"エンジンが排出するNOxを、アンモニアを還元剤に用いて還元浄化するエンジンの排気浄化装置であって、エンジンの排気通路に設置された選択還元型のNOx触媒と、前記エンジンの排気に対し、前記NOx触媒の上流側でアンモニア又はその前駆体を添加する還元剤添加装置と、前記NOx触媒に対するアンモニア供給量を算出し、算出したアンモニア供給量に応じて前記還元剤添加装置を制御する制御装置と、を含んで構成され、前記制御装置は、前記NOx触媒の触媒層に吸着したアンモニアを有効還元剤とする前記NOxの還元に関わる化学反応を数式化した第1の触媒反応モデルを記憶した第1の記憶部と、前記第1の記憶部から前記第1の触媒反応モデルを取得し、前記NOx触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、前記取得した第1の触媒反応モデルによってアンモニア吸着量を算出するアンモニア吸着量算出部と、前記アンモニア吸着量算出部が算出した各セルのアンモニア吸着量のうち、前記エンジンの運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量をもとに、前記アンモニア供給量を算出するアンモニア供給量算出部と、を含んで構成される、エンジンの排気浄化装置。前記第1の触媒反応モデルは、前記NOxの還元に関わる化学種の気相及び触媒層夫々での質量バランスを表す数式を含んで構成される、請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。前記第1の触媒反応モデルは、前記NOx触媒内部の流れを軸方向の一次元流れで近似して、前記化学種の前記気相での質量バランスを表す式1、及び前記化学種の前記触媒層での質量バランスを表す式2を含んで構成され、更に式2の係数kiは、反応頻度因子A、活性化エネルギーEa、ガス定数R及び温度Tに関して式3によって表される、請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置。前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を更に含んで構成され、前記アンモニア吸着量算出部は、前記運転状態検出手段が検出した運転状態に応じて少なくとも前記式2及び3の係数kiを変更する、請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置。前記アンモニア吸着量を算出するセルに、前記複数のセルのうち前記NOx触媒の軸方向中央部に位置するセルを含む、請求項1~4のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記制御装置は、前記NOx触媒に流入するNOxに対するアンモニア当量比及び前記NOx触媒のアンモニア目標吸着量を予め設定した応答曲面を有し、前記アンモニア供給量算出部は、前記応答曲面からアンモニア当量比及びアンモニア目標吸着量を算出し、算出したアンモニア当量比及びアンモニア目標吸着量、ならびに前記所定のセルのアンモニア吸着量をもとに、前記アンモニア供給量を算出する、請求項1~5のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記制御装置は、1セル当たりのアンモニア目標吸着量を算出するアンモニア目標吸着量算出部を更に含んで構成され、前記アンモニア吸着量算出部が算出したアンモニア吸着量が、前記アンモニア目標吸着量算出部が算出したアンモニア目標吸着量よりも大きい場合に、前記還元剤添加装置によるアンモニア又は前駆体の添加を停止する、請求項1~6のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記制御装置は、前記NOx触媒の各セルにおける触媒層の温度を第1の触媒温度として算出する第1の触媒温度算出部を更に含んで構成され、前記アンモニア吸着量算出部は、前記第1の触媒温度算出部が算出した各セルの前記第1の触媒温度と、前記アンモニア供給量算出部が算出したアンモニア供給量とをもとに、前記アンモニア吸着量を算出する、請求項1~7のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記NOx触媒の上流側の排気温度を検出する排気温度検出手段を更に含んで構成され、前記制御装置は、前記排気温度検出手段が検出した排気温度から、前記エンジンの排気管を介する放熱特性を考慮した前記NOx触媒の入口温度を算出する触媒入口温度算出部を更に含み、前記アンモニア吸着量算出部は、前記触媒入口温度算出部が算出した前記NOx触媒の入口温度をもとに、前記アンモニア吸着量を算出する、請求項1~7のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記制御装置は、前記触媒入口温度算出部が算出した前記NOx触媒の入口温度をもとに、前記NOx触媒の各セルにおける触媒層の温度を第1の触媒温度として算出する第1の触媒温度算出部を更に含んで構成され、前記アンモニア吸着量算出部は、前記第1の触媒温度算出部が算出した第1の触媒温度と、前記アンモニア供給量算出部が算出したアンモニア供給量とをもとに、前記アンモニア吸着量を算出する、請求項9に記載のエンジンの排気浄化装置。前記第1の触媒反応モデルは、前記式1及び2に加え、前記気相及び触媒層夫々のエネルギーバランスを表す数式を更に含んで構成され、前記第1の触媒温度算出部は、前記エネルギーバランスを表す数式によって各セルの前記第1の触媒温度を算出する、請求項8又は10に記載のエンジンの排気浄化装置。前記第1の触媒反応モデルは、前記気相のエネルギーバランスを表す式4、及び前記触媒層のエネルギーバランスを表す式5を含んで構成される、請求項11に記載のエンジンの排気浄化装置。前記排気通路において前記NOx触媒の上流側に設置された酸化触媒と、前記NOx触媒に流入する排気のNO2比率を推定計算するNO2比率演算装置と、を更に含んで構成され、前記NO2比率演算装置は、前記酸化触媒におけるNOの酸化反応を数式化した第2の触媒反応モデルを記憶した第2の記憶部と、前記第2の記憶部から前記第2の触媒反応モデルを取得し、前記酸化触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、前記第2の触媒反応モデルによって各セルを通過する排気のNO2比率を算出し、前記複数のセルのうち最も下流側に位置するセルについて算出したNO2比率を、前記流入する排気のNO2比率として算出するNO2比率算出部と、を含んで構成され、前記制御装置は、前記NO2比率演算装置が算出したNO2比率をもとに、前記NOx触媒に対するアンモニア供給量を算出する、請求項1~12のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記第2の触媒反応モデルは、前記酸化触媒におけるNO2、NO及びO2の気相及び触媒層夫々での質量バランスを表す数式を含んで構成される、請求項13に記載のエンジンの排気浄化装置。前記第2の触媒反応モデルは、前記酸化触媒内部の流れを軸方向の一次元流れで近似して、前記気相での質量バランスを表す式6、及び前記触媒層での質量バランスを表す式7を含んで構成され、更に式7の係数kiは、反応頻度因子A、活性化エネルギーEa、ガス定数R及び温度Tに関して式8によって表される、請求項14に記載のエンジンの排気浄化装置。前記NO2比率演算装置は、前記酸化触媒の各セルにおける触媒層の温度を第2の触媒温度として算出する第2の触媒温度算出部を更に含んで構成され、前記NO2比率算出部は、前記第2の触媒温度算出部が算出した第2の触媒温度をもとに、前記各セルを通過する排気のNO2比率を算出する、請求項13~15のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。前記第2の触媒反応モデルは、前記式6及び7に加え、前記気相及び触媒層夫々のエネルギーバランスを表す数式を更に含んで構成され、前記第2の触媒温度算出部は、前記エネルギーバランスを表す数式によって各セルについて前記第2の触媒温度を算出する、請求項16に記載のエンジンの排気浄化装置。前記第2の触媒反応モデルは、前記気相のエネルギーバランスを表す式9、及び前記触媒層のエネルギーバランスを表す式10を含んで構成される、請求項17に記載のエンジンの排気浄化装置。エンジンが排出するNOxを、アンモニアを還元剤に用いて還元浄化するエンジンの排気浄化装置であって、エンジンの排気通路に設置された選択還元型のNOx触媒と、前記排気通路において前記NOx触媒の上流側に設置された酸化触媒と、前記エンジンの排気に対し、前記NOx触媒の上流側でアンモニア又はその前駆体を添加する還元剤添加装置と、前記NOx触媒に流入する排気のNO2比率を推定計算するNO2比率演算装置であって、前記酸化触媒におけるNOの酸化反応を数式化した第2の触媒反応モデルを記憶した第2の記憶部と、前記第2の記憶部から前記第2の触媒反応モデルを取得し、前記酸化触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、前記第2の触媒反応モデルによって各セルを通過する排気のNO2比率を算出し、前記複数のセルのうち最も下流側に位置するセルについて算出したNO2比率を、前記流入する排気のNO2比率として算出するNO2比率算出部と、を含んで構成されるNO2比率演算装置と、前記NO2比率演算装置が算出したNO2比率をもとに前記NOx触媒に対するアンモニア供給量を算出し、算出したアンモニア供給量に応じて前記還元剤添加装置を制御する制御装置と、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置。前記第2の触媒反応モデルは、前記酸化触媒におけるNO2、NO及びO2の気相及び触媒層夫々での質量バランスを表す第1の数式と、前記気相及び触媒層夫々のエネルギーバランスを表す第2の数式と、を含んで構成され、前記第1の数式は、前記酸化触媒内部の流れを軸方向の一次元流れで近似し且つ反応頻度因子A、活性化エネルギーEa、ガス定数R及び温度Tに対して係数kiを式13によって定義して、前記気相での質量バランスを表す式11、及び前記触媒層での質量バランスを表す式12を含んで構成され、前記第2の数式は、前記気相のエネルギーバランスを表す式14、及び前記触媒層のエネルギーバランスを表す式15を含んで構成される、請求項19に記載のエンジンの排気浄化装置。このように、前掲特許文献1に記載の技術は、NOx触媒のアンモニア吸着量を、予め設定したマップを用いて算出するものであって、数値モデルによってこれを推定計算するものではない。本発明は、NOx触媒の内部で生じる還元化学反応を数式化した触媒反応モデルを設計し、これを還元剤添加に関わる制御装置に組み込むことで、正確なアンモニア吸着量の推定を可能とし、NOx浄化率の向上及びアンモニアスリップの抑制を両立させる。本発明の一形態では、エンジンの排気通路に設置された選択還元型のNOx触媒と、エンジンの排気に対してNOx触媒の上流側でアンモニア又はその前駆体を添加する還元剤添加装置と、NOx触媒に対するアンモニア供給量を算出し、算出したアンモニア供給量に応じて還元剤添加装置を制御する制御装置と、を含んでエンジンの排気浄化装置を構成する。ここで、前記制御装置は、NOx触媒の触媒層に吸着したアンモニアを有効還元剤とするNOxの還元に関わる化学反応を数式化した第1の触媒反応モデルを記憶した第1の記憶部と、第1の記憶部から第1の触媒反応モデルを取得し、NOx触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、取得した第1の触媒反応モデルによってアンモニア吸着量を算出するアンモニア吸着量算出部と、アンモニア吸着量算出部が算出した各セルのアンモニア吸着量のうち、エンジンの運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量をもとに、アンモニア供給量を算出するアンモニア供給量算出部と、を含んで構成する。他の形態において、本発明は、エンジンの排気通路においてNOx触媒の上流側に設けられる酸化触媒について、その内部におけるNO一酸化窒素の酸化反応を数式化した第2の触媒反応モデルを構築し、NOx触媒に流入する排気のNO2二酸化窒素比率を第2の触媒反応モデルによって推定計算し且つこれをアンモニア供給量の算出に反映させることで、実際の運転状態に即したアンモニア供給量の算出を可能とする。ここで、NO2比率を推定計算するNO2比率演算装置は、第2の触媒反応モデルを記憶した第2の記憶部と、第2の記憶部から第2の触媒反応モデルを取得し、酸化触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、取得した第2の触媒反応モデルによって各セルを通過する排気のNO2比率を算出し、前記複数のセルのうち最も下流側に位置するセルについて算出したNO2比率を、NOx触媒に流入する排気のNO2比率として算出するNO2比率算出部と、を含んで構成し、制御装置は、NO2比率演算装置が算出したNO2比率をもとに、NOx触媒に対するアンモニア供給量を算出する。更に別の形態では、エンジンの排気通路に設置された選択還元型のNOx触媒と、排気通路においてNOx触媒の上流側に設置された酸化触媒と、エンジンの排気に対し、NOx触媒の上流側でアンモニア又はその前駆体を添加する還元剤添加装置と、NOx触媒に流入する排気のNO2比率を推定計算するNO2比率演算装置と、NO2比率演算装置が算出したNO2比率をもとにNOx触媒に対するアンモニア供給量を算出し、算出したアンモニア供給量に応じて還元剤添加装置を制御する制御装置と、を含んでエンジンの排気浄化装置を構成する。ここで、NO2比率演算装置は、第2の触媒反応モデルを記憶した第2の記憶部と、第2の記憶部から第2の触媒反応モデルを取得し、酸化触媒の内部をその軸方向に連なるように分割した複数のセルのそれぞれについて、第2の触媒反応モデルによって各セルを通過する排気のNO2比率を算出し、前記複数のセルのうち最も下流側に位置するセルについて算出したNO2比率を、NOx触媒に流入する排気のNO2比率として算出するNO2比率算出部と、を含んで構成する。本発明によれば、NOx触媒の内部で生じる還元化学反応を数式化した触媒反応モデル第1の触媒反応モデルを還元剤添加に関わる制御装置に組み込み、NOx触媒のアンモニア吸着量を第1の触媒反応モデルによって算出するようにしたことで、マップを用いることなく正確なアンモニア吸着量の推定が可能となる。そして、第1の触媒反応モデルによって算出したアンモニア吸着量をもとにNOx触媒に対するアンモニア供給量を算出し、更にアンモニア供給量の算出にエンジンの運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量を用いるようにしたことで、アンモニア吸着量の触媒軸方向分布を考慮した適切なアンモニア供給量の設定が可能となり、NOx浄化率の向上及びアンモニアスリップの抑制を両立させることができる。更に本発明によれば、NOx触媒の上流側に設けられる酸化触媒について、その内部におけるNO一酸化窒素の酸化反応を数式化した第2の触媒反応モデルを構築し、NOx触媒に流入する排気のNO2比率を第2の触媒反応モデルによって推定計算し且つこれをNOx触媒に対するアンモニア供給量の算出に反映させることで、実際の運転状態に即したより適切なアンモニア供給量の算出が可能となる。本発明に関する他の目的及び特徴は、添付の図面を参照した以下の説明から明らかとなる。優先権主張の基礎となる日本国特許出願第2010-069326号の内容は、その全体の内容が本願の一部として組み込まれ、以下の説明において参照される。以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るディーゼルエンジン以下、単にエンジンという。1及びその排気浄化装置2の構成図である。本実施形態に係る排気浄化装置2は、エンジン1の排気管101に介装された選択還元型のNOx触媒201と、このNOx触媒201の上流側で排気に尿素水を供給可能に設置された尿素水インジェクタ202還元剤添加装置に相当する。とを備え、エンジン1が排出したNOxを、尿素水インジェクタ202が排気に供給した尿素水を発生源とするアンモニアを還元剤に用いて還元浄化する。図示していないが、本実施形態では、NOx触媒201の上流側に酸化触媒を設け、この酸化触媒によって排気中のNOの一部をNO2に転換させて、NOx触媒201に流入する排気における一酸化窒素NO及び二酸化窒素NO2のバランスを図るようにしている。排気管101のうちNOx触媒201の上流側本実施形態では、NOx触媒201と図示しない酸化触媒との間にNOxセンサ211、温度センサ212、圧力センサ213及び酸素センサ214が設置される一方、下流側に圧力センサ215が設置されている。NOxセンサ211は、NOx触媒201上流の排気のNOx濃度以下SCR上流NOx濃度という。を検出し、温度センサ212は、NOx触媒201上流の排気温度以下SCR上流排気温度という。を、圧力センサ213は、NOx触媒201上流の排気圧力以下SCR上流排気圧力という。を夫々検出する。そして、酸素センサ214は、NOx触媒201上流の排気の酸素濃度以下SCR上流酸素濃度という。に応じた電気信号を出力する。圧力センサ215は、NOx触媒201の下流側でそのケースに取り付けられ、NOx触媒201出口付近の圧力以下SCR出口圧力という。を検出する。NOxセンサ211、温度センサ212、圧力センサ213、酸素センサ214及び圧力センサ215の検出信号は、次に述べる還元剤添加制御ユニット301制御装置に相当し、以下ECUと略す。に入力される。以上に加え、本実施形態では、運転状態センサ111及び112が設けられ、エンジン1の運転状態を示す指標である燃料流量及びエンジン回転速度がこれらのセンサ111,112によって検出され、ECU301に入力される。ECU301は、入力した各種のセンサ出力をもとにNOx触媒201に対するアンモニア供給量を算出し、尿素水インジェクタ202を制御する。図2は、本実施形態に係る尿素水添加制御ユニットECU301の構成をブロックダイアグラムによって表している。本実施形態では、NOx触媒201の内部で生じる還元化学反応を数式化した触媒反応モデル第1の触媒反応モデルに相当し、以下SCR触媒反応モデルという。をアンモニア吸着量算出部316に組み込み、尿素水噴射量Qurea及び排気浄化装置2の作動条件から、このSCR触媒反応モデルによってNOx触媒201のアンモニア吸着量を算出する。平均値算出部311は、ECU301が入力した各種のセンサ出力の移動平均値例えば、10点移動平均値を算出する。これにより、センサ出力の時々刻々の振れがアンモニア吸着量の算出に与える影響を緩和する。尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313は、平均値算出部311が算出したSCR上流NOx濃度の平均値NOXSCRin及びSCR上流排気温度の平均値TSCRin、ならびにNOx触媒201の空間速度GHSVをもとに、予め記憶した応答曲面ResponseSurfaceから尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを算出する。本実施形態では、尿素当量比及びアンモニア目標吸着量の各応答曲面の設定において、NOx触媒201に流入する排気におけるNO2とNOとの比率モル比率を1:1と近似している。空間速度ガス毎時空間速度GHSVは、空間速度算出部314によって算出され、空間速度算出部314は、エンジン1の運転状態本実施形態では、燃料流量Qf及びエンジン回転速度Neをもとに、空間速度GHSVを算出する。尿素水噴射量算出部315は、尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313が算出した尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3threshold、次に述べるアンモニア吸着量算出部316が算出したアンモニア吸着量SNH3i本実施形態では、後に述べるSNH3center、ならびにSCR上流NOx濃度NOXSCRin及び空間速度GHSVをもとに、尿素水噴射量Qureaを算出する。尿素水噴射量Qureaは、アンモニア吸着量算出部316に出力される一方、尿素水インジェクタ202に対する制御指令信号に変換され、尿素水インジェクタ202の図示しない駆動ユニットに出力される。アンモニア吸着量算出部316は、尿素水噴射量算出部315が算出した尿素水噴射量Qurea、触媒温度算出部317が算出したNOx触媒201の触媒層の温度Temp及び各種のセンサ出力をもとに、SCR触媒反応モデルによって各セルのアンモニア吸着量SNH3iを算出する。本実施形態において、SCR触媒反応モデルは、不揮発メモリ例えば、フラッシュメモリ等の形態で具現可能な記憶部316aに記憶されており、還元剤添加制御に際してアンモニア吸着量算出部316によって記憶部316aから読み出される。算出したアンモニア吸着量SNH3iのうちエンジン1の運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量SNH3i本実施形態では、SNH3centerが尿素水噴射量算出部315に入力され、尿素水噴射量Qureaの算出に用いられる。本実施形態では、尿素当量比算出部312、アンモニア目標吸着量算出部313及び尿素水噴射量算出部315がアンモニア供給量算出部に、アンモニア吸着量算出部316がアンモニア吸着量算出部に、記憶部316aが第1の記憶部に夫々相当する。ここで、本実施形態に係る触媒反応モデルについて説明する。本実施形態では、NOx触媒201の触媒層に吸着したアンモニア以下、特に吸着アンモニアという。を有効還元剤とするNOxの還元に関わる一連の化学反応を数式化した触媒反応モデルSCR触媒反応モデルを設計する。有効還元剤とは、NOxの還元に実際に寄与する還元剤をいい、触媒層の吸着サイト又は活性点σに吸着した状態のアンモニアを、特に化学記号σNH3で表すこととする。この吸着アンモニアσNH3が本実施形態に係る有効還元剤である。本実施形態で考慮する化学反応を以下に示す。NOxの還元化学反応は、アンモニアの加水分解、アンモニアの吸着及び脱離、吸着アンモニアを有効還元剤とするNOxの還元、ならびに吸着アンモニアの酸化から成り立つ。本実施形態では、図3に示すように、NOx触媒201の内部を触媒軸方向に連なる複数のセルセル1~5に分割し、これらのセル1~5のそれぞれについてSCR触媒反応モデルを用いてアンモニア吸着量SNH3ii=1~5を算出する。そして、算出した5箇所のアンモニア吸着量SNH3iのうちエンジン1の運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量を選択し、尿素水噴射量Qureaの算出に反映させる。1セル当たりのアンモニア吸着量SNH3iは、NOx触媒201のアンモニア吸着率又は被覆率を示す。本実施形態では、後に述べる増負荷運転時のアンモニア吸着量SNH3iに、NOx触媒201の軸方向中央部に位置するセル3のアンモニア吸着量SNH3centerを採用する。図4は、SCR触媒反応モデルの説明図であり、同図A及びBは、夫々各セルについて考慮する質量バランス及びエネルギーバランスを、図中軸方向z方向の近似一次元流れのもとで表している。下式1は、NOxの還元に関わる化学種Xiの気相での質量バランスを表し、下式2は、化学種Xiの触媒層での質量バランスを表している。下式3は、気相のエネルギーバランスを、下式4は、触媒層のエネルギーバランスを夫々表す。式中[Xi]gas,[Xi]catは、夫々化学種Xiの、気相又は触媒層での濃度を示す。式1の左辺第2項は、化学種Xiの対流項Convectionであり、式1の右辺及び式2の右辺第1項は、気相及び触媒層の間での化学種Xiの質量移動項Masstransferである。hiは、物質移動係数を示し、下式5によって算出する。Sνは、比表面積を示す。式2の右辺第2項は、触媒層での反応項Reactionsであり、υki及びαkiは、夫々化学反応式kにおける化学種iの生成側と消費側との化学量論比の差、反応次数を示す。kiは、下式6によって表される化学種iの反応速度定数である。hi=Shi×Di/dp...5ki=Aexp{-Ea/RT}...6ここで、式5のShiは、Sherwood数であり、Diは、化学種iの拡散係数であり、dpは、水力直径である。拡散係数Diは、SlatteryBirdの式によって算出する。式6のAは、反応頻度因子であり、Eaは、活性化エネルギーであり、R及びTは、夫々ガス定数及び温度である。式3の左辺第2項は、対流項Convectionであり、式3の右辺及び式4の右辺第2項は、熱移動項Heattransferである。式4の右辺第1項は、熱伝達項Conductionである。uは、流速を示し、α,ρ,c,T,λは、夫々熱伝達率、密度、比熱、温度及び触媒層の熱伝導率を示す。下付符号g,cは、夫々気相及び触媒層の別を示す。本実施形態に係る触媒反応モデルは、MATLAB/Simulink上で構築することができる。図5は、本実施形態に係る還元剤添加制御の基本ルーチンの流れを示すフローチャートであり、図6は、図5の基本ルーチンにおける尿素水噴射量算出処理S108の内容を詳細に示している。S101では、SCR上流NOx濃度NOXSCRin等、各種のセンサ出力を読み込む。S102では、読み込んだセンサ出力の10点移動平均値を算出する。S103では、エンジン1の運転状態をもとに、NOx触媒201の空間速度GHSVを算出する。S104では、質量バランス式及びエネルギーバランス式の係数を計算する。本実施形態では、質量バランス式2の反応速度定数kiを対象とし、NOx触媒201の触媒層の温度が高い条件で係数kiをより大きな値に変更する。S105では、各セルの気相及び触媒層の温度を算出する。本実施形態では、これらの温度を、SCR触媒反応モデルのエネルギーバランス式3及び4をもとに、Simulinkライブラリの連続積分器を用いて算出する。より簡易な方法として、NOx触媒201の上流側と下流側とのそれぞれに温度センサを備える場合は、センサ出力の線形補完によって算出することも可能である。ここで、気相の温度と触媒層の温度とは、等しいと近似することができる。S106では、応答曲面から尿素当量比φureaを算出する。本実施形態では、S106及び次のS107の処理において、NOx触媒201に流入する排気におけるNO2とNOとの比率を1:1とする。S107では、応答曲面からアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを算出する。S108では、尿素当量比φurea、アンモニア目標吸着量SNH3threshold及びアンモニア吸着量SNH3centerから、尿素水噴射量Qureaを算出する。S109では、SCR触媒反応モデルによって各セルのアンモニア吸着量SNH3iを算出し、エンジン1の運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量を選択する。本実施形態では、セル1~5のうちNOx触媒201の軸方向中央部に位置するセル3について算出したアンモニア吸着量SNH3centerを選択する。図6において、S201では、エンジン1の増負荷運転時にあるか否かを判定する。増負荷運転時にある場合は、S202へ進み、増負荷運転時にない場合は、S205へ進む。S202では、SCR上流排気温度TSCRinが所定の温度Xdeg.Cよりも低いか否かを判定する。所定の温度Xdeg.Cよりも低い場合は、S203へ進み、それ以外の場合は、S205へ進む。S203では、アンモニア吸着量SNH3centerがアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを超えているか否かを判定する。アンモニア目標吸着量SNH3thresholdを超えている場合は、S204へ進み、それ以外の場合は、S205へ進む。S204では、尿素水インジェクタ202による尿素水の供給を停止する。S205では、尿素水インジェクタ202を駆動して、排気に尿素水を供給する。本実施形態では、SCR上流NOx濃度NOXSCRinに対し、S106で算出した尿素当量比φureaとなるように、尿素水噴射量Qureaを設定する。図7~10は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置2の作用及び効果を示す説明図であり、本実施形態に係る還元剤添加制御以下、特にモデルベース制御という。を、NOx排出量の算出にマップを用いた例以下、特にマップ制御という。と比較して示している。比較実験には、いずれも排気量9.2リットル、TCIインタークーラターボディーゼルエンジンを用い、φ直径10.5×L長さ4インチのNOx触媒201の上流側にφ10.5×L6インチの酸化触媒を設置するとともに、NOx触媒201の下流側に排圧形成用のダミー触媒φ10.5×L4インチを設置した。そして、状態A:回転速度80及び負荷40、状態B:回転速度80及び負荷60、状態C:回転速度40及び負荷60の順序でエンジンの運転状態を変化させ、排気温度を段階的に上昇させていった場合図7の各評価パラメータの変化を取得した。マップ制御では、エンジンの運転状態からマップ参照によってエンジンのNOx排出量を算出し、これに応じた量の尿素水を排気に供給するようにした。図7は、尿素水噴射量を、モデルベース制御及びマップ制御のそれぞれについて示している。モデルベース制御では、排気温度が上昇するもののNOx排出量は減少する、比較的低温での増負荷運転時以下低温増負荷時という。に、尿素水の供給が一時的に停止する。図8は、NOx触媒201の出口付近でのNOx及びアンモニアの各濃度を、モデルベース制御図8の下段及びマップ制御同じく上段のそれぞれについて示している。マップ制御による場合は、低温増負荷時においても引き続き尿素水が供給されるので、NOx触媒201に対して過剰な量のアンモニアが供給され、アンモニアスリップが生じている。1000s直後に現れているアンモニア濃度のピークがアンモニアスリップの発生を示している。これに対し、モデルベース制御では、低温増負荷時に尿素水の供給を停止することで図7、アンモニアの過剰供給によるアンモニアスリップを抑制することができる。本実施形態において、低温増負荷時にエンジン1から排出されるNOxは、触媒層に吸着しているアンモニアによって還元されることになる。図9は、NOx触媒201の出口付近でのNOx積算値及びアンモニア積算値、ならびに尿素水噴射量積算値を、モデルベース制御及びマップ制御のそれぞれについて示している。モデルベース制御では、既に述べたようにアンモニアの過剰供給が抑制されるので、マップ制御による場合と比べて触媒出口付近でのアンモニア積算値を大幅に低減し、尿素水噴射量を削減することができる。図10は、NOx触媒201によるNOx浄化率を、モデルベース制御及びマップ制御のそれぞれについて示している。同図に示すNOx浄化率を解析した結果、モデルベース制御では、マップ制御による場合に対してモードにおけるNOx浄化率が約3向上していることが判明した。このことは、モデルベース制御によれば、単にアンモニアスリップを抑制するだけでなく、NOx浄化率の悪化を伴わずにこれを達成し得ることを意味する。図11は、先の比較実験と同様の条件においてエンジンを運転した場合のNOx浄化率、全アンモニアスリップ量、尿素水消費量及び最大アンモニアスリップ量を、アンモニア吸着量SNH3iの選択対象を前面側のセル1A、中央部のセル3B及び背面側のセル5Cとした場合のそれぞれについて示している。このように、低温増負荷時の選択対象として中央部のセル3を選択することで、尿素水消費量において背面側のセル5とする場合に準ずるものの、それ以外の評価パラメータにおいて良好な結果が得られることが分かる。以上の説明では、NOx触媒201の上流側に温度センサ212を設置し、これが検出するSCR上流排気温度をNOx触媒201の入口温度と見做した。このような近似によらず、温度センサ212の位置排気温度の測定点からNOx触媒201の入口端面までの排気管101を介する放熱を考慮することで、SCR触媒反応モデルによる吸着量推定をより高い精度で行うこともできる。下式7及び8は、この場合の放熱モデルを表しており、これにより、温度測定点よりも距離Lだけ下流側の触媒入口端面における排気温度を算出する。下式7は、気相のエネルギーバランスを示し、下式8は、排気管101のエネルギーバランスを示す。∂ρgcgVgTg/∂t∂ρgucgVgTg/∂z=αgpAgTp-Tg...7∂ρpcpVpTp/∂t=αgpAgTp-TgαpaApTa-Tp...8αgp=Nuλ/D1Nu=0.0027Re08Pr04Re=uD1/μPr=μρgcg/λgAg=πD1/4LAp=πD2/4Lαgp:排気と排気管との間の熱伝達率αpa:排気管と外気との間の熱伝達率Nu:ヌッセルト数Re:レイノルズ数Pr:プラントル数λ:排気管の熱伝導率λg:気相の熱伝導率μ:気体の粘性u:流速ρ:密度c:比熱V:体積T:温度D1,D2:排気管の内径及び外径下付符号g,p,aは、夫々気相、排気管101及び外気の別を示す。本発明の他の実施形態について、以下に説明する。図12は、本発明の第2の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置2の構成図である。以下の説明では、NOx触媒201等、第1の実施形態のものと同様の構成要素について図1におけると同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、エンジン1の排気管101のうちNOx触媒201の上流側に酸化触媒203を介装し、NOx触媒201とこの酸化触媒203との間に尿素水インジェクタ還元剤添加装置に相当する。202を配置している。酸化触媒203によって排気中のNO一酸化窒素の一部をNO2二酸化窒素に転換させ、NOx触媒201に流入する排気におけるNO及びNO2のバランスを図るようにすることは、第1の実施形態におけると同様である。本実施形態では、後に述べるように、酸化触媒203におけるNOの酸化反応を数式化した触媒反応モデル第2の触媒反応モデルに相当し、以下DOC触媒反応モデルという。を構築し、NOx触媒201に流入する排気のNO2比率を、このDOC触媒反応モデルを用いて推定計算し、NOx触媒201に対するアンモニア供給量尿素水噴射量Qureaの計算に反映させる。更に本実施形態では、NOxセンサ211、温度センサ212、圧力センサ213及び酸素センサ214を酸化触媒203の上流側に設置するとともに、圧力センサ215をNOx触媒201の下流側に設置している。本実施形態において、NOxセンサ211は、酸化触媒203上流の排気のNOx濃度以下DOC入口NOx濃度という。を検出し、温度センサ212は、酸化触媒203上流の排気温度以下DOC入口排気温度という。を、圧力センサ213は、酸化触媒203上流の排気圧力以下DOC入口排気圧力という。を、酸素センサ214は、酸化触媒203上流の排気の酸素濃度以下DOC入口酸素濃度という。を夫々検出する。圧力センサ215は、NOx触媒201の下流側でそのケースに取り付けられ、NOx触媒201出口付近の圧力SCR出口圧力を検出する。NOxセンサ211、温度センサ212、圧力センサ213、酸素センサ214及び圧力センサ215の検出信号、ならびに運転状態センサ111及び112が検出する燃料流量及びエンジン回転速度は、還元剤添加制御ユニット本実施形態においてNO2比率演算装置及び制御装置としての機能を併せ持ち、以下ECUと略す。301に入力される。ECU301は、入力した各種のセンサ出力をもとにNOx触媒201に対するアンモニア供給量を算出し、尿素水インジェクタ202を制御する。図13は、本実施形態に係る尿素水添加制御ユニットECU301の構成をブロックダイアグラムによって表している。本実施形態では、第1の実施形態におけると同様にSCR触媒反応モデルによってNOx触媒201のアンモニア吸着量SNH3iを算出することに加え、酸化触媒203におけるNOの酸化反応を数式化した触媒反応モデルDOC触媒反応モデルを制御装置301NO2比率算出部411に組み込み、排気浄化装置2の作動条件をもとに、このDOC触媒反応モデルによってNOx触媒201に流入する排気のNO2比率RNO2SCRinを推定計算する。算出したNO2比率RNO2SCRinは、尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313に入力され、応答曲面を用いた尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3thresholdの算出に反映される。本実施形態では、排気における全NOx中のNO2のモル比率をNO2比率とする。NO2比率算出部411は、平均値算出部311が算出したDOC入口NOx濃度の平均値NOXDOCin、DOC入口排気温度の平均値TDOCin、DOC入口排気圧力の平均値PDOCin、DOC入口酸素濃度の平均値O2DOCin及びSCR出口圧力の平均値PSCRoutをもとに、DOC触媒反応モデルによって酸化触媒203を通過した排気のNO2比率を算出する。本実施形態において、DOC触媒反応モデルは、不揮発メモリ例えば、フラッシュメモリ等の形態で具現可能な記憶部411aに記憶されており、還元剤添加制御に際してNO2比率算出部411によって記憶部411aから読み出される。尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313は、NO2比率算出部411が算出したNO2比率RNO2SCRin、酸化触媒203下流のNOx濃度SCR上流NOx濃度NOXSCRin及び排気温度SCR上流排気温度TSCRin、ならびにNOx触媒201の空間速度GHSVをもとに、予め記憶した応答曲面から尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを算出する。本実施形態では、第1の実施形態とは異なり、尿素当量比及びアンモニア目標吸着量の各応答曲面の関数において、NO2比率に関する項を設定している。尿素水噴射量算出部315は、尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313が算出した尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3threshold、アンモニア吸着量算出部316が算出したアンモニア吸着量SNH3i、SCR上流NOx濃度NOXSCRin及び空間速度GHSVに加え、アンモニア吸着量算出部316が後に述べるように算出したアンモニアスリップ量NH3slip及びNOx浄化率NOXconvをもとに、尿素水噴射量Qureaを算出する。尿素水噴射量Qureaは、アンモニア吸着量算出部316に出力される一方、尿素水インジェクタ202に対する制御指令信号に変換され、尿素水インジェクタ202の駆動ユニットに出力される。アンモニア吸着量算出部316は、記憶部316aからSCR触媒反応モデルを取得するとともに、尿素水噴射量算出部315が算出した尿素水噴射量Qurea、触媒温度算出部317が算出したNOx触媒201の触媒層の温度Temp及び各種のセンサ出力をもとに、取得したSCR触媒反応モデルによって各セルのアンモニア吸着量SNH3iを算出する。第1の実施形態におけると同様に、算出したアンモニア吸着量SNH3iのうちエンジン1の運転状態に応じた所定のセルのアンモニア吸着量SNH3i本実施形態では、SNH3centerが尿素水噴射量算出部315に入力され、尿素水噴射量Qureaの算出に用いられる。更に本実施形態では、アンモニア吸着量SNH3iに加えてアンモニアスリップ量NH3slip及びNOx浄化率NOXconvが尿素水噴射量算出部315に出力され、アンモニア吸着量SNH3iとともに尿素水噴射量Qureaの算出に用いられる。アンモニアスリップ量NH3slipは、NOx触媒201から流出したアンモニアの量例えば、モル数として、NOx浄化率NOXconvは、例えば、NOx触媒201に流入するNOxの量に対するNOx触媒201における還元浄化分の割合として、いずれもアンモニア吸着量SNH3iの推算結果から算出することができる。本実施形態では、NO2比率算出部411がNO2比率算出部に、記憶部411aが第2の記憶部に、尿素当量比算出部312、アンモニア目標吸着量算出部313及び尿素水噴射量算出部315がアンモニア供給量算出部に、アンモニア吸着量算出部316がアンモニア吸着量算出部に、記憶部316aが第1の記憶部に夫々相当する。ここで、DOC触媒反応モデルについて説明する。本実施形態では、酸化触媒203におけるNOの酸化反応を数式化した触媒反応モデルDOC触媒反応モデルを構築する。酸化触媒203におけるNOの酸化反応は、以下に示す一連の化学反応からなり、各反応式において、触媒層の吸着サイト又は活性点σに吸着した状態を、化学種の分子記号にσを付して示している例えば、吸着したNOについてσNO。更に本実施形態では、図14に示すように、酸化触媒203の内部を触媒軸方向に連なる複数のセル本実施形態では、セル1~5に分割し、これらのセル1~5のそれぞれを通過する排気について、DOC触媒反応モデルを用いてNO2比率RNO2ii=1~5を算出する。そして、最も下流側に位置するセル5について算出したNO2比率RNO25を、NOx触媒201に流入する排気のNO2比率RNO2SCRinとして尿素当量比算出部312及びアンモニア目標吸着量算出部313に出力し、尿素当量比φurea及びアンモニア目標吸着量SNH3thresholdの算出に反映させる。図15は、DOC触媒反応モデルの説明図であり、同図A及びBは、夫々各セルについて考慮する質量バランス及びエネルギーバランスを、図中軸方向z方向の近似一次元流れのもとで表している。下式5は、酸化触媒203での酸化反応に関わる化学種Xiの気相での質量バランスを表し、下式6は、化学種Xiの触媒層での質量バランスを表している。下式7は、気相のエネルギーバランスを、下式8は、触媒層のエネルギーバランスを夫々表す。式中[Xi]gas,[Xi]catは、夫々化学種Xiの、気相又は触媒層での濃度を示す。式5~8の各項の意義及び式中の変数についてはSCR触媒反応モデルに関する式1~4におけると同様であり、DOC触媒反応モデルは、MATLAB/Simulink上で構築することができる。本実施形態において採用するSCR触媒反応モデルの数式は、第1の実施形態における式1~4と同様であるが、本実施形態では、NOx触媒201に流入する排気のNO2比率RNO2SCRinを推算可能としたことに対応して、NOxの還元に関わる化学反応として第1の実施形態で考慮した上記4つの反応に加え、次の3式で示す反応を考慮する。これにより、アンモニア吸着量SNH3iの計算において、NO2のNOに対する実際の比率に応じた反応量の変化を再現することが可能となる。更に加えて、次の6式のいずれか1つ、又は任意の組み合わせ若しくは全てを考慮することも可能である。図16は、本実施形態に係る還元剤添加制御の基本ルーチンの流れを示すフローチャートであり、図17は、図16の基本ルーチンにおける尿素水噴射量算出処理S108の内容を詳細に示している。S101では、DOC入口NOx濃度NOXDOCin等、各種のセンサ出力を読み込む。S102では、読み込んだセンサ出力の10点移動平均値を算出する。S111では、SCR入口NO2比率RNO2SCRinを算出する。本実施形態では、DOC触媒反応モデルによって各セル1~5図14を通過する排気のNO2比率を算出し、セル1~5のうち最も下流側に位置するセル5について算出したNO2比率を、SCR入口NO2比率RNO2SCRinとする。S103では、エンジン1の運転状態をもとに、NOx触媒201の空間速度GHSVを算出する。S104では、質量バランス式及びエネルギーバランス式の係数kiを計算する。S105では、各セル1~5の気相及び触媒層の温度を算出する。これらの温度は、DOC触媒反応モデルのエネルギーバランス式7及び8をもとに、Simulinkライブラリの連続積分器を用いて算出することが可能である。温度センサ212に加えて酸化触媒203の下流側にも温度センサを備える場合は、センサ出力の線形補完によって算出してもよい。ここで、気相の温度と触媒層の温度とは、等しいと近似することができる。S106では、応答曲面から尿素当量比φureaを算出する。本実施形態では、応答曲面の関数に、NO2比率に関する項を設定しており、S106及び次に述べるS107の処理において、S111で算出したNO2比率SCR入口NO2比率RNO2SCRinを適用する。S107では、応答曲面からアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを算出する。S108では、尿素当量比φurea、アンモニア目標吸着量SNH3threshold、アンモニア吸着量SNH3center、アンモニアスリップ量NH3slip及びNOx浄化率NOXconvから、尿素水噴射量Qureaを算出する。S112では、SCR触媒反応モデルによって各セル1~5のアンモニア吸着量SNH3iを算出し、エンジン1の運転状態に応じた所定のセル本実施形態では、図3に示す軸方向中央部のセル3のアンモニア吸着量SNH3centerを選択する。更に本実施形態では、アンモニアスリップ量NH3slip及びNOx浄化率NOXconvを算出する。図17において、S201では、エンジン1の増負荷運転時にあるか否かを判定する。増負荷運転時にある場合は、S211へ進み、増負荷運転時にない場合は、S205へ進む。S211では、アンモニアスリップ量NH3slipが減少しているか否かを判定する。本実施形態では、アンモニアスリップ量NH3slipの単位時間当たりの変化量=dNH3slip/dtを算出し、これが0よりも小さいか否かを判定するが、簡易的には、現時点でのアンモニアスリップ量NH3slipが所定の時間前のアンモニアスリップ量例えば、前回の制御実行時でのアンモニアスリップ量NH3slipn1よりも減少しているか否かを判定してもよい。アンモニアスリップ量NH3slipに振動があり、単純な2時点間での比較が困難な場合は、各時点でのアンモニアスリップ量NH3slipt1,NH3slipt2として時刻t1,t2夫々での移動平均値例えば、単純移動平均値を採用するとよい。例えば、相前後する2つの時点t1,t2夫々でのアンモニアスリップ量の移動平均値の差=NH3slipt2-NH3slipt1を、時間Δt=t2-t1で除した値が0よりも小さいか否かを判定する。S211の処理において、アンモニアスリップ量NH3slipが減少している場合は、S212へ進み、それ以外の場合は、S213へ進むS212では、NOx浄化率NOXconvが低下しているか否かを判定する。S211におけると同様に、NOx浄化率NOXconvの単位時間当たりの変化量=dNOXconv/dtが0よりも小さいか否かを判定してもよいし、簡単のため、現時点でのNOx浄化率NOXconvが所定の時間前のNOx浄化率例えば、前回の制御実行時でのNOx浄化率NOXconvn1よりも低下しているか否かを判定してもよい。低下している場合は、S205へ進み、それ以外の場合は、S213へ進む。前述同様に、NOx浄化率の移動平均値を好適に採用することができる。このように、本実施形態では、増負荷運転時において排気に対する尿素水の供給を停止した後S204、S211及び212の処理によってアンモニアスリップ量NH3slip及びNOx浄化率NOXconvがともに減少又は低下していることを検出した場合は、S205へ処理を進め、尿素水の供給を再開する。これにより、アンモニアスリップ量の増大を抑制しつつ、NOx浄化率の過度な低下を回避することが可能となる。S213では、NOx触媒201において上流側に位置するセル本実施形態では、セル1及び2のアンモニア吸着量の合計値アンモニア吸着量SNH31st2ndと表記する。が所定の値Aよりも小さい否かを判定する。小さい場合は、S214へ進み、それ以外の場合は、S203へ進む。S214では、NOx触媒201において上流側に位置するセル本実施形態では、セル1及び2のアンモニア吸着量の合計値SNH31st2ndが下流側に位置するセル本実施形態では、セル4及び5のアンモニア吸着量の合計値アンモニア吸着量SNH34th5thと表記する。よりも大きいか否かを判定する。大きい場合は、S205へ進み、それ以外の場合は、S203へ進む。S203では、アンモニア吸着量SNH3centerがアンモニア目標吸着量SNH3thresholdを超えているか否かを判定する。アンモニア目標吸着量SNH3thresholdを超えている場合は、S204へ進み、それ以外の場合は、S205へ進む。S204では、尿素水インジェクタ202による尿素水の供給を停止する。S205では、尿素水インジェクタ202を駆動して、排気に尿素水を供給する。第1の実施形態におけると同様に、SCR上流NOx濃度NOXSCRinに対し、S106で算出した尿素当量比φureaとなるように、尿素水噴射量Qureaを設定する。ここで、図17に示すS213及び214の処理について、図18及び19を参照して説明する。図18は、本実施形態に係る排気浄化装置2の、エンジン1の増負荷運転時における動作を示し、図19は、増負荷運転時におけるアンモニア吸着量の軸方向分布の経時変化を、図18に示す時刻t1~t5に対応させて示している。図18に示すように、エンジン1の増負荷運転時では、排気温度SCR入口ガス温度TSCRinの上昇に伴ってアンモニアスリップ量が増大する。これは、温度上昇によって触媒層からの吸着アンモニアの脱離が活発となるからであると考えられる。本実施形態では、NOx触媒201におけるNOxの還元浄化が活発となる高温条件のもとで積極的に尿素水の供給を行うこととするが、特にアンモニアスリップが急峻に生じている期間図18に示す時刻t1~t4の期間では尿素水インジェクタ202による尿素水の供給を停止することとし、過剰な尿素水の供給を防止する。ここで、図19によれば、排気温度の上昇に対してNOx触媒201における吸着アンモニアの分布が入口側偏在型入口側吸着、時刻t1~t2から出口側偏在型出口側吸着、時刻t3~t4へと移行しており、この分布形態の移行期間t1~t4においてアンモニアスリップの発生が急峻となることが分かる。従って、尿素水の供給を再開させる際の条件の1つとして、吸着アンモニアの分布が入口側偏在型であることを考慮する必要がある例えば、図17のSNH31st2nd>SNH34th5th。ここで、増負荷運転開始直後の時刻t1~t2の期間においても分布形態が入口側偏在型であることを考慮する例えば、図17のSNH31st2nd<A。このように、S213及び214の処理によれば、温度上昇に対してアンモニアスリップの発生が急峻となる期間における尿素水の供給を停止し、過剰な尿素水の供給によるアンモニアスリップ量の増大を抑制することができる。特に本実施形態では、単に排気温度の上昇のみを監視して尿素水供給の停止及び再開を判断する場合に比べ、頻繁な切り換えに伴うNOx浄化率の悪化を防止するとともに、排気温度が急速に上昇した場合に対処することも可能となる。例えば、図19に示す時刻t2では、温度上昇によってアンモニアスリップが急峻に生じているアンモニアスリップ量が増大しつつあるにも拘らず、吸着アンモニアの分布は入口側偏在型を維持している。これは、入口側偏在型から出口側偏在型への分布形態の移行に、温度上昇に対する遅れが存在するためである。温度のみによる判断では、急速な温度上昇によって時刻t2に尿素水の供給を再開させることになるが、本実施形態では、このようなアンモニアスリップを却って助長させることとなる判断を回避することができる。図20~22は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置2の作用及び効果を示す説明図であり、本実施形態に係る還元剤添加制御モデルベース制御を、NOx排出量の算出にマップを用いた例マップ制御と比較して示している。比較実験には、第1の実施形態におけると同様に、排気量9.2リットル、TCIインタークーラターボディーゼルエンジンを用い、φ直径10.5×L長さ4インチのNOx触媒201の上流側にφ10.5×L6インチの酸化触媒を設置するとともに、NOx触媒201の下流側に排圧形成用のダミー触媒φ10.5×L4インチを設置した。そして、状態A:回転速度80及び負荷40、状態B:回転速度80及び負荷60、状態C:回転速度40及び負荷60の順序でエンジンの運転状態を変化させ、排気温度を段階的に上昇させていった場合図20の各評価パラメータの変化を取得した。マップ制御では、エンジンの運転状態からマップ参照によってエンジンのNOx排出量を算出し、これに応じた量の尿素水を排気に供給するようにした。図20は、運転状態の推移に対するDOC入口NOx濃度、排気温度DOC入口排気温度、SCR出口排気温度及び尿素水噴射量の変化を、モデルベース制御及びマップ制御のそれぞれについて示している。同図に示すように、モデルベース制御では、状態Aから状態Bへの増負荷運転時において、尿素水の供給が一時的に停止するとともに、供給再開後の尿素水噴射量がマップ制御による場合と比べて増大している。図21は、NOx触媒201の出口付近でのNOx及びアンモニアの各濃度を、モデルベース制御図21の下段及びマップ制御同じく上段のそれぞれについて示している。モデルベース制御では、増負荷運転時に尿素水の供給を一時的に停止させたことで図20、マップ制御による場合に1000s秒直後に顕著に現れているアンモニアスリップが抑制されている。これに加え、本実施形態では、2000s前後における状態Bから状態Cへの減速時に生じているNOx濃度SCR出口NOx濃度の増大が、マップ制御による場合と比べて抑制されている。これは、NOx触媒201のアンモニア吸着量SNH3iを正確に把握し、排気に対してより適切な量のアンモニアを添加可能としたことで、状態Cへの移行までに、減速に伴うNOx排出量の増大に対処し得るだけの充分な量の吸着アンモニアを確保することができたためであると考えられる。図22は、NOx浄化率及びNOx触媒201の出口付近でのアンモニア積算値SCR出口NH3積算値を、モデルベース制御及びマップ制御のそれぞれについて示している。同図に示す実験結果によれば、モデルベース制御について、増負荷運転時におけるSCR出口NH3積算値に低減効果が認められる。これは、増負荷直後にアンモニアスリップが抑制されたことに起因するものであると考えられる。更に上段に示すNOx浄化率の解析から、モデルベース制御によれば、実験時間全体を通じてNOx浄化率が約2向上したという結果が得られている。このように、本実施形態によれば、アンモニアスリップを抑制しつつ、NOx浄化率を向上させることができる。ここで、2000s以降において、モデルベース制御とマップ制御との間でSCR出口NH3積算値に逆転が生じている。図20に示すように、モデルベース制御では、状態Cへの移行に伴うNOx排出量DOC入口NOx濃度の大幅な増大に対して尿素水噴射量が増大しているがこのNOx排出量の増大は、供試エンジンの特性によるものであり、本来意図する増大ではない、このことがSCR出口NH3積算値の増大を助長している可能性がある。本発明は、以上に説明した尿素SCRに限らず、ディーゼルパティキュレートフィルタDPFとNOx触媒システムとの組み合わせ、又はNOx触媒層をコーティングしたDPF触媒システムに適用することも可能である。以上の説明では、本発明について好ましい実施の形態について述べたが、本発明の範囲は、以上の説明に何ら制限されるものではなく、請求の範囲の記載をもとに、適用条文に従って判断される。"