(57)【要約】【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ＮＯＸ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
2012031826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ＮＯＸ量を取得する取得部と、
排気浄化装置から流出するＮＯＸ量を測定するＮＯＸセンサと、
前記取得部及び前記ＮＯＸセンサにより取得されたＮＯＸ量をパラメータとして、前記排気浄化装置におけるＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【請求項２】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【請求項３】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【請求項４】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ＮＯＸセンサを配置し、還元剤の供給量を増加させたときのＮＯＸセンサの出力と還元剤の供給量を減少させたときのＮＯＸ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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５６１５９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９１７５６号公報
【特許文献３】特開２００４−１７６７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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ＮＯＸ浄化率が特有の変化を示す事項に着目した。
【０００８】
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ＮＯＸ量を取得する取得部と、
排気浄化装置から流出するＮＯＸ量を測定するＮＯＸセンサと、
前記取得部及び前記ＮＯＸセンサにより取得されたＮＯＸ量をパラメータとして、前記排気浄化装置におけるＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【０００９】
ここでいう「ＮＯＸ浄化率」は、排気浄化装置へ流入するＮＯＸ量に対して該排気浄化装置で浄化されるＮＯＸ量の比率を示す。すなわち、取得部の取得値（ＮＯＸ流入量）からＮＯＸセンサの取得値（ＮＯＸ流出量）を減算した値（＝ＮＯＸ流入量−ＮＯＸ流出量）を、ＮＯＸ流入量で除算した値（＝（ＮＯＸ流入量−ＮＯＸ流出量）／ＮＯＸ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ＮＯＸの量が許容値又は規制値を上回ると考えれるＮＯＸ浄化率に所定のマージンを加算した値である。
【００１０】
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ＮＯＸ浄化率が相異なる挙動（変化）を示すことを見出した。
【００１１】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率が略同等になる。
【００１２】
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、ＮＯＸ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、ＮＯＸ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。
【００１３】
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ＮＯＸセンサと接触すると、ＮＯＸ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、ＮＯＸセンサにより測定されるＮＯＸ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、ＮＯＸセンサへ到達する還元剤が減少するため、ＮＯＸセンサにより測定されるＮＯＸ量が減少する。その結果、演算部により算出されるＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率は高くなる。
【００１４】
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ＮＯＸ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。
【００１５】
上記したように、減量処理実行時におけるＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【００１６】
たとえば、減量処理実行前に演算部が算出したＮＯＸ浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したＮＯＸ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。
【００１７】
また、減量処理実行前に演算部が算出したＮＯＸ浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したＮＯＸ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。
【００１８】
さらに、減量処理実行前に演算部が算出したＮＯＸ浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したＮＯＸ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。
【００１９】
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ＮＯＸ浄化率に対し、減量処理実行後に演算部が算出したＮＯＸ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。
【００２０】
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。
【００２１】
ところで、ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率が低下する。しかしながら、ＮＯＸ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、ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率の低下率が基準値より大きければＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率の低下率が取り得る最大の値、又はＮＯＸセンサの異常時にＮＯＸ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。
【発明の効果】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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２】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ＮＯＸ浄化率との関係を示す図である。
【図３】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ＮＯＸ浄化率との関係を示す図である。
【図４】尿素添加弁が異常である場合における還元剤添加量とＮＯＸ浄化率との関係を示す図である。
【図５】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。
【図６】ＮＯｘセンサが異常である場合における還元剤添加量とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（ＮＨ３）等の極性分子を選択的に吸着し、吸着したアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気中のＮＯＸ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（ＮＨ３）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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（ＮＨ３）を生成する。アンモニア（ＮＨ３）は、選択還元型触媒５に吸着され、排気中のＮＯＸを還元させる。
【００３０】
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、ＮＯＸ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。
【００３１】
ＮＯＸ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（ＮＯＸ）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。
【００３２】
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。
【００３３】
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ＮＯＸ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「ＮＯＸ浄化率」は、排気浄化装置へ流入するＮＯＸ量（ＮＯＸ流入量）に対し、排気浄化装置で浄化されるＮＯＸ量の割合である。
【００３４】
ＮＯＸ流入量は内燃機関１から排出されるＮＯＸ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ＮＯＸセンサを取り付け、該ＮＯＸセンサの出力信号をＮＯＸ流入量としてもよい。このようにＥＣＵ９がＮＯＸ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。
【００３５】
ＥＣＵ９は、ＮＯＸ流入量とＮＯＸセンサ１０の出力信号（ＮＯＸ流出量）と下記の式とを用いてＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘを演算する。なお、下記の式におけるＡＮＯＸｉｎはＮＯＸ流入量であり、ＡＮＯＸｏｕｔはＮＯＸ流出量である。
【００３６】
Ｅｎｏｘ＝（ＡＮＯＸｉｎ−ＡＮＯＸｏｕｔ）／ＡＮＯＸｉｎ
【００３７】
ＥＣＵ９は、ＮＯＸ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ＮＯＸの量が許容値又は規制値を上回ると考えられるＮＯＸ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。
【００３８】
ＥＣＵ９は、ＮＯＸ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、ＮＯＸ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、ＮＯＸ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。
【００３９】
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ＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘが異なる挙動を示すことがわかった。
【００４０】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【００４１】
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ＮＯＸ量（最大浄化量）が減少し、それに伴ってアンモニア（ＮＨ３）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、ＮＯＸ浄化率は略一定となる。
【００４２】
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、ＮＯＸ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、ＮＯＸ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。
【００４３】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率とは同等の値（＝Ｅｎｏｘ１）になる。
【００４４】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【００４５】
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（ＮＨ３）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（ＮＨ３）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（ＮＨ３）の量が増加する。
【００４６】
ここで、アンモニア（ＮＨ３）がＮＯＸセンサ１０と接触すると、ＮＯＸ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（ＮＨ３）が増加すると、ＮＯＸセンサ１０により測定されるＮＯＸ量が増加する。これに対し、減量処理が実施された場合は、ＮＯＸセンサ１０へ到達するアンモニア（ＮＨ３）が減少するため、ＮＯＸセンサ１０により測定されるＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘ０の方が高くなる。
【００４７】
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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【００４８】
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、ＮＯＸ浄化率が正常時のＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘ４が低くなる。
【００４９】
以上述べたように、ＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘが異なる挙動を示す。
【００５０】
したがって、ＥＣＵ９は、減量処理実行前のＮＯＸ浄化率と減量処理実行後におけるＮ
ＯＸ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。
【００５１】
たとえば、減量処理実行前のＮＯＸ浄化率と減量処理実行後のＮＯＸ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。
【００５２】
また、減量処理実行前のＮＯＸ浄化率と減量処理実行後のＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率より減量処理実行後のＮＯＸ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。
【００５３】
さらに、減量処理実行前のＮＯＸ浄化率と減量処理実行後のＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率より減量処理実行後のＮＯＸ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ９は、ＮＯＸ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ＮＯＸ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。
【００５７】
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。
【００５８】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ９は、減量処理実行後におけるＮＯＸ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。
【００５９】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０２で算出されたＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘｂｅｆと前記Ｓ１０５で算出されたＮＯＸ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ＮＯＸ浄化率に相当する。
【００６０】
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。
【００６１】
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ＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘａｆｔが前記Ｓ１０２で算出されたＮＯＸ浄化率Ｅｎｏｘｂｅｆより大きいか否かを判別する。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
＜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。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【符号の説明】
【００７１】
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   ＮＯｘセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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