、排気流量の変化に起因するＮＯ及びＮＨ３の上記反応による消費量の変化に応じて、ＮＯｘセンサによる検出値をより適切に補正することができる。その結果、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度をＮＯｘセンサによる検出値から更に精度良く取得することができる。
【００２１】
ところで、上記化学反応式（１）によって表される反応の反応場である上記拡散層の温度が高いほど、上記反応がより高い速度で起こり、上記反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３がより多くなる。上記拡散層の温度は、例えば、上記拡散層を通過する排気の温度が高いほど、より高くなる。即ち、ＮＯｘセンサに到達する排気の温度（排気温）が高いほど、上記反応に起因するＮＯｘセンサによる検出値の低下量が大きい。従って、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＮＯとＮＨ３とのモル比が一定である場合、排気温が高いほど、より大きい補正後検出値を求めることが望ましい。
【００２２】
そこで、本発明のもう１つの実施態様に係るＮＯｘセンサの出力補正装置において、前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気の温度である排気温を検出する排気温検出部を更に備え得る。詳しくは後述するように、排気温は、ＮＯｘセンサの上流位置の排気管（排気通路）に配設された温度センサによって検出することができる。この場合、排気温検出部は、温度センサを含む。更に、前記補正部は、前記検出された排気温が高いほど、前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が大きくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成され得る。
【００２３】
上記によれば、排気温の変化に起因するＮＯ及びＮＨ３の上記反応による消費量の変化に応じて、ＮＯｘセンサによる検出値をより適切に補正することができる。その結果、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度をＮＯｘセンサによる検出値から更に精度良く取得することができる。
【００２４】
ところで、上記化学反応式（１）の反応物には酸素（Ｏ２）が含まれる。従って、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＯ２の量が多いほど、上記反応がより高い速度で起こり、上記反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３がより多くなる。即ち、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＯ２の量が多いほど、上記反応に起因するＮＯｘセンサによる検出値の低下量が大きい。従って、ＮＯｘセンサに到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が一定である場合、当該排気中に含まれるＯ２の量が多いほど、より大きい補正後検出値を求めることが望ましい。
【００２５】
そこで、本発明の更にもう１つの実施態様に係るＮＯｘセンサの出力補正装置において、前記制御部は、前記ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＯ２の濃度である酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を更に備え得る。詳しくは後述するように、酸素濃度は、ＮＯｘセンサの上流位置の排気管（排気通路）に配設されたＯ２センサによって検出することができる。この場合、酸素濃度検出部は、Ｏ２センサを含む。更に、前記補正部は、前記検出された酸素濃度が高いほど、前記第１補正後検出値と前記第２補正後検出値との差が大きくなるように、前記検出値を補正することにより前記補正後検出値を求めるように構成され得る。
【００２６】
上記によれば、ＮＯｘセンサに到達する排気中に含まれるＯ２の濃度の変化に起因するＮＯ及びＮＨ３の上記反応による消費量の変化に応じて、ＮＯｘセンサによる検出値をより適切に補正することができる。その結果、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度をＮＯｘセンサによる検出値から更に精度良く取得することができる。
【００２７】
ところで、上記ＮＯｘ浄化触媒は、その下流にＮＨ３を排出し得るＮＯｘ浄化触媒である。より具体的には、上記ＮＯｘ浄化触媒は、ＳＣＲ触媒及びＮＳＲ触媒の何れか一方又は両方を含む。
【００２８】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るＮＯｘセンサの出力補正装置（第１装置）が適用される内燃機関の全体図である。
【図２】図２は、下流側ＮＯｘセンサの内部構造を示す図である。
【図３】図３は、下流側ＮＯｘセンサ内部におけるＮＯｘの電気化学反応を示す図である。
【図４】図４は、下流側ＮＯｘセンサ内部におけるＮＨ３の電気化学反応を示す図である。
【図５】図５の（ａ）は排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の総量におけるＮＨ３のモル比率とセンサ電流ＩＳの大きさとの関係を示した模式的なグラフであり、（ｂ）は上記ＮＨ３のモル比率とセンサ電流ＩＳを適切に補正するための補正係数ｋの大きさとの関係を示した模式的なグラフである。
【図６】図６は、第１装置が備える制御部の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、第１装置として機能するＥＣＵのＣＰＵが実行する検出値補正ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図８の（ａ）は排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の総量におけるＮＨ３のモル比率とセンサ電流ＩＳの大きさとの関係が内燃機関の運転状況によって変化する様子を示した模式的なグラフであり、（ｂ）は上記ＮＨ３のモル比率とセンサ電流ＩＳを適切に補正するための補正係数ｋの大きさとの関係が内燃機関の運転状況によって変化する様子を示した模式的なグラフである。
【図９】図９は、第２装置が備える制御部の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、第２装置として機能するＥＣＵのＣＰＵが実行する検出値補正ルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態に係るＮＯｘセンサの出力補正装置（以下、「第１装置」とも称呼する。）」について説明する。
【００３１】
＜内燃機関の構成＞
第１装置は、図１に示した内燃機関（機関）１０に適用される。機関１０は、多気筒（本例では直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル機関である。機関１０は、機関本体部２０、燃料供給システム３０、吸気システム４０、排気システム５０、及び、ＥＧＲシステム６０を含んでいる。
【００３２】
機関本体部２０は、シリンダブロック、シリンダヘッド及びクランクケース等を含む本体２１を含む。本体２１には、４つの気筒（燃焼室）♯１乃至♯４が形成されている。各気筒♯１乃至♯４の上部には、それぞれ、燃料噴射弁（インジェクタ）２３が配設されている。各燃料噴射弁２３は、後述するエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）８０の指示に応答して開弁し、対応する気筒♯１乃至♯４内に燃料を直接噴射するようになっている。
【００３３】
燃料供給システム３０は、燃料加圧ポンプ（サプライポンプ）３１、燃料送出管３２及びコモンレール（蓄圧室）３３を含む。燃料加圧ポンプ３１の吐出口は燃料送出管３２に接続されている。燃料送出管３２はコモンレール３３に接続されている。コモンレール３３は燃料噴射弁２３に接続されている。
【００３４】
燃料加圧ポンプ３１は、図示しない燃料タンクに貯留されている燃料を汲み上げた後に加圧し、その加圧された高圧燃料を、燃料送出管３２を通してコモンレール３３へ供給するようになっている。
【００３５】
吸気システム４０は、インテークマニホールド４１、吸気管４２、エアクリーナ４３、過給機４４のコンプレッサ４４ａ、インタークーラ４５、スロットル弁４６、及び、スロットル弁アクチュエータ４７を含んでいる。
【００３６】
インテークマニホールド４１は、「各気筒♯１乃至♯４に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含む。吸気管４２はインテークマニホールド４１の集合部に接続されている。インテークマニホールド４１及び吸気管４２は吸気通路を構成している。
【００３７】
吸気管４２には、吸入空気の流れの上流から下流に向け、エアクリーナ４３、コンプレッサ４４ａ、インタークーラ４５及びスロットル弁４６が順に配設されている。スロットル弁アクチュエータ４７は、ＥＣＵ８０の指示に応じてスロットル弁４６の開度を変更するようになっている。
【００３８】
排気システム５０は、エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、過給機４４のタービン４４ｂ、排気浄化装置５３及び尿素水添加装置５４を含んでいる。
【００３９】
エキゾーストマニホールド５１は、「各気筒♯１乃至♯４に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含む。排気管５２はエキゾーストマニホールド５１の集合部に接続されている。エキゾーストマニホールド５１及び排気管５２は排気通路を構成している。
【００４０】
排気管５２には、排気の流れの上流から下流に向け、タービン４４ｂ及び排気浄化装置５３が配設されている。
【００４１】
排気浄化装置５３は、酸化触媒５３ａ、触媒担持ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＲ」と称呼する。）５３ｂ、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」と称呼する。）５３ｃ、及び、ＮＨ３酸化触媒（ＡＳＣ）５３ｄを含んでいる。
【００４２】
酸化触媒５３ａは、過給機４４のタービン４４ｂの下流位置の排気管５２内に配設されている。ＤＰＲ５３ｂは、酸化触媒５３ａの下流位置の排気管５２内に配設されている。ＳＣＲ触媒５３ｃは、ＤＰＲ５３ｂの下流位置の排気管５２内に配設されている。ＮＨ３酸化触媒５３ｄは、ＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置の排気管５２内に配設されている。
【００４３】
尿素水添加装置５４は、尿素水タンク５５、第１接続管５６、尿素水加圧装置５７、第２接続管５８及び尿素水噴射弁５９を含んでいる。第１接続管５６は、尿素水タンク５５と尿素水加圧装置５７とを接続している。第２接続管５８は、尿素水加圧装置５７と尿素水噴射弁５９とを接続している。尿素水噴射弁５９は、ＳＣＲ触媒５３ｃの上流位置の排気管５２に配設されている。
【００４４】
過給機４４は、周知の可変容量型過給機であり、そのタービン４４ｂには図示しない複数のノズルベーン（可変ノズル）が設けられている。このノズルベーンは、ＥＣＵ８０の指示に応じて開度が変更され、その結果、過給圧が変更（制御）されるようになっている。
【００４５】
ＥＧＲシステム６０は、排気還流管６１、ＥＧＲ制御弁６２、及び、ＥＧＲクーラ６３を含んでいる。
【００４６】
排気還流管６１は、タービン４４ｂの上流位置の排気通路（エキゾーストマニホールド５１）と、スロットル弁４６の下流位置の吸気通路（インテークマニホールド４１）と、を連通している。排気還流管６１はＥＧＲガス通路を構成している。
【００４７】
ＥＧＲ制御弁６２は排気還流管６１に配設されている。ＥＧＲ制御弁６２は、ＥＣＵ８０からの指示に応じてＥＧＲガス通路の通路断面積を変更することにより、排気通路から吸気通路へと再循環される排気量（ＥＧＲガス量）を変更し得るようになっている。
【００４８】
ＥＧＲクーラ６３は排気還流管６１に介装され、排気還流管６１を通過するＥＧＲガスの温度を低下するようになっている。
【００４９】
ＥＣＵ８０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含む。ＥＣＵ８０は、以下に述べるセンサ類と接続されていて、これらのセンサからの信号を受信（入力）するようになっている。更に、ＥＣＵ８０は、各種アクチュエータ（燃料噴射弁２３及び尿素水噴射弁５９等）に指示（駆動）信号を送出するようになっている。
【００５０】
ＥＣＵ８０は、エアフローメータ７１、スロットル弁開度センサ７２、ＥＧＲ制御弁開度センサ７３、クランク角度センサ７４、水温センサ７５、ＮＯｘセンサ７６、ＮＯｘセンサ７７、アクセル操作量センサ７８、車速センサ７９、温度センサ８１、及び、温度センサ８２と接続されている。
【００５１】
エアフローメータ７１は、吸気管４２に配設されている。このエアフローメータ７１は、吸気通路内を通過する吸入空気の質量流量（吸入空気量）を測定し、その吸入空気量Ｇａを表す信号を出力する。
【００５２】
スロットル弁開度センサ７２は、スロットル弁４６の開度（スロットル弁開度）を検出し、そのスロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力する。
【００５３】
ＥＧＲ制御弁開度センサ７３は、ＥＧＲ制御弁６２の開度を検出し、その開度を表す信号を出力する。
【００５４】
クランク角度センサ７４は、機関本体部２０に配設されている。このクランク角度センサ７４は、機関１０の図示しないクランクシャフトの回転位置（即ち、クランク角度）に応じた信号を出力する。
【００５５】
ＥＣＵ８０は、クランク角度センサ７４及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて、所定の気筒の圧縮上死点を基準とした機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得する。更に、ＥＣＵ８０は、クランク角度センサ７４からの信号に基づいて、機関回転速度ＮＥを取得する。
【００５６】
水温センサ７５は、機関１０の冷却水の温度（冷却水温度）を検出し、その冷却水温度ＴＨＷを表す信号を出力する。
【００５７】
ＮＯｘセンサ７６は、ＤＰＲ５３ｂの下流位置であって且つ尿素水噴射弁５９の上流位置の排気管５２に配設されている。このセンサ（以下、「上流側ＮＯｘセンサ」とも称呼する。）７８は、後述するように、そこに到達する排気中のＮＯｘ濃度を測定し、そのＮＯｘ濃度を表す信号（電流）を出力する。
【００５８】
ＮＯｘセンサ７７は、ＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置であって且つＮＨ３酸化触媒５３ｄの上流位置の排気管５２に配設されている。このセンサ（以下、「下流側ＮＯｘセンサ」とも称呼する。）７７は、後述するように、そこに到達する排気中の「ＮＯｘ及びＮＨ３濃度」を測定し、その「ＮＯｘ及びＮＨ３濃度」を表す信号（電流）を出力する。
【００５９】
アクセル操作量センサ７８は、図示しないアクセルペダルの操作量を検出し、その操作量Ａｃｃｐを表す信号を出力する。
車速センサ７９は、機関１０が搭載されている車両の走行速度を検出し、その走行速度（車速）ＳＰＤを表す信号を出力する。
【００６０】
温度センサ８１は、ＳＣＲ触媒５３ｃに配設されている。この温度センサ８１は、ＳＣＲ触媒５３ｃの温度を検出し、その温度ＴＳＣＲを表す信号を出力する。
【００６１】
温度センサ８２は、ＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置であって且つＮＨ３酸化触媒５３ｄの上流位置の排気管５２に配設されている。この温度センサ８２は、ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気の温度（排気温）を検出し、その排気温度ＴＥＸを表す信号を出力する。
【００６２】
＜酸化触媒の基本動作＞
酸化触媒５３ａは、そこに流入する排気中の未燃炭化水素（未燃ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する。加えて、酸化触媒５３ａには、そこに流入する排気中のＮＯ２濃度を増大させる働きもある。
【００６３】
＜ＤＰＲの基本動作＞
ＤＰＲ５３ｂは、排気中のパティキュレート（煤）を捕集するフィルタであり、その表面に貴金属が担持されている。ＤＰＲ５３ｂに捕集されたパティキュレートは、ＤＰＦ５３ｂの温度が高くなると貴金属の触媒作用によって燃焼処理される。
【００６４】
＜ＳＣＲ触媒の基本動作＞
尿素水噴射弁５９は、ＥＣＵ８０の指示に応答して尿素水タンク５５内の尿素水を排気管５２内に噴射する。これにより、尿素水がＳＣＲ触媒５３ｃに供給される。ＳＣＲ触媒５３ｃに供給された尿素水は、以下の化学反応式（２）に示した加水分解反応を経てＮＨ３に変換される。
【００６５】
【化２】
2017003298.tif 000004
【００６６】
各気筒（各燃焼室）♯１乃至♯４内における燃焼に伴い、ＮＯｘが発生する。このＮＯｘは、排気通路に排出され、ＳＣＲ触媒５３ｃに流入する。ＳＣＲ触媒５３ｃに流入したＮＯｘは、前記尿素水から生成されたＮＨ３を還元剤として、以下の化学反応式（３）乃至（５）に示した化学反応の何れかを経てＳＣＲ触媒５３ｃにより還元浄化される。
【００６７】
【化３】
2017003298.tif 000005
【００６８】
＜ＮＨ３酸化触媒の基本動作＞
ところで、ＳＣＲ触媒５３ｃに適量の尿素水（ＮＨ３の原料）が供給されている場合、その尿素水から生成されるＮＨ３はＮＯｘの浄化に使用されるので、ＳＣＲ触媒５３ｃからＮＨ３が流出することは無い。しかしながら、ＳＣＲ触媒５３ｃに過剰な量の尿素水が供給されると、ＳＣＲ触媒５３ｃからＮＨ３が流出することがある。
【００６９】
ＮＨ３酸化触媒５３ｄは、その活性時において、上記のようにＳＣＲ触媒５３ｃから流出するＮＨ３を以下の化学反応式（６）に示した反応により酸化処理する。
【００７０】
【化４】
2017003298.tif 000006
【００７１】
＜尿素水噴射制御＞
上述したように、ＳＣＲ触媒５３ｃに流入したＮＯｘは、排気管５２内に噴射された尿素水から生成されたＮＨ３を還元剤として、化学反応式（３）乃至（５）に示した化学反応の何れかを経てＳＣＲ触媒５３ｃにより還元浄化される。従って、排気管５２内に噴射される尿素水が多いほど、ＳＣＲ触媒５３ｃによるＮＯｘの浄化率は高まる傾向にある。しかしながら、排気管５２内に過剰な尿素が噴射されるとＳＣＲ触媒５３ｃからＮＨ３が流出する「いわゆるアンモニアスリップ」が生じてしまう。
【００７２】
そこで、本例においては、機関１０の運転中、ＥＣＵ８０が、ＳＣＲ触媒５３ｃに吸着されているＮＨ３の量（以下、「ＮＨ３吸着量」と称呼する。）ＱＮＨ３が「所定範囲の量」である状態が維持されるように、尿素水噴射弁５９から噴射される尿素水の量を制御する。上記「所定範囲の量」は、例えば、ＳＣＲ触媒５３ｃによるＮＯｘの浄化率が許容範囲内にあり且つアンモニアスリップが生じない程度の値に設定される。本例において、前記所定範囲の上限値ＱＮＨ３ｕｐｐｅｒは、アンモニアスリップが生じない程度の値に設定される。一方、前記所定範囲の下限値ＱＮＨ３ｌｏｗｅｒは、ＳＣＲ触媒５３ｃのＮＯｘ浄化率ＲＮＯＸが最小限要求される浄化率となる値に設定される。
【００７３】
一方、上記ＮＨ３吸着量ＱＮＨ３は、ＳＣＲ触媒５３ｃによるＮＯｘの還元浄化にＮＨ３が消費されることによって減少する。従って、ＥＣＵ８０は、「ＳＣＲ触媒５３ｃにてＮＯｘの還元に消費されるＮＨ３の量（以下、「ＮＨ３消費量」と称呼する。）ｄＱＮＨ３ｄ」を推定する。
【００７４】
より具体的に述べると、ＥＣＵ８０は、「ＳＣＲ触媒５３ｃに流入する排気中のＮＯｘ濃度（以下、「流入ＮＯｘ濃度」と称呼する。）ＣＮＯＸｉｎ」と「吸入空気量Ｇａ」とに基づいて「ＳＣＲ触媒５３ｃに流入するＮＯｘの量（以下、「流入ＮＯｘ量」と称呼する。）ＱＮＯＸを推定する。流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎは、上流側ＮＯｘセンサ７６により測定される。吸入空気量Ｇａは、エアフローメータ７１により測定される。
【００７５】
更に、ＥＣＵ８０は、「流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ」と「ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中のＮＯｘ濃度（以下、「流出ＮＯｘ濃度」と称呼する。）ＣＮＯＸｏｕｔ」と、に基づいて、ＳＣＲ触媒５３ｃのＮＯｘ浄化率ＲＮＯＸを推定する。流出ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｏｕｔは、下流側ＮＯｘセンサ７７により測定される。
【００７６】
ＥＣＵ８０は、上記「流入ＮＯｘ量ＱＮＯＸ」及び「ＳＣＲ触媒５３ｃのＮＯｘ浄化率ＲＮＯＸ」に基づいて、ＮＨ３消費量ｄＱＮＨ３ｄを推定する。ＥＣＵ８０は、この推定されたＮＨ３消費量ｄＱＮＨ３ｄを「現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３」から減ずることにより得られる値を新たに現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３とする。
【００７７】
上記のようにして求められた「現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３」が前記所定範囲の量よりも少ない場合、ＥＣＵ８０は、尿素水噴射弁５９からの尿素水の噴射によりＳＣＲ触媒５３ｃにＮＨ３を新たに吸着させて、ＮＨ３吸着量ＱＮＨ３を増大させる。より具体的に述べると、ＥＣＵ８０は、「現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３と前記所定範囲の量との差ΔＱＮＨ３」に基づいて、ＮＨ３吸着量ＱＮＨ３を前記所定範囲の量とするために必要な尿素水の量を算出し、算出された量の尿素水を尿素水噴射弁５９から噴射させる。
【００７８】
このとき、ＥＣＵ８０は、尿素水噴射弁５９から噴射された尿素水の量に基づいて「ＳＣＲ触媒５３ｃに新たに吸着するＮＨ３の量（以下、「新規ＮＨ３吸着量」と称呼する。）ｄＱＮＨ３ｉを推定する。そして、ＥＣＵ８０は、この推定された新規ＮＨ３吸着量ｄＱＮＨ３ｉを「現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３」に加えることにより得られる値を新たに現在のＮＨ３吸着量ＱＮＨ３とする。
【００７９】
＜下流側ＮＯｘセンサの内部構造＞
次に、図２を参照しながら、下流側ＮＯｘセンサ７７の内部構造について説明する。尚、上流側ＮＯｘセンサ７６の内部構造も、以下で説明する下流側ＮＯｘセンサ７７の内部構造と同じである。
【００８０】
下流側ＮＯｘセンサ７７は、その内部にセンサ素子７７ａを有する。このセンサ素子７７ａは、図２に示したように、２つの固体電解質層９０ａ及び９０ｂ、６つのアルミナ層９１ａ乃至９１ｆ、１つのヒータ層９２、１つの拡散抵抗層９３、５つの電極９４ａ乃至９４ｅ、並びに、保護層（トラップ層）９９を含む。
【００８１】
固体電解質層９０ａ及び９０ｂは、ジルコニア等からなる酸化物イオン伝導性を有する薄板体である。アルミナ層９１ａ乃至９１ｆは、アルミナからなる緻密層（ガス不透過性の板体）である。これら層は、図２において下方から上方に向かって、アルミナ層９１ｆ、アルミナ層９１ｅ、アルミナ層９１ｄ、固体電解質層９０ｂ、アルミナ層９１ｃ、固体電解質層９０ａ、アルミナ層９１ｂ、及び、アルミナ層９１ａの順で積層されている。
【００８２】
拡散抵抗層９３は、多孔質の層であり、排気を通すことができる。この拡散抵抗層９３は、固体電解質層９０ａと固体電解質層９０ｂとの間に配設されている。
【００８３】
「固体電解質層９０ａ及び９０ｂ」と「拡散抵抗層９３」と「アルミナ層９１ｃ」との間には、これら層の壁面により空間９８ａが画成されている。この空間９８ａには、センサ素子７７ａの外部から拡散抵抗層９３を通って排気が流入する（以下、この空間を「排気室」と称呼する。）。
【００８４】
更に、「固体電解質層９０ａ」と「アルミナ層９１ａ及び９１ｂ」との間には、これら層の壁面により空間９８ｂが画成されている。この空間９８ｂは、大気に通流している（以下、この空間を「大気室」と称呼する。）。
【００８５】
加えて、「固体電解質層９０ｂ」と「アルミナ層９１ｄ及び９１ｅ」との間には、これら層の壁面により空間９８ｃが画成されている。この空間９８ｃは、基準ガスとしての大気に通流している（以下、この空間を「大気室」又は「基準ガス室」と称呼する。）。
【００８６】
ヒータ層９２は、アルミナ層９１ｅとアルミナ層９１ｆとの間に配設されている。ヒータ層９２は、ＥＣＵ８０からの駆動（指示）信号に応答して発熱し、センサ素子７７ａの温度を上昇させる。
【００８７】
保護層９９は、多孔質の層であり、排気が通ることができる。この保護層９９は、アルミナ層９１ａの外面、「固体電解質層９０ａ及び９０ｂ、アルミナ層９１ａ乃至９１ｆ、拡散抵抗層９３」の端面、並びに、アルミナ層９１ｆの外面上に配設されている。
【００８８】
保護層９９は、排気中に混入した凝縮水が「固体電解質層９０ａ及び９０ｂ、アルミナ層９１ａ乃至９１ｆ、アルミナ層９１ｄ乃至９１ｆ、並びに、拡散抵抗層９３」に付着することにより、これら層にクラックが生じることを防止する。
【００８９】
更に、保護層９９は、排気中に含まれている「センサ素子７７ａを劣化させる成分」を捕捉することにより、センサ素子７７ａの劣化を防止する。
【００９０】
電極９４ｂは、排気室９８ａ内に配置されるように固体電解質層９０ａの一方の壁面に配設されている。電極９４ａは、固体電解質層９０ａを挟んで電極９４ｂに対向するように、固体電解質層９０ａの他方の壁面に配設されている。この電極９４ａは、大気室９８ｂ内に配設されている。
【００９１】
電極９４ａは、配線９５ｄを介して電圧源９５ｂの正極に接続されている。配線９５ｄには、電極９４ａから電圧源９５ｂに向かう方向に順に、電気抵抗９５ｃ及び電流測定器９５ａが介装されている。電流測定器９５ａはＥＣＵ８０と接続されていて、電流測定器９５ａが測定する電流（後述する「ポンプ電流」）はＥＣＵ８０に送出される。一方、電極９４ｂは、配線９５ｅを介して電圧源９５ｂの負極に接続されている。
【００９２】
これら「電極９４ａ及び９４ｂ、固体電解質層９０ａ、電流測定器９５ａ、電圧源９５ｂ、電気抵抗９５ｃ、並びに、配線９５ｄ及び９５ｅ」は、ポンプ部９５を構成している。
【００９３】
電極９４ｃは、排気の流れの方向に沿って前記電極９４ｂの下流側において排気室９８ａ内に配置されるように固体電解質層９０ｂの一方の壁面に配設されている。電極９４ｄは、固体電解質層９０ｂを挟んで電極９４ｃに対向するように、固体電解質層９０ｂの他方の壁面に配設されている。この電極９４ｄは、大気室９８ｃ内に配置されている。
【００９４】
電極９４ｃは、配線９６ｂを介して電圧測定器９６ａに接続されている。一方、電極９４ｄは、配線９６ｃを介して電圧測定器９６ａに接続されている。電圧測定器９６ａはＥＣＵ８０と接続されていて、電圧測定器９６ａが測定する電圧はＥＣＵ８０に送出される。これら「電極９４ｃ及び９４ｄ、電圧測定器９６ａ、並びに、配線９６ｂ及び９６ｃ」は、酸素濃度検出部９６を構成している。
【００９５】
電極９４ｅは、排気の流れの方向に沿って前記電極９４ｃの下流側において排気室９８ａ内に配置されるように固体電解質層９０ｂの一方の壁面に配設されている。この電極９４ｅは、固体電解質層９０ｂを挟んで電極９４ｄに対向するように固体電解質層９０ｂの壁面に配設されている。
【００９６】
電極９４ｄは、配線９７ｃを介して電圧源９７ｂの正極に接続されている。一方、電極９４ｅは、配線９７ｄを介して電圧源９７ｂの負極に接続されている。配線９７ｄには、電流測定器９７ａが介装されている。電流測定器９７ａはＥＣＵ８０と接続されていて、電流測定器９７ａが測定する電流（後述する「センサ電流」）はＥＣＵ８０に送出される。これら「電極９４ｄ及び９４ｅ、電流測定器９７ａ、電圧源９７ｂ、並びに、配線９７ｃ及び９７ｄ」は、センサ部９７を構成している。
【００９７】
＜ＮＯｘ濃度測定＞
次に、下流側ＮＯｘセンサ７７による排気中のＮＯｘ濃度の測定について図３を参照しながら説明する。尚、上流側ＮＯｘセンサ７６による排気中のＮＯｘ濃度の測定原理も、以下で説明する「下流側ＮＯｘセンサ７７による排気中のＮＯｘ濃度の測定」と同じである。
【００９８】
下流側ＮＯｘセンサ７７に到達した排気は、「保護層９９及び拡散抵抗層９３」を順に通って排気室９８ａに流入する。即ち、「保護層９９及び拡散抵抗層９３」は「拡散層」に該当する。ポンプ部９５を構成する「電極９４ａと電極９４ｂと」の間には、電圧源９５ｂにより電圧が印加されている。これにより、図３に示したように、排気中の酸素（Ｏ２）は、電極９４ｂにおいて電子（ｅ−）を受け取り、酸化物イオン（Ｏ２−）となる。このＯ２−は、固体電解質層９０ａを通って電極９４ａに到達する。電極９４ａに到達したＯ２−は、同電極９４ａにおいて電子を放出して酸素（Ｏ２）となり、センサ素子７７ａの大気室９８ｂに放出される。
【００９９】
このように、固体電解質層９０ａ内をＯ２−が通過することにより、ポンプ部９５に電流が流れる。
【０１００】
更に、排気中に二酸化窒素（ＮＯ２）が含まれている場合、このＮＯ２は、電極９４ｂにおいて還元されてＮＯとなる。このＮＯ２の還元によってＯ２−が生成される。このＯ２−も固体電解質層９０ａを通って電極９４ａに到達する。この電極９４ａに到達したＯ２−も、同電極９４ａにおいて電子（ｅ−）を放出してＯ２となり、センサ素子７７ａの大気室９８ｂに放出される。
【０１０１】
このように、ＮＯ２の還元に起因して生成されるＯ２−が固体電解質層９０ａ内を通過することによっても、ポンプ部９５に電流が流れる。
【０１０２】
電流測定器９５ａは、上述したようにポンプ部９５を流れる電流ＩＰを検出する。この電流（以下、「ポンプ電流」とも称呼する。）ＩＰは、固体電解質層９０ａ内を通過するＯ２−の量が多いほど大きい。つまり、このポンプ電流ＩＰは、排気室９８ａに流入する排気中の酸素濃度が高いほど大きく、同排気中のＮＯ２濃度が高いほど大きい。
【０１０３】
尚、電極９４ａと電極９４ｂとの間には、これらの電極間に流れる電流が酸素の限界電流となる値の電圧（酸素の限界電流域に該当する電圧）が印加されている。このため、センサ素子７７ａの外部から「保護層９９及び拡散抵抗層９３」（拡散層）を通って排気室９８ａに流入した排気中の酸素濃度は、ポンプ部９５により極めて小さい一定の濃度（本例においては、略「０（ゼロ）」と見做すことができる数ｐｐｍの濃度）にまで低下される。
【０１０４】
酸素濃度検出部９６を構成する「電極９４ｃと電極９４ｄと」の間には、「ポンプ部９５により酸素濃度が低下された排気中の酸素濃度」と「大気室９８ｃ内の酸素濃度」との差に起因して電圧（起電力）が発生する。電圧測定器９６ａはこの電圧を測定する。ＥＣＵ８０は、この測定された電圧に基づいて「ポンプ部９５により酸素濃度が低下された排気中の酸素濃度」を推定する。この酸素濃度は、後述するようにＮＯｘ濃度を算出（推定）する際の「センサ電流の補正」に用いられる。
【０１０５】
センサ部９７を構成する「電極９４ｄと電極９４ｅと」の間には、センサ部９７の電圧源９７ｂにより一定の電圧が印加されている。これにより、電極９４ｅに到達した排気中にＮＯが含まれている場合、このＮＯは、電極９４ｅにおいて還元されて窒素（Ｎ２）となる。
【０１０６】
このＮＯの還元によってＯ２−が生成される。このＯ２−は固体電解質層９０ｂを通って電極９４ｄに到達する。この電極９４ｄに到達したＯ２−は、同電極９４ｄにおいて電子（ｅ−）を放出してＯ２となり、センサ素子７７ａの大気室９８ｃに放出される。
【０１０７】
このように、ＮＯの還元に起因して生成されるＯ２−が固体電解質層９０ｂ内を通過することにより、センサ部９７に電流ＩＳが流れる。電流測定器９７ａは、この電流ＩＳを検出する。この電流（以下、「センサ電流」とも称呼する。）ＩＳは、固体電解質層９０ｂ内を通過するＯ２−の量が多いほど大きい。つまり、このセンサ電流ＩＳは、電極９４ｅに到達した排気中のＮＯ濃度（ＮＯｘ濃度）が高いほど大きい。
【０１０８】
＜ＮＨ３流入量＞
ところで、ＳＣＲ触媒５３ｃに過剰な尿素水が供給されると、排気室９８ａにＮＨ３が流入することがある。その排気室９８ａに流入した排気中のＮＨ３は、図４に示したように、ポンプ部９５の電極９４ｂ（以下、「ポンプ電極９４ｂ」とも称呼する。）において排気中に多量に含まれているＯ２の一部と反応して一酸化窒素（ＮＯ）と水（Ｈ２Ｏ）とに変換される。
【０１０９】
更に、ＮＨ３から生成されたＮＯは、その後、センサ電極９４ｅに到達し、上述したように、このセンサ電極９４ｅにおいてＮ２に還元される。そして、このＮＯの還元によってＯ２−が生成される。このＯ２−は固体電解質層９０ｂを通って電極９４ｄに到達する。この電極９４ｄに到達したＯ２−は、同電極９４ｄにおいて電子を放出してＯ２となり、センサ素子７７ａの大気室９８ｃに放出される。
【０１１０】
このように、ＮＨ３から生成されたＮＯの還元により生成されたＯ２−が固体電解質層９０ｂ内を通過することにより、センサ部９７に電流（センサ電流）ＩＳが流れる。このセンサ電流ＩＳは、固体電解質層９０ｂ内を通過するＯ２−の量が多いほど大きい。つまり、このセンサ電流ＩＳは、センサ電極９４ｅに到達する排気中のＮＯ量が多いほど、言い換えると、排気室９８ａに流入する排気中のＮＨ３量が多いほど大きい。
【０１１１】
以上のように、センサ部９７に流れるセンサ電流ＩＳは、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達した排気に含まれていたＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３のそれぞれに由来するＮＯの還元によって生成されたＯ２−に起因する電流が含まれる。
【０１１２】
＜酸素濃度推定＞
ところで、センサ部９７の電極９４ｅ（以下、「センサ電極９４ｅ」と称呼する。）に到達した排気中にＯ２が含まれている場合、センサ電極９４ｅにおいて、排気中のＯ２もＯ２−に変換され、このＯ２−も固体電解質層９０ｂを通って電極９４ｄに到達する。この場合、センサ電流ＩＳには、「ＮＯの還元によって生成されたＯ２−に起因する電流」に加えて、「電極９４ｅに到達した排気に元々含まれていたＯ２に起因する電流」もまた含まれている。
【０１１３】
一方、センサ電極９４ｅに到達した排気に元々含まれていたＯ２の量は、前述した酸素濃度検出部９６により検出される酸素濃度に基づいて推定することができる。そこで、本例においては、ＥＣＵ８０は、「センサ電極９４ｅに到達した排気に元々含まれていたＯ２に起因して発生したセンサ電流」をセンサ電流ＩＳから減ずる（補正する）。これにより、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達した排気に含まれていたＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３のそれぞれに由来するＮＯの還元によって生成されたＯ２−のみに起因する電流を、センサ部９７に流れるセンサ電流ＩＳとして検出することができる。即ち、センサ電流ＩＳに基づいて「ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中のＮＯｘ及びＮＨ３の濃度」を推定（測定）することができる。つまり、センサ電流ＩＳは、ＮＯｘセンサ７７による「検出値」に該当する。
【０１１４】
但し、前述したように、「保護層９９及び拡散抵抗層９３」を通って排気室９８ａに流入した排気中の酸素濃度は、ポンプ部９５により極めて小さい一定の濃度にまで低下されている。従って、酸素濃度検出部９６により検出される酸素濃度に基づくセンサ電流ＩＳの補正量は微小な一定値に設定することができ、場合によってはそのような補正は行わなくてもよい。
【０１１５】
上流側ＮＯｘセンサ７６も、同様にして、ＳＣＲ触媒５３ｃに流入する排気中のＮＯｘ濃度を推定（測定）する。
【０１１６】
＜第１装置による検出値の補正＞
上述したように、下流側ＮＯｘセンサ７７によれば、「検出値」であるセンサ電流ＩＳに基づいて、「ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中のＮＯｘ及びＮＨ３の濃度」を検出することができる。しかしながら、前述したように、本発明者による検討の結果、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の各濃度に基づいて推定される検出値としてのセンサ電流ＩＳ（推定値）よりもＮＯｘセンサによって実際に出力される検出値としてのセンサ電流ＩＳ（実測値）が小さい場合がある。
【０１１７】
従って、排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度を下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値としてのセンサ電流ＩＳから精度良く取得するためには、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値を補正する必要がある。具体的には、例えば、以下の計算式（１）に示したように、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出されるセンサ電流ＩＳに補正係数ｋを乗ずることにより、補正センサ電流ＩＳｃを得ることができると考えられる。
【０１１８】
【数１】
2017003298.tif 000007
【０１１９】
しかしながら、本発明者は、センサ電流ＩＳの推定値と実測値との差は一定ではなく、上記補正係数ｋとして一定の固定値を採用したのでは、正しい補正センサ電流ＩＳｃを得ることができない場合があることに気付いた。より具体的に述べると、本発明者は、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値の推定値と実測値との差異は、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど大きくなるという知見を得たのである。
【０１２０】
即ち、図５の（ａ）に示したように、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中に含まれるＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３の合計モル濃度が一定であっても、当該排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど、センサ電流ＩＳの大きさが小さくなる。即ち、当該排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の総量に対するＮＨ３のモル比率（ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３）が５０％に近いほど、センサ電流ＩＳの大きさが小さくなり、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値の推定値と実測値との差が大きくなる。
【０１２１】
上記現象は、前述したように、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層（保護層９９及び拡散抵抗層９３）において、以下の化学反応式（１）によって表される反応が起こり、排気中のＮＯとＮＨ３とが１：１のモル比にて消費されることに起因すると考えられる。
【０１２２】
【化５】
2017003298.tif 000008
【０１２３】
従って、排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度を下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値としてのセンサ電流ＩＳから精度良く取得するためには、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほどセンサ電流ＩＳをより大きい値に補正することが望ましい。
【０１２４】
＜制御部の構成＞
そこで、第１装置は、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値（センサ電流ＩＳ）を補正する制御部を備える。図６に示すように、この制御部１００は、推定部１１０と、補正部１２０と、を備える。第１装置において、制御部１００は、ＥＣＵ８０が発揮する機能として実装される。具体的には、制御部１００は、上述した各種センサからの入力信号に基づいて、ＥＣＵ８０が備えるＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＥＣＵ８０が備えるＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）が以下に説明するような処理及び動作を実行するように構成される。
【０１２５】
推定部１１０は、ＮＯｘ浄化触媒であるＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中に含まれるＮＯの濃度及びＮＨ３の濃度をそれぞれ推定する。具体的には、ＣＰＵは、上流側ＮＯｘセンサ７６によって測定される「流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ」、尿素水添加装置５４から添加される尿素水の量である「尿素水量ＱＮＹ」及び温度センサ８１によって検出されるＳＣＲ触媒５３ｃの温度である「温度ＴＳＣＲ」を取得する。
【０１２６】
そして、ＣＰＵは、「流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ」、「尿素水量ＱＮＹ」及び「温度ＴＳＣＲ」を、上述したＲＯＭに予め格納された各ルックアップテーブルにそれぞれ適用する。これにより、ＣＰＵは、ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の濃度（それぞれ、「ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ」及び「ＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓ」）を取得する。
【０１２７】
以上のようにして、ＣＰＵは、ＮＯｘ浄化触媒（ＳＣＲ触媒５３ｃ）から流出する排気中のＮＯ及びＮＨ３の各濃度（「ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ」及び「ＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓ」）を、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値以外の取得値（「流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ」、「尿素水量ＱＮＹ」及び「温度ＴＳＣＲ」）に基づいて推定する。即ち、ＣＰＵは、第１装置が備える制御部１００を構成する推定部１１０として機能する。尚、流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ、尿素水量ＱＮＹ及び温度ＴＳＣＲからＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓを取得するために使用される各ルックアップテーブルは、例えば、実験等により求めてＥＣＵ８０のＲＯＭに格納しておく。
【０１２８】
或いは、推定部１１０（として機能するＣＰＵ）は、例えば、ＳＣＲ触媒５３ｃの理論モデル等に基づき、ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓを推定してもよい。
【０１２９】
一方、補正部１２０（として機能するＣＰＵ）は、上述したようにして取得されたＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓに基づき、排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比を算出する。そして、ＣＰＵは、上記モル比が１：１に近いほど（ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３が５０％に近いほど）、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値としてのセンサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより大きい値に設定する。
【０１３０】
本例においては、ＣＰＵは、図５の（ｂ）に示したようなＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３とセンサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋとの対応関係に基づき、上述したようにして取得されたＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓから算出されるＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３から、補正係数ｋの具体的な値を取得する。そして、ＣＰＵは、取得された補正係数ｋをセンサ電流ＩＳに乗じて補正センサ電流ＩＳｃを算出する。ＣＰＵは、このようにしてセンサ電流ＩＳの実測値を真の値に近付けるように補正することにより、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値を補正する。
【０１３１】
以上のようにして、ＣＰＵは、推定されたＮＯの濃度及び推定されたＮＨ３の濃度から導かれるＮＯに対するＮＨ３のモル比が１に近いほど（下流側ＮＯｘセンサ７７による）検出値（センサ電流ＩＳ）に対する補正後検出値の比がより大きい値になるように、（下流側ＮＯｘセンサ７７による）検出値（センサ電流ＩＳ）を補正する。具体的には、上記「ＮＯに対するＮＨ３のモル比」と１との差の大きさが第１の値である場合における検出値（センサ電流ＩＳ）に対する補正後検出値の比である第１補正比が、上記（モル比と１との）差の大きさが第１の値よりも大きい第２の値である場合における同検出値（センサ電流ＩＳ）に対する補正後検出値の比である第２補正比よりも大きい値になるように検出値（センサ電流ＩＳ）を補正する。これにより、たとえ検出値（センサ電流ＩＳ）の大きさが同じであっても、上記「ＮＯに対するＮＨ３のモル比」が１に近いほど、より大きい補正後検出値（センサ電流ＩＳｃ）が求められる。
【０１３２】
即ち、ＣＰＵは、第１装置が備える制御部１００を構成する補正部１２０としても機能する。尚、ＳＣＲ触媒５３ｃから流出して下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比（又はＮＯ及びＮＨ３の総量に対するＮＨ３のモル比率）と、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋと、の対応関係は、例えば実験等によって求めて、例えば、ルックアップテーブル等のデータとして、ＥＣＵ８０のＲＯＭに格納しておく。
【０１３３】
尚、本例においては、上記のように、推定部によって推定されたＮＯの濃度及びＮＨ３の濃度から排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比（具体的には、ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３）を算出し、ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３から補正係数ｋの具体的な値を取得する処理を補正部が実施した。しかしながら、これらの処理の両方又は一方を推定部が実施してもよい。
【０１３４】
更に、本例においては、上記のような制御部１００の機能を、機関１０を制御するＥＣＵ８０に発揮させた。しかしながら、制御部１００の機能を、機関１０を制御するＥＣＵ８０以外の別個の制御装置に発揮させてもよく、或いは、このような別個の制御装置とＥＣＵ８０とに分散して発揮させてもよい。
【０１３５】
＜第１装置の具体的動作＞
ここで、ＮＯｘセンサによる検出値の補正における第１装置の具体的動作につき、添付のフローチャートに沿って説明する。ＣＰＵは、図７にフローチャートにより示した検出値補正ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、ＣＰＵは、所定のタイミングになると、図７のステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、検出条件が成立しているか否かを判定する。
【０１３６】
上記「検出条件」は、
（１）機関１０の温度が所定温度以上であり（機関１０の暖機が完了しており）、
（２）ＳＣＲ触媒５３ｃが活性化しており（ＳＣＲ触媒５３ｃの暖機が完了しており）、且つ、
（３）下流側ＮＯｘセンサ７７が活性化している（下流側ＮＯｘセンサ７７の暖機が完了している）、
ときに成立する。
【０１３７】
ＣＰＵがステップ７１０の処理を実行する時点において検出条件が成立していない場合、ＣＰＵはそのステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３８】
これに対し、ＣＰＵがステップ７１０の処理を実行する時点において検出条件が成立している場合、ＣＰＵはそのステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７２０乃至ステップ７５０の処理を順に実行する。
【０１３９】
ステップ７２０：ＣＰＵは、ＳＣＲ触媒５３ｃから流出して下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気の「ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓ」を推定する。具体的には、ＣＰＵは、「流入ＮＯｘ濃度ＣＮＯＸｉｎ」、「尿素水量ＱＮＹ」及び「温度ＴＳＣＲ」を、上述したＲＯＭに予め格納された各ルックアップテーブルにそれぞれ適用する。これにより、ＣＰＵは、ＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の濃度（それぞれ、「ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ」及び「ＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓ」）を取得する。
【０１４０】
ステップ７３０：ＣＰＵは、推定された「ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓ」に基づき、上記排気中に含まれるＮＯ及びＮＨ３の総量に対するＮＨ３のモル比率（ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３）を算出する。
ステップ７４０：ＣＰＵは、算出されたＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３及び図５の（ｂ）に示したルックアップテーブルから、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値であるセンサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋを取得する。
ステップ７５０：ＣＰＵは、取得された補正係数ｋをセンサ電流ＩＳに乗じて補正センサ電流ＩＳｃを算出する（下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値を補正する。）。
【０１４１】
上記ステップ７２０乃至ステップ７５０の処理を実行した後、ＣＰＵはステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１４２】
以上のように、第１装置によれば、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層（保護層９９及び拡散抵抗層９３）における上述した化学反応式（１）によって表される反応に起因する下流側ＮＯｘセンサ７７からの検出値の変化を適切に補正することができる。その結果、第１装置によれば、下流側ＮＯｘセンサ７７を使用して、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に応じた値を精度良く取得することができる。
【０１４３】
＜第２実施形態＞
ところで、前述したように、ＮＯｘセンサによって検出される排気の「ＮＯｘ及びＮＨ３の濃度」に対応する検出値が本来の値よりも小さくなるのは、ＮＯｘセンサが備える拡散層において、上述した化学反応式（１）によって表される反応が起こるためであると考えられる。更に、前述したように、上記反応の収率は、例えばＮＯｘセンサに到達する排気の流量（排気流量）、温度（排気温）及び酸素濃度等、内燃機関の運転状況による影響を受ける。
【０１４４】
そこで、本発明の第２実施形態に係るＮＯｘセンサの出力補正装置（以下、「第２装置」とも称呼する。）」は、内燃機関の運転状況による上記反応の収率への影響を考慮して、ＮＯｘセンサによる検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得する。具体的には、第２装置は、ＮＯｘセンサに到達する排気の流量（排気流量）、温度（排気温）及び酸素濃度による上記反応の収率への影響を考慮して、ＮＯｘセンサによる検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得する。
【０１４５】
＜内燃機関の構成＞
第２装置もまた、第１装置と同様に、図１に示した内燃機関（機関）１０に適用される。但し、本例においては、機関１０は、排気管５２内のＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置であり且つ下流側ＮＯｘセンサ７７の上流位置に配設されたＯ２センサ８３（図示省略）を更に備えている。
【０１４６】
＜下流側ＮＯｘセンサの内部構造＞
第２装置が備える上流側ＮＯｘセンサ７６及び下流側ＮＯｘセンサ７７の構成及び動作についても、第１装置に関する説明において詳細に述べたので、ここでは説明を繰り返さない。
【０１４７】
＜第２装置による検出値の補正＞
【０１４８】
第２装置もまた、図８の（ｂ）の実線によって示したように、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中のＮＯとＮＨ３とのモル比が１：１に近いほど（即ち、ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３が５０％に近いほど）、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより大きい値に設定する。この点においては、第２装置は、第１装置と同様である。
【０１４９】
但し、上述したように、上述した化学反応式（１）によって表される反応の収率は、例えばＮＯｘセンサに到達する排気の流量（排気流量）、温度（排気温）及び酸素濃度等、内燃機関の運転状況による影響を受ける。従って、以下に詳述するように、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度もまた、内燃機関の運転状況による影響を受ける。
【０１５０】
ここで、ＮＯｘセンサによる検出値への内燃機関の運転状況による影響及び第２装置による検出値の補正につき、以下に詳しく説明する。以下の説明においては、理解を容易にするため、排気流量、排気温及び酸素濃度のそれぞれにつき、個別に説明する。
【０１５１】
（排気流量による影響）
前述したように、排気流量が大きくなるほど、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層（保護層９９及び拡散抵抗層９３）を通過する排気の速度が高くなり、上記拡散層を排気が通過するのに要する時間が短くなる。従って、化学反応式（１）によって表される反応が起こり得る時間が短くなり、当該反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３が少なくなる。
【０１５２】
上記の結果、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度もまた、排気流量が大きくなるほど小さくなる。具体的には、図８の（ａ）の破線によって示したように、センサ電流ＩＳは、排気流量が大きくなるほど大きくなる（白抜きの矢印）。
【０１５３】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の破線によって示したように、排気流量が大きくなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより小さい値に設定する（白抜きの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された排気流量が大きいほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が小さくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１５４】
逆に、排気流量が小さくなるほど、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度は大きくなる。具体的には、図８の（ａ）の点線によって示したように、センサ電流ＩＳは、排気流量が小さくなるほど小さくなる（黒塗りの矢印）。
【０１５５】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の点線によって示したように、排気流量が小さくなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより大きい値に設定する（黒塗りの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された排気流量が小さいほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が大きくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１５６】
上記により、第２装置は、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層における上述した化学反応式（１）によって表される反応の収率への排気流量による影響を反映させつつ、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得することができる。
【０１５７】
（排気温による影響）
前述したように、排気温が高くなるほど、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層（保護層９９及び拡散抵抗層９３）の温度が高くなる。従って、化学反応式（１）によって表される反応の速度が速くなり、当該反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３が多くなる。
【０１５８】
上記の結果、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度もまた、排気温が高くなるほど大きくなる。具体的には、図８の（ａ）の点線によって示したように、センサ電流ＩＳは、排気温が高くなるほど小さくなる（黒塗りの矢印）。
【０１５９】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の点線によって示したように、排気温が高くなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより大きい値に設定する（黒塗りの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された排気温が高いほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が大きくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１６０】
逆に、排気温が低くなるほど、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度は小さくなる。具体的には、図８の（ａ）の破線によって示したように、センサ電流ＩＳは、排気温が低くなるほど大きくなる（白抜きの矢印）。
【０１６１】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の破線によって示したように、排気温が低くなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより小さい値に設定する（白抜きの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された排気温が低いほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が小さくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１６２】
上記により、第２装置は、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層における上述した化学反応式（１）によって表される反応の収率への排気温による影響を反映させつつ、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得することができる。
【０１６３】
（酸素濃度による影響）
前述したように、化学反応式（１）の反応物には酸素（Ｏ２）が含まれるので、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気中に含まれるＯ２の濃度（酸素濃度）が高くなるほど、化学反応式（１）によって表される反応の速度がより速くなる。従って、下流側ＮＯｘセンサ７７に到達する排気の酸素濃度が高くなるほど、上記反応によって消費されるＮＯ及びＮＨ３がより多くなる。
【０１６４】
上記の結果、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中に含まれるＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度もまた、上記酸素濃度が高くなるほど大きくなる。具体的には、図８の（ａ）の点線によって示したように、センサ電流ＩＳは、上記酸素濃度が高くなるほど小さくなる（黒塗りの矢印）。
【０１６５】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の点線によって示したように、上記酸素濃度が高くなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより大きい値に設定する（黒塗りの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された酸素濃度が高いほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が大きくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１６６】
逆に、上記酸素濃度が低くなるほど、下流側ＮＯｘセンサ７７によって検出される排気中のＮＯｘ及びＮＨ３の濃度に対応する検出値が本来の値よりも小さくなる程度は小さくなる。具体的には、図８の（ａ）の破線によって示したように、センサ電流ＩＳは、上記酸素濃度が低くなるほど大きくなる（白抜きの矢印）。
【０１６７】
そこで、第２装置は、図８の（ｂ）の破線によって示したように、上記酸素濃度が低くなるほど、センサ電流ＩＳを補正するための補正係数ｋをより小さい値に設定する（白抜きの矢印）。これにより、第２装置においては、補正部１２０が、検出された酸素濃度が低いほど第１補正後検出値と第２補正後検出値との差が小さくなるように、検出値を補正することにより補正後検出値を求める。
【０１６８】
上記により、第２装置は、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層における上述した化学反応式（１）によって表される反応の収率への上記酸素濃度による影響を反映させつつ、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得することができる。
【０１６９】
＜制御部の構成＞
第２装置が備える制御部２００も、基本的には、第１制御部が備える制御部１００と同様の構成を有する。但し、図９に示したように、制御部２００は、以下に列挙する各種検出部（１）乃至（３）を更に備える。
（１）排気流量を検出する排気流量検出部、
（２）排気温を検出する排気温検出部、及び
（３）酸素濃度を検出する酸素濃度検出部。
【０１７０】
尚、本例においては、ＥＣＵ８０のＣＰＵが、上述したエアフローメータ７１によって検出された吸入空気量Ｇａに基づいて、下流側ＮＯｘ濃度センサ７７に到達する排気の流量（排気流量）ＳＶを取得する。即ち、本例においては、エアフローメータ７１が排気流量検出部を構成する。この排気流量ＳＶは、ＣＰＵが別途実行する処理により取得される。
【０１７１】
更に、排気温ＴＥＸは、ＥＣＵ８０のＣＰＵが、ＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置であって且つ下流側ＮＯｘセンサ７７の上流位置の排気管５２に配設された温度センサ８２からの出力信号に基づいて取得する。即ち、本例においては、温度センサ８２が排気温検出部を構成する。この排気温ＴＥＸもまた、ＣＰＵが別途実行する処理により取得される。
【０１７２】
加えて、酸素濃度ＣＯＸは、ＥＣＵ８０のＣＰＵが、ＳＣＲ触媒５３ｃの下流位置であって且つ下流側ＮＯｘセンサ７７の上流位置の排気管５２に配設された図示しないＯ２センサ８３からの出力信号に基づいて取得する。即ち、本例においては、ＣＰＵ及びＯ２センサが酸素濃度検出部を構成する。この酸素濃度ＣＯＸもまた、ＣＰＵが別途実行する処理により取得されてＥＣＵ８０のバックアップＲＡＭに格納されている。
【０１７３】
尚、本例においては、上記のように、酸素濃度検出部を構成するＯ２センサを個別に設けて酸素濃度ＣＯＸを取得したが、例えば、機関１０が空燃比センサを備える場合等、酸素濃度ＣＯＸの取得に利用することができる既存の構成要素がある場合は、当該既存の構成要素を利用して酸素濃度ＣＯＸを取得してもよい。
【０１７４】
上述したように、第２装置が備える制御部２００は、各種検出部（１）乃至（３）を更に備え、機関１０の運転状況（具体的には、排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸ）によるセンサ電流ＩＳへの影響を反映して検出値を補正する。この点を除き、制御部２００もまた、第１制御部が備える制御部１００と同様に、ＥＣＵ８０が発揮する機能として実装される。
【０１７５】
具体的には、制御部２００が備える推定部２１０は、制御部１００が備える推定部１１０と同様に、ＮＯｘ浄化触媒であるＳＣＲ触媒５３ｃから流出する排気の「ＮＯの濃度（ＣＮＯ＿Ｓ）及びＮＨ３の濃度（ＣＮＨ３＿Ｓ）」をそれぞれ推定する。制御部２００が備える補正部２２０もまた、制御部１００が備える補正部１２０と同様に、ＮＯ濃度ＣＮＯ＿Ｓ及びＮＨ３濃度ＣＮＨ３＿Ｓから算出されるＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３から、ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３と補正係数ｋとの対応関係に基づいて、補正係数ｋの具体的な値を取得する。
【０１７６】
但し、補正部２２０は、機関１０の運転状況（具体的には、排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸ）に応じた「ＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３と補正係数ｋとの対応関係」に基づいて、補正係数ｋの具体的な値を取得する。そして、補正部２２０は、取得された補正係数ｋをセンサ電流ＩＳに乗じて補正センサ電流ＩＳｃを算出する。第２装置は、このようにしてセンサ電流ＩＳの実測値を真の値に更に近付けるように補正することにより、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値をより適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得することができる。
【０１７７】
制御部２００もまた、制御部１００と同様に、上述した各種センサからの入力信号に基づいて、ＥＣＵ８０が備えるＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＣＰＵが、センサ電流ＩＳの第２装置による補正に必要とされる各種処理及び動作を実行するように構成される。即ち、ＣＰＵは、第２装置が備える制御部２００を構成する推定部２１０及び補正部２２０として機能する。
【０１７８】
尚、機関１０の種々の運転状況（具体的には、排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸ）におけるＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３と補正係数ｋとの対応関係は、例えば実験等によって予め求められる。そして、それぞれの対応関係は、例えば、機関１０の運転状況（具体的には、排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸ）と関連付けて、ルックアップテーブル等のデータとして、ＥＣＵ８０のＲＯＭに格納しておく。
【０１７９】
＜第２装置の具体的動作＞
ここで、ＮＯｘセンサによる検出値の補正における第２装置の具体的動作につき、添付のフローチャートに沿って説明する。ＣＰＵは、図１０にフローチャートにより示した検出値補正ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。図１０に示したフローチャートは、以下の点を除き、図７に示したフローチャートと同様である。
【０１８０】
ステップ７３０の処理を実行した後、ＣＰＵは、ステップ７３５に進み、排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸを取得する。次に、ＣＰＵは、ステップ７４０に進み、ステップ７３０において算出されたＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３、並びに、ステップ７３５において取得された排気流量ＳＶ、排気温ＴＥＸ及び酸素濃度ＣＯＸから、ＥＣＵ８０のＲＯＭに格納されたルックアップテーブルに基づいて、補正係数ｋを取得する。
【０１８１】
その後、ＣＰＵは、図７に示したフローチャートと同様に、ステップ７５０に進み、取得された補正係数ｋをセンサ電流ＩＳに乗じて補正センサ電流ＩＳｃを算出することにより、下流側ＮＯｘセンサ７７による検出値を補正する。
【０１８２】
以上のように、第２装置は、機関１０の運転状況におけるＮＨ３モル比率ＭＲＮＨ３に応じた補正係数ｋを取得する。これにより、第２装置によれば、下流側ＮＯｘセンサ７７が備える拡散層（保護層９９及び拡散抵抗層９３）における上述した化学反応式（１）によって表される反応に起因する下流側ＮＯｘセンサ７７からの検出値の変化を更に適切に補正することができる。その結果、第２装置によれば、下流側ＮＯｘセンサ７７を使用して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を更に精度良く取得することができる。
【０１８３】
＜変形例＞
上述した実施形態においては、下流側ＮＯｘセンサ７７の保護層９９及び拡散抵抗層９３における化学反応式（１）によって表されるＮＯとＮＨ３との反応を考慮している。しかしながら、下流側ＮＯｘセンサ７７の保護層９９及び拡散抵抗層９３の何れか一方のみにおいて上記反応が起こる場合及びＮＯｘセンサが保護層を備えない場合においても、上述した実施形態と同様に、ＮＯｘセンサからの検出値を適切に補正することができる。
【０１８４】
更に、上述した実施形態に係る出力補正装置は、過給機４４及びＥＧＲシステム６０を備える機関１０に配設されたＮＯｘセンサに適用された。しかしながら、当然のことながら、本発明に係るＮＯｘセンサの出力補正装置（本発明装置）は、過給機及びＥＧＲシステムの何れか一方又は両方を備えない内燃機関に配設されたＮＯｘセンサにも適用することができる。
【０１８５】
加えて、上述した実施形態に係る出力補正装置は、多気筒（本例では直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル機関である機関１０に配設されたＮＯｘセンサに適用された。しかしながら、本発明装置は、当然のことながら、上記以外の形式のディーゼル機関に配設されたＮＯｘセンサにも適用することができる。更に、本発明装置は、種々の形式のガソリン機関に配設されたＮＯｘセンサにも適用することができる。
【０１８６】
ところで、本発明装置は、上述したように、ＮＯｘセンサの拡散層（保護層及び拡散抵抗層）におけるＮＯとＮＨ３との反応に起因するセンサ電流の変化を適切に補正して、排気中に含まれる「ＮＯｘ及びＮＨ３」の濃度を精度良く取得する。従って、本発明装置は、ＮＯｘセンサに到達する排気中にＮＨ３が含まれ得る場合において、その効果を発揮する。即ち、本発明装置は、その下流にＮＨ３を排出する可能性があるＮＯｘ浄化触媒を備える内燃機関において、その触媒の下流に配設されるＮＯｘセンサに適用することが望ましい。
【０１８７】
本明細書の冒頭で述べたように、上記のように、その下流にＮＨ３を排出する可能性があるＮＯｘ浄化触媒の具体例としては、例えば、ＳＣＲ触媒及びＮＳＲ触媒等を挙げることができる。
【０１８８】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び変形例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び変形例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【０１８９】
１０…内燃機関、５２…排気通路（排気管）、５３ｃ…ＳＣＲ触媒、５４…尿素水添加装置、７６…上流側ＮＯｘセンサ、７７…下流側ＮＯｘセンサ、８０…エンジン電子制御ユニット（ＥＣＵ）、及び１００…制御部。
【図１】
2017003298.tif 000009
【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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