JP2010248925A - エンジン排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】尿素水噴射弁に対する熱害を抑制可能であると共に、浄化システムの異常の誤判定を防止することができるエンジン排気浄化装置を提供する。
【解決手段】エンジン排気浄化装置１において、制御部３０は、噴射弁２１を制御して尿素水噴射量を調整する噴射量制御手段と、噴射弁２１に関連する温度Ｔｓに基づいて、噴射弁２１に対する熱害を抑制すべき運転領域か否かを判定する熱害領域判定手段と、エンジン運転状態に応じた噴射量Ｑ１を設定する第１設定手段と、熱害を抑制するように噴射量Ｑ２を設定する第２設定手段と、ＮＯｘ浄化率αを取得する浄化率取得手段と、ＮＯｘ浄化率αに基づいて異常判定する異常判定手段とを備え、噴射量制御手段は、熱害抑制運転領域では、噴射量Ｑ１，Ｑ２のうち大きい噴射量で尿素水噴射弁を制御すると共に、噴射量Ｑ２の方が噴射量Ｑ１よりも大きい場合には異常判定手段によるＮＯｘ浄化異常判定を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明はエンジン排気浄化装置に関し、特に選択還元ＮＯｘ触媒を備えたエンジン排気浄化装置に関する。

従来、排気通路に設けた選択還元ＮＯｘ触媒に向けて噴射弁から尿素水を供給し、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素に還元することで、ＮＯｘ排出濃度を低減するエンジン排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載のように、このようなエンジン排気浄化装置は尿素水噴射弁の熱害問題を抱えている。すなわち、尿素水噴射弁の耐熱温度が排気温度よりも低いため、尿素水噴射弁の耐熱性に問題があった。このため、特許文献１に記載の装置では、噴射弁の周りに冷却媒体を循環させる冷却室を設け、噴射弁を冷却するように構成されている。これにより、この装置では、噴射弁を熱的に保護することができるようになっている。

また、特許文献２に記載に記載のように、エンジン排気浄化装置は、使用と共に選択還元ＮＯｘ触媒が劣化したり、ＮＯｘ濃度センサ等が検出異常を発生したりする。このため、特許文献２に記載の装置では、選択還元ＮＯｘ触媒とセンサ類の劣化異常を判定し、これを運転者に報知するように構成されている。この異常報知により、運転者は浄化システムの性能劣化を知ることができるようになっている。

特開平２００７−３２１６４７号公報 特開平２００６−３７７７０号公報

しかしながら、特許文献１のように、噴射弁に冷却媒体を循環させるための冷却室を設けると、装置全体が複雑になると共に、製造コストが増大してしまうという問題があった。このため、このような付加的な構造を設ける代わりに、噴射する尿素水の内部流自体で噴射弁の冷却作用を得ることが考えられる。この場合、尿素水の噴射量を所定量以上確保することで、付加的な構造なしに噴射弁を熱的に保護することが可能となる。

しかしながら、尿素水の内部流で噴射弁を自己冷却する場合、噴射弁の温度（または、噴射弁の温度と関連する排気温度等）に応じて必要とされる尿素水の噴射量が多くなる。このように尿素水の噴射量が多くなると、余分なアンモニアが大気中に排出されるアンモニアスリップが発生してしまうという問題があった。

一方、アンモニアスリップが発生していると、触媒下流に設けられたＮＯｘ濃度センサは排出されるＮＯｘに加えてアンモニアをも検出するため、ＮＯｘ濃度を誤って高めに検出してしまう。このため、特許文献２のような装置では、浄化システムが異常でない場合であっても、アンモニアスリップに起因するＮＯｘ濃度の誤検出によって、浄化システムが異常であると誤判定してしまうおそれがあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、尿素水の噴射によって尿素水噴射弁に対する熱害を抑制可能であると共に、浄化システムの異常の誤判定を防止することができるエンジン排気浄化装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、エンジンの排気通路中に設けられた選択還元ＮＯｘ触媒と、この選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側に設けられ、選択還元ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、この尿素水噴射弁を制御する制御部と、を備えたエンジン排気浄化装置において、制御部は、尿素水噴射弁を制御して尿素水の噴射量を調整する噴射量制御手段と、尿素水噴射弁に関連する温度に基づいて、尿素水噴射弁に対する熱害を抑制すべき運転領域か否かを判定する熱害領域判定手段と、排気中のＮＯｘの還元のためにエンジン運転状態に応じた噴射量を設定する第１設定手段と、熱害を抑制するように噴射量を設定する第２設定手段と、選択還元ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ浄化率を取得する浄化率取得手段と、浄化率取得手段の取得したＮＯｘ浄化率に基づいて、エンジン排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段と、を備え、噴射量制御手段は、熱害を抑制すべき運転領域にある時には、第１設定手段と第２設定手段の設定した噴射量のうち大きい噴射量で尿素水が噴射されるように尿素水噴射弁を制御すると共に、第２設定手段で設定した噴射量の方が第１設定手段で設定した噴射量よりも大きい場合には異常判定手段によるＮＯｘ浄化異常判定を禁止することを特徴としている。

このように構成された本発明においては、尿素水噴射弁に対する熱害を抑制すべきエンジン運転状態では、エンジン運転状態に応じた最適な噴射量と、熱害を抑制するように設定された噴射量とのうち、大きい方の噴射量が採用され、この噴射量で噴射弁から尿素水が噴射される。したがって、熱害を抑制すべき運転領域では、少なくとも熱害を抑制するように設定された噴射量又はこれよりも大きい噴射量が確保されるので、噴射弁の熱害を確実に抑制することができる。

さらに、本発明では、熱害を抑制すべきエンジン運転状態で、エンジン運転状態に応じた最適な噴射量よりも、熱害を抑制するように設定された噴射量の方が大きい場合には、熱害を抑制するように設定された噴射量で尿素水が噴射されるので、アンモニアスリップが発生し易くなる。このようなアンモニアスリップが発生し易い状況下では、排気中のアンモニアに起因してＮＯｘ濃度を正確に検出できず、正確なＮＯｘ浄化率を取得できないおそれがある。このため、本発明では、この状況下で排気浄化システムの異常判定を禁止することで、誤判定を防止することができる。

また、本発明において好ましくは、異常判定手段は、選択還元ＮＯｘ触媒の劣化または浄化率取得手段の異常の少なくとも何れか１つを判定する。このように構成された本発明においては、ＮＯｘ浄化率に基づいて、選択還元ＮＯｘ触媒の劣化或いは浄化率取得手段の異常を精度よく判定することができる。

また、本発明において好ましくは、浄化率取得手段は、選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側におけるＮＯｘ濃度をエンジン運転状態に応じて推定するＮＯｘ濃度推定手段と、選択還元ＮＯｘ触媒の排気下流側におけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段と、を備えている。このように構成された本発明においては、選択還元ＮＯｘ触媒の排気上下流のＮＯｘ濃度をＮＯｘ濃度推定手段とＮＯｘ濃度検出手段によって精度よく検出することができる。

また、本発明において好ましくは、噴射量制御手段は、異常判定手段が異常判定した場合には所定期間尿素水の噴射を停止し、停止後所定期間経過した後に選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側及び下流側のＮＯｘ濃度の濃度差を算出し、この濃度差が所定濃度差以下である場合は選択還元ＮＯｘ触媒の劣化と判定し、濃度差が所定濃度差を超える場合は、ＮＯｘ濃度検出手段の異常と判定する。このように構成された本発明においては、選択還元ＮＯｘ触媒の劣化と触媒下流のＮＯｘ濃度検出手段の異常とを識別して判定することができる。

本発明のエンジン排気浄化装置によれば、尿素水の噴射によって尿素水噴射弁に対する熱害を抑制可能であると共に、浄化システムの異常の誤判定を防止することができる。

本発明の実施形態におけるエンジン排気浄化装置の全体図である。 本発明の実施形態における排気浄化処理フローである。 本発明の実施形態における噴射量設定のためのグラフである。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置を説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態によるエンジン排気浄化装置１は、ＳＣＲ（選択還元触媒）方式で車両エンジン排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の排気濃度を低減するものであり、エンジン２の排気通路３に設けられた選択還元ＮＯｘ触媒１０（以下、「触媒１０」という）と、この触媒１０とエンジン２との間の排気通路３に尿素水４を噴射するための尿素水噴射装置２０と、この尿素水噴射装置２０からの尿素水４の噴射量を制御する制御部３０とを備えている。

本実施形態のエンジン排気浄化装置１では、尿素水噴射装置２０によって尿素水４を排気通路３内に噴霧すると、排気通路３内の排気による排気熱で尿素水４が加水分解、熱分解してアンモニアが生成される。このアンモニアは触媒１０に吸着され、吸着されたアンモニアと排気中のＮＯｘとの間で脱硝反応が促進される。これにより、酸素共存下でも選択的にＮＯｘが還元されて窒素ガスＮ₂と水Ｈ₂Ｏに分解され、これらが大気中に排出される。

尿素水噴射装置２０は、エンジン２と触媒１０との間の排気通路３に取り付けられた尿素水を噴射するための尿素水噴射弁２１（以下、「噴射弁２１」という）と、尿素水４を貯留する尿素水タンク２２と、ポンプ２３と、圧力制御弁２４とを備えている。ポンプ２３には尿素水タンク２２からフィルタ２５及び配管２６ａを通して尿素水４が供給される。ポンプ２３は、この尿素水４を配管２６ｂを通して圧力制御弁２４に向けて圧送する。圧力制御弁２４は、配管２６ｃを通して噴射弁２１に所定圧力で尿素水４を供給する。また、圧力制御弁２４には、尿素水タンク２２への戻り路である配管２６ｄが設けられている。
噴射弁２１は、例えば、電磁弁及びこの電磁弁の駆動機構等から構成されており、制御部３０からの駆動信号に基づいて、電磁弁の開度が調節される。

制御部３０は、車両に設けられたＥＣＵであり、各種センサから信号を受け取り、これらに基づいて、触媒１０に供給する尿素水４の噴射量を算出する。そして、制御部３０は、算出した噴射量で尿素水４を噴射するように、噴射弁２１に駆動信号を出力して弁開度を調節する。なお、尿素水４は、噴射弁２１から連続的に噴射されてもよいし、間欠的に噴射されてもよい。

また、制御部３０は、触媒１０及び後述するＮＯｘ濃度センサ１２を含む浄化システムの異常が検出された場合に、異常検出信号を報知手段５に出力する。報知手段５は、例えば、モニタ，ランプ，スピーカ等であって、異常検出信号に基づいて運転者に異常を報知する。

エンジン２のエンジン回転速度センサ２ａは、エンジン回転速度Ｎｅを表すエンジン回転速度信号を制御部３０に出力する。
アクセル開度センサ６は、アクセル開度θを表すアクセル開度信号を制御部３０に出力する。

また、触媒１０には、そのハウジングに触媒１０の温度を測定する温度センサ１１が設けられている。この温度センサ１１は、触媒１０の温度Ｔｓを表す触媒温度信号を制御部３０に出力する。なお、本実施形態では、この触媒温度Ｔｓを噴射弁２１の温度に関連付けて、噴射弁２１の温度を推定もしくは実質的に触媒温度Ｔｓを噴射弁２１の温度とみなしている。これに限らず、噴射弁２１の温度を直接測定する温度センサを別途設けてもよい。

また、触媒１０の下流側の排気通路３には、ＮＯｘ濃度検出手段であるＮＯｘ濃度センサ１２が設けられている。このＮＯｘ濃度センサ１２は、触媒１０で浄化された排気中のＮＯｘ濃度Ｄｒを検出し、ＮＯｘ濃度Ｄｒを表すＮＯｘ濃度検出信号を制御部３０に出力する。

次に、図２の排気浄化処理フローに基づいて、本発明の実施形態によるエンジン排気浄化装置１の作用を説明する。制御部３０は、図２に示す処理を所定時間毎に繰り返し行っている。
まず、制御部３０は、各センサから受け取ったエンジン回転速度Ｎｅ，アクセル開度θ，ＮＯｘ濃度Ｄｒ，触媒温度Ｔｓを表す信号を読み込む（ステップＳ１）。
制御部３０は、読み込んだエンジン回転速度Ｎｅ，アクセル開度θに基づいて、要求エンジントルクＴｅを算出する（ステップＳ２）。

さらに、ＮＯｘ濃度推定手段である制御部３０は、エンジン回転速度Ｎｅ，要求エンジントルクＴｅに基づき、現在の運転状態に応じてエンジン２から排出されると推定されるＮＯｘの発生量から排出ＮＯｘ濃度Ｄｆを算出する（ステップＳ３）。なお、本実施形態では、エンジン２の運転状態に応じて排出ＮＯｘ濃度Ｄｆを算出しているが、これに限らず、触媒１０の排気上流側にＮＯｘ濃度センサを設けて、このＮＯｘ濃度センサが排出ＮＯｘ濃度Ｄｆを検出するように構成してもよい。

そして、浄化率取得手段としての制御部３０は、取得したＮＯｘ濃度、すなわち触媒１０の排気上下流位置における排出ＮＯｘ濃度Ｄｆ，ＮＯｘ濃度Ｄｒに基づいて、ＮＯｘ浄化率αを算出する（ステップＳ４）。

また、第１設定手段としての制御部３０は、排出ＮＯｘ濃度Ｄｆ，ＮＯｘ濃度Ｄｒ，触媒温度Ｔｓに基づいて、現在のエンジン２の運転状態に応じて供給すべき最適な尿素水４の噴射量Ｑ１を算出する（ステップＳ５）。この処理では、制御部３０は、触媒温度Ｔｓで触媒１０において吸着可能な最大アンモニア吸着量から目標アンモニア吸着量を設定し、触媒１０の排気上下流のＮＯｘ濃度Ｄｆ，ＤｒからＮＯｘ浄化率αに相当するアンモニア消費量を算出する。そして、制御部３０は、算出したアンモニア消費量に応じて、目標アンモニア吸着量が達成されるように、噴射量を算出する。したがって、このとき算出された噴射量Ｑ１で尿素水４を噴射すれば、アンモニアスリップは発生しない。実アンモニア吸着量は、噴射された尿素水の積算値と、アンモニア消費量とから算出することができる。

次いで、熱害領域判定手段としての制御部３０は、触媒温度Ｔｓが所定閾値温度Ｔｓ₀以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この閾値温度Ｔｓ₀は、噴射弁２１の熱害対策が必要になる温度閾値であり、閾値温度Ｔｓ₀以上が熱害領域である。したがって、温度Ｔｓ₀は、この温度以下での使用では噴射量の大小にかかわらず、噴射弁２１を熱的に保護することができるように設定されている。

触媒温度Ｔｓが閾値温度Ｔｓ₀以上である場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、噴射弁２１を熱害から保護すべき場合であり、第２設定手段としての制御部３０は、後述するカウンタをリセットして初期値に戻した後（ステップＳ７）、触媒温度Ｔｓに応じた噴射量Ｑ２を算出する（ステップＳ８）。本実施形態では、触媒温度Ｔｓと内部メモリに記憶されたテーブル（図３参照）に基づいて噴射量Ｑ２が設定される。

図３に示すように、このテーブルは、閾値温度Ｔｓ₀以上の触媒温度Ｔｓにおいて設定されており、触媒温度Ｔｓが高いほど噴射量Ｑ２は大きい。すなわち、触媒温度Ｔｓが高いほど尿素水４の噴射量Ｑ２を多くして、噴射弁２１の自己冷却作用を大きくすることで、噴射弁２１に対する熱害を抑制している。噴射量Ｑ２で尿素水を噴射することにより、噴射弁２１の熱的保護を図ることができる。

噴射量Ｑ２が設定されると、制御部３０は、噴射量Ｑ２が噴射量Ｑ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。エンジン２から排出されるＮＯｘ濃度が高い運転状態では、噴射量Ｑ１の方が、熱害対策で必要な噴射量Ｑ２よりも大きな値に算定される場合がある。このため、以下の処理では、噴射量Ｑ１，Ｑ２のうち大きい方を選択することにより、少なくとも噴射弁２１の熱害対策を行うことができるように構成されている。

噴射量Ｑ２の方が噴射量Ｑ１よりも大きい場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、噴射量制御手段としての制御部３０は、噴射量Ｑ２を採用し、噴射量Ｑ２で尿素水４が噴射弁２１から噴射されるように、駆動信号を出力する（ステップＳ１０）。これにより、噴射弁２１を熱的に保護することができる。一方、噴射量Ｑ２は噴射量Ｑ１よりも大きいので、過剰な噴射量分によりアンモニアスリップが発生しやすくなる（アンモニアスリップ領域）。

このため、噴射量Ｑ２に設定した場合、制御部３０は、後述する浄化システムの異常判定を禁止する（ステップＳ１１）。すなわち、アンモニアスリップ発生時には、触媒１０下流の排気中に含まれるアンモニアにより、ＮＯｘ濃度センサ１２がＮＯｘ濃度を高めに検出するおそれがあるため、算出されるＮＯｘ浄化率が不正確であるおそれがある。このため、ＮＯｘ浄化率が不正確だと、制御部３０は浄化システムが異常であると誤判定してしまう。本実施形態では、このような誤判定を防止するため、アンモニアスリップ領域では、浄化システムの異常判定を禁止し、異常判定処理を実行しない。制御部３０は、この異常判定禁止を報知手段５に出力し、報知手段５は異常判定禁止中であることを運転者に報知する。

一方、触媒温度Ｔｓは閾値温度Ｔｓ₀以上であるが、噴射量Ｑ２が噴射量Ｑ１よりも大きくない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、エンジン２から排出されるＮＯｘ濃度が高い運転状態であり、噴射量制御手段としての制御部３０は、噴射量Ｑ１を採用し、噴射量Ｑ１で尿素水４が噴射弁２１から噴射されるように、駆動信号を出力する（ステップＳ１２）。これにより、アンモニアスリップを発生させることなく、噴射弁２１を熱的に保護することができる。

噴射量Ｑ１に設定した場合、異常判定手段としての制御部３０は、浄化システムの異常判定処理（ステップＳ１３−Ｓ１６）を実行する。まず、制御部３０は、ステップＳ４で算出したＮＯｘ浄化率αが所定閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
ＮＯｘ浄化率αが所定閾値以下である場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、所定のＮＯｘ浄化率が得られていないので、制御部３０は劣化異常フラグを１に設定する（ステップＳ１４）。劣化異常フラグが０であることは、浄化システムが正常に動作していることを意味し、劣化異常フラグが１であることは、浄化システムに何等かの異常が生じていることを意味する。

すなわち、ＮＯｘ浄化率αの低下は、浄化システムの触媒１０の劣化と、検出センサ（本実施形態ではＮＯｘ濃度センサ１２）の異常とに起因して生じる。触媒１０が劣化した場合には、ＮＯｘ浄化率が実際に低下する。一方、ＮＯｘ濃度センサ１２の異常の場合には、実際にはＮＯｘが適正に浄化されているにもかかわらず、ＮＯｘ浄化率が低く算出される。しかしながら、ＮＯｘ浄化率αからのみでは、触媒１０とＮＯｘ濃度センサ１２のいずれが原因であるのかは特定できない。このため、制御部３０は、触媒劣化又はＮＯｘ濃度センサ異常を区別することなく、浄化システムの異常検出を記憶し、異常検出信号を報知手段５に出力する（ステップＳ１５）。報知手段５は、この異常検出信号を受け取り、異常検出中であることを運転者に報知する。

一方、ＮＯｘ浄化率αが所定閾値以下でない場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、所定のＮＯｘ浄化率が得られているので、制御部３０は劣化異常フラグを０に設定する（ステップＳ１６）。

また、ステップＳ６において、触媒温度Ｔｓが閾値温度Ｔｓ₀以上でない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、噴射弁２１の熱害抑制対策を実施しなくてもよい場合であり、制御部３０は、まず劣化異常フラグが１であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
劣化異常フラグが１でない場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、浄化システムの異常が検出されていない状態であり、制御部３０は、上述のステップＳ１２−Ｓ１６の処理を行う。

一方、劣化異常フラグが１である場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、浄化システムの異常が検出されている状態であり、且つ、噴射弁２１の熱害抑制対策を実施しなくてもよい状態である。この場合、制御部３０は、噴射弁２１からの尿素水４の噴射量を０に設定し、噴射を停止させ（ステップＳ１８）、内部カウンタのカウントダウン処理を行う（ステップＳ１９）。このカウンタは、制御部３０が内部に有しているものであり、所定期間、噴射を停止するために設けられている。ステップＳ１９の処理では、現在のカウンタ値を所定数だけデクリメントする。具体的には、現在のカウンタ値から１を差し引く処理を行う。

次いで、制御部３０はカウンタ値が０に達したか否かを判定する（ステップＳ２０）。
カウンタ値が０でない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御部３０は処理を終了して、再びステップＳ１の処理を繰り返す。
一方、カウンタ値が０である場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、噴射停止から所定時間経過したので、制御部３０はカウンタをリセットする（ステップＳ２１）。なお、噴射停止から所定時間経過したので、触媒１０に吸着されていたアンモニアは、停止期間中に通過した排気中のＮＯｘを浄化するために消費され、アンモニア吸着量は０となっている。したがって、この時点で触媒１０はＮＯｘを浄化しなくなっている。

次いで、制御部３０は、触媒１０がＮＯｘを浄化しない状態における排出ＮＯｘ濃度ＤｆとＮＯｘ濃度Ｄｒとの濃度差が、所定濃度以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
この時点では、触媒１０はＮＯｘを浄化していないので上記濃度差は０となり、よって上記濃度差は所定濃度以下になる。

しかしながら、上記濃度差が所定濃度以下でない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、上記濃度差は所定濃度以下にならない原因は、ＮＯｘ濃度センサ１２の検出異常と考えられる。したがって、制御部３０は、劣化異常フラグが１である原因をＮＯｘ濃度センサ１２の異常と特定し、センサ異常を表す異常検出信号を報知手段５に出力する（ステップＳ２３）。報知手段５は、この異常検出信号を受け取り、センサ異常であることを運転者に報知する。

一方、上記濃度差が所定濃度以下である場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ＮＯｘ濃度センサ１２を正常とみなして、制御部３０は、劣化異常フラグが１である原因を触媒１０の劣化と特定し、触媒劣化を表す異常検出信号を報知手段５に出力する（ステップＳ２４）。報知手段５は、この異常検出信号を受け取り、触媒劣化であることを運転者に報知する。

以上のように、本実施形態のエンジン排気浄化装置１では、噴射弁２１に対する熱害を抑制すべきエンジン運転状態では、エンジン運転状態に応じた最適な噴射量Ｑ１と、熱害を抑制するように設定された噴射量Ｑ２とのうち、大きい方の噴射量が採用され、この噴射量で噴射弁２１から尿素水４が噴射される。したがって、熱害を抑制すべき運転領域では、少なくとも熱害を抑制するように設定された噴射量Ｑ２又はこれよりも大きい噴射量が確保されるので、噴射弁２１の熱害を確実に抑制することができる。

さらに、本実施形態のエンジン排気浄化装置１では、熱害を抑制すべきエンジン運転状態で、最適な噴射量Ｑ１よりも、熱害抑制のための噴射量Ｑ２の方が大きい場合には、噴射量Ｑ２で尿素水４が噴射されるので、アンモニアスリップが発生し易くなる。このようなアンモニアスリップが発生し易い状況下では、排気中のアンモニアに起因してＮＯｘ濃度センサ１２がＮＯｘ濃度を正確に検出できず、正確なＮＯｘ浄化率αを取得できないおそれがある。このため、本実施形態では、アンモニアスリップが発生し易い状況下で排気浄化システム（触媒１０，ＮＯｘ濃度センサ２１）の異常判定を禁止することで、誤判定を防止することができる。

１ エンジン排気浄化装置
２ エンジン
２ａ エンジン回転速度センサ
３ 排気通路
４ 尿素水
５ 報知手段
６ アクセル開度センサ
１０ 選択還元ＮＯｘ触媒
１１ 温度センサ
１２ ＮＯｘ濃度センサ
２０ 尿素水噴射装置
２１ 尿素水噴射弁
２２ 尿素水タンク
２３ ポンプ
３０ 制御部

Claims (4)

1. エンジンの排気通路中に設けられた選択還元ＮＯｘ触媒と、この選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側に設けられ、前記選択還元ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、この尿素水噴射弁を制御する制御部と、を備えたエンジン排気浄化装置において、
   前記制御部は、
   前記尿素水噴射弁を制御して尿素水の噴射量を調整する噴射量制御手段と、
   前記尿素水噴射弁に関連する温度に基づいて、前記尿素水噴射弁に対する熱害を抑制すべき運転領域か否かを判定する熱害領域判定手段と、
   排気中のＮＯｘの還元のためにエンジン運転状態に応じた前記噴射量を設定する第１設定手段と、
   前記熱害を抑制するように前記噴射量を設定する第２設定手段と、
   前記選択還元ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ浄化率を取得する浄化率取得手段と、
   前記浄化率取得手段の取得したＮＯｘ浄化率に基づいて、エンジン排気浄化装置の異常を判定する異常判定手段と、を備え、
   前記噴射量制御手段は、前記熱害を抑制すべき運転領域にある時には、前記第１設定手段と前記第２設定手段の設定した噴射量のうち大きい噴射量で尿素水が噴射されるように前記尿素水噴射弁を制御すると共に、前記第２設定手段で設定した噴射量の方が前記第１設定手段で設定した噴射量よりも大きい場合には前記異常判定手段によるＮＯｘ浄化異常判定を禁止することを特徴とするエンジン排気浄化装置。
2. 前記異常判定手段は、前記選択還元ＮＯｘ触媒の劣化または前記浄化率取得手段の異常の少なくとも何れか１つを判定することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン排気浄化装置。
3. 前記浄化率取得手段は、前記選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側におけるＮＯｘ濃度をエンジン運転状態に応じて推定するＮＯｘ濃度推定手段と、前記選択還元ＮＯｘ触媒の排気下流側におけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン排気浄化装置。
4. 前記噴射量制御手段は、前記異常判定手段が異常判定した場合には所定期間尿素水の噴射を停止し、停止後所定期間経過した後に前記選択還元ＮＯｘ触媒の排気上流側及び下流側の前記ＮＯｘ濃度の濃度差を算出し、この濃度差が所定濃度差以下である場合は前記選択還元ＮＯｘ触媒の劣化と判定し、前記濃度差が所定濃度差を超える場合は、前記ＮＯｘ濃度検出手段の異常と判定することを特徴とする請求項３に記載のエンジン排気浄化装置。

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