JP4930018B2 - Abnormality detection device for reducing agent addition valve - Google Patents

Abnormality detection device for reducing agent addition valve Download PDF

Info

Publication number
JP4930018B2
JP4930018B2 JP2006325874A JP2006325874A JP4930018B2 JP 4930018 B2 JP4930018 B2 JP 4930018B2 JP 2006325874 A JP2006325874 A JP 2006325874A JP 2006325874 A JP2006325874 A JP 2006325874A JP 4930018 B2 JP4930018 B2 JP 4930018B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reducing agent
amount
nox
addition
fuel ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006325874A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008138603A (en
Inventor
大介 柴田
裕 澤田
悟 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006325874A priority Critical patent/JP4930018B2/en
Publication of JP2008138603A publication Critical patent/JP2008138603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4930018B2 publication Critical patent/JP4930018B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

本発明は、ＮＯｘ触媒の浄化能力を回復させるための還元剤を排気通路に添加する還元剤添加弁の異常検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormality detecting device for a reducing agent addition valve for adding a reducing agent for recovering the purification ability of a NOx catalyst to an exhaust passage.

ＮＯｘ吸蔵還元触媒（以下「ＮＯｘ触媒」という。）の浄化能力を回復させるために、該ＮＯｘ吸蔵触媒の上流の排気通路に還元剤を添加する還元剤添加弁（以下「添加弁」ということもある。）を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この装置によれば、添加弁から添加される還元剤添加量を空燃比センサ出力に基づいて推定し、この推定された添加量を指示添加量と比較することにより、添加弁の異常判定が実行されている。 In order to recover the purification capacity of the NOx storage reduction catalyst (hereinafter referred to as “NOx catalyst”), a reducing agent addition valve (hereinafter also referred to as “addition valve”) that adds a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx storage catalyst. There is known an apparatus provided with the above (for example, see Patent Document 1).
According to this apparatus, the addition amount of the reducing agent added from the addition valve is estimated based on the air-fuel ratio sensor output, and the addition valve abnormality determination is performed by comparing the estimated addition amount with the indicated addition amount. Has been.

特開２００５−５４７２３号公報JP 2005-54723 A 特開２０００−１０４５３６号公報JP 2000-104536 A 特開２００２−１９５０２５号公報JP 2002-195025 A 特開２００４−２５７３０２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257302

しかしながら、リッチスパイク実施時、すなわち、ＮＯｘ触媒の還元時には、ＮＯｘ触媒において酸素が発生し、この発生した酸素がＮＯｘ触媒下流に排出される場合がある。ＮＯｘ触媒下流に設けられた空燃比センサを用いて上記添加量の推定を行う場合、ＮＯｘ触媒から排出された酸素により、空燃比センサ出力がずれてしまう可能性がある。そうすると、推定された添加量にも誤差が生じるため、添加弁の異常検出を精度良く実行することができなくなる可能性がある。   However, when rich spike is performed, that is, when the NOx catalyst is reduced, oxygen is generated in the NOx catalyst, and the generated oxygen may be discharged downstream of the NOx catalyst. When the amount of addition is estimated using an air-fuel ratio sensor provided downstream of the NOx catalyst, the output of the air-fuel ratio sensor may shift due to oxygen exhausted from the NOx catalyst. In this case, an error also occurs in the estimated addition amount, and therefore it may not be possible to accurately detect the addition valve abnormality.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、空燃比センサ出力のずれを低減することで、還元剤添加弁の異常検出を精度良く実行することが可能な還元剤添加弁の異常検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By reducing the deviation of the air-fuel ratio sensor output, the reducing agent addition capable of accurately detecting the abnormality of the reducing agent addition valve can be performed. An object of the present invention is to provide a valve abnormality detection device.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、ＮＯｘ触媒の浄化能力を回復させるために該ＮＯｘ触媒の上流に還元剤を添加する還元剤添加弁の異常を検出する異常検出装置であって、
前記還元剤添加弁に対して還元剤の添加量を指示する添加量指示手段と、
前記ＮＯｘ触媒の下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記排気空燃比に基づいて、前記還元剤添加弁から添加された還元剤の添加量を計測する添加量計測手段と、
前記添加量指示手段により指示された添加量と、前記添加量計測手段により計測された添加量とを比較することにより、前記還元剤添加弁の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記異常検出手段は、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が基準値よりも小さいときに、異常検出を実行することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is an abnormality detection device for detecting an abnormality of a reducing agent addition valve that adds a reducing agent upstream of the NOx catalyst in order to restore the purification ability of the NOx catalyst. ,
An addition amount indicating means for instructing an addition amount of a reducing agent to the reducing agent addition valve;
Air-fuel ratio detection means for detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the NOx catalyst;
An addition amount measuring means for measuring an addition amount of the reducing agent added from the reducing agent addition valve based on the exhaust air-fuel ratio;
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the reducing agent addition valve by comparing the addition amount instructed by the addition amount instruction means and the addition amount measured by the addition amount measurement means;
The abnormality detecting means performs abnormality detection when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is smaller than a reference value.

また、第２の発明は、ＮＯｘ触媒の浄化能力を回復させるために該ＮＯｘ触媒の上流に還元剤を添加する還元剤添加弁の異常を検出する異常検出装置であって、
前記還元剤添加弁に対して還元剤の添加量を指示する添加量指示手段と、
前記ＮＯｘ触媒の下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記排気空燃比に基づいて、前記還元剤添加弁から添加された還元剤の添加量を計測する添加量計測手段と、
前記添加量指示手段により指示された添加量と、前記添加量計測手段により計測された添加量とを比較することにより、前記還元剤添加弁の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記添加量指示手段は、前記ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように、前記還元剤を添加することを特徴とする。 The second invention is an abnormality detection device that detects an abnormality of a reducing agent addition valve that adds a reducing agent upstream of the NOx catalyst in order to recover the purification ability of the NOx catalyst,
An addition amount indicating means for instructing an addition amount of a reducing agent to the reducing agent addition valve;
Air-fuel ratio detection means for detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the NOx catalyst;
An addition amount measuring means for measuring an addition amount of the reducing agent added from the reducing agent addition valve based on the exhaust air-fuel ratio;
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the reducing agent addition valve by comparing the addition amount instructed by the addition amount instruction means and the addition amount measured by the addition amount measurement means;
The addition amount indicating means adds the reducing agent so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

また、第３の発明は、第２の発明において、
前記異常検出手段は、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が基準値よりも小さいときに、異常検出を実行することを特徴とする。 The third invention is the second invention, wherein
The abnormality detecting means performs abnormality detection when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is smaller than a reference value.

また、第４の発明は、第１又は第３の発明において、
前記異常検出手段により異常検出を実行する前に、還元剤の添加インターバルを短縮する添加インターバル短縮手段を更に備えたことを特徴とする。 Moreover, 4th invention is 1st or 3rd invention,
Before performing abnormality detection by the abnormality detection means, the apparatus further comprises addition interval shortening means for shortening the addition interval of the reducing agent.

また、第５の発明は、第１又は第３の発明において、
前記異常検出手段は、ＮＯｘ触媒床温が前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能が基準値よりも小さい温度領域内である場合に、異常検出を実行することを特徴とする。 The fifth invention is the first or third invention, wherein
The abnormality detecting means performs abnormality detection when the NOx catalyst bed temperature is in a temperature range in which the NOx storage capacity of the NOx catalyst is smaller than a reference value.

第１の発明によれば、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が基準値よりも小さいときに、還元剤添加弁の異常検出が実行される。ＮＯｘ吸蔵量が小さいほど、ＮＯｘ触媒の還元反応により生じる酸素量が少なくなるため、ＮＯｘ触媒から排出される酸素量が少なくなる。よって、空燃比検出手段による排気空燃比の検出誤差を抑制することができるため、添加量計測手段によって還元剤の添加量を精度良く検出することができる。これにより、還元剤添加弁の異常検出を精度良く実行することができる。   According to the first invention, when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is smaller than the reference value, abnormality detection of the reducing agent addition valve is executed. The smaller the NOx occlusion amount, the smaller the amount of oxygen generated by the reduction reaction of the NOx catalyst, and the smaller the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst. Therefore, since the detection error of the exhaust air / fuel ratio by the air / fuel ratio detection means can be suppressed, the addition amount of the reducing agent can be accurately detected by the addition amount measurement means. Thereby, abnormality detection of a reducing agent addition valve can be performed with sufficient accuracy.

第２の発明によれば、還元剤添加弁の異常検出時に、排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように、還元剤が添加される。排気空燃比がリーン側である場合には、ＮＯｘ触媒における還元反応が起こりにくいため、ＮＯｘ触媒から排出される酸素量が小さくされる。よって、空燃比検出手段による排気空燃比の検出誤差を抑制することができるため、添加量計測手段によって還元剤の添加量を精度良く計測することができる。これにより、還元剤添加弁の異常検出を精度良く実行することができる。   According to the second invention, the reducing agent is added so that the exhaust air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the abnormality of the reducing agent addition valve is detected. When the exhaust air-fuel ratio is on the lean side, the reduction reaction in the NOx catalyst is unlikely to occur, so the amount of oxygen exhausted from the NOx catalyst is reduced. Therefore, since the detection error of the exhaust air-fuel ratio by the air-fuel ratio detection means can be suppressed, the addition amount of the reducing agent can be accurately measured by the addition amount measurement means. Thereby, abnormality detection of a reducing agent addition valve can be performed with sufficient accuracy.

第３の発明によれば、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を基準値よりも小さくした状態で、還元剤添加弁の異常検出が実行される。ここで、還元剤添加弁により還元剤が液状に添加されると、ＮＯｘ触媒において空燃比リッチ部分が局所的に存在し得る。かかる場合においても、ＮＯｘ吸蔵量を小さくすることで、ＮＯｘ触媒における還元反応により発生する酸素量を大幅に抑制することができる。よって、添加量計測手段による添加量計測精度を大幅に向上させることができるため、還元剤添加弁の異常検出精度を大幅に向上させることができる。   According to the third invention, the abnormality detection of the reducing agent addition valve is performed in a state where the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is smaller than the reference value. Here, when the reducing agent is added in liquid form by the reducing agent addition valve, an air-fuel ratio rich portion may locally exist in the NOx catalyst. Even in such a case, the amount of oxygen generated by the reduction reaction in the NOx catalyst can be significantly suppressed by reducing the NOx occlusion amount. Therefore, since the addition amount measurement accuracy by the addition amount measuring means can be greatly improved, the abnormality detection accuracy of the reducing agent addition valve can be greatly improved.

第４の発明によれば、還元剤添加弁の異常検出を実行する前に、添加インターバル短縮手段によって還元剤の添加インターバルが短縮される。これにより、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を小さくした状態で、還元剤添加弁の異常検出を実行することができる。よって、還元剤添加弁の異常検出時に、ＮＯｘ触媒から排出される酸素量を抑えることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the reducing agent addition interval is shortened by the addition interval shortening means before detecting the abnormality of the reducing agent addition valve. Thereby, abnormality detection of a reducing agent addition valve can be performed in a state where the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is reduced. Therefore, it is possible to suppress the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst when detecting the abnormality of the reducing agent addition valve.

第５の発明によれば、ＮＯｘ触媒床温がＮＯｘ吸蔵能が基準値よりも小さくなる温度領域内である場合に、還元剤添加弁の異常検出が実行される。該温度領域内では、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が小さくなる。これは、例えば、低温側の領域では、ＮＯｘ触媒の活性が低いため、ＮＯｘ吸蔵反応が起こりにくいためであり、高温側の領域では、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘが離脱するためである。従って、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を小さくした状態で、還元剤添加弁の異常検出を実行することができる。   According to the fifth aspect of the invention, when the NOx catalyst bed temperature is in the temperature range where the NOx occlusion capacity is smaller than the reference value, abnormality detection of the reducing agent addition valve is performed. Within the temperature range, the NOx occlusion amount of the NOx catalyst becomes small. This is because, for example, the NOx catalyst activity is low in the region on the low temperature side, so that the NOx occlusion reaction hardly occurs, and NOx occluded in the NOx catalyst is released in the region on the high temperature side. Therefore, it is possible to detect abnormality of the reducing agent addition valve with the NOx occlusion amount of the NOx catalyst being reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１として、４サイクルのディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）を備えている。ディーゼルエンジン１は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。図１に示すディーゼルエンジン１は直列４気筒型であるが、本発明において、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。 Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a four-cycle diesel engine (compression ignition internal combustion engine) as the internal combustion engine 1. It is assumed that the diesel engine 1 is mounted on a vehicle and used as a power source. Although the diesel engine 1 shown in FIG. 1 is an in-line four-cylinder type, in the present invention, the number of cylinders and the cylinder arrangement are not limited thereto.

ディーゼルエンジン１の各気筒２のピストンは、クランク機構を介してクランク軸４に連結されている。クランク軸４の近傍には、クランク軸４の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ５が設けられている。   The piston of each cylinder 2 of the diesel engine 1 is connected to the crankshaft 4 via a crank mechanism. A crank angle sensor 5 that detects a rotation angle (crank angle) of the crankshaft 4 is provided in the vicinity of the crankshaft 4.

ディーゼルエンジン１の各気筒２には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ６が設置されている。各気筒のインジェクタ６は、共通のコモンレール７に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ８によって所定の燃圧まで加圧される。この加圧された燃料は、コモンレール７内に蓄えられ、コモンレール７から各インジェクタ６に供給される。インジェクタ６は、任意のタイミングで燃料を筒内に噴射することができる。   Each cylinder 2 of the diesel engine 1 is provided with an injector 6 that injects fuel directly into the cylinder. The injector 6 for each cylinder is connected to a common common rail 7. Fuel in a fuel tank (not shown) is pressurized to a predetermined fuel pressure by the supply pump 8. This pressurized fuel is stored in the common rail 7 and supplied to each injector 6 from the common rail 7. The injector 6 can inject fuel into the cylinder at an arbitrary timing.

ディーゼルエンジン１の吸気ポート１０には、吸気バルブ１２が設けられている。この吸気バルブ１２の開弁特性（開弁時期、リフト量、作用角）は、図示しない公知の可変動弁機構により変更可能である。   An intake valve 12 is provided at the intake port 10 of the diesel engine 1. The valve opening characteristics (valve opening timing, lift amount, working angle) of the intake valve 12 can be changed by a known variable valve mechanism (not shown).

吸気ポート１０は、吸気マニホールド１６を介して吸気通路１８に接続されている。吸気通路１８の途中には、吸気絞り弁２０が設けられている。吸気絞り弁２０は、アクセル開度センサ２１により検出されるアクセル開度AAに基づき、その開度が決定される電子制御弁である。吸気絞り弁２０の上流には、インタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２の上流にはターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａが設けられている。コンプレッサ２４ａは、排気通路３８のタービン２４ｂと連結軸により連結されている。   The intake port 10 is connected to an intake passage 18 via an intake manifold 16. An intake throttle valve 20 is provided in the intake passage 18. The intake throttle valve 20 is an electronic control valve whose opening is determined based on the accelerator opening AA detected by the accelerator opening sensor 21. An intercooler 22 is provided upstream of the intake throttle valve 20. A compressor 24 a of the turbocharger 24 is provided upstream of the intercooler 22. The compressor 24a is connected to the turbine 24b of the exhaust passage 38 by a connecting shaft.

コンプレッサ２４ａの上流には、吸入空気量Gaを検出するエアフロメータ２６が設けられている。エアフロメータ２６の上流にはエアクリーナ２８が設けられている。   An air flow meter 26 for detecting the intake air amount Ga is provided upstream of the compressor 24a. An air cleaner 28 is provided upstream of the air flow meter 26.

このような構成によれば、ターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａにより圧縮された吸入空気は、インタークーラ２２で冷却される。インタークーラ２２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド１６によって各気筒の吸気ポート１０に分配される。   According to such a configuration, the intake air compressed by the compressor 24 a of the turbocharger 24 is cooled by the intercooler 22. The intake air that has passed through the intercooler 22 is distributed to the intake port 10 of each cylinder by the intake manifold 16.

また、ディーゼルエンジン１の排気ポート３０には、排気バルブ３２が設けられている。この排気バルブ３２の開弁特性（開弁時期、リフト量、作用角）は、図示しない公知の可変動弁機構により変更可能である。   An exhaust valve 32 is provided at the exhaust port 30 of the diesel engine 1. The valve opening characteristics (valve opening timing, lift amount, working angle) of the exhaust valve 32 can be changed by a known variable valve mechanism (not shown).

排気ポート３０は、排気マニホールド３６を介して排気通路３８に接続されている。排気通路３８には、ターボ過給機２４のタービン２４ｂが設けられている。タービン２４ｂの下流には、前処理触媒である酸化触媒４０が設けられている。酸化触媒４０は、ＨＣやＣＯを酸化する機能を有する触媒である。   The exhaust port 30 is connected to an exhaust passage 38 via an exhaust manifold 36. In the exhaust passage 38, a turbine 24b of the turbocharger 24 is provided. An oxidation catalyst 40 that is a pretreatment catalyst is provided downstream of the turbine 24b. The oxidation catalyst 40 is a catalyst having a function of oxidizing HC and CO.

酸化触媒４０の下流には、ＮＯｘ触媒４２が設けられている。ＮＯｘ触媒４２は、空燃比が理論空燃比より大きい雰囲気中、つまり理論空燃比よりリーンな雰囲気中では排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比以下の雰囲気中、つまり理論空燃比以下のリッチの雰囲気中では吸蔵されたＮＯｘを還元浄化して放出する機能を有している。   A NOx catalyst 42 is provided downstream of the oxidation catalyst 40. The NOx catalyst 42 occludes NOx in the exhaust gas in an atmosphere where the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, in an atmosphere leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and in the atmosphere where the air-fuel ratio is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the stoichiometric air-fuel ratio. In the following rich atmosphere, it has a function of reducing and purifying the stored NOx and reducing it.

このＮＯｘ触媒４２は、ＮＯｘを吸蔵還元する機能のみを有するものでもよく、あるいは、排気ガス中のすすを捕集する機能を併せ持つＤＰＮＲ(Diesel Particulate-NOx-Reduction system)のようなものでもよい。また、ＮＯｘ触媒４２は、すすを捕集すること以外の機能を併せ持つものでもよい。なお、酸化触媒４０とＮＯｘ触媒４２とは、１つの容器内に収納されていてもよい。   The NOx catalyst 42 may have only a function of storing and reducing NOx, or may be a DPNR (Diesel Particulate-NOx-Reduction system) having a function of collecting soot in exhaust gas. The NOx catalyst 42 may have a function other than collecting soot. The oxidation catalyst 40 and the NOx catalyst 42 may be housed in one container.

ＮＯｘ触媒４２には、触媒床温センサ４４が設けられている。この触媒床温センサ４４は、ＮＯｘ触媒４２の床温（以下「触媒床温」という。）Tcを検出するように構成されている。   The NOx catalyst 42 is provided with a catalyst bed temperature sensor 44. The catalyst bed temperature sensor 44 is configured to detect the bed temperature (hereinafter referred to as “catalyst bed temperature”) Tc of the NOx catalyst 42.

また、酸化触媒４０とＮＯｘ触媒４２の間には、ＮＯｘ触媒４２に流入する排気ガス温度Texgを検出する排気温センサ４５が設けられている。タービン２４ｂと酸化触媒４０との間には、排気ガス中に還元剤である燃料を添加する排気燃料添加弁（以下「添加弁」という。）４６が設けられている。添加弁４６は、図示しない燃料供給管を介して上記サプライポンプ８と連通している。   An exhaust temperature sensor 45 that detects the exhaust gas temperature Texg flowing into the NOx catalyst 42 is provided between the oxidation catalyst 40 and the NOx catalyst 42. Between the turbine 24 b and the oxidation catalyst 40, an exhaust fuel addition valve (hereinafter referred to as “addition valve”) 46 that adds fuel as a reducing agent to the exhaust gas is provided. The addition valve 46 communicates with the supply pump 8 through a fuel supply pipe (not shown).

ＮＯｘ触媒４２の下流には、空燃比センサ４８が設けられている。この空燃比センサ４８は、該下流における排気空燃比を検出するように構成されている。   An air-fuel ratio sensor 48 is provided downstream of the NOx catalyst 42. The air-fuel ratio sensor 48 is configured to detect the exhaust air-fuel ratio downstream.

吸気通路１８の吸気マニホールド１６の近傍には、外部ＥＧＲ通路５２の一端が接続されている。外部ＥＧＲ通路５２の他端は、排気通路３８の排気マニホールド３６近傍に接続されている。本システムでは、この外部ＥＧＲ通路５２を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路１８に還流させること、つまり外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。   One end of the external EGR passage 52 is connected to the intake passage 18 in the vicinity of the intake manifold 16. The other end of the external EGR passage 52 is connected to the vicinity of the exhaust manifold 36 of the exhaust passage 38. In the present system, a part of the exhaust gas (burned gas) can be recirculated to the intake passage 18 through the external EGR passage 52, that is, external EGR (Exhaust Gas Recirculation) can be performed.

外部ＥＧＲ通路５２の途中には、外部ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。外部ＥＧＲ通路５２におけるＥＧＲクーラ５４の下流には、ＥＧＲ弁５６が設けられている。このＥＧＲ弁５６の開度を大きくするほど、外部ＥＧＲ通路５２を通る排気ガス量（すなわち、外部ＥＧＲ量もしくは外部ＥＧＲ率）を増大させることができる。   In the middle of the external EGR passage 52, an EGR cooler 54 for cooling the external EGR gas is provided. An EGR valve 56 is provided downstream of the EGR cooler 54 in the external EGR passage 52. As the opening degree of the EGR valve 56 is increased, the amount of exhaust gas passing through the external EGR passage 52 (that is, the external EGR amount or the external EGR rate) can be increased.

また、本実施の形態１のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ６、サプライポンプ８、吸気絞り弁２０、添加弁４６、ＥＧＲ弁５６等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ５、アクセル開度センサ２１、エアフロメータ２６、触媒床温センサ４４、排気温センサ４５、空燃比センサ４８等が接続されている。   The system of the first embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 as a control device. An injector 6, a supply pump 8, an intake throttle valve 20, an addition valve 46, an EGR valve 56, and the like are connected to the output side of the ECU 60. A crank angle sensor 5, an accelerator opening sensor 21, an air flow meter 26, a catalyst bed temperature sensor 44, an exhaust temperature sensor 45, an air-fuel ratio sensor 48, and the like are connected to the input side of the ECU 60.

また、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ５の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、アクセル開度AA等に基づいて、機関負荷KLを算出する。また、ＥＣＵ６０は、この機関負荷KLに基づいて、インジェクタ６からの燃料噴射量（筒内噴射量）Qinjを算出する。ＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼルエンジン１の運転状態を制御する。   Further, the ECU 60 calculates the engine speed NE based on the output of the crank angle sensor 5. Further, the ECU 60 calculates the engine load KL based on the accelerator opening AA and the like. Further, the ECU 60 calculates a fuel injection amount (in-cylinder injection amount) Qinj from the injector 6 based on the engine load KL. The ECU 60 controls the operating state of the diesel engine 1 by operating each actuator in accordance with a predetermined program based on the signal from each sensor.

［本実施の形態１の特徴］
上記システムにおけるＮＯｘ触媒４２のＮＯｘ吸蔵量が所定値を超えると、ＮＯｘを還元・放出させるため、いわゆるリッチスパイクが実施される。すなわち、添加弁４６から還元剤である燃料の添加が行われ、この還元剤によりＮＯｘ触媒４２の浄化能力回復処理（再生処理）が行われる。本実施の形態１では、以下に説明するように、この添加弁４６の異常（故障）を検出する手法について提案する。 [Features of Embodiment 1]
When the NOx occlusion amount of the NOx catalyst 42 in the system exceeds a predetermined value, so-called rich spike is performed to reduce and release NOx. That is, the fuel that is the reducing agent is added from the addition valve 46, and the purification ability recovery processing (regeneration processing) of the NOx catalyst 42 is performed by this reducing agent. In the first embodiment, as described below, a method for detecting an abnormality (failure) of the addition valve 46 is proposed.

図２は、添加弁４６の異常を判別する方法を説明するための図である。図２における横軸は、ＥＣＵ６０から添加弁４６に対して指示される添加量（以下「指示添加量」という。）であり、縦軸は後述する方法により計測（推定）される添加量（以下「計測添加量」という。）である。
図２に示すように、指示添加量と計測添加量とを比較することで、添加弁４６の異常検出を行うことができる。指示添加量に対する計測添加量の比率Rが１である場合、すなわち、ＥＣＵ６０から指示された量だけ添加弁４６から還元剤が添加されると計測された場合には、当然ながら添加弁４６は正常であると判定される。さらに、添加弁４６のばらつき・経時変化を考慮して、比率Rが図２に示すような基準範囲内であれば、添加弁４６は正常であると判定される。例えば、指示添加量がAである場合、計測添加量がA±Dthの範囲内であれば、添加弁４６は正常であると判定される。
一方、比率Rがこの基準範囲外であれば、添加弁４６は異常（故障）であると判定される。なお、この基準範囲は、車種に応じて予め設定しておくことができる。 FIG. 2 is a diagram for explaining a method of determining abnormality of the addition valve 46. The horizontal axis in FIG. 2 is an addition amount (hereinafter referred to as “indicated addition amount”) instructed from the ECU 60 to the addition valve 46, and the vertical axis is an addition amount (hereinafter referred to as “estimated”) measured by a method described later. It is called “measured addition amount”).
As shown in FIG. 2, the abnormality of the addition valve 46 can be detected by comparing the indicated addition amount with the measured addition amount. When the ratio R of the measured addition amount to the indicated addition amount is 1, that is, when it is measured that the reducing agent is added from the addition valve 46 by the amount instructed by the ECU 60, the addition valve 46 is naturally normal. It is determined that Further, in consideration of variation and change with time of the addition valve 46, if the ratio R is within the reference range as shown in FIG. 2, it is determined that the addition valve 46 is normal. For example, when the indicated addition amount is A and the measured addition amount is within the range of A ± Dth, it is determined that the addition valve 46 is normal.
On the other hand, if the ratio R is outside this reference range, it is determined that the addition valve 46 is abnormal (failure). The reference range can be set in advance according to the vehicle type.

図３は、リッチスパイク実施時の空燃比センサ４８の出力（以下「空燃比センサ出力」という。）A/Fsの変化を示す図である。
添加弁４６よりも上流の排気空燃比は、図３において一点鎖線で示すような空燃比A/Fcalとなる。この空燃比A/Fcalは、後述する式(1)に従って計算することができる。なお、この空燃比（以下「計算空燃比」という。）A/Fcalの代わりに、還元剤添加前（リッチスパイク非実施時）の空燃比センサ出力A/Fs(NRS)を用いることもできる。 FIG. 3 is a diagram showing a change in the output (hereinafter referred to as “air-fuel ratio sensor output”) A / Fs of the air-fuel ratio sensor 48 when the rich spike is performed.
The exhaust air / fuel ratio upstream of the addition valve 46 becomes an air / fuel ratio A / Fcal as shown by a one-dot chain line in FIG. This air-fuel ratio A / Fcal can be calculated according to equation (1) described later. Instead of this air-fuel ratio (hereinafter referred to as “calculated air-fuel ratio”) A / Fcal, the air-fuel ratio sensor output A / Fs (NRS) before the addition of the reducing agent (when rich spike is not performed) can also be used.

一方、ＮＯｘ触媒４２下流の空燃比センサ４８の出力A/Fsは、リッチスパイク非実施時（添加弁４６から燃料添加が行われていない時）には上記計算空燃比A/Fcalと略同一である。しかしながら、空燃比センサ出力A/Fcalは、リッチスパイク実施時（添加弁４６から燃料添加が行われている時）には、添加された燃料の分だけ、上記計算空燃比A/Fcalと相違する。具体的には、空燃比センサ出力A/Fsは、図３において実線で示されるように変化する。   On the other hand, the output A / Fs of the air-fuel ratio sensor 48 downstream of the NOx catalyst 42 is substantially the same as the calculated air-fuel ratio A / Fcal when the rich spike is not performed (when no fuel is added from the addition valve 46). is there. However, the air-fuel ratio sensor output A / Fcal differs from the calculated air-fuel ratio A / Fcal by the amount of added fuel when rich spike is performed (when fuel is added from the addition valve 46). . Specifically, the air-fuel ratio sensor output A / Fs changes as shown by the solid line in FIG.

後述するように、これらの計算空燃比A/Fcalと空燃比センサ出力A/Fsを用いて、添加弁４６から添加された燃料量（すなわち、上記計測添加量）を計測（推定）することができる。   As will be described later, by using these calculated air-fuel ratio A / Fcal and air-fuel ratio sensor output A / Fs, it is possible to measure (estimate) the amount of fuel added from the addition valve 46 (that is, the measured addition amount). it can.

図４は、計算空燃比A/Fcalと空燃比センサ出力A/Fsに基づいて、添加弁４６から添加された燃料量を計測する方法を説明するための図である。図４において、上記図３と同様に、符号「A/Fcal」は計算により求められた添加弁４６上流の排気空燃比を、符号「A/Fs」は空燃比センサ４８の出力を、それぞれ表している。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of measuring the amount of fuel added from the addition valve 46 based on the calculated air / fuel ratio A / Fcal and the air / fuel ratio sensor output A / Fs. In FIG. 4, as in FIG. 3, the symbol “A / Fcal” represents the exhaust air / fuel ratio upstream of the addition valve 46 obtained by calculation, and the symbol “A / Fs” represents the output of the air / fuel ratio sensor 48. ing.

計算空燃比A/Fcalは、次式(1)に従って算出することができる。次式(1)において、「Ga」は吸入空気量であり、「Qinj」は筒内燃料噴射量である。
A/Fcal=Ga/Qinj・・・(1)
上式(1)を変形すると、次式(2)が得られる。
Qinj=Ga/(A/Fcal)・・・(2) The calculated air-fuel ratio A / Fcal can be calculated according to the following equation (1). In the following equation (1), “Ga” is the intake air amount, and “Qinj” is the in-cylinder fuel injection amount.
A / Fcal = Ga / Qinj ... (1)
When the above equation (1) is transformed, the following equation (2) is obtained.
Qinj = Ga / (A / Fcal) ... (2)

また、リッチスパイク実施時の空燃比センサ出力A/Fsは、次式(3)のように表すことができる。次式(3)において、「Qex」は添加弁４６から添加された燃料量である。
A/Fs=Ga/(Qinj+Qex)・・・(3)
上式(3)を変形すると、次式(4)が得られる。
Qinj+Qex=Ga/(A/Fs)・・・(4) Further, the air-fuel ratio sensor output A / Fs at the time of rich spike execution can be expressed as the following equation (3). In the following equation (3), “Qex” is the amount of fuel added from the addition valve 46.
A / Fs = Ga / (Qinj + Qex) ... (3)
When the above equation (3) is transformed, the following equation (4) is obtained.
Qinj + Qex = Ga / (A / Fs) ... (4)

上式(4)から上式(2)を減算することにより次式(5)が得られ、さらに次式(5)を変形することにより次式(6)が得られる。
Qex=Ga×{1/(A/Fs)-1/(A/Fcal)}・・・(5)
=Ga×{(A/Fcal)-(A/Fs)}/(A/Fcal)/(A/Fs)・・・(6) The following equation (5) is obtained by subtracting the above equation (2) from the above equation (4), and the following equation (6) is obtained by further modifying the following equation (5).
Qex = Ga × {1 / (A / Fs) -1 / (A / Fcal)} (5)
= Ga × {(A / Fcal)-(A / Fs)} / (A / Fcal) / (A / Fs) ... (6)

よって、吸入空気量Gaと、計算空燃比A/Fcalと、空燃比センサ出力A/Fsとを用いて、上式(5)又は(6)に従って、リッチスパイク実施中における瞬時（ある時刻）の添加燃料量Qexが算出される。この添加燃料量Qexを、図４に示すリッチスパイク時間trsの間だけ積算することで、リッチスパイク実施時に添加弁４６から添加された燃料量を計測することができる。すなわち、計測添加量が求められる。 Therefore, using the intake air amount Ga, the calculated air / fuel ratio A / Fcal, and the air / fuel ratio sensor output A / Fs, according to the above equation (5) or (6), An added fuel amount Qex is calculated. By accumulating the added fuel amount Qex only during the rich spike time trs shown in FIG. 4, the amount of fuel added from the addition valve 46 at the time of rich spike execution can be measured. That is, the measured addition amount is determined.

ところで、リッチスパイク実施時には、ＮＯｘ触媒４２から酸素が排出される。これは、ＮＯｘ触媒４２において、次式(7)で表されるように、硝酸塩(Ba(NO3)2)と還元剤(H2)とが反応した結果、酸素が発生することによる。
Ba(NO3)2+2H2→BaO+O2+3H2O+N2・・・(7) Incidentally, oxygen is discharged from the NOx catalyst 42 during the rich spike operation. This is because oxygen is generated as a result of the reaction between nitrate (Ba (NO 3 ) 2 ) and the reducing agent (H 2 ) in the NOx catalyst 42 as represented by the following formula (7).
Ba (NO 3 ) 2 + 2H 2 → BaO + O 2 + 3H 2 O + N 2 ... (7)

ＮＯｘ触媒４２下流に配置された空燃比センサ４８は、酸素濃度に基づいて空燃比を検出するものである。よって、ＮＯｘ触媒４２から排出された酸素により、空燃比センサ出力A/Fsがリーン側にシフトする可能性がある。そうすると、計測添加量が実際よりも少なく算出される可能性がある。従って、添加弁４６の異常検出を精度良く実行することができなくなる虞がある。   An air-fuel ratio sensor 48 disposed downstream of the NOx catalyst 42 detects the air-fuel ratio based on the oxygen concentration. Therefore, the oxygen discharged from the NOx catalyst 42 may cause the air-fuel ratio sensor output A / Fs to shift to the lean side. Then, there is a possibility that the measured addition amount is calculated to be smaller than the actual amount. Therefore, there is a possibility that the abnormality detection of the addition valve 46 cannot be performed with high accuracy.

図５は、ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合と大きい場合とにおける空燃比センサ出力A/Fsの変化を示す図である。図５に示す例では、ＮＯｘ触媒４２入口の空燃比が理論空燃比よりも弱リッチ側の13.9となるように、添加弁４６から還元剤が添加されている。
図５に示すように、ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合には、大きい場合に比して、空燃比センサ出力A/Fsのリーン側へのずれ量が小さい。これは、ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合の方が、ＮＯｘ触媒４２で発生される酸素量が少なく、ＮＯｘ触媒４２から排出される酸素量が少ないためである。
なお、図５において、リッチスパイク前半にＮＯｘ吸蔵量が大きい場合と小さい場合とも理論空燃比近傍となっているのは、ＮＯｘ還元反応により発生した酸素によるものである。 FIG. 5 is a diagram showing changes in the air-fuel ratio sensor output A / Fs when the NOx occlusion amount is small and large. In the example shown in FIG. 5, the reducing agent is added from the addition valve 46 so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst 42 becomes 13.9, which is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
As shown in FIG. 5, when the NOx occlusion amount is small, the deviation amount of the air-fuel ratio sensor output A / Fs to the lean side is smaller than when the NOx occlusion amount is large. This is because the amount of oxygen generated by the NOx catalyst 42 is smaller and the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst 42 is smaller when the NOx occlusion amount is smaller.
In FIG. 5, the NOx occlusion amount in the first half of the rich spike is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio regardless of whether the NOx occlusion amount is large or small because of oxygen generated by the NOx reduction reaction.

図６は、ＮＯｘ吸蔵量が最小の場合と最大の場合とにおける計測添加量の一例を示す図である。図６で示す例では、還元剤添加パターンが250[mm3]×3[回]とされている。この例では、ＮＯｘ吸蔵量が最大である場合と最小である場合とでは、計測添加量が１１％もずれている。このずれは、図５に示したように、ＮＯｘ触媒４２で発生した酸素による空燃比センサ出力A/Fsのずれ量の相違に起因するものである。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a measured addition amount when the NOx occlusion amount is minimum and maximum. In the example shown in FIG. 6, the reducing agent addition pattern is 250 [mm 3 ] × 3 [times]. In this example, the measured addition amount is deviated by 11% between the case where the NOx occlusion amount is the maximum and the case where the NOx occlusion amount is the minimum. As shown in FIG. 5, this deviation is caused by a difference in the deviation amount of the air-fuel ratio sensor output A / Fs due to oxygen generated in the NOx catalyst 42.

そこで、本実施の形態１によれば、ＮＯｘ吸蔵量が所定の基準値よりも小さい場合に、添加弁４６の異常検出を実行することとする。より具体的には、添加弁４６の異常検出を実行する前に、通常のＮＯｘ還元用リッチスパイクのインターバルを短縮することで、ＮＯｘ吸蔵量を小さくする。   Therefore, according to the first embodiment, when the NOx occlusion amount is smaller than a predetermined reference value, abnormality detection of the addition valve 46 is performed. More specifically, the NOx occlusion amount is reduced by shortening the normal NOx reduction rich spike interval before detecting the abnormality of the addition valve 46.

図７は、リッチスパイク実施時の還元剤の添加インターバルを示す図である。詳細には、図７（Ａ）は、通常のＮＯｘ還元時の添加インターバルを示す図であり、図７（Ｂ）は、添加弁４６の異常検出前の添加インターバルを示す図である。図７（Ｂ）に示すように、添加弁４６の異常検出前は、図７（Ａ）に示す通常のリッチスパイクに比して、還元剤の添加インターバルが短縮される。   FIG. 7 is a diagram illustrating the addition interval of the reducing agent when the rich spike is performed. Specifically, FIG. 7A is a diagram illustrating an addition interval at the time of normal NOx reduction, and FIG. 7B is a diagram illustrating an addition interval before detecting an abnormality of the addition valve 46. As shown in FIG. 7 (B), before the abnormality of the addition valve 46 is detected, the reducing agent addition interval is shortened compared to the normal rich spike shown in FIG. 7 (A).

図８は、リッチスパイク実施時におけるＮＯｘ触媒４２の出ガスＮＯｘ濃度の変化を示す図である。この出ガスＮＯｘ濃度は、ＮＯｘ吸蔵量と相関を有している。また、図８には、ＮＯｘ触媒４２の入ガスＮＯｘ濃度が併せて示されている。この入ガスＮＯｘ濃度は一定に制御されている。
図８における時刻t1以前は、リッチスパイクが実施されておらず、ＮＯｘ触媒４２によりＮＯｘが吸蔵されている。ＮＯｘ吸蔵量が大きくなるに連れて、出ガスＮＯｘ濃度が高くなる。
時刻t1以降、ＮＯｘ還元のためのリッチスパイクを頻繁に繰り返すと、すなわち、図７（Ｂ）に示すように還元剤の添加インターバルを短縮してリッチスパイクを繰り返すと、出ガスＮＯｘ濃度が低くなる。かかる出ガスＮＯｘ濃度が低くなるに連れて、ＮＯｘ吸蔵量が小さくなる。そして、ＮＯｘ吸蔵量が小さい状態で、添加弁４６の異常検出が実行される。 FIG. 8 is a diagram showing a change in the NOx concentration of the NOx catalyst 42 during the rich spike operation. This outgas NOx concentration has a correlation with the NOx occlusion amount. Further, FIG. 8 also shows the input gas NOx concentration of the NOx catalyst 42. This input gas NOx concentration is controlled to be constant.
Before time t1 in FIG. 8, the rich spike is not performed, and NOx is occluded by the NOx catalyst 42. As the NOx occlusion amount increases, the outgas NOx concentration increases.
After time t1, when the rich spike for NOx reduction is frequently repeated, that is, when the rich spike is repeated with the reducing agent addition interval shortened as shown in FIG. . As the outgas NOx concentration decreases, the NOx occlusion amount decreases. And abnormality detection of the addition valve 46 is performed in a state where the NOx occlusion amount is small.

［実施の形態１における具体的処理］
（ＮＯｘ還元の基本制御）
先ず、ＮＯｘ還元用リッチスパイクの基本制御について説明する。
図９は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するＮＯｘ還元の基本制御ルーチンを示すフローチャートである。 [Specific Processing in Embodiment 1]
(Basic control of NOx reduction)
First, basic control of the NOx reduction rich spike will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing a basic control routine for NOx reduction executed by the ECU 60 in the first embodiment.

図９に示すルーチンによれば、先ず、エンジン１から排出されるＮＯｘ量（以下「ＮＯｘ排出量」という。）Gnoxを算出する（ステップ１００）。このステップ１００では、例えば、機関回転数NEと筒内噴射量Qinjとの関係でＮＯｘ排出量Gnoxが定められたマップを参照することで、ＮＯｘ排出量Gnoxを算出することができる。   According to the routine shown in FIG. 9, first, the NOx amount (hereinafter referred to as “NOx emission amount”) Gnox discharged from the engine 1 is calculated (step 100). In this step 100, for example, the NOx emission amount Gnox can be calculated by referring to a map in which the NOx emission amount Gnox is determined by the relationship between the engine speed NE and the in-cylinder injection amount Qinj.

次に、上記ステップ１００で算出されたＮＯｘ排出量Gnoxを用いて、次式(8)に従ってＮＯｘ吸蔵量変化量（ΔGst）を算出する（ステップ１０２）。すなわち、ＮＯｘ吸蔵量変化量ΔGstは、ＮＯｘ排出量Gnoxに係数kを乗ずることによって算出される。この係数kは、触媒通過空気量、触媒床温Tc、排気ガス温度Texg、ＮＯｘ吸蔵量Gst等（以下「触媒通過空気量等」という。）に対して相関を有している。ＥＣＵ６０には、この係数kと触媒通過空気量等との関係を規定したマップが予め記憶されている。ＥＣＵ６０は、該マップを参照して、対応する係数kを読み出すことができる。
ΔGst=Gnox×k・・・(8) Next, using the NOx emission amount Gnox calculated in step 100, a NOx occlusion amount change amount (ΔGst) is calculated according to the following equation (8) (step 102). That is, the NOx occlusion amount change amount ΔGst is calculated by multiplying the NOx emission amount Gnox by the coefficient k. The coefficient k has a correlation with the catalyst passing air amount, the catalyst bed temperature Tc, the exhaust gas temperature Texg, the NOx occlusion amount Gst (hereinafter referred to as “catalyst passing air amount etc.”). The ECU 60 stores in advance a map that defines the relationship between the coefficient k and the amount of air passing through the catalyst. The ECU 60 can read the corresponding coefficient k with reference to the map.
ΔGst = Gnox × k ... (8)

次に、ＮＯｘ吸蔵量Gstを算出する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、次式(9)で表されるように、前回算出されたＮＯｘ吸蔵量Gst(k-1)と、上記ステップ１０２で算出されたＮＯｘ吸蔵量変化量ΔGstとを加算することによって、ＮＯｘ吸蔵量Gstが算出される。
Gts=Gst(k-1)+ΔGst・・・(9) Next, the NOx occlusion amount Gst is calculated (step 104). In this step 104, as expressed by the following equation (9), the previously calculated NOx occlusion amount Gst (k-1) and the NOx occlusion amount change amount ΔGst calculated in step 102 are added. Thus, the NOx occlusion amount Gst is calculated.
Gts = Gst (k-1) + ΔGst (9)

その後、上記ステップ１０４で算出されたＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst1よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０６）。このステップ１０６では、ＮＯｘ還元用のリッチスパイクを実施するか否かが判別される。この基準値Gst1により、還元剤の添加インターバルが決定される。具体的には、この基準値Gst1が小さいほど、還元剤の添加インターバルが短くされる。   Thereafter, it is determined whether or not the NOx occlusion amount Gst calculated in step 104 is larger than a reference value Gst1 (step 106). In this step 106, it is determined whether or not to execute a rich spike for NOx reduction. The addition interval of the reducing agent is determined by the reference value Gst1. Specifically, the smaller the reference value Gst1, the shorter the reducing agent addition interval.

上記ステップ１０６でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst1よりも大きいと判別された場合には、通常のＮＯｘ還元用のリッチスパイクを実施する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側となるように、添加弁４６から還元剤が添加される。図５に示す例では、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が１３．９となるように、還元剤が添加されている。その後、本ルーチンを一旦終了する。   When it is determined in step 106 that the NOx occlusion amount Gst is larger than the reference value Gst1, a normal rich spike for NOx reduction is performed (step 108). In this step 108, the reducing agent is added from the addition valve 46 so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. In the example shown in FIG. 5, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst becomes 13.9. Thereafter, this routine is temporarily terminated.

一方、上記ステップ１０６でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst1以下であると判別された場合には、ＮＯｘ還元用のリッチスパイクの実施は不要であると判断される。この場合、そのまま本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the NOx occlusion amount Gst is equal to or less than the reference value Gst1, it is determined that the rich spike for NOx reduction is not necessary. In this case, this routine is once ended as it is.

以上説明した図９のルーチンとは独立したタイミングで、ＥＣＵ６０は、図１０及び図１１のルーチンを実行することにより、添加弁４６の異常検出を実行する。   The ECU 60 detects the abnormality of the addition valve 46 by executing the routines of FIGS. 10 and 11 at a timing independent of the routine of FIG. 9 described above.

（排気燃料添加弁の異常検出）
図１０は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図１０に示すルーチンによれば、添加弁４６の異常検出要求があるか否かを判別する（ステップ１１０）。このステップ１１０において、ＥＣＵ６０は、例えば、前回異常検出を実行してから所定距離又は所定時間だけ走行した場合や、前回異常検出を実行してからの添加弁４６への指示添加量の積算値（積算指示添加量）が所定値を超えた場合に、異常検出要求が有ると判別することができる。このステップ１１０で異常検出要求が無いと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。 (Exhaust fuel addition valve abnormality detection)
FIG. 10 is a flowchart showing a routine executed by ECU 60 in the first embodiment.
According to the routine shown in FIG. 10, it is determined whether or not there is an abnormality detection request for the addition valve 46 (step 110). In this step 110, the ECU 60, for example, when the vehicle travels for a predetermined distance or a predetermined time after executing the previous abnormality detection, or the integrated value of the instruction addition amount to the addition valve 46 after executing the previous abnormality detection ( When the cumulative instruction addition amount) exceeds a predetermined value, it can be determined that there is an abnormality detection request. If it is determined in step 110 that there is no abnormality detection request, this routine is temporarily terminated.

上記ステップ１１０で異常検出要求が有ると判別された場合には、触媒床温Tcが基準値T1よりも高いか否かを判別する（ステップ１１２）。この基準値T1は、ＮＯｘ触媒４２の暖機完了（活性化）を判別するための温度であり、例えば、２５０℃である。このステップ１１２で触媒床温Tcが基準値T1以下であると判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。   If it is determined in step 110 that there is an abnormality detection request, it is determined whether or not the catalyst bed temperature Tc is higher than the reference value T1 (step 112). The reference value T1 is a temperature for determining completion of warming up (activation) of the NOx catalyst 42, and is 250 ° C., for example. If it is determined in step 112 that the catalyst bed temperature Tc is equal to or lower than the reference value T1, this routine is temporarily terminated.

一方、上記ステップ１１２で触媒床温Tcが基準値T1よりも高いと判別された場合には、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さいか否かを判別する（ステップ１１４）。このステップ１１４では、例えば、図９のルーチンのステップ１０４で算出されたＮＯｘ吸蔵量Gstが読み込まれ、この読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さいか否かが判別される。この基準値Gst2は、通常のＮＯｘ還元用リッチスパイクの実施の要否を決定する上記基準値Gst1よりも小さい値に設定されている。   On the other hand, if it is determined in step 112 that the catalyst bed temperature Tc is higher than the reference value T1, it is determined whether or not the NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2 (step 114). In this step 114, for example, the NOx occlusion amount Gst calculated in step 104 of the routine of FIG. 9 is read, and it is determined whether or not the read NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2. This reference value Gst2 is set to a value smaller than the reference value Gst1 that determines whether or not the normal NOx reduction rich spike is necessary.

上記ステップ１１４でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも大きいと判別された場合には、ＮＯｘ還元リッチスパイクのインターバルを短縮する（ステップ１１６）。このステップ１１６では、具体的には、図９に示すルーチンのステップ１０６における上記基準値Gst1が減少せしめられる。これにより、図７に示すように、還元剤の添加インターバルが短縮される。   If it is determined in step 114 that the NOx occlusion amount Gst is larger than the reference value Gst2, the interval of the NOx reduction rich spike is shortened (step 116). In step 116, specifically, the reference value Gst1 in step 106 of the routine shown in FIG. 9 is decreased. Thereby, as shown in FIG. 7, the addition interval of a reducing agent is shortened.

その後、ＮＯｘ還元リッチスパイクが実施された直後であるか否かを判別する（ステップ１１８）。このステップ１１８でリッチスパイクの実施直後でないと判別された場合には、リッチスパイクが実施されるまで、上記ステップ１１８の処理を繰り返す。一方、上記ステップ１１８でリッチスパイクの実施直後であると判別された場合には、上記ステップ１１４の判別処理に戻る。
その後、上記ステップ１１４でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも大きいと再度判別された場合には、上記ステップ１１６，１１８の処理を再度実行する。ここで、ステップ１１６の処理を再度実行する場合、Gst1を減らす量は前回と同じでもよく、前回よりも少なくてもよい。 Thereafter, it is determined whether or not the NOx reduction rich spike has just been performed (step 118). If it is determined in step 118 that it is not immediately after the execution of the rich spike, the process of step 118 is repeated until the rich spike is executed. On the other hand, if it is determined in step 118 that the rich spike has just been performed, the process returns to the determination process in step 114.
Thereafter, if it is determined again in step 114 that the NOx occlusion amount Gst is larger than the reference value Gst2, the processing in steps 116 and 118 is executed again. Here, when the process of step 116 is executed again, the amount by which Gst1 is reduced may be the same as the previous time or may be less than the previous time.

一方、上記ステップ１１４でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さいと判別された場合には、図１１に示すルーチンを実行する。図１１は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行する添加弁異常検出の詳細ルーチンを示すフローチャートである。   On the other hand, if it is determined in step 114 that the NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2, the routine shown in FIG. 11 is executed. FIG. 11 is a flowchart showing a detailed routine of addition valve abnormality detection executed by the ECU 60 in the first embodiment of the present invention.

図１１に示すルーチンによれば、先ず、積算計測添加量をゼロにする（ステップ１２０）。このステップ１２０では、前回までに下記ステップ１３６において積算された積算計測添加量がリセットされる。その後、積算指示添加量をゼロにする（ステップ１２２）。このステップ１２２では、前回までに下記ステップ１３０において積算された積算指示添加量がリセットされる。   According to the routine shown in FIG. 11, first, the integrated measurement addition amount is set to zero (step 120). In this step 120, the accumulated measured addition amount accumulated in the following step 136 until the previous time is reset. Thereafter, the cumulative instruction addition amount is set to zero (step 122). In this step 122, the accumulated instruction addition amount accumulated in the following step 130 until the previous time is reset.

次に、計測完了フラグをＯＦＦにする（ステップ１２４）。この計測完了フラグは、積算計測添加量と積算指示添加量から供給割合を求める直前に、すなわち、積算計測添加量と積算指示添加量の算出が完了したときに、下記ステップ１４４においてＯＮに設定されるフラグである。   Next, the measurement completion flag is turned off (step 124). This measurement completion flag is set to ON in step 144 below immediately before obtaining the supply ratio from the integrated measurement addition amount and the integration instruction addition amount, that is, when the calculation of the integration measurement addition amount and the integration instruction addition amount is completed. Flag.

次に、積算指示添加量が基準値よりも大きいか否かを判別する（ステップ１２６）。この基準値は、添加弁４６の異常を判定するために噴射することが必要な最低限の還元剤量である。このステップ１２６で積算添加量が基準値以下であると判別された場合には、ＮＯｘ触媒入口の空燃比がリッチ側となるように還元剤を添加する（ステップ１２８）。図５に示す例では、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が１３．９となるように、還元剤が添加されている。このステップ１２８でＥＣＵ６０から添加弁４６に対して与えられる添加量は、上記の指示添加量である。この還元剤の添加によって、添加弁４６の異常検出用のリッチスパイクが実施されることとなる。
なお、ＮＯｘ触媒入口の空燃比は、吸入空気量Gaと筒内燃料噴射量Qinjと排気添加量Qex等を用いて公知の手法により算出することができる（以下同様）。 Next, it is determined whether or not the cumulative instruction addition amount is larger than a reference value (step 126). This reference value is the minimum amount of reducing agent that needs to be injected in order to determine abnormality of the addition valve 46. If it is determined in step 126 that the cumulative addition amount is less than or equal to the reference value, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is on the rich side (step 128). In the example shown in FIG. 5, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst becomes 13.9. The addition amount given from the ECU 60 to the addition valve 46 in step 128 is the above-described instruction addition amount. By adding this reducing agent, a rich spike for detecting abnormality of the addition valve 46 is performed.
The air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet can be calculated by a known method using the intake air amount Ga, the in-cylinder fuel injection amount Qinj, the exhaust addition amount Qex, and the like (the same applies hereinafter).

次に、上記ステップ１２８で算出された指示添加量を、前回算出された積算指示添加量に加算した値を、積算指示添加量として設定する（ステップ１３０）。このステップ１３０では、上記ステップ１２８で算出された指示添加量だけ積算指示添加量がインクリメントされる。
そして、吸入空気量Gaと筒内燃料噴射量Qinjとを用いて、上式(1)に従って、計算空燃比A/Fcalを算出する（ステップ１３２）。 Next, a value obtained by adding the command addition amount calculated in step 128 to the previously calculated cumulative command addition amount is set as the cumulative command addition amount (step 130). In step 130, the integrated instruction addition amount is incremented by the instruction addition amount calculated in step 128.
Then, the calculated air-fuel ratio A / Fcal is calculated according to the above equation (1) using the intake air amount Ga and the in-cylinder fuel injection amount Qinj (step 132).

次に、吸入空気量Gaと、上記ステップ１３２で算出された計算空燃比A/Fcalと、空燃比センサ４８により検出された空燃比A/Fsとを用いて、上式(5)に従って、計測添加量を算出する（ステップ１３４）。
そして、上記ステップ１３４で算出された計測添加量を、前回までに積算された積算計測添加量に加算した値を、積算計測添加量として設定する（ステップ１３６）。このステップ１３６では、上記ステップ１３４で算出された計測添加量だけ積算計測添加量がインクリメントされる。その後、上記ステップ１２６の判別処理に戻る。 Next, using the intake air amount Ga, the calculated air-fuel ratio A / Fcal calculated in step 132, and the air-fuel ratio A / Fs detected by the air-fuel ratio sensor 48, measurement is performed according to the above equation (5). The amount added is calculated (step 134).
Then, a value obtained by adding the measured addition amount calculated in step 134 to the integrated measurement addition amount accumulated up to the previous time is set as the integrated measurement addition amount (step 136). In step 136, the integrated measured addition amount is incremented by the measured addition amount calculated in step 134. Thereafter, the process returns to the determination process in step 126.

上記ステップ１２６で積算指示添加量が基準値よりも大きいと判別された場合には、上記ステップ１３２と同様の方法により、計算空燃比A/Fcalを算出する（ステップ１３８）。そして、上記ステップ１３８で算出された計算空燃比A/Fcalから空燃比センサ４８により検出された空燃比A/Fsを減算することで、空燃比差ΔA/Fを算出する（ステップ１４０）。   If it is determined in step 126 that the integrated instruction addition amount is larger than the reference value, the calculated air-fuel ratio A / Fcal is calculated by the same method as in step 132 (step 138). Then, the air-fuel ratio difference ΔA / F is calculated by subtracting the air-fuel ratio A / Fs detected by the air-fuel ratio sensor 48 from the calculated air-fuel ratio A / Fcal calculated in step 138 (step 140).

次に、上記ステップ１４０で算出された空燃比差ΔA/Fが基準値よりも小さいか否かを判別する（ステップ１４２）。この基準値は、添加弁４６の異常検出用のリッチスパイクを終了するか否かを判別するための閾値である。このステップ１４２で空燃比差ΔA/Fが基準値以上であると判別された場合には、上記ステップ１２６の処理に戻る。   Next, it is determined whether or not the air-fuel ratio difference ΔA / F calculated in step 140 is smaller than a reference value (step 142). This reference value is a threshold value for determining whether or not to end the rich spike for detecting abnormality of the addition valve 46. If it is determined in step 142 that the air-fuel ratio difference ΔA / F is greater than or equal to the reference value, the process returns to step 126.

一方、上記ステップ１４２で空燃比差ΔA/Fが基準値よりも小さいと判別された場合には、添加弁異常検出用のリッチスパイクを終了すると判断される。この場合、計測完了フラグがＯＮに設定される（ステップ１４４）。その後、上記積算指示添加量に対する上記積算計測添加量の比率Rを求め、該比率Rを供給割合として設定する（ステップ１４６）。   On the other hand, if it is determined in step 142 that the air-fuel ratio difference ΔA / F is smaller than the reference value, it is determined that the rich spike for detecting the addition valve abnormality is terminated. In this case, the measurement completion flag is set to ON (step 144). Thereafter, a ratio R of the integrated measured addition amount to the integrated instruction addition amount is obtained, and the ratio R is set as a supply ratio (step 146).

次に、上記ステップ１４６で求められた供給割合が、例えば、図２に示すような基準範囲内であるか否かを判別する（ステップ１４８）。このステップ１４８で供給割合が基準範囲内である場合には、添加弁４６は正常であると判断される。この場合、添加弁異常フラグがＯＦＦに設定される（ステップ１５０）。一方、上記ステップ１４８で供給割合が基準範囲外である場合には、添加弁４６は故障していると判断される。この場合、添加弁異常フラグがＯＮに設定される（ステップ１５２）。その後、本ルーチンを終了すると同時に、図１０に示すルーチンも終了する。   Next, it is determined whether or not the supply ratio obtained in step 146 is within a reference range as shown in FIG. 2, for example (step 148). If the supply ratio is within the reference range in step 148, it is determined that the addition valve 46 is normal. In this case, the addition valve abnormality flag is set to OFF (step 150). On the other hand, if the supply ratio is out of the reference range in step 148, it is determined that the addition valve 46 has failed. In this case, the addition valve abnormality flag is set to ON (step 152). Thereafter, the routine shown in FIG.

以上説明したように、本実施の形態１によれば、添加弁４６の異常検出に先立って、ＮＯｘ還元時に添加される還元剤の添加インターバルが短縮される。これにより、添加弁４６の異常検出前に、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さくされる。よって、ＮＯｘ吸蔵量Gstが小さい状態で、添加弁４６の異常検出を実行することができる。従って、添加弁４６の異常検出用のリッチスパイク時に、ＮＯｘ触媒４２から排出される酸素量を小さくすることができるため、空燃比センサ４８の出力ずれを抑えることができる。よって、計測添加量を精度良く算出することができるため、添加弁４６の異常検出を精度良く実行することができる。   As described above, according to the first embodiment, the addition interval of the reducing agent added at the time of NOx reduction is shortened prior to detecting the abnormality of the addition valve 46. Thereby, the NOx occlusion amount Gst is made smaller than the reference value Gst2 before the abnormality of the addition valve 46 is detected. Therefore, the abnormality detection of the addition valve 46 can be executed in a state where the NOx occlusion amount Gst is small. Accordingly, since the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst 42 can be reduced during a rich spike for detecting an abnormality in the addition valve 46, an output deviation of the air-fuel ratio sensor 48 can be suppressed. Therefore, since the measured addition amount can be calculated with high accuracy, the abnormality detection of the addition valve 46 can be executed with high accuracy.

ところで、本実施の形態１では、機関回転数NEと筒内噴射量Qinjとの関係でＮＯｘ排出量Gnoxが定められたマップを参照することで、ＮＯｘ排出量Gnoxを算出しているが（ステップ１００）、ＮＯｘ排出量Gnoxの算出方法はこの手法に限定されない。他の手法として、ＮＯｘ触媒４２上流にＮＯｘセンサを設け、該ＮＯｘセンサにより検出する方法や、筒内圧センサにより検出された筒内圧から推定する手法を用いることができる。   In the first embodiment, the NOx emission amount Gnox is calculated by referring to a map in which the NOx emission amount Gnox is determined by the relationship between the engine speed NE and the in-cylinder injection amount Qinj (step) 100), the method of calculating the NOx emission amount Gnox is not limited to this method. As another method, a method of providing a NOx sensor upstream of the NOx catalyst 42 and detecting the NOx sensor, or a method of estimating from the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor can be used.

また、本実施の形態１では、添加弁４６がタービン４２ｂと酸化触媒４０との間に設けられているが、その設定位置はＮＯｘ触媒４２よりも上流側であれば変更可能である。例えば、酸化触媒４０とＮＯｘ触媒４２との間や、タービン４２ｂ上流の排気通路３８や、排気マニホールド３６に、添加弁４６を設置してもよい。   In the first embodiment, the addition valve 46 is provided between the turbine 42 b and the oxidation catalyst 40, but can be changed if the setting position is upstream of the NOx catalyst 42. For example, the addition valve 46 may be installed between the oxidation catalyst 40 and the NOx catalyst 42, in the exhaust passage 38 upstream of the turbine 42b, or in the exhaust manifold 36.

尚、本実施の形態１においては、ＮＯｘ触媒４２が第１の発明における「ＮＯｘ触媒」に、添加弁４６が第１の発明における「還元剤添加弁」に、空燃比センサ４８が第１の発明における「空燃比検出手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１２８，１３０の処理を実行することにより第１の発明における「添加量指示手段」が、ステップ１３４，１３６の処理を実行することにより第１の発明における「添加量計測手段」が、ステップ１４６，１４８，１５０の処理を実行することにより第１及び第３の発明における「異常検出手段」が、ステップ１１６の処理を実行することにより第４の発明における「添加インターバル短縮手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment, the NOx catalyst 42 is the “NOx catalyst” in the first invention, the addition valve 46 is the “reducing agent addition valve” in the first invention, and the air-fuel ratio sensor 48 is the first. It corresponds to “air-fuel ratio detection means” in the invention.
In the first embodiment, the ECU 60 executes the processes of steps 128 and 130, so that the “addition amount instruction means” in the first invention executes the processes of steps 134 and 136. The “addition amount measuring means” in the present invention performs the processing in steps 146, 148, and 150, and the “abnormality detecting means” in the first and third inventions performs the processing in step 116 to obtain the fourth. Each of the “addition interval shortening means” in the present invention is realized.

実施の形態２．
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図１３に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the second embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 13 described later using the hardware configuration shown in FIG.

［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、添加弁４６の異常検出に先立って、ＮＯｘ還元用のリッチスパイク時の還元剤の添加インターバルが短縮されている（図１０のステップ１１６）。 [Features of Embodiment 2]
In the first embodiment, prior to detecting the abnormality of the addition valve 46, the reducing agent addition interval at the time of rich spike for NOx reduction is shortened (step 116 in FIG. 10).

ところで、触媒床温Tcによっては、ＮＯｘ吸蔵能が低下するため、ＮＯｘ吸蔵量Gstが小さくなる。図１２は、触媒床温TcとＮＯｘ吸蔵量Gstとの関係を示す図である。すなわち、図１２は、ＮＯｘ吸蔵量Gstの触媒床温依存性を示す図である。
図１２に示すように、触媒床温Tcが低温側と高温側においては、ＮＯｘ吸蔵量Gstが小さくなる。これは、低温側（例えば、暖機過程等）では、触媒活性が低く、ＮＯｘ吸蔵反応が起こりにくいためである。また、高温側（例えば、ＤＰＮＲ触媒のＰＭ再生後やＳ再生後等）では、ＮＯｘ触媒４２に一旦吸蔵されたＮＯｘが離脱してしまうためである。 By the way, depending on the catalyst bed temperature Tc, the NOx occlusion ability decreases, and therefore the NOx occlusion amount Gst becomes smaller. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the catalyst bed temperature Tc and the NOx occlusion amount Gst. That is, FIG. 12 is a diagram showing the dependence of the NOx occlusion amount Gst on the catalyst bed temperature.
As shown in FIG. 12, the NOx occlusion amount Gst decreases when the catalyst bed temperature Tc is low and high. This is because on the low temperature side (for example, warm-up process, etc.), the catalyst activity is low and the NOx occlusion reaction does not easily occur. Further, the NOx once occluded in the NOx catalyst 42 is released on the high temperature side (for example, after PM regeneration or S regeneration of the DPNR catalyst).

そこで、本実施の形態２では、触媒床温Tcが基準値T3よりも低温側もしくは基準値T2よりも高温側である場合に、すなわち、ＮＯｘ吸蔵能が基準値よりも小さい場合に、添加弁４６の異常検出を実行することとする。これにより、上記実施の形態１と同様に、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さい状態で、添加弁４６の異常検出が実行される。   Therefore, in the second embodiment, when the catalyst bed temperature Tc is lower than the reference value T3 or higher than the reference value T2, that is, when the NOx occlusion capacity is smaller than the reference value, the addition valve 46 abnormality detection is executed. As a result, similarly to the first embodiment, the abnormality detection of the addition valve 46 is performed in a state where the NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2.

［実施の形態２における具体的処理］
図１３は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図１３のルーチンは、図１０のルーチンのステップ１１２に代えて、ステップ１６０，１６２が加えられたものである。
図１３に示すルーチンによれば、先ず、図１０に示すルーチンと同様に、添加弁４６の異常検出要求があるか否かを判別する（ステップ１１０）。 [Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 13 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 60 in the second embodiment. In the routine of FIG. 13, steps 160 and 162 are added in place of step 112 of the routine of FIG.
According to the routine shown in FIG. 13, first, as in the routine shown in FIG. 10, it is determined whether or not there is an abnormality detection request for the addition valve 46 (step 110).

次に、触媒床温Tcが基準値T2よりも高いか否かを判別する（ステップ１６０）。この基準値T2は、図１２に示すようにＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2となる高温側の触媒床温であり、例えば、５００℃である。このステップ１６０で触媒床温Tcが基準値T2以下であると判別された場合には、触媒床温Tcが基準値T3よりも低いか否かを判別する（ステップ１６２）。この基準値T3は、図１２に示すようにＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2となる低温側の触媒床温であり、例えば、２００℃である。   Next, it is determined whether or not the catalyst bed temperature Tc is higher than the reference value T2 (step 160). The reference value T2 is a high-temperature side catalyst bed temperature at which the NOx occlusion amount Gst becomes the reference value Gst2 as shown in FIG. 12, and is, for example, 500 ° C. If it is determined in step 160 that the catalyst bed temperature Tc is equal to or lower than the reference value T2, it is determined whether or not the catalyst bed temperature Tc is lower than the reference value T3 (step 162). The reference value T3 is a low-temperature side catalyst bed temperature at which the NOx occlusion amount Gst becomes the reference value Gst2 as shown in FIG. 12, and is 200 ° C., for example.

上記ステップ１６２で触媒床温Tcが基準値T3以上であると判別された場合、すなわち、触媒床温Tcが基準値T3以上基準値T2以下の範囲内である場合には、触媒床温TcがＮＯｘ吸蔵量Gstが小さくなる温度ではないと判断される。この場合、図１０に示すルーチンと同様に、ステップ１１４〜１１６の処理を実行する。これにより、ＮＯｘ還元用リッチスパイクで添加される還元剤の添加インターバルを短縮することで、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さくされる。その後、図１１に示すルーチンが実行される。   When it is determined in step 162 that the catalyst bed temperature Tc is equal to or higher than the reference value T3, that is, when the catalyst bed temperature Tc is within the range between the reference value T3 and the reference value T2, the catalyst bed temperature Tc is It is determined that the temperature is not such that the NOx occlusion amount Gst becomes small. In this case, similarly to the routine shown in FIG. 10, the processes of steps 114 to 116 are executed. Thereby, the NOx occlusion amount Gst is made smaller than the reference value Gst2 by shortening the addition interval of the reducing agent added by the rich spike for NOx reduction. Thereafter, the routine shown in FIG. 11 is executed.

一方、上記ステップ１６０で触媒床温Tcが基準値T2よりも高いと判別された場合、もしくは、上記ステップ１６２で触媒床温Tcが基準値T3よりも低いと判別された場合には、触媒床温TcがＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さくなる温度であると判断される。この場合、上記のような添加インターバルの短縮をすることなく、図１１に示すルーチンを実行する。   On the other hand, if it is determined in step 160 that the catalyst bed temperature Tc is higher than the reference value T2, or if it is determined in step 162 that the catalyst bed temperature Tc is lower than the reference value T3, the catalyst bed It is determined that the temperature Tc is a temperature at which the NOx occlusion amount Gst becomes smaller than the reference value Gst2. In this case, the routine shown in FIG. 11 is executed without shortening the addition interval as described above.

以上説明したように、本実施の形態２によれば、触媒床温Tcが基準値T2より高い場合もしくは基準値Tcよりも低い場合に、添加弁４６の異常検出が実行される。すなわち、ＮＯｘ吸蔵量Gstが小さくなる触媒床温Tcの温度領域で、添加弁４６の異常検出が実行される。よって、還元剤添加インターバルを短縮する必要がないため、添加弁４６の異常検出を即座に実行することができる。
また、触媒床温Tcが基準値T3以上基準値T2以下である場合には、上記実施の形態１と同様に、添加弁４６の異常検出に先立って、ＮＯｘ還元時に添加される還元剤の添加インターバルが短縮される。 As described above, according to the second embodiment, when the catalyst bed temperature Tc is higher than the reference value T2 or lower than the reference value Tc, the abnormality detection of the addition valve 46 is executed. That is, the abnormality detection of the addition valve 46 is executed in the temperature range of the catalyst bed temperature Tc where the NOx occlusion amount Gst becomes small. Therefore, since it is not necessary to shorten the reducing agent addition interval, the abnormality detection of the addition valve 46 can be immediately executed.
Further, when the catalyst bed temperature Tc is not less than the reference value T3 and not more than the reference value T2, the addition of the reducing agent added at the time of NOx reduction prior to the detection of the abnormality of the addition valve 46 as in the first embodiment. The interval is shortened.

このように、リッチスパイク実施時にＮＯｘ触媒４２から排出される酸素量を小さくすることができるため、空燃比センサ４８の出力ずれを抑えることができる。よって、計測添加量を精度良く算出することができるため、添加弁４６の異常検出を精度良く実行することができる。   As described above, since the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst 42 during the rich spike operation can be reduced, the output deviation of the air-fuel ratio sensor 48 can be suppressed. Therefore, since the measured addition amount can be calculated with high accuracy, the abnormality detection of the addition valve 46 can be executed with high accuracy.

尚、本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１６０，１６２の処理を実行することにより第５の発明における「異常検出手段」が、ステップ１１６の処理を実行することにより第４の発明における「添加インターバル短縮手段」が、それぞれ実現されている。   In the second embodiment, the ECU 60 executes the processing of steps 160 and 162, so that the “abnormality detecting means” in the fifth invention executes the processing of step 116, and thus the processing in the fourth invention is executed. Each “addition interval shortening means” is realized.

実施の形態３．
次に、図１４から図１６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態３のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図１６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。 Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
The system of the third embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 16 described later using the hardware configuration shown in FIG.

［実施の形態３の特徴］
上記実施の形態１では、添加弁４６の異常検出に先立って、ＮＯｘ還元用のリッチスパイク時の還元剤の添加インターバルを短縮することで、ＮＯｘ吸蔵量が基準値よりも小さくされている。
さらに、ＮＯｘ還元用のリッチスパイク時と同様に、添加弁４６異常検出用のリッチスパイク時においても、図１４において実線L1で示すように、ＮＯｘ触媒入口の空燃比がリッチ側となるように還元剤が添加されている。 [Features of Embodiment 3]
In the first embodiment, the NOx occlusion amount is made smaller than the reference value by shortening the addition interval of the reducing agent during the rich spike for NOx reduction prior to detecting the abnormality of the addition valve 46.
Further, similarly to the rich spike for NOx reduction, also during the rich spike for detecting the addition valve 46 abnormality, as shown by the solid line L1 in FIG. 14, the reduction is performed so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is on the rich side. An agent has been added.

ところで、ＮＯｘ触媒４２におけるＮＯｘ還元反応は、通常は、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側である場合に起こる。よって、ＮＯｘ触媒入口の空燃比を理論空燃比よりもリーン側とすることで、ＮＯｘ触媒４２においてＮＯｘ還元反応は起こりにくくなる。   By the way, the NOx reduction reaction in the NOx catalyst 42 usually occurs when the exhaust air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, by making the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the NOx reduction reaction hardly occurs in the NOx catalyst 42.

そこで、本実施の形態３では、図１４において破線L2で示すように、添加弁４６の異常検出時に、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように、還元剤を添加する。図１４は、本実施の形態３において、還元剤の添加量を説明するための図である。還元剤の添加量を上記実施の形態１，２に比して少なくして、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるようにする。リーン側の空燃比としては、例えば、１４．９とすることができ、また排気エミッションが許容されれば１８以上とすることもできる。これにより、添加弁４６の異常検出用のリッチスパイク実施時に、ＮＯｘ触媒４２においてＮＯｘ還元反応を起こりにくくすることができる。   Therefore, in the third embodiment, as indicated by the broken line L2 in FIG. 14, when the abnormality of the addition valve 46 is detected, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. To do. FIG. 14 is a diagram for explaining the addition amount of the reducing agent in the third embodiment. The addition amount of the reducing agent is reduced as compared with the first and second embodiments so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The lean side air-fuel ratio can be set to 14.9, for example, and can also be set to 18 or more if exhaust emission is allowed. Thereby, it is possible to make the NOx reduction reaction less likely to occur in the NOx catalyst 42 when the rich spike for detecting the abnormality of the addition valve 46 is performed.

従って、添加弁４６の異常検出用のリッチスパイク実施時に、ＮＯｘ触媒４２から排出される酸素量を小さくすることができるため、空燃比センサ４８の出力ずれを抑えることができる。よって、計測添加量を精度良く算出することができるため、添加弁４６の異常検出を精度良く実行することができる。   Accordingly, when the rich spike for detecting the abnormality of the addition valve 46 is performed, the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst 42 can be reduced, so that the output deviation of the air-fuel ratio sensor 48 can be suppressed. Therefore, since the measured addition amount can be calculated with high accuracy, the abnormality detection of the addition valve 46 can be executed with high accuracy.

また、本発明者等の知見によれば、ＮＯｘ触媒入口の空燃比をリーン側としても、ＮＯｘ吸蔵量Gstが大きい場合には、小さい場合に比して、図１５に示すように、空燃比センサ出力A/Fsがずれてしまう可能性がある。図１５は、本実施の形態３において、ＮＯｘ吸蔵量が大きい場合と小さい場合の空燃比センサ出力A/Fsを示す図である。図１５に示す例では、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が１４．９となるように、還元剤が添加されている。   Further, according to the knowledge of the present inventors, even when the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is on the lean side, the air-fuel ratio is larger when the NOx occlusion amount Gst is large, as shown in FIG. The sensor output A / Fs may be shifted. FIG. 15 is a diagram showing the air-fuel ratio sensor output A / Fs when the NOx occlusion amount is large and small in the third embodiment. In the example shown in FIG. 15, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst becomes 14.9.

図１５に示すように、ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合には、ＮＯｘ触媒上流の空燃比を１４．９とすることで、ＮＯｘ触媒４２におけるＮＯｘ還元反応がほとんど起こらないため、空燃比センサ出力A/Fsのずれをほとんど無くすことができる。   As shown in FIG. 15, when the NOx occlusion amount is small, the air-fuel ratio upstream of the NOx catalyst is set to 14.9, so that the NOx reduction reaction in the NOx catalyst 42 hardly occurs. Fs deviation can be almost eliminated.

一方、ＮＯｘ吸蔵量が大きい場合には、ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合に比して、空燃比センサ出力A/Fsがわずかにリーン側にずれている。
この理由について説明する。添加弁４６から添加される還元剤は液状に添加されるため、ＮＯｘ触媒４２全体としては空燃比がリーンであるにも関わらず、該ＮＯｘ触媒４２において空燃比がリッチな部分が局所的に存在する。ＮＯｘ吸蔵量が大きい場合には、この局所的なリッチ部分において、ＮＯｘ還元反応が起こってしまうため、ＮＯｘ触媒４２において酸素が発生してしまう。その結果、図１５に示すように、ＮＯｘ吸蔵量が大きい場合には、空燃比センサ出力A/Fsがわずかにリーン側にずれてしまう。なお、この場合の空燃比センサ出力A/Fsのずれは、図５及び図６において説明したずれに比して、非常に少ない。 On the other hand, when the NOx occlusion amount is large, the air-fuel ratio sensor output A / Fs is slightly shifted to the lean side as compared with the case where the NOx occlusion amount is small.
The reason for this will be described. Since the reducing agent added from the addition valve 46 is added in a liquid state, the NOx catalyst 42 as a whole has a portion with a rich air-fuel ratio even though the air-fuel ratio is lean. To do. When the NOx occlusion amount is large, the NOx reduction reaction occurs in this local rich portion, and thus oxygen is generated in the NOx catalyst 42. As a result, as shown in FIG. 15, when the NOx occlusion amount is large, the air-fuel ratio sensor output A / Fs slightly shifts to the lean side. Note that the deviation of the air-fuel ratio sensor output A / Fs in this case is very small compared to the deviation described in FIGS.

そこで、本実施の形態３では、ＮＯｘ吸蔵量Gstを小さくした後、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように、還元剤を添加する。これにより、添加弁４６から還元剤が液状に添加され、ＮＯｘ触媒４２において空燃比がリッチな部分が局所的に存在することとなっても、ＮＯｘ触媒４２における酸素の発生を抑制することができる。   Therefore, in Embodiment 3, after reducing the NOx occlusion amount Gst, a reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, even when the reducing agent is added in liquid form from the addition valve 46 and a portion having a rich air-fuel ratio exists locally in the NOx catalyst 42, the generation of oxygen in the NOx catalyst 42 can be suppressed. .

［実施の形態３における具体的処理］
図１６に示すルーチンを実行する前に、先ず、図１０に示すルーチンのステップ１１０〜１１８の処理を実行する。これらの処理により、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さくされる。そして、上記ステップ１１４の処理でＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さいと判別された場合には、図１１に示すルーチンの代わりに、図１６に示すルーチンを実行する。 [Specific Processing in Embodiment 3]
Before executing the routine shown in FIG. 16, first, the processing of steps 110 to 118 of the routine shown in FIG. 10 is executed. By these processes, the NOx occlusion amount Gst is made smaller than the reference value Gst2. If it is determined in step 114 that the NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2, the routine shown in FIG. 16 is executed instead of the routine shown in FIG.

図１６は、本実施の形態３において、ＥＣＵ６０が実行する添加弁異常検出の詳細ルーチンを示すフローチャートである。図１６に示すルーチンは、図１１に示すルーチンのステップ１２８の代わりに、ステップ１７０が加えられたものである。以下、この相違点を中心に説明する。   FIG. 16 is a flowchart illustrating a detailed routine of addition valve abnormality detection executed by the ECU 60 in the third embodiment. The routine shown in FIG. 16 is obtained by adding Step 170 instead of Step 128 of the routine shown in FIG. Hereinafter, this difference will be mainly described.

図１６に示すルーチンによれば、図１１に示すルーチンと同様に、ステップ１２０〜１２６の処理を順次実行する。このステップ１２６で積算指示添加量が基準値以下であると判別された場合には、ＮＯｘ触媒入口の空燃比がリーン側となるように還元剤を添加する（ステップ１７０）。図１５に示す例では、ＮＯｘ触媒入口の空燃比が１４．９となるように、添加剤が添加されている。
その後、図１１に示すルーチンと同様に、ステップ１３０以下の処理を順次実行する。 According to the routine shown in FIG. 16, the processing of steps 120 to 126 is sequentially executed as in the routine shown in FIG. If it is determined in step 126 that the integrated instruction addition amount is less than or equal to the reference value, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is on the lean side (step 170). In the example shown in FIG. 15, the additive is added so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst becomes 14.9.
Thereafter, similarly to the routine shown in FIG. 11, the processes after step 130 are sequentially executed.

以上説明したように、本実施の形態３によれば、添加弁４６の異常検出時に、ＮＯｘ触媒入口の空燃比がリーン側となるように還元剤が添加される。これにより、ＮＯｘ触媒４２においてＮＯｘ還元反応が起こりにくい状態で、すなわち、ＮＯｘ触媒４２から排出される酸素量が少ない状態で、計測添加量が算出される。このとき、空燃比センサ４８の出力ずれを抑えることができるため、計測添加量を精度良く算出することができる。よって、添加弁４６の異常検出を精度良く実行することができる。   As described above, according to the third embodiment, when the abnormality of the addition valve 46 is detected, the reducing agent is added so that the air-fuel ratio at the NOx catalyst inlet is on the lean side. As a result, the measured addition amount is calculated in a state where the NOx reduction reaction is unlikely to occur in the NOx catalyst 42, that is, in a state where the amount of oxygen discharged from the NOx catalyst 42 is small. At this time, since the output deviation of the air-fuel ratio sensor 48 can be suppressed, the measured addition amount can be calculated with high accuracy. Therefore, the abnormality detection of the addition valve 46 can be executed with high accuracy.

また、本実施の形態３によれば、還元剤の添加に先立って、ＮＯｘ吸蔵量Gstが小さくされる。よって、ＮＯｘ触媒４２において空燃比がリッチな部分が局所的に存在することとなっても、ＮＯｘ触媒４２における酸素の発生を抑制することができる。   Further, according to the third embodiment, the NOx occlusion amount Gst is reduced prior to the addition of the reducing agent. Therefore, even if the portion where the air-fuel ratio is rich in the NOx catalyst 42 is locally present, the generation of oxygen in the NOx catalyst 42 can be suppressed.

ところで、本実施の形態３では、図１６に示すルーチンを実行する前に、図１０に示すルーチンを実行しているが、図１３に示すルーチンを実行してもよい。すなわち、触媒床温Tcが基準値T3以上基準値T2以下である場合には、還元剤添加インターバルを短縮することなく、図１６に示すルーチンを実行してもよい。この場合も、ＮＯｘ吸蔵量Gstが基準値Gst2よりも小さい状態で、図１６に示すルーチンが実行されるため、上記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。   In the third embodiment, the routine shown in FIG. 10 is executed before the routine shown in FIG. 16 is executed. However, the routine shown in FIG. 13 may be executed. That is, when the catalyst bed temperature Tc is not less than the reference value T3 and not more than the reference value T2, the routine shown in FIG. 16 may be executed without reducing the reducing agent addition interval. Also in this case, since the routine shown in FIG. 16 is executed in a state where the NOx occlusion amount Gst is smaller than the reference value Gst2, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

尚、本実施の形態３においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１７０の処理を実行することにより第２の発明における「添加量指示手段」が、ステップ１３４，１３６の処理を実行することにより第２の発明における「添加量計測手段」が、ステップ１４６，１４８，１５０の処理を実行することにより第２及び第３の発明における「異常検出手段」が、それぞれ実現されている。   In the third embodiment, the ECU 60 executes the process of step 170, so that the “addition amount instruction means” in the second invention executes the processes of steps 134 and 136, and the second invention. The “addition amount measuring means” in FIG. 4 executes the processing of steps 146, 148, 150, thereby realizing the “abnormality detecting means” in the second and third inventions.

本発明の実施の形態１によるシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure by Embodiment 1 of this invention. 排気燃料添加弁４６の異常を判別する方法を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a method of determining an abnormality in an exhaust fuel addition valve 46. FIG. リッチスパイク実施時の空燃比センサ４８の出力A/Fsの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output A / Fs of the air fuel ratio sensor 48 at the time of rich spike implementation. 計算空燃比A/Fcalと空燃比センサ出力A/Fsに基づいて、添加弁４６から添加された燃料量を計測する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure the fuel quantity added from the addition valve 46 based on calculation air fuel ratio A / Fcal and air fuel ratio sensor output A / Fs. ＮＯｘ吸蔵量が小さい場合と大きい場合とにおける空燃比センサ出力A/Fsの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the air fuel ratio sensor output A / Fs in the case where NOx occlusion amount is small and large. ＮＯｘ吸蔵量が最小の場合と最大の場合とにおける計測添加量の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement addition amount in the case where NOx occlusion amount is the minimum and the maximum. リッチスパイク実施時の還元剤の添加インターバルを示す図である。It is a figure which shows the addition interval of the reducing agent at the time of rich spike implementation. リッチスパイク実施時におけるＮＯｘ触媒４２の出ガスのＮＯｘ濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of NOx density | concentration of the outgas of the NOx catalyst 42 at the time of rich spike implementation. 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するＮＯｘ還元の基本制御ルーチンを示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a basic control routine for NOx reduction executed by an ECU 60 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a routine that is executed by the ECU 60 in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行する添加弁異常検出の詳細ルーチンを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a detailed routine of addition valve abnormality detection executed by ECU 60 in the first embodiment of the present invention. 触媒床温TcとＮＯｘ吸蔵量Gstとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between catalyst bed temperature Tc and NOx occlusion amount Gst. 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。In Embodiment 2 of this invention, it is a flowchart which shows the routine which ECU60 performs. 本発明の実施の形態３において、還元剤の添加量を説明するための図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure for demonstrating the addition amount of a reducing agent. 本発明の実施の形態３において、ＮＯｘ吸蔵量が大きい場合と小さい場合の空燃比センサ出力A/Fsを示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows the air-fuel ratio sensor output A / Fs when a NOx occlusion amount is large and small. 本発明の実施の形態３において、ＥＣＵ６０が実行する添加弁異常検出の詳細ルーチンを示すフローチャートである。In Embodiment 3 of this invention, it is a flowchart which shows the detailed routine of the addition valve abnormality detection which ECU60 performs.

符号の説明Explanation of symbols

１ 内燃機関
４２ ＮＯｘ触媒
４４ 触媒床温センサ
４５ 排気温センサ
４６ 排気燃料添加弁
４８ 空燃比センサ
６０ ＥＣＵ 1 Internal combustion engine 42 NOx catalyst 44 Catalyst bed temperature sensor 45 Exhaust temperature sensor 46 Exhaust fuel addition valve 48 Air-fuel ratio sensor 60 ECU

Claims (4)

ＮＯｘ触媒の浄化能力を回復させるために該ＮＯｘ触媒の上流に還元剤を添加する還元剤添加弁の異常を検出する異常検出装置であって、
前記還元剤添加弁に対して還元剤の添加量を指示する添加量指示手段と、
前記ＮＯｘ触媒の下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記排気空燃比に基づいて、前記還元剤添加弁から添加された還元剤の添加量を計測する添加量計測手段と、
前記添加量指示手段により指示された添加量と、前記添加量計測手段により計測された添加量とを比較することにより、前記還元剤添加弁の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記添加量指示手段は、前記還元剤添加弁の異常を検出するときに、前記ＮＯｘ触媒入口の空燃比が理論空燃比よりもリーン側となるように、前記還元剤を添加することを特徴とする還元剤添加弁の異常検出装置。 An abnormality detection device for detecting an abnormality of a reducing agent addition valve for adding a reducing agent upstream of the NOx catalyst in order to recover the purification ability of the NOx catalyst,
An addition amount indicating means for instructing an addition amount of a reducing agent to the reducing agent addition valve;
Air-fuel ratio detection means for detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the NOx catalyst;
An addition amount measuring means for measuring an addition amount of the reducing agent added from the reducing agent addition valve based on the exhaust air-fuel ratio;
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the reducing agent addition valve by comparing the addition amount instructed by the addition amount instruction means and the addition amount measured by the addition amount measurement means;
The addition amount indicating means adds the reducing agent so that the air-fuel ratio at the inlet of the NOx catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when detecting an abnormality of the reducing agent addition valve. An abnormality detection device for the reducing agent addition valve. 請求項１に記載の還元剤添加弁の異常検出装置において、
前記ＮＯｘ触媒の再生処理が必要となるＮＯｘ吸蔵量に応じて設定される一の基準値を判定基準として、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記一の基準値よりも大きいときに前記還元剤添加弁を作動させ、前記ＮＯｘ吸蔵量が前記一の基準値以下のときに前記還元剤添加弁を停止させる添加制御手段を備え、
前記異常検出手段は、前記一の基準値よりも小さな基準値として設定され、かつ、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの影響で前記還元剤の添加量の計測値に生じるずれを許容範囲に抑えるようなＮＯｘ吸蔵量に応じて設定される他の基準値を有し、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記他の基準値よりも小さいときに、異常検出を実行することを特徴とする還元剤添加弁の異常検出装置。 In the reducing agent addition valve abnormality detection device according to claim 1 ,
The reductant is added when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is larger than the one reference value, with one reference value set according to the NOx occlusion amount that requires regeneration processing of the NOx catalyst as a criterion. An addition control means for operating a valve and stopping the reducing agent addition valve when the NOx occlusion amount is equal to or less than the one reference value;
The abnormality detecting means is set as a reference value smaller than the one reference value, and suppresses a deviation that occurs in the measured value of the amount of addition of the reducing agent due to the influence of NOx stored in the NOx catalyst within an allowable range. A reducing agent having another reference value set according to the NOx occlusion amount, and performing abnormality detection when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst is smaller than the other reference value. Additive valve abnormality detection device. 請求項２に記載の還元剤添加弁の異常検出装置において、
前記異常検出手段により異常検出を実行する前に、還元剤の添加インターバルを短縮する添加インターバル短縮手段を更に備えたことを特徴とする還元剤添加弁の異常検出装置。 In the reducing agent addition valve abnormality detection device according to claim 2 ,
An abnormality detection device for a reducing agent addition valve, further comprising addition interval shortening means for shortening the addition interval of the reducing agent before performing abnormality detection by the abnormality detection means. 請求項２に記載の還元剤添加弁の異常検出装置において、
前記異常検出手段は、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記他の基準値よりも小さくなる所定の温度領域を判定基準として、前記ＮＯｘ触媒の床温が前記温度領域内である場合に、異常検出を実行することを特徴とする還元剤添加弁の異常検出装置。 In the reducing agent addition valve abnormality detection device according to claim 2 ,
The abnormality detecting means, the Kunar predetermined temperature range small even NOx storage amount than the other reference value before Symbol NOx catalyst as a criterion, when the bed temperature of the NOx catalyst is in the temperature region, An abnormality detection apparatus for a reducing agent addition valve, wherein abnormality detection is performed.
JP2006325874A 2006-12-01 2006-12-01 Abnormality detection device for reducing agent addition valve Expired - Fee Related JP4930018B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006325874A JP4930018B2 (en) 2006-12-01 2006-12-01 Abnormality detection device for reducing agent addition valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006325874A JP4930018B2 (en) 2006-12-01 2006-12-01 Abnormality detection device for reducing agent addition valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008138603A JP2008138603A (en) 2008-06-19
JP4930018B2 true JP4930018B2 (en) 2012-05-09

Family

ID=39600332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006325874A Expired - Fee Related JP4930018B2 (en) 2006-12-01 2006-12-01 Abnormality detection device for reducing agent addition valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4930018B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6582409B2 (en) * 2014-12-26 2019-10-02 いすゞ自動車株式会社 Exhaust purification system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3552653B2 (en) * 2000-07-24 2004-08-11 トヨタ自動車株式会社 Diagnosis processing device for reducing agent supply device of internal combustion engine
JP4218462B2 (en) * 2003-08-06 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 Reducing agent addition error detection method and reducing agent addition error detection device for exhaust purification catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008138603A (en) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7299625B2 (en) Exhaust purifying apparatus and exhaust purifying method for internal combustion engine
US20100154387A1 (en) Abnormality detection device for reductant addition valve
US7849672B2 (en) Failure diagnosis method for reducing agent addition valve
JP6032358B2 (en) Exhaust gas purification device abnormality diagnosis device
US10316716B2 (en) Exhaust purification system and method for restoring NOx purification capacity
JPWO2014192863A1 (en) Exhaust gas purification device abnormality diagnosis device
WO2008020287A2 (en) Catalyst monitoring system and method
JP4561656B2 (en) Catalyst temperature estimation device for internal combustion engine
JP4650370B2 (en) Catalyst deterioration detector
JP2014222028A (en) Pm accumulation quantity estimation device and exhaust emission control system for internal combustion engine
US10364719B2 (en) Exhaust gas purification system, and NOx purification capacity restoration method
JP5229400B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010236458A (en) Deterioration diagnostic device for nox catalyst
JP2007040186A (en) Nox generation amount estimation device for internal combustion engine and control device for internal combustion engine
US10436092B2 (en) Exhaust purification system and control method therefor
JP4765866B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4600362B2 (en) Abnormality detection device for reducing agent addition valve
JP4930018B2 (en) Abnormality detection device for reducing agent addition valve
JP4650364B2 (en) NOx catalyst deterioration detection device
US10130913B2 (en) Exhaust gas purification system, and NOx purification capacity restoration method
CN110945218B (en) Exhaust gas purification system
JP3656496B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4630716B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2008138562A (en) Deterioration diagnostic system of exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2008045413A (en) Abnormality detecting device of reducing agent adding valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120130

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4930018

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees