JP2011149365A - Leakage diagnostic device and leakage diagnostic method for reducing agent injection valve, and exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Leakage diagnostic device and leakage diagnostic method for reducing agent injection valve, and exhaust emission control device for internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a leakage diagnostic device and a leakage diagnostic method for a reducing agent injection valve and an exhaust emission control device for an internal combustion engine, detecting abnormal leakage from the reducing agent injection valve of a reducing agent injection device. <P>SOLUTION: This leakage diagnostic device detects abnormality of the reducing agent injection valve in the exhaust emission control device including a pump for forcibly feeding a reducing agent regenerating ammonia, the reducing agent injection valve injecting the reducing agent forcibly fed by the pump into the exhaust pipe of the internal combustion eigne, a reducing catalyst converting NO<SB>x</SB>in exhaust gas by the use of the ammonia, and an ammonia sensor provided downstream from the reducing catalyst and detecting the concentration of the ammonia in exhaust gas. The leakage diagnostic device includes: a reducing agent injection valve control means determining the valve opening time of the reducing agent injection valve based on the target injection quantity of the reducing agent and controlling opening/closing of the reducing agent injection valve; and a leakage determination means detecting the abnormal leakage from the reducing agent injection valve when the concentration of the ammonia is equal to or higher than a predetermined concentration and the valve opening time is less than a predetermined time. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気ガス中の窒素酸化物を浄化するための還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びにそのような漏れ診断装置を備えた内燃機関の排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to a leak diagnosis device and a leak for diagnosing the presence or absence of leakage of a reducing agent from a reducing agent injection valve that injects a reducing agent for purifying nitrogen oxides in exhaust gas into an exhaust passage of an internal combustion engine. The present invention relates to a diagnostic method and an exhaust gas purification device for an internal combustion engine provided with such a leakage diagnostic device.

従来、車両等に搭載された内燃機関から排出される排気ガスには窒素酸化物(NOX)が含まれる場合がある。このNOXを浄化する排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気通路に備えられた還元触媒の上流側で還元剤を噴射し、還元剤とNOXとの還元反応を触媒によって促進させ、NOXを窒素や水、二酸化炭素等に分解して大気中に放出するように構成されたものがある。 Conventionally, exhaust gas exhausted from an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like may contain nitrogen oxides (NO x ). As one of the exhaust gas purification devices that purify this NO x , a reducing agent is injected upstream of the reduction catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the reduction reaction between the reducing agent and NO x is promoted by the catalyst, Some are configured to decompose NO x into nitrogen, water, carbon dioxide, etc. and release it into the atmosphere.

このような排気浄化装置として、尿素水溶液やアンモニア水を還元剤として用いる尿素SCR(Selective Catalyst Reduction)システムがある。尿素SCRシステムでは、アンモニアの吸着機能を有するNOX選択還元触媒が用いられ、触媒還元剤が加水分解することによって生成されるアンモニアが還元触媒に吸着され、そこに流入する排気ガス中のNOXがアンモニアと反応することで浄化される。 As such an exhaust purification device, there is a urea SCR (Selective Catalyst Reduction) system using urea aqueous solution or ammonia water as a reducing agent. In the urea SCR system, a NO x selective reduction catalyst having an ammonia adsorption function is used, and ammonia produced by hydrolysis of the catalyst reducing agent is adsorbed by the reduction catalyst, and NO x in exhaust gas flowing into the catalyst is absorbed. Is purified by reacting with ammonia.

この尿素SCRシステムにおいて、還元触媒に吸着可能なアンモニアの量は触媒温度によって決まっており、過剰な還元剤が排気通路内に噴射されると、生成されるアンモニアの一部が還元触媒に吸着されることなく下流側に流出することになる。そのため、還元剤の噴射量は、内燃機関から排出される排気ガス中のNOX量と還元触媒での吸着可能量とを考慮して算出される。 In this urea SCR system, the amount of ammonia that can be adsorbed on the reduction catalyst is determined by the catalyst temperature, and when excess reducing agent is injected into the exhaust passage, part of the generated ammonia is adsorbed on the reduction catalyst. It flows out to the downstream side without. Therefore, the injection amount of the reducing agent is calculated in consideration of the amount of NO x in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and the amount that can be adsorbed by the reduction catalyst.

しかしながら、弁体のシート部分の経時劣化や遺物の付着、弁体の開固着等によって還元剤噴射弁に何らかの異常が生じ、還元剤噴射弁から排気通路内に還元剤が漏れ出すおそれがある。このような還元剤の漏洩が生じると、還元剤の噴射期間以外の期間にも還元剤が排気通路内に供給され、還元触媒に導入されるアンモニアが過剰になってしまう。そのため、尿素SCRシステムは、還元剤噴射弁からの漏れが生じている場合に、この漏れを検出可能な診断手段を備えることが望まれる。   However, there is a possibility that some kind of abnormality occurs in the reducing agent injection valve due to deterioration of the seat portion of the valve body with time, attachment of relics, open fixing of the valve body, etc., and leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve into the exhaust passage. When such a leakage of the reducing agent occurs, the reducing agent is supplied into the exhaust passage even during a period other than the reducing agent injection period, and ammonia introduced into the reduction catalyst becomes excessive. Therefore, it is desired that the urea SCR system includes a diagnostic unit that can detect the leakage when the leakage from the reducing agent injection valve occurs.

ここで、排気ガスの空燃比が燃料リーンの状態でNOXを吸着する一方、空燃比が燃料リッチの状態でNOXを離脱するNOX吸蔵還元触媒を備え、還元剤として未燃燃料(HC)を噴射する排気浄化装置における還元剤噴射弁の漏洩異常を診断する装置がある。具体的には、還元剤噴射弁の下流側に設けられた空燃比センサと、還元剤噴射弁からの添加が実行されていない時に空燃比センサにより検出される測定空燃比の推移状態が、還元剤噴射弁からの還元剤漏洩を示す空燃比推移状態を示した場合には、還元剤噴射弁は漏洩異常であると診断する漏洩異常診断手段と、内燃機関に対して空燃比を低下させるリッチ要求が生じた時には、漏洩異常診断手段による診断処理を禁止するリッチ要求時診断対応手段とを備えた異常診断装置が開示されている(特許文献1参照)。 Here, while the air-fuel ratio of the exhaust gas adsorbs NO X in the state of fuel-lean, with the the NO X storage reduction catalyst air-fuel ratio leaves the NO X in the state of the fuel-rich, unburned fuel as a reducing agent (HC There is a device for diagnosing a leakage abnormality of the reducing agent injection valve in the exhaust gas purification device that injects the gas. Specifically, the transition state of the air-fuel ratio sensor provided on the downstream side of the reducing agent injection valve and the measured air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor when the addition from the reducing agent injection valve is not executed is reduced. A leakage abnormality diagnosing means for diagnosing that the reducing agent injection valve has a leakage abnormality when the air-fuel ratio transition state indicating a reducing agent leakage from the agent injection valve is indicated; An abnormality diagnosis device is disclosed that includes a rich request diagnosis response unit that prohibits a diagnosis process by a leakage abnormality diagnosis unit when a request occurs (see Patent Document 1).

特開2005−232991号公報(全文、全図)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-232991 (full text, full figure)

上述した特許文献1の異常診断装置は、排気ガスの空燃比が燃料リーンの状態でNOXを吸着する一方、空燃比が燃料リッチの状態でNOXを離脱するNOX吸蔵還元触媒を備える排気浄化装置を対象としている。このような排気浄化装置においては、還元剤噴射弁から添加されるHC以外にも排気ガス中に含まれるHCの量が増減するため、内燃機関に対するリッチ要求の有無を考慮しながら漏洩異常を診断しなければならず、リッチ要求時診断対応手段が備えられている。 Abnormality diagnosis apparatus Patent Document 1 described above, comprises the air-fuel ratio of the exhaust gas while adsorbing NO X in the state of fuel-lean, the the NO X storage reduction catalyst air-fuel ratio leaves the NO X in the state of the fuel rich exhaust Intended for purification equipment. In such an exhaust emission control device, the amount of HC contained in the exhaust gas in addition to the HC added from the reducing agent injection valve increases and decreases, so that leakage abnormality is diagnosed while considering the presence or absence of a rich request for the internal combustion engine. And a means for responding to a rich request diagnosis is provided.

一方、排気ガス中にアンモニアが含まれていることはないため、尿素SCRシステムにおいて、還元触媒に流入するアンモニアの量は還元剤噴射弁から噴射される還元剤の量から推定することができ、内燃機関の運転状態を考慮する必要がない。また、尿素SCRシステムでは、触媒温度によって還元触媒における還元剤の吸着可能量が変動し、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが生じていないにもかかわらず還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が上昇するおそれがあることから、アンモニア濃度のみによって還元剤噴射弁の漏れを診断することは容易ではない。   On the other hand, ammonia is not contained in the exhaust gas, so in the urea SCR system, the amount of ammonia flowing into the reduction catalyst can be estimated from the amount of reducing agent injected from the reducing agent injection valve, There is no need to consider the operating state of the internal combustion engine. In the urea SCR system, the amount of the reducing agent that can be adsorbed on the reducing catalyst varies depending on the catalyst temperature, and the ammonia concentration on the downstream side of the reducing catalyst does not leak even though the reducing agent leaks from the reducing agent injection valve. Since there is a risk of increase, it is not easy to diagnose leakage of the reducing agent injection valve only by the ammonia concentration.

そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、還元触媒の下流側のアンモニア濃度及び還元剤の指示噴射量の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を正確に診断することができる還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the inventors of the present invention have made diligent efforts and diagnosed the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve based on the information on the ammonia concentration downstream of the reduction catalyst and the instructed injection amount of the reducing agent. It has been found that such problems can be solved, and the present invention has been completed. That is, the present invention provides a leakage diagnosis device and leakage diagnosis method for a reducing agent injection valve and an exhaust purification device for an internal combustion engine that can accurately diagnose the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve. Objective.

本発明によれば、アンモニアを用いて排気ガス中のNOXを浄化する還元触媒と、アンモニアを生成可能な還元剤を還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤の指示噴射量に基づいて還元剤噴射弁の開閉を制御する還元剤噴射弁制御手段と、還元触媒よりも下流側に備えられたセンサのセンサ信号に基づいて下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、還元剤の指示噴射量及びアンモニア濃度の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断装置が提供され、上述した課題を解決することができる。 According to the present invention, a reduction catalyst for purifying NO X in the exhaust gas using ammonia, a reducing agent injection valve for injecting the upstream side of the exhaust passage than ammonia capable of producing a reducing agent reducing catalyst, In a reducing agent injection valve leakage diagnosis device for diagnosing the presence or absence of leakage of a reducing agent from a reducing agent injection valve in a reducing agent injection device equipped with a reducing agent injection valve, the opening and closing of the reducing agent injection valve based on an indicated injection amount of the reducing agent Reducing agent injection valve control means for controlling the ammonia, ammonia concentration detecting means for detecting the ammonia concentration in the exhaust gas on the downstream side based on the sensor signal of the sensor provided downstream of the reduction catalyst, and the instruction of the reducing agent A leakage determination device for a reducing agent injection valve, comprising: leakage determination means for determining presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve based on information on an injection amount and ammonia concentration Is, it is possible to solve the problems described above.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、還元剤噴射弁制御手段は、アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように還元剤噴射弁による還元剤の噴射量を補正するように構成され、漏れ判定手段は、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、噴射量の補正に用いられる補正係数が所定値未満であるときに、還元剤の漏れが有ると判定することが好ましい。   In configuring the leakage diagnosis device for a reducing agent injection valve according to the present invention, the reducing agent injection valve control means corrects the amount of reducing agent injected by the reducing agent injection valve so that the ammonia concentration is kept within an allowable range. The leakage determination means determines that there is a leakage of the reducing agent when the ammonia concentration is equal to or higher than the predetermined concentration and the correction coefficient used for correcting the injection amount is less than the predetermined value. preferable.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、漏れ判定手段は、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、還元剤の指示噴射量又は補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに、還元剤の漏れが有ると判定することが好ましい。   Further, in configuring the reducing agent injection valve leakage diagnosis apparatus of the present invention, the leakage determining means is in a state where the ammonia concentration is equal to or higher than a predetermined concentration, and the indicated injection amount or the correction coefficient of the reducing agent is less than a predetermined value. It is preferable to determine that there is leakage of the reducing agent when is continued for a predetermined time or longer.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を構成するにあたり、漏れ判定手段によって還元剤の漏れが有るとされたときに還元剤噴射装置の作動を停止させることが好ましい。   In configuring the leakage diagnosis device for the reducing agent injection valve according to the present invention, it is preferable to stop the operation of the reducing agent injection device when the leakage determination means determines that there is a leakage of the reducing agent.

また、本発明の別の態様は、アンモニアを用いて排気ガス中のNOXを浄化する還元触媒と、アンモニアを生成可能な還元剤を還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断方法において、還元剤の指示噴射量を読み込むとともに還元触媒よりも下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出し、還元剤の指示噴射量及びアンモニア濃度の情報に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断方法である。 Another aspect of the present invention is a reduction catalyst that purifies NO x in exhaust gas using ammonia, and a reducing agent that injects a reducing agent capable of generating ammonia into an exhaust passage upstream of the reducing catalyst. In a reducing agent injection valve leakage diagnosis method for diagnosing whether or not a reducing agent leaks from a reducing agent injection valve in a reducing agent injection device having an injection valve, the reduction catalyst is read while reading the indicated injection amount of the reducing agent The reduction is characterized by detecting the ammonia concentration in the exhaust gas on the downstream side, and determining whether or not there is leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve based on the information on the instructed injection amount of the reducing agent and the ammonia concentration This is a method for diagnosing leakage of the agent injection valve.

また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの還元剤噴射弁の漏れ診断装置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。   Yet another aspect of the present invention is an exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising the leakage diagnosis device for any of the reducing agent injection valves described above.

本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化装置によれば、還元触媒の下流側のアンモニア濃度及び還元剤の指示噴射量に基づいて還元剤噴射弁からの還元剤の漏れの有無が診断されるので、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが生じている場合に速やかに漏れを検出することができる。したがって、還元剤噴射装置の作動を停止させるなどして、還元剤噴射弁を交換するまでの間、アンモニアが大気中に放出されることを防ぐことができる。   According to the leakage diagnosis device and leakage diagnosis method for a reducing agent injection valve and the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention, the reducing agent injection valve is configured based on the ammonia concentration downstream of the reduction catalyst and the indicated injection amount of the reducing agent. Since the presence or absence of leakage of the reducing agent is diagnosed, it is possible to quickly detect the leakage when the reducing agent leaks from the reducing agent injection valve. Therefore, ammonia can be prevented from being released into the atmosphere until the reducing agent injection valve is replaced by stopping the operation of the reducing agent injection device.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤噴射弁制御手段が、アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように還元剤の噴射量を補正するように構成され、漏れ判定手段が、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、噴射量の補正係数が所定値未満であるときに還元剤の漏れがあると判定することにより、噴射量とアンモニア濃度とが矛盾した状態をもとに、還元剤噴射弁の漏れを検出することができる。   Further, in the reducing agent injection valve leakage diagnosis apparatus of the present invention, the reducing agent injection valve control means is configured to correct the injection amount of the reducing agent so that the ammonia concentration is suppressed within an allowable range, and the leakage determination means. However, when the ammonia concentration is equal to or higher than the predetermined concentration and the correction coefficient of the injection amount is less than the predetermined value, it is determined that there is a leakage of the reducing agent, so that the injection amount and the ammonia concentration are inconsistent. In addition, leakage of the reducing agent injection valve can be detected.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、漏れ判定手段が、アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、指示噴射量又は補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに還元剤の漏れが有ると判定することにより、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れとは無関係に、一時的にアンモニア濃度が高くなった場合に還元剤の漏れが有ると判定されることがなくなる。したがって、還元剤噴射弁から還元剤の漏れの有無を誤判定するおそれが低減される。   Further, in the leakage diagnosis device for a reducing agent injection valve according to the present invention, the state in which the leakage determination means has the ammonia concentration equal to or higher than the predetermined concentration and the indicated injection amount or the correction coefficient is lower than the predetermined value continues for the predetermined time or more. Sometimes it is determined that there is a leakage of the reducing agent, and it is determined that there is a leakage of the reducing agent when the ammonia concentration temporarily increases, regardless of the leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve. Nothing will happen. Therefore, the possibility of erroneous determination of the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve is reduced.

また、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、還元剤の漏れが有ると判定されたときに還元剤噴射装置の作動を停止させることにより、還元剤噴射弁からの還元剤の漏れが検出された後において、アンモニアの還元触媒の下流側への流出量を抑えることができる。   Further, in the reducing agent injection valve leakage diagnosis apparatus of the present invention, when it is determined that there is a reducing agent leakage, the operation of the reducing agent injection device is stopped, thereby reducing the reducing agent leakage from the reducing agent injection valve. After detection, the amount of ammonia flowing out downstream of the reduction catalyst can be suppressed.

本発明の実施の形態にかかる排気浄化装置の構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of an exhaust-air-purification device concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる制御装置(還元剤噴射弁の漏れ診断装置)の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus (leakage diagnostic apparatus of a reducing agent injection valve) concerning embodiment of this invention. 本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断方法の一例を説明するためのタイムチャート図である。It is a time chart for demonstrating an example of the leakage diagnosis method of the reducing agent injection valve of this embodiment. 本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断方法の一例を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart for demonstrating an example of the leakage diagnosis method of the reducing agent injection valve of this embodiment.

以下、適宜図面を参照して、本発明の還元剤噴射弁の漏れ診断装置及び漏れ診断方法並びに内燃機関の排気浄化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、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであって本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 valve leakage diagnosis apparatus and leakage diagnosis method and an internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings as appropriate. However, the following 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, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably.

1.排気浄化装置
(1)全体構成
図1は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置10の構成の一例を示している。この排気浄化装置10は、内燃機関5の排気通路に接続されており、還元触媒20と、還元剤噴射装置30と、制御装置60等を備えており、内燃機関5から排出される排気ガス中のNOXを、還元剤としての尿素水溶液を用いて浄化する尿素SCRシステムとして構成されている。ただし、本発明において使用できる還元剤は尿素水溶液に限られるものではなく、例えばアンモニア水等、アンモニアが生成されるものであればよい。
1. FIG. 1 shows an example of the configuration of an exhaust emission control device 10 for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. This exhaust purification device 10 is connected to the exhaust passage of the internal combustion engine 5, and includes a reduction catalyst 20, a reducing agent injection device 30, a control device 60, and the like, and in exhaust gas discharged from the internal combustion engine 5. of NO X, and is configured as a urea SCR system for purifying using aqueous urea solution as a reducing agent. However, the reducing agent that can be used in the present invention is not limited to the urea aqueous solution, and may be any one that generates ammonia, such as ammonia water.

本実施形態の排気浄化装置10に用いられる還元触媒20は、排気通路内に噴射された尿素水溶液が加水分解することで生成されるアンモニアを吸着し、アンモニアとNOXとの還元反応を促進する機能を有している。還元触媒20は公知の触媒が適宜用いられる。 Reduction catalyst 20 used in the exhaust gas purifying apparatus 10 of the present embodiment, the ammonia injected urea solution into the exhaust passage is generated by hydrolyzing adsorbed to promote the reduction reaction of ammonia with NO X It has a function. A known catalyst is appropriately used as the reduction catalyst 20.

また、還元触媒20の下流側には排気ガス中のアンモニア濃度を検出するためのセンサ14が備えられている。このセンサ14のセンサ信号は制御装置60に送信され、制御装置60ではこのセンサ信号に基づいて排気ガス中のアンモニア濃度が算出される。本実施形態では、センサ14としてアンモニアセンサが用いられているが、演算処理によってアンモニア濃度を求めることができるものであれば、センサの種類は特に制限されない。   Further, a sensor 14 for detecting the ammonia concentration in the exhaust gas is provided on the downstream side of the reduction catalyst 20. The sensor signal of the sensor 14 is transmitted to the control device 60, and the control device 60 calculates the ammonia concentration in the exhaust gas based on the sensor signal. In this embodiment, an ammonia sensor is used as the sensor 14, but the type of sensor is not particularly limited as long as the ammonia concentration can be obtained by arithmetic processing.

(2)還元剤噴射装置
還元剤噴射装置30は、貯蔵タンク31と、還元剤噴射弁34と、ポンプ41等を主たる要素として構成されている。貯蔵タンク31とポンプ41とは第1の還元剤供給通路57で接続され、ポンプ41と還元剤噴射弁34とは第2の還元剤供給通路58で接続されている。このうち第2の還元剤供給通路58には圧力センサ43が設けられている。圧力センサ43のセンサ信号は制御装置60に送信され、制御装置60ではこのセンサ信号に基づいて第2の還元剤供給通路58内の圧力が算出される。
(2) Reducing agent injection device The reducing agent injection device 30 is mainly configured by a storage tank 31, a reducing agent injection valve 34, a pump 41, and the like. The storage tank 31 and the pump 41 are connected by a first reducing agent supply passage 57, and the pump 41 and the reducing agent injection valve 34 are connected by a second reducing agent supply passage 58. Among these, the pressure sensor 43 is provided in the second reducing agent supply passage 58. The sensor signal of the pressure sensor 43 is transmitted to the control device 60, and the control device 60 calculates the pressure in the second reducing agent supply passage 58 based on this sensor signal.

また、第2の還元剤供給通路58の途中には、貯蔵タンク31に通じる循環通路59が接続されている。循環通路59にはオリフィス45が設けられており、循環通路59を介して貯蔵タンク31に戻される還元剤の流れに抵抗を与え、第2の還元剤供給通路58内の圧力が高められるようになっている。このような還元剤噴射装置自体は公知の構成のものを用いることができる。   Further, a circulation passage 59 that leads to the storage tank 31 is connected to the second reducing agent supply passage 58. The circulation passage 59 is provided with an orifice 45 so as to provide resistance to the flow of the reducing agent returned to the storage tank 31 through the circulation passage 59 and to increase the pressure in the second reducing agent supply passage 58. It has become. As such a reducing agent injection device itself, one having a known configuration can be used.

ポンプ41は、制御装置60により駆動制御される電動ポンプが用いられている。本実施形態において、ポンプ41は、圧力センサ43によって検出される第2の還元剤供給通路58内の圧力が所定値に維持されるように、その出力がフィードバック制御されるように構成されている。   The pump 41 is an electric pump that is driven and controlled by the control device 60. In the present embodiment, the pump 41 is configured such that its output is feedback-controlled so that the pressure in the second reducing agent supply passage 58 detected by the pressure sensor 43 is maintained at a predetermined value. .

還元剤噴射弁34は、制御装置60により開弁のオンオフが制御される電磁駆動式のオンオフ弁が用いられており、還元触媒20よりも上流側において排気管11に固定されている。この還元剤噴射弁34は、基本的には、第2の還元剤供給通路58内の圧力が目標値に維持されている状態で通電制御が行われる。具体的には、演算によって求められる指示噴射量に応じて所定のDUTYサイクル中における開弁DUTY比を設定することにより、排気通路内への還元剤の噴射量が調節される。   The reducing agent injection valve 34 is an electromagnetically driven on / off valve whose opening / closing is controlled by the control device 60, and is fixed to the exhaust pipe 11 upstream of the reduction catalyst 20. The reducing agent injection valve 34 is basically energized and controlled while the pressure in the second reducing agent supply passage 58 is maintained at the target value. Specifically, the amount of reducing agent injected into the exhaust passage is adjusted by setting the valve opening DUTY ratio during a predetermined DUTY cycle in accordance with the instructed injection amount obtained by calculation.

2.制御装置(漏れ診断装置)
図2は、本実施形態の排気浄化装置10に備えられた制御装置60の構成のうち、還元剤噴射装置30の制御に関する部分及び還元剤噴射弁34の漏れ診断に関する部分について機能的なブロックで表したものである。
2. Control device (leakage diagnosis device)
FIG. 2 is a functional block of a part relating to control of the reducing agent injection device 30 and a part relating to leakage diagnosis of the reducing agent injection valve 34 in the configuration of the control device 60 provided in the exhaust purification device 10 of the present embodiment. It is a representation.

この制御装置60は、ポンプ駆動制御手段61と、アンモニア濃度検出手段62と、指示噴射量演算手段63と、還元剤噴射弁制御手段64と、漏れ判定手段65とを備えている。この制御装置60は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各手段はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。   The control device 60 includes a pump drive control unit 61, an ammonia concentration detection unit 62, an instruction injection amount calculation unit 63, a reducing agent injection valve control unit 64, and a leak determination unit 65. The control device 60 is mainly configured by a microcomputer having a known configuration, and each means is realized by execution of a program by the microcomputer.

また、制御装置60には図示しない記憶手段(RAM:Random Access Memory)が備えられている。この記憶手段には、各手段での演算結果やあらかじめ用意されたデータマップ等が記憶される。   Further, the control device 60 is provided with storage means (RAM: Random Access Memory) not shown. The storage means stores the calculation results of each means, a data map prepared in advance, and the like.

ポンプ駆動制御手段61は、圧力センサ43によって検出される第2の還元剤通路58内の圧力Pureaの値を読み込むとともに、圧力Pureaが所定値に維持されるようにポンプ41の出力をフィードバック制御する。   The pump drive control means 61 reads the value of the pressure Purea in the second reducing agent passage 58 detected by the pressure sensor 43 and feedback-controls the output of the pump 41 so that the pressure Purea is maintained at a predetermined value. .

アンモニア濃度検出手段62は、継続的にセンサ14のセンサ信号Samを読み込むとともに還元触媒20の下流側での排気ガス中のアンモニア濃度Amを算出する。   The ammonia concentration detection means 62 continuously reads the sensor signal Sam of the sensor 14 and calculates the ammonia concentration Am in the exhaust gas on the downstream side of the reduction catalyst 20.

指示噴射量演算手段63は、排気温度Tgasや触媒温度Tcat、内燃機関5の回転数Neやアクセル操作量Acc等の運転状態に関する情報を読み込み、還元剤の指示噴射量Qtgtを算出する。また、本実施形態の指示噴射量演算手段63は、アンモニア濃度検出手段62によって検出されるアンモニア濃度Amに基づいて、指示噴射量Qtgtの補正を行うように構成されている。具体的に、指示噴射量演算手段63は、アンモニア濃度Amに応じて補正係数fを求め、指示噴射量Qtgtに補正係数fを乗算して得られる補正後の指示噴射量Qtgt’に基づいて還元剤噴射弁34の通電制御を行うようになっている。   The command injection amount calculation means 63 reads information relating to the operating state such as the exhaust gas temperature Tgas, the catalyst temperature Tcat, the rotational speed Ne of the internal combustion engine 5 and the accelerator operation amount Acc, and calculates the command injection amount Qtgt of the reducing agent. Further, the command injection amount calculation unit 63 of the present embodiment is configured to correct the command injection amount Qtgt based on the ammonia concentration Am detected by the ammonia concentration detection unit 62. Specifically, the command injection amount calculation means 63 obtains a correction coefficient f according to the ammonia concentration Am, and reduces based on the corrected command injection amount Qtgt ′ obtained by multiplying the command injection amount Qtgt by the correction coefficient f. The energization control of the agent injection valve 34 is performed.

例えば、検出されるアンモニア濃度Amに応じて1未満の補正係数fが設定され、補正後の指示噴射量Qtgt’は算出される指示噴射量Qtgtよりも小さな値とされる。本実施形態では、アンモニア濃度Amと補正係数fとの関係を示すマップ情報が記憶手段に記憶されており、アンモニア濃度Amが高くなるほど小さな値となる補正係数fが選択される。   For example, a correction coefficient f of less than 1 is set according to the detected ammonia concentration Am, and the corrected command injection amount Qtgt ′ is set to a value smaller than the calculated command injection amount Qtgt. In the present embodiment, map information indicating the relationship between the ammonia concentration Am and the correction coefficient f is stored in the storage means, and the correction coefficient f that decreases as the ammonia concentration Am increases is selected.

補正係数fは、指示噴射量Qtgtに乗算するのではなく、還元剤噴射弁34の通電制御に用いられる開弁DUTY比に乗算してもよい。なお、補正係数fは所定の時間ごとに更新されるようにすることもできるし、常時更新されるようにすることもできる。   The correction coefficient f may be multiplied by the valve opening DUTY ratio used for energization control of the reducing agent injection valve 34 instead of being multiplied by the command injection amount Qtgt. The correction coefficient f can be updated every predetermined time or can be constantly updated.

還元剤噴射弁制御手段64は、算出された指示噴射量Qtgt(Qtgt’)に基づいて還元剤噴射弁34に供給する通電量及び通電時期を決定し、還元剤噴射弁34の通電のDUTY制御を行う。本実施形態において、還元剤噴射弁34は、所定のDUTYサイクル中の開弁DUTY比を指示噴射量Qtgtに応じて変えながら、一定のサイクルごとに還元剤の噴射を行う。   The reducing agent injection valve control means 64 determines the energization amount and energization timing supplied to the reducing agent injection valve 34 based on the calculated command injection amount Qtgt (Qtgt ′), and DUTY control of energization of the reducing agent injection valve 34. I do. In the present embodiment, the reducing agent injection valve 34 injects the reducing agent for each predetermined cycle while changing the valve opening DUTY ratio during a predetermined DUTY cycle according to the command injection amount Qtgt.

漏れ判定手段65は、検出されるアンモニア濃度Am及び還元剤の指示噴射量Qtgt(Qtgt’)の情報に基づいて還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れの有無を判定する。漏れ判定手段65は、アンモニア濃度Amが閾値Am0以上であり、かつ、還元剤の噴射量の補正を行うための補正係数fが閾値f0未満であるか、あるいは、指示噴射量Qtgt(Qtgt’)がゼロである状態が所定時間tw以上継続したときに、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが有ると判定するように構成されている。   The leakage determination means 65 determines whether or not there is a leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34 based on the detected ammonia concentration Am and information on the reducing agent instruction injection amount Qtgt (Qtgt ′). The leakage determination means 65 has an ammonia concentration Am equal to or higher than the threshold Am0, and the correction coefficient f for correcting the injection amount of the reducing agent is less than the threshold f0, or the indicated injection amount Qtgt (Qtgt ′) When the state of zero continues for a predetermined time tw or more, it is determined that there is a leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34.

すなわち、漏れ判定手段65では、還元剤噴射弁34からの還元剤の噴射量が少ないにもかかわらず、比較的高い濃度のアンモニアが検出されるような矛盾した状態となっている場合に、還元剤噴射弁34から還元剤が漏れ出していると判定するようになっている。   That is, in the leak determination means 65, when the reducing agent injection amount from the reducing agent injection valve 34 is small, there is a contradictory state in which a relatively high concentration of ammonia is detected. It is determined that the reducing agent has leaked from the agent injection valve 34.

本実施形態において、漏れ判定手段65は、検出されるアンモニア濃度Amが比較的高く、かつ、噴射量が少ない状態が所定時間tw以上継続したときに還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れがあることを検出するようになっている。そのため、還元剤の漏れとは無関係に一時的に条件を満たした場合にまで還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが生じていると判定することが回避される。所定時間twは適宜設定可能であるが、例えば、3〜5回の噴射サイクルが行われるような時間に設定される。   In the present embodiment, the leakage determination means 65 detects that the reducing agent leaks from the reducing agent injection valve 34 when the detected ammonia concentration Am is relatively high and the injection amount is low for a predetermined time tw or more. It comes to detect that there is. Therefore, it is avoided that it is determined that the reducing agent leaks from the reducing agent injection valve 34 until the condition is temporarily satisfied regardless of the reducing agent leakage. The predetermined time tw can be set as appropriate. For example, the predetermined time tw is set to a time at which 3 to 5 injection cycles are performed.

本実施形態の制御装置60の漏れ判定手段65による還元剤の漏れの有無の判定方法について、図3のタイムチャートを参照しながら具体的に説明する。
図3中、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが生じるt1の時点までは、センサ14によって検出される還元触媒20よりも下流側のアンモニア濃度Amは閾値Am0未満で推移している。また、この期間においては、アンモニア濃度Amが小さい値を示しているために、指示噴射量Qtgtを補正するための補正係数fは1.0に近い値となっている。
A method for determining the presence or absence of leakage of the reducing agent by the leakage determination means 65 of the control device 60 of the present embodiment will be specifically described with reference to the time chart of FIG.
In FIG. 3, the ammonia concentration Am on the downstream side of the reduction catalyst 20 detected by the sensor 14 remains below the threshold value Am0 until time t1 when the reducing agent leakage from the reducing agent injection valve 34 occurs. Further, during this period, since the ammonia concentration Am shows a small value, the correction coefficient f for correcting the command injection amount Qtgt is a value close to 1.0.

ここで、t1の時点で還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが生じると、還元触媒20よりも下流側のアンモニア濃度Amは上昇し始める。また、アンモニア濃度Amの上昇に伴って、指示噴射量Qtgtを補正するための補正係数fが小さくなっていく。仮に、アンモニア濃度Amの上昇が還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れによるものでなく、一時的なものであれば、補正係数fの変更によってアンモニア濃度Amは上昇しなくなる。   Here, when leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34 occurs at time t1, the ammonia concentration Am on the downstream side of the reducing catalyst 20 starts to increase. As the ammonia concentration Am increases, the correction coefficient f for correcting the command injection amount Qtgt decreases. If the increase in the ammonia concentration Am is not due to leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34 but is temporary, the ammonia concentration Am does not increase due to the change of the correction coefficient f.

一方、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが生じており、その漏れ量が多い場合には、図3に示すように、補正係数fを徐々に小さく変更しているにもかかわらずアンモニア濃度Amは上昇し続ける状態となる。そのため、アンモニア濃度Amが閾値Am0に到達し、かつ、補正係数fが閾値f0未満となったt2の時点から所定時間twを経過後のt3の時点まで同様の状態が継続したときに、漏れ判定手段65によって還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが有ると判定される。   On the other hand, when the reducing agent leaks from the reducing agent injection valve 34 and the amount of leakage is large, as shown in FIG. The concentration Am continues to rise. Therefore, when the ammonia concentration Am reaches the threshold Am0 and the same state continues from the time t2 when the correction coefficient f becomes less than the threshold f0 until the time t3 after a predetermined time tw has elapsed, the leak determination It is determined by means 65 that there is leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34.

アンモニア濃度Amの閾値Am0は適宜設定することが可能であるが、例えば、あらかじめ還元剤噴射弁34からの漏れが無い場合に検出されうる還元触媒20の下流側でのアンモニア濃度Amの範囲を実験等によって求め、求められた範囲の上限値よりも大きい値を閾値Am0として設定することができる。このような閾値Am0であれば、触媒温度Tcatの変化等に起因してアンモニアが還元触媒の下流側に流出した場合に還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れがあると判定されることが防止される。   The threshold value Am0 of the ammonia concentration Am can be set as appropriate. For example, the range of the ammonia concentration Am on the downstream side of the reduction catalyst 20 that can be detected in advance when there is no leakage from the reducing agent injection valve 34 is tested. A value larger than the upper limit value of the obtained range can be set as the threshold value Am0. With such a threshold value Am0, when ammonia flows out downstream of the reduction catalyst due to a change in the catalyst temperature Tcat or the like, it may be determined that there is a leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34. Is prevented.

また、補正係数fの閾値f0についても適宜設定することが可能であるが、例えば、補正後の指示噴射量Qtgt’が極めて小さくなるような値を閾値f0として設定することができる。具体的には、設定可能な補正係数fのうちの最小値を閾値f0とすることができる。このような閾値f0であれば、現状において噴射量が最小となるような補正係数fが設定されているにもかかわらず検出されるアンモニア濃度Amが高い場合に、明らかに還元剤の漏れが生じていると判定することができるようになる。   The threshold f0 of the correction coefficient f can be set as appropriate. For example, a value that makes the corrected command injection amount Qtgt 'extremely small can be set as the threshold f0. Specifically, the minimum value among the settable correction coefficients f can be set as the threshold value f0. With such a threshold value f0, when the ammonia concentration Am detected is high despite the fact that the correction coefficient f is set so that the injection amount is minimized at the present time, the leakage of the reducing agent clearly occurs. It can be determined that

ただし、噴射量が少ない状態を判定する情報は、補正係数fや指示噴射量Qtgt(Qtgt’)以外にも選択することが可能であり、例えば、開弁DUTY比が所定値未満であることによっても噴射量が少ない状態を判定することができる。   However, the information for determining the state where the injection amount is small can be selected in addition to the correction coefficient f and the command injection amount Qtgt (Qtgt ′). For example, when the valve opening DUTY ratio is less than a predetermined value Also, it is possible to determine a state where the injection amount is small.

漏れ判定手段65は、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが有ると判定された場合には、警告ランプを点灯させたりや警告音を発信させたりすることによって、運転者等に異常を知らせるようになっている。また、同時に、漏れ判定手段65は、還元剤の漏れが有ると判定された場合には、還元剤噴射装置30の作動を停止させることで、還元触媒20よりも下流側へのアンモニアの流出を止めるようになっている。   When it is determined that the reducing agent has leaked from the reducing agent injection valve 34, the leakage determination means 65 turns on a warning lamp or transmits a warning sound to give an abnormality to the driver or the like. It is to inform you. At the same time, when it is determined that the reducing agent has leaked, the leakage determination means 65 stops the operation of the reducing agent injection device 30 so that the ammonia flows out downstream of the reduction catalyst 20. It is supposed to stop.

なお、本実施形態の制御装置60は、還元触媒20の下流側で検出されるアンモニア濃度Amに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgtが補正されるように構成されているが、アンモニア濃度Amに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgtが補正されるようになっていない場合であっても本発明を適用することは可能である。この場合においても、検出されるアンモニア濃度Amが閾値Am0以上であり、かつ、指示噴射量Qtgtや開弁DUTY比が閾値未満であるか、あるいは、指示噴射量Qtgtがゼロである状態が所定時間tw以上継続したときに、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが有ると判定することができる。   The control device 60 of the present embodiment is configured so that the command injection amount Qtgt of the reducing agent is corrected based on the ammonia concentration Am detected on the downstream side of the reduction catalyst 20, but the ammonia concentration Am is adjusted to the ammonia concentration Am. Even if the command injection amount Qtgt of the reducing agent is not corrected based on this, the present invention can be applied. Even in this case, the detected ammonia concentration Am is not less than the threshold value Am0 and the command injection amount Qtgt or the valve opening DUTY ratio is less than the threshold value or the command injection amount Qtgt is zero for a predetermined time. When continuing for more than tw, it can be determined that there is leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34.

3.還元剤噴射弁の漏れ診断方法
次に、本実施形態の制御装置60によって行われる還元剤噴射弁34の漏れ診断方法の一例を図4のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
3. Next, an example of a leakage diagnosis method for the reducing agent injection valve 34 performed by the control device 60 of the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

まず、スタート後のステップS1においてアンモニア濃度Amを読み込んだ後、ステップS2において還元剤の指示噴射量Qtgtの補正を行う補正係数fを求める。次いで、ステップS3において、排気温度Tgasや触媒温度Tcat、内燃機関5の回転数Neやアクセル操作量Acc等の運転状態に関する情報を読み込むとともに、ステップS4において、ステップS3で読み込んだ情報及びステップS2で求めた補正係数fに基づいて還元剤の指示噴射量Qtgt(Qtgt’)を算出する。そして、ステップS5において、指示噴射量Qtgt(Qtgt’)に従って還元剤の噴射制御を実行する。   First, after the ammonia concentration Am is read in Step S1 after the start, a correction coefficient f for correcting the command injection amount Qtgt of the reducing agent is obtained in Step S2. Next, in step S3, information on the operating state such as the exhaust gas temperature Tgas, the catalyst temperature Tcat, the rotational speed Ne of the internal combustion engine 5 and the accelerator operation amount Acc is read. In step S4, the information read in step S3 and in step S2 are read. Based on the obtained correction coefficient f, a command injection amount Qtgt (Qtgt ′) of the reducing agent is calculated. In step S5, reducing agent injection control is executed in accordance with the command injection amount Qtgt (Qtgt ').

次いで、ステップS6において、ステップS1で読み込まれたアンモニア濃度Amが閾値Am0以上であるか否かを判別する。アンモニア濃度Amが閾値Am0未満の場合にはステップS13に進み、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れは無いと判定し、ステップS14において、タイマが作動しているのであればタイマを停止した後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、アンモニア濃度Amが閾値Am0以上の場合にはステップS7に進み、ステップS2で求められた補正係数fが閾値f0未満であるか否かを判定する。   Next, in step S6, it is determined whether or not the ammonia concentration Am read in step S1 is greater than or equal to a threshold value Am0. If the ammonia concentration Am is less than the threshold value Am0, the process proceeds to step S13, where it is determined that there is no leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34. In step S14, the timer is stopped if the timer is operating. Later, this routine is terminated and the process returns to the start. On the other hand, if the ammonia concentration Am is greater than or equal to the threshold value Am0, the process proceeds to step S7, and it is determined whether or not the correction coefficient f obtained in step S2 is less than the threshold value f0.

補正係数fが閾値f0以上となっている場合にはステップS13に進み、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れは無いと判定し、ステップS14において、タイマが作動しているのであればタイマを停止した後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。一方、補正係数fが閾値f0未満の場合にはステップS8に進み、タイマが作動中であるか否かを判別する。タイマが作動していない場合にはステップS9に進み、タイマを作動させた後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。   If the correction coefficient f is equal to or greater than the threshold value f0, the process proceeds to step S13, where it is determined that there is no leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve 34, and if the timer is operating in step S14, the timer After stopping, this routine is finished and the process returns to the start. On the other hand, if the correction coefficient f is less than the threshold value f0, the process proceeds to step S8 to determine whether or not the timer is operating. If the timer is not operating, the process proceeds to step S9. After the timer is operated, this routine is terminated and the process returns to the start.

一方、タイマが作動中である場合にはステップS10に進み、タイマ値が所定時間twを経過しているか否かを判別する。タイマ値が所定時間twを経過していない場合にはそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、タイマ値が所定時間twを経過している場合にはステップS11に進み、還元剤噴射弁34からの還元剤の漏れが有ると判定する。   On the other hand, if the timer is operating, the process proceeds to step S10, and it is determined whether or not the timer value has passed a predetermined time tw. If the timer value has not passed the predetermined time tw, this routine is terminated and the process returns to the start. On the other hand, if the timer value has passed the predetermined time tw, the process proceeds to step S11 and the reducing agent injection valve 34 is started. It is determined that there is leakage of the reducing agent from

還元剤の漏れが有ると判定されると、ステップS12において、還元剤噴射装置30の作動を停止させるとともに、警告手段を作動させて運転者等に異常を知らせたうえで、診断のフローを終了する。   If it is determined that there is a leakage of the reducing agent, in step S12, the operation of the reducing agent injection device 30 is stopped and the warning means is operated to notify the driver and the like, and then the diagnosis flow is finished. To do.

以上説明したように、本実施形態の還元剤噴射弁の漏れ診断装置によれば、還元剤噴射弁34からの還元剤の噴射量が少ないにもかかわらず、還元触媒20よりも下流側において比較的高い濃度のアンモニアが検出されるような矛盾した状態となっている場合に、還元剤噴射弁34から還元剤が漏れ出していると判定される。したがって、還元剤噴射装置30の作動を停止させるなどして、還元剤噴射弁34を交換するまでの間にアンモニアが大気中に放出されることが防止される。   As described above, according to the reducing agent injection valve leakage diagnosis apparatus of the present embodiment, the comparison is made on the downstream side of the reducing catalyst 20 even though the reducing agent injection amount from the reducing agent injection valve 34 is small. When the state is such that a high concentration of ammonia is detected, it is determined that the reducing agent has leaked from the reducing agent injection valve 34. Therefore, ammonia is prevented from being released into the atmosphere until the reducing agent injection valve 34 is replaced, for example, by stopping the operation of the reducing agent injection device 30.

5:内燃機関、10:排気浄化装置、11:排気管、14:センサ、20:還元触媒、30:還元剤噴射装置、31:貯蔵タンク、34:還元剤噴射弁、41:ポンプ、43:圧力センサ、57:第1の還元剤供給通路、58:第2の還元剤供給通路、59:循環通路、60:制御装置(還元剤噴射弁の漏れ診断装置)、61:ポンプ駆動制御手段、62:アンモニア濃度検出手段、63:指示噴射量演算手段、64:還元剤噴射弁制御手段、65:漏れ判定手段 5: Internal combustion engine, 10: Exhaust gas purification device, 11: Exhaust pipe, 14: Sensor, 20: Reduction catalyst, 30: Reducing agent injection device, 31: Storage tank, 34: Reducing agent injection valve, 41: Pump, 43: Pressure sensor, 57: first reducing agent supply passage, 58: second reducing agent supply passage, 59: circulation passage, 60: control device (reducing agent injection valve leakage diagnosis device), 61: pump drive control means, 62: Ammonia concentration detection means, 63: Instruction injection amount calculation means, 64: Reducing agent injection valve control means, 65: Leak determination means

Claims (6)

アンモニアを用いて排気ガス中のNOXを浄化する還元触媒と、前記アンモニアを生成可能な還元剤を前記還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断装置において、
前記還元剤の指示噴射量に基づいて前記還元剤噴射弁の開閉を制御する還元剤噴射弁制御手段と、
前記還元触媒よりも下流側に備えられたセンサのセンサ信号に基づいて前記下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、
前記還元剤の指示噴射量及び前記アンモニア濃度の情報に基づいて前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、
を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
A reduction catalyst comprising: a reduction catalyst that purifies NO x in exhaust gas using ammonia; and a reducing agent injection valve that injects a reducing agent capable of generating ammonia into an exhaust passage upstream of the reduction catalyst. In the reducing agent injection valve leakage diagnosis device for diagnosing the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve in the agent injection device,
Reducing agent injection valve control means for controlling opening and closing of the reducing agent injection valve based on an instruction injection amount of the reducing agent;
Ammonia concentration detection means for detecting the ammonia concentration in the exhaust gas on the downstream side based on a sensor signal of a sensor provided on the downstream side of the reduction catalyst;
Leak determination means for determining the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve based on the information on the instructed injection amount of the reducing agent and the ammonia concentration;
A leakage diagnosis apparatus for a reducing agent injection valve, comprising:
前記還元剤噴射弁制御手段は、前記アンモニア濃度が許容範囲内に抑えられるように前記還元剤噴射弁による前記還元剤の噴射量を補正するように構成され、
前記漏れ判定手段は、前記アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記噴射量の補正に用いられる補正係数が所定値未満であるときに、前記還元剤の漏れが有ると判定することを特徴とする請求項1に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。
The reducing agent injection valve control means is configured to correct the amount of injection of the reducing agent by the reducing agent injection valve so that the ammonia concentration is suppressed within an allowable range,
The leakage determination means determines that there is leakage of the reducing agent when the ammonia concentration is equal to or higher than a predetermined concentration and a correction coefficient used for correcting the injection amount is less than a predetermined value. The leakage diagnosis apparatus for a reducing agent injection valve according to claim 1.
前記漏れ判定手段は、前記アンモニア濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記還元剤の指示噴射量又は前記補正係数が所定値未満である状態が所定時間以上継続したときに、前記還元剤の漏れが有ると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。   The leakage determination means detects the leakage of the reducing agent when the ammonia concentration is equal to or higher than a predetermined concentration and the indicated injection amount of the reducing agent or the correction coefficient is less than a predetermined value for a predetermined time or longer. The leakage diagnosis device for a reducing agent injection valve according to claim 1 or 2, wherein the leakage diagnosis device for a reducing agent injection valve according to claim 1 or 2 is determined. 前記漏れ判定手段によって前記還元剤の漏れが有るとされたときに前記還元剤噴射装置の作動を停止させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置。   4. The reducing agent injection valve according to claim 1, wherein when the leakage determining unit determines that the reducing agent leaks, the operation of the reducing agent injection device is stopped. 5. Leakage diagnostic device. アンモニアを用いて排気ガス中のNOXを浄化する還元触媒と、前記アンモニアを生成可能な還元剤を前記還元触媒よりも上流側の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を診断するための還元剤噴射弁の漏れ診断方法において、
前記還元剤の指示噴射量を読み込むとともに前記還元触媒よりも下流側における排気ガス中のアンモニア濃度を検出し、前記還元剤の指示噴射量及び前記アンモニア濃度の情報に基づいて前記還元剤噴射弁からの前記還元剤の漏れの有無を判定することを特徴とする還元剤噴射弁の漏れ診断方法。
A reduction catalyst comprising: a reduction catalyst that purifies NO x in exhaust gas using ammonia; and a reducing agent injection valve that injects a reducing agent capable of generating ammonia into an exhaust passage upstream of the reduction catalyst. In the reducing agent injection valve leakage diagnosis method for diagnosing the presence or absence of leakage of the reducing agent from the reducing agent injection valve in the agent injection device,
The instruction injection amount of the reducing agent is read, the ammonia concentration in the exhaust gas downstream from the reduction catalyst is detected, and from the reducing agent injection valve based on the information on the instruction injection amount of the reducing agent and the ammonia concentration. A method for diagnosing leakage of a reducing agent injection valve, wherein the presence or absence of leakage of the reducing agent is determined.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の還元剤噴射弁の漏れ診断装置を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。   An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising the leakage diagnosis device for a reducing agent injection valve according to any one of claims 1 to 4.
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