(57)【要約】【課題】選択還元型ＮＯx触媒の劣化と還元剤供給装置の異常とを区別する。【解決手段】選択還元型ＮＯx触媒の上流側と下流側とのＮＯx濃度に基づいてＮＯxの浄化率を算出する算出手段と、ＮＯx濃度に応じて供給する還元剤量を調節する調節手段と、ＮＯxの浄化率がＮＯx触媒の劣化または還元剤の供給不足を示す値となっている場合であって、ＮＯx触媒に流入するＮＯx濃度が増加したときに、ＮＯxの浄化率が一旦低下した後に元に戻る場合には、還元剤供給装置が故障していると判定する判定手段と、を備える。【選択図】図３
2011226293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤により選択的にＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給する還元剤供給装置と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流側のＮＯx濃度を検知する上流側検知手段と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度を検知する下流側ＮＯxセンサと、
を備えた排気浄化装置の故障検出装置において、
前記上流側検知手段及び前記下流側ＮＯxセンサにより検知されるＮＯx濃度に基づいて前記選択還元型ＮＯx触媒におけるＮＯxの浄化率を算出する算出手段と、
前記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度に応じて前記還元剤供給装置から供給
する還元剤量を調節する調節手段と、
前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値となっている場合であって、前記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度が増加したときに、前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、低下した後にＮＯx濃度が増加する前の値に戻る場合には、前記還元剤供給装置が
故障していると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置の故障検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、前記選択還元型Ｎ
Ｏx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値となっている場合であって、前
記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度が増加したときに、前記算出手段により算
出されるＮＯxの浄化率が、ＮＯx濃度が増加する前よりも高くなる場合には、前記選択還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装
置の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置の故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に選択還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）を備え、内燃機関から排出されるＮＯx量をフィルタに堆積しているＰＭ量から算出し、算出され
たＮＯx量に応じてＮＯx触媒に添加する還元剤の量を決定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、還元剤を供給する装置に異常がある場合、またはＮＯx触媒が劣化している場合には、ＮＯx量に基づいて還元剤を供給しても、還元剤が不足したり、または還元剤がＮＯx触媒で反応しないまま通過したりする虞がある。
【０００３】
ここで、ＮＯx触媒が劣化している場合には、該ＮＯx触媒でアンモニアが反応せずに通過してしまう。一方、還元剤の供給量が不足する場合には、ＮＯx触媒でＮＯxが浄化されずに通過してしまう。そして、アンモニア及びＮＯxは共にＮＯxセンサにより検知される。そうすると、ＮＯx触媒が劣化した場合も、還元剤を供給する装置が故障しても、ＮＯxの浄化率が低下したと判定されるため、ＮＯx触媒の劣化と、還元剤の供給不足とを区別
することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６２９３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７４３号公報
【特許文献３】特開２００８−１９０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、選択還元型ＮＯx触媒
の劣化と還元剤供給装置の異常とを区別することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による排気浄化装置の故障検出装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤により選択的にＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給する還元剤供給装置と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流側のＮＯx濃度を検知する上流側検知手段と、
前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度を検知する下流側ＮＯxセンサと、
を備えた排気浄化装置の故障検出装置において、
前記上流側検知手段及び前記下流側ＮＯxセンサにより検知されるＮＯx濃度に基づいて前記選択還元型ＮＯx触媒におけるＮＯxの浄化率を算出する算出手段と、
前記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度に応じて前記還元剤供給装置から供給
する還元剤量を調節する調節手段と、
前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値となっている場合であって、前記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度が増加したときに、前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、低下した後にＮＯx濃度が増加する前の値に戻る場合には、前記還元剤供給装置が
故障していると判定する判定手段と、
を備える。
【０００７】
選択還元型ＮＯx触媒は、アンモニア由来の還元剤が供給されることにより、ＮＯxを選択的に還元する。還元剤供給装置は、例えばアンモニアまたは尿素水を噴射する噴射装置を備えて構成されていても良い。上流側検知手段はＮＯx濃度を、例えば内燃機関の運転
状態に基づいて推定しても良く、センサにより測定しても良い。下流側ＮＯxセンサは、
ＮＯx触媒によりＮＯxが浄化された後のＮＯx濃度を検知する。なお、下流側ＮＯxセンサは、ＮＯやＮＯ２を検知するが、ＮＨ３もＮＯxとして検知する。また、上流側検知手段
または下流側ＮＯxセンサは、ＮＯx濃度に変えてＮＯx量を検知してもよい。
【０００８】
調節手段は、例えば、ＮＯx触媒に流入するＮＯxの還元に必要な量の還元剤を供給する。ＮＯx触媒に流入するＮＯx濃度（ＮＯx量としてもよい）は、内燃機関の運転状態など
により変わるため、調節手段により還元剤量が調節される。このため、上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度が増加したときには、還元剤供給装置から供給される還元剤量
が増加される。なお、ＮＯx触媒及び還元剤供給装置以外の上流側検知手段や下流側ＮＯxセンサには異常がないことを他の周知の技術により確認しておいても良い。
【０００９】
「前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値となっている場合」とは、これらの装置が共に正常である場合と比較して、ＮＯxの浄化率が低くなっている場合をいう。たとえば、何れ
かの装置が異常である場合と、何れの装置も正常である場合と、の境となるＮＯxの浄化
率を閾値として設定しておく。そして、算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が閾値
よりも低いときには、「前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、前記選択還元
型ＮＯx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値となっている場合」とされ
る。
【００１０】
ここで、調節手段により還元剤の供給量が調節されている場合であっても、還元剤供給装置からの還元剤の供給量が減少する異常が生じている場合には、ＮＯx触媒に流入する
ＮＯxの還元に必要な還元剤量に対して、ＮＯx触媒に供給される還元剤量が少なくなる。このため、ＮＯxの浄化率は低くなる。そして、ＮＯx触媒に流入するＮＯx量が増加した
場合には、調節手段により還元剤の供給量が増加されるが、ＮＯx触媒における還元剤の
吸着量はすぐには増加しないため、還元剤がさらに不足する。このため、ＮＯx触媒に流
入するＮＯx量が増加すると、還元剤の不足により、ＮＯx量の増加前よりもＮＯxの浄化
率が低くなる。その後、調節手段により還元剤の供給量が増加されることにより、ＮＯx
触媒に吸着している還元剤量が増加すると、ＮＯxの浄化率は回復する。このときに供給
される還元剤量も、必要量に対して不足しており、ＮＯxの浄化率は、ＮＯx量の増加前の値に戻る。すなわち、還元剤の供給量が減少する異常が生じている場合には、ＮＯx触媒
に流入するＮＯx量が増加したときに、ＮＯx浄化率が一旦低下した後に、元に戻る。なお、このときの還元剤の供給量はＮＯxの還元に必要な量よりも少ないため、ＮＯx触媒で反応せずに通過する還元剤量は極少量である。
【００１１】
一方、ＮＯx触媒が劣化している場合には、ＮＯx触媒におけるＮＯxの浄化性能が低下
する。従って、ＮＯx触媒に流入するＮＯxの還元に必要な量の還元剤が供給されたとしても、還元されないＮＯxが増加するため、ＮＯxの浄化率は低くなる。そして、ＮＯx触媒
には、該ＮＯx触媒の浄化性能に対して、過剰な還元剤が供給されているため、ＮＯxを還元させることができなかった還元剤がＮＯx触媒に吸着する。つまり、劣化したＮＯx触媒では、過剰となった還元剤が多く吸着している。このため、ＮＯx触媒に流入するＮＯx量が増加したとしても、該ＮＯx触媒には浄化性能に対して多くの還元剤が吸着しているの
で、該ＮＯx触媒に吸着している還元剤によりＮＯxを浄化することができる。つまり、ＮＯx触媒に流入するＮＯx量が増加しても、ＮＯx触媒から流出するＮＯx量はあまり増加しないため、ＮＯx浄化率は高くなる。
【００１２】
このように、ＮＯx触媒に流入するＮＯx濃度が高くなったときのＮＯxの浄化率の変化
の方向が、還元剤供給装置が故障している場合と、ＮＯx触媒が劣化している場合と、で
異なるため、このときのＮＯxの浄化率に基づいて、何れの装置が故障しているのか判定
することができる。
【００１３】
すなわち、本発明においては、前記判定手段は、前記算出手段により算出されるＮＯx
の浄化率が、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化または前記還元剤供給装置の故障を示す値
となっている場合であって、前記上流側検知手段により検知されるＮＯx濃度が増加した
ときに、前記算出手段により算出されるＮＯxの浄化率が、ＮＯx濃度が増加する前よりも高くなる場合には、前記選択還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定することができる。
【００１４】
なお、ＮＯx触媒に流入するＮＯx量の増加に伴い調節手段により還元剤の供給量が増加されるが、この状態がしばらく継続すると、ＮＯx触媒では還元剤を吸着しきれなくなり
、該ＮＯx触媒から還元剤が流出する。この還元剤が下流側ＮＯxセンサで検知されると、ＮＯxの浄化率が低下していると判定される。このように、ＮＯxの浄化率が一旦高くなった後に低下した場合にＮＯx触媒が劣化していると判定してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、選択還元型ＮＯx触媒の劣化と還元剤供給装置の異常とを区別するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】各ＮＯxセンサの出力値、各ＮＯxセンサの出力値から得られる浄化率、及びＮＯx触媒４を通過するアンモニア量、の推移を示したタイムチャートである。
【図３】実施例に係る故障検出のフローを示したフローチャートである。
【図４】変形例に係る故障検出のフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る排気浄化装置の故障検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有するディーゼル機関である。そして本実施例では、尿素ＳＣＲシステムを採用している。
【００１９】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、選択還元型ＮＯx触媒４（以下、ＮＯx触媒４という。）が備えられている。また、ＮＯx触媒４よ
りも上流の排気通路２には、排気中に尿素水を供給する還元剤供給装置５が取り付けられている。還元剤供給装置５は、後述するＥＣＵ１０からの信号により例えば噴射弁を開弁して排気中へ尿素水を噴射する。還元剤供給装置５から供給された尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア（ＮＨ３）となり、ＮＯx触媒４に供給される。このＮＨ３がＮ
Ｏxを還元させる。
【００２０】
還元剤供給装置５よりも上流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する第１Ｎ
Ｏxセンサ７が取り付けられている。また、ＮＯx触媒４よりも下流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する第２ＮＯxセンサ８、及び排気の温度を測定する温度センサ９が取り付けられている。なお、本実施例においては第１ＮＯxセンサ７が、本発明におけ
る上流側検知手段に相当する。また、本実施例においては第２ＮＯxセンサ８が、本発明
における下流側ＮＯxセンサに相当する。また、第１ＮＯxセンサ７によりＮＯx濃度を測
定することに代えて、内燃機関１の運転状態に基づいてＮＯx濃度を推定しても良い。た
とえば、内燃機関１の運転状態（たとえば機関回転数および機関負荷）と、ＮＯx濃度と
は相関関係にあるため、これらの関係を予め実験等により求めてマップ化しておいてもよい。
【００２１】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する。
【００２２】
また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力されるようになっている。
【００２３】
一方、ＥＣＵ１０には、還元剤供給装置５が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により還元剤供給装置５からの還元剤の供給時期や供給量が制御される。たとえば、ＥＣＵ１０は、第１ＮＯxセンサ７により測定されるＮＯx濃度に応じて還元剤量を調節する。すなわち、ＮＯx触媒４が正常であると仮定した場合に、ＮＯx触媒４に流入するＮＯxを還元するのに必要十分な量の還元剤を供給する。ＮＯx濃度と還元剤供給量との関係は予め実験等により求めてマップ化しておいてもよい。なお、本実施例では還元剤の供給量を調節するＥＣＵ１０が、本発明における調節手段に相当する。
【００２４】
そして、ＥＣＵ１０は、ＮＯx触媒４におけるＮＯxの浄化率（以下、「ＮＯxの浄化率
」を単に「浄化率」という。）を算出する。浄化率は、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量に対して、ＮＯx触媒４で浄化されるＮＯx量である。ＮＯx触媒４で浄化されるＮＯx量は、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量と、ＮＯx触媒４から流出するＮＯx量との差として求めることができる。なお、ＮＯx量をＮＯx濃度に置き換えて浄化率を求めることもできる。また、ＮＯx触媒４を通過したアンモニアも第２ＮＯxセンサ８によりＮＯxとして測定され
る。すなわち、ＮＯx触媒４を通過する還元剤が多くなると、浄化率が低下していると判
定される。ここで、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量を入ＮＯx量とし、ＮＯx触媒４から流出するＮＯx量を出ＮＯx量とし、ＮＯx触媒４から流出するＮＨ３量を出ＮＨ３量とする
と、浄化率は以下の式により算出することができる。
浄化率＝１００×（１−（出ＮＯx量＋出ＮＨ３量）／入ＮＯx量）・・・式１
なお、本実施例においては浄化率を算出するＥＣＵ１０が、本発明における算出手段に相当する。
【００２５】
この浄化率が異常を示す値となった場合には、ＮＯx触媒４が劣化しているか、または
還元剤供給装置５からの還元剤の供給量が不足していることが考えられる。なお、他の装置が故障した場合にも浄化率が低下することがあるが、他の装置については他の周知の技術により正常であると判定しておいてもよい。
【００２６】
ここで、図２は、各ＮＯxセンサの出力値、各ＮＯxセンサの出力値から得られる浄化率、及びＮＯx触媒４を通過するアンモニア量（ＮＨ３通過量）、の推移を示したタイムチ
ャートである。
【００２７】
ＮＯxセンサの出力値は、第１ＮＯxセンサ７又は第２ＮＯxセンサ８の出力値であり、
ＮＯxセンサにより得られるＮＯx濃度またはＮＯx量とすることができる。ＮＯx量は、単位時間当たりのＮＯx量としてもよい。ＮＯxセンサの出力値における実線は第１ＮＯxセ
ンサ７の出力値を示し、一点鎖線はＮＯx触媒４が劣化しているときの第２ＮＯxセンサ８の出力値を示し、二点鎖線は還元剤供給装置５に異常が生じているときの第２ＮＯxセン
サ８の出力値を示し、破線は全ての装置が正常な場合の第２ＮＯxセンサ８の出力値を示
している。
【００２８】
また、ＮＯxセンサの出力値から得られる浄化率は、第１ＮＯxセンサ７及び第２ＮＯx
センサ８の出力値から上記式１を用いて算出される浄化率である。浄化率における実線は全ての装置が正常な場合を示し、一点鎖線はＮＯx触媒４が劣化している場合を示し、二
点鎖線は還元剤供給装置５に異常が生じている場合を示している。
【００２９】
また、ＮＨ３通過量における実線は全ての装置が正常な場合又は還元剤供給装置５に異常が生じている場合を示し、一点鎖線はＮＯx触媒４が劣化している場合を示している。
【００３０】
図２においてＡで示される期間は、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加する前の期間であって、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が比較的少ない状態で一定となっている期間である。また、Ｂで示される期間は、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加してから、ＮＯx触媒４が正常な場合または還元剤供給装置５に異常が生じている場合にＮＯx触媒４から流出するＮＯx量が収束するまで（第２ＮＯxセンサ８の出力値が一定となるまで）の期間である。Ｃで示される期間は、ＮＯx触媒４が劣化している場合において、第２ＮＯxセンサ８の出力値が一定となったときから、還元剤の供給量を増加した影響がＮＯx触媒４の
下流側端部に到達するまでの期間である。ＮＯx触媒４が劣化していると、Ｃで示される
期間が経過した後に、ＮＨ３通過量が増加する。これについては後述する。
【００３１】
ここで、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量（ＮＯx濃度としても良い）に応じて、ＮＯxの還元に必要な量の還元剤を供給する場合に、ＮＯx触媒４及び還元剤供給装置５が正常で
あれば、ＮＯx触媒４に吸着しているアンモニア量はＮＯx量に応じて変わる。すなわち、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が少ないときには、ＮＯx触媒４に吸着しているアンモニ
ア量も少なくなり、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が多いときには、ＮＯx触媒４に吸着
しているアンモニア量も多くなる。このように、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量に応じて還元剤が吸着しているため、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときには、一時的に還元剤が不足する。このため、浄化率が一旦低下するが、還元剤が増量されることにより、浄化率はすぐに回復する。この回復に要する期間が図２のＢで示す期間である。
【００３２】
しかし、還元剤供給量が減少する異常が還元剤供給装置５に生じていると、ＮＯx触媒
４に吸着しているアンモニア量が正常時よりも少なくなる。これは、ＥＣＵ１０で算出される還元剤の必要量（指令値としても良い）に対して、実際に供給される還元剤量が少なくなる異常である。この場合、還元剤供給量が不足しているため、正常時よりも浄化率が低くなる。そして、ＮＯx触媒４に吸着しているアンモニア量が正常時よりも少ないため
、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときには、還元剤がさらに不足する。そうすると、ＮＯxの浄化率はさらに低下する。その後、ＮＯx量が増加したことにより、ＥＣＵ１０は、還元剤供給装置５から供給する還元剤量を増加させるため、ＮＯx触媒４に吸着
する還元剤量が徐々に増加する。これにより、ＮＯxの浄化率は徐々に回復し、ＮＯx量が増加する前のＮＯxの浄化率に戻る。すなわち、還元剤の供給量が増加されたとしても、
還元剤供給装置５に異常があるため、還元剤の必要量に対する不足量の割合は変わらないので、ＮＯx量が増加する前の浄化率に戻る。また、このときには、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量に対して、還元剤の供給量は常に不足しているため、ＮＯx触媒４を通過するアンモニアは殆どない。したがって、第２ＮＯxセンサ８により測定されるアンモニアは殆
どない。
【００３３】
一方、ＮＯx触媒４が劣化している場合には、ＮＯx触媒４の浄化能力が低いために、Ｎ
Ｏxの浄化率が正常時よりも低くなる。また、還元剤供給装置５から供給される還元剤が
浄化能力に対して過剰になる。すなわち、ＮＯx触媒４で還元可能なＮＯx量が減少しているにもかかわらず、還元剤供給装置５はＮＯx触媒４の正常時の浄化能力に合わせて還元
剤を供給するため、還元剤が過剰になる。このため、ＮＯx触媒４には、より多くの還元
剤が吸着する。これにより、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加しても、ＮＯx触媒４
に過剰に吸着している還元剤によりＮＯxを還元させることができる。そうすると、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加しているにも関わらず、ＮＯx触媒４から流出するＮＯx
量はあまり増加しないので、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加する前よりも後のほうがＮＯxの浄化率が高くなる。
【００３４】
ここで、ＮＯx触媒４が劣化していると、還元剤を供給してもその一部がＮＯx触媒４を通過してしまう。このＮＯx触媒４を通過した還元剤は、第２ＮＯxセンサ８により検出される。しかし、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときには、ＮＯx触媒４に吸着
していた還元剤が消費されるので、しばらくの間はＮＯx触媒４を還元剤が通過しなくな
る。そして、ＮＯx量の増加に合わせて還元剤の供給量が増加されると、ＮＯx触媒４の上流側から下流側へ向かって還元剤が徐々に吸着していき、ＮＯx触媒４の下流側端部まで
還元剤が吸着すると、その後は、ＮＯx触媒４から還元剤が流出する。このため、ＮＯx触媒４が劣化している場合において、図２のＣで示される期間では、ＮＨ３通過量は一定であるが、Ｃで示される期間の後は、ＮＨ３通過量が増加する。そして、ＮＨ３通過量が増加することにより、第２ＮＯxセンサ８の出力値が上昇するので、ＮＯxの浄化率は低下する。
【００３５】
このように、ＮＯx触媒４が劣化している場合と、還元剤供給装置５に異常がある場合
とでは、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときのＮＯxの浄化率の推移のしかた
が異なるため、該ＮＯxの浄化率の推移のしかたに基づいて両者を区別することができる
。
【００３６】
すなわち、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときに、ＮＯxの浄化率が上昇し
た場合には、ＮＯx触媒４が劣化していると判定できる。一方、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加したときに、ＮＯxの浄化率が一旦低下した後に上昇して、ＮＯx量が増加す
る前の値に戻った場合には、還元剤供給装置５からの還元剤供給量が不足する異常が生じていると判定できる。
【００３７】
次に、図３は、本実施例に係る故障検出のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００３８】
ステップＳ１０１では、浄化率が閾値未満であるか否か判定される。この閾値は、システムが正常である場合の浄化率の下限値である。浄化率が閾値未満の場合には、ＮＯx触
媒４または還元剤供給装置５の何れか一方に異常があると判定される。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進んでＮＯx触媒４及び還元剤供給装置５は正常であると判定される。
【００３９】
ステップＳ１０２では、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が変化した後の所定の期間内であるか否か判定する。ここでいう所定の期間とは、図２にけるＢの期間に相当する。すなわち、還元剤供給装置５に異常があった場合には、ＮＯx量が増加したことによる浄化率
の変化が収束する前の期間であるか否か判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００４０】
ステップＳ１０３では、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加する前の内燃機関１の運
転状態が定常運転で且つＮＯx触媒４におけるアンモニアの吸着量が一定であったか否か
判定される。第１ＮＯxセンサ７により測定されるＮＯx濃度が一定で、この状態が所定期間継続したときに本ステップにおいて肯定判定がなされる。本ステップでは、ＮＯx触媒
４に流入するＮＯx量が増加する前に、ＮＯx触媒４に十分な量のアンモニアが吸着されているか否か判定している。ＮＯx触媒４にアンモニアが吸着されていない場合には、その
影響により浄化率が低くなり、異常検出が困難となるため、該異常判定を行わないようにする。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００４１】
ステップＳ１０４では、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加してからの浄化率を時刻をずらして複数回算出する。なお、図２のＢの期間において浄化率が複数回算出されるように算出の間隔を設定しておく。
【００４２】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出される複数回の浄化率の差が所定値以上であるか否か判定される。たとえば浄化率の最大値と最小値との差を比較する。この所定値は、還元剤供給装置５が異常である場合の浄化率の差の下限値であり、予め実験等により求めておく。すなわち、還元剤供給装置５に異常があると、浄化率が一旦低下した後に上昇して元に戻るため、浄化率の差が大きくなる。一方、ＮＯx触媒４が劣化している
場合には、浄化率は略一定であるため、浄化率の差は殆どない。
【００４３】
ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進んで、還元剤供給装置５からの還元剤供給量が減少する異常があると判定され、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進んで、ＮＯx触媒４が劣化していると判定される。なお、本実
施例においてはステップＳ１０５を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定手段に相当する。
【００４４】
以上説明したように本実施例によれば、ＮＯx触媒４における浄化率が低下した場合に
、該ＮＯx触媒４へ流入するＮＯx量が増加したときの浄化率の推移に基づいて、ＮＯx触
媒４が劣化しているのか、または還元剤供給装置５に異常があるのかを区別することができる。
【００４５】
（変形例）
なお、図２のＡで示される期間における浄化率と、Ｃで示される期間における浄化率と、を比較することによっても、ＮＯx触媒４が劣化しているのか、または還元剤供給装置
５に異常があるのかを区別することができる。
【００４６】
すなわち、ＮＯx触媒４が劣化している場合には、Ａの期間よりもＣの期間における浄
化率が高くなり、還元剤供給装置５に異常がある場合には、Ａの期間とＣの期間との浄化率が同じなる。
【００４７】
ここで、ＮＯx触媒４が劣化している場合には、ＮＯx触媒４の下流側端部まで還元剤が吸着されるまでに時間がかかり、それまではＮＯx触媒４を還元剤が通過しないため、浄
化率は高くなる。一方、還元剤供給装置５からの還元剤供給量が減少する異常がある場合には、ＮＯx量が増加した直後には、還元剤の不足により浄化率が低下するものの、この
還元剤の不足が解消された後は、元の浄化率に戻る。
【００４８】
このように、ＮＯx触媒４が劣化している場合と、還元剤供給装置５に異常がある場合
とでは、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加する前（図２のＡの期間）の浄化率と、増加してから所定の期間が経過したとき（図２のＣの期間）の浄化率と、の関係が異なるため、この関係に従って両者を区別することができる。
【００４９】
次に、図４は、本変形例に係る故障検出のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００５０】
ステップＳ２０１では、内燃機関１の運転状態が定常運転で且つＮＯx触媒４における
アンモニアの吸着量が一定であるか否か判定される。本ステップは、図２のＡの期間であるか否か判定している。第１ＮＯxセンサ７により測定されるＮＯx濃度が一定で、この状態が所定期間継続したときに本ステップにおいて肯定判定がなされる。本ステップでは、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が増加する前に、ＮＯx触媒４に十分な量のアンモニアが
吸着されているか否か判定している。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進んで、このときの浄化率Ａが算出される。一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進む。
【００５１】
ステップＳ２０３では、ＮＯx触媒４に流入するＮＯx量が変化した後の所定の期間内であるか否か判定する。ここでいう所定の期間とは、図２にけるＣの期間に相当する。すなわち、還元剤供給装置５に異常があった場合には、ＮＯx量が増加したことによる浄化率
の変化が収束した後の期間であるか否か判定される。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進んで、このときの浄化率Ｃが算出される。一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進む。
【００５２】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０２で浄化率Ａの算出が完了し、且つステップＳ２０４で浄化率Ｃの算出が完了しているか否か判定される。すなわち、図２のＡとＣとの期間における浄化率を比較可能か否か判定している。ステップＳ２０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０６へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００５３】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４で算出された浄化率Ｃと、ステップＳ２０２算出された浄化率Ａと、が共に所定値以下であるか否か判定される。この所定値は、ＮＯx触媒４が劣化しているか又は還元剤供給装置５に異常がある場合の浄化率の上限値であ
る。すなわち、本ステップでは、ＮＯx触媒４又は還元剤供給装置に異常があるか否か判
定している。ステップＳ２０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２１０へ進んでＮＯx触媒４及び還元剤供給装置
５は正常であると判定される。
【００５４】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０４で算出された浄化率Ｃと、ステップＳ２０２算出された浄化率Ａと、の差が所定の範囲内であるか否か判定される。所定の範囲内とは、ステップＳ２０４で算出された浄化率Ｃと、ステップＳ２０２算出された浄化率Ａと、を同一としてもよい程度の差しかないことをいう。すなわち、本ステップでは、ステップＳ２０４で算出された浄化率Ｃと、ステップＳ２０２算出された浄化率Ａと、が略同じであるか否か判定している。
【００５５】
ステップＳ２０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０８へ進んで、還元剤供給装置５からの還元剤の供給量が減少する異常があると判定され、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０９へ進んで、ＮＯx触媒４が劣化していると判定される。
【００５６】
このようにしても、ＮＯx触媒４が劣化しているのか、または還元剤供給装置５に異常
があるのかを区別することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１     内燃機関
２     排気通路
４     選択還元型ＮＯx触媒
５     還元剤供給装置
７     第１ＮＯxセンサ
８     第２ＮＯxセンサ
９     温度センサ
１０   ＥＣＵ
１１   アクセルペダル
１２   アクセル開度センサ
１３   クランクポジションセンサ
【図１】
2011226293.tif 000003
【図２】
2011226293.tif 000004
【図３】
2011226293.tif 000005
【図４】
2011226293.tif 000006