JP2010174786A - Reducing agent injection control device, exhaust emission control device, and abnormality diagnosis device for reducing agent supply device - Google Patents

Reducing agent injection control device, exhaust emission control device, and abnormality diagnosis device for reducing agent supply device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reducing agent injection control device accurately controlling injection of a reducing agent even in abnormality of a pressure sensor detecting pressure of the reducing agent, and an abnormality diagnosis device accurately diagnosing abnormality of an exhaust emission control device, a pressure sensor, and a reducing agent supply system. <P>SOLUTION: The reducing agent injection control device includes a first pressure operation part 53 calculating pressure in a reducing agent passage based on sensor value of the pressure sensor disposed in the reducing agent passage, a pressure change storage part 55 modeling pressure change in the reducing agent passage based on at least flow rate of the reducing agent, and quantity of reducing agent flowing from the reducing agent supply system to an outside, a second pressure operation part 57 calculating estimated pressure in the reducing agent passage based on pressure change in the reducing agent passage modeled by the pressure change storage part in abnormality of the pressure sensor, and a pressure feed means control part executing feedback control of a reducing agent pressure feed means to set pressure in the reducing agent passage to a prescribed value based on pressure calculated by the first pressure operation part and estimated pressure calculated by the second pressure operation part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気通路内に還元剤を噴射させる還元剤噴射制御装置、排気浄化装置及び還元剤供給装置の異常診断装置に関する。特に、還元剤供給経路に圧力センサを備え、当該圧力センサのセンサ値を用いて還元剤噴射制御を行う還元剤噴射制御装置及びそのような還元剤噴射制御装置を備えた排気浄化装置並びに還元剤供給装置の異常診断装置に関する。   The present invention relates to a reducing agent injection control device that injects a reducing agent into an exhaust passage of an internal combustion engine, an exhaust purification device, and an abnormality diagnosis device for a reducing agent supply device. Particularly, a reducing agent injection control device that includes a pressure sensor in a reducing agent supply path and performs reducing agent injection control using a sensor value of the pressure sensor, an exhaust purification device including such a reducing agent injection control device, and a reducing agent. The present invention relates to an abnormality diagnosis device for a supply device.

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には、環境に影響を及ぼすおそれのある窒素酸化物(NOX)が含まれている。このNOXを浄化するために用いられる排気浄化装置として、排気通路に配設された触媒の上流側に未燃燃料や尿素水溶液等の還元剤を噴射供給し、排気ガスと還元剤とを触媒に接触させることで排気ガス中のNOXを還元する排気浄化装置が知られている。 The exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains nitrogen oxide (NO x ) that may affect the environment. As an exhaust gas purification apparatus used to purify the NO X, the reducing agent unburned fuel and urea water solution or the like on the upstream side of the disposed in an exhaust passage catalyst injection-supply, the exhaust gas and the reducing agent catalyst There is known an exhaust emission control device that reduces NO x in exhaust gas by contacting with NOx.

このような排気浄化装置では、還元剤の噴射量が過剰になると還元剤が触媒の下流側へ流出する一方、還元剤の噴射量が不足するとNOXが触媒の下流側へ流出することになる。そのため、還元剤の噴射量がNOX量に対して過不足を生じないように、還元剤を排気通路に噴射供給するための還元剤供給装置では、内燃機関の運転状態や触媒の還元効率等を考慮して還元剤の目標噴射量を算出し、この目標噴射量分の還元剤が噴射されるように制御が行われる。 In such an exhaust purification device, when the injection amount of the reducing agent becomes excessive, the reducing agent flows out to the downstream side of the catalyst, while when the injection amount of the reducing agent is insufficient, NO x flows out to the downstream side of the catalyst. . Therefore, in the reducing agent supply apparatus for injecting and supplying the reducing agent to the exhaust passage so that the injection amount of the reducing agent does not become excessive or insufficient with respect to the NO x amount, the operating state of the internal combustion engine, the reduction efficiency of the catalyst, etc. In consideration of the above, the target injection amount of the reducing agent is calculated, and control is performed so that the reducing agent corresponding to the target injection amount is injected.

排気浄化装置に備えられる還元剤供給装置は、還元剤を貯蔵する貯蔵タンクと、還元剤を排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、貯蔵タンク内の還元剤を還元剤噴射弁に向けて圧送する還元剤圧送ポンプとを備えている。このような還元剤供給装置では、還元剤噴射弁の開閉制御による還元剤の噴射量の制御を正確に行うために、還元剤噴射弁に供給される還元剤の圧力が一定の値となるように還元剤圧送ポンプの出力が制御される。   The reducing agent supply device provided in the exhaust emission control device includes a storage tank for storing the reducing agent, a reducing agent injection valve for injecting the reducing agent into the exhaust passage, and a reducing agent in the storage tank directed toward the reducing agent injection valve. And a reducing agent pump for pumping. In such a reducing agent supply device, the pressure of the reducing agent supplied to the reducing agent injection valve becomes a constant value in order to accurately control the injection amount of the reducing agent by the opening / closing control of the reducing agent injection valve. The output of the reducing agent pump is controlled.

より具体的には、還元剤圧送ポンプと還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路に還元剤圧力センサを設け、この還元剤圧力センサによって検出される還元剤通路内の圧力が所定の値を示すように、還元剤圧送ポンプの出力のフィードバック制御が行われる(特許文献1参照)。   More specifically, a reducing agent pressure sensor is provided in a reducing agent passage connecting the reducing agent pressure feed pump and the reducing agent injection valve, and the pressure in the reducing agent passage detected by the reducing agent pressure sensor has a predetermined value. As shown, feedback control of the output of the reducing agent pump is performed (see Patent Document 1).

特開2008−223770号公報 (段落[0025]、[0027]、図1)JP 2008-223770 A (paragraphs [0025] and [0027], FIG. 1)

しかしながら、特許文献1に記載された還元剤供給装置では、圧力センサが故障したり、検出値と実際の値との誤差が大きくなったりすると、ポンプのフィードバック制御が正確に行われなくなる。その結果、還元剤の噴射量に過不足を生じ、NOX又は還元剤が触媒の下流側に流出するおそれがある。
特に、還元剤が尿素水溶液である場合には、加水分解によって生成されるアンモニアがNOXに比べて毒性が高いことから、還元剤の噴射量が過剰になるおそれがある場合にアンモニアが触媒の下流側に流出することのないように、還元剤供給装置による還元剤の噴射量を減少させるかあるいは還元剤の噴射制御を停止させなければならない。その結果、排気ガス中のNOXの一部が触媒の下流側にそのまま流出することになり、本来の目的であるNOXの浄化を正常に果たすことができない。
However, in the reducing agent supply apparatus described in Patent Document 1, if the pressure sensor fails or the error between the detected value and the actual value increases, the feedback control of the pump cannot be performed accurately. As a result, the injection amount of the reducing agent becomes excessive and insufficient, and NO x or the reducing agent may flow out downstream of the catalyst.
In particular, when the reducing agent is urea aqueous solution, ammonia generated by hydrolysis because of high toxicity in comparison with the NO X, ammonia when the injection amount of the reducing agent may become excessive catalyst In order not to flow out to the downstream side, it is necessary to reduce the amount of reducing agent injected by the reducing agent supply device or to stop the reducing agent injection control. As a result, part of the NO X in the exhaust gas will be directly flowing downstream of the catalyst, it is impossible to perform purification of the NO X which is the original purpose successfully.

そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、圧力センサが正常な状態において、貯蔵タンク内の還元剤を還元剤噴射弁に圧送するハードウェアが支配する圧力制御系を伝達関数化してモデル化しておき、仮に圧力センサが故障したときには当該伝達関数を用いた圧力の演算値を用いて上記ハードウェアを駆動させることにより本願発明が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、本発明の目的は、還元剤噴射弁に供給される還元剤の圧力を検出する圧力センサの異常時においても、還元剤の噴射制御を精度良く行える還元剤噴射制御装置及びそのような還元剤噴射制御装置を備えた排気浄化装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、上記圧力制御系のモデルを利用して、圧力センサ及び還元剤供給系の異常診断を行うことができる還元剤供給装置の異常診断装置を提供することである。   Therefore, the inventor of the present invention diligently worked to model a pressure control system controlled by hardware that pressure-feeds the reducing agent in the storage tank to the reducing agent injection valve with a normal pressure sensor. In other words, if the pressure sensor fails, the present invention can be solved by driving the hardware using the pressure calculation value using the transfer function, and the present invention has been completed. That is, an object of the present invention is to provide a reducing agent injection control device capable of accurately performing the reducing agent injection control even when the pressure sensor that detects the pressure of the reducing agent supplied to the reducing agent injection valve is abnormal, and such reduction. An exhaust emission control device including an agent injection control device is provided. Another object of the present invention is to provide an abnormality diagnosing device for a reducing agent supply device capable of diagnosing an abnormality of a pressure sensor and a reducing agent supply system using the above-mentioned pressure control system model. .

本発明によれば、還元剤圧送手段によって内燃機関の排気通路に設けられた還元剤噴射弁に還元剤を圧送するとともに、還元剤噴射弁を開閉制御することで還元剤を排気通路内に噴射させる還元剤噴射制御装置において、還元剤圧送手段と還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、少なくとも還元剤圧送手段による還元剤の流量と、還元剤圧送手段及び還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する還元剤の量と、に基づく還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、圧力センサの異常時に、圧力変化記憶部でモデル化した還元剤通路内の圧力変化に基づいて還元剤通路内の推定圧力を算出する第2の圧力演算部と、第1の圧力演算部で算出される圧力又は第2の圧力演算部で算出される推定圧力に基づいて、還元剤通路内の圧力が所定値になるように還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、還元剤の目標噴射量を算出し、還元剤噴射弁の開閉制御を行う噴射弁制御部と、を備えることを特徴とする還元剤噴射制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。   According to the present invention, the reducing agent is pumped to the reducing agent injection valve provided in the exhaust passage of the internal combustion engine by the reducing agent pumping means, and the reducing agent is injected into the exhaust passage by controlling the opening and closing of the reducing agent injection valve. In the reducing agent injection control device, the first pressure for calculating the pressure in the reducing agent passage based on the sensor value of the pressure sensor provided in the reducing agent passage connecting the reducing agent pumping means and the reducing agent injection valve. Pressure change in the reducing agent passage based on the calculation unit, at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping means, and the amount of reducing agent flowing out from the reducing agent supply system including the reducing agent pumping means and the reducing agent passage. And a second pressure calculation unit for calculating an estimated pressure in the reducing agent passage based on a pressure change in the reducing agent passage modeled by the pressure change storage unit when the pressure sensor is abnormal. And the first Based on the pressure calculated by the force calculation unit or the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit, the pumping unit control for performing feedback control of the reducing agent pumping unit so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value. And a reducing agent injection control device that calculates a target injection amount of the reducing agent and performs an opening / closing control of the reducing agent injection valve. be able to.

また、本発明の還元剤噴射制御装置を構成するにあたり、圧力変化記憶部は、還元剤供給系の特性によって生じる、還元剤圧送手段の出力が変化してから圧力センサが応答し始めるまでのむだ時間(L)と、圧力センサが応答してから還元剤通路内の圧力が目標値に到達するまでの二次遅れ(D)と、の関係に基づいて、還元剤通路内の圧力変化をモデル化することが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent injection control device of the present invention, the pressure change storage unit is a waste of time until the pressure sensor starts to respond after the output of the reducing agent pumping means changes due to the characteristics of the reducing agent supply system. Based on the relationship between the time (L) and the secondary delay (D) from when the pressure sensor responds until the pressure in the reductant passage reaches the target value, the pressure change in the reductant passage is modeled. Is preferable.

また、本発明の還元剤噴射制御装置を構成するにあたり、圧力変化記憶部は、還元剤噴射弁による還元剤の噴射が行われないときに、還元剤通路内の目標圧力をステップ変化させ、そのときの還元剤通路内の圧力変化をもとにモデル化を行うことが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent injection control device of the present invention, the pressure change storage unit changes the target pressure in the reducing agent passage in steps when the reducing agent injection is not performed by the reducing agent injection valve. It is preferable to perform modeling based on a change in pressure in the reducing agent passage.

また、本発明の還元剤噴射制御装置を構成するにあたり、還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後にむだ時間(L)と二次遅れ(D)との関係を再計算し、モデル化された関係と比較することによって圧力センサの異常診断を行う異常診断部を備えることが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent injection control device of the present invention, the relationship between the dead time (L) and the secondary delay (D) is recalculated during or after the injection control of the reducing agent, and the modeled relationship It is preferable to provide an abnormality diagnosis unit that performs abnormality diagnosis of the pressure sensor by comparing with the above.

また、本発明の還元剤噴射制御装置を構成するにあたり、異常診断部は、還元剤供給系の異常診断をさらに行うことが好ましい。   In configuring the reducing agent injection control apparatus of the present invention, it is preferable that the abnormality diagnosis unit further performs abnormality diagnosis of the reducing agent supply system.

また、本発明の還元剤噴射制御装置を構成するにあたり、第1の圧力演算部で算出された圧力と、第2の圧力演算部で算出された推定圧力と、の差が所定値以上ずれている場合に、圧力に対する推定圧力の割合で示される補正係数によって、第1の圧力演算部で用いるセンサ値の補正を行うセンサ値補正部を備えることが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent injection control device of the present invention, the difference between the pressure calculated by the first pressure calculation unit and the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit is shifted by a predetermined value or more. In this case, it is preferable to include a sensor value correction unit that corrects the sensor value used in the first pressure calculation unit by using a correction coefficient indicated by the ratio of the estimated pressure to the pressure.

また、本発明の別の態様は、内燃機関の排気通路に配置された還元触媒と、還元触媒の上流側で排気通路内に還元剤を噴射するための還元剤供給装置と、還元剤供給装置を制御して還元剤を排気通路内に噴射させる還元剤噴射制御装置とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、還元剤供給装置は、還元剤が貯蔵された貯蔵タンクと、排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、還元剤を還元剤噴射弁に圧送する還元剤圧送手段と、を備え、還元剤噴射制御装置は、還元剤圧送手段と還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、少なくとも還元剤圧送手段による還元剤の流量と、還元剤圧送手段及び還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する還元剤の量と、に基づく還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、圧力センサの異常時に、圧力変化記憶部でモデル化した還元剤通路内の圧力変化に基づいて還元剤通路内の推定圧力を算出する第2の圧力演算部と、第1の圧力演算部で算出される圧力又は第2の圧力演算部で算出される推定圧力に基づいて、還元剤通路内の圧力が所定値になるように還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、還元剤の目標噴射量を算出し、還元剤噴射弁の開閉制御を行う噴射弁制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。   According to another aspect of the present invention, there are provided a reducing catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, a reducing agent supply device for injecting a reducing agent into the exhaust passage on the upstream side of the reducing catalyst, and a reducing agent supply device. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine provided with a reducing agent injection control device for controlling the fuel and injecting the reducing agent into the exhaust passage, the reducing agent supply device is provided in a storage tank in which the reducing agent is stored and an exhaust passage. A reducing agent injection valve and a reducing agent pumping means for pumping the reducing agent to the reducing agent injection valve, and the reducing agent injection control device connects the reducing agent pumping means and the reducing agent injection valve. A first pressure calculation unit that calculates the pressure in the reducing agent passage based on the sensor value of the pressure sensor provided in the inside, the flow rate of the reducing agent by at least the reducing agent pumping means, the reducing agent pumping means, and the reducing agent passage. Out of the reducing agent supply system containing A pressure change storage unit that models the pressure change in the reducing agent passage based on the amount of the reducing agent, and a reduction based on the pressure change in the reducing agent passage modeled by the pressure change storage unit when the pressure sensor is abnormal Based on the second pressure calculation unit that calculates the estimated pressure in the agent passage and the pressure calculated by the first pressure calculation unit or the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit, A pressure-feeding means control unit that performs feedback control of the reducing agent pressure-feeding means so that the pressure becomes a predetermined value; and an injection valve control unit that calculates a target injection amount of the reducing agent and performs opening / closing control of the reducing agent injection valve. An exhaust emission control device for an internal combustion engine characterized by the above.

また、本発明の別の態様は、還元剤圧送手段によって内燃機関の排気通路に設けられた還元剤噴射弁に還元剤を圧送するとともに、還元剤噴射弁を開閉制御することで還元剤を排気通路内に噴射する還元剤供給装置の異常を診断する還元剤供給装置の異常診断装置において、還元剤圧送手段と還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、第1の圧力演算部で算出される圧力に基づいて、還元剤通路内の圧力が所定値になるように還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、少なくとも還元剤圧送手段による還元剤の流量と、還元剤圧送手段及び還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する還元剤の量と、に基づく還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後に還元剤通路内の圧力変化のモデルを再計算し、記憶されているモデルと比較することによって圧力センサ及び還元剤圧送系の異常診断を行う異常診断部と、を備えることを特徴とする還元剤供給装置の異常診断装置である。   According to another aspect of the present invention, the reducing agent is pumped to the reducing agent injection valve provided in the exhaust passage of the internal combustion engine by the reducing agent pumping means, and the reducing agent is discharged by controlling the opening and closing of the reducing agent injection valve. Sensor value of a pressure sensor provided in a reducing agent passage connecting a reducing agent pumping means and a reducing agent injection valve in an abnormality diagnosing device of a reducing agent supply device for diagnosing an abnormality of a reducing agent supply device injected into the passage And a reducing agent so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value based on the pressure calculated by the first pressure calculating portion and the first pressure calculating portion. A pressure-feeding means control unit that performs feedback control of the pressure-feeding means, a flow rate of the reducing agent by at least the reducing agent pressure-feeding means, an amount of the reducing agent that flows out from the reducing agent supply system including the reducing agent pressure-feeding means and the reducing agent passage, Based reducing agent A pressure change storage unit that models the pressure change in the passage, and a pressure change by recalculating the model of the pressure change in the reducing agent passage during or after the injection control of the reducing agent and comparing it with the stored model. An abnormality diagnosing device for a reducing agent supply apparatus, comprising: an abnormality diagnosing unit that performs abnormality diagnosis of a sensor and a reducing agent pumping system.

本発明の還元剤噴射制御装置によれば、少なくとも還元剤圧送手段による還元剤の流量と還元剤供給系から外部に流出する還元剤の量とに基づく還元剤の噴射前後における還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部を備えるために、圧力センサの異常時においても、第2の圧力演算部によって還元剤通路内の圧力が精度良く推定される。そして、本発明の還元剤噴射制御装置の圧送手段制御部は、当該第2の圧力演算部で算出した還元剤通路内の推定圧力に基づいて還元剤圧送手段のフィードバック制御を行うことができるために、圧力センサの異常時であっても還元剤通路内の圧力が所定値になるようにフィードバック制御が行われる。したがって、圧力センサが異常を生じた場合であっても、還元剤供給装置による還元剤噴射制御が精度よく行なわれ、排気ガスの浄化が正常に実行される。   According to the reducing agent injection control device of the present invention, the reducing agent in the reducing agent passage before and after the injection of the reducing agent based on at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping means and the amount of the reducing agent flowing out from the reducing agent supply system. Since the pressure change storage unit for modeling the pressure change is provided, the pressure in the reducing agent passage is accurately estimated by the second pressure calculation unit even when the pressure sensor is abnormal. And since the pressure feeding means control part of the reducing agent injection control device of the present invention can perform feedback control of the reducing agent pressure feeding means based on the estimated pressure in the reducing agent passage calculated by the second pressure calculation part. Furthermore, feedback control is performed so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value even when the pressure sensor is abnormal. Therefore, even when the pressure sensor has an abnormality, the reducing agent injection control by the reducing agent supply device is performed with high accuracy, and the exhaust gas purification is normally performed.

また、本発明の還元剤噴射制御装置において、圧力変化記憶部が、還元剤供給系の特性によって生じるむだ時間(L)及び二次遅れ(D)の関係に基づいて、還元剤通路内の圧力変化をモデル化することにより、還元剤供給系の特性に応じた還元剤通路内の圧力変化が正確に求められる。   Further, in the reducing agent injection control device of the present invention, the pressure change storage unit is configured so that the pressure in the reducing agent passage is based on the relationship between the dead time (L) and the secondary delay (D) caused by the characteristics of the reducing agent supply system. By modeling the change, the pressure change in the reducing agent passage according to the characteristics of the reducing agent supply system can be accurately obtained.

また、本発明の還元剤噴射制御装置において、圧力変化記憶部が、還元剤の噴射が行われないときに予めむだ時間(L)及び二次遅れ(D)の関係をモデル化しておくことにより、還元剤の噴射量に影響を与えることなく、還元剤供給系の特性がモデル化される。   Further, in the reducing agent injection control device of the present invention, the pressure change storage unit models the relationship between the dead time (L) and the secondary delay (D) in advance when the reducing agent is not injected. The characteristics of the reducing agent supply system are modeled without affecting the injection amount of the reducing agent.

また、本発明の還元剤噴射制御装置が、還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後に再計算されたむだ時間(L)及び二次遅れ(D)の関係を、モデル化された関係と比較して圧力センサの異常診断を行う異常診断部を備えることにより、圧力センサのセンサ値が、これまで同様の条件で示してきたセンサ値からずれ始めたことが速やかに把握され、圧力センサの異常の有無が正確に診断される。   Further, the reducing agent injection control device of the present invention compares the relationship between the dead time (L) and the second order delay (D) recalculated during or after the reducing agent injection control with the modeled relationship. By providing an abnormality diagnosis unit that diagnoses the abnormality of the pressure sensor, it is quickly grasped that the sensor value of the pressure sensor has started to deviate from the sensor value that has been shown under the same conditions so far, Existence is accurately diagnosed.

また、本発明の還元剤噴射制御装置において、異常診断部が、圧力センサだけでなく還元剤供給系の異常を診断することにより、還元剤供給系の破損等が把握され、還元剤供給系の修理交換を速やかに行うことができる。   Further, in the reducing agent injection control device of the present invention, the abnormality diagnosis unit diagnoses the abnormality of the reducing agent supply system as well as the pressure sensor, thereby grasping the failure of the reducing agent supply system and the like. Repair and replacement can be performed promptly.

また、本発明の還元剤噴射制御装置が、圧力センサのセンサ値に基づく圧力と、圧力変化記憶部でモデル化した圧力変化に基づく推定圧力との差が所定値以上ずれている場合に、所定の補正係数によって第1の圧力演算部で用いる圧力センサのセンサ値を補正するセンサ値補正部を備えることにより、圧力センサが異常と診断されるまでの期間に生じる圧力センサのセンサ値に基づく圧力のずれが補正され、還元剤の噴射制御が正確に行われる。   Further, when the reducing agent injection control device of the present invention has a difference between the pressure based on the sensor value of the pressure sensor and the estimated pressure based on the pressure change modeled by the pressure change storage unit, a predetermined value or more is deviated. By providing a sensor value correction unit that corrects the sensor value of the pressure sensor used in the first pressure calculation unit by the correction coefficient of the pressure, pressure based on the sensor value of the pressure sensor that occurs during the period until the pressure sensor is diagnosed as abnormal The deviation is corrected, and the reducing agent injection control is performed accurately.

また、本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤噴射制御装置が、少なくとも還元剤圧送手段による還元剤の流量と還元剤供給系から外部に流出する還元剤の量とに基づく還元剤の噴射前後における還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部を備えるために、圧力センサの異常時においても、第2の圧力演算部によって還元剤通路内の圧力が精度良く推定される。そして、還元剤噴射制御装置の圧送手段制御部は、当該第2の圧力演算部で算出した推定圧力を用いて還元剤圧送手段のフィードバック制御を行うことができるために、圧力センサの異常時であっても還元剤通路内の圧力が所定値になるようにフィードバック制御が行われる。したがって、圧力センサが異常を生じた場合であっても、還元剤供給装置による還元剤噴射制御が精度よく行なわれ、排気ガスの浄化が正常に実行される。   Further, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the reducing agent injection control device performs reduction based on at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping means and the amount of reducing agent flowing out from the reducing agent supply system. Since the pressure change storage unit that models the pressure change in the reducing agent passage before and after the injection of the agent is provided, the pressure in the reducing agent passage can be accurately estimated by the second pressure calculation unit even when the pressure sensor is abnormal. Is done. The pressure feeding means control unit of the reducing agent injection control device can perform feedback control of the reducing agent pressure feeding means using the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit. Even if it exists, feedback control is performed so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value. Therefore, even when the pressure sensor has an abnormality, the reducing agent injection control by the reducing agent supply device is performed with high accuracy, and the exhaust gas purification is normally performed.

また、本発明の還元剤供給装置の異常診断装置によれば、還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後に再計算された還元剤通路内の圧力変化のモデルを、既に記憶されているモデルと比較することで、還元剤供給装置に備えられた圧力センサ及び還元剤供給系の異常を診断できるとともに、異常箇所を正確に特定することができる。   Further, according to the abnormality diagnosis device for the reducing agent supply apparatus of the present invention, the pressure change model in the reducing agent passage recalculated during or after the injection control of the reducing agent is compared with the already stored model. By doing so, the abnormality of the pressure sensor and the reducing agent supply system provided in the reducing agent supply device can be diagnosed, and the abnormal part can be accurately identified.

なお、本明細書において「還元剤供給系」とは、還元剤圧送ポンプや還元剤通路等に代表される、還元剤を還元剤噴射弁に対して供給するためのハードウェアを意味する。   In the present specification, the “reducing agent supply system” means hardware for supplying the reducing agent to the reducing agent injection valve, represented by a reducing agent pressure feed pump, a reducing agent passage, and the like.

本発明の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の排気浄化装置に備えられた還元剤噴射制御装置の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the reducing agent injection control apparatus with which the exhaust gas purification apparatus of embodiment of this invention was equipped. 還元剤圧送ポンプのフィードバック制御の作動フローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement flow of the feedback control of a reducing agent pressure feed pump. 学習した近似式を用いた還元剤圧送ポンプのフィードバック制御の作動フローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement flow of the feedback control of the reducing agent pumping pump using the learned approximate expression. 学習制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating learning control. 異常診断における異常個所の特定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the identification method of the abnormal part in abnormality diagnosis. 内燃機関の始動後学習制御完了までのフローである。It is a flow from the start of the internal combustion engine to the completion of learning control. 学習制御のフローである。It is a flow of learning control. 還元剤圧送ポンプのフィードバック制御のフローである。It is a flow of feedback control of a reducing agent pressure feed pump.

以下、図面を参照して、本発明の還元剤噴射制御装置及び内燃機関の排気浄化装置並びに還元剤供給装置の異常診断装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments relating to a reducing agent injection control device, an internal combustion engine exhaust gas purification device, and a reducing agent supply device abnormality diagnosis device according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. However, this embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.
In addition, in each figure, what has attached | subjected the same code | symbol has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably.

1.内燃機関の排気浄化装置の基本的構成
まず、本発明の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄化装置(以下単に「排気浄化装置」と称する。)の基本的な構成について説明する。
図1は、排気通路中に配設された還元触媒13の上流側に還元剤としての尿素水溶液を噴射供給し、還元触媒13において排気ガス中に含まれるNOXを選択的に還元浄化する本実施形態の排気浄化装置10を示している。この排気浄化装置10は、内燃機関5に接続された排気通路の途中に設けられるものであり、排気ガス中に含まれるNOXを選択的に還元するための還元触媒13と、還元触媒13の上流側で排気通路内に還元剤を噴射供給するための還元剤供給装置40と、還元剤供給装置40の動作制御を行う還元剤噴射制御装置30を主たる要素として備えている。
1. Basic Configuration of Exhaust Gas Purification Device for Internal Combustion Engine First, a basic configuration of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “exhaust gas purification device”) according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram in which a urea aqueous solution as a reducing agent is injected and supplied upstream of a reduction catalyst 13 disposed in an exhaust passage, and NO x contained in exhaust gas is selectively reduced and purified by the reduction catalyst 13. 1 shows an exhaust purification device 10 of an embodiment. This exhaust purification device 10 is provided in the middle of an exhaust passage connected to the internal combustion engine 5, and includes a reduction catalyst 13 for selectively reducing NO x contained in the exhaust gas, and a reduction catalyst 13. The main components are a reducing agent supply device 40 for injecting and supplying the reducing agent into the exhaust passage on the upstream side, and a reducing agent injection control device 30 for controlling the operation of the reducing agent supply device 40.

本実施形態の排気浄化装置10は液体の還元剤として尿素水溶液が用いられる排気浄化装置である。尿素水溶液は、還元触媒13よりも上流側で排気ガスに混合されるとともに加水分解によってアンモニアが生成され、このアンモニアが還元触媒13に吸着されてNOXの還元に用いられる。ただし、本実施形態の排気浄化装置10に用いられる還元剤は尿素水溶液に限られず、その他、未燃燃料等を用いることもできる。 The exhaust purification device 10 of this embodiment is an exhaust purification device in which a urea aqueous solution is used as a liquid reducing agent. Aqueous urea solution, ammonia is generated by hydrolysis with mixed into the exhaust gas upstream from the reduction catalyst 13, used for the reduction of the NO X ammonia is adsorbed by the reduction catalyst 13. However, the reducing agent used in the exhaust purification apparatus 10 of the present embodiment is not limited to the urea aqueous solution, and unburned fuel or the like can also be used.

2.還元触媒
本実施形態の排気浄化装置10に用いられる還元触媒13は、還元剤供給装置40によって排気ガス中に噴射される尿素水溶液が加水分解を生じて生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のNOXを還元する触媒が用いられる。この還元触媒13は、例えば、アンモニアの吸着機能を有し、かつ、NOXを選択的に還元可能なゼオライト系の還元触媒が用いられる。
ただし、触媒の種類は還元剤の種類によって適宜選択が可能であり、触媒の上流側で排気通路中に供給される還元剤を用いて排気ガス中のNOXを還元できる触媒であれば、特に制限されることなく用いることができる。
2. Reduction catalyst The reduction catalyst 13 used in the exhaust purification device 10 of the present embodiment adsorbs ammonia produced by hydrolysis of an aqueous urea solution injected into exhaust gas by the reducing agent supply device 40, and flows into the exhaust gas. A catalyst that reduces NO x in the gas is used. As the reduction catalyst 13, for example, a zeolite-based reduction catalyst having an ammonia adsorption function and capable of selectively reducing NO x is used.
However, the type of the catalyst can be appropriately selected depending on the type of the reducing agent, and is particularly a catalyst that can reduce NO x in the exhaust gas using the reducing agent supplied into the exhaust passage upstream of the catalyst. It can be used without limitation.

3.還元剤供給装置
還元剤供給装置40は、還元触媒13の上流側で排気管11に固定された還元剤噴射弁43と、液体の還元剤が貯蔵された貯蔵タンク41と、貯蔵タンク41内の還元剤を還元剤噴射弁43に向けて圧送する還元剤圧送手段としての還元剤圧送ポンプ42とによって構成されている。還元剤圧送ポンプ42と貯蔵タンク41との間には第1の還元剤通路44が接続され、還元剤圧送ポンプ42と還元剤噴射弁43との間には第2の還元剤通路45が接続されている。第2の還元剤通路45には、還元剤圧送ポンプ42の駆動制御に用いられる還元剤圧力センサ47が設けられている。
以下の実施の形態においては、還元剤圧送ポンプ42、第1の還元剤通路44、及び第2の還元剤通路45を総じて「還元剤供給系」と称する。
3. The reducing agent supply device 40 includes a reducing agent injection valve 43 fixed to the exhaust pipe 11 on the upstream side of the reduction catalyst 13, a storage tank 41 in which a liquid reducing agent is stored, and a storage tank 41. It is constituted by a reducing agent pumping pump 42 as a reducing agent pumping means for pumping the reducing agent toward the reducing agent injection valve 43. A first reducing agent passage 44 is connected between the reducing agent pumping pump 42 and the storage tank 41, and a second reducing agent passage 45 is connected between the reducing agent pumping pump 42 and the reducing agent injection valve 43. Has been. The second reducing agent passage 45 is provided with a reducing agent pressure sensor 47 used for driving control of the reducing agent pressure feed pump 42.
In the following embodiment, the reducing agent pressure pump 42, the first reducing agent passage 44, and the second reducing agent passage 45 are collectively referred to as a “reducing agent supply system”.

還元剤供給装置40の還元剤圧送ポンプ42は代表的には電動ポンプが用いられ、貯蔵タンク41内の還元剤を汲み上げて還元剤噴射弁43に圧送する。このポンプは、例えば電動式のダイヤフラムポンプやギアポンプが用いられ、還元剤噴射制御装置30によって駆動制御が行われる。本実施形態の排気浄化装置10に備えられた還元剤供給装置40では、還元剤圧力センサ47によって検出される第2の還元剤通路45の圧力が一定の値、例えば0.5MPaに維持されるように、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御が行われる。   The reducing agent supply pump 40 of the reducing agent supply device 40 is typically an electric pump, and pumps the reducing agent in the storage tank 41 and pumps it to the reducing agent injection valve 43. As this pump, for example, an electric diaphragm pump or a gear pump is used, and drive control is performed by the reducing agent injection control device 30. In the reducing agent supply device 40 provided in the exhaust purification device 10 of the present embodiment, the pressure of the second reducing agent passage 45 detected by the reducing agent pressure sensor 47 is maintained at a constant value, for example, 0.5 MPa. Thus, feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 is performed.

また、第2の還元剤通路45から分岐して貯蔵タンク41に接続された還流通路46が設けられている。この還流通路46の途中にはオリフィス48が設けられており、第2の還元剤通路45内の圧力が過度に高くなった場合に、第2の還元剤通路45内の還元剤がオリフィス48を介して貯蔵タンク41に戻されて、第2の還元剤通路45内の圧力の上限が規定される。   Further, a reflux passage 46 branched from the second reducing agent passage 45 and connected to the storage tank 41 is provided. An orifice 48 is provided in the middle of the reflux passage 46. When the pressure in the second reducing agent passage 45 becomes excessively high, the reducing agent in the second reducing agent passage 45 opens the orifice 48. And the upper limit of the pressure in the second reducing agent passage 45 is defined.

また、還元剤噴射弁43は、例えば、通電制御により開閉制御が行われる還元剤噴射弁が用いられる。上述のとおり、還元剤圧送ポンプ42から還元剤噴射弁43に圧送される還元剤は所定の圧力に維持されており、還元剤噴射制御装置30によって還元剤噴射弁43の開弁時期や開弁時間が制御されて、還元剤が排気通路内に噴射される。   The reducing agent injection valve 43 is, for example, a reducing agent injection valve that is controlled to open and close by energization control. As described above, the reducing agent pumped from the reducing agent pumping pump 42 to the reducing agent injection valve 43 is maintained at a predetermined pressure, and the reducing agent injection control device 30 opens and opens the reducing agent injection valve 43. Time is controlled and the reducing agent is injected into the exhaust passage.

4.還元剤噴射制御装置(異常診断装置)
図2は、本実施形態の排気浄化装置10に備えられた還元剤噴射制御装置30の構成を機能的なブロックで表した構成例を示している。
この還元剤噴射制御装置30は、大きく分けて、還元剤圧送ポンプ42の駆動制御を行う部分と、還元剤噴射弁43の駆動制御を行う部分と、還元剤圧力センサ47及び還元剤供給系の異常診断を行う部分と、還元剤圧力センサ47のセンサ値の補正を行う部分とを有している。還元剤噴射制御装置30を構成する各部は、具体的にはマイクロコンピュータ(図示せず)によるプラグラムの実行によって実現される。
4). Reducing agent injection control device (abnormality diagnosis device)
FIG. 2 shows a configuration example in which the configuration of the reducing agent injection control device 30 provided in the exhaust purification device 10 of the present embodiment is represented by functional blocks.
This reducing agent injection control device 30 is broadly divided into a part for controlling the driving of the reducing agent pumping pump 42, a part for controlling the driving of the reducing agent injection valve 43, a reducing agent pressure sensor 47 and a reducing agent supply system. A portion for performing abnormality diagnosis and a portion for correcting the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47 are provided. Each part which comprises the reducing agent injection control apparatus 30 is specifically implement | achieved by execution of the program by a microcomputer (not shown).

(1)還元剤圧送ポンプの駆動制御
還元剤噴射制御装置30は、還元剤圧送ポンプ42の駆動制御を行う部分として、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを検出するセンサ値検出部51と、検出されたセンサ値Vpに基づいて第2の還元剤通路45内の圧力Pactを算出する第1の圧力演算部53と、第2の還元剤通路45内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部55と、モデル化された圧力変化に基づいて第2の還元剤通路45内の推定圧力Pestを算出する第2の圧力演算部57と、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pact又は第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestに基づいて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行う圧送手段制御部としてのポンプ制御部59と、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactと第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestとを比較する圧力比較部65と、圧力変化記憶部55で圧力変化のモデル化を行う際にポンプ制御部59に対して制御信号を出力する学習制御部56とを備えている。
(1) Drive Control of Reducing Agent Pressure Pump The reducing agent injection control device 30 includes a sensor value detection unit 51 that detects the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 as a part that performs drive control of the reducing agent pressure feed pump 42, A first pressure calculation unit 53 that calculates a pressure Pact in the second reducing agent passage 45 based on the detected sensor value Vp, and a pressure change memory that models a pressure change in the second reducing agent passage 45. Unit 55, a second pressure calculation unit 57 that calculates an estimated pressure Pest in the second reducing agent passage 45 based on the modeled pressure change, and a pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 Alternatively, it is calculated by a pump control unit 59 as a pumping means control unit that performs feedback control of the reducing agent pumping pump 42 based on the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57 and the first pressure calculation unit 53. Pressure Pact and second pressure A pressure comparison unit 65 that compares the estimated pressure Pest calculated by the calculation unit 57 and a learning control unit that outputs a control signal to the pump control unit 59 when the pressure change storage unit 55 performs modeling of the pressure change. 56.

(1)−1 センサ値によるフィードバック制御
まず、還元剤圧力センサ47が正常である場合には、センサ検出部51、第1の圧力演算部53及びポンプ制御部59による還元剤圧送ポンプ42の駆動制御が行われる。
(1) -1 Feedback Control by Sensor Value First, when the reducing agent pressure sensor 47 is normal, the reducing agent pressure feed pump 42 is driven by the sensor detection unit 51, the first pressure calculation unit 53, and the pump control unit 59. Control is performed.

このうち、センサ値検出部51は、継続的に所定間隔で還元剤圧力センサ47のセンサ値である電圧Vpを読込み、第1の圧力演算部53に出力する。第1の圧力演算部53は、センサ値検出部51から出力される電圧Vpに基づいて第2の還元剤通路45内の圧力Pactを算出する。すなわち、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactは、還元剤圧力センサ47に基づいて得られる圧力値である。   Among these, the sensor value detection unit 51 continuously reads the voltage Vp that is the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47 at a predetermined interval and outputs it to the first pressure calculation unit 53. The first pressure calculation unit 53 calculates the pressure Pact in the second reducing agent passage 45 based on the voltage Vp output from the sensor value detection unit 51. That is, the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 is a pressure value obtained based on the reducing agent pressure sensor 47.

また、ポンプ制御部59は、還元剤圧力センサ47が異常を生じていない状態においては、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactに基づいて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行う。図3は、本実施形態の還元剤噴射制御装置30を構成するポンプ制御部59によって行われる、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactを用いた還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御の作動フローを示している。   Further, the pump control unit 59 performs feedback control of the reducing agent pumping pump 42 based on the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 in a state where the reducing agent pressure sensor 47 is not abnormal. FIG. 3 shows feedback control of the reducing agent pumping pump 42 using the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53, which is performed by the pump control unit 59 constituting the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment. The operation flow is shown.

この作動フローでは、まず、所定の目標圧力Ptgtが設定されると、当該目標圧力Ptgtと第1の圧力演算部53で算出される現在の圧力Pactとの差ΔPactに応じ、PID制御(比例、積分、微分制御)により目標圧力Ptgtを達成するために必要な還元剤圧送ポンプ42の駆動デューティDutyが設定される(図3のAの部分)。次いで、設定された駆動デューティDutyから還元剤圧送ポンプ42の回転数Rが求められ(図3のBの部分)、さらに、当該回転数Rに応じた還元剤の吐出量Qpumpが得られる(図3のCの部分)。そして、この還元剤の吐出量Qpumpから、還元剤噴射弁43による還元剤の噴射量Qact及び貯蔵タンク41への還元剤の還流量Qofが減算された残りの還元剤の吐出量Qdmdに応じて第2の還元剤通路45内の圧力Pactが変動する結果(図3のDの部分)、還元剤圧力センサ47では当該圧力Pactに応じた電圧Vpが検出される(図3のEの部分)。   In this operation flow, when a predetermined target pressure Ptgt is set, first, PID control (proportional, proportional to the difference ΔPact between the target pressure Ptgt and the current pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 is performed. The drive duty Duty of the reducing agent pumping pump 42 necessary to achieve the target pressure Ptgt is set by integration and differentiation control (part A in FIG. 3). Next, the rotational speed R of the reducing agent pumping pump 42 is obtained from the set drive duty Duty (part B in FIG. 3), and further, the reducing agent discharge amount Qpump corresponding to the rotational speed R is obtained (FIG. 3). 3 part C). Then, from the reducing agent discharge amount Qpump, the reducing agent injection amount Qact by the reducing agent injection valve 43 and the reducing agent recirculation amount Qof to the storage tank 41 are subtracted according to the remaining reducing agent discharge amount Qdmd. As a result of the fluctuation of the pressure Pact in the second reducing agent passage 45 (part D in FIG. 3), the reducing agent pressure sensor 47 detects the voltage Vp corresponding to the pressure Pact (part E in FIG. 3). .

そして、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行うために、検出された還元剤圧力センサ47のセンサ値である電圧Vpを圧力Pactに再変換して、目標圧力Ptgtと現在の圧力Pactとの差ΔPactを求める部分にフィードバックをかける(図3のFの部分)。その結果、還元剤圧送ポンプ42の駆動デューティDutyが新たに設定されて、上述したフローが繰り返されることにより、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御が行われる。   In order to perform the feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42, the detected voltage Vp, which is the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47, is converted back to the pressure Pact, and the difference between the target pressure Ptgt and the current pressure Pact is determined. Feedback is applied to the part for obtaining ΔPact (part F in FIG. 3). As a result, the drive duty Duty of the reducing agent pumping pump 42 is newly set, and the above-described flow is repeated, whereby feedback control of the reducing agent pumping pump 42 is performed.

(1)−2 推定圧力に基づくフィードバック制御
一方、還元剤圧力センサ47が異常を生じている場合には、圧力変化記憶部55、第2の圧力演算部57及びポンプ制御部59による還元剤圧送ポンプ42の駆動制御が行われる。
(1) -2 Feedback Control Based on Estimated Pressure On the other hand, when the reducing agent pressure sensor 47 is abnormal, reducing agent pumping by the pressure change storage unit 55, the second pressure calculation unit 57, and the pump control unit 59. Drive control of the pump 42 is performed.

このうち、圧力変化記憶部55は、還元剤圧送ポンプ42の出力が変化してから還元剤圧力センサ47が応答し始めるまでの時間であるむだ時間(L)と、還元剤圧力センサ47が応答し始めてから第2の還元剤通路45内の圧力Pactが目標圧力Ptgtに到達するまでの二次遅れ(D)との関係に基づいて、第2の還元剤通路45内の圧力変化を伝達関数としてモデル化する。むだ時間(L)及び二次遅れ(D)は還元剤供給系の特性によって異なるため、圧力変化記憶部55は、還元剤圧力センサ47が正常な状態のときにこれらのむだ時間(L)及び二次遅れ(D)の系を学習しておき、還元剤圧力センサ47が異常を生じた場合であっても、第2の還元剤通路45内の圧力を精度良く推定できるようにする。   Of these, the pressure change storage unit 55 responds to the dead time (L), which is the time from when the output of the reducing agent pressure pump 42 changes until the reducing agent pressure sensor 47 starts to respond, and when the reducing agent pressure sensor 47 responds. Based on the relationship with the second-order lag (D) until the pressure Pact in the second reducing agent passage 45 reaches the target pressure Ptgt from the start of the transfer, the pressure function in the second reducing agent passage 45 is transferred as a transfer function. As a model. Since the dead time (L) and the second-order lag (D) vary depending on the characteristics of the reducing agent supply system, the pressure change storage unit 55 stores the dead time (L) and the dead time (L) when the reducing agent pressure sensor 47 is in a normal state. A second-order lag (D) system is learned so that the pressure in the second reducing agent passage 45 can be accurately estimated even when the reducing agent pressure sensor 47 is abnormal.

具体的には、本実施形態の還元剤噴射制御装置30では、上述した図3の作動フロー中のB、C、D、Eで示される、ポンプ制御部59による駆動デューティDutyの出力から還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpの出力までを一つの系としてまとめ、この系をラプラス変換の式によって「むだ時間(L)+二次遅れ(D)」の系として伝達関数として近似させている。本実施形態では、「むだ時間(L)+二次遅れ(D)」の系を特徴づけるパラメータである、むだ時間(L)、減衰係数(ξ)、固有振動数(ω)及び比例ゲイン(K)の係数を用いた下記式(1)で示される伝達関数の近似式を用いており、圧力変化記憶部55は、これらの各係数を、還元剤噴射弁43からの噴射が行われない状態において学習する。
Specifically, in the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment, the reducing agent is determined from the output of the drive duty Duty by the pump control unit 59 indicated by B, C, D, E in the operation flow of FIG. 3 described above. Up to the output of the sensor value Vp of the pressure sensor 47 is collected as one system, and this system is approximated as a transfer function as a system of “dead time (L) + second-order lag (D)” by a Laplace transform equation. In this embodiment, parameters that characterize the system of “dead time (L) + second-order lag (D)” are dead time (L), damping coefficient (ξ), natural frequency (ω), and proportional gain ( The approximate expression of the transfer function represented by the following formula (1) using the coefficient of K) is used, and the pressure change storage unit 55 does not perform injection from the reducing agent injection valve 43 using these coefficients. Learn in state.

上記式(1)中のSは、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを時間関数として下記式(2)で表すときの変数である。
Vp(S)=∫0 e-stVp(t)δt …(2)
S in the above formula (1) is a variable when the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 is expressed by the following formula (2) as a time function.
Vp (S) = ∫ 0 e -st Vp (t) δt (2)

また、第2の圧力演算部57は、圧力変化記憶部55で伝達関数としてモデル化された圧力変化に基づいて、第2の還元剤通路45内の圧力Pestを推定する。本実施形態の還元剤噴射制御装置30の第2の圧力演算部57は、圧力変化記憶部55で学習された各係数を用いた上記式(1)に基づいて、第2の還元剤通路45内の推定圧力Pestを算出する。   Further, the second pressure calculation unit 57 estimates the pressure Pest in the second reducing agent passage 45 based on the pressure change modeled as a transfer function in the pressure change storage unit 55. The second pressure calculator 57 of the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment is based on the above equation (1) using the coefficients learned in the pressure change storage unit 55, and the second reducing agent passage 45. The estimated pressure Pest is calculated.

そして、後述する異常診断部67で還元剤圧力センサ47に異常が生じていると判定された時に、ポンプ制御部59は、第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestに基づいて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行い、第2の供給経路45内の圧力を目標圧力Ptgtに維持する。図4は、本実施形態の還元剤噴射制御装置30を構成するポンプ制御部59が行う、第2の圧力演算部53で算出される推定圧力Pestを用いた還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御の作動フローを示している。   When the abnormality diagnosis unit 67 described later determines that an abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47, the pump control unit 59 performs reduction based on the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57. Feedback control of the agent pressure feed pump 42 is performed, and the pressure in the second supply path 45 is maintained at the target pressure Ptgt. FIG. 4 shows feedback control of the reducing agent pumping pump 42 using the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 53, which is performed by the pump control unit 59 constituting the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment. The operation flow is shown.

この作動フローでは、所定の目標圧力Ptgtが設定された状態で還元剤圧力センサ47の異常が生じると、目標圧力Ptgtと第2の圧力演算部57で算出される現在の推定圧力Pestとの差ΔPestに応じてPID制御により目標圧力Ptgtを達成するために必要な還元剤圧送ポンプ42の駆動デューティDutyが設定される。そして、この駆動デューティDutyを用いて上記式(1)に基づいて第2の還元剤通路45内の圧力変化を算出し、推定圧力Pestが求められる(図4のGの部分)。その結果、還元剤圧送ポンプ42の駆動デューティDutyが新たに設定されることになり、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御が行われる。   In this operation flow, when an abnormality occurs in the reducing agent pressure sensor 47 in a state where the predetermined target pressure Ptgt is set, the difference between the target pressure Ptgt and the current estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57. The driving duty Duty of the reducing agent pressure feed pump 42 necessary to achieve the target pressure Ptgt by PID control is set according to ΔPest. Then, the pressure change in the second reducing agent passage 45 is calculated based on the above equation (1) using the drive duty Duty, and the estimated pressure Pest is obtained (part G in FIG. 4). As a result, the drive duty Duty of the reducing agent pumping pump 42 is newly set, and feedback control of the reducing agent pumping pump 42 is performed.

(1)−3 学習制御
上記式(1)の各係数は、例えば、内燃機関5の運転開始時に学習するとともに、その後は、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactと第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestとが一致していない場合、あるいは、これらの二つの値の差が所定値以上になったときに、学習しなおされるように設定されている。具体的には、圧力比較部65で比較される第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactと第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestとが一致していない場合等に、学習制御部56は学習実行信号を受け取り、上述の図3における目標圧力Ptgtの値が急激に上昇するようにポンプ制御部59に指示信号を出力する。
(1) -3 Learning Control Each coefficient of the above equation (1) is learned at the start of operation of the internal combustion engine 5, for example, and thereafter, the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 and the second When the estimated pressure Pest calculated by the pressure calculation unit 57 does not match, or when the difference between these two values exceeds a predetermined value, the learning is set to be learned again. Specifically, when the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 compared by the pressure comparison unit 65 and the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57 do not match, etc. The learning control unit 56 receives the learning execution signal, and outputs an instruction signal to the pump control unit 59 so that the value of the target pressure Ptgt in FIG.

この学習制御部56からの指示信号によって還元剤圧送ポンプ42の出力が変化したときに、圧力変化記憶部55は、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpに基づいて第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactの推移から、むだ時間(L)、減衰係数(ξ)、固有振動数(ω)及び比例ゲイン(K)の各係数を求める。   When the output of the reducing agent pressure pump 42 is changed by the instruction signal from the learning control unit 56, the pressure change storage unit 55 is a first pressure calculation unit 53 based on the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47. From the transition of the calculated pressure Pact, each coefficient of dead time (L), damping coefficient (ξ), natural frequency (ω) and proportional gain (K) is obtained.

図5は、学習制御部56で目標圧力Ptgtの値をステップ変化させたときの第2の還元剤通路45内の圧力Pactの推移を示している。図5中、実線が目標圧力Ptgtを示しており、破線が還元剤圧力センサ47のセンサ値に基づいて算出される圧力Pactを示している。なお、本実施形態では、学習制御部56は目標圧力Ptgtを瞬間的にステップ変化させているが、短時間の間に目標圧力Ptgtを変化させることによっても、圧力変化記憶部55での各係数の算出は可能である。   FIG. 5 shows the transition of the pressure Pact in the second reducing agent passage 45 when the learning control unit 56 changes the value of the target pressure Ptgt in steps. In FIG. 5, the solid line indicates the target pressure Ptgt, and the broken line indicates the pressure Pact calculated based on the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47. In this embodiment, the learning control unit 56 instantaneously changes the target pressure Ptgt in steps, but each coefficient in the pressure change storage unit 55 can also be changed by changing the target pressure Ptgt in a short time. Can be calculated.

この還元剤圧力センサ47のセンサ値に基づく圧力Pactの推移から、目標圧力Ptgtを変化させた時点t1から算出される圧力Pactが応答を開始した時点t2までの期間がむだ時間(L)として求められる。また、還元剤圧力センサ47のセンサ値に基づく圧力Pactの推移から、算出される圧力Pactが目標圧力Ptgtに到達後に、当該算出される圧力Pactが最大値となったときの圧力値Pactmaxと目標圧力Ptgtとの差分が比例ゲイン(K)として求められる。さらに、還元剤圧力センサ47のセンサ値に基づく圧力Pactの波形から、減衰係数(ξ)及び固有振動数(ω)が求められる。   From the transition of the pressure Pact based on the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47, the period from the time t1 when the target pressure Ptgt is changed to the time t2 when the pressure Pact starts to respond is obtained as a dead time (L). It is done. Further, from the transition of the pressure Pact based on the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47, the pressure value Pactmax when the calculated pressure Pact reaches the maximum value after the calculated pressure Pact reaches the target pressure Ptgt and the target The difference from the pressure Ptgt is obtained as a proportional gain (K). Further, the damping coefficient (ξ) and the natural frequency (ω) are obtained from the waveform of the pressure Pact based on the sensor value of the reducing agent pressure sensor 47.

圧力変化記憶部55は、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactと第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestとが一致していない場合にこれらの各係数を学習しなおし、これらの各係数を記憶する。そして、第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactと第2の圧力演算部57で算出される推定圧力Pestとが一致するかあるいは所定範囲内の誤差におさまるまで、学習制御が繰り返される。   The pressure change storage unit 55 learns these coefficients when the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 and the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57 do not match. These coefficients are stored. Then, the learning control is repeated until the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 matches the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57 or falls within an error within a predetermined range. .

(2)還元剤噴射弁の駆動制御
また、還元剤噴射制御装置30は、還元剤噴射弁43の駆動制御を行う部分として、内燃機関5の運転状態や排気温度、還元触媒13の温度等に基づいて還元剤の目標噴射量Qtgtを算出する目標噴射量演算部61と、算出された目標噴射量Qtgt分の還元剤が噴射されるように還元剤噴射弁43の通電制御を行う噴射弁制御部63とを備えている。
(2) Drive Control of Reducing Agent Injection Valve Further, the reducing agent injection control device 30 controls the operating state of the internal combustion engine 5, the exhaust temperature, the temperature of the reduction catalyst 13, etc. as a part that performs drive control of the reducing agent injection valve 43. A target injection amount calculation unit 61 that calculates a target injection amount Qtgt of the reducing agent based on the injection valve control that performs energization control of the reducing agent injection valve 43 so that the reducing agent for the calculated target injection amount Qtgt is injected. Part 63.

目標噴射量演算部61は、例えば、内燃機関5から排出される排気ガスの流量Fgas及びNOXの質量流量Fnox、還元触媒13の上流側及び下流側での排気ガス温度TUgas、TLgasから推定される還元触媒13の温度、及び還元触媒13におけるNOXの還元効率η(%)に、還元触媒13におけるアンモニアの実吸着量Vactを加味して尿素水溶液の目標噴射量Qtgtを算出する。また、還元触媒13の下流側に設けられたNOXセンサ15のセンサ値Snoxに基づいて目標噴射量Qtgtの補正を行うようにしてもよい。 The target injection amount calculation unit 61 is estimated from, for example, the exhaust gas flow rate Fgas and NO x mass flow rate Fnox exhausted from the internal combustion engine 5, the exhaust gas temperatures TUgas and TLgas upstream and downstream of the reduction catalyst 13. The target injection amount Qtgt of the urea aqueous solution is calculated by adding the actual adsorption amount Vact of ammonia in the reduction catalyst 13 to the temperature of the reduction catalyst 13 and the NO x reduction efficiency η (%) in the reduction catalyst 13. Further, the target injection amount Qtgt may be corrected based on the sensor value Snox of the NO X sensor 15 provided on the downstream side of the reduction catalyst 13.

(3)異常診断
また、還元剤噴射制御装置30は、還元剤圧力センサ47及び還元剤供給系の異常診断を行う部分として、上述した圧力変化記憶部55で求められた各係数に基づいて還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系を構成する還元剤圧送ポンプ42や第1及び第2の還元剤通路44、45の異常の有無を診断する異常診断部67を備えている。還元剤圧力センサ47の異常時に推定圧力によるフィードバック制御を行うためには、還元剤圧力センサ47の異常の有無が判断できればよいが、本実施形態の還元剤噴射制御装置30の異常診断部67は、還元剤圧力センサ47だけでなく、併せて還元剤供給系の異常診断を実行できるように構成されている。
(3) Abnormality diagnosis Further, the reducing agent injection control device 30 performs reduction based on each coefficient obtained by the pressure change storage unit 55 described above as a part for performing abnormality diagnosis of the reducing agent pressure sensor 47 and the reducing agent supply system. An abnormality diagnosis unit 67 for diagnosing the presence or absence of abnormality in the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent pumping pump 42 constituting the reducing agent supply system and the first and second reducing agent passages 44 and 45 is provided. In order to perform feedback control based on the estimated pressure when the reducing agent pressure sensor 47 is abnormal, it is only necessary to determine whether or not the reducing agent pressure sensor 47 is abnormal. However, the abnormality diagnosis unit 67 of the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment In addition to the reducing agent pressure sensor 47, the abnormality diagnosis of the reducing agent supply system can be executed together.

本実施形態の異常診断部67は、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを用いて算出される圧力Pactと学習された圧力変化モデルを用いて算出される推定圧力Pestとの差ΔPがゼロでない状態のときにタイマカウントを開始する。そして、上記差ΔPが閾値ΔP0以上となったまま所定時間以上経過したときに、異常診断部67は、還元剤供給装置40に何らかの異常が生じていると判定する。   In the abnormality diagnosis unit 67 of the present embodiment, the difference ΔP between the pressure Pact calculated using the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 and the estimated pressure Pest calculated using the learned pressure change model is not zero. Timer count starts when in state. Then, when a predetermined time or more has elapsed with the difference ΔP being equal to or greater than the threshold ΔP0, the abnormality diagnosis unit 67 determines that some abnormality has occurred in the reducing agent supply device 40.

異常診断部67は、還元剤供給装置40に何らかの異常が生じていると判定されると学習制御部56に対して学習実行信号を出力し、その結果、学習制御部56は、上述したとおり、第2の還元剤通路45内の目標圧力Ptgtをステップ変化させる。また、学習制御部56からの指示によって還元剤圧送ポンプ42の出力が変化したときに、圧力変化記憶部55は、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpに基づいて第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactの推移から、むだ時間(L)、減衰係数(ξ)、固有振動数(ω)及び比例ゲイン(K)の各係数を求める。そして、異常診断部67は、圧力変化記憶部55で求められた各係数を受け取り、これらの各係数をあらかじめ設定された閾値と比較することによって、還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系のいずれの要素に異常が生じているかを特定する。   When it is determined that some abnormality has occurred in the reducing agent supply device 40, the abnormality diagnosis unit 67 outputs a learning execution signal to the learning control unit 56. As a result, the learning control unit 56, as described above, The target pressure Ptgt in the second reducing agent passage 45 is changed in steps. Further, when the output of the reducing agent pressure pump 42 is changed by an instruction from the learning control unit 56, the pressure change storage unit 55 is a first pressure calculation unit 53 based on the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47. From the transition of the calculated pressure Pact, each coefficient of dead time (L), damping coefficient (ξ), natural frequency (ω) and proportional gain (K) is obtained. Then, the abnormality diagnosis unit 67 receives each coefficient obtained by the pressure change storage unit 55, and compares each coefficient with a preset threshold value, so that either the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system is selected. Identify whether there is an abnormality in the element.

図6は、各係数の値に基づく異常を引き起こす事象の特定方法の一例を示している。
この図6の例では、むだ時間(L)が許容範囲の上限である第1のL閾値(L1)を上回り、かつ、第1のL閾値(L1)よりもさらに大きい値に設定された第2のL閾値(L2)以下になっている場合には、駆動デューティDutyが設定されてから還元剤圧送ポンプ42により還元剤が実際に圧送されるまでの時間が過度に長くなっていると考えられることから、異常診断部67は、還元剤圧送ポンプ42の機械的劣化が進行していると判定する。また、むだ時間(L)が第2のL閾値(L2)をも上回っている場合には、駆動デューティDutyの設定にかかわらず圧力に変化が見られず、計測されている圧力値の妥当性が疑わしいと考えられることから、異常診断部67は、還元剤圧力センサ47が電気的にフリーズしていると判定する。
FIG. 6 shows an example of a method for identifying an event that causes an abnormality based on the value of each coefficient.
In the example of FIG. 6, the dead time (L) exceeds the first L threshold (L1), which is the upper limit of the allowable range, and is set to a value that is larger than the first L threshold (L1). 2 or less than the L threshold (L2) of 2, it is considered that the time from when the drive duty is set to when the reducing agent is actually pumped by the reducing agent pumping pump 42 is excessively long. Therefore, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the mechanical deterioration of the reducing agent pumping pump 42 is progressing. In addition, if the dead time (L) exceeds the second L threshold (L2), the pressure does not change regardless of the setting of the drive duty, and the validity of the measured pressure value Therefore, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the reducing agent pressure sensor 47 is electrically frozen.

一方、むだ時間(L)が許容範囲の下限である第3のL閾値(L3)を下回っている場合には、還元剤圧送ポンプ42の駆動モータ内部の回転部材の脱落等により、モータ駆動力に対する慣性が異常に低下している可能性があることから、異常診断部67は、還元剤圧送ポンプ42の機械的劣化が進行していると判定する。   On the other hand, when the dead time (L) is less than the third L threshold (L3), which is the lower limit of the allowable range, the motor driving force is caused by dropping of the rotating member inside the driving motor of the reducing agent pumping pump 42. Therefore, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the mechanical deterioration of the reducing agent pumping pump 42 is progressing.

また、減衰係数(ξ)が許容範囲の上限である第1のξ閾値(ξ1)を上回っている場合には、同一の還元剤の圧送量に対して圧力の上昇が小さい、又は、同一の駆動デューティ設定での圧送量が少ないと考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の弾性係数が低くなっているか、あるいは還元剤圧送ポンプ42の機械的劣化が進行していると判定する。   In addition, when the damping coefficient (ξ) exceeds the first ξ threshold value (ξ1) that is the upper limit of the allowable range, the pressure increase is small with respect to the pumping amount of the same reducing agent, or the same Since it is considered that the pumping amount at the drive duty setting is small, the abnormality diagnosis unit 67 has a low elastic modulus of the second reducing agent passage 45 or mechanical deterioration of the reducing agent pumping pump 42 proceeds. It is determined that

一方、減衰係数(ξ)が許容範囲の下限である第2のξ閾値(ξ2)を下回っている場合には、同一の還元剤の圧送量に対して圧力の上昇が大きい、又は、同一の駆動デューティ設定での圧送量が多くなっていると考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の弾性係数が高くなっているか、あるいは還元剤圧送ポンプ42の機械的劣化が進行していると判定する。   On the other hand, when the damping coefficient (ξ) is below the second ξ threshold value (ξ2), which is the lower limit of the allowable range, the pressure increase is large relative to the pumping amount of the same reducing agent, or the same Since it is considered that the pumping amount at the drive duty setting is increased, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the elastic coefficient of the second reducing agent passage 45 is high or the reducing agent pumping pump 42 is mechanically deteriorated. Is determined to be in progress.

また、固有振動数(ω)が許容範囲の上限である第1のω閾値(ω1)を上回り、かつ、第1のω閾値(ω1)よりもさらに大きい値に設定された第2のω閾値(ω2)以下になっている場合には、還元剤供給系内の弾性に最も影響を与えやすい部位は配管と考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の弾性係数が高くなっていると判定する。また、固有振動数(ω)が第2のω閾値(ω2)をも上回っている場合には、物理的な振動だけでなく、電気的な信号ノイズ、例えば信号線の瞬断や電磁ノイズが発生していると考えられることから、異常診断部67は、還元剤圧力センサ47に高周波異常が生じていると判定する。   Also, the second ω threshold value in which the natural frequency (ω) exceeds the first ω threshold value (ω1), which is the upper limit of the allowable range, and is set to a value larger than the first ω threshold value (ω1). If (ω 2) or less, the portion most likely to affect the elasticity in the reducing agent supply system is considered to be piping, so the abnormality diagnosis unit 67 determines the elastic coefficient of the second reducing agent passage 45. Is determined to be high. Further, when the natural frequency (ω) exceeds the second ω threshold value (ω2), not only physical vibration but also electrical signal noise, for example, signal line interruption or electromagnetic noise The abnormality diagnosis unit 67 determines that a high-frequency abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47 because it is considered that it has occurred.

一方、固有振動数(ω)が許容範囲の下限である第3のω閾値(ω3)を下回っている場合には、還元剤供給系内の弾性に最も影響を与えやすい部位は配管と考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の弾性係数が低くなっていると判定する。   On the other hand, when the natural frequency (ω) is lower than the third ω threshold value (ω3), which is the lower limit of the allowable range, the portion most likely to affect the elasticity in the reducing agent supply system is considered to be piping. Therefore, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the elastic coefficient of the second reducing agent passage 45 is low.

さらに、比例ゲイン(K)が許容範囲の上限である第1のK閾値(K1)を上回り、かつ、第1のK閾値(K1)よりもさらに大きい値に設定された第2のK閾値(K2)以下になっている場合には、同一の還元剤圧送量に対して圧力上昇が大きい(圧力ゲインが高い)と考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の体積が小さくなっている、すなわち、第2の還元剤通路45内に詰まりが発生していると判定する。また、比例ゲイン(K)が第2のK閾値(K2)をも上回っている場合には、物理的な要因では生じ得ないレベルまで圧力ゲインが高くなっていると考えられることから、異常診断部67は、還元剤圧力センサ47に設けられたA/Dコンバータに異常が生じていると判定する。   Further, a second K threshold (K) in which the proportional gain (K) exceeds the first K threshold (K1) that is the upper limit of the allowable range and is set to a value larger than the first K threshold (K1). K2), the pressure increase is considered to be large (the pressure gain is high) with respect to the same reducing agent pumping amount. Therefore, the abnormality diagnosis unit 67 is connected to the second reducing agent passage 45. It is determined that the volume is small, that is, clogging has occurred in the second reducing agent passage 45. Also, if the proportional gain (K) exceeds the second K threshold (K2), it is considered that the pressure gain has increased to a level that cannot be caused by physical factors. The unit 67 determines that an abnormality has occurred in the A / D converter provided in the reducing agent pressure sensor 47.

一方、比例ゲイン(K)が許容範囲の下限である第3のK閾値(K3)を下回り、かつ、第3のK閾値(K3)よりもさらに小さい値に設定された第4のK閾値(K4)以上になっている場合には、同一の還元剤圧送量に対して圧力上昇が小さい、又は、同一駆動デューティ設定で圧送量が少ないと考えられることから、異常診断部67は、第2の還元剤通路45が破損して還元剤が漏れているか、あるいは、還元剤圧送ポンプ47が固着していると判定する。また、比例ゲイン(K)が第4のK閾値(K4)をも下回っているときには、物理的な要因ではなく、センサ信号の電気的な異常であると考えられることから、異常診断部67は、還元剤圧力センサ47が電気的にフリーズしていると判定する。   On the other hand, a fourth K threshold value (K) in which the proportional gain (K) is lower than the third K threshold value (K3), which is the lower limit of the allowable range, and set to a value smaller than the third K threshold value (K3). K4) or more, it is considered that the pressure increase is small with respect to the same reducing agent pumping amount, or the pumping amount is small with the same driving duty setting. It is determined that the reducing agent passage 45 is broken and the reducing agent is leaking, or that the reducing agent pressure feed pump 47 is fixed. Further, when the proportional gain (K) is also lower than the fourth K threshold (K4), it is considered that the sensor signal is not a physical factor but an electrical abnormality of the sensor signal. Then, it is determined that the reducing agent pressure sensor 47 is electrically frozen.

特定される還元剤供給系の異常のうち、比例ゲインKの値に基づいて特定される第2の還元剤通路45の詰まりや破損が生じている場合には、還元剤噴射制御の継続が不可能であるため、還元剤噴射制御が停止される。   Among the specified reducing agent supply system abnormalities, when the second reducing agent passage 45 specified based on the value of the proportional gain K is clogged or damaged, the reducing agent injection control cannot be continued. Since it is possible, the reducing agent injection control is stopped.

これらの係数のうちのいくつかは、複数の事象の影響を受け得る。このため、異常が現れている係数の組み合わせにより異常を引き起こす事象を総合的に判断することで、より正確に故障部位の特定をすることが可能になる。   Some of these factors can be affected by multiple events. For this reason, it becomes possible to specify a failure site more accurately by comprehensively determining an event that causes an abnormality by a combination of coefficients in which the abnormality appears.

このような判定方法に基づいて、異常診断部67が還元剤圧力センサ47の異常を検出すると、異常診断部67は還元剤圧力センサ47の異常を運転者等に知らせる警告手段に対して指示を出力するとともに、ポンプ制御部59に対して、第2の圧力演算部57で算出された推定圧力Pestに基づいて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行うように指示を出力する。一方、異常診断部67が還元剤供給系の異常を検出すると、異常診断部67は還元剤供給系の異常を運転者等に知らせる警告手段に対して指示を出力し、還元剤供給系の修理、交換を促す。   When the abnormality diagnosis unit 67 detects an abnormality of the reducing agent pressure sensor 47 based on such a determination method, the abnormality diagnosis unit 67 gives an instruction to a warning unit that notifies the driver or the like of the abnormality of the reducing agent pressure sensor 47. In addition to outputting, the pump control unit 59 is instructed to perform feedback control of the reducing agent pumping pump 42 based on the estimated pressure Pest calculated by the second pressure calculation unit 57. On the other hand, when the abnormality diagnosing unit 67 detects an abnormality in the reducing agent supply system, the abnormality diagnosing unit 67 outputs an instruction to a warning means that informs the driver of the abnormality in the reducing agent supply system and repairs the reducing agent supply system. , Encourage exchange.

また、本実施形態の異常診断部67は、上記差ΔPが閾値ΔP0以上となったままでなくとも、差ΔPがゼロでない状態で所定時間以上経過したときには、還元剤圧力センサ47あるいは還元剤供給系の特性に誤差が生じていると判定して、後述するセンサ値補正部69に補正実行信号を出力する。一方、異常診断部67は、上記以外の状態では還元剤圧力センサ47及び還元剤供給系が正常な状態にあると判定する。閾値ΔP0の値は還元剤噴射量の許容誤差を考慮して適宜設定することができ、ΔP0が大きいほど還元剤噴射量の許容誤差は大きくなる。   In addition, the abnormality diagnosis unit 67 of the present embodiment may reduce the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system when the difference ΔP is not zero or more and a predetermined time has passed without the difference ΔP being zero. It is determined that there is an error in the characteristics, and a correction execution signal is output to the sensor value correction unit 69 described later. On the other hand, the abnormality diagnosis unit 67 determines that the reducing agent pressure sensor 47 and the reducing agent supply system are in a normal state in a state other than the above. The value of the threshold value ΔP0 can be appropriately set in consideration of the allowable error of the reducing agent injection amount, and the allowable error of the reducing agent injection amount increases as ΔP0 increases.

(4)還元剤圧力センサのセンサ値補正
また、還元剤噴射制御装置30は、上述の異常診断部67において上記圧力Pactと推定圧力Pestとの差ΔPが所定の閾値ΔP0未満になっており、かつ、ゼロでない状態が所定時間以上継続した場合に、第1の圧力演算部53で算出された圧力Pactの値のオフセット補正を行う部分としてセンサ値補正部69を備えている。
(4) Sensor Value Correction of Reducing Agent Pressure Sensor Further, the reducing agent injection control device 30 has a difference ΔP between the pressure Pact and the estimated pressure Pest in the abnormality diagnosis unit 67 described above that is less than a predetermined threshold value ΔP0. In addition, a sensor value correction unit 69 is provided as a part for performing offset correction of the value of the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 when a non-zero state continues for a predetermined time or more.

すなわち、還元剤圧力センサ47に異常が生じているとは言えないまでも、センサ値を用いて算出される圧力Pactと、学習された圧力変化モデルを用いて算出される推定圧力Pestとが一致していない場合には、センサ値補正部69は還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系の特性そのものに誤差が生じていると判断する。そして、センサ値補正部69は、第1の圧力演算部53で算出された圧力Pactの値をオフセット補正し、当該補正値に基づいて還元剤圧力ポンプ42のフィードバック制御が行われるようにする。   That is, the pressure Pact calculated using the sensor value and the estimated pressure Pest calculated using the learned pressure change model are one, even though it cannot be said that an abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47. If not, the sensor value correction unit 69 determines that an error has occurred in the characteristics of the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system. Then, the sensor value correction unit 69 performs offset correction on the value of the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 so that feedback control of the reducing agent pressure pump 42 is performed based on the correction value.

本実施形態の還元剤噴射制御装置30のセンサ値補正部69では、上述の異常診断部67において上記圧力Pactと推定圧力Pestとの差ΔPが所定の閾値ΔP0未満になっており、かつ、ゼロでない状態が所定回数以上継続したときに、推定圧力Pest/圧力Pactの値を補正係数αとして用い、第1の圧力演算部53で算出された圧力Pactに補正係数αを乗じた補正圧力Pact’をポンプ制御部59に出力する。このオフセット補正を実行することにより、還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系の特性によって生じた誤差が低減され、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御がより正確に行われる。   In the sensor value correction unit 69 of the reducing agent injection control apparatus 30 of the present embodiment, the difference ΔP between the pressure Pact and the estimated pressure Pest is less than the predetermined threshold ΔP0 in the abnormality diagnosis unit 67 described above, and zero. When the non-continuous state continues for a predetermined number of times or more, the value of the estimated pressure Pest / pressure Pact is used as the correction coefficient α, and the correction pressure Pact ′ obtained by multiplying the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 by the correction coefficient α is used. Is output to the pump control unit 59. By executing this offset correction, errors caused by the characteristics of the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system are reduced, and feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 is performed more accurately.

5.排気浄化装置の制御方法
次に、図2に示す本実施形態の還元剤噴射制御装置30による排気浄化装置10の制御方法のうちの還元剤圧送ポンプのフィードバック制御について、図7〜図9のフローに基づいて説明する。
まず、図7に示すように、内燃機関5の始動後、ステップS1で、センサ値検出部51は、還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを検出する。次いで、ステップS2で、第1の圧力演算部53は、センサ値Vpに基づいて第2の還元剤通路45内の圧力Pactを算出する。次いで、ステップS3で、ポンプ制御部59は、算出された圧力Pactを用いて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を行う。
5). Next, regarding the feedback control of the reducing agent pressure feed pump in the control method of the exhaust purification device 10 by the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment shown in FIG. 2, the flow of FIG. 7 to FIG. Based on
First, as shown in FIG. 7, after the internal combustion engine 5 is started, the sensor value detection unit 51 detects the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 in step S <b> 1. Next, in step S2, the first pressure calculator 53 calculates the pressure Pact in the second reducing agent passage 45 based on the sensor value Vp. Next, in step S3, the pump control unit 59 performs feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 using the calculated pressure Pact.

還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御が行われている状態で、ステップS4では、学習制御が行われる。図8は、学習制御の具体的なフローを示している。
まず、ステップS11で、学習制御部56は、還元剤圧送ポンプ42の駆動制御を行うための第2の還元剤通路45内の目標圧力Ptgtをステップ変化させる。次いで、ステップS12で、圧力変化記憶部55は、目標圧力Ptgtのステップ変化に応じて還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpに基づいて第1の圧力演算部53で算出される圧力Pactの応答を記憶する。次いで、ステップS13で、記憶された圧力Pactの応答ログに基づいて、むだ時間(L)、減衰係数(ξ)、固有振動数(ω)及び比例ゲイン(K)の各係数を求め、これらの係数を調整する。
In a state where the feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 is being performed, learning control is performed in step S4. FIG. 8 shows a specific flow of learning control.
First, in step S <b> 11, the learning control unit 56 changes the target pressure Ptgt in the second reducing agent passage 45 for performing drive control of the reducing agent pumping pump 42 in steps. Next, in step S12, the pressure change storage unit 55 returns the response of the pressure Pact calculated by the first pressure calculation unit 53 based on the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 according to the step change of the target pressure Ptgt. Remember. Next, in step S13, the dead time (L), the damping coefficient (ξ), the natural frequency (ω), and the proportional gain (K) are obtained based on the stored response log of the pressure Pact. Adjust the coefficient.

次いで、ステップS14で、学習制御部56が再び目標圧力Ptgtをステップ変化させた後、ステップS15で、センサ値検出部51が還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを検出するとともに、ステップS16で、第1の圧力演算部53がセンサ値Vpに基づいて圧力Pactを算出する。さらに、ステップS17では、第2の圧力演算部57は、ステップS13で調整された各係数を用いて、上記式(1)に基づいて推定圧力Pestを算出する。   Next, after the learning control unit 56 changes the target pressure Ptgt again in step S14, the sensor value detection unit 51 detects the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47 in step S15, and in step S16, The first pressure calculator 53 calculates the pressure Pact based on the sensor value Vp. Furthermore, in step S17, the second pressure calculator 57 calculates the estimated pressure Pest based on the above equation (1) using each coefficient adjusted in step S13.

そして、ステップS18において、圧力比較部65は、センサ値Vpに基づいて算出された圧力Pactと、学習した各係数を代入した近似式(1)に基づいて算出された推定圧力Pestとを比較し、これら二つの値が一致しているか、あるいは所定範囲内の誤差におさまっている場合には、圧力変化記憶部55は、学習した各係数を最新の値として更新し、学習制御を終了する。一方、二つの値が一致していないか、あるいは所定範囲内の誤差以上に差が生じている場合には、再びステップS11に戻って、二つの値が一致するか、あるいは所定範囲内の誤差におさまるまで、以降のステップS11〜ステップS18が繰り返される。このようにして、図7のステップS4における学習制御が実施され、近似式(1)が更新されると、図9のステップS21に進む。   In step S18, the pressure comparison unit 65 compares the pressure Pact calculated based on the sensor value Vp with the estimated pressure Pest calculated based on the approximate expression (1) into which each learned coefficient is substituted. If these two values match or fall within an error within a predetermined range, the pressure change storage unit 55 updates each learned coefficient as the latest value, and ends the learning control. On the other hand, if the two values do not match or there is a difference greater than the error within the predetermined range, the process returns to step S11 again, and the two values match or the error within the predetermined range. The following steps S11 to S18 are repeated until it stops. In this way, when the learning control in step S4 in FIG. 7 is performed and the approximate expression (1) is updated, the process proceeds to step S21 in FIG.

ステップS21で、センサ値検出部51は還元剤圧力センサ47のセンサ値Vpを検出し、次いで、ステップS22で、第1の圧力演算部53は、センサ値Vpに基づいて第2の還元剤通路45内の圧力Pactを算出する。さらに、ステップS23で、第2の圧力演算部57は、更新された近似式(1)を用いて第2の還元剤通路45内の推定圧力Pestを算出する。   In step S21, the sensor value detector 51 detects the sensor value Vp of the reducing agent pressure sensor 47, and then in step S22, the first pressure calculator 53 determines the second reducing agent passage based on the sensor value Vp. The pressure Pact within 45 is calculated. Further, in step S23, the second pressure calculator 57 calculates the estimated pressure Pest in the second reducing agent passage 45 using the updated approximate expression (1).

次いで、ステップS24で、圧力比較部65は、センサ値Vpに基づいて得られた圧力Pactと推定圧力Pestとを比較し、これら二つの値が一致しているか、あるいは、所定範囲内の誤差におさまっているかを判別する。これら二つの値が一致している場合には、還元剤圧力センサ47に異常が見られないために、ステップS25に進んで、ポンプ制御部59は、センサ値Vpに基づいて得られる圧力Pactを用いて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を継続する。   Next, in step S24, the pressure comparison unit 65 compares the pressure Pact obtained based on the sensor value Vp with the estimated pressure Pest, and if these two values match or an error within a predetermined range is detected. Determine if it is trapped. If these two values match, there is no abnormality in the reducing agent pressure sensor 47, so the process proceeds to step S25, where the pump control unit 59 sets the pressure Pact obtained based on the sensor value Vp. The feedback control of the reducing agent pumping pump 42 is continued by using it.

一方、二つの圧力の値が一致しないないか、あるいは、所定範囲を超える誤差を生じている場合には、還元剤供給装置40に何らかの異常が生じているおそれがあるため、ステップS26に進み、センサ値Vpに基づく圧力Pact及び近似式(1)を用いた推定圧力Pestの算出を継続し、圧力比較部65は、二つの圧力の差ΔPがあらかじめ設定された閾値ΔP0を越えたまま所定時間T1を経過したか否かを判別する。二つの圧力の差ΔPが閾値ΔP0を越えたまま所定時間T1を経過した場合には、ステップS27で再び図8に示す学習制御が行われ、各係数が求められる。   On the other hand, if the values of the two pressures do not match or if an error exceeding the predetermined range has occurred, there is a possibility that some abnormality has occurred in the reducing agent supply device 40, so the process proceeds to step S26, The calculation of the pressure Pact based on the sensor value Vp and the estimated pressure Pest using the approximate expression (1) is continued, and the pressure comparison unit 65 keeps the difference ΔP between the two pressures exceeding the preset threshold value ΔP0 for a predetermined time. It is determined whether or not T1 has elapsed. When the predetermined time T1 has passed with the difference ΔP between the two pressures exceeding the threshold value ΔP0, the learning control shown in FIG. 8 is performed again in step S27, and each coefficient is obtained.

次いで、ステップS28で、図6に基づいてすでに説明したように、異常診断部67は、求められた各係数をあらかじめ設定された閾値と比較することによって、還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系のいずれの異常が生じているかを特定し、ステップS29で、異常診断部67は還元剤圧力センサ47に異常が生じているか否かを判別する。還元剤圧力センサ47に異常が生じている場合には、ステップS30で、センサ異常を知らせる警告指示を出力した後、ステップS31に進み、ポンプ制御部59は、還元剤圧力センサ47を用いないで、近似式(1)に基づいて得られる推定圧力Pestを用いて還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を実施する。   Next, in step S28, as already described with reference to FIG. 6, the abnormality diagnosis unit 67 compares the obtained coefficients with preset threshold values, thereby reducing the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system. In Step S29, the abnormality diagnosis unit 67 determines whether or not an abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47. If an abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47, in step S30, a warning instruction for informing the sensor abnormality is output, and then the process proceeds to step S31. The pump control unit 59 does not use the reducing agent pressure sensor 47. The feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 is performed using the estimated pressure Pest obtained based on the approximate expression (1).

一方、ステップS29で、還元剤圧力センサ47に異常が生じていないと判定された場合には、還元剤供給系に異常が生じている可能性が高いため、ステップS32に進んで、還元剤供給系の異常を知らせる警告表示を出力した後、ステップS33で、異常診断部67は、第2の還元剤通路45の詰まり又は破損が生じているか否かを判定する。   On the other hand, if it is determined in step S29 that no abnormality has occurred in the reducing agent pressure sensor 47, there is a high possibility that an abnormality has occurred in the reducing agent supply system, so the process proceeds to step S32 to supply the reducing agent. After outputting the warning display notifying the abnormality of the system, the abnormality diagnosis unit 67 determines whether or not the second reducing agent passage 45 is clogged or broken in step S33.

第2の還元剤通路45の詰まり又は破損が生じているのでなければ、還元剤の噴射制御は継続可能であるため、ステップS25に進んで、還元剤供給系の修理、交換が行われるまではセンサ値Vpを用いた還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を継続させる。一方、第2の還元剤通路45の詰まり又は破損が生じているのであれば、還元剤の噴射制御は継続不可能であるため、ステップS34に進み、還元剤噴射制御を停止して終了する。   Unless the clogging or breakage of the second reducing agent passage 45 has occurred, the reducing agent injection control can be continued. Therefore, the process proceeds to step S25 until the reducing agent supply system is repaired or replaced. The feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42 using the sensor value Vp is continued. On the other hand, if the second reducing agent passage 45 is clogged or damaged, the reducing agent injection control cannot be continued, so the process proceeds to step S34, and the reducing agent injection control is stopped and terminated.

ステップS26で、センサ値Vpに基づく圧力Pactと近似式(1)に基づく推定圧力Pestとの差ΔPが所定時間T1継続して閾値ΔP0を越えていないと判定された場合には、ステップS35で、異常診断部67は、当該差ΔPが所定時間T1継続してゼロでなかったか、あるいは所定範囲の誤差を超えていたか否かを判別する。二つの圧力の差ΔPが所定時間T1内にゼロになったり、あるいは所定範囲の誤差におさまっていた場合には、還元剤供給装置40の異常のおそれが低いことから、ステップS25に進んで、ポンプ制御部59は、センサ値Vpに基づく圧力Pactを用いた還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を継続する。   If it is determined in step S26 that the difference ΔP between the pressure Pact based on the sensor value Vp and the estimated pressure Pest based on the approximate expression (1) does not exceed the threshold ΔP0 for a predetermined time T1, the process proceeds to step S35. Then, the abnormality diagnosis unit 67 determines whether or not the difference ΔP is not zero continuously for a predetermined time T1 or exceeds a predetermined range error. When the difference ΔP between the two pressures becomes zero within the predetermined time T1 or falls within a predetermined range of error, the risk of abnormality of the reducing agent supply device 40 is low, and the process proceeds to step S25. The pump control unit 59 continues the feedback control of the reducing agent pumping pump 42 using the pressure Pact based on the sensor value Vp.

一方、二つの圧力の差ΔPが所定時間T1継続してゼロでないか、あるいは所定範囲の誤差を超えていた場合には、還元剤圧力センサ47又は還元剤供給系の特性そのものに誤差が生じていると考えられるため、ステップS36で、センサ値補正部69が補正係数α(=Pest/Pact)を算出した後、ステップS37に進んで、ポンプ制御部59は、センサ値Vpに基づく圧力Pactをオフセット補正した補正圧力Pact’を用いた還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を実施する。   On the other hand, if the difference ΔP between the two pressures is not zero continuously for a predetermined time T1 or exceeds a predetermined range error, an error occurs in the characteristics of the reducing agent pressure sensor 47 or the reducing agent supply system itself. Since the sensor value correction unit 69 calculates the correction coefficient α (= Pest / Pact) in step S36, the process proceeds to step S37, where the pump control unit 59 sets the pressure Pact based on the sensor value Vp. Feedback control of the reducing agent pumping pump 42 is performed using the correction pressure Pact ′ corrected for offset.

このように、ステップS25、ステップS31、あるいはステップS37のいずれかのステップにおいて、還元剤圧送ポンプ42のフィードバック制御を、どの値を用いて行うかを決定した後は、再び、ステップS21に戻って、以降のステップが繰り返される。   As described above, after determining in step S25, step S31, or step S37 which value is used for feedback control of the reducing agent pressure feed pump 42, the process returns to step S21 again. The subsequent steps are repeated.

以上説明したように、本実施形態の還元剤噴射制御装置30によれば、還元剤圧力センサ47が正常なうちに第2の還元剤通路内の圧力変化がモデル化され、還元剤圧力センサ47に異常が生じた時には、当該モデル化された圧力変化に基づく推定圧力によって還元剤圧送ポンプのフィードバック制御が行われる。したがって、還元剤圧力センサ47の異常時においても、還元剤の噴射量制御が適切に行われ、噴射される還元剤の過不足が低減される。   As described above, according to the reducing agent injection control device 30 of the present embodiment, the pressure change in the second reducing agent passage is modeled while the reducing agent pressure sensor 47 is normal, and the reducing agent pressure sensor 47 is modeled. When abnormality occurs, feedback control of the reducing agent pump is performed by the estimated pressure based on the modeled pressure change. Therefore, even when the reducing agent pressure sensor 47 is abnormal, the reducing agent injection amount control is appropriately performed, and the excess or deficiency of the reducing agent to be injected is reduced.

5:内燃機関、10:排気浄化装置、11:排気管、13:還元触媒、15:NOXセンサ、30:還元剤噴射制御装置、40:還元剤供給装置、41:貯蔵タンク、42:還元剤圧送ポンプ、43:還元剤噴射弁、47:還元剤圧力センサ、51:センサ値検出部、53:第1の圧力演算部、55:圧力変化記憶部、56:学習制御部、57:第2の圧力演算部、59:ポンプ制御部、61:目標噴射量演算部、63:噴射弁制御部、65:圧力比較部、67:異常診断部、69:センサ値補正部 5: engine, 10: exhaust gas purification device, 11: exhaust pipe, 13: reduction catalyst, 15: NO X sensor 30: reducing agent injection controller, 40: reducing agent supply device, 41: storage tank, 42: Reduction Agent pressure feed pump, 43: reducing agent injection valve, 47: reducing agent pressure sensor, 51: sensor value detection unit, 53: first pressure calculation unit, 55: pressure change storage unit, 56: learning control unit, 57: first 2 pressure calculation unit, 59: pump control unit, 61: target injection amount calculation unit, 63: injection valve control unit, 65: pressure comparison unit, 67: abnormality diagnosis unit, 69: sensor value correction unit

Claims (8)

還元剤圧送手段によって内燃機関の排気通路に設けられた還元剤噴射弁に還元剤を圧送するとともに、前記還元剤噴射弁を開閉制御することで前記還元剤を前記排気通路内に噴射させる還元剤噴射制御装置において、
前記還元剤圧送手段と前記還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて前記還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、
少なくとも前記還元剤圧送手段による前記還元剤の流量と、前記還元剤圧送手段及び前記還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する前記還元剤の量と、に基づく前記還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、
前記圧力センサの異常時に、前記圧力変化記憶部でモデル化した前記還元剤通路内の圧力変化に基づいて前記還元剤通路内の推定圧力を算出する第2の圧力演算部と、
前記第1の圧力演算部で算出される前記圧力又は前記第2の圧力演算部で算出される前記推定圧力に基づいて、前記還元剤通路内の圧力が所定値になるように前記還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、
前記還元剤の目標噴射量を算出し、前記還元剤噴射弁の開閉制御を行う噴射弁制御部と、
を備えることを特徴とする還元剤噴射制御装置。
A reducing agent that pumps the reducing agent to the reducing agent injection valve provided in the exhaust passage of the internal combustion engine by the reducing agent pumping means and controls the opening and closing of the reducing agent injection valve to inject the reducing agent into the exhaust passage. In the injection control device,
A first pressure calculation unit that calculates a pressure in the reducing agent passage based on a sensor value of a pressure sensor provided in a reducing agent passage connecting the reducing agent pumping means and the reducing agent injection valve;
In the reducing agent passage based on at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping means and the amount of the reducing agent flowing out from the reducing agent supply system including the reducing agent pumping means and the reducing agent passage. A pressure change memory for modeling pressure changes;
A second pressure calculation unit that calculates an estimated pressure in the reducing agent passage based on a pressure change in the reducing agent passage modeled by the pressure change storage unit when the pressure sensor is abnormal;
Based on the pressure calculated by the first pressure calculation unit or the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit, the reducing agent pumping is performed so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value. A pressure feeding means control unit for performing feedback control of the means;
An injection valve control unit that calculates a target injection amount of the reducing agent and performs opening / closing control of the reducing agent injection valve;
A reducing agent injection control device comprising:
前記圧力変化記憶部は、前記還元剤供給系の特性によって生じる、前記還元剤圧送手段の出力が変化してから前記圧力センサが応答し始めるまでのむだ時間(L)と、前記圧力センサが応答してから前記還元剤通路内の圧力が目標値に到達するまでの二次遅れ(D)と、の関係に基づいて、前記還元剤通路内の圧力変化をモデル化することを特徴とする請求項1に記載の還元剤噴射制御装置。   The pressure change storage unit generates a dead time (L) from when the output of the reducing agent pumping means changes due to the characteristics of the reducing agent supply system until the pressure sensor starts to respond, and the pressure sensor responds. The pressure change in the reducing agent passage is modeled on the basis of the relationship between the second order delay (D) until the pressure in the reducing agent passage reaches a target value. Item 2. The reducing agent injection control device according to Item 1. 前記圧力変化記憶部は、前記還元剤噴射弁による前記還元剤の噴射が行われないときに、前記還元剤通路内の目標圧力をステップ変化させ、そのときの前記還元剤通路内の圧力変化をもとに前記モデル化を行うことを特徴とする請求項2に記載の還元剤噴射制御装置。   The pressure change storage unit changes the target pressure in the reducing agent passage in steps when the reducing agent is not injected by the reducing agent injection valve, and changes the pressure in the reducing agent passage at that time. 3. The reducing agent injection control apparatus according to claim 2, wherein the modeling is performed based on the model. 前記還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後に前記むだ時間(L)と前記二次遅れ(D)との関係を再計算し、前記モデル化された関係と比較することによって前記圧力センサの異常診断を行う異常診断部を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の還元剤噴射制御装置。   Abnormal diagnosis of the pressure sensor by recalculating the relationship between the dead time (L) and the second-order lag (D) during or after the injection control of the reducing agent and comparing it with the modeled relationship The reducing agent injection control device according to claim 2, further comprising an abnormality diagnosis unit that performs the operation. 前記異常診断部は、前記還元剤供給系の異常診断をさらに行うことを特徴とする請求項4に記載の還元剤噴射制御装置。   The reducing agent injection control device according to claim 4, wherein the abnormality diagnosis unit further performs abnormality diagnosis of the reducing agent supply system. 前記第1の圧力演算部で算出された圧力と、前記第2の圧力演算部で算出された推定圧力と、の差が所定値以上ずれている場合に、前記圧力に対する前記推定圧力の割合で示される補正係数によって、前記第1の圧力演算部で用いる前記センサ値の補正を行うセンサ値補正部を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の還元剤噴射制御装置。   When the difference between the pressure calculated by the first pressure calculation unit and the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit is more than a predetermined value, the ratio of the estimated pressure to the pressure 6. A reducing agent injection control according to claim 1, further comprising a sensor value correction unit configured to correct the sensor value used in the first pressure calculation unit according to a correction coefficient indicated. apparatus. 内燃機関の排気通路に配置された還元触媒と、前記還元触媒の上流側で前記排気通路内に還元剤を噴射するための還元剤供給装置と、前記還元剤供給装置を制御して前記還元剤を前記排気通路内に噴射させる還元剤噴射制御装置とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記還元剤供給装置は、前記還元剤が貯蔵された貯蔵タンクと、前記排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、前記還元剤を前記還元剤噴射弁に圧送する還元剤圧送手段と、を備え、
前記還元剤噴射制御装置は、前記還元剤圧送手段と前記還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて前記還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、少なくとも前記還元剤圧送手段による前記還元剤の流量と、前記還元剤圧送手段及び前記還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する前記還元剤の量と、に基づく前記還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、前記圧力センサの異常時に、前記圧力変化記憶部でモデル化した前記還元剤通路内の圧力変化に基づいて前記還元剤通路内の推定圧力を算出する第2の圧力演算部と、前記第1の圧力演算部で算出される前記圧力又は前記第2の圧力演算部で算出される前記推定圧力に基づいて、前記還元剤通路内の圧力が所定値になるように前記還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、前記還元剤の目標噴射量を算出し、前記還元剤噴射弁の開閉制御を行う噴射弁制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A reduction catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine; a reducing agent supply device for injecting a reducing agent into the exhaust passage upstream of the reduction catalyst; and controlling the reducing agent supply device to control the reducing agent In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising a reducing agent injection control device for injecting gas into the exhaust passage,
The reducing agent supply device includes: a storage tank in which the reducing agent is stored; a reducing agent injection valve provided in the exhaust passage; and a reducing agent pumping unit that pumps the reducing agent to the reducing agent injection valve. Prepared,
The reducing agent injection control device calculates a pressure in the reducing agent passage based on a sensor value of a pressure sensor provided in a reducing agent passage connecting the reducing agent pumping means and the reducing agent injection valve. 1 pressure calculation unit, at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping unit, and the amount of the reducing agent flowing out from the reducing agent supply system including the reducing agent pumping unit and the reducing agent passage. A pressure change storage unit that models a pressure change in the reducing agent passage based on the pressure change storage unit that is modeled by the pressure change storage unit when the pressure sensor is abnormal. Based on the second pressure calculation unit for calculating the estimated pressure in the first pressure calculation unit and the pressure calculated by the first pressure calculation unit or the estimated pressure calculated by the second pressure calculation unit. The pressure in the passage is A pressure-feeding means control unit that performs feedback control of the reducing agent pressure-feeding means so as to be a value, and an injection valve control unit that calculates a target injection amount of the reducing agent and performs opening / closing control of the reducing agent injection valve. An exhaust emission control device for an internal combustion engine.
還元剤圧送手段によって内燃機関の排気通路に設けられた還元剤噴射弁に還元剤を圧送するとともに、前記還元剤噴射弁を開閉制御することで前記還元剤を前記排気通路内に噴射する還元剤噴射装置の異常を診断する還元剤噴射装置の異常診断装置において、
前記還元剤圧送手段と前記還元剤噴射弁とを接続する還元剤通路内に設けられた圧力センサのセンサ値に基づいて前記還元剤通路内の圧力を算出する第1の圧力演算部と、
前記第1の圧力演算部で算出される前記圧力に基づいて、前記還元剤通路内の圧力が所定値になるように前記還元剤圧送手段のフィードバック制御を行う圧送手段制御部と、
少なくとも前記還元剤圧送手段による前記還元剤の流量と、前記還元剤圧送手段及び前記還元剤通路を含む還元剤供給系から外部に流出する前記還元剤の量と、に基づく前記還元剤通路内の圧力変化をモデル化する圧力変化記憶部と、
還元剤の噴射制御中あるいは噴射制御後に前記還元剤通路内の圧力変化のモデルを再計算し、記憶されているモデルと比較することによって前記圧力センサ及び前記還元剤圧送系の異常診断を行う異常診断部と、
を備えることを特徴とする還元剤噴射装置の異常診断装置。
A reducing agent that pumps the reducing agent to the reducing agent injection valve provided in the exhaust passage of the internal combustion engine by the reducing agent pumping means, and injects the reducing agent into the exhaust passage by controlling the opening and closing of the reducing agent injection valve. In the abnormality diagnosis device of the reducing agent injection device for diagnosing abnormality of the injection device,
A first pressure calculation unit that calculates a pressure in the reducing agent passage based on a sensor value of a pressure sensor provided in a reducing agent passage connecting the reducing agent pumping means and the reducing agent injection valve;
Based on the pressure calculated by the first pressure calculation unit, a pressure feeding means control unit that performs feedback control of the reducing agent pressure feeding means so that the pressure in the reducing agent passage becomes a predetermined value;
In the reducing agent passage based on at least the flow rate of the reducing agent by the reducing agent pumping means and the amount of the reducing agent flowing out from the reducing agent supply system including the reducing agent pumping means and the reducing agent passage. A pressure change memory for modeling pressure changes;
An abnormality that diagnoses an abnormality in the pressure sensor and the reducing agent pumping system by recalculating a model of pressure change in the reducing agent passage during or after the injection control of the reducing agent and comparing it with a stored model. A diagnostic department;
An abnormality diagnosis device for a reducing agent injection device, comprising:
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