(57)【要約】【課題】還元剤噴射装置の還元剤噴射弁の漏れ異常を検出することができる還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】アンモニアを生成可能な還元剤を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、アンモニアを用いて排気ガス中のＮＯXを浄化する還元触媒と、還元触媒よりも下流に設けられ排気ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニアセンサと、を備えた排気浄化装置における還元剤噴射弁の異常を検出するための漏れ診断装置において、還元剤の目標噴射量に基づいて還元剤噴射弁の開弁時間を決定し、還元剤噴射弁の開閉を制御する還元剤噴射弁制御手段と、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、開弁時間が所定時間未満であるときに、還元剤噴射弁の漏れ異常を検出する漏れ判定手段と、を備える。【選択図】図３
2011149365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを用いて排気ガス中のＮＯXを浄化する還元触媒と、前記アンモニアを生成可能な還元剤を前記還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、
前記還元剤の指示噴射量に基づいて前記還元剤噴射弁の開閉を制御する還元剤噴射弁制御手段と、
前記還元触媒よりも下流側に備えられたセンサのセンサ信号に基づいて前記下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、
前記還元剤の指示噴射量及び前記アンモニア濃度の情報に基づいて前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、
を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
【請求項２】
前記還元剤噴射弁制御手段は、前記アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように前記還元剤噴射弁による前記還元剤の噴射量を補正するように構成され、
前記漏れ判定手段は、前記アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記噴射量の補正に用いられる補正係数が所定値未満であるときに、前記還元剤の漏れが有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
【請求項３】
前記漏れ判定手段は、前記アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記還元剤の指示噴射量又は前記補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに、前記還元剤の漏れが有ると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
【請求項４】
前記漏れ判定手段によって前記還元剤の漏れが有るとされたときに前記還元剤噴射装置の作動を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
【請求項５】
アンモニアを用いて排気ガス中のＮＯXを浄化する還元触媒と、前記アンモニアを生成可能な還元剤を前記還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断方法において、
前記還元剤の指示噴射量を読み込むとともに前記還元触媒よりも下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出し、前記還元剤の指示噴射量及び前記アンモニア濃度の情報に基づいて前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中の窒素酸化物を浄化するための還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びにそのような漏れ診断装置を備えた内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等に搭載された内燃機関から排出される排気ガスには窒素酸化物（ＮＯX）が含まれる場合がある。このＮＯXを浄化する排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気通路に備えられた還元触媒の上流側で還元剤を噴射し、還元剤とＮＯXとの還元反応を触媒によって促進させ、ＮＯXを窒素や水、二酸化炭素等に分解して大気中に放出するように構成されたものがある。
【０００３】
このような排気浄化装置として、尿素水溶液やアンモニア水を還元剤として用いる尿素ＳＣＲ（Selective Catalyst Reduction）システムがある。尿素ＳＣＲシステムでは、アンモニアの吸着機能を有するＮＯX選択還元触媒が用いられ、触媒還元剤が加水分解することによって生成されるアンモニアが還元触媒に吸着され、そこに流入する排気ガス中のＮＯXがアンモニアと反応することで浄化される。
【０００４】
この尿素ＳＣＲシステムにおいて、還元触媒に吸着可能なアンモニアの量は触媒温度によって決まっており、過剰な還元剤が排気通路内に噴射されると、生成されるアンモニアの一部が還元触媒に吸着されることなく下流側に流出することになる。そのため、還元剤の噴射量は、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯX量と還元触媒での吸着可能量とを考慮して算出される。
【０００５】
しかしながら、弁体のシート部分の経時劣化や遺物の付着、弁体の開固着等によって還元剤噴射弁に何らかの異常が生じ、還元剤噴射弁から排気通路内に還元剤が漏れ出すおそれがある。このような還元剤の漏洩が生じると、還元剤の噴射期間以外の期間にも還元剤が排気通路内に供給され、還元触媒に導入されるアンモニアが過剰になってしまう。そのため、尿素ＳＣＲシステムは、還元剤噴射弁からの漏れが生じている場合に、この漏れを検出可能な診断手段を備えることが望まれる。
【０００６】
ここで、排気ガスの空燃比が燃料リーンの状態でＮＯXを吸着する一方、空燃比が燃料リッチの状態でＮＯXを離脱するＮＯX吸蔵還元触媒を備え、還元剤として未燃燃料（ＨＣ）を噴射する排気浄化装置における還元剤噴射弁の漏洩異常を診断する装置がある。具体的には、還元剤噴射弁の下流側に設けられた空燃比センサと、還元剤噴射弁からの添加が実行されていない時に空燃比センサにより検出される測定空燃比の推移状態が、還元剤噴射弁からの還元剤漏洩を示す空燃比推移状態を示した場合には、還元剤噴射弁は漏洩異常であると診断する漏洩異常診断手段と、内燃機関に対して空燃比を低下させるリッチ要求が生じた時には、漏洩異常診断手段による診断処理を禁止するリッチ要求時診断対応手段とを備えた異常診断装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２３２９９１号公報（全文、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１の異常診断装置は、排気ガスの空燃比が燃料リーンの状態でＮＯXを吸着する一方、空燃比が燃料リッチの状態でＮＯXを離脱するＮＯX吸蔵還元触媒を備える排気浄化装置を対象としている。このような排気浄化装置においては、還元剤噴射弁から添加されるＨＣ以外にも排気ガス中に含まれるＨＣの量が増減するため、内燃機関に対するリッチ要求の有無を考慮しながら漏洩異常を診断しなければならず、リッチ要求時診断対応手段が備えられている。
【０００９】
一方、排気ガス中にアンモニアが含まれていることはないため、尿素ＳＣＲシステムにおいて、還元触媒に流入するアンモニアの量は還元剤噴射弁から噴射される還元剤の量から推定することができ、内燃機関の運転状態を考慮する必要がない。また、尿素ＳＣＲシステムでは、触媒温度によって還元触媒における還元剤の吸着可能量が変動し、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが生じていないにもかかわらず還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が上昇するおそれがあることから、アンモニア濃度のみによって還元剤噴射弁の漏れを診断することは容易ではない。
【００１０】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、還元触媒の下流側のアンモニア濃度及び還元剤の指示噴射量の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を正確に診断することができる還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、アンモニアを用いて排気ガス中のＮＯXを浄化する還元触媒と、アンモニアを生成可能な還元剤を還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤の指示噴射量に基づいて還元剤噴射弁の開閉を制御する還元剤噴射弁制御手段と、還元触媒よりも下流側に備えられたセンサのセンサ信号に基づいて下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、還元剤の指示噴射量及びアンモニア濃度の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断装置が提供され、上述した課題を解決することができる。
【００１２】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、還元剤噴射弁制御手段は、アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように還元剤噴射弁による還元剤の噴射量を補正するように構成され、漏れ判定手段は、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、噴射量の補正に用いられる補正係数が所定値未満であるときに、還元剤の漏れが有ると判定することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、漏れ判定手段は、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、還元剤の指示噴射量又は補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに、還元剤の漏れが有ると判定することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、漏れ判定手段によって還元剤の漏れが有るとされたときに還元剤噴射装置の作動を停止させることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、アンモニアを用いて排気ガス中のＮＯXを浄化する還元触媒と、アンモニアを生成可能な還元剤を還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断方法において、還元剤の指示噴射量を読み込むとともに還元触媒よりも下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出し、還元剤の指示噴射量及びアンモニア濃度の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断方法である。
【００１６】
また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの還元剤噴射弁の漏れ診断装置を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置によれば、還元触媒の下流側のアンモニア濃度及び還元剤の指示噴射量に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無が診断されるので、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが生じている場合に速やかに漏れを検出することができる。したがって、還元剤噴射装置の作動を停止させるなどして、還元剤噴射弁を交換するまでの間、アンモニアが大気中に放出されることを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤噴射弁制御手段が、アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように還元剤の噴射量を補正するように構成され、漏れ判定手段が、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、噴射量の補正係数が所定値未満であるときに還元剤の漏れがあると判定することにより、噴射量とアンモニア濃度とが矛盾した状態をもとに、還元剤噴射弁の漏れを検出することができる。
【００１９】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、漏れ判定手段が、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、指示噴射量又は補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに還元剤の漏れが有ると判定することにより、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れとは無関係に、一時的にアンモニア濃度が高くなった場合に還元剤の漏れが有ると判定されることがなくなる。したがって、還元剤噴射弁から還元剤の漏れの有無を誤判定するおそれが低減される。
【００２０】
また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤の漏れが有ると判定されたときに還元剤噴射装置の作動を停止させることにより、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが検出された後において、アンモニアの還元触媒の下流側への流出量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる排気浄化装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる制御装置（還元剤噴射弁の漏れ診断装置）の構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断方法の一例を説明するためのタイムチャート図である。
【図４】本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断方法の一例を説明するためのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、適宜図面を参照して、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２３】
１．排気浄化装置
（１）全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０の構成の一例を示している。この排気浄化装置１０は、内燃機関５の排気通路に接続されており、還元触媒２０と、還元剤噴射装置３０と、制御装置６０等を備えており、内燃機関５から排出される排気ガス中のＮＯXを、還元剤としての尿素水溶液を用いて浄化する尿素ＳＣＲシステムとして構成されている。ただし、本発明において使用できる還元剤は尿素水溶液に限られるものではなく、例えばアンモニア水等、アンモニアが生成されるものであればよい。
【００２４】
本実施形態の排気浄化装置１０に用いられる還元触媒２０は、排気通路内に噴射された尿素水溶液が加水分解することで生成されるアンモニアを吸着し、アンモニアとＮＯXとの還元反応を促進する機能を有している。還元触媒２０は公知の触媒が適宜用いられる。
【００２５】
また、還元触媒２０の下流側には排気ガス中のアンモニア濃度を検出するためのセンサ１４が備えられている。このセンサ１４のセンサ信号は制御装置６０に送信され、制御装置６０ではこのセンサ信号に基づいて排気ガス中のアンモニア濃度が算出される。本実施形態では、センサ１４としてアンモニアセンサが用いられているが、演算処理によってアンモニア濃度を求めることができるものであれば、センサの種類は特に制限されない。
【００２６】
（２）還元剤噴射装置
還元剤噴射装置３０は、貯蔵タンク３１と、還元剤噴射弁３４と、ポンプ４１等を主たる要素として構成されている。貯蔵タンク３１とポンプ４１とは第１の還元剤供給通路５７で接続され、ポンプ４１と還元剤噴射弁３４とは第２の還元剤供給通路５８で接続されている。このうち第２の還元剤供給通路５８には圧力センサ４３が設けられている。圧力センサ４３のセンサ信号は制御装置６０に送信され、制御装置６０ではこのセンサ信号に基づいて第２の還元剤供給通路５８内の圧力が算出される。
【００２７】
また、第２の還元剤供給通路５８の途中には、貯蔵タンク３１に通じる循環通路５９が接続されている。循環通路５９にはオリフィス４５が設けられており、循環通路５９を介して貯蔵タンク３１に戻される還元剤の流れに抵抗を与え、第２の還元剤供給通路５８内の圧力が高められるようになっている。このような還元剤噴射装置自体は公知の構成のものを用いることができる。
【００２８】
ポンプ４１は、制御装置６０により駆動制御される電動ポンプが用いられている。本実施形態において、ポンプ４１は、圧力センサ４３によって検出される第２の還元剤供給通路５８内の圧力が所定値に維持されるように、その出力がフィードバック制御されるように構成されている。
【００２９】
還元剤噴射弁３４は、制御装置６０により開弁のオンオフが制御される電磁駆動式のオンオフ弁が用いられており、還元触媒２０よりも上流側において排気管１１に固定されている。この還元剤噴射弁３４は、基本的には、第２の還元剤供給通路５８内の圧力が目標値に維持されている状態で通電制御が行われる。具体的には、演算によって求められる指示噴射量に応じて所定のＤＵＴＹサイクル中における開弁ＤＵＴＹ比を設定することにより、排気通路内への還元剤の噴射量が調節される。
【００３０】
２．制御装置（漏れ診断装置）
図２は、本実施形態の排気浄化装置１０に備えられた制御装置６０の構成のうち、還元剤噴射装置３０の制御に関する部分及び還元剤噴射弁３４の漏れ診断に関する部分について機能的なブロックで表したものである。
【００３１】
この制御装置６０は、ポンプ駆動制御手段６１と、アンモニア濃度検出手段６２と、指示噴射量演算手段６３と、還元剤噴射弁制御手段６４と、漏れ判定手段６５とを備えている。この制御装置６０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各手段はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
【００３２】
また、制御装置６０には図示しない記憶手段（ＲＡＭ：Random Access Memory）が備えられている。この記憶手段には、各手段での演算結果やあらかじめ用意されたデータマップ等が記憶される。
【００３３】
ポンプ駆動制御手段６１は、圧力センサ４３によって検出される第２の還元剤通路５８内の圧力Pureaの値を読み込むとともに、圧力Pureaが所定値に維持されるようにポンプ４１の出力をフィードバック制御する。
【００３４】
アンモニア濃度検出手段６２は、継続的にセンサ１４のセンサ信号Samを読み込むとともに還元触媒２０の下流側での排気ガス中のアンモニア濃度Amを算出する。
【００３５】
指示噴射量演算手段６３は、排気温度Tgasや触媒温度Tcat、内燃機関５の回転数Neやアクセル操作量Acc等の運転状態に関する情報を読み込み、還元剤の指示噴射量Qtgtを算出する。また、本実施形態の指示噴射量演算手段６３は、アンモニア濃度検出手段６２によって検出されるアンモニア濃度Amに基づいて、指示噴射量Qtgtの補正を行うように構成されている。具体的に、指示噴射量演算手段６３は、アンモニア濃度Amに応じて補正係数fを求め、指示噴射量Qtgtに補正係数fを乗算して得られる補正後の指示噴射量Qtgt’に基づいて還元剤噴射弁３４の通電制御を行うようになっている。
【００３６】
例えば、検出されるアンモニア濃度Amに応じて１未満の補正係数fが設定され、補正後の指示噴射量Qtgt’は算出される指示噴射量Qtgtよりも小さな値とされる。本実施形態では、アンモニア濃度Amと補正係数fとの関係を示すマップ情報が記憶手段に記憶されており、アンモニア濃度Amが高くなるほど小さな値となる補正係数fが選択される。
【００３７】
補正係数fは、指示噴射量Qtgtに乗算するのではなく、還元剤噴射弁３４の通電制御に用いられる開弁ＤＵＴＹ比に乗算してもよい。なお、補正係数fは所定の時間ごとに更新されるようにすることもできるし、常時更新されるようにすることもできる。
【００３８】
還元剤噴射弁制御手段６４は、算出された指示噴射量Qtgt（Qtgt’）に基づいて還元剤噴射弁３４に供給する通電量及び通電時期を決定し、還元剤噴射弁３４の通電のＤＵＴＹ制御を行う。本実施形態において、還元剤噴射弁３４は、所定のＤＵＴＹサイクル中の開弁ＤＵＴＹ比を指示噴射量Qtgtに応じて変えながら、一定のサイクルごとに還元剤の噴射を行う。
【００３９】
漏れ判定手段６５は、検出されるアンモニア濃度Am及び還元剤の指示噴射量Qtgt（Qtgt’）の情報に基づいて還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れの有無を判定する。漏れ判定手段６５は、アンモニア濃度Amが閾値Am0以上であり、かつ、還元剤の噴射量の補正を行うための補正係数fが閾値f0未満であるか、あるいは、指示噴射量Qtgt（Qtgt’）がゼロである状態が所定時間tw以上継続したときに、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが有ると判定するように構成されている。
【００４０】
すなわち、漏れ判定手段６５では、還元剤噴射弁３４からの還元剤の噴射量が少ないにもかかわらず、比較的高い濃度のアンモニアが検出されるような矛盾した状態となっている場合に、還元剤噴射弁３４から還元剤が漏れ出していると判定するようになっている。
【００４１】
本実施形態において、漏れ判定手段６５は、検出されるアンモニア濃度Amが比較的高く、かつ、噴射量が少ない状態が所定時間tw以上継続したときに還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れがあることを検出するようになっている。そのため、還元剤の漏れとは無関係に一時的に条件を満たした場合にまで還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが生じていると判定することが回避される。所定時間twは適宜設定可能であるが、例えば、３〜５回の噴射サイクルが行われるような時間に設定される。
【００４２】
本実施形態の制御装置６０の漏れ判定手段６５による還元剤の漏れの有無の判定方法について、図３のタイムチャートを参照しながら具体的に説明する。
図３中、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが生じるt1の時点までは、センサ１４によって検出される還元触媒２０よりも下流側のアンモニア濃度Amは閾値Am0未満で推移している。また、この期間においては、アンモニア濃度Amが小さい値を示しているために、指示噴射量Qtgtを補正するための補正係数fは１．０に近い値となっている。
【００４３】
ここで、t1の時点で還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが生じると、還元触媒２０よりも下流側のアンモニア濃度Amは上昇し始める。また、アンモニア濃度Amの上昇に伴って、指示噴射量Qtgtを補正するための補正係数fが小さくなっていく。仮に、アンモニア濃度Amの上昇が還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れによるものでなく、一時的なものであれば、補正係数fの変更によってアンモニア濃度Amは上昇しなくなる。
【００４４】
一方、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが生じており、その漏れ量が多い場合には、図３に示すように、補正係数fを徐々に小さく変更しているにもかかわらずアンモニア濃度Amは上昇し続ける状態となる。そのため、アンモニア濃度Amが閾値Am0に到達し、かつ、補正係数fが閾値f0未満となったt2の時点から所定時間twを経過後のt3の時点まで同様の状態が継続したときに、漏れ判定手段６５によって還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが有ると判定される。
【００４５】
アンモニア濃度Amの閾値Am0は適宜設定することが可能であるが、例えば、あらかじめ還元剤噴射弁３４からの漏れが無い場合に検出されうる還元触媒２０の下流側でのアンモニア濃度Amの範囲を実験等によって求め、求められた範囲の上限値よりも大きい値を閾値Am0として設定することができる。このような閾値Am0であれば、触媒温度Tcatの変化等に起因してアンモニアが還元触媒の下流側に流出した場合に還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れがあると判定されることが防止される。
【００４６】
また、補正係数fの閾値f0についても適宜設定することが可能であるが、例えば、補正後の指示噴射量Qtgt’が極めて小さくなるような値を閾値f0として設定することができる。具体的には、設定可能な補正係数fのうちの最小値を閾値f0とすることができる。このような閾値f0であれば、現状において噴射量が最小となるような補正係数fが設定されているにもかかわらず検出されるアンモニア濃度Amが高い場合に、明らかに還元剤の漏れが生じていると判定することができるようになる。
【００４７】
ただし、噴射量が少ない状態を判定する情報は、補正係数fや指示噴射量Qtgt（Qtgt’）以外にも選択することが可能であり、例えば、開弁ＤＵＴＹ比が所定値未満であることによっても噴射量が少ない状態を判定することができる。
【００４８】
漏れ判定手段６５は、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが有ると判定された場合には、警告ランプを点灯させたりや警告音を発信させたりすることによって、運転者等に異常を知らせるようになっている。また、同時に、漏れ判定手段６５は、還元剤の漏れが有ると判定された場合には、還元剤噴射装置３０の作動を停止させることで、還元触媒２０よりも下流側へのアンモニアの流出を止めるようになっている。
【００４９】
なお、本実施形態の制御装置６０は、還元触媒２０の下流側で検出されるアンモニア濃度Amに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgtが補正されるように構成されているが、アンモニア濃度Amに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgtが補正されるようになっていない場合であっても本発明を適用することは可能である。この場合においても、検出されるアンモニア濃度Amが閾値Am0以上であり、かつ、指示噴射量Qtgtや開弁ＤＵＴＹ比が閾値未満であるか、あるいは、指示噴射量Qtgtがゼロである状態が所定時間tw以上継続したときに、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが有ると判定することができる。
【００５０】
３．還元剤噴射弁の漏れ診断方法
次に、本実施形態の制御装置６０によって行われる還元剤噴射弁３４の漏れ診断方法の一例を図４のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００５１】
まず、スタート後のステップＳ１においてアンモニア濃度Amを読み込んだ後、ステップＳ２において還元剤の指示噴射量Qtgtの補正を行う補正係数fを求める。次いで、ステップＳ３において、排気温度Tgasや触媒温度Tcat、内燃機関５の回転数Neやアクセル操作量Acc等の運転状態に関する情報を読み込むとともに、ステップＳ４において、ステップＳ３で読み込んだ情報及びステップＳ２で求めた補正係数fに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgt（Qtgt’）を算出する。そして、ステップＳ５において、指示噴射量Qtgt（Qtgt’）に従って還元剤の噴射制御を実行する。
【００５２】
次いで、ステップＳ６において、ステップＳ１で読み込まれたアンモニア濃度Amが閾値Am0以上であるか否かを判別する。アンモニア濃度Amが閾値Am0未満の場合にはステップＳ１３に進み、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れは無いと判定し、ステップＳ１４において、タイマが作動しているのであればタイマを停止した後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、アンモニア濃度Amが閾値Am0以上の場合にはステップＳ７に進み、ステップＳ２で求められた補正係数fが閾値f0未満であるか否かを判定する。
【００５３】
補正係数fが閾値f0以上となっている場合にはステップＳ１３に進み、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れは無いと判定し、ステップＳ１４において、タイマが作動しているのであればタイマを停止した後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、補正係数fが閾値f0未満の場合にはステップＳ８に進み、タイマが作動中であるか否かを判別する。タイマが作動していない場合にはステップＳ９に進み、タイマを作動させた後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。
【００５４】
一方、タイマが作動中である場合にはステップＳ１０に進み、タイマ値が所定時間twを経過しているか否かを判別する。タイマ値が所定時間twを経過していない場合にはそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、タイマ値が所定時間twを経過している場合にはステップＳ１１に進み、還元剤噴射弁３４からの還元剤の漏れが有ると判定する。
【００５５】
還元剤の漏れが有ると判定されると、ステップＳ１２において、還元剤噴射装置３０の作動を停止させるとともに、警告手段を作動させて運転者等に異常を知らせたうえで、診断のフローを終了する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断装置によれば、還元剤噴射弁３４からの還元剤の噴射量が少ないにもかかわらず、還元触媒２０よりも下流側において比較的高い濃度のアンモニアが検出されるような矛盾した状態となっている場合に、還元剤噴射弁３４から還元剤が漏れ出していると判定される。したがって、還元剤噴射装置３０の作動を停止させるなどして、還元剤噴射弁３４を交換するまでの間にアンモニアが大気中に放出されることが防止される。
【符号の説明】
【００５７】
５：内燃機関、１０：排気浄化装置、１１：排気管、１４：センサ、２０：還元触媒、３０：還元剤噴射装置、３１：貯蔵タンク、３４：還元剤噴射弁、４１：ポンプ、４３：圧力センサ、５７：第１の還元剤供給通路、５８：第２の還元剤供給通路、５９：循環通路、６０：制御装置（還元剤噴射弁の漏れ診断装置）、６１：ポンプ駆動制御手段、６２：アンモニア濃度検出手段、６３：指示噴射量演算手段、６４：還元剤噴射弁制御手段、６５：漏れ判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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