(57)【要約】【課題】選択還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化システムにおいて、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常と該システムにおけるその他の装置の異常とを区別して検出する。【解決手段】選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率を算出するＮＯｘ浄化率算出手段（Ｓ１０１）と、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を算出する吸着比率算出手段（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）と、を備えた排気浄化システムの異常検出装置であって、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率及び前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率に基づいて前記排気浄化システムの異常判定を行なう。【選択図】図５
2012082718.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た選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路を流れる排気中に尿素を添加する尿素添加装置と、を有し、
前記尿素添加装置によって排気中に尿素を添加することで前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給し、該アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元させる内燃機関の排気浄化システムの異常検出装置であって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率を算出するＮＯｘ浄化率算出手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を算出する吸着比率算出手段と、
前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率及び前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率に基づいて前記排気浄化システムの異常判定を行なう異常判定手段と、
を備える排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項２】
前記異常判定手段が、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値より低く、且つ、前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が基準吸着比率を基準とする所定範囲内にない場合、前記選択還元型ＮＯｘ触媒が異常であると判定する請求項１に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項３】
前記異常判定手段が、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値より低く、且つ、前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が基準吸着比率を基準とする所定範囲内にある場合、前記尿素添加装置が異常であると判定する請求項１に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項４】
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得される前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度に基づいて前記基準吸着比率を設定する基準吸着比率設定手段と、
をさらに備えた請求項２または３に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項５】
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得される前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度に基づいて基準吸着比率を設定する基準吸着比率設定手段と、をさらに備え、
前記異常判定手段が、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値以上であり、且つ、前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が、前記基準吸着比率設定手段によって設定される基準吸着比率を基準とする所定範囲内にない場合、前記温度取得手段が異常であると判定する請求項１に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項６】
前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させる添加停止手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させる昇温手段と、をさらに備え、
前記吸着比率算出手段が、
前記添加停止手段によって前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させてから、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間における、ＮＯｘ浄化率の積算値を第一積算値として算出し、
前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が略零になった後、前記昇温手段によって前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させ、その後、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間における、ＮＯｘ浄化率の積算値を第二積算値として算出し、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒における吸着比率を前記第一積算値と前記第二積算値との比として算出する請求項１から５のいずれか一項に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項７】
前記昇温手段が、前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気の温度を上昇させることで前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるものであって、
前記異常判定手段が、前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値以上であり、且つ、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に流入するＮＯｘの量に対する前記尿素添加装置による尿素添加量の比率である当量比を増加させたときに、前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率での強酸点吸着量の割合が所定増加量以上増加した場合、排気通路において固体尿素が析出する固体尿素析出異常が発生していると判定する請求項６に記載の排気浄化システムの異常検出装置。
【請求項８】
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路を流れる排気中に尿素を添加する尿素添加装置と、を有し、
前記尿素添加装置によって排気中に尿素を添加することで前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給し、該アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元させる内燃機関の排気浄化システムの異常検出方法であって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率を算出するＮＯｘ浄化率算出ステップと、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を算出する吸着比率算出ステップと、
前記ＮＯｘ浄化率算出ステップにおいて算出されるＮＯｘ浄化率及び前記吸着比率算出ステップにおいて算出される吸着比率に基づいて前記排気浄化システムの異常判定を行なう異常判定ステップと、
を有する排気浄化システムの異常検出方法。
【請求項９】
前記吸着比率算出ステップにおいて、
前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させ、
前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させてから前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間における、該ＮＯｘ浄化率の積算値を第一積算値として算出し、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が略零になった後、前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させ、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させた後、前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間におけるＮＯｘ浄化率の積算値を第二積算値として算出し、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒における吸着比率を前記第一積算値と前記第二積算値との比として算出する請求項８に記載の排気浄化システムの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化システムの異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化システムが提案されている。このような排気浄化システムでは、選択還元型ＮＯｘ触媒より上流を流れる排気中に尿素が添加される。該尿素が加水分解することで生じたアンモニアを還元剤として、選択還元型ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの還元が行なわれる。
【０００３】
また、上記のような排気浄化システムにおいて、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常を検出するための様々な手法も提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、選択還元型ＮＯｘ触媒より下流側の排気のアンモニア濃度をセンサによって検出すると共に、該アンモニア濃度を内燃機関の回転速度、負荷及び触媒温度から推定する。そして、該検出値と該推定値との差が所定値以上のときに、選択還元型ＮＯｘ触媒が劣化したと判定する。
【０００４】
また、特許文献２には、内燃機関の始動時から尿素添加装置が作動するまでの期間における選択還元型ＮＯｘ触媒の温度に基づいて、該選択還元型ＮＯｘ触媒の劣化度合いを診断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２５３２３号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
選択還元型ＮＯｘ触媒に流入したＮＯｘ量に対する該触媒において還元されたＮＯｘ量の比率であるＮＯｘ浄化率は、該触媒の劣化が進むと低下する。そこで、ＮＯｘ浄化率に基づいて選択還元型ＮＯｘ触媒の異常を検出する技術が提案されている。
【０００７】
しかしながら、ＮＯｘ浄化率は、選択還元型ＮＯｘ触媒が劣化したときのみならず、尿素添加装置等のその他の装置に異常が生じたときも低下する場合がある。そのため、ＮＯｘ浄化率のみでは、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常とその他の装置の異常とを区別して検出することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、選択還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化システムにおいて、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常と該システムにおけるその他の装置の異常とを区別して検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率、及び、該選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を用いて、排気浄化システムの異常判定を行なうものである。
【００１０】
より詳しくは、本発明に係る排気浄化システムの異常検出装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路を流れる排気中に尿素を添加する尿素添加装置と、を有し、
前記尿素添加装置によって排気中に尿素を添加することで前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給し、該アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元させる内燃機関の排気浄化システムの異常検出装置であって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率を算出するＮＯｘ浄化率算出手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を算出する吸着比率算出手段と、
前記ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率及び前記吸着比率算出手段によって算出される吸着比率に基づいて前記排気浄化システムの異常判定を行なう異常判定手段と、
を備える。
【００１１】
本発明に係る排気浄化システムにおいては、尿素添加装置によって排気中に尿素が添加されると、該尿素が加水分解することで生じたアンモニアが選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着する。このとき、アンモニアは、選択還元型ＮＯｘ触媒における弱酸点と強酸点とのそれぞれに一定の比率で吸着する。
【００１２】
しかしながら、選択還元型ＮＯｘ触媒の劣化度合いが大きくなると、該触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下すると共に、該触媒におけるアンモニアの吸着比率が正常時とは異なる値となる。一方、排気浄化システムにおける選択還元型ＮＯｘ触媒以外の装置の異常が発生した場合、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着比率は正常時と同等の値を維持したまま該触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下したり、或いは、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率は正常時と同等の値を維持したまま該触媒におけるアンモニアの吸着比率が正常時と異なる値となったりする。
【００１３】
そこで、本発明に係る異常検出装置では、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率及びアンモニアの吸着比率に基づいて排気浄化システムの異常判定を行なう。これにより、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常とその他の装置の異常とを区別して検出することができる。
【００１４】
本発明に係る異常検出装置において、異常判定手段は、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値より低く、且つ、吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が基準吸着比率を基準とする所定範囲内にない場合、選択還元型ＮＯｘ触媒が異常であると判定してもよい。また、異常判定手段は、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値より低く、且つ、吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が基準吸着比率を基準とする所定範囲内にある場合、尿素添加装置が異常であると判定してもよい。
【００１５】
ここで、所定値は、選択還元型ＮＯｘ触媒及び尿素点火装置が正常であるときのＮＯｘ浄化率の最低値であってもよい。また、基準吸着比率は、選択還元型ＮＯｘ触媒が正常であるときのアンモニアの吸着比率の基準値であってもよい。また、所定範囲は、選択還元型ＮＯｘ触媒が正常であると判断できるアンモニアの吸着比率の上限値と下限値との間の範囲であってもよい。
【００１６】
上記のように異常判定を行なうことで、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常と尿素添加装置の異常とを区別して検出することができる。
【００１７】
ここで、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着比率は、選択還元型ＮＯｘ触媒が正常の場合であっても、その温度に応じて変化する場合がある。そこで、本発明に係
る異常検出装置は、選択還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する温度取得手段と、該温度取得手段によって取得される選択還元型ＮＯｘ触媒の温度に基づいて基準吸着比率を設定する基準吸着比率設定手段と、をさらに備えてもよい。これによれば、より高い精度で異常判定を行なうことができる。
【００１８】
また、上記のように、温度取得手段によって取得される選択還元型ＮＯｘ触媒の温度に基づいて基準吸着比率を設定する場合、温度取得手段に異常が発生すると、基準吸着比率が本来の値と異なる値に設定されることになる。そこで、異常判定手段は、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値以上であり、且つ、吸着比率算出手段によって算出される吸着比率が、基準吸着比率設定手段によって設定される基準吸着比率を基準とする所定範囲内にないときは、温度取得手段が異常であると判定してもよい。
【００１９】
本発明に係る異常検出装置は、尿素添加装置からの尿素添加を停止させる添加停止手段と、選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させる昇温手段と、をさらに備えてもよい。尿素添加装置からの尿素添加を停止させてから、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間における、ＮＯｘ浄化率の積算値（以下、第一積算値と称する）は、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と相関がある。また、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が略零になった後、選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させた際の、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間における、ＮＯｘ浄化率の積算値（以下、第二積算値と称する）は、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの強酸点吸着量と相関がある。
【００２０】
そこで、吸着比率算出手段は、添加停止手段によって尿素添加装置からの尿素添加を停止させて第一積算値を算出し、その後、昇温手段によって選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させて第二積算値を算出してもよい。そして、選択還元型ＮＯｘ触媒における吸着比率を該第一積算値と該第二積算値との比として算出してもよい。
【００２１】
尿素添加装置等に異常が発生することで、排気中に添加された尿素の霧化又は分散が不十分となると、排気通路において固体尿素が析出する場合がある（以下、このような異常を固体尿素析出異常と称する）。固体尿素析出異常が発生している場合、選択還元型ＮＯｘ触媒に流入するＮＯｘの量に対する尿素添加装置による尿素添加量の比率である当量比を増加させると、析出される固体尿素も増加する。
【００２２】
また、排気温度が上昇すると、固体尿素が分解されてアンモニアが生じる。そのため、固体尿素析出異常が発生すると、尿素添加装置による尿素添加が停止している状態でも、排気温度が上昇すると、固体尿素からＮＯｘ触媒にアンモニアが供給される。そして、この時にＮＯｘ触媒に供給されるアンモニアの量は、固体尿素の量が多いほど、即ち尿素添加停止前の当量比が大きいほど多くなる。
【００２３】
そのため、昇温手段が、選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気の温度を上昇させることで選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるものである場合、固体尿素析出異常が発生すると、昇温手段によって選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させた際に、固体尿素から選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアが供給される。また、昇温手段によって選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させた際の選択還元型ＮＯｘ触媒へのアンモニアの供給量が多いほど、吸着比率算出手段によって算出される第二積算値が大きくなる。その結果、吸着比率算出手段によって算出される吸着比率での強酸点吸着量の割合が大きくなる。
【００２４】
そこで、昇温手段が、選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気の温度を上昇させることで選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるものである場合、異常判定手段
は、ＮＯｘ浄化率算出手段によって算出されるＮＯｘ浄化率が所定値以上であり、且つ、当量比を増加させたときに、吸着比率算出手段によって算出される吸着比率での強酸点吸着量の割合が所定増加量以上増加した場合、固体尿素析出異常が発生していると判定してもよい。ここで、所定増加量は、固体尿素析出異常が発生していると判断できる閾値である。
【００２５】
本発明は、排気浄化システムの異常検出方法として捕らえることもできる。例えば、本発明の一態様としての排気浄化システムの異常検出方法は、
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路を流れる排気中に尿素を添加する尿素添加装置と、を有し、
前記尿素添加装置によって排気中に尿素を添加することで前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給し、該アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元させる内燃機関の排気浄化システムの異常検出方法であって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率を算出するＮＯｘ浄化率算出ステップと、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率を算出する吸着比率算出ステップと、
前記ＮＯｘ浄化率算出ステップにおいて算出されるＮＯｘ浄化率及び前記吸着比率算出ステップにおいて算出される吸着比率に基づいて前記排気浄化システムの異常判定を行なう異常判定ステップと、
を有する。
【００２６】
また、本発明に係る異常検出方法では、
前記吸着比率算出ステップにおいて、
前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させ、
前記尿素添加装置からの尿素添加を停止させてから前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間における、該ＮＯｘ浄化率の積算値を第一積算値として算出し、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が略零になった後、前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させ、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒を昇温させた後、前記選択還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間におけるＮＯｘ浄化率の積算値を第二積算値として算出し、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒における吸着比率を前記第一積算値と前記第二積算値との比として算出してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、選択還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化システムにおいて、選択還元型ＮＯｘ触媒の異常と該システムにおけるその他の装置の異常とを区別して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着態様を説明するためのイメージ図である。
【図３】実施例１に係る、ＮＯｘ触媒或いは尿素添加装置に異常が発生したときの、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との変化を示す図である。
【図４】実施例１に係る、尿素添加装置による尿素添加を停止したときのＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率の推移を示すタイムチャートである。
【図５】実施例１に係る、排気浄化システムの異常検出のフローを示すフローチャートである。
【図６】実施例１に係る、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着比率ＲａとＮＯｘ触媒の温度Ｔｃとの関係を示す図である。
【図７】実施例２に係る、排気浄化システムの異常検出のフローを示すフローチャートである。
【図８】実施例３に係る、排気通路において固体尿素が析出した場合の様子を示す図である。
【図９】実施例３に係る、ＮＯｘ触媒に流入するＮＯｘの量に対する尿素添加装置による尿素添加量の比率である当量比φと、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの吸着比率Ｒａとの関係を示す図である。
【図１０】実施例３に係る、排気浄化システムの異常検出のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは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。
【００３０】
＜実施例１＞
本発明の実施例１について説明する。ここでは、本発明を、車両駆動用のディーゼルエンジンの排気浄化システムに適用した場合を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る内燃機関はディーゼルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジンであってもよい。
【００３１】
［内燃機関の排気系の概略構成］
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には排気通路２が接続されている。
【００３２】
排気通路２には、酸化触媒３、パティキュレートフィルタ４、及び選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）５が上流から順に設けられている。パティキュレートフィルタ４は排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである。パティキュレートフィルタ４には酸化触媒が担持されている。排気通路２における酸化触媒３より上流側には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。
【００３３】
また、本実施例に係る内燃機関１の排気系には尿素添加装置７が設けられている。尿素添加装置７は、パティキュレートフィルタ４より下流側且つＮＯｘ触媒５より上流側の排気通路２を流れる排気中に尿素を添加するための装置である。尿素添加装置７は、尿素添加弁７１、尿素通路７２、尿素タンク７３、及び電動ポンプ７４を備えている。
【００３４】
尿素添加弁７１は、パティキュレートフィルタ４より下流側且つＮＯｘ触媒５より上流側の排気通路２に設けられている。尿素添加弁７１には尿素通路７２の一端が接続されている。尿素通路７２の他端は尿素タンク７３に接続されている。尿素タンク７３には尿素水溶液が貯留されている。尿素通路７２には電動ポンプ７４が設けられている。電動ポンプ７４が駆動することで、尿素タンク７３から尿素通路７２を通して尿素添加弁７１に尿素水溶液が供給される。そして、尿素添加弁７１に供給された尿素水溶液が、該尿素添加弁７１に形成された尿素噴射孔から排気中に添加される。
【００３５】
尿素添加弁７１から排気中に添加された尿素が加水分解することでアンモニアが生じる。該アンモニアはＮＯｘ触媒５に吸着する。ＮＯｘ触媒５において、該アンモニアが還元剤となって排気中のＮＯｘが還元される。
【００３６】
ＮＯｘ触媒５より下流側の排気通路２には、ＮＯｘセンサ１１及び温度センサ１２が設けられている。ＮＯｘセンサ１１は、ＮＯｘ触媒５から流出した排気のＮＯｘ濃度を検出するセンサである。温度センサ１２は、ＮＯｘ触媒５から流出した排気の温度を検出するセンサである。
【００３７】
内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、ＮＯｘセンサ１１、温度センサ１２、クランクポジションセンサ１３、及び内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１４が電気的に接続されている。そして、各センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００３８】
ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１３の出力値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１４の出力値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。
【００３９】
また、ＥＣＵ１０には、燃料添加弁６、尿素添加弁７１、及び電動ポンプ７４が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ１０によってこれらの装置が制御される。
【００４０】
［排気浄化システムの異常検出］
上述したように、本実施例では、尿素添加弁７１から尿素が添加されることで供給されるアンモニアを還元剤として、ＮＯｘ触媒５において排気中のＮＯｘが還元される。ここで、ＮＯｘ触媒５に流入したＮＯｘ量に対する該触媒５において還元されたＮＯｘ量の比率をＮＯｘ浄化率とする。
【００４１】
ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率はＮＯｘ触媒５の劣化が進むと低下する。一方、尿素添加弁７１の詰まり等の尿素添加装置７の異常が生じた場合においても、ＮＯｘ触媒５に十分な量のアンモニアが供給されないことに起因して、ＮＯｘ浄化率が低下する場合がある。そのため、ＮＯｘ浄化率のみに基づいて、ＮＯｘ触媒５の異常（即ち、過度な劣化）と尿素添加装置７の異常とを区別して検出することは困難である。
【００４２】
そこで、本実施例においては、ＮＯｘ浄化率のみならず、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との比率である吸着比率も用いて、ＮＯｘ触媒５或いは尿素添加装置７の異常を検出する。
【００４３】
図２は、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着態様を説明するためのイメージ図である。図２に示すように、尿素添加弁７１から添加された尿素が加水分解することで気相のアンモニアが生じる。そして、該アンモニアがＮＯｘ触媒５に吸着する。このとき、アンモニアは、通常であれば、ＮＯｘ触媒５における弱酸点と強酸点とのそれぞれに一定の比率で吸着する。
【００４４】
ここで、ＮＯｘ触媒５において、強酸点に吸着したアンモニアは弱酸点に吸着したアンモニアに比べて脱離し難い。そのため、ＮＯｘ触媒５の温度が比較的低いときは、弱酸点に吸着したアンモニアによってＮＯｘが還元される。そして、ＮＯｘ触媒５の温度が、強酸点に吸着していたアンモニアが脱離可能な温度まで上昇すると、該強酸点に吸着していたアンモニアによってＮＯｘが還元される。
【００４５】
図３は、ＮＯｘ触媒５或いは尿素添加装置７に異常が発生したときの、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との変化を示す図である。図３（ａ）は、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７がいずれも正常である場合のアンモニアの弱酸点吸着
量と強酸点吸着量を示している。図３（ｂ）は、ＮＯｘ触媒５が正常であり、尿素添加装置７が異常である場合のアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量を示している。図３（ｃ）は、ＮＯｘ触媒５が異常であり、尿素添加装置７が正常である場合のアンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量を示している。
【００４６】
例えば尿素添加弁７１の詰まりのような異常が尿素添加装置７に発生し、排気中への尿素添加量が正常時よりも減少すると、ＮＯｘ触媒５に供給されるアンモニアの量が減少する。そのため、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着量も減少する。その結果、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率が低下する。
【００４７】
このとき、ＮＯｘ触媒５が正常であれば、図３（ｂ）に示すように、弱酸点吸着量と強酸点吸着量とがほぼ同様の割合で減少する。つまり、アンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との総和は減少するが、吸着比率は尿素添加装置７が正常のときと同等の比率に維持される。従って、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率が低下した場合であっても吸着比率が略一定値を保っていれば、ＮＯｘ触媒５は正常であり、尿素添加装置７に異常が発生したと判断できる。
【００４８】
一方、ＮＯｘ触媒５が劣化した場合、その弱酸点と強酸点との劣化度合いは異なったものとなる。つまり、それぞれの吸着サイト数や吸着脱離速度は異なる割合で変化する。そのため、ＮＯｘ触媒５が劣化することで、そのＮＯｘ浄化率が低下した場合、図３（ｃ）に示すように、アンモニアの弱酸点吸着量と強酸点吸着量との総和が減少すると共に、吸着比率が正常時とは異なる比率となる。  従って、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率が低下した場合であって且つ吸着比率も正常時とは異なる比率となっていれば、尿素添加装置７は正常であり、ＮＯｘ触媒５に異常が発生したと判断できる。
【００４９】
尚、図３（ｃ）においては、弱酸点吸着量の減少量の方が強酸点吸着量の減少量よりも大きくなっているが、強酸点吸着量の減少量の方が弱酸点吸着量の減少量よりも大きくなる場合もある。
【００５０】
［吸着比率算出方法］
ここで、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率の算出方法について、図４に基づいて説明する。図４は、尿素添加装置７による尿素添加を停止したときのＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率の推移を示すタイムチャートである。図４において、上段はＮＯ触媒５におけるＮＯｘ浄化率を示しており、中段はＮＯｘ触媒５の温度を示しており、下段は尿素添加装置７に対する尿素添加信号を示している。尿素添加装置７に対する尿素添加信号がＯＦＦとなると尿素添加装置７による尿素添加が停止される。
【００５１】
図４に示すように、尿素添加装置７による尿素添加が停止することで、ＮＯｘ触媒５へのアンモニアの新たな供給が停止しても、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率は直ちに零にはならず、徐々に低下する。これは、ＮＯｘ触媒５に吸着していたアンモニアによりＮＯｘの還元が行なわれるためである。
【００５２】
このときのＮＯｘの還元は、ＮＯｘ触媒５の弱酸点に吸着していたアンモニアによって行なわれる。そのため、弱酸点に吸着していたアンモニアが減少するに従ってＮＯｘ浄化率が低下する。そして、弱酸点吸着量が略零となるとＮＯｘ浄化率も一旦略零となる。
【００５３】
また、図４に示すように、ＮＯｘ浄化率が略零となった後、ＮＯｘ触媒５を昇温させると、尿素添加装置７による尿素添加を停止させたままでも、ＮＯｘ浄化率が上昇する。これは、ＮＯｘ触媒５の強酸点に吸着していたアンモニアが該触媒５の温度上昇に伴って脱離し、該アンモニアによりＮＯｘの還元が行なわれるためである。そして、強酸点吸着量
が略零となるとＮＯｘ浄化率も再度略零となる。
【００５４】
従って、尿素添加装置７からの尿素添加を停止させてからＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間（図４においてΔｔ１で示す期間）における、ＮＯｘ浄化率の積算値（以下、第一積算値と称する）Ｓｎ１は、尿素添加が停止された時点でのＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの弱酸点吸着量と相関がある。また、ＮＯｘ浄化率が略零になった後、ＮＯｘ触媒５を昇温させた際の、ＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間（図４においてΔｔ２で示す期間）における、ＮＯｘ浄化率の積算値（以下、第二積算値と称する）Ｓｎ２は、尿素添加が停止された時点でのＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの強酸点吸着量と相関がある。
【００５５】
そこで、本実施例においては、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率の算出する場合、尿素添加装置７からの尿素添加を停止させ、先ずＮＯｘ浄化率の第一積算値を算出する。その後、ＮＯｘ触媒５を昇温させ、ＮＯｘ浄化率の第二積算値を算出する。そして、吸着比率を、該第一積算値と該第二積算値との比として算出する。
【００５６】
［異常検出フロー］
本実施例に係る排気浄化システムの異常検出のフローについて図５に基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５７】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、ＮＯｘ触媒５における現時点のＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが算出される。本実施例では、ＮＯｘ触媒５に流入する排気のＮＯｘ濃度（以下、流入排気ＮＯｘ濃度と称する）が内燃機関１の運転状態に基づいて推定され、ＮＯｘ触媒５から流出する排気のＮＯｘ濃度（以下、流出排気ＮＯｘ濃度と称する）がＮＯｘセンサ１１によって検出される。そして、推定された流入排気ＮＯｘ濃度及び検出された流出排気ＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが算出される。尚、ＮＯｘ触媒５より上流側の排気通路２にもＮＯｘセンサを設け、流出排気ＮＯｘ濃度を該ＮＯｘセンサによって検出してもよい。
【００５８】
次に、ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０より低いか否かが判別される。ここで、所定値Ｒｎｏｘ０は、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７が正常であるときのＮＯｘ浄化率の最低値として設定された値である。このような所定値Ｒｎｏｘ０は、実験等に基づいて予め求めることができる。
【００５９】
ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０以上と判定された場合、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７はいずれも正常であると判断できる。この場合、本フローは一旦終了される。
【００６０】
一方、ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０より低いと判定された場合、次に、ステップＳ１０３において、温度センサ１２の検出値に基づいてＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃが推定される。尚、ＮＯｘ触媒５に流入する排気の温度に基づいてＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃを推定してもよい。また、ＮＯｘ触媒５に流入する排気の温度及びＮＯｘ触媒５から流出する排気の温度の両方に基づいてＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃを推定してもよい。また、ＮＯｘ触媒５の温度を直接センサによって検出してもよい。
【００６１】
次に、ステップＳ１０４において、上述した吸着比率算出方法によってＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率を算出すべく、尿素添加装置７による尿素添加が停止される。尿素添加装置７による尿素添加が停止された後、ステップＳ１０５において、ＮＯｘ浄化率が略零になるまでの間ＮＯｘ浄化率が積算されることで、第一積算値Ｓｎ１が算出される。
【００６２】
次に、ステップＳ１０６において、ＮＯｘ触媒５が昇温される。本実施例において、ＮＯｘ触媒５の昇温は、燃料添加弁６から排気中に燃料を添加することで行なわれる。燃料添加弁６から添加された燃料は、酸化触媒３及びパティキュレートフィルタ４に担持された酸化触媒に供給され酸化される。このときの酸化熱によって排気の温度が上昇する。これによってＮＯｘ触媒５の温度が上昇する。尚、ＮＯｘ触媒５の昇温方法は、燃料添加弁６からの燃料添加に限られるものではなく、周知のどの様な方法を用いてもよい。例えば、内燃機関１において主燃料噴射よりも後のタイミングで副燃料噴射を行うことで酸化触媒３及びパティキュレートフィルタ４に供給してもよい。また、電気ヒータによってＮＯｘ触媒５を加熱してもよい。
【００６３】
ＮＯｘ触媒５の昇温が実行されると、ステップＳ１０７において、ＮＯｘ浄化率が上昇し始めてから再度略零になるまでの間ＮＯｘ浄化率を積算することで、第二積算値Ｓｎ２が算出される。
【００６４】
次に、ステップＳ１０８において、第一積算値Ｓｎ１と第二積算値Ｓｎ２との比として、尿素添加装置７からの燃料添加を停止させた時点でのＮＯｘ触媒５における吸着比率Ｒａが算出される。本実施例では、吸着比率Ｒａ＝（弱酸点吸着量／強酸点吸着量）＝（Ｓｎ１／Ｓｎ２）とする。
【００６５】
次に、ステップＳ１０９において、尿素添加装置７からの燃料添加を停止させた時点のＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃ、即ちステップＳ１０３で推定されたＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃに基づいて、基準吸着比率Ｒａｂａｓｅが設定される。基準吸着比率Ｒａｂａｓｅは、ＮＯｘ触媒５が正常であるときのアンモニアの吸着比率の基準値である。
【００６６】
ここで、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率ＲａとＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃとの関係について図６に基づいて説明する。図６において、縦軸は、吸着比率Ｒａを表しており、横軸はＮＯｘ触媒５の温度を表している。また、図６において、実線は、基準吸着比率Ｒａｂａｓｅを表しており、破線は、ＮＯｘ触媒５に異常が生じた場合の吸着比率の一例を表している。
【００６７】
ＮＯｘ触媒５の温度が上昇すると、その温度が低いときにはＮＯｘ触媒５の弱酸点に吸着していたアンモニアがＮＯｘの還元に使用され易くなる。つまり、ＮＯｘ触媒５の温度が高いほど、アンモニアの弱酸点吸着量は減少する。そのため、図６に示すように、ＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃが高いほど、吸着比率Ｒａは低くなる。
【００６８】
本実施例においては、図６に示すような、基準吸着比率ＲａｂａｓｅとＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃとの関係が、実験等に基づいて予め求められ、ＥＣＵ１０にマップとして記憶されている。そして、ステップＳ１０９においては、このマップにＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃの推定値を代入することで基準吸着比率Ｒａｂａｓｅが算出される。
【００６９】
次に、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０８で算出された吸着比率Ｒａが、ステップＳ１０９で設定された基準吸着比率Ｒａｂａｓｅを基準とする所定範囲内にあるか否かが判別される。所定範囲は、図６において一点鎖線で表す、ＮＯｘ触媒５が正常であると判断できるアンモニアの吸着比率の上限値と下限値との間の範囲である。本実施例では、このような所定範囲も、実験等に基づいて予め求められ、ＥＣＵ１０にマップとして記憶されている。
【００７０】
ステップＳ１１０において、吸着比率Ｒａが所定範囲内にないと判定された場合、即ち、吸着比率Ｒａが所定範囲の下限値より小さい或いは上限値より大きい場合、ステップＳ
１１１において、ＮＯｘ触媒５が異常であると判定される。一方、ステップＳ１１０において、吸着比率Ｒａが所定範囲内であると判定された場合、即ち、吸着比率Ｒａが所定範囲の下限値以上且つ上限値以下である場合、ステップＳ１１２において、尿素添加装置７が異常であると判定される。
【００７１】
本フローによれば、ＮＯｘ触媒５の異常と尿素添加装置７の異常とを区別して検出することができる。
【００７２】
＜実施例２＞
本発明の実施例２について説明する。本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の方法によってＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７の異常検出が行なわれる。
【００７３】
［排気浄化システムの異常検出］
本実施例では、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７の異常検出に加えて、温度センサ１２の異常検出が行なわれる。上述したように、ＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃは、温度センサ１２の検出値に基づいて推定される。そして、該推定値に基づいて、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの基準吸着比率Ｒａｂａｓｅが設定される。
【００７４】
このとき、温度センサ１２に異常が発生すると、ＮＯｘ触媒５の温度の推定値が実際の値と大きくずれる場合がある。この場合、基準吸着比率Ｒａｂａｓｅも本来の値とは異なる値となる。そして、このように本来の値とは異なる基準吸着比率を基準に所定範囲が設定されると、ＮＯｘ触媒５が正常であるにもかかわらず、ＮＯｘ触媒５における吸着比率Ｒａの算出値が所定範囲からはずれることになる。
【００７５】
一方、温度センサ１２に異常が発生しても、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７が正常であれば、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率の算出値は所定値Ｒｎｏｘ０以上となる。そこで、本実施例では、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０以上の時に、ＮＯｘ触媒５における吸着比率Ｒａが所定範囲からはずれている場合、温度センサ１２が異常であると判定する。
【００７６】
［異常検出フロー］
本実施例に係る排気浄化システムの異常検出のフローについて図７に基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００７７】
本フローでは、図５に示すフローと同様、ステップＳ１０１において、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが算出され、ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０より低いか否かが判別される。
【００７８】
ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０以上と判定された場合（この場合、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７は正常）、次に、ステップＳ２０３において、温度センサ１２の異常判定実行条件が成立したか否かが判別される。該異常判定実行条件は、予め定められており、具体的には、前回の温度センサ１２の異常判定実行後、所定時間が経過していること或いは車両の走行距離が所定距離以上となっていること等を例示できる。
【００７９】
ステップＳ２０３において異常判定実行条件が成立していないと判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。一方、ステップＳ２０３において異常判定実行条件が成立したと判定された場合、ステップＳ２０４において、温度センサ１２の検出値に基づいてＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃが推定される。
【００８０】
次に、ステップＳ２０５からＳ２０９の処理が実行され、ＮＯｘ触媒５における吸着比率Ｒａが算出される。ここで、ステップＳ２０５からＳ２０９の処理内容は、図５に示すフローのステップＳ１０４からＳ１０８と同様である。さらに、ステップＳ２１０において、図５に示すフローのステップＳ１０９と同様、ステップＳ２０４で推定されたＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃに基づいて、基準吸着比率Ｒａｂａｓｅが設定される。そして、ステップＳ２１１において、ステップＳ２０９で算出された吸着比率Ｒａが、ステップＳ２１０で設定された基準吸着比率Ｒａｂａｓｅを基準とする所定範囲内にあるか否かが判別される。
【００８１】
ステップＳ２１１において、吸着比率Ｒａが所定範囲内にないと判定された場合、ステップＳ２１２において、温度センサ１２が異常であると判定される。一方、ステップＳ２１１において、吸着比率Ｒａが所定範囲内であると判定された場合、ステップＳ２１３において、温度センサ１２は正常であると判定される。
【００８２】
本フローによれば、ＮＯｘ触媒５の異常及び尿素添加装置７の異常と区別して、温度センサ１２の異常を検出することができる。
【００８３】
＜実施例３＞
本発明の実施例３について説明する。本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の方法によってＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７の異常検出が行なわれる。また、実施例２と同様の方法によって温度センサ１２の異常検出が行なわれる。
【００８４】
［排気浄化システムの異常検出］
尿素添加装置７に異常が発生することで、尿素添加弁７１から排気中に添加された尿素水溶液の霧化又は分散が不十分となると、図８に示すように、排気通路２において固体尿素が析出する場合がある。本実施例では、このような固体尿素析出異常の検出が行なわれる。
【００８５】
図９は、ＮＯｘ触媒５に流入するＮＯｘの量に対する尿素添加装置７による尿素添加量の比率である当量比φと、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率Ｒａとの関係を示す図である。図９において、縦軸は吸着比率Ｒａを表しており、横軸は当量比φを表している。また、図９において、実線は、正常時（固体尿素析出異常が発生していない時）の関係を示しており、破線は、固体尿素析出異常が発生している場合の関係の一例を示している。
【００８６】
図９に示すとおり、正常時においては、当量比φが変化しても吸着比率Ｒａは略一定である。しかしながら、固体尿素析出異常が発生すると、当量比φが大きくなるに従って吸着比率Ｒａが低下する。これは以下の理由によるものである。
【００８７】
固体尿素析出異常が発生している場合、当量比を増加させると、析出される固体尿素の量が増加する。また、排気通路２に固体尿素が存在している状態で排気温度が上昇すると、固体尿素が分解されてアンモニアが生じ、該アンモニアがＮＯｘ触媒５に供給される。このとき、ＮＯｘ触媒５に供給されるアンモニアは、固体尿素の量が多いほど多くなる。
【００８８】
ここで、本実施例において、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニアの吸着比率を算出する際には、尿素添加装置７による尿素添加を停止させた後、ＮＯｘ浄化率の第二積算値を算出すべくＮＯｘ触媒５を昇温させる。この時、ＮＯｘ触媒５の昇温は、尿素添加弁７１より上流側において排気を昇温させることで実現される。そのため、固体尿素が排気通路２に
存在している状態でＮＯｘ触媒５の昇温が行なわれると、該固体尿素からＮＯｘ触媒５にアンモニアが供給される。
【００８９】
このときにＮＯｘ触媒５に供給されるアンモニアの量は、排気通路２に存在する固体尿素の量が多いほど、即ち尿素添加を停止する前の当量比が大きいほど多くなる。そして、このときにＮＯｘ触媒５に供給されるアンモニアの量が多いほど、ＮＯｘ浄化率が高くなるため、ＮＯｘ浄化率の第二積算値が大きくなる。従って、固体尿素析出異常が発生すると、当量比φが大きくなるに従って吸着比率Ｒａの算出値が低下する（つまり、ＮＯｘ触媒５における実際の吸着比率が低下するのではなく、見かけの吸着比率の値が低下する）。
【００９０】
そこで、本実施例では、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０以上の時において、当量比を変化させると、吸着比率の算出値が変化する場合、固体尿素析出異常が発生していると判定する。
［異常検出フロー］
本実施例に係る排気浄化システムの異常検出のフローについて図１０に基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００９１】
本フローでは、図５に示すフローと同様、ステップＳ１０１において、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが算出され、ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０より低いか否かが判別される。
【００９２】
ステップＳ１０２において、ＮＯｘ浄化率Ｒｎｏｘが所定値Ｒｎｏｘ０以上と判定された場合（この場合、ＮＯｘ触媒５及び尿素添加装置７は正常）、次に、ステップＳ３０３において、固体尿素析出異常の判定実行条件が成立したか否かが判別される。該異常判定実行条件は、予め定められており、具体的には、前回の固体尿素析出異常の判定実行後、所定時間が経過していること或いは車両の走行距離が所定距離以上となっていること等を例示できる。
【００９３】
ステップＳ３０３において異常判定実行条件が成立していないと判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。一方、ステップＳ３０３において異常判定実行条件が成立したと判定された場合、ステップＳ３０４において、二点の当量比ついて吸着比率Ｒａが算出される。
【００９４】
つまり、ステップＳ３０４においては、先ず、ある当量比で行なっている尿素添加装置７による尿素添加が停止され、実施例１に係る吸着比率の算出方法と同様の方法で、該当量比での吸着比率Ｒａが算出される。その後、尿素添加停止前よりも大きい当量比で尿素添加が再開される。そして、該尿素添加が再度停止されて、実施例１に係る吸着比率の算出方法と同様の方法で、増加された当量比での吸着比率Ｒａが算出される。尚、ステップＳ３０４においては、三点以上の当量比について吸着比率を算出してもよい。
【００９５】
次に、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０４で算出された二点の当量比ついて吸着比率Ｒａに基づいて、吸着比率の増加量ΔＲａが算出される。そして、ステップＳ３０６において、吸着比率の増加量ΔＲａが所定増加量ΔＲａ０以上であるか否かが判別される。ここで、所定増加量ΔＲａ０は、固体尿素析出異常が発生していると判断できる閾値である。このような所定増加量ΔＲａ０は、実験等に基づいて予め求めることができる。
【００９６】
ステップＳ３０６において、吸着比率の増加量ΔＲａが所定増加量ΔＲａ０以上であると判定された場合、ステップＳ３０７において、固体尿素析出異常が発生したと判定され
る。一方、ステップＳ３０６において、吸着比率の増加量ΔＲａが所定増加量ΔＲａ０より小さいと判定された場合、ステップＳ３０８において、固体尿素析出異常は発生していないと判定される。
【００９７】
本フローによれば、ＮＯｘ触媒５の異常及び尿素添加装置７の異常と区別して、固体尿素析出異常を検出することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
３・・・酸化触媒
４・・・パティキュレートフィルタ
５・・・選択還元型ＮＯｘ触媒
６・・・燃料添加弁
７・・・尿素添加装置
７１・・尿素添加弁
８・・・燃料添加弁
１０・・ＥＣＵ
１１・・ＮＯｘセンサ
１２・・温度センサ
１３・・クランクポジションセンサ
１４・・アクセル開度センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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