JP5762832B2 - Degradation diagnosis device and exhaust purification device of selective reduction catalyst - Google Patents

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Description

本発明は、還元剤を吸着するとともに排気中の窒素酸化物（ＮＯX）を還元剤を用いて選択的に還元する選択還元触媒を備えた排気浄化装置における、選択還元触媒の劣化状態を診断するための選択還元触媒の劣化診断装置、及びそのような劣化診断装置を備えた排気浄化装置に関する。 The present invention diagnoses the deterioration state of a selective reduction catalyst in an exhaust gas purification apparatus equipped with a selective reduction catalyst that adsorbs a reducing agent and selectively reduces nitrogen oxide (NO x ) in exhaust gas using the reducing agent. The present invention relates to a deterioration diagnosis device for a selective catalytic reduction catalyst and an exhaust purification device equipped with such a deterioration diagnosis device.

従来、車両等に搭載される内燃機関から排出される排気を浄化するための排気浄化装置として、還元剤を吸着する機能を有するとともに、流入する排気中に含まれるＮＯXを選択的に還元剤と反応させて浄化する選択還元触媒を備えた排気浄化装置が実用化されている。 Conventionally, as an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, and has a function of adsorbing a reducing agent, selectively reducing agent the NO X contained in exhaust gas flowing Exhaust gas purification apparatuses equipped with a selective reduction catalyst that reacts with and purifies are put into practical use.

このような排気浄化装置に用いられる選択還元触媒は硫黄被毒や高熱等によって劣化する場合がある。選択還元触媒の劣化が生じると、還元剤の最大吸着量が減少してＮＯXの浄化効率の低下をもたらすおそれがある。そのため、選択還元触媒のＮＯX浄化率を判定するようにした装置が提案されている。 The selective reduction catalyst used in such an exhaust purification device may deteriorate due to sulfur poisoning, high heat, or the like. When the selective reduction catalyst deteriorates, there is a possibility that the maximum amount of adsorption of the reducing agent is reduced and the NO x purification efficiency is lowered. Therefore, an apparatus that determines the NO x purification rate of the selective reduction catalyst has been proposed.

具体的には、選択還元触媒に流入するＮＯX中のＮＯ2の割合が、その時点でのＮＯX浄化率が最大となる割合となっている状態において、選択還元触媒よりも上流側での入ＮＯX量と選択還元触媒よりも下流側での出ＮＯX量との差を入ＮＯX量で割ることによってＮＯX浄化率を判定するようにした排気浄化装置の故障検出装置が開示されている（特許文献１を参照）。 Specifically, in a state where the ratio of NO 2 in the NO X flowing into the selective reduction catalyst is the ratio at which the NO X purification rate at that time becomes the maximum, the upstream side of the selective reduction catalyst. failure detection device for an exhaust gas purification apparatus designed to determine the NO X purification rate by dividing the input amount of NO X the difference between the amount of NO X emitted in the downstream side is also disclosed the selective reduction catalyst and input the amount of NO X (See Patent Document 1).

特開２０１０−２７０６１４号公報 （段落［００４５］〜［００５７］）JP 2010-270614 A (paragraphs [0045] to [0057])

しかしながら、選択還元触媒は、図２（ａ）に示すように、触媒温度が高温になるにつれてＮＯX浄化率が高くなる性質を有しており、所定温度以上の状態では、ＮＯX浄化率の差が現れにくくなっている。特許文献１に記載された故障検出装置では、診断時点の選択還元触媒の状態においてＮＯX浄化率が最大となるＮＯ2の比率を選択してＮＯX浄化率を判定するようにしてはいるものの、触媒温度が高温の状態ではＮＯX浄化率に差が生じにくくなる。また、特許文献１に記載された故障検出装置は、ＮＯX浄化率を判定するものであり、必ずしも選択還元触媒の劣化状態に対応していないために、選択還元触媒の交換時期等を正確に知ることができないおそれがある。 However, selective reduction catalyst, as shown in FIG. 2 (a), the catalyst temperature has the property of NO X purification rate becomes higher as a high temperature, the predetermined temperature or more states, of the NO X purification rate Differences are less likely to appear. In the failure detection apparatus described in Patent Document 1, the NO x purification rate is determined by selecting the ratio of NO 2 that maximizes the NO x purification rate in the state of the selective reduction catalyst at the time of diagnosis. When the catalyst temperature is high, a difference in the NO x purification rate is less likely to occur. In addition, the failure detection apparatus described in Patent Document 1 determines the NO x purification rate and does not necessarily correspond to the deterioration state of the selective reduction catalyst. There is a possibility that it cannot be known.

本発明の発明者らはこのような問題にかんがみて、還元剤の噴射を停止してから、選択還元触媒よりも上流側のＮＯX量と下流側のＮＯX量とが等しくなるまでの還元剤の消費量に基づいて選択還元触媒の劣化状態を判定することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、選択還元触媒の劣化状態を精度良く判定できるようにした選択還元触媒の劣化診断装置、及びそのような劣化診断装置を備えた排気浄化装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the inventors of the present invention reduce the amount of NO x upstream from the selective reduction catalyst until the amount of NO x downstream becomes equal after the injection of the reducing agent is stopped. The present invention has been completed by finding that such a problem can be solved by determining the deterioration state of the selective reduction catalyst based on the consumption of the agent. That is, an object of the present invention is to provide a deterioration diagnosis device for a selective reduction catalyst that can accurately determine the deterioration state of the selective reduction catalyst, and an exhaust purification device including such a deterioration diagnosis device.

本発明によれば、内燃機関の排気通路に備えられて還元剤を吸着するとともに排気中のＮＯXを前記還元剤を用いて選択的に還元する選択還元触媒と、前記選択還元触媒よりも上流側で前記排気通路内に前記還元剤を噴射する還元剤供給装置と、を備えた排気浄化装置における前記選択還元触媒の劣化状態を診断するための選択還元触媒の劣化診断装置において、前記選択還元触媒よりも上流側のＮＯX量を求める上流側ＮＯX量検出手段と、前記選択還元触媒よりも下流側のＮＯX量を求める下流側ＮＯX量検出手段と、前記還元剤の噴射を停止してから前記上流側のＮＯX量と前記下流側のＮＯX量とが等しくなるまでの前記還元剤の消費量に基づいて前記選択還元触媒の劣化状態を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量と、前記上流側のＮＯ X 量と前記下流側のＮＯ X 量とが等しくなったときの前記推定吸着量と、に基づいて前記還元剤の消費量を求め、前記判定手段は、前記還元剤の消費量が前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量よりも小さい場合には前記還元剤の噴射量を増量補正させて前記判定を繰り返し行い、前記還元剤の消費量と前記推定吸着量とのずれが解消されない場合に前記選択還元触媒の劣化異常と判定することを特徴とする選択還元触媒の劣化診断装置が提供され、上述した問題を解決することができる。 According to the present invention, the selective reduction catalyst that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and adsorbs the reducing agent and selectively reduces NO x in the exhaust gas using the reducing agent, and the upstream of the selective reduction catalyst. In the selective reduction catalyst deterioration diagnosis device for diagnosing the deterioration state of the selective reduction catalyst in an exhaust purification device comprising a reducing agent supply device for injecting the reducing agent into the exhaust passage on the side stop the upstream amount of NO X detection means, and the downstream-side amount of NO X detection means for determining the amount of NO X in the downstream side of the selective reduction catalyst, the injection of the reducing agent to obtain the amount of NO X at the upstream side of the catalyst and and a determination means for determining the deterioration state of the selective reduction catalyst based on the consumption of the reducing agent to become equal and the amount of NO X in the downstream and the amount of NO X in the upstream from, The determination means is the reduction Based injection and the estimated amount of adsorption of the reducing agent in the selective reduction catalyst at the time of stopping, and the estimated suction quantity when the amount of NO X in the upstream and the amount of NO X in the downstream is equal to Determining the consumption of the reducing agent, the determination means if the consumption of the reducing agent is smaller than the estimated adsorption amount of the reducing agent in the selective reduction catalyst when the injection of the reducing agent is stopped the injection amount of the reducing agent to increase correction repeats the determination, the feature that you determined that the selective reduction catalyst deterioration abnormality when the deviation between the estimated suction and consumption of the reducing agent persists An apparatus for diagnosing deterioration of a selective reduction catalyst is provided, and the above-described problems can be solved.

すなわち、本発明の選択還元触媒の劣化診断装置は、還元剤の噴射を停止してから、選択還元触媒よりも上流側のＮＯX量と下流側のＮＯX量とが等しくなるまでの還元剤の消費量に基づいて選択還元触媒の劣化状態を判定することとしている。したがって、選択還元触媒における最大吸着量の減少度合を把握することができるようになって、選択還元触媒の劣化状態を精度良く診断することを可能にすることができる。
また、還元剤の消費量をこのように求めることとすれば、上流側のＮＯ X 量と下流側のＮＯ X 量とが等しくなるまでの還元剤の消費量を正確に推定することができ、選択還元触媒の劣化状態を精度良く診断することができるようになる。
さらに、このように、還元剤の噴射量を増量補正させたにもかかわらず、還元剤の消費量と推定吸着量とのずれが解消されない場合に選択還元触媒の劣化異常と判定することとすれば、還元剤供給装置の異常や噴射量のずれが生じているにもかかわらず、選択還元触媒の劣化異常と判定するおそれを低減することができる。 In other words, the deterioration diagnosing device for a selective reduction catalyst of the present invention is a reducing agent from when the injection of the reducing agent is stopped until the amount of NO x upstream from the selective reduction catalyst becomes equal to the amount of downstream NO x. The deterioration state of the selective reduction catalyst is determined based on the consumption amount of the catalyst. Therefore, the degree of decrease in the maximum adsorption amount in the selective reduction catalyst can be grasped, and the deterioration state of the selective reduction catalyst can be accurately diagnosed.
Further, if the reducing agent consumption is determined in this way, the reducing agent consumption until the upstream NO x amount and the downstream NO x amount become equal can be accurately estimated, It becomes possible to accurately diagnose the deterioration state of the selective reduction catalyst.
Furthermore, if the difference between the reducing agent consumption amount and the estimated adsorption amount is not resolved even though the injection amount of the reducing agent is corrected to be increased, it is determined that the selective reduction catalyst is abnormally deteriorated. For example, it is possible to reduce the possibility of determining that the selective reduction catalyst is abnormally deteriorated despite the occurrence of an abnormality in the reducing agent supply device or a deviation in the injection amount.

なお、本明細書において、「還元剤」の文言は、直接ＮＯXと反応する成分だけでなく、その前駆体を指す場合もある。 In the present specification, the term “reducing agent” may refer not only to a component that directly reacts with NO x , but also to a precursor thereof.

また、本発明の選択還元触媒の劣化診断装置において、前記判定手段は、前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量に対する前記還元剤の消費量の割合に基づいて、前記選択還元触媒の劣化度合いを判定することが好ましい。   In the selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present invention, the determination means sets the ratio of the reducing agent consumption to the estimated reducing agent adsorption amount in the selective reduction catalyst when the reducing agent injection is stopped. Based on this, it is preferable to determine the degree of deterioration of the selective reduction catalyst.

このように、選択還元触媒の劣化度合いを求めることとすれば、選択還元触媒の劣化状態をより正確に把握することができる。   As described above, if the degree of deterioration of the selective reduction catalyst is obtained, the deterioration state of the selective reduction catalyst can be grasped more accurately.

また、本発明の選択還元触媒の劣化診断装置において、前記排気浄化装置は、前記排気通路に備えられて排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備えており、前記判定手段は、前記パティキュレートフィルタの再生制御の開始前に前記還元剤の噴射を停止したときに前記判定を行うことが好ましい。   In the selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus of the present invention, the exhaust purification device includes a particulate filter that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust gas, and the determination unit includes: It is preferable to perform the determination when the injection of the reducing agent is stopped before the start of regeneration control of the particulate filter.

このように、パティキュレートフィルタの再生制御の開始前に還元剤の噴射を停止する時期を利用して判定を行うこととすれば、選択還元触媒の劣化診断を実行するために特別な介入操作を不要とすることができる。また、このような時期を利用して選択還元触媒の劣化診断を実行することとすれば、パティキュレートフィルタの再生制御のたびに診断の機会が得られるため、特別な介入操作をすることなく診断頻度を高く維持することができる。   As described above, if the determination is made using the timing of stopping the injection of the reducing agent before the start of the regeneration control of the particulate filter, a special intervention operation is performed in order to perform the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst. It can be unnecessary. In addition, if the deterioration diagnosis of the selective catalytic reduction catalyst is executed using such a time, a diagnosis opportunity is obtained each time the particulate filter regeneration control is performed, so the diagnosis is performed without any special intervention. High frequency can be maintained.

また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの選択還元触媒の劣化診断装置を備えた排気浄化装置である。   Another aspect of the present invention is an exhaust emission control device including any one of the selective reduction catalyst deterioration diagnosis devices described above.

すなわち、本発明にかかる排気浄化装置は、選択還元触媒の劣化異常を精度良く判定することができる劣化診断装置を備えているために、選択還元触媒の劣化異常の発生を正確に特定することができ、選択還元触媒の交換のみで対応することができるようになるため、余分な修理費用を減らすことができる。   That is, since the exhaust gas purification apparatus according to the present invention includes the deterioration diagnosis device that can accurately determine the deterioration abnormality of the selective reduction catalyst, it is possible to accurately identify the occurrence of the deterioration abnormality of the selective reduction catalyst. In addition, since it becomes possible to cope with only the replacement of the selective reduction catalyst, it is possible to reduce extra repair costs.

本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置が備えられる内燃機関の排気浄化装置を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine with which the deterioration diagnostic apparatus of the selective reduction catalyst concerning this Embodiment is provided. 選択還元触媒の特性を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the characteristic of a selective reduction catalyst. 本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置の構成を説明するために示すブロック図である。It is a block diagram shown in order to demonstrate the structure of the deterioration diagnostic apparatus of the selective reduction catalyst concerning this Embodiment. 選択還元触媒の劣化診断方法を概略的に説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate roughly the deterioration diagnostic method of a selective reduction catalyst. 本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置によって実行される選択還元触媒の劣化診断方法の一例を説明するために示すフローチャート図である。It is a flowchart shown in order to demonstrate an example of the degradation diagnosis method of the selective reduction catalyst performed by the degradation diagnostic apparatus of the selective reduction catalyst concerning this Embodiment. 選択還元触媒の劣化度合いを判定する方法の一例を説明するために示すフローチャート図である。It is a flowchart figure shown in order to demonstrate an example of the method of determining the deterioration degree of a selective reduction catalyst. 還元剤供給装置の状態を確認する方法の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the method of confirming the state of a reducing agent supply apparatus.

以下、本発明にかかる選択還元触媒の劣化診断装置及び排気浄化装置に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments relating to a selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus and an exhaust purification apparatus according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
In addition, what is attached | subjected with the same code | symbol in each figure has shown the same component unless there is particular description, and description is abbreviate | omitted suitably.

図１は、本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置が備えられる内燃機関の排気浄化装置を説明するために示す図である。図２は、選択還元触媒の特性を説明するために示す図である。図３は、本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置の構成を説明するために示すブロック図である。図４は、選択還元触媒の劣化診断方法を概略的に説明するために示す図である。図５及び図６は、本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置によって実行される選択還元触媒の劣化診断方法を説明するために示すフローチャート図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine provided with a selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the characteristics of the selective reduction catalyst. FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram shown for schematically explaining the deterioration diagnosis method for the selective catalytic reduction catalyst. FIG. 5 and FIG. 6 are flowcharts for explaining the selective reduction catalyst deterioration diagnosis method executed by the selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment.

１．排気浄化装置の全体的構成
図１において、内燃機関１は、代表的にはディーゼルエンジンであって、複数の燃料噴射弁５を備えるとともに、排気を流通させる排気管３が接続されている。燃料噴射弁５は電子制御装置３０によって通電制御されるものであり、電子制御装置３０は、機関回転数やアクセル操作量、その他の情報に基づいて燃料噴射量を演算するとともに、算出された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁５の通電時期及び通電時間を求めて、燃料噴射弁５の通電制御を実行するようになっている。 1. Overall Configuration of Exhaust Purification Device In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is typically a diesel engine, which includes a plurality of fuel injection valves 5 and an exhaust pipe 3 through which exhaust gas is circulated. The fuel injection valve 5 is energized and controlled by the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 calculates the fuel injection amount based on the engine speed, the accelerator operation amount, and other information, and calculates the calculated fuel. The energization timing and energization time of the fuel injection valve 5 are obtained based on the injection amount, and the energization control of the fuel injection valve 5 is executed.

内燃機関１に接続された排気管３には排気浄化装置１０が設けられている。排気浄化装置１０は、排気管３の上流側から順に備えられた酸化触媒１１とパティキュレートフィルタ１２と選択還元触媒１３とを有している。また、排気浄化装置１０は、パティキュレートフィルタ１２の上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出するための差圧センサ１５を備えるとともに、選択還元触媒１３の下流側には下流側ＮＯX濃度センサ１７を備えている。これらのセンサのセンサ信号は電子制御装置３０に入力されるようになっている。 An exhaust gas purification device 10 is provided in the exhaust pipe 3 connected to the internal combustion engine 1. The exhaust purification device 10 includes an oxidation catalyst 11, a particulate filter 12, and a selective reduction catalyst 13 that are sequentially provided from the upstream side of the exhaust pipe 3. Further, the exhaust purification device 10 includes a differential pressure sensor 15 for detecting a difference between the pressure on the upstream side of the particulate filter 12 and the pressure on the downstream side, and a downstream NO. An X density sensor 17 is provided. The sensor signals of these sensors are input to the electronic control unit 30.

酸化触媒１１は、活性状態においては排気中に含まれるＨＣやＣＯを酸化（燃焼）する機能を有する触媒である。この酸化触媒１１は、主に、パティキュレートフィルタ１２の再生制御時において酸化熱を発生させて排気温度を上昇させるために用いられる。使用することができる酸化触媒１１は、公知のディーゼル酸化触媒であれば得に限定されるものではない。   The oxidation catalyst 11 is a catalyst having a function of oxidizing (combusting) HC and CO contained in exhaust gas in an active state. This oxidation catalyst 11 is mainly used to generate oxidation heat and raise the exhaust gas temperature during regeneration control of the particulate filter 12. The oxidation catalyst 11 that can be used is not particularly limited as long as it is a known diesel oxidation catalyst.

パティキュレートフィルタ１２は、内燃機関１から排出される排気中に含まれる煤等の微粒子（以下、「ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）」と称する。）を捕集する機能を有するフィルタである。パティキュレートフィルタ１２は、代表的にはハニカム構造を有するフィルタが用いられるが、このようなフィルタに限定されない。   The particulate filter 12 is a filter having a function of collecting particulates such as soot (hereinafter referred to as “PM (Particulate Material)”) contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1. The particulate filter 12 is typically a filter having a honeycomb structure, but is not limited to such a filter.

選択還元触媒１３は、ポンプ２１及び還元剤噴射弁２３を有する還元剤供給装置２０によって供給される還元剤を用いて、排気中に含まれるＮＯXを選択的に還元する触媒である。本実施の形態において、還元剤供給装置２０から供給される還元剤は液体の還元剤である尿素水溶液であり、この尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアが選択還元触媒１３に吸着して、ＮＯXと直接反応する還元剤として機能する。ただし、これ以外の還元剤を用いることもできる。 The selective reduction catalyst 13 is a catalyst that selectively reduces NO x contained in the exhaust gas by using a reducing agent supplied by a reducing agent supply device 20 having a pump 21 and a reducing agent injection valve 23. In the present embodiment, the reducing agent supplied from the reducing agent supply device 20 is a urea aqueous solution that is a liquid reducing agent, and ammonia generated by the decomposition of the urea aqueous solution is adsorbed on the selective reduction catalyst 13, functions as a reducing agent that reacts directly with NO X. However, other reducing agents can be used.

図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態において使用される選択還元触媒１３のＮＯX浄化率及び最大吸着量と温度との関係を示している。図２（ａ）に示すように、選択還元触媒１３は、触媒温度の上昇に伴ってＮＯX浄化率が上昇する特性を有している。一方、図２（ｂ）に示すように、選択還元触媒１３は、触媒温度の上昇に伴って最大吸着量が減少する特性を有している。 2A and 2B show the relationship between the NO x purification rate and the maximum adsorption amount of the selective reduction catalyst 13 used in the present embodiment and the temperature. As shown in FIG. 2 (a), the selective reduction catalyst 13 has a characteristic that the NO x purification rate increases as the catalyst temperature increases. On the other hand, as shown in FIG. 2B, the selective reduction catalyst 13 has a characteristic that the maximum adsorption amount decreases as the catalyst temperature increases.

差圧センサ１５は、パティキュレートフィルタ１５の上流側と下流側との間の差圧を検出するために用いられる。差圧センサ１５によって検出される差圧の情報は、パティキュレートフィルタ１２の再生時期の判定に用いられる。   The differential pressure sensor 15 is used to detect a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the particulate filter 15. Information on the differential pressure detected by the differential pressure sensor 15 is used to determine the regeneration timing of the particulate filter 12.

下流側ＮＯX濃度センサ１７は、選択還元触媒１３よりも下流側におけるＮＯX濃度を検出するために用いられる。下流側ＮＯX濃度センサ１７によって検出される下流側ＮＯX濃度の情報は、主として液体還元剤の噴射量の補正に用いられるが、本実施の形態にかかる劣化診断装置においては、下流側ＮＯX濃度が選択還元触媒１３の劣化診断にも用いられるようになっている。 The downstream NO x concentration sensor 17 is used to detect the NO x concentration downstream of the selective reduction catalyst 13. Downstream concentration of NO X information detected by the downstream NO X concentration sensor 17 is mainly used for correction of the injection amount of the liquid reducing agent, the deterioration diagnostic device according to this embodiment, the downstream-side NO X The concentration is also used for deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13.

２．電子制御装置（選択還元触媒の劣化診断装置）
（１）装置の構成
図３は、電子制御装置３０の構成のうち、選択還元触媒１３の劣化診断に関連する部分を機能的なブロックで表したものである。この電子制御装置３０が選択還元触媒の劣化診断装置としての機能を有している。 2. Electronic control device (selective reduction catalyst deterioration diagnosis device)
(1) Device Configuration FIG. 3 is a functional block diagram of a portion of the configuration of the electronic control device 30 that is related to the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13. The electronic control device 30 has a function as a deterioration diagnosis device for the selective reduction catalyst.

電子制御装置３０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、上流側ＮＯX流量演算手段３１と、下流側ＮＯX濃度検出手段３３と、下流側ＮＯX流量演算手段３５と、還元剤噴射制御手段３７と、還元剤消費量演算手段３９と、再生制御手段４１と、判定手段４３とを備えている。具体的に、これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。 The electronic control unit 30 has been structured around a known microcomputer, an upstream NO X flow rate calculating unit 31, and the downstream NO X concentration detecting means 33, the downstream-side NO X flow rate calculating means 35, Reducing agent injection control means 37, reducing agent consumption calculation means 39, regeneration control means 41, and determination means 43 are provided. Specifically, each of these means is realized by executing a program by a microcomputer.

また、図示しないものの、電子制御装置３０には、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子からなる記憶手段、及び、燃料噴射弁５やポンプ２１、還元剤噴射弁２５等への通電を行うための駆動回路が備えられている。記憶手段には、制御プログラム及び種々の演算マップがあらかじめ記憶されるとともに、上記した各手段による演算結果等が書き込まれるようになっている。   Although not shown, the electronic control unit 30 includes a storage unit including a storage element such as a RAM and a ROM, and a drive circuit for energizing the fuel injection valve 5, the pump 21, the reducing agent injection valve 25, and the like. Is provided. In the storage means, a control program and various calculation maps are stored in advance, and calculation results and the like by the respective means described above are written.

上流側ＮＯX流量演算手段３１は、燃料噴射量やその他の内燃機関１の運転条件に基づいて、選択還元触媒１３よりも上流側における上流側ＮＯX流量Ｎｆｕを演算により推定するように構成されている。また、下流側ＮＯX濃度検出手段３３は、下流側ＮＯX濃度センサ１７のセンサ信号に基づいて選択還元触媒１３よりも下流側における下流側ＮＯX濃度Ｎｄを検出するように構成されている。さらに、下流側ＮＯX流量演算手段３５は、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと、触媒温度やアンモニアの吸着量等の選択還元触媒１３の状態とに基づいて、選択還元触媒１３よりも下流側における下流側ＮＯX流量Ｎｆｄを演算により推定するように構成されている。上流側ＮＯX流量及び下流側ＮＯX流量の演算方法は特に限定されるものではなく、ＮＯX濃度センサのセンサ値を用いて演算することもできる。 The upstream NO X flow rate calculation means 31 is configured to estimate the upstream NO X flow rate Nfu upstream of the selective reduction catalyst 13 by calculation based on the fuel injection amount and other operating conditions of the internal combustion engine 1. ing. Further, the downstream NO X concentration detection means 33 is configured to detect the downstream NO X concentration Nd downstream of the selective reduction catalyst 13 based on the sensor signal of the downstream NO X concentration sensor 17. Further, the downstream NO X flow rate calculating means 35 is downstream of the selective reduction catalyst 13 on the downstream side based on the upstream NO X flow rate Nfu and the state of the selective reduction catalyst 13 such as the catalyst temperature and the amount of adsorption of ammonia. It is configured to estimate by calculation the side NO X flow rate Nfd. Method of calculating the upstream-side NO X flow rate and the downstream NO X flow rate is not limited in particular, can also be calculated using the sensor values of the NO X concentration sensor.

再生制御手段４１は、パティキュレートフィルタ１２の再生条件が成立しているか否かを判定し、パティキュレートフィルタ１２に捕集されたパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタ１２を再生させる制御の実行指示を生成するように構成されている。本実施の形態にかかる電子制御装置３０の再生制御手段４１は、差圧センサ１５によって検出される差圧ΔＰｄｐｆが所定の閾値を超えていることや、その他の内燃機関１の運転状態などを再生条件として判定するようになっている。ただし、パティキュレートフィルタ１２の再生条件はこの例に限定されない。   The regeneration control unit 41 determines whether or not the regeneration condition of the particulate filter 12 is satisfied, and executes a control execution instruction to regenerate the particulate filter 12 by burning the particulates collected by the particulate filter 12. Is configured to generate The regeneration control means 41 of the electronic control device 30 according to the present embodiment regenerates that the differential pressure ΔPdpf detected by the differential pressure sensor 15 exceeds a predetermined threshold, other operating states of the internal combustion engine 1, and the like. Judgment is made as a condition. However, the regeneration condition of the particulate filter 12 is not limited to this example.

また、再生制御手段４１は、パティキュレートフィルタ１２が再生時期にあると判定した後、所定の再生準備が完了してから、再生制御を開始させるようになっている。この再生準備は、再生制御によって排気温度が上昇することに伴い、選択還元触媒１３の最大吸着量が低下してアンモニアが選択還元触媒１３の下流側に流出することを防ぐために実行されるものとなっている。具体的には、パティキュレートフィルタ１２の再生条件が成立すると、還元剤噴射制御手段３７は、再生準備として、少なくとも選択還元触媒１３に吸着しているアンモニアがすべて消費されるまで液体還元剤の噴射を停止するようになっている。そして、再生制御手段４１は、アンモニアの吸着量がゼロになった後、再生制御を実行させる。   Further, the regeneration control means 41 starts the regeneration control after it is determined that the particulate filter 12 is at the regeneration time and a predetermined regeneration preparation is completed. This regeneration preparation is executed in order to prevent ammonia from flowing out downstream of the selective reduction catalyst 13 due to a decrease in the maximum adsorption amount of the selective reduction catalyst 13 as the exhaust temperature increases due to regeneration control. It has become. Specifically, when the regeneration condition of the particulate filter 12 is established, the reducing agent injection control means 37 injects the liquid reducing agent until at least all of the ammonia adsorbed on the selective reduction catalyst 13 is consumed in preparation for regeneration. Is supposed to stop. Then, the regeneration control means 41 executes regeneration control after the ammonia adsorption amount becomes zero.

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０の再生制御手段４１は、再生制御として、内燃機関１から排出される排気中にＨＣ（未燃燃料）が含まれるように燃料噴射弁５による燃料噴射制御を実行させるようになっている。その結果、ＨＣが酸化触媒１１中で酸化される際の酸化熱によって排気温度が上昇し、高温の排気熱によってパティキュレートフィルタ１２に捕集されたパティキュレートが燃焼される。   Further, the regeneration control means 41 of the electronic control unit 30 according to the present embodiment uses the fuel by the fuel injection valve 5 so that HC (unburned fuel) is included in the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 as regeneration control. The injection control is executed. As a result, the exhaust temperature rises due to the oxidation heat when HC is oxidized in the oxidation catalyst 11, and the particulates collected by the particulate filter 12 are combusted by the high-temperature exhaust heat.

還元剤噴射制御手段３７は、還元剤供給装置２０の動作を制御して、排気管３内への還元剤噴射制御を実行するように構成されている。本実施の形態にかかる電子制御装置３０において、還元剤噴射制御手段３７は、還元剤噴射弁２３に供給する液体還元剤の圧力が所定の目標圧で維持されるように、図示しない圧力センサのセンサ値に基づいてポンプ２１の出力をフィードバック制御する。また、還元剤噴射制御手段３７は、上流側ＮＯX流量演算手段３１で算出される上流側ＮＯX流量Ｎｆｕや、下流側ＮＯX濃度検出手段３３で検出される下流側ＮＯX濃度Ｎｄ、排気温度等から推定される選択還元触媒１３の触媒温度等に基づいて還元剤噴射量を演算し、この還元剤噴射量に応じて還元剤噴射弁２３の制御を行う。 The reducing agent injection control means 37 is configured to control the operation of the reducing agent supply device 20 and execute the reducing agent injection control into the exhaust pipe 3. In the electronic control unit 30 according to the present embodiment, the reducing agent injection control means 37 includes a pressure sensor (not shown) so that the pressure of the liquid reducing agent supplied to the reducing agent injection valve 23 is maintained at a predetermined target pressure. The output of the pump 21 is feedback controlled based on the sensor value. The reducing agent injection control means 37, and the upstream-side NO X flow rate Nfu calculated upstream NO X flow rate calculating unit 31, the downstream-side NO X concentration Nd detected by the downstream NO X concentration detecting means 33, the exhaust The reducing agent injection amount is calculated based on the catalyst temperature of the selective reduction catalyst 13 estimated from the temperature or the like, and the reducing agent injection valve 23 is controlled according to the reducing agent injection amount.

例えば、還元剤噴射制御手段３７は、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに対応するアンモニア量を求める。一方、還元剤噴射制御手段３７は、排気温度に対応する最大吸着量に対して目標吸着率を乗じて、選択還元触媒１３におけるアンモニアの目標吸着量を算出するとともに、これまでの積算結果として記憶されている現在の推定吸着量Ｖｂを減算して、目標吸着量に対して過不足のアンモニア量を求める。そして、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに対応するアンモニア量と、目標吸着量に対して過不足のアンモニア量とを足し合わせることによって必要アンモニア量を算出し、これに対応する還元剤噴射量を算出する。さらに、還元剤噴射制御手段３７は、下流側ＮＯX濃度Ｎｄが所定の閾値未満となるように、必要に応じて還元剤噴射量の補正を行う。 For example, the reducing agent injection control unit 37 obtains an ammonia amount corresponding to the upstream NO x flow rate Nfu. On the other hand, the reducing agent injection control means 37 calculates the target adsorption amount of ammonia in the selective reduction catalyst 13 by multiplying the maximum adsorption amount corresponding to the exhaust temperature by the target adsorption rate, and stores it as the integrated result so far. The current estimated adsorption amount Vb is subtracted to obtain an ammonia amount that is excessive or insufficient with respect to the target adsorption amount. Then, the required ammonia amount is calculated by adding the ammonia amount corresponding to the upstream NO x flow rate Nfu and the ammonia amount that is excessive or insufficient with respect to the target adsorption amount, and the reducing agent injection amount corresponding to this is calculated. . Further, the reducing agent injection control means 37, so that the downstream NO X concentration Nd is less than the predetermined threshold value, the correction of the reducing agent injection amount according to need.

選択還元触媒１３におけるアンモニアの目標吸着率は、ＮＯX浄化率を高く維持する観点と、選択還元触媒１３よりも下流側へのアンモニアの流出を防ぐ観点とを考慮して、適切な値に設定される値である。具体的に、選択還元触媒１３は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す特性を有していることから、選択還元触媒１３の下流側へのアンモニアの流出を抑えつつ、ＮＯX浄化率を高く維持できるように、そのときの触媒温度における最大吸着量に対するアンモニアの目標吸着率が設定されている。 The target adsorption rate of ammonia in the selective reduction catalyst 13 is set to an appropriate value in consideration of maintaining a high NO x purification rate and preventing ammonia from flowing out downstream from the selective reduction catalyst 13. Is the value to be Specifically, since the selective reduction catalyst 13 has the characteristics shown in FIGS. 2A and 2B, the NO x purification rate is suppressed while suppressing the outflow of ammonia to the downstream side of the selective reduction catalyst 13. The target adsorption rate of ammonia is set with respect to the maximum adsorption amount at the catalyst temperature at that time.

すなわち、還元剤噴射制御手段３７では、噴射された液体還元剤から生成されるアンモニア量から、内燃機関１から排出されるＮＯXの浄化に用いるアンモニア量と、触媒温度の急激な低下に伴うアンモニアの流出分とを減算した値を積算することで、それぞれの時点での選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖｂが演算されるようになっている。液体還元剤の噴射が停止された状態においては、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに応じて推定吸着量Ｖｂが徐々に減少することになる。 That is, in the reducing agent injection control means 37, the ammonia amount used for the purification of NO x discharged from the internal combustion engine 1 from the ammonia amount generated from the injected liquid reducing agent, and the ammonia accompanying the rapid decrease in the catalyst temperature. By adding up the value obtained by subtracting the outflow amount of the catalyst, the estimated adsorption amount Vb of ammonia in the selective reduction catalyst 13 at each time point is calculated. In the state where the injection of the liquid reducing agent is stopped, the estimated adsorption amount Vb gradually decreases according to the upstream NO x flow rate Nfu.

また、上述のとおり、本実施の形態にかかる電子制御装置３０の還元剤噴射制御手段３７は、再生制御手段４１によってパティキュレートフィルタ１２の再生条件が成立していると判定された後、再生制御が開始される前に、再生準備として、液体還元剤の噴射を中断し、選択還元触媒１３におけるアンモニアの吸着量を一旦ゼロにする。また、再生制御が開始された後においても、排気温度が所定の閾値を下回るまで、液体還元剤の噴射制御が中断される。本実施の形態にかかる電子制御装置３０では、この再生準備段階を利用して、選択還元触媒１３の劣化診断制御を実行するようになっている。   Further, as described above, the reducing agent injection control unit 37 of the electronic control device 30 according to the present embodiment performs the regeneration control after the regeneration control unit 41 determines that the regeneration condition of the particulate filter 12 is satisfied. Is started, the injection of the liquid reducing agent is interrupted as a preparation for regeneration, and the adsorption amount of ammonia in the selective reduction catalyst 13 is once made zero. Even after the regeneration control is started, the injection control of the liquid reducing agent is interrupted until the exhaust temperature falls below a predetermined threshold value. In the electronic control device 30 according to the present embodiment, deterioration diagnosis control of the selective reduction catalyst 13 is executed using this regeneration preparation stage.

還元剤消費量演算手段３９は、パティキュレートフィルタ１２の再生準備段階に入り、液体還元剤の噴射が停止された後、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでの期間において、選択還元触媒１３で消費されたアンモニア量を演算するように構成されている。本実施の形態にかかる電子制御装置３０において、還元剤消費量演算手段３９は、液体還元剤の噴射が停止されたときの推定吸着量Ｖｂの値から、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなったときの推定吸着量Ｖｂの値を減算することによって、アンモニアの消費量を算出するように構成されている。 The reducing agent consumption calculating means 39 enters the regeneration preparation stage of the particulate filter 12, and after the injection of the liquid reducing agent is stopped, the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream NO X flow rate Nfd become equal to each other. During the period, the amount of ammonia consumed by the selective reduction catalyst 13 is calculated. The electronic control unit 30 according to this embodiment, the reducing agent consumption amount calculating means 39, the value of the estimated adsorbed amount Vb when the injection of the liquid reducing agent is stopped, the upstream-side NO X flow rate Nfu and the downstream-side NO The ammonia consumption amount is calculated by subtracting the value of the estimated adsorption amount Vb when the X flow rate Nfd becomes equal.

ここで算出されるアンモニアの消費量が、すなわち、液体還元剤の噴射を停止したときに選択還元触媒１３に実際に吸着されていたアンモニアの吸着量に相当する。還元剤噴射量は選択還元触媒１３の劣化状態が完全に反映されていない状態で算出されることから、選択還元触媒１３が劣化状態にあるとすると、選択還元触媒１３には最大吸着量に近いアンモニアが吸着していることになる。したがって、還元剤消費量演算手段３９で算出される実際のアンモニアの消費量は、液体還元剤の噴射を停止したときの選択還元触媒１３の最大吸着量に近似する値を示すことになる。   The consumption amount of ammonia calculated here corresponds to the adsorption amount of ammonia actually adsorbed on the selective reduction catalyst 13 when the injection of the liquid reducing agent is stopped. Since the reducing agent injection amount is calculated in a state where the degradation state of the selective reduction catalyst 13 is not completely reflected, if the selective reduction catalyst 13 is in the degradation state, the selective reduction catalyst 13 is close to the maximum adsorption amount. Ammonia is adsorbed. Therefore, the actual consumption amount of ammonia calculated by the reducing agent consumption amount calculation means 39 shows a value that approximates the maximum adsorption amount of the selective reduction catalyst 13 when the injection of the liquid reducing agent is stopped.

判定手段４３は、パティキュレートフィルタ１２が再生時期にあると判定された後、液体還元剤の噴射が中断されて、選択還元触媒１３中のアンモニアの吸着量がゼロになるまでの期間において、選択還元触媒１３の劣化診断を実行するように構成されている。   The determination means 43 is selected in a period from when it is determined that the particulate filter 12 is in the regeneration timing until the injection of the liquid reducing agent is interrupted and the adsorption amount of ammonia in the selective reduction catalyst 13 becomes zero. It is configured to execute a deterioration diagnosis of the reduction catalyst 13.

図４（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によって実行される選択還元触媒１３の劣化診断を概略的に説明するために示す図である。
図４（ａ）は、選択還元触媒１３におけるアンモニアの最大吸着量の、劣化度合いによる差を示している。実線が、正常状態の選択還元触媒１３の最大吸着量曲線を示しており、破線が、劣化状態の選択還元触媒１３の最大吸着量を示している。また、図４（ｂ）は、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕが一定であると仮定したときの、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄの変化、及び、選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖａ，Ｖｂの、劣化度合いによる差を示している。 FIGS. 4A and 4B are diagrams for schematically explaining the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13 executed by the electronic control unit 30 according to the present embodiment.
FIG. 4A shows a difference in the maximum ammonia adsorption amount in the selective reduction catalyst 13 depending on the degree of deterioration. The solid line shows the maximum adsorption amount curve of the selective reduction catalyst 13 in the normal state, and the broken line shows the maximum adsorption amount of the selective reduction catalyst 13 in the deteriorated state. FIG. 4B shows changes in the downstream NO X flow rate Nfd and the estimated ammonia adsorption amounts Va and Vb in the selective reduction catalyst 13 when the upstream NO X flow rate Nfu is assumed to be constant. The difference depending on the degree of deterioration is shown.

図４（ａ）に示すように、選択還元触媒１３の最大吸着量は、触媒温度が同じであっても、劣化が進行するにつれて減少する。触媒温度がＴｃａｔ０のときに再生準備が開始されるとすると、この時点での最大吸着量は選択還元触媒１３の劣化状態に応じて差が生じている（Ｖ１，Ｖ２）。このとき、選択還元触媒１３が正常状態であれば、アンモニアの吸着率が目標吸着率となるように還元剤の噴射制御が行われるために、アンモニアの推定吸着量はＶ１´となる。一方、選択還元触媒１３が劣化している場合には、アンモニアが選択還元触媒１３の下流側に流出しやすい状態、すなわち、選択還元触媒１３においてはアンモニアが飽和状態となっているために、アンモニアの吸着量はＶ２と推定される。   As shown in FIG. 4A, the maximum adsorption amount of the selective reduction catalyst 13 decreases as the deterioration proceeds even if the catalyst temperature is the same. If the regeneration preparation is started when the catalyst temperature is Tcat0, the maximum adsorption amount at this point differs depending on the deterioration state of the selective reduction catalyst 13 (V1, V2). At this time, if the selective reduction catalyst 13 is in a normal state, injection control of the reducing agent is performed so that the ammonia adsorption rate becomes the target adsorption rate, so the estimated adsorption amount of ammonia is V1 ′. On the other hand, when the selective reduction catalyst 13 is deteriorated, ammonia tends to flow out downstream of the selective reduction catalyst 13, that is, the ammonia is saturated in the selective reduction catalyst 13. Is adsorbed to V2.

そして、図４（ｂ）に示すように、再生準備が開始されるｔ０の時点以降、液体還元剤の噴射が停止されると、選択還元触媒１３に吸着されていたアンモニアが徐々に消費されて吸着率が徐々に低下することから、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが徐々に上昇して、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに近似していく。そして、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄと上流側ＮＯX流量Ｎｆｕとが等しくなるｔ１の時点において、実際のアンモニアの吸着量Ｖａはゼロになる。 As shown in FIG. 4B, when the injection of the liquid reducing agent is stopped after the time t0 when the regeneration preparation is started, the ammonia adsorbed on the selective reduction catalyst 13 is gradually consumed. since the adsorption rate gradually decreases, the downstream NO X flow rate Nfd gradually increased, will approximate the upstream NO X flow rate Nfu. The actual ammonia adsorption amount Va becomes zero at the time t1 when the downstream NO X flow rate Nfd and the upstream NO X flow rate Nfu become equal.

このとき、選択還元触媒１３が正常状態であるとした場合の推定吸着量Ｖｂは、液体還元剤の噴射を停止した時点の推定吸着量Ｖ１´から差分ΔＶだけ減少した値となっている。この差分ΔＶが、実際の選択還元触媒１３における液体還元剤の噴射を停止したときの吸着量Ｖ２、すなわち、液体還元剤の噴射を停止してから上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでのアンモニアの消費量に相当する。 At this time, the estimated adsorption amount Vb when the selective reduction catalyst 13 is in a normal state is a value that is reduced by a difference ΔV from the estimated adsorption amount V1 ′ when the injection of the liquid reducing agent is stopped. The difference ΔV is, adsorption amount when the stop injection of the liquid reducing agent in the actual selective reduction catalyst 13 V2, i.e., the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream NO X flow rate injection of a liquid reducing agent from the stop This corresponds to the amount of ammonia consumed until Nfd becomes equal.

このアンモニアの消費量に相当する差分ΔＶは、選択還元触媒１３の劣化度合いが大きいほど小さな値を示す。これは、選択還元触媒１３の劣化度合いが大きいほど、液体還元剤の噴射を停止したときの推定吸着量は小さいために、液体還元剤の噴射を停止してから上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでの時間ｔＡが短くなることによる。したがって、本実施の形態にかかる電子制御装置３０においては、このアンモニアの消費量に相当する差分ΔＶに基づいて、選択還元触媒１３の劣化状態を判定するものとなっている。 The difference ΔV corresponding to the consumption amount of ammonia shows a smaller value as the degree of deterioration of the selective reduction catalyst 13 is larger. This is because, as the degree of deterioration of the selective reduction catalyst 13 is larger, the estimated adsorption amount when the liquid reducing agent injection is stopped is smaller. Therefore, the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream side after the liquid reducing agent injection is stopped. This is because the time tA until the side NO x flow rate Nfd becomes equal is shortened. Therefore, in the electronic control unit 30 according to the present embodiment, the deterioration state of the selective reduction catalyst 13 is determined based on the difference ΔV corresponding to the consumption amount of ammonia.

例えば、選択還元触媒１３が正常状態であるとした場合の、液体還元剤の噴射を停止したｔ０での推定吸着量Ｖ１´に対する差分ΔＶの比率Ｒ（ΔＶ／Ｖ１´）によって、選択還元触媒１３の劣化度合いを診断することができる。この場合、実際の比率Ｒ（ΔＶ／Ｖ１´）が小さいほど劣化が進行していることを意味する。このとき、比率Ｒ（ΔＶ／Ｖ１´）が所定の閾値Ｒ０未満のときに選択還元触媒１３が劣化していると判定することができる。あるいは、比率Ｒ（ΔＶ／Ｖ１´）を複数段階に分けて、劣化状態を段階的に判定することもできる。   For example, when the selective reduction catalyst 13 is in a normal state, the selective reduction catalyst 13 is calculated based on the ratio R (ΔV / V1 ′) of the difference ΔV with respect to the estimated adsorption amount V1 ′ at t0 when the injection of the liquid reducing agent is stopped. The degree of deterioration can be diagnosed. In this case, the smaller the actual ratio R (ΔV / V1 ′), the more the deterioration is advanced. At this time, it can be determined that the selective reduction catalyst 13 has deteriorated when the ratio R (ΔV / V1 ′) is less than the predetermined threshold value R0. Or, the ratio R (ΔV / V1 ′) can be divided into a plurality of stages, and the deterioration state can be determined in stages.

（２）フローチャート
以下、本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置としての電子制御装置３０によって実行される選択還元触媒１３の劣化診断方法の一例を、図５及び図６のフローチャート図に沿って具体的に説明する。以下に説明する劣化診断方法のルーチンは、内燃機関１の運転中において、常時、又は所定の回数ごとに割り込むことによって実行されるようになっている。 (2) Flowchart Hereinafter, an example of the deterioration diagnosis method for the selective reduction catalyst 13 executed by the electronic control unit 30 as the deterioration diagnosis device for the selective reduction catalyst according to the present embodiment will be described with reference to the flow charts of FIGS. A specific explanation will be given. The routine of the deterioration diagnosis method described below is executed by interrupting the internal combustion engine 1 constantly or every predetermined number of times.

まず、ステップＳ１において、電子制御装置３０は、液体還元剤の噴射制御を通常の手順に従って実行する。すなわち、電子制御装置３０は、内燃機関１から排出されるＮＯX流量である上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと、選択還元触媒１３における現在のアンモニアの吸着率及び目標吸着率の差とに基づいて算出される還元剤の目標噴射量にしたがって還元剤噴射弁２３の通電制御を実行し、選択還元触媒１３よりも上流側の排気管３に還元剤を噴射する。 First, in step S1, the electronic control unit 30 executes liquid reductant injection control according to a normal procedure. That is, the electronic control unit 30 calculates based on the upstream NO x flow rate Nfu that is the NO x flow rate discharged from the internal combustion engine 1 and the difference between the current ammonia adsorption rate and the target adsorption rate in the selective reduction catalyst 13. The energization control of the reducing agent injection valve 23 is executed in accordance with the target amount of reducing agent to be injected, and the reducing agent is injected into the exhaust pipe 3 upstream of the selective reduction catalyst 13.

次いで、ステップＳ２において、電子制御装置３０は、パティキュレートフィルタ１２の再生条件が成立しているか否かを判別する。再生条件が成立していない場合（Ｎｏの場合）には、そのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、再生条件が成立している場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ３に進み、液体還元剤の噴射を停止する。   Next, in step S <b> 2, the electronic control unit 30 determines whether a regeneration condition for the particulate filter 12 is satisfied. If the regeneration condition is not satisfied (in the case of No), this routine is finished and the routine returns to the start. On the other hand, if the regeneration condition is satisfied (in the case of Yes), the process proceeds to step S3, and the liquid Stop injection of reducing agent.

次いで、ステップＳ４において、電子制御装置３０は、液体還元剤の噴射を停止した時点で算出されていた選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖ１´を記憶した後、ステップＳ５において、内燃機関１の運転状態等に基づいて、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕを演算により求める。 Next, in step S4, the electronic control unit 30 stores the estimated adsorption amount V1 ′ of ammonia in the selective reduction catalyst 13 calculated when the injection of the liquid reducing agent is stopped, and then in step S5, the internal combustion engine 1 is stored. based on the operating conditions such as obtained by calculation upstream NO X flow rate Nfu.

次いで、ステップＳ６において、電子制御装置３０は、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕ、及び、触媒温度やアンモニア吸着量等の選択還元触媒１３の状態を示す情報に基づいて、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄを演算により求める。その後、ステップＳ７において、電子制御装置３０は、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに到達したか否かを判別する。 Then, in step S6, the electronic control unit 30, the upstream-side NO X flow rate Nfu, and, based on the information indicating the state of the selective reduction catalyst 13, such as catalyst temperature and the ammonia adsorption amount, calculates the downstream NO X flow rate Nfd Ask for. Thereafter, in step S7, the electronic control unit 30 determines whether or not the downstream NO x flow rate Nfd has reached the upstream NO x flow rate Nfu.

下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに到達していない場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ５に戻り、電子制御装置３０は、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに到達するまでステップＳ５〜ステップＳ７を繰り返し行う。そして、ステップＳ７において、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに到達した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ８に進み、電子制御装置３０は、その時点で算出されていた選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖ３を記憶する。 In the case where the downstream-side NO X flow rate Nfd has not reached the upstream NO X flow rate Nfu (in the case of No), the process returns to the step S5, the electronic control unit 30, the upstream-side NO X flow rate downstream NO X flow rate Nfd Steps S5 to S7 are repeated until Nfu is reached. The selection in step S7, the downstream-side NO X flow rate Nfd in case it reaches the upstream NO X flow rate Nfu (in the case of Yes), the process proceeds to step S8, the electronic control unit 30, which has been calculated at the time The estimated adsorption amount V3 of ammonia in the reduction catalyst 13 is stored.

次いで、電子制御装置３０は、ステップＳ９において、差分ΔＶ（＝Ｖ１´−Ｖ３）を求めた後、ステップＳ１０において、差分ΔＶに基づいて選択還元触媒１３の劣化判定を実行する。   Next, after obtaining the difference ΔV (= V1′−V3) in step S9, the electronic control unit 30 executes the deterioration determination of the selective reduction catalyst 13 based on the difference ΔV in step S10.

図６は、劣化判定の一例を具体的に示すフローチャート図である。この例では、まず、ステップＳ２１において、電子制御装置３０は、還元剤の噴射を停止したときの推定吸着量Ｖ１´に対する、下流側ＮＯX流量Ｎｆｄが上流側ＮＯX流量Ｎｆｕに到達したときの推定吸着量Ｖ３の比率Ｒを算出する。 FIG. 6 is a flowchart specifically illustrating an example of the deterioration determination. In this example, first, in step S21, the electronic control unit 30, for the estimated adsorbed amount V1' when shutting down the injection of the reducing agent, when the downstream-side NO X flow rate Nfd reaches the upstream NO X flow rate Nfu A ratio R of the estimated adsorption amount V3 is calculated.

次いで、ステップＳ２２において、電子制御装置３０は、算出された比率Ｒが所定の閾値Ｒ０未満となっているか否かを判別する。比率Ｒが閾値Ｒ０以上の場合（Ｎｏの場合）には、選択還元触媒１３に劣化異常は見られないことから、ステップＳ３１に進んで、電子制御装置３０は、劣化異常なしと判定して劣化判定を終了し、スタートに戻る。   Next, in step S22, the electronic control unit 30 determines whether or not the calculated ratio R is less than a predetermined threshold value R0. When the ratio R is equal to or greater than the threshold value R0 (in the case of No), no deterioration abnormality is observed in the selective reduction catalyst 13, and thus the process proceeds to step S31, where the electronic control unit 30 determines that there is no deterioration abnormality and deteriorates. End the decision and return to the start.

一方、比率Ｒが閾値Ｒ０未満となっている場合には、ステップＳ２３に進み、電子制御装置３０は、カウンタ値が所定の閾値Ｃｔ０に到達しているか否かを判別する。このカウンタ値は、液体還元剤の噴射量を増量補正した回数を示している。カウンタ値が閾値Ｃｔ０未満の場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ２９に進み、電子制御装置３０は、還元剤噴射量を増量補正するように液体還元剤の目標噴射量の演算式の係数を変更するとともに、ステップＳ３０において、カウンタ値をプラス１とする。還元剤噴射量を増量補正するのは、比率Ｒが閾値Ｒ０未満となっている原因が、還元剤供給装置２０の故障による還元剤不足である場合を排除するためである。   On the other hand, when the ratio R is less than the threshold value R0, the process proceeds to step S23, and the electronic control unit 30 determines whether or not the counter value has reached a predetermined threshold value Ct0. This counter value indicates the number of times the liquid reducing agent injection amount is corrected to be increased. When the counter value is less than the threshold value Ct0 (in the case of No), the process proceeds to step S29, and the electronic control unit 30 sets the coefficient of the arithmetic expression for the target injection amount of the liquid reducing agent so as to correct the increase of the reducing agent injection amount. At the same time, the counter value is incremented by 1 in step S30. The reason why the reducing agent injection amount is corrected to increase is to eliminate a case where the cause that the ratio R is less than the threshold value R0 is a shortage of reducing agent due to a failure of the reducing agent supply device 20.

電子制御装置３０は、還元剤噴射量の増量補正を指示した後、スタートに戻って、パティキュレートフィルタ１２の再生制御が終了して、液体還元剤の噴射制御が再開されるまで待機する。そして、液体還元剤の噴射制御が再開されるときには、再び、ステップＳ１以降の各ステップを、同様の手順に沿って実行する。   After instructing the increase correction of the reducing agent injection amount, the electronic control unit 30 returns to the start and waits until the regeneration control of the particulate filter 12 is finished and the liquid reducing agent injection control is resumed. When the liquid reducing agent injection control is resumed, the steps after step S1 are executed again according to the same procedure.

一方、上述のステップＳ２３において、カウンタ値が閾値Ｃｔ０に到達している場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２４に進み、電子制御装置３０は、比率ＲがＲ１≦Ｒ＜Ｒ０となっているか否かを判別する。カウンタ値が閾値Ｃｔ０以上であるということは、還元剤噴射量を増量補正しても比率Ｒが閾値Ｒ０未満であったことを意味しており、選択還元触媒１３の劣化が進行していると判定することができる。これ以降のステップＳ２４〜ステップＳ２８は、選択還元触媒１３の劣化度合いを判定するために設けられている。   On the other hand, when the counter value has reached the threshold value Ct0 in the above-described step S23 (in the case of Yes), the process proceeds to step S24, and the electronic control unit 30 determines that the ratio R is R1 ≦ R <R0. Determine whether or not. That the counter value is equal to or greater than the threshold value Ct0 means that the ratio R is less than the threshold value R0 even if the reducing agent injection amount is corrected to increase, and that the deterioration of the selective reduction catalyst 13 has progressed. Can be determined. Subsequent steps S24 to S28 are provided to determine the degree of deterioration of the selective reduction catalyst 13.

ステップＳ２４において、比率ＲがＲ１≦Ｒ＜Ｒ０となっている場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２５に進み、電子制御装置３０は、選択還元触媒１３は劣化状態ではあるが、小程度の劣化であると判定して劣化判定を終了し、スタートに戻る。一方、ステップＳ２４において、比率ＲがＲ１≦Ｒ＜Ｒ０となっていない場合には、ステップＳ２６に進み、電子制御装置３０は、比率ＲがＲ２≦Ｒ＜Ｒ１となっているか否かを判別する。比率ＲがＲ２≦Ｒ＜Ｒ１となっている場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２７に進み、電子制御装置３０は、選択還元触媒１３は劣化状態であり、中程度の劣化であると判定して劣化判定を終了し、スタートに戻る。   In step S24, when the ratio R is R1 ≦ R <R0 (in the case of Yes), the process proceeds to step S25, and the electronic control unit 30 determines that the selective reduction catalyst 13 is in a deteriorated state, but is small. It is determined that the battery is deteriorated, the deterioration determination is finished, and the process returns to the start. On the other hand, if the ratio R is not R1 ≦ R <R0 in step S24, the process proceeds to step S26, and the electronic control unit 30 determines whether or not the ratio R is R2 ≦ R <R1. . When the ratio R is R2 ≦ R <R1 (in the case of Yes), the process proceeds to step S27, and the electronic control unit 30 determines that the selective reduction catalyst 13 is in a deteriorated state and is in a moderate deterioration. Then, the deterioration determination is finished and the process returns to the start.

一方、ステップＳ２６において、比率ＲがＲ２≦Ｒ＜Ｒ１となっていない場合には、すなわち、比率ＲがＲ２未満である状態であることから、ステップＳ２８に進み、電子制御装置３０は、選択還元触媒１３は著しく劣化していると判定して劣化判定を終了し、スタートに戻る。   On the other hand, if the ratio R is not R2 ≦ R <R1 in step S26, that is, since the ratio R is less than R2, the process proceeds to step S28, and the electronic control unit 30 performs selective reduction. The catalyst 13 is determined to be significantly deteriorated, the deterioration determination is finished, and the process returns to the start.

図５に戻り、ステップＳ１０において劣化判定が実行された後、電子制御装置３０は、選択還元触媒１３の劣化状態を運転者等に知らせるために、警報手段や画像表示手段、警告ランプ等を作動する。これにより、運転者等は、選択還元触媒１３を交換する必要があることを認識することができる。   Returning to FIG. 5, after the deterioration determination is performed in step S <b> 10, the electronic control unit 30 operates an alarm unit, an image display unit, a warning lamp, and the like to notify the driver or the like of the deterioration state of the selective reduction catalyst 13. To do. Accordingly, the driver or the like can recognize that the selective reduction catalyst 13 needs to be replaced.

３．本実施の形態による効果
以上説明した本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置としての電子制御装置３０は、液体還元剤の噴射を停止してから、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでの期間におけるアンモニアの消費量ΔＶに基づいて選択還元触媒１３の劣化状態を判定することとしている。したがって、選択還元触媒１３における最大吸着量の減少度合を把握することができるようになって、選択還元触媒１３の劣化状態を精度良く診断することを可能にすることができる。その結果、選択還元触媒１３のみを修理、交換することで対応することができるようになり、メンテナンスに要する費用や手間を省略することができる。 3. Effect of this Embodiment The electronic control device 30 as the selective reduction catalyst deterioration diagnosis device according to this embodiment described above stops the injection of the liquid reducing agent, and then the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream side The degradation state of the selective reduction catalyst 13 is determined based on the ammonia consumption amount ΔV during the period until the NO x flow rate Nfd becomes equal. Therefore, the degree of decrease in the maximum adsorption amount in the selective reduction catalyst 13 can be grasped, and the deterioration state of the selective reduction catalyst 13 can be diagnosed with high accuracy. As a result, only the selective reduction catalyst 13 can be repaired and replaced, and the cost and labor required for maintenance can be omitted.

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、液体還元剤の噴射を停止した時点での選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖ１´と、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなった時点でのアンモニアの推定吸着量Ｖ３と、に基づいてアンモニアの消費量を求めることとしている。そのため、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでのアンモニアの消費量ΔＶを正確に推定することができ、選択還元触媒１３の劣化状態を精度良く診断することができるようになる。 Further, according to the electronic control unit 30 according to the present embodiment, the estimated adsorption amount V1 ′ of ammonia in the selective reduction catalyst 13 at the time when the injection of the liquid reducing agent is stopped, the upstream NO x flow rate Nfu, and the downstream side The ammonia consumption amount is determined based on the estimated ammonia adsorption amount V3 when the NO x flow rate Nfd becomes equal. Therefore, the ammonia consumption amount ΔV until the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream NO X flow rate Nfd become equal can be accurately estimated, and the deterioration state of the selective reduction catalyst 13 can be diagnosed with high accuracy. It becomes like this.

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、液体還元剤の噴射を停止したときの選択還元触媒１３におけるアンモニアの推定吸着量Ｖ１´に対するアンモニアの消費量ΔＶの割合Ｒに基づいて、選択還元触媒１３の劣化度合いを判定することとしている。そのため、選択還元触媒１３の劣化の有無をより正確に判定することができるだけでなく、劣化度合いを正確に把握することができる。   Further, according to the electronic control unit 30 according to the present embodiment, based on the ratio R of the ammonia consumption amount ΔV to the estimated adsorption amount V1 ′ of ammonia in the selective reduction catalyst 13 when the injection of the liquid reducing agent is stopped. The degree of deterioration of the selective reduction catalyst 13 is determined. Therefore, it is possible not only to determine the presence / absence of deterioration of the selective reduction catalyst 13 more accurately, but also to accurately grasp the degree of deterioration.

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、パティキュレートフィルタ１２の再生制御の開始前の再生準備段階において液体還元剤の噴射を停止したときを利用して選択還元触媒１３の劣化診断を行うこととしている。そのため、選択還元触媒１３の劣化診断を実行するために特別な介入操作を不要とすることができる。また、このような時期を利用して選択還元触媒１３の劣化診断を実行することとすれば、パティキュレートフィルタ１２の再生制御のたびに診断の機会が得られるため、特別な介入操作をすることなく診断頻度を高く維持することができる。   Further, according to the electronic control unit 30 according to the present embodiment, the deterioration of the selective reduction catalyst 13 using the case where the injection of the liquid reducing agent is stopped in the regeneration preparation stage before the start of the regeneration control of the particulate filter 12. I am going to make a diagnosis. Therefore, a special intervention operation can be made unnecessary for executing the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13. Further, if the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13 is executed by using such a time, an opportunity for diagnosis is obtained every time regeneration control of the particulate filter 12 is performed. The diagnosis frequency can be maintained high.

また、本実施の形態にかかる電子制御装置３０によれば、アンモニアの消費量ΔＶが液体還元剤の噴射を停止したときのアンモニアの推定吸着量Ｖ１´よりも小さい場合に、液体還元剤の噴射量を増量補正させて判定を繰り返し行い、アンモニアの消費量ΔＶと推定吸着量Ｖ１´とのずれが解消されない場合に選択還元触媒１３の劣化異常と判定することとしている。そのため、還元剤供給装置２０の異常や噴射量のずれを原因として比率Ｒが閾値Ｒ０未満となっているにもかかわらず、選択還元触媒１３の劣化異常と判定するおそれを低減することができる。   Further, according to the electronic control unit 30 according to the present embodiment, when the ammonia consumption amount ΔV is smaller than the estimated adsorption amount V1 ′ of ammonia when the injection of the liquid reducing agent is stopped, the liquid reducing agent is injected. The determination is repeated by correcting the amount to be increased, and when the deviation between the ammonia consumption amount ΔV and the estimated adsorption amount V1 ′ is not eliminated, it is determined that the selective reduction catalyst 13 is abnormally deteriorated. Therefore, although the ratio R is less than the threshold value R0 due to the abnormality of the reducing agent supply device 20 or the deviation of the injection amount, it is possible to reduce the risk of determining that the selective reduction catalyst 13 is abnormally deteriorated.

４．変形例
以上説明した本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置は、例えば、以下のように変更することができる。 4). The above-described deterioration diagnosis device for a selective reduction catalyst according to the present embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention. The embodiment is within the scope of the present invention. It is possible to change arbitrarily. The selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment can be modified as follows, for example.

（１）本実施の形態において説明した排気浄化装置１０を構成する各構成要素や、電子制御装置３０の設定値、設定条件はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。 (1) Each component which comprises the exhaust gas purification apparatus 10 demonstrated in this Embodiment, the setting value of the electronic control apparatus 30, and a setting condition are an example to the last, Comprising: It can change arbitrarily.

（２）本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置としての電子制御装置３０は、差圧センサ１５によって検出されるパティキュレートフィルタ１２の上流側と下流側との間の差圧ΔＰｄｐｆが所定の閾値を超えることを、パティキュレートフィルタ１２の再生条件に含めているが、これに代わり、内燃機関１から排出されるパティキュレートの流量を推定し、積算値が所定の閾値を超えることを条件としてもよい。あるいは、この条件を、車両の走行距離や、走行時間等に置き換えることもできる。 (2) The electronic control unit 30 as the selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment has a differential pressure ΔPdpf between the upstream side and the downstream side of the particulate filter 12 detected by the differential pressure sensor 15. Exceeding the predetermined threshold is included in the regeneration condition of the particulate filter 12, but instead, the flow rate of the particulate discharged from the internal combustion engine 1 is estimated, and the integrated value exceeds the predetermined threshold. It is good also as conditions. Alternatively, this condition can be replaced with a travel distance of the vehicle, a travel time, or the like.

（３）本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置としての電子制御装置３０は、液体還元剤の噴射を停止してから、上流側ＮＯX流量Ｎｆｕと下流側ＮＯX流量Ｎｆｄとが等しくなるまでの期間におけるアンモニアの消費量ΔＶを求めているが、上流側ＮＯX量及び下流側ＮＯX量は、流量ではなく濃度としてもよい。 (3) The electronic control unit 30 as the selective reduction catalyst deterioration diagnosis device according to the present embodiment stops the injection of the liquid reducing agent, and then the upstream NO X flow rate Nfu and the downstream NO X flow rate Nfd Although the ammonia consumption amount ΔV in the period until it becomes equal is obtained, the upstream NO x amount and the downstream NO x amount may be concentrations instead of the flow rate.

（４）本実施の形態にかかる選択還元触媒の劣化診断装置としての電子制御装置３０によって実行される劣化診断方法のフローチャートにおいて、さらに、還元剤供給装置２０による液体還元剤の噴射制御が適切に行われているか否かを判定するステップを設けることもできる。例えば、図６のステップＳ２３においてカウンタ値が閾値Ｃｔ０以上である場合（Ｙｅｓの場合）に、ステップＳ２４に進む前に、還元剤供給装置２０の状態を確認するステップを設けるとよい。 (4) In the flowchart of the deterioration diagnosis method executed by the electronic control device 30 as the deterioration diagnosis device for the selective reduction catalyst according to the present embodiment, the liquid reducing agent injection control by the reducing agent supply device 20 is further appropriately performed. It is also possible to provide a step of determining whether or not this is being done. For example, when the counter value is greater than or equal to the threshold value Ct0 in Step S23 of FIG. 6 (in the case of Yes), a step of confirming the state of the reducing agent supply device 20 may be provided before proceeding to Step S24.

図７は、還元剤供給装置２０の状態を確認する方法の一例を示すフローチャート図である。かかるフローチャートは、選択還元触媒１３の劣化診断のフローチャートと平行して実行されるものである。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of a method for confirming the state of the reducing agent supply apparatus 20. Such a flowchart is executed in parallel with the flowchart of the deterioration diagnosis of the selective reduction catalyst 13.

この例では、まず、ステップＳ４１において、電子制御装置３０は、還元剤タンク内に設けられたレベルセンサ（残量センサ）のセンサ値に基づいて、液体還元剤の残量の開始値を記憶する。次いで、ステップＳ４２において、電子制御装置３０は、液体還元剤の噴射量を演算により求めて噴射制御を実行する。   In this example, first, in step S41, the electronic control unit 30 stores the start value of the remaining amount of the liquid reducing agent based on the sensor value of the level sensor (remaining amount sensor) provided in the reducing agent tank. . Next, in step S42, the electronic control unit 30 calculates the injection amount of the liquid reducing agent by calculation and executes injection control.

次いで、電子制御装置３０は、ステップＳ４３において液体還元剤の総噴射量を積算した後、ステップＳ４４において、総噴射量が判定を行うための閾値Ｑｕ０に到達したか否かを判別する。液体還元剤の残量の開始値を記憶してからの総噴射量が閾値Ｑｕ０に到達するまでは、ステップＳ４２〜ステップＳ４４を繰り返し実行する。   Next, after integrating the total injection amount of the liquid reducing agent in step S43, the electronic control unit 30 determines in step S44 whether or not the total injection amount has reached a threshold value Qu0 for determination. Steps S42 to S44 are repeatedly executed until the total injection amount after storing the start value of the remaining amount of the liquid reducing agent reaches the threshold value Qu0.

液体還元剤の総噴射量が閾値Ｑｕ０に到達したときには、ステップＳ４５に進み、電子制御装置３０は、レベルセンサのセンサ値に基づいて、液体還元剤の残量の終了値を記憶する。次いで、電子制御装置３０は、ステップＳ４６において、レベルセンサの開始値及び終了値と、還元剤タンクの形状や断面積の情報等に基づいて、還元剤タンク内の液体還元剤の減少量を算出し、ステップＳ４７において、閾値Ｑｕ０から減少量を引いた値が所定の誤差の範囲内であるか否かを判別する。   When the total injection amount of the liquid reducing agent reaches the threshold value Qu0, the process proceeds to step S45, and the electronic control unit 30 stores the end value of the remaining amount of liquid reducing agent based on the sensor value of the level sensor. Next, in step S46, the electronic control unit 30 calculates the reduction amount of the liquid reducing agent in the reducing agent tank based on the start value and end value of the level sensor, information on the shape and cross-sectional area of the reducing agent tank, and the like. In step S47, it is determined whether or not a value obtained by subtracting the decrease amount from the threshold value Qu0 is within a predetermined error range.

閾値Ｑｕ０から減少量を引いた値が誤差の範囲内であれば、液体還元剤の噴射制御は適切に実行されていると推定されるため、電子制御装置３０は、ステップＳ４８に進んでエラー無しと判定して、終了する。一方、閾値Ｑｕ０から減少量を引いた値が誤差の範囲を超えている場合には、液体還元剤の噴射制御が適切に実行されていないと推定されるため、電子制御装置３０は、ステップＳ４９に進んで噴射量エラーと判定して、終了する。   If the value obtained by subtracting the reduction amount from the threshold value Qu0 is within the error range, it is presumed that the liquid reducing agent injection control is properly executed. Therefore, the electronic control unit 30 proceeds to step S48 and there is no error. And the process is terminated. On the other hand, when the value obtained by subtracting the reduction amount from the threshold value Qu0 exceeds the error range, it is estimated that the liquid reductant injection control is not properly executed, and therefore the electronic control unit 30 performs step S49. Proceed to, determine that there is an injection amount error, and end.

電子制御装置３０は、このような例による還元剤供給装置２０の状態の確認結果をステータスとして記憶しておき、図６のステップＳ２３の後、ステップＳ２４に進む前に、かかるステータスを確認する。その結果、ステータスがエラー無しとなっている場合には、ステップＳ２４に進んで、選択還元触媒１３の劣化度合いの判定を継続する。一方、ステータスが噴射量エラーを示している場合には、ステップＳ２２において、比率Ｒが閾値Ｒ０未満となっている原因が、液体還元剤の噴射量不足によるものと推定されることから、選択還元触媒１３の劣化判定を終了する。   The electronic control unit 30 stores the confirmation result of the state of the reducing agent supply device 20 according to such an example as a status, and confirms the status after proceeding to step S24 after step S23 in FIG. As a result, when the status indicates that there is no error, the process proceeds to step S24, and the determination of the degree of deterioration of the selective reduction catalyst 13 is continued. On the other hand, if the status indicates an injection amount error, it is estimated that the reason that the ratio R is less than the threshold value R0 in step S22 is due to insufficient injection amount of the liquid reducing agent. The deterioration determination of the catalyst 13 is finished.

以上のように、還元剤供給装置２０の状態を確認するステップを設けることによって、比率Ｒが閾値Ｒ０未満となっている原因が、液体還元剤の噴射量不足によるものであるにもかかわらず、選択還元触媒１３が劣化していると判定されることを防ぐことができる。ただし、液体還元剤の噴射制御が適切に実行されているか否かを確認する方法は、上述の例に限定されるものではない。   As described above, by providing the step of confirming the state of the reducing agent supply device 20, the reason why the ratio R is less than the threshold value R0 is due to the insufficient injection amount of the liquid reducing agent. It is possible to prevent the selective reduction catalyst 13 from being determined to be deteriorated. However, the method for confirming whether or not the injection control of the liquid reducing agent is appropriately executed is not limited to the above-described example.

１：内燃機関、３：排気管、５：燃料噴射弁、１０：排気浄化装置、１１：酸化触媒、１２：パティキュレートフィルタ、１３：選択還元触媒、１５：差圧センサ、１７：下流側ＮＯX濃度センサ、２０：還元剤供給装置、２１：ポンプ、２３：還元剤噴射弁、３０：電子制御装置（選択還元触媒の劣化診断装置）、３１：上流側ＮＯX流量演算手段、３３：下流側ＮＯX濃度検出手段、３５：下流側ＮＯX流量演算手段、３７：還元剤噴射制御手段、３９：還元剤消費量演算手段、４１：再生制御手段、４３：判定手段 1: internal combustion engine, 3: exhaust pipe, 5: fuel injection valve, 10: exhaust purification device, 11: oxidation catalyst, 12: particulate filter, 13: selective reduction catalyst, 15: differential pressure sensor, 17: downstream NO X concentration sensor, 20: reducing agent supply device, 21: pump, 23: reducing agent injection valve, 30: electronic control device (selective reduction catalyst deterioration diagnosis device), 31: upstream NO X flow rate calculating means, 33: downstream Side NO X concentration detection means, 35: downstream NO X flow rate calculation means, 37: reducing agent injection control means, 39: reducing agent consumption calculation means, 41: regeneration control means, 43: determination means

Claims (4)

内燃機関の排気通路に備えられて還元剤を吸着するとともに排気中のＮＯXを前記還元剤を用いて選択的に還元する選択還元触媒と、前記選択還元触媒よりも上流側で前記排気通路内に前記還元剤を噴射する還元剤供給装置と、を備えた排気浄化装置における前記選択還元触媒の劣化状態を診断するための選択還元触媒の劣化診断装置において、
前記選択還元触媒よりも上流側のＮＯX量を求める上流側ＮＯX量検出手段と、
前記選択還元触媒よりも下流側のＮＯX量を求める下流側ＮＯX量検出手段と、
前記還元剤の噴射を停止してから前記上流側のＮＯX量と前記下流側のＮＯX量とが等しくなるまでの前記還元剤の消費量に基づいて前記選択還元触媒の劣化状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量と、前記上流側のＮＯ X 量と前記下流側のＮＯ X 量とが等しくなったときの前記推定吸着量と、に基づいて前記還元剤の消費量を求め、
前記判定手段は、前記還元剤の消費量が前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量よりも小さい場合には前記還元剤の噴射量を増量補正させて前記判定を繰り返し行い、前記還元剤の消費量と前記推定吸着量とのずれが解消されない場合に前記選択還元触媒の劣化異常と判定することを特徴とする選択還元触媒の劣化診断装置。
A selective reduction catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for adsorbing a reducing agent and selectively reducing NO x in the exhaust gas using the reducing agent; and in the exhaust passage upstream of the selective reduction catalyst In the deterioration diagnosis device for a selective reduction catalyst for diagnosing the deterioration state of the selective reduction catalyst in an exhaust gas purification device comprising a reducing agent supply device for injecting the reducing agent to
Upstream NO x amount detecting means for obtaining the NO x amount upstream of the selective reduction catalyst;
Downstream NO x amount detection means for obtaining the NO x amount downstream of the selective reduction catalyst;
Determining the deteriorated state of the selective reduction catalyst based on the consumption of the reducing agent from the stop injection of the reducing agent to the amount of NO X in the downstream and the amount of NO X in the upstream side is equal A determination means;
Equipped with a,
Said determining means, the estimated amount of adsorption of the reducing agent in the selective reduction catalyst when shutting down the injection of the reducing agent, when the amount of NO X in the upstream and the amount of NO X in the downstream equals The amount of consumption of the reducing agent is determined based on the estimated amount of adsorption,
The determination means increases the correction amount of the reducing agent when the reducing agent consumption is smaller than the estimated reducing agent adsorption amount at the selective reduction catalyst when the reducing agent injection is stopped. the determination was carried out repeatedly, the reducing agent consumption and the estimated adsorbed amount and the selective reduction catalyst deterioration abnormality determination to the deterioration diagnosis device for the selective reduction catalyst, wherein Rukoto if the deviation persists in.
前記判定手段は、前記還元剤の噴射を停止したときの前記選択還元触媒における還元剤の推定吸着量に対する前記還元剤の消費量の割合に基づいて、前記選択還元触媒の劣化度合いを判定することを特徴とする請求項１に記載の選択還元触媒の劣化診断装置。 The determination means determines the degree of deterioration of the selective reduction catalyst based on a ratio of the amount of consumption of the reducing agent to the estimated amount of adsorption of the reducing agent in the selective reduction catalyst when the injection of the reducing agent is stopped. 2. The deterioration diagnosis apparatus for a selective catalytic reduction catalyst according to claim 1 . 前記排気浄化装置は、前記排気通路に備えられて排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備えており、
前記判定手段は、前記パティキュレートフィルタの再生制御の開始前に前記還元剤の噴射を停止したときに前記判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の選択還元触媒の劣化診断装置。 The exhaust purification device includes a particulate filter that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust,
3. The selective reduction catalyst deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the determination unit performs the determination when the injection of the reducing agent is stopped before the start of regeneration control of the particulate filter. . 請求項１〜３のいずれか一項に記載された選択還元触媒の劣化診断装置を備えた排気浄化装置。 An exhaust emission control device comprising the selective reduction catalyst deterioration diagnosis device according to any one of claims 1 to 3 .
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