WO2012176280A1 - 排気浄化装置の異常検出装置 - Google Patents

排気浄化装置の異常検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012176280A1
WO2012176280A1 PCT/JP2011/064160 JP2011064160W WO2012176280A1 WO 2012176280 A1 WO2012176280 A1 WO 2012176280A1 JP 2011064160 W JP2011064160 W JP 2011064160W WO 2012176280 A1 WO2012176280 A1 WO 2012176280A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nox
oxygen concentration
acquisition unit
temperature
catalyst
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/064160
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
柴田　大介
怜 遠藤
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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 トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to PCT/JP2011/064160 priority Critical patent/WO2012176280A1/ja
Publication of WO2012176280A1 publication Critical patent/WO2012176280A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1614—NOx amount trapped in catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an abnormality detection device for an exhaust gas purification device.
  • the NOx purification rate is obtained from the NOx concentration detected by these NOx sensors, and the deterioration of the catalyst is determined based on the NOx purification rate. It is known (for example, refer to Patent Document 1).
  • the NOx purification rate is the ratio of the NOx amount or NOx concentration that decreases in the catalyst to the NOx amount or NOx concentration flowing into the catalyst.
  • a technique that includes a device that supplies an additive upstream of the catalyst, and determines supply failure of the additive based on the amount of decrease in exhaust temperature when the additive is supplied (for example, Patent Document 2). 3).
  • Patent Document 5 a technique for distinguishing between catalyst deterioration and urea water supply abnormality from the characteristic of change in the NOx purification rate when the catalyst temperature changes is known (see, for example, Patent Document 5).
  • An object of the present invention is to detect an abnormal part with high accuracy when an NOx purification rate is lowered in an exhaust purification device including a selective reduction type NOx catalyst.
  • an abnormality detection apparatus for an exhaust purification apparatus comprises: A selective reduction type NOx catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and selectively purifies NOx by a reducing agent; A supply unit that is provided in an exhaust passage upstream of the selective reduction type NOx catalyst and supplies urea or ammonia as a reducing agent to the selective reduction type NOx catalyst; An upstream NOx concentration acquisition unit that acquires an upstream NOx concentration from the supply unit; A downstream NOx concentration acquisition unit that acquires a NOx concentration downstream of the selective reduction NOx catalyst; A purification rate calculation unit that calculates a NOx purification rate in the selective reduction type NOx catalyst from the NOx concentration acquired by the upstream NOx concentration acquisition unit and the NOx concentration acquired by the downstream NOx concentration acquisition unit; An upstream oxygen concentration acquisition unit for acquiring an oxygen concentration upstream of the supply unit; A downstream oxygen concentration acquisition unit that acquires an oxygen concentration downstream of the selective reduction type NOx catalyst; When the NOx purification rate calculated by the
  • This threshold value may be the NOx purification rate when the NOx purification rate exceeds the allowable range or may be the lower limit value of the NOx purification rate when there is no abnormality in the exhaust purification device.
  • the supply amount of the reducing agent becomes excessive or insufficient, the NOx purification rate decreases.
  • NH 3 produced by hydrolysis flows out from the selective reduction type NOx catalyst (hereinafter also simply referred to as catalyst).
  • the NH 3 is oxidized in a downstream NOx concentration acquisition unit or a downstream oxygen concentration acquisition unit provided further downstream. Since oxygen is consumed at this time, the oxygen concentration acquired downstream of the catalyst is lower than the upstream oxygen concentration.
  • the oxygen concentration on the downstream side of the catalyst becomes lower than the oxygen concentration on the upstream side.
  • the amount of the reducing agent is insufficient, there is almost no outflow of NH 3 from the catalyst, so the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit are acquired. There is almost no difference with oxygen concentration.
  • the “difference between the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the oxygen concentration acquired by the downstream oxygen concentration acquisition unit” is also referred to as “oxygen concentration difference”.
  • the NOx purification rate is less than the threshold value, it is possible to determine whether the amount of reducing agent is insufficient or excessive by comparing the oxygen concentrations upstream and downstream of the catalyst.
  • the oxygen concentration between the upstream side and the downstream side of the catalyst can be compared using, for example, a difference or ratio of oxygen concentrations. For example, when the difference in oxygen concentration is greater than or equal to a threshold value, it can be determined that the amount of reducing agent supplied is excessive.
  • This threshold value can be a lower limit value of the difference in oxygen concentration when NH 3 is contained in the exhaust gas.
  • an abnormal site can be determined as follows.
  • a temperature acquisition unit that acquires the temperature of the selective reduction NOx catalyst is provided,
  • the determination unit is acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit when the NOx purification rate calculated by the purification rate calculation unit is less than a threshold value.
  • the difference from the oxygen concentration is less than the threshold and the temperature acquired by the temperature acquisition unit is equal to or higher than the threshold, it can be determined that the amount of reducing agent supplied from the supply unit is insufficient. .
  • a temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the selective reduction NOx catalyst is provided,
  • the determination unit is acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit when the NOx purification rate calculated by the purification rate calculation unit is less than a threshold value.
  • the difference from the oxygen concentration is less than a threshold and the temperature acquired by the temperature acquisition unit is less than the threshold, it is determined that the concentration of the reducing agent supplied from the supply unit is insufficient. it can.
  • a temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the selective reduction NOx catalyst is provided,
  • the determination unit is acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit when the NOx purification rate calculated by the purification rate calculation unit is less than a threshold value.
  • a temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the selective reduction NOx catalyst is provided,
  • the determination unit is acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit when the NOx purification rate calculated by the purification rate calculation unit is less than a threshold value.
  • the difference from the oxygen concentration is equal to or greater than the threshold and the temperature acquired by the temperature acquisition unit is less than the threshold, it can be determined that the amount of reducing agent supplied from the supply unit is excessive.
  • the reduction reaction of NOx is an exothermic reaction.
  • the reducing agent contains a lot of water, it takes heat away when it evaporates. That is, since the amount of water changes depending on the concentration of the reducing agent (the ratio of urea or NH 3 in the reducing agent), the amount of heat taken away when evaporating also changes. Then, the temperature of the catalyst changes depending on the concentration of the reducing agent. For example, the lower the concentration of the reducing agent, the lower the temperature of the catalyst because the reducing agent contains more water. Also, the lower the concentration of reducing agent, the less urea or NH 3 is supplied.
  • the amount of NH 3 that passes through the catalyst is reduced, so that the decrease in oxygen concentration downstream of the catalyst is reduced. That is, when the concentration of the reducing agent decreases, the temperature of the catalyst decreases, but the difference between the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the oxygen concentration acquired by the downstream oxygen concentration acquisition unit. There is almost no.
  • the lower limit value of the difference between the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the oxygen concentration acquired by the downstream oxygen concentration acquisition unit when the exhaust contains more than necessary NH 3 is set as a threshold value. It is set as. When there is no more NH 3 than necessary in the exhaust, the difference in oxygen concentration is less than the threshold value. The difference in oxygen concentration at this time is a small value with an error level. That is, when the difference in oxygen concentration is less than the threshold value, the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the oxygen concentration acquired by the downstream oxygen concentration acquisition unit are substantially equal.
  • the threshold value is the difference between the oxygen concentration acquired by the upstream oxygen concentration acquisition unit and the oxygen concentration acquired by the downstream oxygen concentration acquisition unit when NH 3 reaches the downstream oxygen concentration acquisition unit.
  • the threshold value for the temperature of the catalyst is a value for determining whether or not the temperature of the catalyst has been lowered by the water contained in the reducing agent. Therefore, this threshold value can be the lower limit value of the temperature when the amount of water supplied to the catalyst is not excessive.
  • the temperature of the catalyst When the temperature of the catalyst is below the threshold, it is considered that the water supplied to the catalyst is excessive. That is, it is considered that the concentration of the reducing agent is decreased or the supply amount of the reducing agent is excessive. Conversely, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the threshold, the amount of water supplied to the catalyst is normal, so the concentration of the reducing agent is considered normal. On the other hand, as described above, when the difference in oxygen concentration is less than the threshold value, it is considered that the reducing agent is insufficient or the concentration of the reducing agent is low. Conversely, when the difference in oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value, it is considered that the reducing agent is excessive or the catalyst is deteriorated because it is affected by excess NH 3 .
  • the difference in oxygen concentration is the same in that it is less than the threshold value, but the temperature of the catalyst is different. That is, when the concentration of the reducing agent is low, a large amount of water is supplied, so that the temperature of the catalyst becomes less than the threshold value. On the other hand, when the reducing agent is insufficient, the temperature of the catalyst is equal to or higher than the threshold because less water is supplied.
  • the difference in oxygen concentration is less than the threshold and the temperature of the catalyst is less than the threshold, it can be determined that the concentration of the reducing agent is insufficient. Further, when the difference in oxygen concentration is less than the threshold and the temperature of the catalyst is equal to or higher than the threshold, it can be determined that the supply amount of the reducing agent is insufficient.
  • the catalyst is deteriorated when the difference in oxygen concentration is equal to or greater than the threshold and the temperature of the catalyst is equal to or greater than the threshold.
  • the difference in oxygen concentration is equal to or greater than the threshold and the temperature of the catalyst is less than the threshold, it can be determined that the amount of reducing agent supplied is excessive.
  • the NOx purification rate is less than the threshold value and the difference in oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value, it is considered that the amount of reducing agent supplied is excessive or the catalyst is deteriorated.
  • the difference in oxygen concentration is less than the threshold, it is considered that the supply amount of the reducing agent is insufficient or the concentration of the reducing agent is low.
  • the temperature of the catalyst is equal to or higher than the threshold, it is considered that the supply amount of the reducing agent is insufficient or the catalyst is deteriorated.
  • the temperature of the catalyst is lower than the threshold value, it is considered that the concentration of the reducing agent is low or the supply amount of the reducing agent is excessive.
  • the temperature acquisition unit may acquire the temperature of the exhaust gas downstream of the catalyst instead of the temperature of the catalyst. Further, the temperature of the exhaust downstream of the catalyst may be the temperature of the catalyst.
  • the upstream NOx concentration acquisition unit and the upstream oxygen concentration acquisition unit are NOx sensors provided on the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst
  • the downstream NOx concentration acquisition unit and the downstream oxygen concentration acquisition unit may be a NOx sensor provided downstream of the selective reduction NOx catalyst.
  • the NOx sensor measures the NOx concentration after removing oxygen contained in the gas. And when removing oxygen, since the electric current according to oxygen concentration passes, the oxygen concentration in exhaust_gas
  • an abnormal part in an exhaust gas purification apparatus provided with a selective reduction type NOx catalyst, an abnormal part can be detected with high accuracy when the NOx purification rate decreases.
  • FIG. 1 shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Example 1, 2, and its exhaust system. It is a schematic block diagram of the 1st NOx sensor which concerns on an Example. And O 2 concentration detected by the first NOx sensor and a second NOx sensor is a diagram showing the supply amount of the urea water, the relationship.
  • 3 is a flowchart illustrating a flow of abnormality detection according to the first embodiment. It is a figure for demonstrating the relationship between the equivalent ratio of urea water, and a NOx purification rate. It is the figure which showed the relationship between the supply amount of urea water, and the temperature of a catalyst.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to a third embodiment. It is the figure which showed the relationship between the supply amount of urea water, and the temperature measured by a temperature sensor. It is the figure which showed the relationship between the temperature obtained with a temperature sensor, the difference of the oxygen concentration of the upstream and downstream oxygen concentration from a catalyst, and an abnormal location.
  • 10 is a flowchart illustrating a flow of abnormality detection according to a third embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating a flow of abnormality detection according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 and its exhaust system according to the present embodiment.
  • An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine having four cylinders.
  • a urea SCR system is employed.
  • the exhaust passage 2 is connected to the internal combustion engine 1.
  • a selective reduction type NOx catalyst 3 (hereinafter referred to as NOx catalyst 3) is provided.
  • an injection valve 4 for injecting urea water as a reducing agent into the exhaust gas is attached to the exhaust passage 2 upstream of the NOx catalyst 3.
  • the injection valve 4 is opened by a signal from the ECU 10 described later and injects urea water into the exhaust.
  • Ammonia water can also be used instead of urea water.
  • the injection valve 4 corresponds to the supply unit in the present invention.
  • the urea water injected from the injection valve 4 is hydrolyzed by the heat of the exhaust to become ammonia (NH 3 ) and is adsorbed on the NOx catalyst 3. This NH 3 reduces NOx.
  • a first NOx sensor 5 for measuring the NOx concentration in the exhaust is attached to the exhaust passage 2 upstream of the injection valve 4.
  • a second NOx sensor 6 for measuring the NOx concentration in the exhaust and a temperature sensor 7 for measuring the temperature of the exhaust are attached to the exhaust passage 2 downstream of the NOx catalyst 3.
  • the first NOx sensor 5 corresponds to the upstream NOx concentration acquisition unit in the present invention.
  • the second NOx sensor 6 corresponds to the downstream NOx concentration acquisition unit in the present invention.
  • the temperature sensor 7 corresponds to the temperature acquisition unit in the present invention.
  • the NOx concentration may be estimated based on the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the first NOx sensor 5 and the second NOx sensor 6 can also measure the oxygen concentration. That is, in the present embodiment, the first NOx sensor 5 corresponds to the upstream oxygen concentration acquisition unit in the present invention. In the present embodiment, the second NOx sensor 6 corresponds to the downstream oxygen concentration acquisition unit in the present invention. Instead of measuring the oxygen concentration with the first NOx sensor 5 and the second NOx sensor 6, the oxygen concentration or the air-fuel ratio may be measured with another sensor.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the first NOx sensor 5 according to the present embodiment.
  • the second NOx sensor 6 has the same structure.
  • the first NOx sensor 5 includes a solid electrolytic layer 51 made of, for example, ZrO 2 .
  • a solid electrolytic layer 51 made of, for example, ZrO 2 .
  • three spaces are formed in the solid electrolytic layer 51.
  • the main pump chamber 52 communicates with the inside of the exhaust passage 2 via the first diffusion rate controlling portion 55.
  • the measurement pump chamber 53 communicates with the main pump chamber 52 via the second diffusion rate limiting unit 56.
  • the atmospheric chamber 54 communicates with the outside of the exhaust passage 2. That is, the main pump chamber 52 and the measurement pump chamber 53 are filled with exhaust.
  • the atmospheric chamber 54 is filled with air.
  • a first cathode 57 is provided on the wall surface of the main pump chamber 52.
  • a first anode 58 is provided on the outer wall of the solid electrolytic layer 51 so as to face the first cathode 57.
  • a voltage is applied between the first cathode 57 and the first anode 58. Then, oxygen contained in the exhaust in the main pump chamber 52 comes into contact with the first cathode 57 and becomes oxygen ions.
  • the oxygen ions flow in the solid electrolytic layer 51 toward the first anode 58. Therefore, oxygen contained in the main pump chamber 52 moves through the solid electrolytic layer 51 and is pumped out.
  • a reference electrode 59 is provided on the wall surface of the atmospheric chamber 54.
  • oxygen ions move from the higher oxygen concentration side toward the lower oxygen concentration side. Since the oxygen concentration in the atmospheric chamber 54 is higher than the oxygen concentration in the main pump chamber 52, the oxygen in the atmospheric chamber 54 receives the electric charges by contacting the reference electrode 59 and becomes oxygen ions. The oxygen ions move in the solid electrolytic layer 51 and release charges at the first cathode 57. As a result, a voltage is generated between the reference electrode 59 and the first cathode 57. This voltage is proportional to the oxygen concentration difference between the atmosphere chamber 54 and the main pump chamber 52.
  • the voltage between the reference electrode 59 and the first cathode 57 indicates that the oxygen concentration in the main pump chamber 52 is, for example, 1 p. p. m.
  • the voltage between the first cathode 57 and the first anode 58 is feedback-controlled so as to match the voltage generated at the time. That is, the oxygen in the main pump chamber 52 has an oxygen concentration in the main pump chamber 52 of 1 p. p. m. So as to be pumped through the solid electrolytic layer 51.
  • the first cathode 57 is made of a material having low reducibility with respect to NOx (for example, an alloy of gold (Au) and platinum (Pt)), NOx contained in the exhaust is The main pump chamber 52 is hardly reduced. Therefore, this NOx flows into the measurement pump chamber 53 through the second diffusion rate limiting unit 56.
  • NOx for example, an alloy of gold (Au) and platinum (Pt)
  • a second cathode 60 for NOx detection is formed on the wall surface of the measurement pump chamber 53.
  • the second cathode 60 is formed of a material (for example, rhodium (Rh) or platinum (Pt)) having a strong reducing property with respect to NOx. Therefore, NOx in the measurement pump chamber 53 is decomposed into N 2 and O 2 on the second cathode 60. Since a voltage is applied between the second cathode 60 and the reference electrode 59, O 2 decomposed and generated on the second cathode 60 becomes oxygen ions in the solid electrolytic layer 51. Move towards. At this time, a current proportional to the amount of oxygen ions flows between the second cathode 60 and the reference electrode 59.
  • ammonia (NH 3 ) contained in the exhaust gas is decomposed into NO and H 2 O in the main pump chamber 52 (4NH 3 + 5O 2 ⁇ 4NO + 6H 2 O). It flows into the measurement pump chamber 53 through the two-diffusion rate limiting unit 56.
  • This NO is decomposed into N 2 and O 2 on the second cathode 60, and the decomposed O 2 becomes oxygen ions and moves in the solid electrolytic layer 51 toward the reference electrode 59.
  • the current at this time is proportional to the NH 3 concentration contained in the exhaust gas. That is, the first NOx sensor 5 detects NH 3 in the same manner as NOx.
  • the higher the oxygen concentration in the exhaust gas that is, the leaner the air-fuel ratio
  • the current passing through increases. Therefore, the air-fuel ratio or oxygen concentration of the exhaust can be detected from this current.
  • a heater 61 is provided inside the solid electrolytic layer 51, and the first NOx sensor 5 is heated, for example, from 700 ° C to 800 ° C.
  • the current passing between the second cathode 60 and the reference electrode 59 has a value proportional to the concentration of oxygen decomposed from NOx on the second cathode 60. That is, this current has a value proportional to the NOx concentration in the measurement pump chamber 53. Therefore, the NOx concentration in the measurement pump chamber 53, that is, the NOx concentration in the exhaust gas can be detected from the current value.
  • the internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1.
  • the ECU 10 controls the operation state of the internal combustion engine 1 according to the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.
  • the ECU 10 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 11 by the driver to detect the engine load, and an accelerator position sensor 12 for detecting the engine speed. 13 are connected via electric wiring, and the output signals of these various sensors are input to the ECU 10.
  • the injection valve 4 is connected to the ECU 10 via electric wiring, and the ECU 10 controls the opening and closing timing of the injection valve 4.
  • the ECU 10 calculates the NOx purification rate based on the NOx concentration obtained by the first NOx sensor 5 and the second NOx sensor 6.
  • the NOx purification rate is the ratio of NOx reduced by the catalyst 3 to NOx flowing into the catalyst 3. That is, the value obtained by subtracting the NOx concentration obtained by the second NOx sensor 6 from the NOx concentration obtained by the first NOx sensor 5 and dividing by the NOx concentration obtained by the first NOx sensor 5 is the NOx purification rate.
  • the ECU 10 that calculates the NOx purification rate corresponds to the purification rate calculation unit in the present invention.
  • the ECU 10 supplies urea water from the injection valve 4 based on the oxygen concentration obtained by the first NOx sensor 5 and the second NOx sensor 6. Judge whether the amount is excessive or insufficient.
  • the threshold value is a lower limit value of the NOx purification rate when the exhaust purification device is normal. In the present embodiment, it is assumed that the concentrations of the catalyst 3 and the urea water are normal.
  • ammonia is generated from the urea water injected from the injection valve 4 as follows. (NH 2 ) CO (NH 2 ) + H 2 O ⁇ 2NH 3 + CO 2
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the O 2 concentration detected by the first NOx sensor 5 and the second NOx sensor 6 and the supply amount of urea water.
  • the solid line is the detection value of the second NOx sensor 6, and the alternate long and short dash line is the detection value of the first NOx sensor 5.
  • the supply amount indicated by A is the required amount of reducing agent.
  • the supply amount is smaller than the necessary amount A of the reducing agent, there is almost no difference between the oxygen concentration measured by the first NOx sensor 5 and the oxygen concentration measured by the second NOx sensor 6.
  • the supply amount is larger than the necessary amount A of the reducing agent, the larger the supply amount, the more the oxygen concentration measured by the first NOx sensor 5 and the oxygen concentration measured by the second NOx sensor 6 are. The difference increases.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of abnormality detection according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time by the ECU 10.
  • step S101 the NOx purification rate is calculated.
  • the ECU 10 calculates the NOx purification rate by dividing the value obtained by subtracting the detection value of the second NOx sensor 6 from the detection value of the first NOx sensor 5 by the detection value of the first NOx sensor 5.
  • step S102 it is determined whether or not the NOx purification rate is less than a threshold value. That is, it is determined whether the urea water supplied from the injection valve 4 is excessive or insufficient. If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, and if a negative determination is made, there is no abnormality and the routine is terminated.
  • step S103 it is determined whether or not the difference between the oxygen concentration measured by the first NOx sensor 5 and the oxygen concentration measured by the second NOx sensor 6 is less than a threshold value.
  • This threshold value can be a lower limit value of the difference in oxygen concentration when NH 3 is contained in the exhaust gas.
  • the threshold value may be a lower limit value of the difference in oxygen concentration when the reducing agent supplied from the injection valve 4 is excessive.
  • step S103 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104, where it is determined that the supply amount of urea water is insufficient with respect to the required amount. On the other hand, if a negative determination is made in step S103, the process proceeds to step S105, where it is determined that the supply amount of urea water is excessive with respect to the required amount.
  • the ECU 10 that processes step S103 and subsequent steps corresponds to the determination unit in the present invention.
  • the correction which increases the supply amount of urea water is performed, and when it determines with the supply amount of urea water being excessive, urea is supplied.
  • the temperature of the catalyst 3 is further taken into consideration to determine whether the urea water supply amount is excessive or insufficient, the urea water concentration is decreased, and the catalyst 3 is deteriorated. Since other devices are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the measured value of the temperature sensor 7 may be used as it is for the temperature of the catalyst 3. Further, the temperature of the catalyst 3 may be estimated from the measured value of the temperature sensor 7. Further, the temperature sensor 7 may be attached to the catalyst 3 to measure the temperature of the catalyst 3.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the equivalent ratio of the reducing agent and the NOx purification rate.
  • the equivalent ratio of the reducing agent is a value obtained by dividing the supplied NH 3 (mol) by NOx (mol) flowing into the NOx catalyst 3.
  • the solid line indicates the case where the catalyst 3 is normal, and the alternate long and short dash line indicates the case where the catalyst 3 is deteriorated.
  • the two-dot chain line shows the case where the urea water is supplied on the assumption that the concentration of the urea water is normal, but the concentration of the urea water actually decreases.
  • the NOx purification rate becomes maximum when the equivalent ratio is near 1, but when the catalyst 3 is deteriorated, the NOx purification rate becomes maximum when the equivalent ratio is smaller than 1. Become. When the catalyst 3 is deteriorated, the NOx purification rate when the equivalent ratio is close to 1 is less than the threshold value.
  • the urea water is supplied excessively. For this reason, NH 3 passes through the catalyst 3. Then, NH 3 that has passed through the catalyst 3 is detected as NOx by the second NOx sensor 6. For this reason, the NOx purification rate becomes less than the threshold value.
  • the concentration of urea water indicated by the two-dot chain line is reduced, even if the equivalent ratio instructed by the ECU 10 is near 1, the actual equivalent ratio is less than 1, so NH 3 is Run short. Therefore, the NOx purification rate is less than the threshold value.
  • the NOx purification rate can be less than the threshold value regardless of whether the urea water supply amount is excessive or insufficient, the urea concentration is lowered, or the catalyst 3 is deteriorated. Have difficulty. For this reason, these are distinguished in consideration of the temperature of the catalyst 3.
  • the temperature of the catalyst 3 is affected by the concentration of urea water. Even if the concentration of urea water is normal, if the supply amount of urea water becomes excessive, the heat taken away by the evaporation of water also increases. On the other hand, even if the supply amount of urea water is excessive, the amount of heat generated is limited because the amount of NOx to be reduced is limited. For this reason, since the heat taken away by the evaporation of water becomes larger than the heat generated by the reduction of NOx, the temperature of the catalyst 3 decreases.
  • the catalyst 3 is compared with the case where the concentration of urea water is normal and the supply amount of urea water is normal. Temperature drops.
  • the temperature of the catalyst 3 when the urea water is supplied is the same as when the supply amount of urea water is normal and when the catalyst 3 is normal. Is almost equal to
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the supply amount of urea water and the temperature of the catalyst 3.
  • the temperature of the catalyst 3 may be a temperature obtained by the temperature sensor 7.
  • the solid line indicates the case where the concentration of urea water is normal, and the alternate long and short dash line indicates the case where the concentration of urea water is 0%.
  • the supply amount of urea water indicated by D is a necessary amount of urea water.
  • the temperature of the catalyst 3 indicated by E is a temperature when the supply amount and concentration of urea water are normal.
  • the supply amount of urea water is smaller than the supply amount of urea water indicated by D, the supply amount of the reducing agent is insufficient. In this case, the temperature of the catalyst 3 is hardly lowered by water. However, since the heat generated by the reducing agent is also small, the temperature of the catalyst 3 slightly decreases. On the other hand, when the supply amount of urea water is larger than the supply amount of urea water indicated by D, the temperature drop of the catalyst 3 due to water evaporation is large. That is, since the heat generated by the reduction of NOx is limited, the influence of the heat taken away by the evaporation of water becomes large.
  • the temperature of the catalyst 3 is lowered.
  • the degree of decrease in the temperature of the catalyst 3 is higher than when the supply amount of urea water is smaller than the supply amount of urea water indicated by D. Then, when the concentration of the urea water is normal, the temperature of the catalyst 3 becomes the highest at the urea water supply amount indicated by D.
  • the concentration of urea water is 0%, urea is not included, so that the heat taken away increases as the supply amount increases. That is, the temperature of the catalyst 3 decreases as the amount of water supplied increases. Therefore, when the concentration of urea water decreases, the amount of water increases, so the temperature of the catalyst 3 decreases. Further, when the concentration of urea water decreases, NH 3 is insufficient, so that the upstream oxygen concentration and the downstream oxygen concentration relative to the catalyst 3 are the same as when the urea water supply amount is insufficient. The difference is small.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the temperature of the catalyst 3, the difference between the oxygen concentration upstream of the catalyst 3 and the oxygen concentration downstream (oxygen concentration difference), and the abnormal part.
  • the NOx purification rate when the NOx purification rate is less than the threshold value, when the oxygen concentration difference is less than the threshold value, it can be determined that the supply amount of urea water is insufficient if the temperature of the catalyst 3 is equal to or higher than the threshold value. If the temperature of the catalyst 3 is less than the threshold value, it can be determined that the concentration of the urea water has decreased.
  • the NOx purification rate is less than the threshold value
  • the oxygen concentration difference is equal to or greater than the threshold value
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of abnormality detection according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time by the ECU 10.
  • symbol is attached
  • step S103 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S201. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S202.
  • step S201 and step S202 it is determined whether the exhaust temperature measured by the temperature sensor 7 is less than a threshold value. In this step, it is determined whether or not the amount of supplied water is excessive.
  • step S201 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S203, where it is determined that the concentration of urea water is low. On the other hand, if a negative determination is made in step S201, the process proceeds to step S104.
  • step S202 If an affirmative determination is made in step S202, the process proceeds to step S105. On the other hand, if a negative determination is made in step S202, the process proceeds to step S204, and it is determined that the catalyst 3 has deteriorated.
  • the ECU 10 that processes step S103 and subsequent steps corresponds to the determination unit in the present invention.
  • the temperature measured by the temperature sensor 7 the oxygen concentration measured by the first NOx sensor 5, and the second NOx. Based on the difference from the oxygen concentration measured by the sensor 6, it is possible to distinguish between excess and deficiency of the urea water supply amount, a decrease in urea concentration, and deterioration of the catalyst 3.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine 1 and its exhaust system according to the present embodiment.
  • an oxidation catalyst 20 that oxidizes NH 3 that has passed through the catalyst 3 is provided downstream of the catalyst 3 and upstream of the second NOx sensor 6 and the temperature sensor 7.
  • the temperature of the exhaust gas rises, so that the temperature of the temperature sensor 7 rises.
  • the abnormal portion is determined in consideration of this temperature rise.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the supply amount of urea water and the temperature measured by the temperature sensor 7.
  • the solid line indicates the case where the concentration of urea water is normal, and the alternate long and short dash line indicates the case where the concentration of urea water is 0%.
  • D and E are used in the same meaning as in FIG.
  • the first NOx sensor 5 or the second NOx sensor 6 is abnormal. That is, when the measured value of the temperature sensor 7 is higher than when the system is normal, it is considered that a lot of NH 3 is oxidized by the oxidation catalyst 20 and the supply amount of urea water is excessive. On the other hand, when the oxygen concentration difference is less than the threshold value, it is considered that the outflow of NH 3 from the catalyst 3 is small. Thus, it is considered that there is an abnormality in the first NOx sensor 5 or the second NOx sensor 6 because there is a contradiction in the amount of NH 3 .
  • the measured value of the temperature sensor 7 is less than the threshold value and the oxygen concentration difference is equal to or greater than the threshold value, it is considered that there is some abnormality in the injection valve 4.
  • the regular injection valve 4 is not attached or a case where the injection valve 4 is fixed. That is, when the measured value of the temperature sensor 7 is less than the threshold value, it is considered that the amount of water is excessive.
  • the oxygen concentration difference is equal to or greater than the threshold value, NH 3 is considered excessive. If the supply amount of urea water is simply excessive, the temperature of the exhaust gas rises due to an exothermic reaction in the oxidation catalyst 20, but if there is NH 3 that cannot be oxidized even by the oxidation catalyst 20, The temperature drops.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the temperature obtained by the temperature sensor 7, the difference between the oxygen concentration upstream of the catalyst 3 and the oxygen concentration downstream, and the abnormal location.
  • the predetermined range in temperature is a temperature range when the amount of supplied water and the amount of NH 3 are normal.
  • the NOx purification rate when the NOx purification rate is less than the threshold value, if the oxygen concentration difference is less than the threshold value and the temperature is higher than the predetermined range, it can be determined that the first NOx sensor 5 or the second NOx sensor 6 is abnormal. Further, when the NOx purification rate is less than the threshold value, it can be determined that the supply amount of urea water is insufficient if the oxygen concentration difference is less than the threshold value and the temperature is within a predetermined range. Furthermore, when the NOx purification rate is less than the threshold value, it can be determined that the concentration of urea water is reduced if the oxygen concentration difference is less than the threshold value and the temperature is less than the predetermined range.
  • the NOx purification rate is less than the threshold, if the oxygen concentration difference is equal to or greater than the threshold and the temperature is higher than the predetermined range, it can be determined that the supply amount of urea water is excessive. Further, when the NOx purification rate is less than the threshold value, it can be determined that the catalyst 3 has deteriorated if the oxygen concentration difference is equal to or greater than the threshold value and the temperature is within a predetermined range. Furthermore, when the NOx purification rate is less than the threshold value, it can be determined that there is an abnormality in the injection valve 4 if the oxygen concentration difference is not less than the threshold value and the temperature is less than the predetermined range.
  • FIGS. 12 and 13 are flowcharts showing a flow of abnormality detection according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time by the ECU 10. The steps in which the same processing as in the flow shown in FIGS.
  • step S103 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S301. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S304.
  • step S301 and step S304 it is determined whether or not the exhaust gas temperature measured by the temperature sensor 7 is lower than a predetermined range. In this step, it is determined whether or not the amount of supplied water is excessive.
  • step S301 If an affirmative determination is made in step S301, the process proceeds to step S203. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S302. If an affirmative determination is made in step S304, the process proceeds to step S305, where it is determined that there is an abnormality in the injection valve 4. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S306.
  • step S302 and step S306 it is determined whether the exhaust temperature is higher than a predetermined range. That is, it is determined whether the exhaust temperature is higher than the normal range. If an affirmative determination is made in step S302, the process proceeds to step S303, where it is determined that there is an abnormality in the first NOx sensor 5 or the second NOx sensor 6. On the other hand, if a negative determination is made in step S302, the process proceeds to step S104. If an affirmative determination is made in step S306, the process proceeds to step S105. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S204. In this embodiment, the ECU 10 that processes step S103 and subsequent steps corresponds to the determination unit in the present invention.
  • the temperature of the catalyst 3 measured by the temperature sensor 7 and the oxygen concentration measured by the first NOx sensor 5 Based on the difference from the oxygen concentration measured by the second NOx sensor 6, excess / deficiency of the urea water supply amount, decrease in urea concentration, and deterioration of the catalyst 3 can be distinguished.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

　選択還元型ＮＯx触媒を備える排気浄化装置において、ＮＯx浄化率が低下したときに異常個所を高精度に検出することを目的とする。このため、ＮＯx触媒におけるＮＯx浄化率が閾値未満のときに、ＮＯx触媒よりも上流側と下流側との酸素濃度を比較することで、ＮＯx触媒へ供給される還元剤量の過不足を判定する。還元剤量が必要量に対して過剰であればＮＯx触媒よりも上流側と下流側との酸素濃度の差が大きくなる。

Description

排気浄化装置の異常検出装置
　本発明は、排気浄化装置の異常検出装置に関する。
　選択還元型ＮＯx触媒よりも上流側及び下流側に夫々ＮＯxセンサを設け、これらＮＯxセンサにより検出されるＮＯx濃度からＮＯx浄化率を求め、このＮＯx浄化率に基づいて触媒の劣化判定を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、ＮＯx浄化率は、触媒に流入するＮＯx量またはＮＯx濃度に対して、触媒にて減少するＮＯx量またはＮＯx濃度の比である。
　また、触媒よりも上流に添加剤を供給する装置を備え、添加剤供給時の排気温度の低下量に基づいて添加剤の供給不良を判定する技術が知られている（例えば、特許文献２，３参照。）。
　また、尿素水の供給前後のＮＯx浄化率の目標値と実際の値との比率を比較して尿素水の濃度異常を判定する技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。
　また、触媒温度変化時のＮＯx浄化率の変化の特性から、触媒劣化と尿素水の供給異常とを区別する技術が知られている（例えば、特許文献５参照。）。
　ところで、ＮＯx浄化率が低下する原因として、選択還元型ＮＯx触媒の劣化、尿素水の供給不良、尿素水の濃度異常などが考えられるが、従来ではこれらを区別することは困難であった。
特開２００６－０３７７７０号公報 特開２０１０－０５９９７６号公報 特開２００９－２６４２５６号公報 特開２０１０－１０６６７１号公報 特開２００９－１３８６２４号公報
　本発明は、選択還元型ＮＯx触媒を備える排気浄化装置において、ＮＯx浄化率が低下したときに異常個所を高精度に検出することを目的とする。
　上記課題を達成するために本発明による排気浄化装置の異常検出装置は、
　内燃機関の排気通路に設けられ還元剤によりＮＯxを選択的に浄化する選択還元型ＮＯx触媒と、
　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられ、該選択還元型ＮＯx触媒へ尿素またはアンモニアを還元剤として供給する供給部と、
　前記供給部よりも上流側のＮＯx濃度を取得する上流側ＮＯx濃度取得部と、
　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度を取得する下流側ＮＯx濃度取得部と、
　前記上流側ＮＯx濃度取得部により取得されるＮＯx濃度と、前記下流側ＮＯx濃度取得部により取得されるＮＯx濃度と、から前記選択還元型ＮＯx触媒におけるＮＯx浄化率を算出する浄化率算出部と、
　前記供給部よりも上流側の酸素濃度を取得する上流側酸素濃度取得部と、
　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側の酸素濃度を取得する下流側酸素濃度取得部と、
　前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満のときに、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、を比較することで、前記供給部から供給される還元剤量の過不足を判定する判定部と、
　を備える。
　浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満のときには、排気浄化装置に何らかの異常があると考えられる。この閾値は、ＮＯx浄化率が許容範囲を超えるか否かの境にあるときのＮＯx浄化率としてもよく、排気浄化装置に異常がないときのＮＯx浄化率の下限値としてもよい。そして、還元剤の供給量に過不足が生じると、ＮＯx浄化率が低下する。
　ここで、供給部から供給される還元剤量が必要量よりも多くなると、加水分解により生成されたＮＨ３が、選択還元型ＮＯx触媒（以下、単に触媒ともいう。）から流出する。そして、このＮＨ３は、さらに下流に設けられる下流側ＮＯx濃度取得部または下流側酸素濃度取得部において酸化される。このときに酸素が消費されるため、触媒よりも下流側で取得される酸素濃度は、上流側の酸素濃度よりも低くなる。
　したがって、還元剤が必要量に対して過剰に供給されている場合には、触媒よりも下流側の酸素濃度が、上流側の酸素濃度よりも低くなる。一方、還元剤量が不足している場合には、触媒からのＮＨ３の流出はほとんどないため、上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差はほとんどない。なお、「上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差」を、以下、「酸素濃度の差」ともいう。したがって、ＮＯx浄化率が閾値未満のときにおいて、触媒よりも上流側と下流側との酸素濃度を比較することで、還元剤量が不足しているのか又は過剰であるのかを判定することができる。なお、触媒よりも上流側と下流側との酸素濃度の比較は、例えば酸素濃度の差または比を用いて行うことができる。たとえば、酸素濃度の差が閾値以上あるときに、還元剤の供給量が過剰であると判定することができる。この閾値は、排気中にＮＨ３が含まれるときの酸素濃度の差の下限値とすることができる。
　ところで、還元剤の過不足以外に異常が無いと分かっている場合には、上記したようにして還元剤の過不足を判定することができる。しかし、触媒が正常であるか否か、または、還元剤の濃度が正常であるか否かが分かっていない場合もある。このような場合には、触媒よりも下流側の酸素濃度に影響を及ぼすことがあるため、酸素濃度を比較するのみでは、異常部位を判定することが困難となる。これに対し本発明においては、以下のようにして異常部位を判定することができる。
　すなわち、本発明においては、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値未満で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値以上のときに、前記供給部から供給される還元剤量が不足していると判定することができる。
　また、本発明においては、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値未満で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値未満のときに、前記供給部から供給される還元剤の濃度が不足していると判定することができる。
　また、本発明においては、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値以上で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値以上のときに、前記選択還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定することができる。
　また、本発明においては、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値以上で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値未満のときに、前記供給部から供給される還元剤量が過剰であると判定することができる。
　ここで、ＮＯxの還元反応は発熱反応である。一方、還元剤には水が多く含まれているため、蒸発するときに熱を奪う。すなわち、還元剤の濃度（還元剤中の尿素またはＮＨ３の比率）によって水の量が変わるため、蒸発するときに奪う熱の量も変わる。そうすると、還元剤の濃度によって、触媒の温度が変わる。たとえば、還元剤の濃度が低いほど、還元剤に水がより多く含まれているため、触媒の温度が低くなる。また、還元剤の濃度が低いほど、供給される尿素またはＮＨ３の量が少なくなる。そうすると、触媒をすり抜けるＮＨ３が少なくなるので、触媒よりも下流側の酸素濃度の低下は小さくなる。すなわち、還元剤の濃度が低下したときに、触媒の温度は低くなるが、上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差は、ほとんどない。
　そして、排気中に必要以上のＮＨ３が含まれるときの上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差の下限値を閾値として設定している。排気中に必要以上のＮＨ３が存在しない場合には、酸素濃度の差は閾値未満となる。このときの酸素濃度の差は、誤差程度の小さな値になる。すなわち、酸素濃度の差が閾値未満のときには、上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、が略等しい。なお、閾値は、ＮＨ３が下流側酸素濃度取得部に到達したときの、上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差の下限値としてもよい。このように、酸素濃度の差が閾値未満のときには、余剰なＮＨ３がない。すなわち、酸素濃度の差が閾値未満のときには、還元剤が不足しているか、または、還元剤の濃度が低いと考えられる。
　一方、触媒の温度における閾値は、還元剤に含まれる水によって触媒の温度が低下したか否かを判定するための値である。したがって、この閾値は、触媒に供給される水の量が過剰でないときの温度の下限値とすることができる。
　そして、還元剤の濃度が正常であっても、還元剤の供給量が過剰になると、触媒に供給される水の量が多くなるため、排気浄化装置の正常時よりも触媒の温度が低くなる。一方、還元剤の供給量が不足している場合には、供給される水の量が少ないために、奪われる熱も小さいので、還元剤の供給量が過剰な場合と比べると触媒の温度は高くなる。
　触媒の温度が閾値未満のときには、触媒に供給される水が過剰であると考えられる。すなわち、還元剤の濃度が低下しているか又は還元剤の供給量が過剰であると考えられる。逆に、触媒の温度が閾値以上のときには、触媒に供給される水の量は正常であるため、還元剤の濃度は正常であると考えられる。一方、前述のように、酸素濃度の差が閾値未満のときには、還元剤が不足しているか、または、還元剤の濃度が低いと考えられる。逆に、酸素濃度の差が閾値以上のときには、余剰のＮＨ３の影響を受けているため、還元剤が過剰であるか又は触媒が劣化していると考えられる。
　ここで、還元剤が不足している場合と、還元剤の濃度が低い場合と、を比較すると、酸素濃度の差が閾値未満の点では同じであるが、触媒の温度が異なる。すなわち、還元剤の濃度が低い場合には、供給される水が多いために、触媒の温度が閾値未満となる。一方、還元剤が不足している場合には、供給される水が少ないために、触媒の温度が閾値以上となる。
　したがって、酸素濃度の差が閾値未満で、且つ、触媒の温度が閾値未満の場合には、還元剤の濃度が不足していると判定できる。また、酸素濃度の差が閾値未満で、且つ、触媒の温度が閾値以上の場合には、還元剤の供給量が不足していると判定できる。
　また、触媒が劣化している場合には、触媒にて消費されないＮＨ３が触媒から流出する。このＮＨ３により、下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度が低くなる。すなわち、還元剤の供給量が過剰な場合と同様に、酸素濃度の差が閾値以上となる。
　そして、触媒が劣化している場合には、還元剤に含まれる水の量は正常であるため、水の蒸発により奪われる熱の量は小さいので、触媒の温度は正常時と略同じである。一方、還元剤の供給量が過剰である場合には、供給される水の量も過剰であるため、触媒の温度が低くなる。
　したがって、酸素濃度の差が閾値以上で、且つ、触媒の温度が閾値以上のときに、触媒が劣化していると判定できる。一方、酸素濃度の差が閾値以上で、且つ、触媒の温度が閾値未満のときに、還元剤の供給量が過剰であると判定できる。
　すなわち、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度の差が閾値以上であれば、還元剤の供給量が過剰か、または、触媒が劣化していると考えられる。一方、酸素濃度の差が閾値未満であれば、還元剤の供給量が不足しているか、または、還元剤の濃度が低いと考えられる。また、触媒の温度が閾値以上であれば、還元剤の供給量が不足しているか、または、触媒が劣化していると考えられる。一方、触媒の温度が閾値未満であれば、還元剤の濃度が低いか、または、還元剤の供給量が過剰であると考えられる。以上を組み合わせることにより、異常個所を高精度に検出することができる。
　なお、温度取得部は、触媒の温度に代えて、触媒よりも下流側の排気の温度を取得しても良い。また、触媒よりも下流側の排気の温度を、触媒の温度としてもよい。
　また、本発明においては、前記上流側ＮＯx濃度取得部及び前記上流側酸素濃度取得部は、前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流側に設けられるＮＯxセンサであり、
　前記下流側ＮＯx濃度取得部及び前記下流側酸素濃度取得部は、前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側に設けられるＮＯxセンサであってもよい。
　ＮＯxセンサでは、ガス中に含まれる酸素を除去したあとにＮＯxの濃度が測定される。そして、酸素を除去するときに、酸素濃度に応じた電流が通るため、該電流を測定することにより、排気中の酸素濃度を検出することができる。このように、ＮＯxセンサを用いて、酸素濃度及びＮＯx濃度を検出することができる。
　本発明によれば、選択還元型ＮＯx触媒を備える排気浄化装置において、ＮＯx浄化率が低下したときに異常個所を高精度に検出することができる。
実施例１，２に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。 実施例に係る第一ＮＯxセンサの概略構成図である。 第一ＮＯxセンサ及び第二ＮＯxセンサにより検出されるＯ２濃度と、尿素水の供給量と、の関係を示した図である。 実施例１に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。 尿素水の当量比と、ＮＯx浄化率との関係を説明するための図である。 尿素水の供給量と、触媒の温度との関係を示した図である。 触媒の温度と、触媒よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差と、異常箇所と、の関係を示した図である。 実施例２に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。 実施例３に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。 尿素水の供給量と、温度センサにより測定される温度との関係を示した図である。 温度センサにより得られる温度と、触媒よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差と、異常箇所と、の関係を示した図である。 実施例３に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。 実施例３に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。
　以下、本発明に係る排気浄化装置の異常検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
　＜実施例１＞
　図１は、本実施例に係る内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有するディーゼル機関である。そして本実施例では、尿素ＳＣＲシステムを採用している。
　内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、選択還元型ＮＯx触媒３（以下、ＮＯx触媒３という。）が備えられている。
　また、ＮＯx触媒３よりも上流の排気通路２には、排気中に還元剤として尿素水を噴射する噴射弁４が取り付けられている。噴射弁４は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して排気中へ尿素水を噴射する。なお、尿素水の代わりにアンモニア水を用いることもできる。なお、本実施例においては噴射弁４が、本発明における供給部に相当する。
　噴射弁４から噴射された尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア（ＮＨ３）となり、ＮＯx触媒３に吸着する。このＮＨ３がＮＯxを還元させる。
　噴射弁４よりも上流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する第一ＮＯxセンサ５が取り付けられている。また、ＮＯx触媒３よりも下流の排気通路２には、排気中のＮＯx濃度を測定する第二ＮＯxセンサ６及び排気の温度を測定する温度センサ７が取り付けられている。なお、本実施例においては第一ＮＯxセンサ５が、本発明における上流側ＮＯx濃度取得部に相当する。また、本実施例においては第二ＮＯxセンサ６が、本発明における下流側ＮＯx濃度取得部に相当する。さらに、本実施例においては温度センサ７が、本発明における温度取得部に相当する。なお、第一ＮＯxセンサ５によりＮＯx濃度を測定することに代えて、内燃機関１の運転状態に基づいてＮＯx濃度を推定しても良い。
　なお、第一ＮＯxセンサ５及び第二ＮＯxセンサ６は、酸素濃度を測定することもできる。すなわち、本実施例においては第一ＮＯxセンサ５が、本発明における上流側酸素濃度取得部に相当する。また、本実施例においては第二ＮＯxセンサ６が、本発明における下流側酸素濃度取得部に相当する。なお、第一ＮＯxセンサ５及び第二ＮＯxセンサ６により酸素濃度を測定することに代えて、他のセンサにより酸素濃度または空燃比を測定してもよい。
　ここで、図２は、本実施例に係る第一ＮＯxセンサ５の概略構成図である。なお、第二ＮＯxセンサ６も同じ構造である。
　第一ＮＯxセンサ５は、たとえばＺｒＯ２からなる固体電解層５１を備えて構成される。固体電解層５１の中には、３つの空間（主ポンプ室５２、測定ポンプ室５３、大気室５４）が形成されている。
　主ポンプ室５２は、第一拡散律速部５５を介して排気通路２の内部に通じている。また、測定ポンプ室５３は、第二拡散律速部５６を介して主ポンプ室５２に通じている。さらに、大気室５４は、排気通路２の外部に通じている。すなわち、主ポンプ室５２及び測定ポンプ室５３は、排気で満たされる。また、大気室５４は、空気で満たされる。
　また、主ポンプ室５２の壁面には、第一陰極５７が設けられている。そして、第一陰極５７と向かい合うように、固体電解層５１の外壁には第一陽極５８が設けられている。第一陰極５７と第一陽極５８との間には電圧が印加される。そうすると、主ポンプ室５２内の排気中に含まれる酸素が第一陰極５７に接触して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、固体電解層５１内を第一陽極５８へ向かって流れる。したがって、主ポンプ室５２内に含まれている酸素は、固体電解層５１内を移動して、外部へ汲み出される。
　一方、大気室５４の壁面には、基準電極５９が、設けられている。ところで、固体電解層５１では、固体電解層５１の両側において酸素濃度に差があると、酸素濃度の高い側から酸素濃度の低い側に向けて酸素イオンが移動する。そして、大気室５４内の酸素濃度のほうが主ポンプ室５２内の酸素濃度よりも高いので、大気室５４内の酸素は基準電極５９と接触することによって電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは、固体電解層５１内を移動し、第一陰極５７において電荷を放出する。その結果、基準電極５９と第一陰極５７との間に、電圧が発生する。この電圧は、大気室５４内と主ポンプ室５２内との酸素濃度差に比例する。
　また、基準電極５９と第一陰極５７との間の電圧が、主ポンプ室５２内の酸素濃度がたとえば１ｐ．ｐ．ｍ．のときに生ずる電圧に一致するように、第一陰極５７と第一陽極５８との間の電圧がフィードバック制御される。すなわち、主ポンプ室５２内の酸素は、主ポンプ室５２内の酸素濃度が１ｐ．ｐ．ｍ．となるように、固体電解層５１を通って汲み出される。
　なお、第一陰極５７は、ＮＯxに対しては還元性の低い材料（例えば、金（Ａｕ）と白金（Ｐｔ）との合金）から形成されているため、排気中に含まれているＮＯxは、主ポンプ室５２内ではほとんど還元されない。したがって、このＮＯxは第二拡散律速部５６を通って測定ポンプ室５３内に流入する。
　一方、測定ポンプ室５３の壁面には、ＮＯx検出用の第二陰極６０が形成されている。第二陰極６０は、ＮＯxに対して強い還元性を有する材料（例えば、ロジウム（Ｒｈ）や白金（Ｐｔ））から形成されている。したがって、測定ポンプ室５３内のＮＯxが、第二陰極６０上において、Ｎ２とＯ２とに分解される。第二陰極６０と基準電極５９との間には、電圧が印加されているため、第二陰極６０上において分解生成されたＯ２は、酸素イオンとなって固体電解層５１内を基準電極５９に向かって移動する。このとき、第二陰極６０と基準電極５９との間には、この酸素イオン量に比例した電流が流れる。
　一方、排気中に含まれているアンモニア（ＮＨ３）は、主ポンプ室５２内においてＮＯとＨ２Ｏとに分解され（４ＮＨ３＋５Ｏ２→４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ）、この分解されたＮＯは、第二拡散律速部５６を通って測定ポンプ室５３内に流入する。このＮＯは、第二陰極６０上において、Ｎ２とＯ２とに分解され、分解生成されたＯ２は、酸素イオンとなって固体電解層５１内を基準電極５９に向けて移動する。このときの電流は排気中に含まれているＮＨ３濃度に比例する。すなわち、第一ＮＯxセンサ５では、ＮＨ３もＮＯxと同様に検出される。
　一方、排気中の酸素濃度が高いほど（すなわち、空燃比がリーンであるほど）、主ポンプ室５２から外部に汲み出される酸素量が多くなり、第一陰極５７と第一陽極５８との間を通る電流が増加する。したがって、この電流から排気の空燃比または酸素濃度を検出することができる。
　なお、固体電解層５１の内部には、ヒータ６１が設けられており、第一ＮＯxセンサ５は、たとえば７００℃から８００℃に加熱される。
　また、第二陰極６０と基準電極５９との間を通る電流は、第二陰極６０上においてＮＯxから分解された酸素の濃度に比例した値となる。すなわち、この電流は、測定ポンプ室５３内のＮＯx濃度に比例した値となる。したがって、この電流の値から測定ポンプ室５３内のＮＯx濃度、すなわち、排気中のＮＯx濃度を検出することができる。
　以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する。
　また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力されるようになっている。
　一方、ＥＣＵ１０には、噴射弁４が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により噴射弁４の開閉時期が制御される。
　そして、ＥＣＵ１０は、第一ＮＯxセンサ５及び第二ＮＯxセンサ６により得られるＮＯx濃度に基づいて、ＮＯx浄化率を算出する。ＮＯx浄化率は、触媒３に流入するＮＯxに対して、触媒３にて還元されるＮＯxの比である。すなわち、第一ＮＯxセンサ５により得られるＮＯx濃度から第二ＮＯxセンサ６により得られるＮＯx濃度を減算した値を、第一ＮＯxセンサ５により得られるＮＯx濃度で除算した値がＮＯx浄化率となる。なお、本実施例においてはＮＯx浄化率を算出するＥＣＵ１０が、本発明における浄化率算出部に相当する。
　このようにして算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合には、ＥＣＵ１０は、第一ＮＯxセンサ５及び第二ＮＯxセンサ６により得られる酸素濃度に基づいて、噴射弁４からの尿素水の供給量に過不足があるか否か判定する。ここで、閾値は、排気浄化装置が正常である時のＮＯx浄化率の下限値である。なお、本実施例においては、触媒３及び尿素水の濃度については正常であると仮定する。
　ここで、噴射弁４から噴射された尿素水から以下のようにしてアンモニアが生成される。
　（ＮＨ２）ＣＯ（ＮＨ２）＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２
　また、触媒３にてアンモニアとＮＯxとが反応することにより、窒素と水とが生成される。
　ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ
　ここで、噴射弁４から供給される尿素水が必要量に対して過剰になると、生成されたＮＨ３が触媒３よりも下流に流出する。このＮＨ３は、第二ＮＯxセンサ６に備わる例えば白金により以下のように酸化される。
　４ＮＨ３＋５Ｏ２→４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
　この結果、酸素濃度が低下するため、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度よりも第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度のほうが低くなる。一方、尿素水が必要量に対して不足している場合には、触媒３よりも下流側にＮＨ３はほとんど流出しないため、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度との差はほとんどない。したがって、ＮＯx浄化率が閾値未満となったときに、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と、第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度とを比較することで、尿素水の過不足を判定することができる。
　ここで、図３は、第一ＮＯxセンサ５及び第二ＮＯxセンサ６により検出されるＯ２濃度と、尿素水の供給量と、の関係を示した図である。実線が第二ＮＯxセンサ６の検出値であり、一点鎖線が第一ＮＯxセンサ５の検出値である。Ａで示される供給量は、還元剤の必要量である。還元剤の必要量Ａよりも供給量のほうが少ない場合には、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度との差はほとんどない。一方、還元剤の必要量Ａよりも供給量のほうが多い場合には、供給量が多いほど、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度との差が大きくなる。
　次に、図４は、本実施例に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。
　ステップＳ１０１では、ＮＯx浄化率が算出される。ＥＣＵ１０は、第一ＮＯxセンサ５の検出値から第二ＮＯxセンサ６の検出値を減算した値を、第一ＮＯxセンサ５の検出値で除算することによりＮＯx浄化率を算出する。
　ステップＳ１０２では、ＮＯx浄化率が閾値未満であるか否か判定される。すなわち、噴射弁４から供給される尿素水に過不足が生じているか否か判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合には異常はないため本ルーチンを終了させる。
　ステップＳ１０３では、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と、第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度と、の差が閾値未満であるか否か判定される。この閾値は、排気中にＮＨ３が含まれるときの酸素濃度の差の下限値とすることができる。また、閾値は、噴射弁４から供給される還元剤が過剰であるときの酸素濃度の差の下限値としてもよい。
　ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０４へ進んで、尿素水の供給量が必要量に対して不足していると判定される。一方、ステップＳ１０３で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５へ進んで、尿素水の供給量が必要量に対して過剰であると判定される。なお、本実施例においてはステップＳ１０３以降を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定部に相当する。
　なお、尿素水の供給量が不足していると判定された場合には、尿素水の供給量を増加させる補正を行い、尿素水の供給量が過剰であると判定された場合には、尿素水の供給量を減少させる補正を行ってもよい。また、異常個所を判定するときに、ＥＧＲガスの減量等の異常個所を判定し易くする制御を併用してもよい。
　以上説明したように本実施例によれば、ＮＯx浄化率が低いときに、尿素水の過不足を判定することができる。
　＜実施例２＞
　本実施例では、さらに触媒３の温度を加味して、尿素水供給量の過不足、尿素水の濃度の低下、触媒３の劣化を判定する。その他の装置などは実施例１と同じため、説明を省略する。なお、触媒３の温度は、温度センサ７の測定値をそのまま用いてもよい。また、温度センサ７の測定値から触媒３の温度を推定してもよい。また、温度センサ７を触媒３に取り付けて、該触媒３の温度を測定してもよい。
　ここで、図５は、還元剤の当量比と、ＮＯx浄化率との関係を説明するための図である。還元剤の当量比は、供給されるＮＨ３（ｍｏｌ）をＮＯx触媒３に流入するＮＯx（ｍｏｌ）で除算した値である。実線は、触媒３が正常の場合を示し、一点鎖線は触媒３が劣化している場合を示している。また、二点鎖線は、尿素水の濃度が正常であると仮定して尿素水を供給したが、実際には尿素水の濃度が低下している場合を示している。触媒３が正常な場合には、当量比が１近傍でＮＯx浄化率が最大となるが、触媒３が劣化している場合には、当量比が１よりも小さいときにＮＯx浄化率が最大となる。そして、触媒３が劣化している場合には、当量比が１近傍のときのＮＯx浄化率が閾値未満となる。
　また、Ｂで示される当量比の場合には、尿素水が不足している。このため、触媒３が正常な場合であっても、また、劣化している場合であっても、ＮＯx浄化率は閾値未満となる。
　また、Ｃで示される当量比の場合には、尿素水が過剰に供給されている。このため、ＮＨ３が触媒３をすり抜ける。そして、触媒３をすり抜けたＮＨ３は、第二ＮＯxセンサ６にてＮＯxとして検出される。このため、ＮＯx浄化率が閾値未満となる。
　また、二点鎖線で示される尿素水の濃度が低下している場合には、ＥＣＵ１０から指示される当量比が１近傍であっても、実際の当量比は１未満であるため、ＮＨ３が不足する。したがって、ＮＯx浄化率が閾値未満となる。
　このように、尿素水供給量の過不足、尿素濃度の低下、触媒３の劣化の何れの場合であってもＮＯx浄化率が閾値未満となり得るため、ＮＯx浄化率のみでこれらを区別することは困難である。このため、触媒３の温度を加味してこれらを区別する。
　ここで、尿素水が加水分解され、その後に触媒３にてＮＯxが還元されるときには、以下の反応が起こる。
　尿素（気体）＋Ｈ２Ｏ（気体）＝２ＮＨ３＋ＣＯ２－４ｋＪ
　ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３＝２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ（気体）＋約７６０ｋＪ
　したがって、加水分解時に奪われる熱よりも、ＮＯx還元時に発生する熱が大きいため、全体としては発熱する。
　一方、尿素水は、たとえば６７．５％が水であるため、この水が蒸発するときには以下のように熱を奪う。
　Ｈ２Ｏ（液体）＝Ｈ２Ｏ（気体）＋４０．６ｋＪ
　このため、尿素水中の尿素の濃度が低下すると水の割合が増加するため、尿素水を供給したときの温度低下が大きくなる。すなわち、触媒３の温度は、尿素水の濃度の影響を受ける。また、尿素水の濃度が正常であっても、尿素水の供給量が過剰になると、水が蒸発することにより奪われる熱も増加する。一方、尿素水の供給量が過剰になっても、還元されるＮＯx量は限られるため、発熱量は限られている。このため、水の蒸発により奪われる熱のほうが、ＮＯxの還元により発生する熱よりも大きくなるため、触媒３の温度が低下する。
　このように、尿素水の濃度が低下した場合及び尿素水の供給量が過剰な場合には、尿素水の濃度が正常な場合及び尿素水の供給量が正常な場合と比較して、触媒３の温度が低下する。一方、尿素水の供給量が不足する場合及び触媒３が劣化している場合には、尿素水を供給したときの触媒３の温度は、尿素水の供給量が正常な場合及び触媒３が正常な場合と略等しい。
　ここで、図６は、尿素水の供給量と、触媒３の温度との関係を示した図である。触媒３の温度は、温度センサ７により得られる温度としてもよい。実線は、尿素水の濃度が正常な場合を示し、一点鎖線は尿素水の濃度が０％の場合を示している。Ｄで示される尿素水の供給量は、尿素水の必要量である。また、Ｅで示される触媒３の温度は、尿素水の供給量及び濃度が正常な場合の温度である。
　尿素水の供給量が、Ｄで示される尿素水の供給量よりも少ない場合には、還元剤の供給量が不足している。この場合には、水による触媒３の温度低下はほとんどない。しかし、還元剤による発熱も小さいため、触媒３の温度が若干低下する。一方、尿素水の供給量が、Ｄで示される尿素水の供給量よりも多い場合には、水の蒸発による触媒３の温度低下が大きい。すなわち、ＮＯxの還元により発生する熱は限られているため、水の蒸発により奪われる熱の影響が大きくなる。このため、尿素水の供給量が、Ｄで示される尿素水の供給量よりも多くなると、触媒３の温度が低くなる。この触媒３の温度の低下の度合いは、尿素水の供給量がＤで示される尿素水の供給量よりも少ないときと比較して高い。そうすると、尿素水の濃度が正常な場合には、Ｄで示される尿素水の供給量のときに触媒３の温度が最も高くなる。
　また、尿素水の濃度が０％のときには、尿素が含まれていないため、供給量が多くなるほど奪われる熱が大きくなる。すなわち、水の供給量が多くなるほど、触媒３の温度が低下する。したがって、尿素水の濃度が低下した場合には、水の量が多くなるため、触媒３の温度が低くなる。また、尿素水の濃度が低下した場合には、ＮＨ３が不足するため、尿素水の供給量が不足している場合と同様に、触媒３よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差は小さい。
　また、触媒３が劣化している場合には、触媒３にて消費されないＮＨ３が触媒３から流出する。すなわち、還元剤の供給量が過剰な場合と同様に、触媒３よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差が大きくなる。そして、触媒３が劣化している場合には、尿素水に含まれる水の量は正常であるため、水の蒸発により奪われる熱の量は小さいので、触媒３の温度は正常時と略同じである。
　以上をまとめると、図７のようになる。図７は、触媒３の温度と、触媒３よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差（酸素濃度差）と、異常箇所と、の関係を示した図である。
　ここで、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値未満のときには、さらに触媒３の温度が閾値以上であれば尿素水の供給量が不足していると判定することができ、触媒３の温度が閾値未満であれば尿素水の濃度が低下していると判定することができる。
　一方、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値以上のときには、さらに触媒３の温度が閾値以上であれば触媒３が劣化していると判定することができ、触媒３の温度が閾値未満であれば尿素水の供給量が過剰であると判定することができる。
　次に、図８は、本実施例に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。なお、図４に示したフローと同じ処理がなされるステップについては同じ符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進む。
　ステップＳ２０１及びステップＳ２０２では、温度センサ７により測定される排気温度が閾値未満か否か判定される。本ステップでは、供給される水の量が過剰であるか否か判定している。
　ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進み、尿素水の濃度が低いと判定される。一方、ステップＳ２０１で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。
　また、ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進む。一方、ステップＳ２０２で否定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進み、触媒３が劣化していると判定される。なお、本実施例においてはステップＳ１０３以降を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定部に相当する。
　なお、尿素水の供給量が不足していると判定された場合、または尿素水の濃度が不足していると判定された場合には、尿素水の供給量を増加させる補正を行ってもよい。また、尿素水の供給量が過剰であると判定された場合には、尿素水の供給量を減少させる補正を行ってもよい。
　以上説明したように本実施例によれば、ＮＯx浄化率が閾値未満となったときに、温度センサ７により測定される温度、及び、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度との差に基づいて、尿素水供給量の過不足、尿素濃度の低下、触媒３の劣化を区別することができる。
　＜実施例３＞
　図９は、本実施例に係る内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。本実施例では、触媒３よりも下流側で且つ第二ＮＯxセンサ６及び温度センサ７よりも上流側に、触媒３をすり抜けたＮＨ３を酸化させる酸化触媒２０を設けている。ここで、酸化触媒２０においてＮＨ３が酸化されると、排気の温度が上昇するため、温度センサ７の温度が上昇する。そして、本実施例では、この温度上昇を加味して異常箇所を判定する。
　図１０は、尿素水の供給量と、温度センサ７により測定される温度との関係を示した図である。実線は、尿素水の濃度が正常な場合を示し、一点鎖線は尿素水の濃度が０％の場合を示している。また、Ｄ，Ｅについては、図６と同じ意味で用いている。
　ここで、尿素水の濃度が正常な場合であって、尿素水の供給量がＤで示される尿素水の供給量よりも多い場合には、触媒３からＮＨ３が流出する。このＮＨ３が酸化触媒２０にて反応することにより、発熱する。この発熱量は、ＮＨ３の濃度が高いほど大きくなる。したがって、尿素水の供給量がＤで示される尿素水の供給量よりも多いほど、温度センサ７で測定される温度が高くなる。その他は、図６に示した場合と同様に考えることができる。
　なお、温度センサ７の測定値がシステムの正常時よりも高く、且つ、酸素濃度差が閾値未満の場合には、第一ＮＯxセンサ５または第二ＮＯxセンサ６に異常があると考えられる。すなわち、温度センサ７の測定値がシステムの正常時よりも高い場合には、多くのＮＨ３が酸化触媒２０で酸化されている状態であり、尿素水の供給量が過剰であると考えられる。一方、酸素濃度差が閾値未満の場合には、触媒３からのＮＨ３の流出が少ないと考えられる。このように、ＮＨ３の量について矛盾しているため、第一ＮＯxセンサ５または第二ＮＯxセンサ６に異常があると考えられる。
　また、温度センサ７の測定値が閾値未満の場合であって、且つ、酸素濃度差が閾値以上の場合には、噴射弁４に何らかの異常があると考えられる。たとえば、正規の噴射弁４が取り付けられていない場合、または、噴射弁４が固着している場合である。すなわち、温度センサ７の測定値が閾値未満の場合には、水の量が過剰であると考えられる。また、酸素濃度差が閾値以上の場合には、ＮＨ３が過剰であると考えられる。単に尿素水の供給量が過剰である場合には、酸化触媒２０における発熱反応により排気の温度が上昇するが、酸化触媒２０でも酸化しきれないほどのＮＨ３が存在する場合には、排気の温度が低下してしまう。
　以上をまとめると、図１１のようになる。図１１は、温度センサ７により得られる温度と、触媒３よりも上流側の酸素濃度と下流側の酸素濃度との差と、異常箇所と、の関係を示した図である。温度における所定範囲とは、供給される水の量及びＮＨ３の量が正常であるときの温度の範囲である。
　すなわち、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値未満で且つ温度が所定範囲よりも高ければ第一ＮＯxセンサ５または第二ＮＯxセンサ６に異常があると判定できる。また、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値未満で且つ温度が所定範囲内であれば尿素水の供給量が不足していると判定することができる。さらに、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値未満で且つ温度が所定範囲未満であれば尿素水の濃度が低下していると判定することができる。
　一方、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値以上で且つ温度が所定範囲よりも高ければ尿素水の供給量が過剰であると判定できる。また、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値以上で且つ温度が所定範囲内であれば触媒３が劣化していると判定することができる。さらに、ＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、酸素濃度差が閾値以上で且つ温度が所定範囲未満であれば噴射弁４に異常があると判定することができる。
　次に、図１２及び図１３は、本実施例に係る異常検出のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。なお、図４，８に示したフローと同じ処理がなされるステップについては同じ符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０４へ進む。
　ステップＳ３０１及びステップＳ３０４では、温度センサ７により測定される排気温度が所定範囲よりも低いか否か判定される。本ステップでは、供給される水の量が過剰であるか否か判定している。
　ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進む。また、ステップＳ３０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０５へ進み噴射弁４に異常があると判定され、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０６へ進む。
　ステップＳ３０２及びステップＳ３０６では、排気温度が所定範囲よりも高いか否か判定される。すなわち、排気温度が正常の範囲よりも高いか否か判定される。ステップＳ３０２で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ３０３へ進んで、第一ＮＯxセンサ５または第二ＮＯxセンサ６に異常があると判定される。一方、ステップＳ３０２で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。また、ステップＳ３０６で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５へ進み。一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進む。なお、本実施例においてはステップＳ１０３以降を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定部に相当する。
　以上説明したように本実施例によれば、ＮＯx浄化率が閾値未満となったときに、温度センサ７により測定される触媒３の温度、及び、第一ＮＯxセンサ５により測定される酸素濃度と第二ＮＯxセンサ６により測定される酸素濃度との差に基づいて、尿素水供給量の過不足、尿素濃度の低下、触媒３の劣化を区別することができる。
１     内燃機関
２     排気通路
３     選択還元型ＮＯx触媒
４     噴射弁
５     第一ＮＯxセンサ
６     第二ＮＯxセンサ
７     温度センサ
１０   ＥＣＵ
１１   アクセルペダル
１２   アクセル開度センサ
１３   クランクポジションセンサ
２０   酸化触媒
５１   固体電解層
５２   主ポンプ室
５３   測定ポンプ室
５４   大気室
５５   第一拡散律速部
５６   第二拡散律速部
５７   第一陰極
５８   第一陽極
５９   基準電極
６０   第二陰極
６１   ヒータ

Claims (6)

  1. 　内燃機関の排気通路に設けられ還元剤によりＮＯxを選択的に浄化する選択還元型ＮＯx触媒と、
    　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられ、該選択還元型ＮＯx触媒へ尿素またはアンモニアを還元剤として供給する供給部と、
    　前記供給部よりも上流側のＮＯx濃度を取得する上流側ＮＯx濃度取得部と、
    　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側のＮＯx濃度を取得する下流側ＮＯx濃度取得部と、
    　前記上流側ＮＯx濃度取得部により取得されるＮＯx濃度と、前記下流側ＮＯx濃度取得部により取得されるＮＯx濃度と、から前記選択還元型ＮＯx触媒におけるＮＯx浄化率を算出する浄化率算出部と、
    　前記供給部よりも上流側の酸素濃度を取得する上流側酸素濃度取得部と、
    　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側の酸素濃度を取得する下流側酸素濃度取得部と、
    　前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満のときに、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、を比較することで、前記供給部から供給される還元剤量の過不足を判定する判定部と、
    　を備える排気浄化装置の異常検出装置。
  2. 　前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
    　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値未満で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値以上のときに、前記供給部から供給される還元剤量が不足していると判定する請求項１に記載の排気浄化装置の異常検出装置。
  3. 　前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
    　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値未満で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値未満のときに、前記供給部から供給される還元剤の濃度が不足していると判定する請求項１または２に記載の排気浄化装置の異常検出装置。
  4. 　前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
    　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値以上で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値以上のときに、前記選択還元型ＮＯx触媒が劣化していると判定する請求項１から３の何れか１項に記載の排気浄化装置の異常検出装置。
  5. 　前記選択還元型ＮＯx触媒の温度を取得する温度取得部を備え、
    　前記判定部は、前記浄化率算出部により算出されるＮＯx浄化率が閾値未満の場合において、前記上流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、前記下流側酸素濃度取得部により取得される酸素濃度と、の差が閾値以上で、且つ、前記温度取得部により取得される温度が閾値未満のときに、前記供給部から供給される還元剤量が過剰であると判定する請求項１から４の何れか１項に記載の排気浄化装置の異常検出装置。
  6. 　前記上流側ＮＯx濃度取得部及び前記上流側酸素濃度取得部は、前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流側に設けられるＮＯxセンサであり、
    　前記下流側ＮＯx濃度取得部及び前記下流側酸素濃度取得部は、前記選択還元型ＮＯx触媒よりも下流側に設けられるＮＯxセンサである
    　請求項１から５の何れか１項に記載の排気浄化装置の異常検出装置。
PCT/JP2011/064160 2011-06-21 2011-06-21 排気浄化装置の異常検出装置 WO2012176280A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/064160 WO2012176280A1 (ja) 2011-06-21 2011-06-21 排気浄化装置の異常検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/064160 WO2012176280A1 (ja) 2011-06-21 2011-06-21 排気浄化装置の異常検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012176280A1 true WO2012176280A1 (ja) 2012-12-27

Family

ID=47422162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/064160 WO2012176280A1 (ja) 2011-06-21 2011-06-21 排気浄化装置の異常検出装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012176280A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015046265A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の診断装置
WO2015046276A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 センサの異常診断装置
WO2015046273A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の異常診断装置
JP2016160842A (ja) * 2015-03-03 2016-09-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化触媒の故障診断装置
JP2016537554A (ja) * 2013-11-13 2016-12-01 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 内燃機関の排気ガス浄化システムを動作する方法
FR3048722A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Methodes et systemes pour diagnostiquer un dispositif de reduction catalytique selective
CN108533366A (zh) * 2017-03-02 2018-09-14 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
US11125718B2 (en) * 2016-05-31 2021-09-21 Vitesco Technologies GmbH Method and device for operating a nitrogen oxide sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3883197B2 (ja) * 2003-09-11 2007-02-21 三井金属鉱業株式会社 尿素溶液の尿素濃度識別装置
JP2009102995A (ja) * 2007-10-19 2009-05-14 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化システムの故障診断装置
JP2010106671A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3883197B2 (ja) * 2003-09-11 2007-02-21 三井金属鉱業株式会社 尿素溶液の尿素濃度識別装置
JP2009102995A (ja) * 2007-10-19 2009-05-14 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化システムの故障診断装置
JP2010106671A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6037037B2 (ja) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 センサの異常診断装置
WO2015046276A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 センサの異常診断装置
WO2015046273A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の異常診断装置
CN105579677A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 丰田自动车株式会社 排气净化装置的诊断装置
WO2015046265A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の診断装置
JP6037036B2 (ja) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の異常診断装置
JP6037035B2 (ja) * 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の診断装置
JP2016537554A (ja) * 2013-11-13 2016-12-01 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 内燃機関の排気ガス浄化システムを動作する方法
JP2016160842A (ja) * 2015-03-03 2016-09-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化触媒の故障診断装置
CN105937427A (zh) * 2015-03-03 2016-09-14 丰田自动车株式会社 内燃机的废气净化催化剂的故障诊断装置
EP3064726A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Malfunction diagnosis device for exhaust gas purification device of internal combustion engine
US9528424B2 (en) 2015-03-03 2016-12-27 Toyota Jidosha, Kabushiki Kaisha Malfunction diagnosis device for exhaust gas purification device of internal combustion engine
CN105937427B (zh) * 2015-03-03 2018-07-27 丰田自动车株式会社 内燃机的废气净化催化剂的故障诊断装置
FR3048722A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Methodes et systemes pour diagnostiquer un dispositif de reduction catalytique selective
US11125718B2 (en) * 2016-05-31 2021-09-21 Vitesco Technologies GmbH Method and device for operating a nitrogen oxide sensor
CN108533366A (zh) * 2017-03-02 2018-09-14 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012176280A1 (ja) 排気浄化装置の異常検出装置
JP4718613B2 (ja) 排気後処理システムの診断方法
US9624804B2 (en) Abnormality diagnosis device for a sensor
US8347604B2 (en) Device for determining deterioration of catalyst and method for determining deterioration of catalyst
JP4737010B2 (ja) 触媒劣化診断装置
JP4692911B2 (ja) ＮＯｘセンサの出力較正装置及び出力較正方法
US10087805B2 (en) Method of determining correcting logic for reacting model of selective catalytic reduction catalyst, method of correcting parameters of reacting model of selective catalytic reduction catalyst and exhaust system using the same
US9574480B2 (en) Diagnostic apparatus for exhaust gas purification apparatus
EP3158174B1 (en) Deterioration diagnosis apparatus for exhaust gas purification apparatus
JP2009191756A (ja) 酸化触媒の故障診断装置及び酸化触媒の故障診断方法、並びに内燃機関の排気浄化装置
WO2010082354A1 (ja) 排気浄化装置の異常検出装置及び排気浄化装置の異常検出方法
US10502114B2 (en) Concentration calculation apparatus, concentration calculation system, and concentration calculation method
US20100024401A1 (en) Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
JP2014224504A (ja) 診断装置、排気浄化装置、および診断方法
WO2011033620A1 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法
US10648391B2 (en) Abnormality diagnosis system for an exhaust gas purification apparatus
JP2009156229A (ja) 排気処理装置
JP2009197741A (ja) 内燃機関の排気浄化システム
US9594065B2 (en) Apparatus for detecting deterioration of NOx selective reduction catalyst
WO2013161032A1 (ja) 内燃機関の排気浄化装置の異常判定システム
JP5240065B2 (ja) 排気浄化装置の故障検出装置
JP5182200B2 (ja) 触媒劣化判定装置及び触媒劣化判定方法
JP2010107227A (ja) ＮＯｘセンサの異常診断装置
CN111946432A (zh) 用于监控气体传感器的方法
JP2009180150A (ja) 排気ガス浄化システムに用いられるＮＯｘセンサの異常判定装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11868068

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11868068

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1