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JP2012031826A - Failure detection system for exhaust emission control device - Google Patents

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JP2012031826A
JP2012031826A JP2010173934A JP2010173934A JP2012031826A JP 2012031826 A JP2012031826 A JP 2012031826A JP 2010173934 A JP2010173934 A JP 2010173934A JP 2010173934 A JP2010173934 A JP 2010173934A JP 2012031826 A JP2012031826 A JP 2012031826A
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JP
Japan
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purification rate
amount
purification
exhaust
execution
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010173934A
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Japanese (ja)
Inventor
Taiga Hagimoto
大河 萩本
Yutaka Sawada
裕 澤田
Daisuke Shibata
大介 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】本発明は、還元剤の供給装置と選択還元型触媒と酸化触媒とを備えた排気浄化装置の異常を検出するシステムにおいて、異常検出処理を実施する際の排気エミッションの増加を抑制することを課題とする。
【解決手段】本発明は、上記した課題を解決するために、排気浄化装置に異常が発生したときに還元剤の供給量を減量させる減量処理を実行し、該減量処理の実行前後におけるNO浄化率を比較することにより、異常の発生要因が選択還元型触媒にあるか、酸化触媒にあるか、若しくは供給装置にあるかを判別する。
【選択図】図5
An object of the present invention is to suppress an increase in exhaust emission when an abnormality detection process is performed in a system for detecting an abnormality of an exhaust purification device including a reducing agent supply device, a selective reduction catalyst, and an oxidation catalyst. This is the issue.
In order to solve the above-described problems, the present invention executes a reduction process for reducing the supply amount of the reducing agent when an abnormality occurs in the exhaust gas purification apparatus, and NO X before and after the execution of the reduction process. By comparing the purification rates, it is determined whether the cause of the abnormality is in the selective reduction catalyst, the oxidation catalyst, or the supply device.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置の異常を検出する技術に関し、特に選択還元型触媒を備えた排気浄化装置の異常を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technology for detecting an abnormality of an exhaust purification device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and more particularly to a technology for detecting an abnormality of an exhaust purification device provided with a selective reduction catalyst.

内燃機関の排気浄化システムとしては、排気の流れ方向に沿って選択還元型触媒と酸化触媒とを配置し、選択還元型触媒より上流の排気中へアンモニア由来の還元剤(たとえば、尿素水溶液)へ供給するものが知られている。   As an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, a selective catalytic reduction catalyst and an oxidation catalyst are arranged along the flow direction of exhaust gas, and into an exhaust gas upstream of the selective catalytic reduction catalyst to an ammonia-derived reducing agent (for example, an aqueous urea solution). What is supplied is known.

このような排気浄化システムの異常を検出する技術として、酸化触媒より下流にNOセンサを配置し、還元剤の供給量を増加させたときのNOセンサの出力と還元剤の供給量を減少させたときのNOセンサの出力とを比較することにより異常を検出する技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。 As a technique for detecting an abnormality of such an exhaust gas purification system, the NO X sensor arranged downstream of the oxidation catalyst, decreasing the supply amount of the output of the NO X sensor when increasing the supply amount of the reducing agent reducing agent There has been proposed a technique for detecting an abnormality by comparing the output of the NO X sensor when the sensor is operated (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−156159号公報JP 2009-156159 A 特開2009−191756号公報JP 2009-191756 A 特開2004−176719号公報JP 2004-176719 A

ところで、酸化触媒に異常が発生しているときに還元剤の供給量が増加されると、排気エミッションが増加する可能性があった。   By the way, if the supply amount of the reducing agent is increased when an abnormality occurs in the oxidation catalyst, the exhaust emission may increase.

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤の供給装置と選択還元型触媒と酸化触媒とを備えた排気浄化装置の異常を検出するシステムにおいて、異常検出処理を実施する際の排気エミッションの増加を抑制することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to provide a system for detecting an abnormality of an exhaust purification device including a reducing agent supply device, a selective reduction catalyst, and an oxidation catalyst. The object is to suppress an increase in exhaust emission when the abnormality detection process is performed.

本発明は、上記した課題を解決するために、排気浄化装置に異常が発生したときに還元剤の供給量が減量されると、異常の発生要因が選択還元型触媒にある場合と酸化触媒にある場合と供給装置にある場合とのそれぞれにおいてNO浄化率が特有の変化を示す事項に着目した。 In order to solve the above-described problems, the present invention reduces the amount of reducing agent supplied when an abnormality occurs in the exhaust gas purification apparatus, and causes the occurrence of the abnormality to be in the selective reduction catalyst and the oxidation catalyst. NO X purification rate has focused on matters showing changes characteristic in each of the cases in some cases the feeder.

そこで、本発明にかかる排気浄化装置の異常検出システムは、
選択還元型触媒、選択還元型触媒より下流に配置された酸化触媒、及び選択還元型触媒より上流の排気中へアンモニア由来の還元剤を供給する供給装置を含む排気浄化装置と、
排気浄化装置へ流入するNO量を取得する取得部と、
排気浄化装置から流出するNO量を測定するNOセンサと、
前記取得部及び前記NOセンサにより取得されたNO量をパラメータとして、前記排気浄化装置におけるNOの浄化率を演算する演算部と、
前記演算部により算出されたNO浄化率が閾値より低くなった場合に、還元剤の供給量を減量させるべく前記供給装置を制御する処理である減量処理を実行する減量処理部と、
前記減量処理の実行前後において前記演算部によって算出されるNO浄化率を比較することにより、前記排気浄化装置の異常箇所を判定する判定部と、
を備えるようにした。
Therefore, the abnormality detection system for the exhaust gas purification apparatus according to the present invention is:
An exhaust purification device including a selective reduction catalyst, an oxidation catalyst disposed downstream of the selective reduction catalyst, and a supply device for supplying a reducing agent derived from ammonia into the exhaust upstream of the selective reduction catalyst;
An acquisition unit for acquiring the amount of NO X flowing into the exhaust purification device;
A NO X sensor that measures the amount of NO X flowing out of the exhaust purification device;
A calculation unit that calculates the NO X purification rate in the exhaust purification device using the NO X amount acquired by the acquisition unit and the NO X sensor as a parameter;
A weight reduction processing unit that executes a weight reduction process that is a process for controlling the supply device to reduce the supply amount of the reducing agent when the NO X purification rate calculated by the calculation unit is lower than a threshold;
A determination unit that determines an abnormal portion of the exhaust purification device by comparing the NO X purification rate calculated by the calculation unit before and after the execution of the weight reduction process;
I was prepared to.

ここでいう「NO浄化率」は、排気浄化装置へ流入するNO量に対して該排気浄化装置で浄化されるNO量の比率を示す。すなわち、取得部の取得値(NO流入量)からNOセンサの取得値(NO流出量)を減算した値(=NO流入量−NO流出量)を、NO流入量で除算した値(=(NO流入量−NO流出量)/NO流入量)に相当する。また、ここでいう「閾値」は、排気浄化装置において浄化されずに流出するNOの量が許容値又は規制値を上回ると考えれるNO浄化率に所定のマージンを加算した値である。 The “NO X purification rate” here indicates the ratio of the NO X amount purified by the exhaust purification device to the NO X amount flowing into the exhaust purification device. That is, acquisition value acquisition unit (NO X flowing amount) from the NO X sensor acquisition value (NO X outflow) obtained by subtracting the value (= NO X inflow -NO X outflow), divided by the NO X flow rate (= (NO X inflow amount−NO X outflow amount) / NO X inflow amount). Further, the “threshold value” here is a value obtained by adding a predetermined margin to the NO X purification rate at which the amount of NO X that flows out without being purified in the exhaust purification device exceeds the allowable value or the regulation value.

本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、排気浄化装置に異常が発生したときに還元剤の供給量が減量されると、選択還元型触媒が異常である場合と酸化触媒が異常である場合と供給装置が異常である場合とにおいてNO浄化率が相異なる挙動(変化)を示すことを見出した。 As a result of the inventor's earnest experiment and verification, when the supply amount of the reducing agent is reduced when an abnormality occurs in the exhaust gas purification apparatus, the selective reduction catalyst is abnormal and the oxidation catalyst is abnormal. NO X purification rate in the cases when the supply device is abnormal is found to exhibit different behavior (change) phase.

たとえば、選択還元型触媒に異常が発生した場合は、選択還元型触媒で浄化されるNO量(以下、「最大浄化量」と称する)が減少する。それに伴い、選択還元型触媒でNOと反応する還元剤の量(以下、「還元剤消費量」と称する)も減少する。そのため、選択還元型触媒の正常時と同量の還元剤が供給されている状況下では、還元剤消費量に対して還元剤供給量が過多になる。よって、選択還元型触媒に異常が発生しているときに減量処理が実施されると、減量処理実行前後のNO浄化率が略同等になる。 For example, when an abnormality occurs in the selective catalytic reduction catalyst, the amount of NO x purified by the selective catalytic reduction catalyst (hereinafter referred to as “maximum purification amount”) decreases. Along with this, the amount of reducing agent that reacts with NO X in the selective reduction catalyst (hereinafter referred to as “reducing agent consumption”) also decreases. Therefore, the reducing agent supply amount becomes excessive with respect to the reducing agent consumption amount in a situation where the same amount of reducing agent is supplied as that of the selective catalytic reduction catalyst. Therefore, when the reduction processing is performed when an abnormality has occurred in the selective reduction catalyst, NO X purification rate before and after the reduction process execution becomes substantially equal.

ただし、最大浄化量に見合った還元剤消費量(以下、「最少消費量」と称する)よりも還元剤供給量が少なくされると、NO浄化率が低下する。よって、減量処理実行後の還元剤供給量は最少消費量を下回らないように定められることが望ましい。ところで、最少消費量は選択還元型触媒の劣化度合に応じて異なるため、個々の劣化度合に応じた最少消費量を求めておく必要があり、作業が繁雑となる。そこで、NO浄化率が閾値と等しくなる程度に選択還元型触媒が劣化したときの最少消費量(以下、「下限量」と称する)を予め求めておき、減量処理実行後の還元剤供給量が前記下限量と等しくなるように減量処理が実行されるようにしてもよい。 However, the maximum purification weight reducing agent consumption commensurate with (hereinafter, referred to as "minimum consumption") if the amount of the reducing agent supply than is less, NO X purification rate is lowered. Therefore, it is desirable that the reducing agent supply amount after the weight reduction process is determined so as not to fall below the minimum consumption amount. By the way, since the minimum consumption varies depending on the degree of deterioration of the selective catalytic reduction catalyst, it is necessary to obtain the minimum consumption corresponding to each degree of deterioration, and the work becomes complicated. Therefore, minimal consumption when the degree of NO X purification rate becomes equal to the threshold selective reduction catalyst has degraded (hereinafter, referred to as "minimum amount") previously obtained in advance, and the reducing agent supply amount after reduction process execution May be executed so that the value is equal to the lower limit amount.

次に、酸化触媒に異常が発生した場合は、該酸化触媒が浄化可能な還元剤の量が減少する。つまり、選択還元型触媒をすり抜けた還元剤のうち、酸化触媒で浄化されない還元剤の量が増加する。ここで、アンモニア由来の還元剤がNOセンサと接触すると、NOが生成される。そのため、酸化触媒で浄化されない還元剤の量が増加すると、NOセンサにより測定されるNO量が増加する。これに対し、還元剤の供給量が減量された場合は、NOセンサへ到達する還元剤が減少するため、NOセンサにより測定されるNO量が減少する。その結果、演算部により算出されるNO浄化率が上昇する。したがって、酸化触媒に異常が発生した場合は、減量処理の実行前に比べ実行後の方がNO浄化率は高くなる。 Next, when an abnormality occurs in the oxidation catalyst, the amount of reducing agent that can be purified by the oxidation catalyst decreases. That is, among the reducing agents that have passed through the selective catalytic reduction catalyst, the amount of the reducing agent that is not purified by the oxidation catalyst increases. Here, when the reducing agent derived from ammonia comes into contact with the NO X sensor, NO X is generated. Therefore, when the amount of the reducing agent that is not purified by the oxidation catalyst increases, the NO X amount measured by the NO X sensor increases. In contrast, if the supply amount of the reducing agent is reduced, the reducing agent reaching the NO X sensor decreases, NO X amount measured by the NO X sensor is reduced. As a result, NO X purification rate calculated by the arithmetic unit increases. Therefore, if an abnormality occurs in the oxidation catalyst, it is NO X purification rate after execution compared to the previous execution of the reduction process becomes high.

また、供給装置に異常が発生した場合は、減量処理の実行前に比べ実行後の方がNO浄化率は低くなる。なお、ここでいう供給装置の異常は、指示値に対して実際の供給量が少なくなる異常を示すものとする。 Further, when an abnormality in the supply system has occurred, it is NO X purification rate after execution compared to the previous execution of the reduction process is low. It should be noted that the abnormality in the supply device referred to here indicates an abnormality in which the actual supply amount decreases with respect to the indicated value.

上記したように、減量処理実行時におけるNO浄化率の挙動は、選択還元型触媒が異常である場合と酸化触媒が異常である場合と供給装置が異常である場合とにおいて異なる。よって、減量処理の実行前後において演算部が算出したNO浄化率を比較することにより、排気浄化装置の異常箇所を特定(判定)することができる。 As described above, the behavior of the NO X purification rate at the time of reduction processing execution differs in the case the supply device and the case when the oxidation catalyst selective reduction catalyst is abnormal is abnormal is abnormal. Thus, by comparing the NO X purification rate calculating unit is calculated before and after the execution of the reduction process, it is possible to identify the abnormal point of the exhaust gas purification device (determination).

たとえば、減量処理実行前に演算部が算出したNO浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したNO浄化率が高い場合は、判定部は、酸化触媒が異常であると判定することができる。 For example, when the NO X purification rate calculated by the calculation unit after execution of the weight reduction process is higher than the NO X purification rate calculated by the calculation unit before execution of the reduction process, the determination unit determines that the oxidation catalyst is abnormal. be able to.

また、減量処理実行前に演算部が算出したNO浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したNO浄化率が略同等である場合は、判定部は、選択還元型触媒が異常であると判定することができる。 Further, with respect to NO X purification rate by the calculation unit has calculated before reduction process execution, if NO X purification rate calculation unit has calculated after reduction process execution are substantially equal, the determination unit, the selective catalytic reduction catalyst is abnormal It can be determined that

さらに、減量処理実行前に演算部が算出したNO浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したNO浄化率が低い場合は、判定部は、供給装置が異常であると判定することができる。 Further, when the NO X purification rate calculated by the calculation unit after execution of the weight reduction process is lower than the NO X purification rate calculated by the calculation unit before execution of the weight reduction process, the determination unit determines that the supply device is abnormal. be able to.

なお、本発明に係わる排気浄化装置の異常検出システムは、減量処理実行前に演算部が算出したNO浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したNO浄化率が高いか否かを判別することにより、酸化触媒が異常であるか否かを判別するシステムとして捉えることもできる。 Incidentally, the abnormality detection system of the exhaust purification device according to the present invention, with respect to NO X purification rate by the calculation unit has calculated before reduction process execution, whether NO X purification rate by the calculation unit has calculated after reduction process execution is high Can be regarded as a system for determining whether or not the oxidation catalyst is abnormal.

その際の異常検出処理は、還元剤を減量させることにより実現されるため、酸化触媒が異常である場合であっても酸化触媒によって浄化されない還元剤が増加することがない。よって、異常検出処理の実行に起因した排気エミッションの増加を抑制しつつ、酸化触媒の異常を検出することが可能となる。   Since the abnormality detection process at that time is realized by reducing the amount of the reducing agent, even if the oxidation catalyst is abnormal, the reducing agent that is not purified by the oxidation catalyst does not increase. Therefore, it is possible to detect an abnormality in the oxidation catalyst while suppressing an increase in exhaust emission due to the execution of the abnormality detection process.

ところで、NOセンサが異常である場合は、供給装置が異常である場合と同様に、減量処理の実行によりNO浄化率が低下する。しかしながら、NOセンサが異常である場合は、供給装置が異常である場合に比べ、NO浄化率の低下率が高くなる。よって、減量処理実行時におけるNO浄化率の低下率が基準値以下であれば供給装置が異常であり、減量処理実行時におけるNO浄化率の低下率が基準値より大きければNOセンサが異常であると判別することができる。その際の基準値は、供給装置の異常時にNO浄化率の低下率が取り得る最大の値、又はNOセンサの異常時にNO浄化率の低下率が取り得る最小の値に相当するものであり、予め実験的に求めておくものとする。 By the way, when the NO X sensor is abnormal, the NO X purification rate is reduced by the execution of the weight reduction process, as in the case where the supply device is abnormal. However, when the NO X sensor is abnormal, the rate of decrease in the NO X purification rate is higher than when the supply device is abnormal. Thus, the supply device equal to or less than the reference value decrease rate of the NO X purification rate at the time of reduction processing execution is abnormal, the NO X sensor if reduction rate of the NO X purification rate at the time of reduction processing execution is greater than the reference value It can be determined that there is an abnormality. The reference value in this case corresponds to the maximum value that the NO X purification rate can be reduced when the supply device is abnormal, or the minimum value that the NO X purification rate can be reduced when the NO X sensor is abnormal. It is assumed that it is obtained experimentally in advance.

本発明によれば、還元剤の供給装置と選択還元型触媒と酸化触媒とを備えた排気浄化装置の異常を検出するシステムにおいて、異常検出処理を実施する際の排気エミッションの増加を抑制することができる。   According to the present invention, in a system for detecting an abnormality of an exhaust emission control device including a reducing agent supply device, a selective reduction catalyst, and an oxidation catalyst, an increase in exhaust emission when performing abnormality detection processing is suppressed. Can do.

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. 選択還元型触媒が異常である場合における還元剤添加量とNO浄化率との関係を示す図である。It is a diagram showing a relationship between the reducing agent addition amount and the NO X purification rate when the selective reduction catalyst is abnormal. アンモニア酸化触媒が異常である場合における還元剤添加量とNO浄化率との関係を示す図である。Ammonia oxidation catalyst is a diagram showing the relationship between the reducing agent addition amount and the NO X purification rate when it is abnormal. 尿素添加弁が異常である場合における還元剤添加量とNO浄化率との関係を示す図である。It is a diagram showing a relationship between the reducing agent addition amount and the NO X purification rate when the urea addition valve has abnormality. 第1の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality detection process routine in a 1st Example. NOセンサが異常である場合における還元剤添加量とNO浄化率との関係を示す図である。NO x sensor is a diagram showing a relationship between the reducing agent addition amount and the NO x purification rate in the case is abnormal.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載
される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1乃至図5に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)であるが、火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)であってもよい。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine), but may be a spark ignition internal combustion engine (gasoline engine).

図1において、内燃機関1には、排気通路2が接続されている。排気通路2には、前段触媒3が配置されている。前段触媒3は、排気中に含まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などを酸化する機能を有する触媒である。前段触媒3の直下流の排気通路2には、パティキュレートフィルタ4が配置されている。   In FIG. 1, an exhaust passage 2 is connected to the internal combustion engine 1. A pre-stage catalyst 3 is disposed in the exhaust passage 2. The pre-stage catalyst 3 is a catalyst having a function of oxidizing hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and the like contained in the exhaust gas. A particulate filter 4 is disposed in the exhaust passage 2 immediately downstream of the front catalyst 3.

パティキュレートフィルタ4より下流の排気通路2には、選択還元型触媒5が配置されている。選択還元型触媒5は、アンモニア(NH)等の極性分子を選択的に吸着し、吸着したアンモニア(NH)を還元剤として排気中のNOを還元及び浄化する触媒である。選択還元型触媒5の直下流の排気通路2には、アンモニア(NH)を酸化するためのアンモニア酸化触媒6が配置されている。アンモニア酸化触媒6は、本発明に係わる酸化触媒に相当する。 A selective catalytic reduction catalyst 5 is disposed in the exhaust passage 2 downstream from the particulate filter 4. Selective reduction catalyst 5 is selectively adsorbs polar molecules of ammonia (NH 3) or the like, a catalyst for reducing and purifying NO X in the exhaust gas adsorbed ammonia (NH 3) as the reducing agent. An ammonia oxidation catalyst 6 for oxidizing ammonia (NH 3 ) is disposed in the exhaust passage 2 immediately downstream of the selective catalytic reduction catalyst 5. The ammonia oxidation catalyst 6 corresponds to the oxidation catalyst according to the present invention.

前記パティキュレートフィルタ4と前記選択還元型触媒5の間に位置する排気通路2には、還元剤としての尿素水溶液を排気中へ添加するための尿素添加弁7が取り付けられている。尿素添加弁7には、尿素水溶液を貯留するタンク8が接続されている。尿素添加弁7とタンク8は、本発明に係わる供給装置の一実施態様である。   A urea addition valve 7 for adding a urea aqueous solution as a reducing agent into the exhaust is attached to the exhaust passage 2 located between the particulate filter 4 and the selective catalytic reduction catalyst 5. A tank 8 for storing an aqueous urea solution is connected to the urea addition valve 7. The urea addition valve 7 and the tank 8 are an embodiment of the supply device according to the present invention.

前記尿素添加弁7は、前記選択還元型触媒5が活性状態にあるときに、前記タンク8に貯留された尿素水溶液を排気中に添加する。排気中に添加された尿素水溶液は、排気中又は選択還元型触媒5において熱分解及び加水分解されてアンモニア(NH)を生成する。アンモニア(NH)は、選択還元型触媒5に吸着され、排気中のNOを還元させる。 The urea addition valve 7 adds an aqueous urea solution stored in the tank 8 into the exhaust when the selective catalytic reduction catalyst 5 is in an active state. The urea aqueous solution added to the exhaust gas is thermally decomposed and hydrolyzed in the exhaust gas or in the selective reduction catalyst 5 to generate ammonia (NH 3 ). Ammonia (NH 3 ) is adsorbed by the selective catalytic reduction catalyst 5 and reduces NO X in the exhaust.

このように構成された排気浄化システムには、ECU9が併設されている。ECU9は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU9には、NOセンサ10、アクセルポジションセンサ11、クランクポジションセンサ12などの各種センサの出力信号が入力されるようになっている。 The exhaust purification system configured in this manner is provided with an ECU 9. The ECU 9 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ECU 9 is supplied with output signals from various sensors such as a NO X sensor 10, an accelerator position sensor 11, and a crank position sensor 12.

NOセンサ10は、アンモニア酸化触媒6より下流の排気通路2に配置され、排気中に含まれる窒素酸化物(NO)の量(濃度)に相関した電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ11は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ12は、クランクシャフトの回転位置に相関した電気信号を出力するセンサである。 The NO X sensor 10 is a sensor that is disposed in the exhaust passage 2 downstream of the ammonia oxidation catalyst 6 and outputs an electrical signal correlated with the amount (concentration) of nitrogen oxide (NO X ) contained in the exhaust. The accelerator position sensor 11 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the amount of operation of the accelerator pedal (accelerator opening). The crank position sensor 12 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the rotational position of the crankshaft.

ECU9は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、前記尿素添加弁7や内燃機関1の運転状態を制御する。たとえば、ECU9は、燃料噴射制御や尿素添加制御などの既知の制御に加え、アンモニア酸化触媒6の異常検出処理を実行する。以下、アンモニア酸化触媒6の異常検出処理について説明する。   The ECU 9 controls the operation state of the urea addition valve 7 and the internal combustion engine 1 based on the output signals of the various sensors described above. For example, the ECU 9 executes an abnormality detection process for the ammonia oxidation catalyst 6 in addition to known controls such as fuel injection control and urea addition control. Hereinafter, the abnormality detection process of the ammonia oxidation catalyst 6 will be described.

本実施例における異常検出処理では、ECU9は、先ず排気浄化装置のNO浄化率を演算する。ここでいう「排気浄化装置」は、選択還元型触媒5、アンモニア酸化触媒6、
及び尿素添加弁7の総称である。また、ここでいう「NO浄化率」は、排気浄化装置へ流入するNO量(NO流入量)に対し、排気浄化装置で浄化されるNO量の割合である。
In the abnormality detection process in this embodiment, ECU 9, first calculates the NO X purification rate of the exhaust gas purification device. The “exhaust gas purification device” here is a selective reduction catalyst 5, an ammonia oxidation catalyst 6,
And the urea addition valve 7 is a general term. Further, where the term "NO X purification rate", to the amount of NO X flowing into the exhaust purification device (NO X inflow amount), the ratio of the amount of NO X to be purified by the exhaust purification apparatus.

NO流入量は内燃機関1から排出されるNO量に相当するため、内燃機関1の運転条件(機関回転数、アクセル開度、燃料噴射量など)をパラメータとして演算することができる。なお、パティキュレートフィルタ4と選択還元型触媒5との間にNOセンサを取り付け、該NOセンサの出力信号をNO流入量としてもよい。このようにECU9がNO流入量を求めることにより、本発明に係わる取得部が実現される。 Since the NO X inflow amount corresponds to the NO X amount discharged from the internal combustion engine 1, the operating conditions (engine speed, accelerator opening, fuel injection amount, etc.) of the internal combustion engine 1 can be calculated as parameters. Note that a NO X sensor may be attached between the particulate filter 4 and the selective catalytic reduction catalyst 5, and the output signal of the NO X sensor may be the NO X inflow amount. Thus ECU9 that by obtaining the NO X flow rate, acquisition unit according to the present invention is implemented.

ECU9は、NO流入量とNOセンサ10の出力信号(NO流出量)と下記の式とを用いてNO浄化率Enoxを演算する。なお、下記の式におけるANOinはNO流入量であり、ANOoutはNO流出量である。 The ECU 9 calculates the NO X purification rate Enox using the NO X inflow amount, the output signal of the NO X sensor 10 (NO X outflow amount), and the following equation. In the following formula, ANO X in is the NO X inflow amount, and ANO X out is the NO X outflow amount.

Enox=(ANOin−ANOout)/ANOin Enox = (ANO X in-ANO X out) / ANO X in

ECU9は、NO浄化率Enoxが閾値Enox0以上であるか否かを判別する。ここでいう「閾値Enox0」は、排気浄化装置において浄化されずに流出するNOの量が許容値又は規制値を上回ると考えられるNO浄化率に所定のマージンを加算した値である。この閾値Enox0は、予め実験などを利用した適合作業により求めておくものとする。 ECU9 is, NO X purification rate Enox it is determined whether or not the threshold Enox0 more. Here, the “threshold Enox0” is a value obtained by adding a predetermined margin to the NO X purification rate at which the amount of NO X flowing out without being purified in the exhaust purification device exceeds the allowable value or the regulation value. This threshold value Enox0 is obtained in advance by an adaptation operation using an experiment or the like.

ECU9は、NO浄化率Enoxが閾値Enox0以上であれば、排気浄化装置が正常であると判定する。一方、NO浄化率Enoxが閾値Enox0を下回っている場合は、ECU9は、排気浄化装置に異常が発生していると判定する。ところで、排気浄化装置の異常としては、選択還元型触媒5の異常(劣化)、アンモニア酸化触媒6の異常(劣化)、尿素添加弁7の異常が考えられる。よって、NO浄化率Enoxが閾値Enox0を下回った要因がアンモニア酸化触媒6の異常(劣化)にあるか否かを判別する必要がある。 ECU9 determines that NO X purification rate Enox is equal threshold Enox0 above, is normal exhaust emission control device. On the other hand, when the NO X purification rate Enox is below the threshold Enox0, ECU 9 determines that an abnormality has occurred in the exhaust purification apparatus. By the way, as the abnormality of the exhaust purification device, the abnormality (deterioration) of the selective catalytic reduction catalyst 5, the abnormality (deterioration) of the ammonia oxidation catalyst 6, and the abnormality of the urea addition valve 7 are considered. Therefore, it is necessary to factor in NO X purification rate Enox falls below the threshold Enox0 it is determined whether the abnormality (deterioration) of the ammonia oxidation catalyst 6.

これに対し、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、排気浄化装置に異常が発生した場合に尿素水溶液の添加量を減量させると、選択還元型触媒5が異常(劣化)である場合とアンモニア酸化触媒6が異常(劣化)である場合と尿素添加弁7が異常(劣化)である場合とにおいてNO浄化率Enoxが異なる挙動を示すことがわかった。 On the other hand, as a result of intensive experiments and verifications by the present inventor, if the amount of urea aqueous solution added is reduced when an abnormality occurs in the exhaust gas purification apparatus, the selective catalytic reduction catalyst 5 is abnormal (deteriorated). If the ammonia oxidation catalyst 6 is abnormality (deterioration) when the urea addition valve 7 is has been found to exhibit abnormal NO X purification rate Enox in the case of the (degraded) is different behavior.

図2は、選択還元型触媒5に異常が発生した場合における尿素水溶液の添加量とNO浄化率との関係を示す図である。図2中の一点鎖線は選択還元型触媒5の正常時におけるNO浄化率を示し、図2中の2点鎖線は選択還元型触媒5が劣化した場合におけるNO浄化率を示す。また、図2中の「Aur0」は、選択還元型触媒5の正常時における添加量(以下、「基本添加量」と称する)を示す。基本添加量Aur0は、選択還元型触媒5の正常時においてNO浄化率が最大(=Enoxmax)となる範囲における最少の添加量である。 Figure 2 is a diagram showing the relationship between the added amount and the NO X purification rate of the urea aqueous solution in the case where the abnormality in the selective reduction catalyst 5 has occurred. One-dot chain line in FIG. 2 shows the NO X purification rate at the time of the normal of the selective reduction catalyst 5, the two-dot chain line in FIG. 2 shows the NO X purification rate when the selective reduction catalyst 5 deteriorates. Further, “Aur0” in FIG. 2 indicates an addition amount of the selective catalytic reduction catalyst 5 in a normal state (hereinafter referred to as “basic addition amount”). Base supply quantity Aur0 is the addition amount of the minimum in the range of NO X purification rate is maximized (= Enoxmax) during normal selective reduction catalyst 5.

選択還元型触媒5が劣化した場合は、選択還元型触媒5で浄化されるNO量(最大浄化量)が減少し、それに伴ってアンモニア(NH)の消費量(還元剤消費量)も減少する。その結果、基本添加量Aur0は、還元剤消費量に対して過多となる。よって、添加量の減量処理が実行されても、NO浄化率は略一定となる。 When the selective catalytic reduction catalyst 5 deteriorates, the NO X amount (maximum purification amount) purified by the selective catalytic reduction catalyst 5 decreases, and the consumption amount (reducing agent consumption amount) of ammonia (NH 3 ) also decreases accordingly. Decrease. As a result, the basic addition amount Aur0 is excessive with respect to the reducing agent consumption. Therefore, even if reduction treatment amount is performed, NO X purification rate becomes substantially constant.

ただし、最大浄化量に見合った還元剤消費量(最少消費量)より添加量が少なくされると、NO浄化率が低下する。よって、減量処理実行後の添加量は、最少消費量を下回ら
ないように定められることが望ましい。そこで、本実施例の減量処理は、減量処理実行後の添加量が下限量Aur1となるように実施されるものとする。下限量Aur1は、NO浄化率が閾値Enox0と等しくなる程度に選択還元型触媒5が劣化した場合(図2中の実線を参照)における最少消費量に相当し、予め実験的に求められた値である。
However, the addition amount than the reducing agent consumption commensurate with the maximum purification amount (minimum consumption) is reduced, NO X purification rate is lowered. Therefore, it is desirable that the addition amount after the weight reduction process is determined so as not to be less than the minimum consumption amount. Therefore, the reduction process of the present embodiment is performed so that the addition amount after the reduction process is performed becomes the lower limit amount Aur1. The lower limit amount Aur1 corresponds to a minimum consumption in case of a degree that NO X purification rate becomes equal to the threshold Enox0 selective reduction catalyst 5 was deteriorated (see solid line in FIG. 2) was determined experimentally in advance Value.

このような手順により減量処理が実施されると、減量処理実行前(尿素水溶液の添加量=基本添加量Aur0)におけるNO浄化率と減量処理実行後(尿素水溶液の添加量=下限量Aur1)におけるNO浄化率とは同等の値(=Enox1)になる。 When reduction processing by such procedure is performed, reduction process execution before (quantity of urea solution = base supply quantity Aur0) and reduction process after execution of the NO X purification rate (quantity of urea solution = lower limit amount AUR1) It becomes equivalent to the value (= Enox1) the NO X purification rate of.

次に、図3は、アンモニア酸化触媒6に異常が発生した場合における尿素水溶液の添加量とNO浄化率との関係を示す図である。図3中の一点鎖線はアンモニア酸化触媒6の正常時におけるNO浄化率を示し、図3中の2点鎖線はアンモニア酸化触媒6が劣化した場合におけるNO浄化率を示す。また、図3中の「Aur0」、「Aur1」は、前述した図2と同様の値である。 Next, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the added amount and the NO X purification rate of the urea aqueous solution in the case where abnormality in the ammonia oxidation catalyst 6 occurs. One-dot chain line in FIG. 3 shows the NO X purification rate at the time of normal ammonia oxidation catalyst 6, a two-dot chain line in FIG. 3 shows the NO X purification rate when the ammonia oxidation catalyst 6 is deteriorated. Also, “Aur0” and “Aur1” in FIG. 3 are the same values as in FIG.

アンモニア酸化触媒6に異常が発生した場合は、該アンモニア酸化触媒6が浄化可能なアンモニア(NH)の量が減少する。つまり、選択還元型触媒5をすり抜けたアンモニア(NH)のうち、アンモニア酸化触媒6で浄化されないアンモニア(NH)の量が増加する。 When an abnormality occurs in the ammonia oxidation catalyst 6, the amount of ammonia (NH 3 ) that can be purified by the ammonia oxidation catalyst 6 decreases. That is, the amount of ammonia (NH 3 ) that is not purified by the ammonia oxidation catalyst 6 among the ammonia (NH 3 ) that has passed through the selective catalytic reduction catalyst 5 increases.

ここで、アンモニア(NH)がNOセンサ10と接触すると、NOが生成される。そのため、アンモニア酸化触媒6で浄化されないアンモニア(NH)が増加すると、NOセンサ10により測定されるNO量が増加する。これに対し、減量処理が実施された場合は、NOセンサ10へ到達するアンモニア(NH)が減少するため、NOセンサ10により測定されるNO量が減少する。その結果、減量処理実行前(尿素水溶液の添加量=基本添加量Aur0)におけるNO浄化率Enox2に対して、減量処理実行後(尿素水溶液の添加量=下限量Aur1)におけるNO浄化率Enox0の方が高くなる。 Here, when ammonia (NH 3 ) comes into contact with the NO X sensor 10, NO X is generated. Therefore, when ammonia (NH 3 ) that is not purified by the ammonia oxidation catalyst 6 increases, the amount of NO X measured by the NO X sensor 10 increases. On the other hand, when the amount reduction process is performed, ammonia (NH 3 ) reaching the NO X sensor 10 decreases, and therefore the NO X amount measured by the NO X sensor 10 decreases. As a result, (the addition amount of the aqueous urea solution = base supply quantity Aur0) reduction process execution previously for NO X purification rate Enox2 in, (quantity of urea solution = lower limit amount AUR1) after reduction process execution in NO X purification rate Enox0 Is higher.

また、図4は、尿素添加弁7に異常が発生した場合における尿素水溶液の添加量(ECU9から尿素添加弁7へ出力される指示値)とNO浄化率との関係を示す図である。図4中の一点破線は尿素添加弁7の正常時におけるNO浄化率を示し、図4中の2点鎖線は尿素添加弁7が劣化した場合におけるNO浄化率を示す。また、図4中の「Aur0」、「Aur1」は、前述した図2と同様の値である。 4 is a diagram showing the relationship between the added amount of the aqueous urea solution when the abnormality in the urea addition valve 7 occurs (indicated value to be output to the urea addition valve 7 from ECU 9) and NO X purification rate. Dashed line in Figure 4 shows the NO X purification rate at the time of normal urea addition valve 7, the two-dot chain line in Figure 4 shows the NO X purification rate when the urea addition valve 7 is degraded. Also, “Aur0” and “Aur1” in FIG. 4 are the same values as in FIG.

尿素添加弁7に異常が発生した場合は、尿素添加弁7から実際に添加される尿素水溶液の量が指示値より少なくなる。そのため、指示値が基本添加量Aur0と等しい場合であっても、NO浄化率が正常時のNO浄化率Enoxmaxより低くなる。この傾向は、指示値が減量された場合も同様である。つまり、指示値が減量された場合のNO浄化率は、指示値の減少度合と略同等の度合で低下する。その結果、減量処理実行前(尿素水溶液の添加量=基本添加量Aur0)におけるNO浄化率Enox3に対して、減量処理実行後(尿素水溶液の添加量=下限量Aur1)におけるNO浄化率Enox4が低くなる。 When an abnormality occurs in the urea addition valve 7, the amount of urea aqueous solution actually added from the urea addition valve 7 becomes smaller than the indicated value. Therefore, even indicated value A equal to the basic amount Aur0, NO X purification rate is lower than the NO X purification rate Enoxmax of normal. This tendency is the same when the indicated value is reduced. That, NO X purification rate when the indicated value is reduced is reduced at a reduced degree substantially equal to the degree indicated value. As a result, (the addition amount of the aqueous urea solution = base supply quantity Aur0) reduction process execution previously for NO X purification rate Enox3 in, (quantity of urea solution = lower limit amount AUR1) after reduction process execution in NO X purification rate Enox4 Becomes lower.

以上述べたように、NO浄化率Enoxが閾値Enox0を下回った場合に減量処理が実施されると、選択還元型触媒5が異常(劣化)である場合とアンモニア酸化触媒6が異常(劣化)である場合と尿素添加弁7が異常(劣化)である場合とにおいてNO浄化率Enoxが異なる挙動を示す。 Above As mentioned, the reduction process is carried out when the NO X purification rate Enox is below the threshold Enox0, selective reduction catalyst 5 is abnormal (deteriorated) at a case the ammonia oxidation catalyst 6 is abnormality (deterioration) It shows the NO X purification rate Enox different behavior in the case when the urea addition valve 7 is is abnormal (deteriorated).

したがって、ECU9は、減量処理実行前のNO浄化率と減量処理実行後におけるN
浄化率とを比較することにより、選択還元型触媒5が異常であるか、アンモニア酸化触媒6が異常であるか、又は尿素添加弁7が異常であるかを判別することができる。
Therefore, the ECU 9 determines the NOx purification rate before execution of the weight reduction process and the N X after execution of the weight reduction process.
By comparing the O X purification rate can be selective reduction catalyst 5 or is abnormal, or ammonia oxidation catalyst 6 is abnormal, or urea addition valve 7 is determined whether the abnormality.

たとえば、減量処理実行前のNO浄化率と減量処理実行後のNO浄化率との差が予め定められた許容値以内であれば、アンモニア酸化触媒6が正常であり、選択還元型触媒5が異常であると判定することができる。 For example, if it is within tolerance difference was determined in advance and the reduction process execution before of the NO X purification rate reduction processing after execution of the NO X purification rate, the ammonia oxidation catalyst 6 is normal, selective reduction catalyst 5 Can be determined to be abnormal.

また、減量処理実行前のNO浄化率と減量処理実行後のNO浄化率との差が許容値より大きく、且つ減量処理実行前のNO浄化率より減量処理実行後のNO浄化率が低い場合は、アンモニア酸化触媒6が正常であり、尿素添加弁7が異常であると判定することができる。 Further, the difference between the NO X purification rate before reduction processing execution and reduction process after execution of the NO X purification rate is greater than the allowable value, and NO X purification rate after reduction process execution than NO X purification rate before reduction process execution Is low, it can be determined that the ammonia oxidation catalyst 6 is normal and the urea addition valve 7 is abnormal.

さらに、減量処理実行前のNO浄化率と減量処理実行後のNO浄化率との差が許容値より大きく、且つ減量処理実行前のNO浄化率より減量処理実行後のNO浄化率が高い場合は、アンモニア酸化触媒6が異常であると判定することができる。 Moreover, the difference between the NO X purification rate before reduction processing execution and reduction process after execution of the NO X purification rate is greater than the allowable value, and NO X purification rate after reduction process execution than NO X purification rate before reduction process execution Is high, it can be determined that the ammonia oxidation catalyst 6 is abnormal.

以下、本実施例における異常検出処理の実行手順について図5に沿って説明する。図5は、異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めECU9のROMに記憶されているルーチンであり、ECU9によって周期的に実行される。   Hereinafter, the execution procedure of the abnormality detection process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an abnormality detection processing routine. This routine is stored in advance in the ROM of the ECU 9 and is periodically executed by the ECU 9.

図5のルーチンでは、ECU9は、先ずS101において異常検出条件が成立しているか否かを判別する。異常検出条件としては、たとえば、内燃機関1が暖機完了状態にある、内燃機関1が定常運転状態にある、などの条件を用いることができる。S101において否定判定された場合は、ECU9は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S101において肯定判定された場合は、ECU9は、S102へ進む。   In the routine of FIG. 5, the ECU 9 first determines whether or not an abnormality detection condition is satisfied in S101. As the abnormality detection condition, for example, a condition such that the internal combustion engine 1 is in a warm-up completion state or the internal combustion engine 1 is in a steady operation state can be used. If a negative determination is made in S101, the ECU 9 once ends the execution of this routine. On the other hand, if an affirmative determination is made in S101, the ECU 9 proceeds to S102.

S102では、ECU9は、NO浄化率Enoxbefを演算する。続いて、ECU9は、S103へ進み、前記S102で算出されたNO浄化率Enoxbefが閾値Enox0より小さいか否かを判別する。前記S103において否定判定された場合(Enoxbef≧Enox0)は、ECU9は、S111へ進み、排気浄化装置(選択還元型触媒5、アンモニア酸化触媒6、尿素添加弁7)が正常であると判定する。 In S102, ECU 9 calculates the NO X purification rate Enoxbef. Subsequently, ECU 9 proceeds to S103, the NO X purification rate Enoxbef calculated in S102 it is determined whether the threshold Enox0 or less. If a negative determination is made in S103 (Enoxbef ≧ Enox0), the ECU 9 proceeds to S111 and determines that the exhaust purification device (the selective reduction catalyst 5, the ammonia oxidation catalyst 6, and the urea addition valve 7) is normal.

前記S103において肯定判定された場合(Enoxbef<Enox0)は、ECU9は、S104へ進み、減量処理を実行する。詳細には、ECU9は、尿素添加弁7の目標添加量を基本添加量Aur0から下限量Aur1へ変更する。このようにECU9がS104の処理を実行することにより、本発明に係わる減量処理部が実現される。   If an affirmative determination is made in S103 (Enoxbef <Enox0), the ECU 9 proceeds to S104 and executes a reduction process. Specifically, the ECU 9 changes the target addition amount of the urea addition valve 7 from the basic addition amount Aur0 to the lower limit amount Aur1. In this way, the ECU 9 executes the process of S104, thereby realizing the weight reduction processing unit according to the present invention.

S105では、ECU9は、減量処理実行後におけるNO浄化率Enoxaftを演算する。なお、ECU9がS102及びS105の処理を実行することにより、本発明に係わる演算部が実現される。 In S105, ECU 9 calculates the NO X purification rate Enoxaft after reduction process execution. The ECU 9 executes the processes of S102 and S105, thereby realizing the arithmetic unit according to the present invention.

S106では、ECU9は、前記S102で算出されたNO浄化率Enoxbefと前記S105で算出されたNO浄化率Enoxaftとの差(=|Enoxaft−Enoxbef|)が許容値α以下であるか否かを判別する。なお、ここで用いられるEnoxbefは、減量処理実行前のNO浄化率に相当する。 In S106, the ECU 9 determines whether or not the difference (= | Enoxaft−Enoxbef |) between the NO X purification rate Enoxbef calculated in S102 and the NO X purification rate Enoxaft calculated in S105 is an allowable value α or less. Is determined. Incidentally, Enoxbef as used herein corresponds to the NO X purification rate before reduction process execution.

前記S106において肯定判定された場合(|Enoxaft−Enoxbef|≦α)は、ECU9は、S107へ進む。S107では、ECU9は、アンモニア酸化触媒6は正常であり、選択還元型触媒5が異常であると判定する。   If an affirmative determination is made in S106 (| Enoxaf−Enoxbef | ≦ α), the ECU 9 proceeds to S107. In S107, the ECU 9 determines that the ammonia oxidation catalyst 6 is normal and the selective catalytic reduction catalyst 5 is abnormal.

一方、前記S106において否定判定された場合(|Enoxaft−Enoxbef|>α)は、ECU9は、S108へ進む。S108では、ECU9は、前記S105で算出されたNO浄化率Enoxaftが前記S102で算出されたNO浄化率Enoxbefより大きいか否かを判別する。 On the other hand, if a negative determination is made in S106 (| Enoxaft-Enoxbef |> α), the ECU 9 proceeds to S108. In S108, ECU 9 is, NO X purification rate Enoxaft calculated in the S105, it is determined whether or not greater than NO X purification rate Enoxbef calculated in the S102.

前記S108において肯定判定された場合(Enoxaft>Enoxbef)は、ECU9は、S109へ進む。S109では、ECU9は、アンモニア酸化触媒6が異常である(選択還元型触媒5及び尿素添加弁7は正常である)と判定する。   If an affirmative determination is made in S108 (Enoxaft> Enoxbef), the ECU 9 proceeds to S109. In S109, the ECU 9 determines that the ammonia oxidation catalyst 6 is abnormal (the selective reduction catalyst 5 and the urea addition valve 7 are normal).

一方、前記S108において否定判定された場合(Enoxaft<Enoxbef)は、ECU9は、S110へ進む。S110では、ECU9は、アンモニア酸化触媒6は正常であり、尿素添加弁7が異常であると判定する。   On the other hand, if a negative determination is made in S108 (Enoxaft <Enoxbef), the ECU 9 proceeds to S110. In S110, the ECU 9 determines that the ammonia oxidation catalyst 6 is normal and the urea addition valve 7 is abnormal.

なお、ECU9がS106乃至S110の処理を実行することにより、本発明に係わる判定部が実現される。   In addition, the determination part concerning this invention is implement | achieved when ECU9 performs the process of S106 thru | or S110.

以上述べたようにECU9が図5のルーチンを実行することにより、アンモニア酸化触媒6の異常を検出することができるとともに、選択還元型触媒5の異常や尿素添加弁7の異常も検出することができる。さらに、本発明に係わる異常検出処理は、還元剤(尿素水溶液)の添加量を減量させることにより実現されるため、選択還元型触媒5に異常が発生している場合であっても、異常検出処理の実行に起因した排気エミッションの増加を抑制することができる。   As described above, the ECU 9 can detect the abnormality of the ammonia oxidation catalyst 6 as well as the abnormality of the selective reduction catalyst 5 and the abnormality of the urea addition valve 7 by executing the routine of FIG. it can. Furthermore, since the abnormality detection processing according to the present invention is realized by reducing the amount of the reducing agent (urea aqueous solution) added, abnormality detection is performed even when an abnormality has occurred in the selective catalytic reduction catalyst 5. An increase in exhaust emission due to the execution of the process can be suppressed.

<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図6に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

前述した第1の実施例と本実施例との差違は、排気浄化装置の異常に加え、NOxセンサ10の異常も検出する点にある。NOxセンサ10に異常が発生した場合は、減量処理実行後におけるNOx浄化率Enoxaftが減量処理実行前におけるNOx浄化率Enoxbefより低くなる。つまり、NOxセンサ10に異常が発生した場合は、減量処理実行前におけるNOx浄化率Enoxbefと減量処理実行後におけるNOx浄化率Enoxaftとの大小関係が尿素添加弁7に異常が発生した場合と同様となる。   The difference between the first embodiment and the present embodiment is that the abnormality of the NOx sensor 10 is detected in addition to the abnormality of the exhaust purification device. When an abnormality occurs in the NOx sensor 10, the NOx purification rate Enoxaft after the reduction process is executed becomes lower than the NOx purification rate Enoxbef before the reduction process is executed. That is, when an abnormality occurs in the NOx sensor 10, the magnitude relationship between the NOx purification rate Enoxbef before execution of the reduction process and the NOx purification rate Enoxaft after execution of the reduction process is the same as when the abnormality occurs in the urea addition valve 7. Become.

ただし、図6に示すように、尿素添加弁7に異常が発生した場合は、尿素水溶液の添加量の減少度合とNOx浄化率の低下度合とが略同等になる(図6中の実線を参照)。これに対し、NOxセンサ10に異常が発生した場合は、尿素水溶液の添加量の減少度合に対し、NOx浄化率の低下度合が大きくなる(図6中の2点鎖線を参照)。   However, as shown in FIG. 6, when an abnormality occurs in the urea addition valve 7, the decrease degree of the urea aqueous solution addition amount and the NOx purification rate decrease degree are substantially equal (see the solid line in FIG. 6). ). On the other hand, when an abnormality occurs in the NOx sensor 10, the degree of decrease in the NOx purification rate is greater than the degree of decrease in the amount of urea aqueous solution added (see the two-dot chain line in FIG. 6).

よって、減量処理実行前におけるNOx浄化率Enoxbefから減量処理実行後におけるNOx浄化率Enoxaftまでの低下度合(傾き)が一定量以上であればNOxセンサ10が異常であり、減量処理実行前におけるNOx浄化率Enoxbefから減量処理実行後におけるNOx浄化率Enoxaftまでの低下度合(傾き)が一定量未満であれば尿素添加弁7が異常であると判別することができる。   Therefore, if the degree of decrease (slope) from the NOx purification rate Enoxbef before execution of the weight reduction process to the NOx purification rate Enoxaft after execution of the weight reduction processing is equal to or greater than a certain amount, the NOx sensor 10 is abnormal, and NOx purification before the reduction processing is executed. If the degree of decrease (slope) from the rate Enoxbef to the NOx purification rate Enoxaft after the reduction processing is less than a certain amount, it can be determined that the urea addition valve 7 is abnormal.

以上述べた実施例によれば、選択還元型触媒5の異常と、アンモニア酸化触媒6の異常と、尿素添加弁7の異常と、NOxセンサ10の異常と、を区別することができる。   According to the embodiment described above, it is possible to distinguish between abnormality of the selective reduction catalyst 5, abnormality of the ammonia oxidation catalyst 6, abnormality of the urea addition valve 7, and abnormality of the NOx sensor 10.

1 内燃機関
2 排気通路
3 前段触媒
4 パティキュレートフィルタ
5 選択還元型触媒
6 アンモニア酸化触媒
7 尿素添加弁
8 タンク
9 ECU
10 NOセンサ
1 Internal combustion engine 2 Exhaust passage 3 Pre-stage catalyst 4 Particulate filter 5 Selective reduction catalyst 6 Ammonia oxidation catalyst 7 Urea addition valve 8 Tank 9 ECU
10 NO x sensor

Claims (4)

選択還元型触媒、選択還元型触媒より下流に配置される酸化触媒、及び選択還元型触媒より上流の排気中へアンモニア由来の還元剤を供給する供給装置を含む排気浄化装置と、
排気浄化装置へ流入するNO量を取得する取得部と、
排気浄化装置から流出するNO量を測定するNOセンサと、
前記取得部及び前記NOセンサにより取得されたNO量をパラメータとして、前記排気浄化装置におけるNOの浄化率を演算する演算部と、
前記演算部により算出されたNO浄化率が閾値より低くなった場合に、還元剤の供給量を減量させるべく前記供給装置を制御する処理である減量処理を実行する減量処理部と、
前記減量処理の実行前後において前記演算部によって算出されるNO浄化率を比較することにより、前記排気浄化装置の異常箇所を判定する判定部と、
を備える排気浄化装置の異常検出システム。
An exhaust purification device including a selective reduction catalyst, an oxidation catalyst disposed downstream of the selective reduction catalyst, and a supply device for supplying a reducing agent derived from ammonia into the exhaust upstream of the selective reduction catalyst;
An acquisition unit for acquiring the amount of NO X flowing into the exhaust purification device;
A NO X sensor that measures the amount of NO X flowing out of the exhaust purification device;
A calculation unit that calculates the NO X purification rate in the exhaust purification device using the NO X amount acquired by the acquisition unit and the NO X sensor as a parameter;
A weight reduction processing unit that executes a weight reduction process that is a process for controlling the supply device to reduce the supply amount of the reducing agent when the NO X purification rate calculated by the calculation unit is lower than a threshold;
A determination unit that determines an abnormal portion of the exhaust purification device by comparing the NO X purification rate calculated by the calculation unit before and after the execution of the weight reduction process;
An abnormality detection system for an exhaust purification device comprising:
請求項1において、前記判定部は、前記減量処理の実行前に前記演算部が算出したNO浄化率に対し、前記減量処理の実行後に前記演算部が算出したNO浄化率が高い場合は、前記酸化触媒が異常であると判定する排気浄化装置の異常検出システム。 The determination unit according to claim 1, wherein the NO X purification rate calculated by the calculation unit after execution of the weight reduction process is higher than the NO X purification rate calculated by the calculation unit before execution of the reduction process. An abnormality detection system for an exhaust gas purification apparatus that determines that the oxidation catalyst is abnormal. 請求項1又は2において、前記判定部は、前記減量処理の実行前に前記演算部が算出したNO浄化率に対し、前記減量処理の実行後に前記演算部が算出したNO浄化率が同等である場合は、前記選択還元型触媒が異常であると判定する排気浄化装置の異常検出システム。 Equivalent in claim 1 or 2, wherein the determination unit is configured to weight loss NO X purification rate the calculation unit is calculated before executing the process, NO X purification rate the calculation unit is calculated after the execution of the reduction process is If this is the case, an abnormality detection system for the exhaust gas purification apparatus that determines that the selective catalytic reduction catalyst is abnormal. 請求項1乃至3の何れか1項において、前記判定部は、前記減量処理の実行前に前記演算部が算出したNO浄化率に対し、前記減量処理の実行後に前記演算部が算出したNO浄化率が低い場合は、前記供給装置が異常であると判定する排気浄化装置の異常検出システム。 4. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit calculates the NO X calculated by the calculation unit after execution of the weight reduction process with respect to the NO X purification rate calculated by the calculation unit before execution of the weight reduction process. An abnormality detection system for an exhaust gas purification device that determines that the supply device is abnormal when the X purification rate is low.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013161032A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 トヨタ自動車株式会社 System for determining abnormality in exhaust emission control device for internal combustion engine
WO2013175572A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission purification device for internal combustion engine
WO2013190698A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 トヨタ自動車株式会社 Deterioration detection system of exhaust purification device
JP2014098359A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Toyota Motor Corp Deterioration diagnosis device for scr system
WO2015046273A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Malfunction diagnosis device for exhaust-gas purification device
WO2015046276A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Sensor-malfunction diagnosis device
WO2015046265A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Diagnostic device for exhaust-gas purification device
JP5751345B2 (en) * 2012-08-30 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 Additive supply device for internal combustion engine
JP5837197B2 (en) * 2012-06-28 2015-12-24 ボッシュ株式会社 Abnormality diagnosis device and exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2016142155A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission control device for internal combustion engine

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013161032A1 (en) * 2012-04-26 2015-12-21 トヨタ自動車株式会社 Abnormality determination system for exhaust gas purification device of internal combustion engine
WO2013161032A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 トヨタ自動車株式会社 System for determining abnormality in exhaust emission control device for internal combustion engine
US9188046B2 (en) 2012-04-26 2015-11-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality judging system for exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine
WO2013175572A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission purification device for internal combustion engine
GB2517376A (en) * 2012-05-22 2015-02-18 Toyota Motor Co Ltd Exhaust emission purification device for internal combustion engine
GB2517376B (en) * 2012-05-22 2018-03-21 Toyota Motor Co Ltd Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
US9550149B2 (en) 2012-05-22 2017-01-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
WO2013190698A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 トヨタ自動車株式会社 Deterioration detection system of exhaust purification device
CN104411933A (en) * 2012-06-22 2015-03-11 丰田自动车株式会社 Deterioration detection system of exhaust purification device
JPWO2013190698A1 (en) * 2012-06-22 2016-02-08 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device deterioration detection system
JP5837197B2 (en) * 2012-06-28 2015-12-24 ボッシュ株式会社 Abnormality diagnosis device and exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5751345B2 (en) * 2012-08-30 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 Additive supply device for internal combustion engine
JP2014098359A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Toyota Motor Corp Deterioration diagnosis device for scr system
WO2015046273A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Malfunction diagnosis device for exhaust-gas purification device
CN105579678A (en) * 2013-09-25 2016-05-11 丰田自动车株式会社 Sensor Abnormality Diagnosis Device
CN105579677A (en) * 2013-09-25 2016-05-11 丰田自动车株式会社 Diagnostic device for exhaust-gas purification device
JP6037035B2 (en) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 Exhaust purification device diagnostic device
JP6037036B2 (en) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device abnormality diagnosis device
JP6037037B2 (en) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 Sensor abnormality diagnosis device
WO2015046265A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Diagnostic device for exhaust-gas purification device
WO2015046276A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 Sensor-malfunction diagnosis device
JP2016142155A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission control device for internal combustion engine
CN105840282A (en) * 2015-01-30 2016-08-10 丰田自动车株式会社 Exhaust purifying apparatus for internal combustion engine
CN105840282B (en) * 2015-01-30 2018-09-07 丰田自动车株式会社 The emission-control equipment of internal combustion engine

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