JP2019070326A - Exhaust emission control device for internal combustion engine and abnormality determination method for exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine and an abnormality determination method for an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine.
例えば特許文献1には、内燃機関の排気経路に配置されて排気中のNOxを還元する選択還元触媒と、当該選択還元触媒の上流の排気経路に配置されて尿素還元剤を供給する尿素還元剤供給手段と、尿素還元剤供給手段の近傍の排気経路に配置されて供給された尿素還元剤と排気とのミキシングを促進するミキシング部材と、を有するエンジンの排気浄化装置が開示されている。また、ミキシング部材の直上流と直下流との差圧を検出する差圧検出手段が設けられており、検出した差圧が所定値以上となった場合に、排気の温度を上昇させて、ミキシング部材に付着した化合物の結晶を溶融除去している。
For example,
特許文献1では、DPFに堆積した微粒子の量を推定するための、DPFの直上流と直下流の差圧を検出する第1の差圧センサと、ミキシング部材(以下、ミキシング部材を拡散部材と記載する)への化合物の結晶の付着によって拡散部材の開口部が塞がれる異常を判定するための、拡散部材の直上流と直下流の差圧を検出する第2の差圧センサとを必要としており、排気浄化装置の構造が複雑になっている。また、内燃機関の排気浄化装置においては、排気中の微粒子を捕集するDPFについても、割れや目詰まりなどの異常の有無を判定することが求められている。
In
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、還元剤を排気中に混合・拡散させる拡散部材と選択還元触媒とDPFとを有する内燃機関の排気浄化装置において、1つの差圧検出手段にて、拡散部材とDPFのそれぞれの異常を判定することが可能な、内燃機関の排気浄化装置、及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of these points, and it is one difference in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine having a diffusion member for mixing and diffusing a reducing agent into exhaust gas, a selective reduction catalyst, and a DPF. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine and an abnormality determination method for an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine, which are capable of determining the respective abnormalities of the diffusion member and the DPF by the pressure detection means.
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、内燃機関の排気経路に配置されて排気中の微粒子状物質を捕集する微粒子捕集フィルタと、前記排気経路に配置された選択還元触媒と、前記排気経路における前記選択還元触媒よりも排気の上流側に配置されて還元剤を拡散部材に向けて噴霧する添加弁と、前記排気経路中における前記添加弁の近傍の上流側または下流側に配置されて前記添加弁から噴霧された還元剤を排気中に拡散させる前記拡散部材と、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材とを含む検出対象部の上流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、前記検出対象部の下流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出可能であるとともに、検出した前記運転状態と、前記差圧検出手段にて検出した前記検出対象部差圧と、に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定可能な異常判定装置と、を有する、内燃機関の排気浄化装置である。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a particulate collection filter disposed in an exhaust path of an internal combustion engine and configured to collect particulate matter in exhaust gas, and selective reduction disposed in the exhaust path. A catalyst, an addition valve which is disposed upstream of the exhaust gas than the selective reduction catalyst in the exhaust gas path and sprays a reducing agent toward the diffusion member, and upstream or downstream of the exhaust gas path in the vicinity of the addition valve In the exhaust path which is disposed upstream of the detection target including the diffusion member disposed on the side to diffuse the reducing agent sprayed from the addition valve into the exhaust, the particulate collection filter, and the diffusion member Differential pressure detection means for detecting a differential pressure of a detection target portion which is a differential pressure between the pressure of the exhaust gas and the pressure of the exhaust gas in the exhaust path downstream of the detection target portion; With being detectable Abnormality determination capable of determining each of the abnormality of the particulate matter collection filter and the abnormality of the diffusion member based on the detected operating condition and the detection target portion differential pressure detected by the differential pressure detection means And an apparatus for exhaust gas purification of an internal combustion engine.
本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の排気浄化装置であって、前記異常判定装置は、前記運転状態が所定運転状態を満足した場合において、前記排気経路中の排気の流速である排気流速に対する前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と、前記拡散部材の異常と、のそれぞれを判定する、内燃機関の排気浄化装置である。 A second aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the abnormality determination device is configured to detect a state in which the operation state satisfies a predetermined operation state. It is an exhaust gas purification device of an internal combustion engine which judges each of an abnormality of the particulate collection filter and an abnormality of the diffusion member based on the differential pressure of the detection target portion with respect to an exhaust flow velocity which is an exhaust flow velocity.
本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る内燃機関の排気浄化装置であって、前記異常判定装置は、前記運転状態が前記所定運転状態を満足した場合において、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する上限差圧が設定された上限特性よりも大きい差圧である場合に前記拡散部材が異常であると判定し、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する下限差圧が設定された下限特性よりも小さい差圧である場合に前記微粒子捕集フィルタが異常であると判定する、内燃機関の排気浄化装置である。 A third aspect of the present invention is the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the abnormality determination device is configured to control the exhaust flow velocity when the operating state satisfies the predetermined operating state. It is determined that the diffusion member is abnormal when the target differential pressure is a differential pressure greater than the upper limit characteristic for which the upper limit differential pressure with respect to the exhaust flow velocity is set, and the detection target differential with respect to the exhaust flow velocity It is an exhaust gas purification device of an internal combustion engine which judges that the particulate matter collection filter is abnormal, when pressure is a differential pressure whose lower limit differential pressure to the exhaust gas flow velocity is smaller than a set lower limit characteristic.
本発明の第4の発明は、上記第3の発明に係る内燃機関の排気浄化装置であって、前記異常判定装置は、前記運転状態が前記所定運転状態を満足した場合において、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が前記上限特性以下かつ前記下限特性以上である場合、複数の前記排気流速に対して、それぞれの前記検出対象部差圧を検出し、それぞれの前記排気流速に対するそれぞれの前記検出対象部差圧を結んだ排気流速・検出対象部差圧特性の曲率が、予め設定された評価特性の曲率よりも大きな曲率である場合に、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材の双方が異常であると判定する、内燃機関の排気浄化装置である。 A fourth aspect of the present invention is the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, wherein the abnormality determination device is configured to control the exhaust flow velocity when the operating state satisfies the predetermined operating state. When the detection target differential pressure is equal to or lower than the upper limit characteristic and equal to or higher than the lower limit characteristic, each of the detection target differential pressures is detected with respect to a plurality of the exhaust flow velocities, When the curvature of the exhaust flow velocity / the detection target differential pressure characteristic connecting the detection target portion differential pressure is a curvature larger than the curvature of the evaluation characteristic set in advance, both the particle collection filter and the diffusion member are It is an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that is determined to be abnormal.
本発明の第5の発明は、内燃機関の排気経路に配置されて排気中の微粒子状物質を捕集する微粒子捕集フィルタと、前記排気経路に配置された選択還元触媒と、前記排気経路における前記選択還元触媒よりも排気の上流側に配置されて還元剤を拡散部材に向けて噴霧する添加弁と、前記排気経路中における前記添加弁の近傍の上流側または下流側に配置されて前記添加弁から噴霧された還元剤を排気中に拡散させる前記拡散部材と、を有する排気浄化装置において、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とを判定する内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法であって、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材とを含む検出対象部の上流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、前記検出対象部の下流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段と、異常判定装置と、を用い、前記異常判定装置にて、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出ステップと、前記異常判定装置にて、検出した前記運転状態に応じた前記検出対象部差圧を検出する差圧検出ステップと、前記異常判定装置にて、前記運転状態に応じた前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定する異常判定ステップと、を有する、内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a particulate collection filter disposed in an exhaust path of an internal combustion engine for trapping particulate matter in exhaust, a selective reduction catalyst disposed in the exhaust path, and the exhaust path. An addition valve which is disposed upstream of the exhaust gas than the selective reduction catalyst and which sprays a reducing agent toward the diffusion member, and which is disposed upstream or downstream of the addition valve near the addition valve in the exhaust passage. And a diffusion member for diffusing the reducing agent sprayed from a valve into the exhaust gas, wherein the abnormality in the exhaust gas purification device of the internal combustion engine determines the abnormality in the particulate matter collection filter and the abnormality in the diffusion member. A determination method, comprising: a pressure of exhaust gas in the exhaust path upstream of a detection target portion including the particulate collection filter and the diffusion member; and a pressure in the exhaust path downstream of the detection target portion The operating condition for detecting the operating condition of the internal combustion engine by the abnormality determining device using the differential pressure detecting means for detecting the differential pressure of the detection target which is the differential pressure of air pressure and the abnormality determining device A detection step; a differential pressure detection step for detecting the target differential pressure according to the detected operating condition in the abnormality determination device; and the detection object according to the operating condition in the abnormality determination device An abnormality determination method for an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: an abnormality determination step of determining each of an abnormality of the particulate matter collection filter and an abnormality of the diffusion member based on a partial pressure difference.
本発明の第6の発明は、上記第5の発明に係る内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法であって、前記運転状態検出ステップにて検出した前記運転状態が所定運転状態を満足する場合に、前記差圧検出ステップにて前記排気経路中の排気の流速である排気流速とともに前記検出対象部差圧を検出し、前記異常判定ステップにて、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定する、内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法である。 A sixth aspect of the present invention is the method for determining abnormality of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the fifth aspect, wherein the operating state detected in the operating state detecting step satisfies a predetermined operating state. In the differential pressure detection step, the differential pressure of the detection target is detected together with the exhaust flow velocity which is the flow velocity of the exhaust in the exhaust passage, and in the abnormality determination step, the differential pressure of the detection target relative to the exhaust flow velocity is detected. It is an abnormality determination method of the exhaust gas purification device of an internal combustion engine which determines each of an abnormality of the particulate collection filter and an abnormality of the diffusion member based on it.
本発明の第7の発明は、上記第6の発明に係る内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法であって、前記異常判定ステップにて、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する上限差圧が設定された上限特性よりも大きい差圧である場合に前記拡散部材が異常であると判定し、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する下限差圧が設定された下限特性よりも小さい差圧である場合に前記微粒子捕集フィルタが異常であると判定する、内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法である。 A seventh invention of the present invention is the method for determining abnormality of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the sixth invention, wherein in the abnormality determination step, the detection target portion differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity is It is determined that the diffusion member is abnormal when the upper limit differential pressure with respect to the exhaust flow velocity is larger than the set upper limit characteristic, and the detection target differential pressure with respect to the exhaust flow velocity is the lower limit difference with respect to the exhaust flow velocity. When the differential pressure is smaller than a set lower limit characteristic, the particulate matter collection filter is determined to be abnormal.
本発明の第8の発明は、上記第7の発明に係る内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法であって、前記異常判定ステップにて、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が前記上限特性以下かつ前記下限特性以上である場合、複数の前記排気流速に対して、それぞれの前記検出対象部差圧を検出し、それぞれの前記排気流速に対するそれぞれの前記検出対象部差圧を結んだ排気流速・検出対象部差圧特性の曲率が、予め設定された評価特性の曲率よりも大きな曲率である場合に、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材の双方が異常であると判定する、内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法である。 An eighth aspect of the present invention is the method for determining abnormality in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the seventh aspect, wherein in the abnormality determining step, the detection target portion differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity is the upper limit. In the case where it is not more than the characteristic and is not less than the lower limit characteristic, the exhaust pressure obtained by detecting the differential pressure of each detection target for a plurality of the exhaust flow velocity, and connecting the differential pressure of each detection target to the respective exhaust flow velocity An internal combustion engine that determines that both the particulate collection filter and the diffusion member are abnormal when the curvature of the flow velocity / detection part differential pressure characteristic is a curvature larger than the curvature of a preset evaluation characteristic. And a method of determining abnormality of the exhaust gas control apparatus.
第1の発明または第5の発明によれば、微粒子捕集フィルタと拡散部材とを含む検出対象部の上流側の排気経路中の圧力と、検出対象部の下流側の排気経路中の圧力と、の差圧を検出する1個の差圧検出手段を用いる。そして、当該差圧検出手段が検出した検出対象部差圧に基づいて、微粒子捕集フィルタの異常と、拡散部材の異常と、のそれぞれを異常判定装置にて判定する。これにより、1つの差圧検出手段にて、拡散部材とDPFのそれぞれの異常を判定することが可能な、内燃機関の排気浄化装置、及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法を提供することができる。 According to the first invention or the fifth invention, the pressure in the exhaust path on the upstream side of the detection target portion including the particulate collection filter and the diffusion member, and the pressure in the exhaust path on the downstream side of the detection target portion And one differential pressure detection means for detecting the differential pressure. Then, based on the detection target portion differential pressure detected by the differential pressure detection means, the abnormality determination device determines each of the abnormality of the particulate collection filter and the abnormality of the diffusion member. Thus, an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine and an abnormality determination method for an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine can be provided, by which one differential pressure detection means can determine an abnormality in each of the diffusion member and the DPF. Can.
第2の発明または第6の発明によれば、排気流速に対する検出対象部差圧に基づいて、微粒子捕集フィルタの異常と、拡散部材の異常と、のそれぞれを適切に判定することができる。 According to the second invention or the sixth invention, it is possible to appropriately determine each of the abnormality of the particulate matter collection filter and the abnormality of the diffusion member based on the detection target portion differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity.
第3の発明または第7の発明によれば、排気流速に対する検出対象部差圧が上限特性よりも大きい差圧である場合は拡散部材の異常と判定し、排気流速に対する検出対象部差圧が下限特性よりも小さい差圧である場合は微粒子捕集フィルタの異常と判定する。これにより、1つの差圧検出手段にて、拡散部材とDPFのそれぞれの異常を、容易に、かつ、適切に判定することができる。 According to the third invention or the seventh invention, when the differential pressure to be detected with respect to the exhaust flow velocity is larger than the upper limit characteristic, it is determined that the diffusion member is abnormal, and the differential pressure to be detected relative to the exhaust flow velocity is If the differential pressure is smaller than the lower limit characteristic, it is determined that the particulate matter collection filter is abnormal. Thereby, each differential pressure of the diffusion member and the DPF can be easily and appropriately determined by one differential pressure detection means.
第4の発明または第8の発明によれば、排気流速に対する検出対象部差圧が、上限特性よりも小さい差圧であり、かつ、下限特性よりも大きい差圧である場合であっても、拡散部材の異常と微粒子捕集フィルタの異常との双方の異常が発生している状態を、適切に判定することができる。 According to the fourth invention or the eighth invention, even if the differential pressure to be detected relative to the exhaust gas flow velocity is a differential pressure smaller than the upper limit characteristic and a differential pressure larger than the lower limit characteristic, It is possible to appropriately determine the state in which both the abnormality of the diffusion member and the abnormality of the particulate collection filter are occurring.
●[内燃機関の排気浄化装置を適用した第1の実施の形成の構成(図1)]
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態における内燃機関の構成の例を示しており、内燃機関10は、例えばディーゼルエンジンである。なお、以下の説明において、DPF(Diesel Particulate Filter)は、微粒子捕集フィルタに相当し、SCRは選択還元触媒に相当している。
[Configuration of formation of the first embodiment applying an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine (FIG. 1)]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of an internal combustion engine in the first embodiment, and the
内燃機関10の排気経路12には、上流から、第1酸化触媒41、拡散部材48、SCRF42(DPF42Aの機能と選択還元触媒42B(SCR)の機能を一体化した触媒)、第2酸化触媒46、が順次設けられている。また、第1酸化触媒41の上流側には、微粒子が堆積したDPFを再生する(微粒子を燃焼焼却する)際に排気ガス温度を上昇させるための燃料を噴射する燃料噴射弁28、排気温度検出手段36A(例えば、排気温度センサ)が設けられている。また、第1酸化触媒41の下流側かつSCRF42の上流側には、還元剤(この場合、尿素水)を拡散部材48に向けて噴霧する添加弁21、吹き付けられた還元剤を排気ガス中に混合・拡散させる拡散部材48、排気温度検出手段36B(例えば、排気温度センサ)が設けられている。なお、添加弁21は、拡散部材48の近傍の上流側または下流側に配置されている。また、SCRF42の下流側かつ第2酸化触媒46の上流側には、排気温度検出手段36C(例えば、排気温度センサ)が設けられている。
In the
そして、DPFの機能を有するSCRF42と拡散部材48とを含む検出対象部49Aの上流側となる排気経路12中の排気の圧力と、検出対象部49Aの下流側となる排気経路12中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段38が設けられている。差圧検出手段38の上流側配管38Aは、拡散部材48の上流側(直上流)の排気経路12に接続されている。差圧検出手段38の下流側配管38Bは、SCRF42の下流側(直下流)の排気経路12に接続されている。
The pressure of the exhaust gas in the
第1酸化触媒41は、炭化水素(HC)と一酸化炭素(CO)を無害化する触媒であり、DPF42Aは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタである。選択還元触媒42Bは、添加弁21から噴射されて拡散部材48にて拡散された還元剤(この場合、尿素水)を用いて窒素酸化物(NOx)を無害化する触媒である。第2酸化触媒46は、選択還元触媒42Bにて反応に使用されずに余った還元剤を無害化する触媒である。
The
添加弁21には、還元剤タンク22から吐出配管H2を介して還元剤が供給されている。還元剤タンク22には、圧力検出手段26(例えば、圧力センサ)と、配管H1を介してポンプ23が設けられている。例えば、制御装置50は、圧力検出手段26からの検出信号に基づいて還元剤タンク22内の圧力が所定圧力となるようにポンプ23を制御して、添加弁21に供給する還元剤の液圧を一定圧力に維持する。
The reducing agent is supplied to the adding
制御装置50は、添加弁21、ポンプ23のそれぞれに制御信号を出力してそれぞれを制御することが可能である。制御装置50は、添加弁21の開度や通電時間等を制御することで、還元剤の供給量を調整することができる。
The
制御装置50(異常判定装置に相当)には、吸気経路11に設けられた吸入空気流量検出手段31の検出信号、NOx検出手段32の検出信号、アクセル開度検出手段33の検出信号、回転検出手段34の検出信号、のそれぞれが入力されている。また制御装置50には、上述した排気温度検出手段36A、36B、36Cの検出信号、差圧検出手段38の検出信号が入力されている。そして制御装置50は、これらの検出手段からの信号に基づいて内燃機関10の運転状態を検出することができる。
In the control device 50 (corresponding to an abnormality determination device), a detection signal of the intake air flow rate detection means 31 provided in the
吸入空気流量検出手段31(例えば、流量センサ)は、内燃機関10の吸気経路11に設けられて内燃機関10が吸入した空気の流量に応じた検出信号を出力する。NOx検出手段32(例えば、NOxセンサ)は、内燃機関10の排気経路12に設けられて内燃機関10の排気ガス中のNOxに応じた検出信号を出力する。アクセル開度検出手段33(例えば、アクセル開度センサ)は、運転者が操作するアクセルの開度(すなわち、運転者の要求負荷)に応じた検出信号を出力する。回転検出手段34(例えば、回転センサ)は、例えば内燃機関10のクランクシャフトの回転に応じた検出信号を出力する。排気温度検出手段36A、36B、36Cのそれぞれは、自身が配置されている排気経路12における排気ガスの温度に応じた検出信号を出力する。
The intake air flow rate detecting means 31 (for example, a flow rate sensor) is provided in the
制御装置50は、検出した吸入空気流量とNOxと要求負荷と内燃機関の回転数と、に基づいて、添加弁21から噴射するべき還元剤の量を求め、ポンプ23、添加弁21を制御して、求めた量の還元剤を添加弁21から噴射する。また制御装置50は、各検出手段からの検出信号に基づいて求めた内燃機関10の運転状態に基づいて、図示省略したインジェクタから内燃機関10に燃料を噴射し、燃料噴射弁28から燃料を噴射する。なお、制御装置50は、記憶装置を有している。
The
●[内燃機関の排気浄化装置を適用した第2の実施の形成の構成(図2)]
図2は、第2の実施の形態における内燃機関の構成の例を示している。図2に示す第2の実施の形態では、図1に示す第1の実施の形態のSCRF42が、DPF43と選択還元触媒44に分離されている点が異なり、差圧検出手段38が検出する差圧の位置が異なる。以下、第1の実施の形態との相違点について主に説明する。なお、図1と同一の符号が付与されているものについては、図1と同一であるので説明を省略する。
[Configuration of formation of second embodiment applying exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine (FIG. 2)]
FIG. 2 shows an example of the configuration of an internal combustion engine in the second embodiment. In the second embodiment shown in FIG. 2, the difference is that the
内燃機関10の排気経路12には、上流から、第1酸化触媒41、DPF43、拡散部材48、選択還元触媒44、第2酸化触媒46、が順次設けられている。第1酸化触媒41の下流側かつDPF43の上流側には、排気温度検出手段36Bが設けられている。また、DPF43の下流側かつ選択還元触媒44の上流側には、拡散部材48、添加弁21、排気温度検出手段36Cが設けられている。
In the
そして、DPF43と拡散部材48とを含む検出対象部49Bの上流側となる排気経路12中の排気の圧力と、検出対象部49Bの下流側となる排気経路12中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段38が設けられている。差圧検出手段38の上流側配管38Aは、DPF43の上流側(直上流)の排気経路12に接続されている。差圧検出手段38の下流側配管38Bは、拡散部材48の下流側(直下流)の排気経路12に接続されている。
Then, the difference between the pressure of the exhaust in the
DPF43は、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタである。選択還元触媒42Bは、添加弁21から噴射されて拡散部材48にて拡散された還元剤(この場合、尿素水)を用いて窒素酸化物(NOx)を無害化する触媒である。
The
●[制御装置50(異常判定装置)の処理手順(図3)]
次に図3に示すフローチャートを用いて、制御装置50(異常判定装置)による、DPF42A(43)の異常と拡散部材48の異常とのそれぞれを判定する手順について説明する。なお、第1の実施の形態(図1)と第2の実施の形態(図2)において、図3に示す処理手順は共通である。また、DPFの異常とは、主にDPFの割れであり、拡散部材の異常とは、主に拡散部材に付着した結晶等による目詰まりである。制御装置50は、例えば所定時間間隔(例えば数ms〜数100ms間隔)にて、図3に示す処理を起動し、起動した場合、ステップS110へと処理を進める。
[Processing procedure of control device 50 (abnormality judging device) (FIG. 3)]
Next, the procedure of determining each of the abnormality of the
ステップS110にて制御装置50は、上述した種々の検出手段からの検出信号等に基づいて、内燃機関の運転状態を検出してステップS120に進む。ステップS110は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出ステップに相当している。
In step S110, the
ステップS120にて、制御装置50は、検出した運転状態に基づいて、DPF再生処理の完了後、所定期間内であるか否かを判定し、所定期間内である場合(Yes)はステップS125に進み、所定期間内でない場合(No)はステップS210に進む。なお、DPF再生処理は、図示省略した処理であり、制御装置50が、DPF42A(43)に所定量以上の微粒子状物質が捕集されていると判定した場合に、燃料噴射弁28(図1、図2参照)から燃料を噴射して排気ガスの温度を強制的に上昇させて、DPF内の微粒子状物質を燃焼焼却する処理のことである。このDPF再生処理を行うことで、DPF内の微粒子状物質を燃焼焼却することが可能であるとともに、拡散部材に付着した結晶等を溶融除去することが可能である。従って、DPF再生処理が正常に実施されれば、DPF42A(43)による圧損は軽減され、拡散部材48による圧損も軽減される。そして、DPF再生処理の完了後、所定期間内(例えば、数10分以内)では、DPF42A(43)には微粒子状物質がほとんど堆積しておらず(堆積量は、ほぼゼロであり)、拡散部材48には結晶等がほとんど付着していない状態(付着量は、ほぼゼロの状態)である。
In step S120,
ステップS125に進んだ場合、制御装置50は、排気流速を算出し、ステップS130に進む。制御装置50は、例えば、吸入空気流量検出手段31にて検出した吸入空気量、回転検出手段34にて検出した内燃機関の回転数、インジェクタからの燃料噴射量、等に基づいて、内燃機関10からの排気ガスの流速を求めることができる。なお、排気流速を求める方法については、特に限定しない。
When the process proceeds to step S125, the
ステップS130にて制御装置50は、差圧検出手段38からの検出信号に基づいて、検出対象部49A(49B)の差圧である検出対象部差圧を取得し(求め)、ステップS135に進む。
At step S130,
ステップS135にて制御装置50は、ステップS125にて求めた排気流速とともにステップS130にて取得した差圧(検出対象部差圧)を記憶装置に記憶し、ステップS140に進む。具体的には、制御装置50は(排気流速、差圧)を1セットにして記憶装置に記憶する。従って、制御装置50は、DPF再生処理の完了後の所定期間内(ステップS120より)に、複数の(排気流速、差圧)を記憶する。なおステップS125〜S135は、内燃機関の運転状態に応じた検出対象部差圧を検出する差圧検出ステップに相当している。
In step S135, the
ステップS140にて制御装置50は、(排気流速、差圧)を記憶したことを示す検出済フラグをセットして処理を終了する。
In step S140, the
ステップS210に進んだ場合、制御装置50は、検出済フラグがON(セット状態)であるか否かを判定し、検出済フラグがONの場合(Yes)はステップS215に進み、検出済フラグがONでない場合(No)は処理を終了する。
If the process proceeds to step S210, the
ステップS215に進んだ場合、制御装置50は、検出済フラグをクリアして(OFFにして)ステップS220に進む。従って、ステップS220以下の処理は、ステップS120、S140、S210、S215によって、DPF再生処理完了後の所定期間を経過した後(複数の(排気流速、差圧)を記憶した後)、1回のみ実行される。
When the process proceeds to step S215, the
ステップS220にて制御装置50は、記憶装置に記憶されている複数の(排気流速、差圧)の全部、あるいは所定の条件に基づいて抽出した(排気流速、差圧)における排気流速に対する差圧が、図4に示す上限特性に対して、高い側の差圧であるか否か(図4中の領域Aに属するか否か)を判定する。制御装置50は、全部または抽出した(排気流速、差圧)が、上限特性よりも高い側の差圧である(図4中の領域Aに属する)場合(Yes)はステップS250に進み、上限特性よりも高い側の差圧でない場合(No)はステップS320に進む。なお、抽出する際の所定の条件とは、例えば、排気流速が第1流速閾値以上かつ第2流速閾値以下等、適宜設定される条件であり、所定の条件の具体的な内容については、特に限定しない。なお、図4の「上限特性」(排気流速に対する上限差圧が設定された、排気流速・(上限)差圧特性)は、予め記憶装置に記憶されている。また、図4の各特性の説明については後述する。
In step S220, the
ステップS250に進んだ場合、制御装置50は、拡散部材は異常、DPFは正常、と判定して処理を終了する。
When the process proceeds to step S250, the
ステップS320に進んだ場合、制御装置50は、記憶装置に記憶されている複数の(排気流速、差圧)の全部、あるいは所定の条件に基づいて抽出した(排気流速、差圧)における排気流速に対する差圧が、図4に示す下限特性に対して、低い側の差圧であるか否か(図4中の領域Bに属するか否か)を判定する。制御装置50は、全部または抽出した(排気流速、差圧)が、下限特性よりも低い側の差圧である(図4中の領域Bに属する)場合(Yes)はステップS350に進み、下限特性よりも低い側の差圧でない場合(No)はステップS420に進む。なお、抽出する際の所定の条件とは、例えば、排気流速が第3流速閾値以上かつ第4流速閾値以下等、適宜設定される条件であり、所定の条件の具体的な内容については特に限定しない。なお、図4の「下限特性」(排気流速に対する下限差圧が設定された、排気流速・(下限)差圧特性)は、予め記憶装置に記憶されている。
When the process proceeds to step S320, the
ステップS350に進んだ場合、制御装置50は、DPFは異常、拡散部材は正常、と判定して処理を終了する。
When the process proceeds to step S350, the
[排気流速・差圧特性(図4)について]
図4は、横軸を排気流速、縦軸を差圧、とした座標系における「正常時標準特性」、「上限特性」、「下限特性」の例を示している。「正常時標準特性」は、DPF再生処理が完了後の、正常なDPF(微粒子が燃焼焼却されて微粒子の堆積がほぼゼロの状態のDPF)、正常な拡散部材(結晶等が溶融されて付着している結晶等がほぼ無い状態の拡散部材)、に対する、排気流速と差圧の関係を実験等にて求めた特性である。DPF再生処理が完了後であっても、例えば拡散部材に付着している結晶等が残っている場合では、拡散部材が目詰まりして圧損が増加するので、「正常時標準特性」から「上限特性」の側へと、特性が変化していく。図4に示す領域Aは、拡散部材の目詰まりによる圧損が許容できない領域であり、この状態であるか否かをステップS220にて判定している。また、DPF再生処理が完了後であっても、例えばDPFに割れが発生している場合では、排気がDPFの割れから漏れて差圧が小さくなるので、「正常時標準特性」から「下限特性」の側へと、特性が変化していく。図4に示す領域Bは、DPFに割れが発生して明らかに排気の漏れが発生している領域であり、この状態であるか否かをステップS320にて判定している。
[Exhaust flow velocity / differential pressure characteristics (Fig. 4)]
FIG. 4 shows an example of “normal standard characteristics”, “upper limit characteristics”, and “lower limit characteristics” in a coordinate system in which the horizontal axis represents exhaust flow velocity and the vertical axis represents differential pressure. The “normal normal characteristics” refers to normal DPF (DPF in which fine particles are burned and burned and particulate deposition is almost zero after completion of DPF regeneration treatment), normal diffusion member (crystals, etc. are melted and attached) The relationship between the flow velocity of the exhaust gas and the pressure difference with respect to the diffusion member in a state in which the crystal and the like are substantially absent is a characteristic obtained by experiment or the like. Even if the DPF regeneration process is completed, if, for example, crystals or the like attached to the diffusion member remain, the diffusion member is clogged and the pressure loss is increased. The characteristic changes to the "characteristic" side. An area A shown in FIG. 4 is an area where a pressure loss due to clogging of the diffusion member can not be tolerated, and it is determined in step S220 whether or not this state is present. In addition, even if DPF regeneration processing is completed, for example, if cracking occurs in the DPF, the exhaust leaks from the cracking of the DPF and the differential pressure becomes smaller, so from the “normal characteristics at normal time” to “lower limit characteristics The characteristic changes to the "" side. The region B shown in FIG. 4 is a region where a crack is generated in the DPF and the leak of the exhaust gas is apparently generated, and it is determined in step S320 whether the state is this state or not.
図4に示す[排気流速・差圧特性]において、「領域A」は、拡散部材の目詰まりによって排気流速に対する差圧が大きくなった状態(DPFは正常の状態)であり、拡散部材は異常、DPFは正常、と判定(ステップS250)される領域である。また「領域B」は、DPFの割れによって排気流速に対する差圧が小さくなった状態(拡散部材は正常の状態)であり、DPFは異常、拡散部材は正常、と判定(ステップS350)される領域である。 In [Exhaust flow velocity / differential pressure characteristics] shown in FIG. 4, “area A” is a state in which the differential pressure with respect to the exhaust flow velocity increases due to clogging of the diffusion member (DPF is normal), and the diffusion member is abnormal , DPF is an area determined to be normal (step S250). “Area B” is a state in which the differential pressure with respect to the exhaust flow velocity decreases due to cracking of the DPF (the diffusion member is in a normal state), the DPF is abnormal, and the diffusion member is determined to be normal (step S350) It is.
なお、図4中において「領域A」と「領域B」に挟まれた「領域C」は、DPFと拡散部材がともに正常であるとは限らない。例えば、拡散部材の目詰まりとDPFの割れの双方が発生している場合、「領域C」内の特性となる場合がある。つまり、検出した(排気流速、差圧)が「領域C」内に属する場合、(DPF、拡散部材)は、(正常、正常)または(異常、異常)のいずれかである、と考えられる。 In FIG. 4, “region C” sandwiched between “region A” and “region B” does not necessarily mean that both the DPF and the diffusion member are normal. For example, when both the clogging of the diffusion member and the cracking of the DPF occur, the characteristics in the “region C” may be obtained. That is, when the detected (exhaust flow velocity, differential pressure) belongs to the “region C”, it is considered that (DPF, diffusion member) is either (normal, normal) or (abnormal, abnormal).
従って、検出した(排気流速、差圧)が「領域C」内に属する場合、(DPF、拡散部材)が(正常、正常)であるか(異常、異常)であるかを区別する必要がある。発明者は、拡散部材の目詰まりとDPFの割れの双方が発生している場合((異常、異常)の場合)、図5の「評価特性」に示すように、「領域C」内であっても、「正常時標準特性((正常、正常)の場合)」の曲率よりも「評価特性」の曲率のほうが大きくなることを見出した。なお、図5中における「評価特性」は、(DPF、拡散部材)が(異常、異常)の場合の特性の例を示し、「正常時標準特性」は、(DPF、拡散部材)が(正常、正常)の場合の特性の例を示している。そして発明者は、拡散部材の目詰まりとDPFの割れの度合いが大きくなる程、曲率が大きくなる(曲率半径が小さくなる)ことを見出した。図5に示す「評価特性」は、拡散部材の目詰まりとDPFの割れが発生している状態であり、この「評価特性」の曲率よりも大きな曲率である場合(あるいは「評価特性」の曲率半径よりも曲率半径が小さな場合)、拡散部材の目詰まりとDPFの割れの双方が発生している状態である、と判定できる。なお、「評価特性」の曲率半径(または曲率)は、予め記憶装置に記憶されている。また図5において、曲率中心Csは、「評価特性」の曲率円の中心を示し、曲率半径Rsは、「評価特性」の曲率円の半径を示している。例えば、検出した特性の曲率が、「評価特性」の曲率よりも大きな曲率であるか否かを判定するには、検出した特性の曲率半径が、「評価特性」の曲率半径Rsよりも小さな曲率半径であるか否かを判定すればよい。 Therefore, if the detected (exhaust flow velocity, differential pressure) belongs to the “region C”, it is necessary to distinguish whether (DPF, diffusion member) is (normal, normal) or (abnormal, abnormal) . In the case where both the clogging of the diffusion member and the cracking of the DPF occur (in the case of (abnormal or abnormal)), the inventor is in the “region C” as shown in “evaluation characteristics” of FIG. 5. However, it has been found that the curvature of the "evaluation characteristic" is larger than the curvature of the "normal standard characteristics (in the case of (normal, normal))". "Evaluation characteristics" in FIG. 5 shows an example of characteristics when (DPF, diffusion member) is (abnormal, abnormal), and "normal characteristics at normal time" are (DPF, diffusion member) (normal) , Normal) is shown. Then, the inventor found that the curvature becomes larger (the curvature radius becomes smaller) as the degree of clogging of the diffusion member and cracking of the DPF becomes larger. The "evaluation characteristics" shown in FIG. 5 are in a state in which clogging of the diffusion member and cracking of the DPF occur, and when the curvature is larger than the curvature of the "evaluation characteristics" (or the curvature of the "evaluation characteristics") When the radius of curvature is smaller than the radius), it can be determined that both the clogging of the diffusion member and the cracking of the DPF occur. The curvature radius (or curvature) of the "evaluation characteristic" is stored in advance in the storage device. Further, in FIG. 5, the curvature center Cs indicates the center of the curvature circle of the “evaluation characteristic”, and the curvature radius Rs indicates the radius of the curvature circle of the “evaluation characteristic”. For example, to determine whether the curvature of the detected characteristic is a curvature larger than the curvature of the "evaluation characteristic", the curvature radius of the detected characteristic is smaller than the curvature radius Rs of the "evaluation characteristic". It may be determined whether or not it is a radius.
ここで図6を用いて、検出した複数の(排気流速、差圧)に基づいた検出特性(排気流速・検出対象部差圧特性に相当)の曲率半径R1を求める手順の例について説明する。例えば、排気流速Va、排気流速Vb(Va<Vb)を決め、排気流速を、排気流速Va未満の領域α、排気流速Va以上かつ排気流速Vb未満の領域β、排気流速Vb以上の領域γ、の3つの領域に分割する。そして、記憶している複数の(排気流速、差圧)の中から、領域αに該当する(排気流速、差圧)、領域βに該当する(排気流速、差圧)、領域γに該当する(排気流速、差圧)を抽出する。図6の例では、領域αに該当する(排気流速、差圧)としてQ1(V1、P1)を抽出し、領域βに該当する(排気流速、差圧)としてQ2(V2、P2)を抽出し、領域γに該当する(排気流速、差圧)としてQ3(V3、P3)を抽出した例を示している。 Here, an example of a procedure for obtaining the curvature radius R1 of the detection characteristics (corresponding to the exhaust flow velocity and the detection target differential pressure characteristic) based on the plurality of (exhaust flow velocity and differential pressure) detected will be described using FIG. For example, the exhaust flow velocity Va and the exhaust flow velocity Vb (Va <Vb) are determined, and the exhaust flow velocity is in the range α below the exhaust flow velocity Va, the region β above the exhaust flow velocity Va and below the exhaust flow velocity Vb, the region γ above the exhaust flow velocity Vb Divide into three areas. Then, among a plurality of (exhaust flow velocity, differential pressure) stored, it corresponds to the region α (exhaust flow velocity, differential pressure), corresponds to the region β (exhaust velocity, differential pressure), corresponds to the region γ (Exhaust flow velocity, differential pressure) is extracted. In the example of FIG. 6, Q1 (V1, P1) is extracted as (exhaust flow velocity, differential pressure) corresponding to region α, and Q2 (V2, P2) is extracted as (exhaust velocity, differential pressure) corresponding to region β An example in which Q3 (V3, P3) is extracted as (exhaust flow velocity, differential pressure) corresponding to the region γ is shown.
そして図6に示すように、Q1(V1、P1)とQ2(V2、P2)を結ぶ線分S1の中点S1Cを求め、中点S1Cを通り線分S1に直交する直線T1を求める。同様に、Q2(V2、P2)とQ3(V3、P3)を結ぶ線分S2の中点S2Cを求め、中点S2Cを通り線分S2に直交する直線T2を求める。そして直線T1と直線T2の交点C1(曲率中心)を求める。交点C1からQ2(V2、P2)までの距離、または交点C1からQ1(V1、P1)までの距離、または交点C1からQ3(V3、P3)までの距離、が検出特性の曲率半径R1である。 Then, as shown in FIG. 6, a midpoint S1C of a line segment S1 connecting Q1 (V1, P1) and Q2 (V2, P2) is determined, and a straight line T1 passing through the midpoint S1C and orthogonal to the line segment S1 is determined. Similarly, the midpoint S2C of a line segment S2 connecting Q2 (V2, P2) and Q3 (V3, P3) is determined, and a straight line T2 passing through the midpoint S2C and orthogonal to the line segment S2 is determined. Then, an intersection C1 (center of curvature) of the straight line T1 and the straight line T2 is determined. The distance from the intersection C1 to Q2 (V2, P2), or the distance from the intersection C1 to Q1 (V1, P1), or the distance from the intersection C1 to Q3 (V3, P3) is the radius of curvature R1 of the detection characteristic .
ここで、図3のフローチャートの説明に戻る。ステップS420に進んだ場合、制御装置50は、記憶装置に記憶されている複数の(排気流速、差圧)において、以下のステップS425、S430の評価に使用できる(排気流速、差圧)が有るか否かを判定し、有る場合(Yes)はステップS425に進み、無い場合(No)は処理を終了する(DPFと拡散部材について、正常も異常も判定せず、処理を終了する)。上記の例の場合、制御装置50は、図6に示す領域α、領域β、領域γ、のすべての領域のそれぞれに、該当する(排気流速、差圧)が有る場合に「Yes」と判定し、いずれかの領域に、該当する(排気流速、差圧)が無い場合に「No」と判定して処理を終了する。
Here, the description returns to the flowchart of FIG. 3. When the process proceeds to step S420, the
ステップS425に進んだ場合、制御装置50は、上述したように、領域αの(排気流速、差圧)、領域βの(排気流速、差圧)、領域γの(排気流速、差圧)を用いて、検出特性の曲率半径を算出してステップS430に進む。
When the process proceeds to step S425, as described above, the
ステップS430にて制御装置50は、ステップS425にて算出した検出特性の曲率半径が、記憶装置に記憶されている「評価特性の曲率半径」よりも小さいか否かを判定し、検出特性の曲率半径が評価特性の曲率半径よりも小さい場合(Yes)はステップS450に進み、そうでない場合(No)はステップS550に進む。
In step S430, the
ステップS450に進んだ場合、制御装置50は、DPFは異常、拡散部材は異常、と判定して処理を終了する。
When the process proceeds to step S450, the
ステップS550に進んだ場合、制御装置50は、DPFは正常、拡散部材は正常、と判定して処理を終了する。以上に説明したステップS220〜550は、内燃機関の運転状態に応じた検出対象部差圧に基づいて、DPFの異常と拡散部材の異常とのそれぞれを判定する異常判定ステップに相当している。
When the process proceeds to step S550, the
以上の説明では、検出特性(排気流速・検出対象部差圧特性に相当)の曲率半径と、評価特性の曲率半径とを比較し、検出特性の曲率半径のほうが小さい場合に、DPFと拡散部材の双方が異常である、と判定した。しかし、曲率半径の代わりに曲率を用い、検出特性の曲率と評価特性の曲率とを比較し、検出特性の曲率のほうが評価特性の曲率よりも大きい場合に、DPFと拡散部材の双方が異常である、と判定するようにしてもよい。なお、曲率半径や曲率の求め方については、特に限定しない。 In the above description, the curvature radius of the detection characteristic (corresponding to the exhaust flow velocity and the detection target differential pressure characteristic) is compared with the curvature radius of the evaluation characteristic, and when the curvature radius of the detection characteristic is smaller, the DPF and the diffusion member It was determined that both were abnormal. However, using the curvature instead of the curvature radius, the curvature of the detection characteristic is compared with the curvature of the evaluation characteristic, and when the curvature of the detection characteristic is larger than the curvature of the evaluation characteristic, both DPF and the diffusion member are abnormal. It may be determined that there is. The radius of curvature and the method of obtaining the curvature are not particularly limited.
●[本願の効果]
以上に説明した内燃機関の排気浄化装置、及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法にて、還元剤を排気中に混合・拡散させる拡散部材と選択還元触媒とDPFとを有する内燃機関の排気浄化装置において、1つの差圧検出手段にて、拡散部材とDPFのそれぞれの異常を判定することができる。
● [Effect of this application]
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine and the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the above-described method, the exhaust gas for an internal combustion engine having a diffusion member for mixing and diffusing a reducing agent into exhaust gas, a selective reduction catalyst, and a DPF. In the purification device, it is possible to determine an abnormality in each of the diffusion member and the DPF by one differential pressure detection means.
本発明の、内燃機関の排気浄化装置、及び内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法は、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine and the abnormality determination method for an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention are not limited to the configuration, structure, shape, processing procedure, etc. described in the present embodiment. Various changes, additions, and deletions are possible without changing the settings.
本実施の形態にて示した排気流速・差圧特性は、図4に示す例に限定されるものではない。 The exhaust flow velocity / differential pressure characteristics shown in the present embodiment are not limited to the example shown in FIG.
また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。 Further, the above (≧), the following (≦), the larger (>), the less than (<), etc. may or may not include the equal sign. Further, the numerical values used in the description of the present embodiment are an example, and the present invention is not limited to these numerical values.
10 内燃機関
11 吸気経路
12 排気経路
21 添加弁
22 還元剤タンク
23 ポンプ
26 圧力検出手段
28 燃料噴射弁
31 吸入空気流量検出手段
32 NOx検出手段
33 アクセル開度検出手段
34 回転検出手段
36A、36B、36C 排気温度検出手段
38 差圧検出手段
38A 上流側配管
38B 下流側配管
41 第1酸化触媒
42 SCRF
42A DPF(微粒子捕集フィルタ)
42B 選択還元触媒
43 DPF(微粒子捕集フィルタ)
44 選択還元触媒
46 第2酸化触媒
48 拡散部材
49A、49B 検出対象部
50 制御装置(異常判定装置)
DESCRIPTION OF
42A DPF (fine particle collection filter)
42B
44
Claims (8)
前記排気経路に配置された選択還元触媒と、
前記排気経路における前記選択還元触媒よりも排気の上流側に配置されて還元剤を拡散部材に向けて噴霧する添加弁と、
前記排気経路中における前記添加弁の近傍の上流側または下流側に配置されて前記添加弁から噴霧された還元剤を排気中に拡散させる前記拡散部材と、
前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材とを含む検出対象部の上流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、前記検出対象部の下流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出可能であるとともに、検出した前記運転状態と、前記差圧検出手段にて検出した前記検出対象部差圧と、に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定可能な異常判定装置と、
を有する、
内燃機関の排気浄化装置。 A particulate collection filter disposed in an exhaust path of an internal combustion engine to capture particulate matter in the exhaust;
A selective reduction catalyst disposed in the exhaust path,
An addition valve which is disposed upstream of the exhaust gas with respect to the selective reduction catalyst in the exhaust gas path and sprays a reducing agent toward the diffusion member;
The diffusion member disposed upstream or downstream near the addition valve in the exhaust path to diffuse the reducing agent sprayed from the addition valve into exhaust gas;
Pressure of exhaust gas in the exhaust path upstream of the detection target portion including the particulate collection filter and the diffusion member; pressure of exhaust gas in the exhaust path downstream of the detection target portion Differential pressure detection means for detecting a differential pressure to be detected which is a differential pressure;
An abnormality in the particulate matter collection filter and the abnormality in the particulate matter collection filter can be detected based on the detected operation state and the detection target portion differential pressure detected by the differential pressure detection means while being capable of detecting the operation state of the internal combustion engine An abnormality determination device capable of determining each of the diffusion member's abnormalities;
Have
Exhaust purification system for internal combustion engines.
前記異常判定装置は、
前記運転状態が所定運転状態を満足した場合において、
前記排気経路中の排気の流速である排気流速に対する前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と、前記拡散部材の異常と、のそれぞれを判定する、
内燃機関の排気浄化装置。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
The abnormality determination device is
In the case where the operating condition satisfies a predetermined operating condition,
Each of an abnormality of the particulate matter collection filter and an abnormality of the diffusion member is determined based on the detection target portion differential pressure with respect to an exhaust flow velocity which is a flow velocity of exhaust in the exhaust passage.
Exhaust purification system for internal combustion engines.
前記異常判定装置は、
前記運転状態が前記所定運転状態を満足した場合において、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する上限差圧が設定された上限特性よりも大きい差圧である場合に前記拡散部材が異常であると判定し、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する下限差圧が設定された下限特性よりも小さい差圧である場合に前記微粒子捕集フィルタが異常であると判定する、
内燃機関の排気浄化装置。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
The abnormality determination device is
When the operating condition satisfies the predetermined operating condition,
It is determined that the diffusion member is abnormal if the differential pressure to be detected relative to the exhaust flow velocity is a differential pressure greater than the upper limit characteristic for which the upper limit differential pressure relative to the exhaust flow velocity is set,
It is determined that the particulate matter collection filter is abnormal when the differential pressure to be detected with respect to the exhaust gas flow velocity is smaller than the lower limit characteristic at which the lower limit differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity is set.
Exhaust purification system for internal combustion engines.
前記異常判定装置は、
前記運転状態が前記所定運転状態を満足した場合において、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が前記上限特性以下かつ前記下限特性以上である場合、
複数の前記排気流速に対して、それぞれの前記検出対象部差圧を検出し、
それぞれの前記排気流速に対するそれぞれの前記検出対象部差圧を結んだ排気流速・検出対象部差圧特性の曲率が、予め設定された評価特性の曲率よりも大きな曲率である場合に、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材の双方が異常であると判定する、
内燃機関の排気浄化装置。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein
The abnormality determination device is
When the operating condition satisfies the predetermined operating condition,
When the differential pressure to be detected with respect to the exhaust flow velocity is equal to or less than the upper limit characteristic and equal to or more than the lower limit characteristic,
Detecting a differential pressure of each of the detection target portions with respect to the plurality of exhaust gas flow rates;
When the curvature of the exhaust flow velocity / the detection target differential pressure characteristic connecting each detection target portion differential pressure to the each exhaust flow velocity is a curvature larger than the curvature of the evaluation characteristic set in advance, the particulate trapping is performed. Determining that both the collecting filter and the diffusing member are abnormal,
Exhaust purification system for internal combustion engines.
前記排気経路に配置された選択還元触媒と、
前記排気経路における前記選択還元触媒よりも排気の上流側に配置されて還元剤を拡散部材に向けて噴霧する添加弁と、
前記排気経路中における前記添加弁の近傍の上流側または下流側に配置されて前記添加弁から噴霧された還元剤を排気中に拡散させる前記拡散部材と、
を有する排気浄化装置において、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とを判定する内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法であって、
前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材とを含む検出対象部の上流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、前記検出対象部の下流側となる前記排気経路中の排気の圧力と、の差圧である検出対象部差圧を検出する差圧検出手段と、
異常判定装置と、
を用い、
前記異常判定装置にて、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出ステップと、
前記異常判定装置にて、検出した前記運転状態に応じた前記検出対象部差圧を検出する差圧検出ステップと、
前記異常判定装置にて、前記運転状態に応じた前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定する異常判定ステップと、
を有する、
内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法。 A particulate collection filter disposed in an exhaust path of an internal combustion engine to capture particulate matter in the exhaust;
A selective reduction catalyst disposed in the exhaust path,
An addition valve which is disposed upstream of the exhaust gas with respect to the selective reduction catalyst in the exhaust gas path and sprays a reducing agent toward the diffusion member;
The diffusion member disposed upstream or downstream near the addition valve in the exhaust path to diffuse the reducing agent sprayed from the addition valve into exhaust gas;
An exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine, comprising: an exhaust gas purification apparatus having an exhaust gas purification unit for detecting an abnormality in the particulate matter collection filter and an abnormality in the diffusion member;
Pressure of exhaust gas in the exhaust path upstream of the detection target portion including the particulate collection filter and the diffusion member; pressure of exhaust gas in the exhaust path downstream of the detection target portion Differential pressure detection means for detecting a differential pressure to be detected which is a differential pressure;
An abnormality determination device,
Using
An operating state detection step of detecting an operating state of the internal combustion engine by the abnormality determination device;
A differential pressure detection step of detecting the target differential pressure in accordance with the detected operating condition by the abnormality determination device;
An abnormality determination step of determining each of an abnormality of the particulate matter collection filter and an abnormality of the diffusion member on the basis of the detection target portion differential pressure according to the operation state in the abnormality determination device;
Have
An abnormality determination method for an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
前記運転状態検出ステップにて検出した前記運転状態が所定運転状態を満足する場合に、前記差圧検出ステップにて前記排気経路中の排気の流速である排気流速とともに前記検出対象部差圧を検出し、
前記異常判定ステップにて、前記排気流速に対する前記検出対象部差圧に基づいて、前記微粒子捕集フィルタの異常と前記拡散部材の異常とのそれぞれを判定する、
内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法。 The method for determining abnormality of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein
When the operating condition detected in the operating condition detecting step satisfies a predetermined operating condition, the differential pressure detecting step detects the differential pressure of the detection target together with the exhaust flow velocity which is the flow velocity of the exhaust in the exhaust passage. And
In the abnormality determination step, each of an abnormality of the particulate matter collection filter and an abnormality of the diffusion member is determined based on the detection target portion differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity.
An abnormality determination method for an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
前記異常判定ステップにて、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する上限差圧が設定された上限特性よりも大きい差圧である場合に前記拡散部材が異常であると判定し、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が、前記排気流速に対する下限差圧が設定された下限特性よりも小さい差圧である場合に前記微粒子捕集フィルタが異常であると判定する、
内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法。 7. The method for determining abnormality of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein
In the abnormality determination step,
It is determined that the diffusion member is abnormal if the differential pressure to be detected relative to the exhaust flow velocity is a differential pressure greater than the upper limit characteristic for which the upper limit differential pressure relative to the exhaust flow velocity is set,
It is determined that the particulate matter collection filter is abnormal when the differential pressure to be detected with respect to the exhaust gas flow velocity is smaller than the lower limit characteristic at which the lower limit differential pressure with respect to the exhaust gas flow velocity is set.
An abnormality determination method for an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
前記異常判定ステップにて、
前記排気流速に対する前記検出対象部差圧が前記上限特性以下かつ前記下限特性以上である場合、複数の前記排気流速に対して、それぞれの前記検出対象部差圧を検出し、
それぞれの前記排気流速に対するそれぞれの前記検出対象部差圧を結んだ排気流速・検出対象部差圧特性の曲率が、予め設定された評価特性の曲率よりも大きな曲率である場合に、前記微粒子捕集フィルタと前記拡散部材の双方が異常であると判定する、
内燃機関の排気浄化装置の異常判定方法。
8. The method for determining abnormality of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein
In the abnormality determination step,
When the detection target differential pressure with respect to the exhaust flow velocity is equal to or lower than the upper limit characteristic and equal to or higher than the lower limit characteristic, the detection target differential pressure is detected for each of the plurality of exhaust flow velocities;
When the curvature of the exhaust flow velocity / the detection target differential pressure characteristic connecting each detection target portion differential pressure to the each exhaust flow velocity is a curvature larger than the curvature of the evaluation characteristic set in advance, the particulate trapping is performed. Determining that both the collecting filter and the diffusing member are abnormal,
An abnormality determination method for an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
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| JP2017195733A JP2019070326A (en) | 2017-10-06 | 2017-10-06 | Exhaust emission control device for internal combustion engine and abnormality determination method for exhaust emission control device for internal combustion engine |
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| WO2021162437A1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | 두산인프라코어 주식회사 | Exhaust gas after-treatment system |
| CN114829750A (en) * | 2020-01-23 | 2022-07-29 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | Method for adapting an exhaust gas treatment system |
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| US12246287B2 (en) | 2020-01-23 | 2025-03-11 | Scania Cv Ab | Method for adaption of an exhaust treatment system |
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