JP2012145052A - Degradation detecting device of scr system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a degradation detecting device of an SCR system capable of precisely detecting the degradation of an SCR catalyst even in the case NOratio transiently changes.SOLUTION: An ECU 50 calculates a real cleaning ratio (step 100), estimates an NOratio from the calculated real cleaning ratio (step 110), and determines whether or not the difference of the estimated NOratio and the value thereof at preceding time is less than a certain value (step 120). The ECU 50 determines whether or not the adsorbing quantity of an SCR catalyst is unsaturated (step 140) in the case it is determined that the difference is not less than the certain value in the step 120. The ECU 50 calculates an adsorption change quantity of components derived from the NO(step 150) and a correction coefficient from the calculated adsorption change quantity (step 160) in the case it is determined that the adsorption quantity of the SCR catalyst is unsaturated in the step 140.

Description

この発明は、SCR(Selective Catalytic Reduction)システムの劣化検出装置に関し、より詳細には、SCRシステムを構成するSCR触媒の劣化等を検出するSCRシステムの劣化検出装置に関する。   The present invention relates to a degradation detection device for an SCR (Selective Catalytic Reduction) system, and more particularly to a degradation detection device for an SCR system that detects degradation of an SCR catalyst constituting the SCR system.

従来、例えば特許文献1には、SCR触媒の上下流におけるNOx(NOおよびNOをいう。以下同じ。)の濃度から算出したNOx浄化率と、触媒非劣化時のNOx浄化率とを比較してSCR触媒の劣化を診断する装置において、この触媒非劣化時のNOx浄化率に、SCR触媒の温度に関する所要の補正を行うことが開示されている。SCR触媒はその温度によってNOx浄化能力が変化する。そのため、上記所要の補正として、触媒非劣化時のNOx浄化率に、SCR触媒の温度分に相当する補正係数を乗算する処理を行う。これにより、SCR触媒の温度による浄化能力の変化の影響を排除した上で、SCR触媒の劣化を診断できる。 Conventionally, for example, Patent Document 1 compares the NOx purification rate calculated from the concentration of NOx (refer to NO and NO 2. Hereinafter the same.) At upstream and downstream of the SCR catalyst, and a NOx purification rate at the time of the catalyst non-degraded In the apparatus for diagnosing the deterioration of the SCR catalyst, it is disclosed that a necessary correction relating to the temperature of the SCR catalyst is performed on the NOx purification rate when the catalyst is not deteriorated. The SCR catalyst changes its NOx purification capacity depending on its temperature. Therefore, as the required correction, a process of multiplying the NOx purification rate when the catalyst is not deteriorated by a correction coefficient corresponding to the temperature of the SCR catalyst is performed. Thereby, the deterioration of the SCR catalyst can be diagnosed after eliminating the influence of the change in the purification capacity due to the temperature of the SCR catalyst.

また、例えば特許文献2には、SCR触媒の上下流におけるNOx濃度を検出する2つのNOxセンサや、SCR触媒にNOx還元剤としてのアンモニア添加手段を備えたSCRシステムにおいて、この2つのNOxセンサのセンサ値からNOx浄化率を算出する際に、センサ値に対して所要の補正を行うことが開示されている。SCR触媒に流入する排気中のNOx濃度が一定であっても、NOx中のNO比率が異なれば、NOxセンサの出力値に違いが生じる。また、SCR触媒上では、NOxとアンモニアの反応が進行するが、この反応の反応速度は、SCR触媒の温度領域により異なる。つまり、NO比率やSCR触媒の温度領域が異なれば、NOx浄化率に違いが生じる。このような観点から、上記特許文献2では、上記所要の補正として、センサ値に対して、NO比率やSCR触媒の温度の変化分に相当する補正係数を乗算している。 Further, for example, in Patent Document 2, in an SCR system in which two NOx sensors for detecting upstream and downstream NOx concentrations of an SCR catalyst and an ammonia adding means as a NOx reducing agent are provided in the SCR catalyst, these two NOx sensors are described. It is disclosed that when the NOx purification rate is calculated from the sensor value, a necessary correction is performed on the sensor value. Even if the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the SCR catalyst is constant, if the NO 2 ratio in the NOx is different, the output value of the NOx sensor is different. In addition, the reaction of NOx and ammonia proceeds on the SCR catalyst, but the reaction rate of this reaction varies depending on the temperature range of the SCR catalyst. That is, if the NO 2 ratio and the temperature range of the SCR catalyst are different, the NOx purification rate is different. From this point of view, in Patent Document 2, as the required correction, the sensor value is multiplied by a correction coefficient corresponding to the change in the NO 2 ratio or the temperature of the SCR catalyst.

特開平11−117726号公報JP-A-11-117726 特開2010−133375号公報JP 2010-133375 A

上記特許文献2においては、NO比率が定常であることを前提として上記所要の補正を行なっている。しかしながら、NO比率は内燃機関の運転条件等によって過渡的に変化することがあり、定常のみを前提とした補正では、センサ値の補正が不十分となる可能性が高い。従って、このようなセンサ補正値を用いれば、SCR触媒の劣化診断精度が低下するという問題があった。 In Patent Document 2, the required correction is performed on the assumption that the NO 2 ratio is steady. However, the NO 2 ratio may change transiently depending on the operating conditions of the internal combustion engine, etc., and it is highly possible that the correction of the sensor value will be insufficient with the correction based on only the steady state. Therefore, when such a sensor correction value is used, there is a problem that the degradation diagnosis accuracy of the SCR catalyst is lowered.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものである。即ち、NO比率が過渡的に変化した場合でも、SCR触媒の劣化を精度高く検出可能なSCRシステムの劣化検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a deterioration detection device for an SCR system that can accurately detect deterioration of an SCR catalyst even when the NO 2 ratio changes transiently.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、SCRシステムの劣化検出装置であって、
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のNOx由来成分を吸着するSCR触媒と、
前記SCR触媒の上流および下流におけるNOx濃度から、前記SCR触媒におけるNOx浄化率を算出するNOx浄化率算出手段と、
前記NOx浄化率算出手段で算出した前記NOx浄化率と、前記SCR触媒の温度とから、前記SCR触媒に流入する排気中のNO比率を推定するNO比率推定手段と、
前記NO比率推定手段で推定した前記NO比率の変化に伴い増減する前記NOx由来成分の吸着量に応じて、前記NOx浄化率算出手段で算出した前記NOx浄化率を補正する浄化率補正手段と、
前記浄化率補正手段で補正した後の補正後NOx浄化率と、所定の劣化判定値とを比較して前記SCR触媒の劣化を判定するSCR触媒劣化判定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a deterioration detection apparatus for an SCR system,
An SCR catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and adsorbing a NOx-derived component in the exhaust;
NOx purification rate calculating means for calculating a NOx purification rate in the SCR catalyst from NOx concentrations upstream and downstream of the SCR catalyst;
And the NOx purification rate calculated by the NOx purification ratio calculating means, and a temperature of the SCR catalyst, and NO 2 ratio estimating means for estimating the NO 2 proportion in the exhaust gas flowing into the SCR catalyst,
A purification rate correction unit that corrects the NOx purification rate calculated by the NOx purification rate calculation unit according to the adsorption amount of the NOx-derived component that increases or decreases with a change in the NO 2 ratio estimated by the NO 2 rate estimation unit. When,
SCR catalyst deterioration determination means for determining deterioration of the SCR catalyst by comparing the corrected NOx purification rate after correction by the purification rate correction means with a predetermined deterioration determination value;
It is characterized by providing.

第2の発明は、第1の発明において、
前記SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に設けられた酸化触媒と、
前記SCR触媒にNOx還元剤を添加するNOx還元剤添加手段と、
前記NO比率推定手段で推定した前記NO比率の推定値間偏差が、所定の過渡判定値以上か否かを判定する過渡判定手段と、
前記推定値間偏差が前記所定の過渡判定値以上の場合に、前記補正後NOx浄化率の浄化率間の変化度合いと、前記SCR触媒へ添加したNOx還元剤の添加量間の変化度合いとを用いて、前記酸化触媒および前記NOx還元剤添加手段の何れが故障しているかを特定する故障特定手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the SCR catalyst;
NOx reducing agent addition means for adding a NOx reducing agent to the SCR catalyst;
Transient determination means for determining whether a deviation between the estimated values of the NO 2 ratio estimated by the NO 2 ratio estimation means is equal to or greater than a predetermined transient determination value;
When the deviation between the estimated values is equal to or greater than the predetermined transient determination value, the degree of change between the purification rates of the corrected NOx purification rate and the degree of change between the addition amounts of the NOx reducing agent added to the SCR catalyst. A failure identifying means for identifying which of the oxidation catalyst and the NOx reducing agent addition means is malfunctioning;
It is characterized by providing.

第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記故障特定手段は、前記浄化率間の変化度合いが前記添加量間の変化度合いよりも大きい場合には前記酸化触媒の故障と特定し、前記浄化率間の変化度合いが前記添加量間の変化度合いよりも小さい場合には前記NOx還元剤添加手段の故障と特定することを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The failure identifying means identifies a failure of the oxidation catalyst when the degree of change between the purification rates is greater than the degree of change between the addition amounts, and the degree of change between the purification rates is a change between the addition amounts. When it is smaller than the degree, it is specified that the NOx reducing agent adding means is out of order.

NO比率が変化すれば、NOx由来成分のSCR触媒上への吸着量が変化する。特に、NO比率が過渡的に変化すれば、この吸着量の変化が大きい。第1の発明によれば、NO比率推定手段で推定したNO比率の変化に伴い増減するNOx由来成分の吸着量に応じて、NOx浄化率を補正することができる。従って、NO比率の定常、過渡に関わらず、SCR触媒の劣化判定を精度高く実施できる。 If the NO 2 ratio changes, the adsorption amount of the NOx-derived component on the SCR catalyst changes. In particular, if the NO 2 ratio changes transiently, this change in adsorption amount is large. According to the first aspect of the invention, the NOx purification rate can be corrected according to the amount of adsorption of the NOx-derived component that increases or decreases with the change in the NO 2 ratio estimated by the NO 2 ratio estimating means. Therefore, the deterioration determination of the SCR catalyst can be performed with high accuracy regardless of whether the NO 2 ratio is steady or transient.

第1の発明によれば、NO比率の定常、過渡に関わらず、NOx浄化率を一定値に補正できる。しかしながら、酸化触媒やNOx還元剤添加手段に故障が発生した場合には、補正後のNOx浄化率に乖離が生じる。第2および第3の発明によれば、このような乖離が生じた場合に、浄化率補正手段で補正した後のNOx浄化率の浄化率間の変化度合いと、SCR触媒へ添加したNOx還元剤の添加量間の変化度合いとを用いて、酸化触媒およびNOx還元剤添加手段の何れが故障しているかを特定することができる。従って、酸化触媒やNOx還元剤添加手段の故障の発生によって、SCR触媒の劣化判定精度が低下することを予め防止できる。 According to the first invention, the NOx purification rate can be corrected to a constant value regardless of whether the NO 2 ratio is steady or transient. However, when a failure occurs in the oxidation catalyst or the NOx reducing agent addition means, a deviation occurs in the corrected NOx purification rate. According to the second and third inventions, when such a divergence occurs, the degree of change between the purification rates of the NOx purification rate after correction by the purification rate correction means and the NOx reducing agent added to the SCR catalyst It is possible to specify which of the oxidation catalyst and the NOx reducing agent addition means is malfunctioning using the degree of change between the addition amounts of NO. Therefore, it is possible to prevent in advance that the degradation determination accuracy of the SCR catalyst is lowered due to the occurrence of a failure of the oxidation catalyst or the NOx reducing agent addition means.

実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。2 is a diagram for describing a system configuration according to Embodiment 1. FIG. SCR触媒の劣化判定手法に用いる換算マップの一例である。It is an example of the conversion map used for the deterioration determination method of an SCR catalyst. 図2の換算マップを用いた場合におけるNO比率、補正係数およびNOx浄化率の時間変化を示した図である。NO 2 ratio in the case of using the conversion map in FIG. 2 is a diagram showing the time variation of the correction coefficient and the NOx purification rate. SCR触媒上での浄化反応のメカニズムを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the mechanism of the purification reaction on an SCR catalyst. 実施の形態1におけるSCR触媒流入NOx濃度(ppm)、実浄化率(%)、SCR触媒における吸着率(%)、過渡補正係数および補正後のNOx浄化率を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the SCR catalyst inflow NOx concentration (ppm), the actual purification rate (%), the adsorption rate (%) in the SCR catalyst, the transient correction coefficient, and the corrected NOx purification rate in the first embodiment. 実施の形態1において、ECU50により実行される過渡補正制御を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing transient correction control executed by an ECU 50 in the first embodiment. SCR触媒に流入するNO比率、SCR触媒に流入するNOx量および補正後のNOx浄化率の時間変化を示した図である。NO 2 ratio flowing into the SCR catalyst is a diagram showing a time change of the NOx amount and the NOx purification ratio after the correction flowing into the SCR catalyst. 実施の形態2において、ECU50により実行される過渡補正制御を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing transient correction control executed by an ECU 50 in the second embodiment. NO比率の定常/過渡の変化度合いと、尿素添加量の定常/過渡の変化度合いとの関係を示した特性線図である。It is a characteristic diagram showing the relationship between the steady / transient change degree of the NO 2 ratio and the steady / transient change degree of the urea addition amount.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
以下、図1乃至図6を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン10を備えている。エンジン10の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system according to the present embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine. The number of cylinders and the cylinder arrangement of the engine 10 are not particularly limited.

エンジン10の排気通路12には、上流側から順に、排気ガス中に含まれるHC、COやNOを酸化するCCO(catalytic converter oxidation)14と、排気ガス中の粒子状物質(particulate matter)を捕集して燃焼除去するDPR(Diesel Particulate Reduction)16と、排気ガス中のNOxを浄化する触媒としてのSCR触媒18とが直列に設けられている。   In the exhaust passage 12 of the engine 10, in order from the upstream side, a CCO (catalytic converter oxidation) 14 that oxidizes HC, CO, and NO contained in the exhaust gas and particulate matter in the exhaust gas are captured. A DPR (Diesel Particulate Reduction) 16 that collects and removes combustion and an SCR catalyst 18 as a catalyst for purifying NOx in the exhaust gas are provided in series.

また、SCR触媒18よりも上流側の排気通路12には、NOx還元剤としての尿素を供給するための尿素添加弁20が設けられている。尿素添加弁20は、内部に尿素水を蓄える尿素タンク22と供給ポンプ(図示しない)を介して接続されている。尿素タンク22内の尿素水は、この供給ポンプを駆動することで、尿素添加弁20からSCR触媒18に向かって噴射供給されるものとする。尿素添加弁20、尿素タンク22は、上記供給ポンプや後述するECU50と共に尿素添加システム30を構成している。   Further, a urea addition valve 20 for supplying urea as a NOx reducing agent is provided in the exhaust passage 12 upstream of the SCR catalyst 18. The urea addition valve 20 is connected to a urea tank 22 that stores urea water therein via a supply pump (not shown). It is assumed that the urea water in the urea tank 22 is injected and supplied from the urea addition valve 20 toward the SCR catalyst 18 by driving the supply pump. The urea addition valve 20 and the urea tank 22 constitute a urea addition system 30 together with the supply pump and an ECU 50 described later.

また、本実施の形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の入力側には、SCR触媒18の下流側に設けられたNOxセンサ24やその他車両やエンジン10の制御に必要な各種のセンサ(例えば、エンジン回転数やクランク角を検出するクランク角センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ等)が接続されている。一方、ECU50の出力側には、尿素添加弁20を含む各種のアクチュエータが接続されている。ECU50は、上述した各種センサによりエンジン10の運転情報を検出し、その検出結果に基づいて各アクチュエータを駆動することにより各種の制御を行っている。   Further, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. On the input side of the ECU 50, a NOx sensor 24 provided on the downstream side of the SCR catalyst 18 and other various sensors necessary for controlling the vehicle and the engine 10 (for example, a crank angle sensor for detecting the engine speed and the crank angle, An air-fuel ratio sensor for detecting the exhaust air-fuel ratio, a throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve, etc.) are connected. On the other hand, various actuators including the urea addition valve 20 are connected to the output side of the ECU 50. The ECU 50 detects the operation information of the engine 10 by the various sensors described above, and performs various controls by driving the actuators based on the detection results.

[実施の形態1の特徴]
ところで、SCR触媒18が劣化すればそれだけ浄化能力が低下するので、SCR触媒18の劣化は、精度高く検出できることが望ましい。ここで、SCR触媒の劣化判定手法の一つとして、NOxセンサ等を使用してSCR触媒の上下流におけるNOx濃度を検出或いは推定し、これらに基づいて実際のNOx浄化率(以下、「実浄化率」ともいう。)を算出し、次いで、この実浄化率をある規定状態(基準状態)のNOx浄化率に換算した上で、劣化判定用の閾値と比較するものがある。
[Features of Embodiment 1]
By the way, if the SCR catalyst 18 is deteriorated, the purification capability is reduced accordingly. Therefore, it is desirable that the deterioration of the SCR catalyst 18 can be detected with high accuracy. Here, as one of the SCR catalyst deterioration determination methods, a NOx sensor or the like is used to detect or estimate the NOx concentration in the upstream and downstream of the SCR catalyst, and an actual NOx purification rate (hereinafter referred to as “actual purification”) based on these. In some cases, the actual purification rate is converted into a NOx purification rate in a specified state (reference state) and compared with a threshold value for deterioration determination.

図2は、このようなSCR触媒の劣化判定手法に用いる換算マップの一例を示したものである。図2の換算マップは、SCR触媒におけるNOx浄化率を、NOx中のNO比率とSCR触媒の温度(床温)とで規定したものである。これは、SCR触媒におけるNOx浄化率が、NOx中のNO比率とSCR触媒の温度とによって変化するからである。具体的には、図2に示すように、NO比率が一定であればSCR触媒の温度が高くなるほどNOx浄化率が上昇し、SCR触媒の温度が一定であればNO比率50%付近においてNOx浄化率が最も高くなる。 FIG. 2 shows an example of a conversion map used for such an SCR catalyst deterioration determination method. The conversion map of FIG. 2 defines the NOx purification rate in the SCR catalyst by the NO 2 ratio in NOx and the temperature (bed temperature) of the SCR catalyst. This is because the NOx purification rate in the SCR catalyst changes depending on the NO 2 ratio in NOx and the temperature of the SCR catalyst. Specifically, as shown in FIG. 2, if the NO 2 ratio is constant, the NOx purification rate increases as the temperature of the SCR catalyst increases, and if the SCR catalyst temperature is constant, the NO 2 ratio is around 50%. The NOx purification rate becomes the highest.

実浄化率の換算は、具体的に、現在の状態(実浄化率算出時の状態)と、規定状態との間の乖離分を補正することにより行われる。例えば、現在SCR触媒の温度が200℃で、NO比率が30%であるとする。この場合、図2の換算マップを参照し、規定状態(SCR触媒の温度280℃、NO比率50%)に対する乖離分に相当する補正係数を乗算して、規定状態のNOx浄化率に換算する。 Specifically, the conversion of the actual purification rate is performed by correcting the difference between the current state (the state at the time of calculating the actual purification rate) and the specified state. For example, it is assumed that the temperature of the SCR catalyst is 200 ° C. and the NO 2 ratio is 30%. In this case, with reference to the conversion map of FIG. 2, the correction coefficient corresponding to the deviation from the specified state (SCR catalyst temperature 280 ° C., NO 2 ratio 50%) is multiplied to convert to the NOx purification rate in the specified state. .

図3は、図2の換算マップを用いた場合におけるNO比率、補正係数およびNOx浄化率(実浄化率および補正後のNOx浄化率)の時間変化を示した図である。時刻tから時刻tにかけて(SCR触媒の温度は一定とする)、NO比率が約40%から約60%へ緩やかに変化したとする(図3(a))。この場合、補正係数は、図2の換算マップを参照して、約50%近傍で最小となるように変更される(図3(b))。このような補正係数を実浄化率に乗算すれば、補正後のNOx浄化率は常に一定値となる(図3(c))。従って、NO比率の変化による影響を排除した劣化判定が可能となる。なお、NO比率と同時にSCR触媒の温度が変化する場合には、図3(b)の補正係数に、この温度変化分の補正係数を更に乗算すればよい。 FIG. 3 is a diagram showing temporal changes in the NO 2 ratio, correction coefficient, and NOx purification rate (actual purification rate and corrected NOx purification rate) when the conversion map of FIG. 2 is used. It is assumed that the NO 2 ratio gradually changes from about 40% to about 60% from time t 0 to time t 1 (the temperature of the SCR catalyst is constant) (FIG. 3A). In this case, the correction coefficient is changed so as to be the minimum in the vicinity of about 50% with reference to the conversion map of FIG. 2 (FIG. 3B). By multiplying the actual purification rate by such a correction coefficient, the corrected NOx purification rate is always a constant value (FIG. 3 (c)). Accordingly, it is possible to determine the deterioration while eliminating the influence due to the change in the NO 2 ratio. When the temperature of the SCR catalyst changes simultaneously with the NO 2 ratio, the correction coefficient shown in FIG. 3B may be further multiplied by the correction coefficient corresponding to the temperature change.

しかしながら、図2の換算マップは、NO比率が定常の場合で成立するものであり、エンジン10の運転条件によってNO比率が過渡的に変化する場合には、必ずしも成立しない。何故ならば、NO比率が過渡的に変化した場合には、NO 、NO 、NHNOといったNO由来成分のSCR触媒上への吸着量が過渡的に変化するからである。これらの吸着量の過渡的な変化に関して、図4を参照して説明する。図4は、SCR触媒上での浄化反応のメカニズムを模式的に示した図である。 However, the conversion map of FIG. 2 is established when the NO 2 ratio is steady, and is not necessarily established when the NO 2 ratio changes transiently depending on the operating conditions of the engine 10. This is because, when the NO 2 ratio is changed transitionally is, NO 2 -, NO 3 -, because adsorption amount onto SCR catalyst NO 2 derived components such as NH 4 NO 3 changes transitionally is there. These transient changes in the amount of adsorption will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the mechanism of the purification reaction on the SCR catalyst.

図4に示すように、SCR触媒上では、下記式(i)〜(vii)の反応が競合的に進行すると考えられている。
2NO+O→2NO ・・・(i)
2NO+O2−→2NO ・・・(ii)
NO +NH →NHNO ・・・(iii)
NHNO→NH+HNO ・・・(iv)
NHNO→NO+2HO ・・・(v)
NO +NO→NO +NO ・・・(vi)
NO +NH →N+2HO ・・・(vii)
As shown in FIG. 4, it is considered that the reactions of the following formulas (i) to (vii) proceed competitively on the SCR catalyst.
2NO + O 2 → 2NO 2 (i)
2NO 2 + O 2− → 2NO 3 (ii)
NO 3 + NH 4 + → NH 4 NO 3 (iii)
NH 4 NO 3 → NH 3 + HNO 3 (iv)
NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O (v)
NO 3 + NO → NO 2 + NO 2 (vi)
NO 2 - + NH 4 + → N 2 + 2H 2 O ··· (vii)

例えば、SCR触媒に流入するNO比率が増加すれば、上記式(ii)の反応が右方向に進行してNO が生成する。NO が生成すれば、上記式(iii)の反応が右方向に進行してNHNOが生成する。ここで、生成したNO やNHNOは、その吸着量が飽和するまでは、SCR触媒に吸着され続ける。NO やNHNOが吸着され続ければ、NO比率が増加しているにも関わらず、SCR触媒の下流側のNOx濃度は変化しないので、見かけ上、実浄化率が上昇する。 For example, if the ratio of NO 2 flowing into the SCR catalyst increases, the reaction of the above formula (ii) proceeds to the right and NO 3 is generated. If NO 3 is generated, the reaction of the above formula (iii) proceeds in the right direction to generate NH 4 NO 3 . Here, the produced NO 3 and NH 4 NO 3 continue to be adsorbed by the SCR catalyst until the adsorption amount is saturated. If NO 3 or NH 4 NO 3 continues to be adsorbed, the NOx concentration on the downstream side of the SCR catalyst does not change despite the increase in the NO 2 ratio, and the actual purification rate apparently increases.

一方、SCR触媒に流入するNO比率が減少すれば(NO比率が上昇すれば)、上記式(vi)の反応が右方向に進行してNO やNOが生成する。ここで、生成したNO は、NO やNHNO同様、SCR触媒の吸着量が飽和するまで吸着される。ところが、生成したNOはSCR触媒の下流側に流出するので、SCR触媒の下流側のNOx濃度が上昇し、見かけ上、実浄化率が低下する。 On the other hand, if the ratio of NO 2 flowing into the SCR catalyst decreases (if the NO ratio increases), the reaction of the above formula (vi) proceeds in the right direction to generate NO 2 or NO 2 . Here, the produced NO 2 is adsorbed until the adsorbed amount of the SCR catalyst is saturated, like NO 3 and NH 4 NO 3 . However, since the generated NO 2 flows out downstream of the SCR catalyst, the NOx concentration on the downstream side of the SCR catalyst increases and apparently the actual purification rate decreases.

なお、SCR触媒に流入するNO比率の増減が僅かな範囲内にあれば、上記式(ii)、(iii)や(vi)の反応は殆ど進行しないので、上記NO由来成分のSCR触媒上への吸着量は一定と見なすことができる。 Incidentally, if the range increases or decreases slightly in NO 2 ratio flowing into the SCR catalyst, the above formula (ii), since hardly proceeds reaction or (iii) (vi), the SCR catalyst of the NO 2 derived components The amount of adsorption up can be considered constant.

このように、NO比率が変化すれば、上記NO由来成分のSCR触媒上への吸着量が変化する。そのため、過渡的にNO比率が変化すれば、上記NO由来成分の吸着量も同様に過渡的に変化する。即ち、上記NO由来成分のトータルの吸着変化量によりSCR触媒の下流側のNOx濃度が一時的に変化し、実浄化率が一時的に変化する。そこで、本実施の形態においては、過渡的にNO比率が変化した場合に、上記NO由来成分の吸着変化量を加味した過渡補正制御を実施することとした。これにより、過渡的にNO比率が変化した場合であっても、定常時と同様にSCR触媒の劣化を診断できる。 Thus, if the NO 2 ratio changes, the amount of adsorption of the NO 2 -derived component on the SCR catalyst changes. Therefore, if the NO 2 ratio changes transiently, the adsorption amount of the NO 2 -derived component also changes transiently. That is, the NOx concentration on the downstream side of the SCR catalyst is temporarily changed by the total adsorption change amount of the NO 2 -derived component, and the actual purification rate is temporarily changed. Therefore, in the present embodiment, when the NO 2 ratio changes transiently, the transient correction control is performed in consideration of the adsorption change amount of the NO 2 -derived component. As a result, even when the NO 2 ratio changes transiently, the deterioration of the SCR catalyst can be diagnosed in the same manner as in the steady state.

図5は、本実施形態におけるSCR触媒流入NOx濃度(ppm)、実浄化率(%)、SCR触媒における吸着率(%)、過渡補正係数および補正後のNOx浄化率を示すタイミングチャートである。図5では、過渡補正制御が時刻tにおいて開始されたことを示している。図5(a)に示すように、SCR触媒に流入するNOおよびNO濃度は、時刻tにおいて変化し、その後は共に一定値を取る。 FIG. 5 is a timing chart showing the SCR catalyst inflow NOx concentration (ppm), the actual purification rate (%), the adsorption rate (%) in the SCR catalyst, the transient correction coefficient, and the corrected NOx purification rate in this embodiment. In Figure 5, it shows that the transient correction control is started at time t 2. As shown in FIG. 5 (a), NO and NO 2 concentration flowing into the SCR catalyst, changes in the time t 2, the then together takes a constant value.

例えば、NO比率が時刻tにおいて50%から80%に変化したとする。そうすると、NO比率としては、過渡的に変化したことになるので、図5(b)に示すように、時刻tにおいて実浄化率が一気に上昇し、その後一定値に収束する。また、図4の説明の際に述べたように、NO比率が増加すれば、NO やNHNOが生成し、SCR触媒に吸着される。そのため、図5(c)に示すように、NO やNHNOの吸着量は、時刻tから上昇し続け、時刻t以降は一定値となる。時刻t以降にこれらの吸着量が一定値となるのは、SCR触媒に対する吸着量が飽和したからである。 For example, assume that the NO 2 ratio changes from 50% to 80% at time t 2 . Then, since the NO 2 ratio has changed transiently, as shown in FIG. 5B, the actual purification rate rises at a stroke at time t 2 and then converges to a constant value. Further, as described in the description of FIG. 4, when the NO 2 ratio increases, NO 3 or NH 4 NO 3 is generated and adsorbed on the SCR catalyst. Therefore, as shown in FIG. 5C, the adsorption amount of NO 3 or NH 4 NO 3 continues to increase from time t 2 and becomes a constant value after time t 3 . The time t 3 adsorption amount of these later becomes a constant value, because the adsorption amount with respect to the SCR catalyst is saturated.

過渡補正制御は、図5(d)に示すように、時刻tから時刻tまでの間、図5(b)の実浄化率に過渡補正係数を乗算することにより実施される。過渡補正係数は、上記NO由来成分の吸着変化量から決定できる。ここで、上記NO由来成分の吸着変化量は、SCR触媒に既に吸着済みの上記NO由来成分の吸着量と、SCR触媒に流入するNO比率の変化度とによって表されるモデルによって算出できる。これにより、図5(e)に示すように、補正後のNOx浄化率は、時刻tの前後で一定値を取ることになるので、定常時と同様にSCR触媒の劣化を診断できる。 Transient correction control, as shown in FIG. 5 (d), between the time t 2 to time t 3, is carried out by multiplying the transient correction factor the actual purification rate of FIG. 5 (b). The transient correction coefficient can be determined from the adsorption change amount of the NO 2 -derived component. Here, the adsorption amount of change in the NO 2 derived component calculation, the previously adsorbed amount of adsorption already said NO 2 derived components in the SCR catalyst, the model represented by the change of the NO 2 ratio entering the SCR catalyst it can. Thus, as shown in FIG. 5 (e), NOx purifying ratio after correction, so takes a certain value before and after the time t 2, the as with steady diagnose the deterioration of the SCR catalyst.

[実施の形態1における具体的処理]
次に、図6を参照して、上述した過渡補正制御を実現するための具体的な処理について説明する。図6は、本実施の形態において、ECU50により実行される過渡補正制御を示すフローチャートである。なお図6に示すルーチンは、エンジン10の運転時に定期的に繰り返して実行されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 1]
Next, specific processing for realizing the above-described transient correction control will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing transient correction control executed by the ECU 50 in the present embodiment. Note that the routine shown in FIG. 6 is periodically and repeatedly executed when the engine 10 is in operation.

図6に示すルーチンでは、先ず、ECU50は、実浄化率を算出する(ステップ100)。実浄化率は、SCR触媒18よりも上流側のNOx濃度の推定値と、NOxセンサ24の検出値とによって算出する。なお、この上流側のNOx濃度は、エンジン10の回転数、噴射燃料量、CCO14の温度等に基づき推定する公知の手法により推定できる。   In the routine shown in FIG. 6, first, the ECU 50 calculates the actual purification rate (step 100). The actual purification rate is calculated from the estimated value of the NOx concentration upstream of the SCR catalyst 18 and the detected value of the NOx sensor 24. The upstream NOx concentration can be estimated by a known method that is estimated based on the rotational speed of the engine 10, the amount of injected fuel, the temperature of the CCO 14, and the like.

続いて、ECU50は、ステップ100で算出した実浄化率からNO比率を推定する(ステップ110)。本ステップでは、図2の説明で用いた換算マップをデータ化したものを参照して、NO比率を推定する。続いて、ECU50は、ステップ110で推定したNO比率と、その前回値との偏差が一定値以上か否かを判定する(ステップ120)。本ステップにおいて、一定値には、NO比率が過渡的に変化したと認められる閾値として予めECU50内に記憶されている値を用いる。 Subsequently, the ECU 50 estimates the NO 2 ratio from the actual purification rate calculated in step 100 (step 110). In this step, the NO 2 ratio is estimated by referring to the conversion map used in the description of FIG. 2 as data. Subsequently, the ECU 50 determines whether or not the deviation between the NO 2 ratio estimated in step 110 and the previous value is a certain value or more (step 120). In this step, as the constant value, a value stored in advance in the ECU 50 as a threshold value at which the NO 2 ratio is recognized to change transiently is used.

ステップ120で、上記偏差が一定値未満であると判定された場合には、NO比率は定常であり、上記NO由来成分のSCR触媒18上への吸着量は変化しないと判断できる。そのため、ECU50は、図2の換算マップから補正係数を算出する(ステップ130)。一方、上記偏差が一定値以上であると判定された場合には、ECU50は、SCR触媒18の吸着量が未飽和であるか否かを判定する(ステップ140)。吸着量が未飽和か否かは、例えば、SCR触媒18に吸着した上記NO由来成分の積算値が閾値を超えたか否かで判定できる。 If it is determined in step 120 that the deviation is less than a certain value, it can be determined that the NO 2 ratio is steady and the amount of adsorption of the NO 2 -derived component onto the SCR catalyst 18 does not change. Therefore, the ECU 50 calculates a correction coefficient from the conversion map of FIG. 2 (step 130). On the other hand, when it is determined that the deviation is equal to or greater than a certain value, the ECU 50 determines whether the adsorption amount of the SCR catalyst 18 is not saturated (step 140). Whether or not the adsorption amount is unsaturated can be determined, for example, by whether or not the integrated value of the NO 2 -derived components adsorbed on the SCR catalyst 18 exceeds a threshold value.

ステップ140で、SCR触媒18の吸着量が飽和であると判定された場合には、NO比率の過渡的な変化によらず、上記NO由来成分の吸着量が一定であると判断できる。そのため、ECU50は、定常時と同様に、図2の説明で用いた換算マップをデータ化したものを参照して、NO比率を推定する(ステップ130)。一方、ステップ140で、SCR触媒18の吸着量が未飽和であると判定された場合には、ECU50は、上記NO由来成分の吸着変化量を算出し(ステップ150)、算出した吸着変化量から補正係数を算出する(ステップ160)。 If it is determined in step 140 that the adsorption amount of the SCR catalyst 18 is saturated, it can be determined that the adsorption amount of the NO 2 -derived component is constant regardless of a transient change in the NO 2 ratio. Therefore, the ECU 50 estimates the NO 2 ratio with reference to the conversion map used in the description of FIG. 2 as data, as in the normal state (step 130). On the other hand, if it is determined in step 140 that the adsorption amount of the SCR catalyst 18 is not saturated, the ECU 50 calculates the adsorption change amount of the NO 2 -derived component (step 150), and the calculated adsorption change amount. A correction coefficient is calculated from (step 160).

ステップ130またはステップ160に続いて、ECU50は、これらのステップで算出した補正係数を用いて、ステップ100で算出した実浄化率を補正する(ステップ170)。これにより、補正後のNOx浄化率と劣化判定用の閾値とを比較して、SCR触媒の劣化判定を実施できる(ステップ180)。   Subsequent to step 130 or step 160, the ECU 50 corrects the actual purification rate calculated in step 100 using the correction coefficients calculated in these steps (step 170). Thereby, the NOx purification rate after correction and the threshold value for deterioration determination are compared, and deterioration determination of the SCR catalyst can be performed (step 180).

以上、図6に示したルーチンによれば、NO比率が定常である場合やSCR触媒の吸着量が飽和である場合には、図2の換算マップから補正係数を算出できる。また、NO比率が過渡的に変化する場合には、SCR触媒の吸着量が未飽和であることを前提に、上記NO由来成分の吸着変化量を算出して補正係数を算出できる。従って、NO比率の定常、過渡に関わらず、SCR触媒の劣化判定を精度高く実施できる。 As described above, according to the routine shown in FIG. 6, the correction coefficient can be calculated from the conversion map of FIG. 2 when the NO 2 ratio is steady or when the adsorption amount of the SCR catalyst is saturated. Further, when the NO 2 ratio changes transiently, the correction coefficient can be calculated by calculating the adsorption change amount of the NO 2 -derived component on the assumption that the adsorption amount of the SCR catalyst is not saturated. Therefore, the deterioration determination of the SCR catalyst can be performed with high accuracy regardless of whether the NO 2 ratio is steady or transient.

ところで、上述した実施の形態1においては、図6のステップ120において、ステップ110で推定したNO比率と、その前回値との偏差が一定値以上か否かを判定したが、この判定処理は省略してもよい。上記NO由来成分の吸着変化量は、ステップ110で推定したNO比率と、その前回値との偏差によって算出できるので、これらの偏差が一定値以上か否かは必ずしも判定する必要がない。即ち、ステップ110でNO比率を推定した後、SCR触媒の吸着量が未飽和であるか否かを判定するステップ140の処理を実行しても、本実施の形態と同様の効果が得られる。 By the way, in Embodiment 1 mentioned above, in Step 120 of FIG. 6, it was determined whether or not the deviation between the NO 2 ratio estimated in Step 110 and its previous value is greater than or equal to a certain value. It may be omitted. Since the adsorption change amount of the NO 2 -derived component can be calculated by the deviation between the NO 2 ratio estimated in step 110 and its previous value, it is not always necessary to determine whether or not these deviations are equal to or greater than a certain value. That is, even if the processing of step 140 for determining whether or not the adsorption amount of the SCR catalyst is unsaturated after estimating the NO 2 ratio in step 110, the same effect as in the present embodiment can be obtained. .

なお、上述した実施の形態1においては、ECU50が図6のステップ110の処理を実行することにより上記第1の発明における「NO比率推定手段」が、同図ステップ120,130,150,160の処理を実行することにより上記第1の発明における「浄化率補正手段」が、同図ステップ180の処理を実行することにより上記第1の発明における「SCR触媒劣化判定手段」が、夫々実現されている。 In the first embodiment described above, the “NO 2 ratio estimating means” in the first aspect of the present invention is executed by the ECU 50 executing the process of step 110 of FIG. By executing the process, the “purification rate correction means” in the first invention and the “SCR catalyst deterioration determining means” in the first invention are realized by executing the process of step 180 in FIG. ing.

実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態においては、図1のシステムを用い、図8に示す故障特定制御を実行することをその特徴とする。従って、本実施の形態では、上記実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 2. FIG.
[Features of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that the fault identification control shown in FIG. 8 is executed using the system of FIG. Therefore, in this embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be simplified or omitted.

上記実施の形態1の過渡補正制御によれば、NO比率の定常時と過渡時とで補正係数を個別算出して実浄化率に乗算できるので、補正後のNOx浄化率を常時一定値にできる(図3(c)参照)。ところで、この過渡補正制御は、CCO14や尿素添加システム30が正常に機能していることを前提としている。そのため、仮に、これらに故障が発生した場合には、補正後のNOx浄化率に乖離が生じる場合がある。 According to the transient correction control of the first embodiment, since the correction coefficient can be calculated separately and multiplied by the actual purification rate for the steady state and the transient state of the NO 2 ratio, the corrected NOx purification rate is always set to a constant value. (See FIG. 3C). By the way, this transient correction control is based on the assumption that the CCO 14 and the urea addition system 30 are functioning normally. Therefore, if a failure occurs in these, a difference may occur in the corrected NOx purification rate.

このような乖離の発生について、図7を参照して説明する。図7は、SCR触媒に流入するNO比率、SCR触媒に流入するNOx量(SCR触媒への尿素添加量)および補正後のNOx浄化率の時間変化を示した図である。図7では、時刻tにおいてNO比率が過渡的に変化し、時刻tにおいて尿素添加量が過渡的に変化したことを示している。 The occurrence of such divergence will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing the change over time in the ratio of NO 2 flowing into the SCR catalyst, the amount of NOx flowing into the SCR catalyst (amount of urea added to the SCR catalyst), and the corrected NOx purification rate. FIG. 7 shows that the NO 2 ratio changes transiently at time t 4 and the urea addition amount changes transiently at time t 6 .

上述したように、過渡補正制御を実行すれば、補正後のNOx浄化率を一定にできるので、多少の増減はあるものの、補正後のNOx浄化率は一定値に維持されるはずである。しかしながら、CCO14に故障が発生した場合には、排気ガス中のNOの酸化(即ち、NOへの変換)が不十分となる。そのため、図7(a)に示すようにSCR触媒に流入するNO比率が急激に低下し、同図(c)に示すように、時刻tから時刻tまで補正後のNOx浄化率が一時的に大きく変動する。同様に、尿素添加システム30に故障が発生した場合には、図7(b)に示すように尿素添加量が急激に減少し、同図(c)に示すように、時刻tから時刻tまで補正後のNOx浄化率が一時的に大きく変動する。 As described above, if the transient correction control is executed, the corrected NOx purification rate can be made constant, so the corrected NOx purification rate should be maintained at a constant value, although there is some increase or decrease. However, when a failure occurs in the CCO 14, the oxidation of NO in the exhaust gas (ie, conversion to NO 2 ) is insufficient. Therefore, reduced NO 2 ratio abruptly flowing into the SCR catalyst, as shown in FIG. 7 (a), as shown in FIG. (C), the NOx purification ratio after the correction from time t 4 to time t 5 It fluctuates greatly temporarily. Similarly, urea addition when a failure in the system 30 occurs, 7 urea addition amount decreases abruptly (b), the as shown in FIG. (C), the time from time t 6 t The NOx purification rate after the correction up to 7 temporarily fluctuates greatly.

そこで、本実施の形態においては、補正後のNOx浄化率が一時的に上昇した際に、NO比率および尿素添加量の変化の度合いから、CCO14、尿素添加システム30の何れに故障が発生しているかを特定する故障特定制御を実行することとした。 Therefore, in the present embodiment, when the corrected NOx purification rate temporarily increases, a failure occurs in either the CCO 14 or the urea addition system 30 from the degree of change in the NO 2 ratio and the urea addition amount. It was decided to execute failure identification control to identify whether or not

[実施の形態2における具体的処理]
次に、図8を参照して、上述した故障特定制御を実現するための具体的な処理について説明する。図8は、本実施の形態において、ECU50により実行される故障特定制御を示すフローチャートである。なお図8に示すルーチンは、図6に示すルーチン同様、エンジン10の運転時に定期的に繰り返して実行されるものとする。
[Specific Processing in Second Embodiment]
Next, specific processing for realizing the above-described failure identification control will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the failure specifying control executed by the ECU 50 in the present embodiment. It is assumed that the routine shown in FIG. 8 is periodically and repeatedly executed when the engine 10 is operating, like the routine shown in FIG.

図8に示すルーチンでは、先ず、ECU50は、SCR触媒18の劣化度を推定し(ステップ200)、推定した劣化度を基に補正係数を変更する(ステップ210)。SCR触媒18の劣化度は、劣化判定用の閾値に対する補正後のNOx浄化率の値であり、図6のステップ180の処理を実行することで推定できる。   In the routine shown in FIG. 8, first, the ECU 50 estimates the degree of deterioration of the SCR catalyst 18 (step 200), and changes the correction coefficient based on the estimated degree of deterioration (step 210). The degree of deterioration of the SCR catalyst 18 is a value of the corrected NOx purification rate with respect to the threshold value for deterioration determination, and can be estimated by executing the processing of step 180 in FIG.

続いて、ECU50は、NO比率或いは尿素添加量の定常時における補正後のNOx浄化率と、これに対応する過渡時における補正後のNOx浄化率とを夫々取得する(ステップ220)。NO比率の定常/過渡は、例えば図6のステップ100〜120の処理を実行することにより区別できる。また、尿素添加量の定常/過渡は、例えばECU50から尿素添加弁20に対する添加指令値によって区別できる。そのため、ECU50は、定常時および過渡時の場合における補正後のNOx浄化率を夫々取得する。 Subsequently, the ECU 50 obtains the corrected NOx purification rate at the steady state of the NO 2 ratio or urea addition amount and the corrected NOx purification rate at the corresponding transient time (step 220). The steady / transient state of the NO 2 ratio can be distinguished, for example, by executing the processing of steps 100 to 120 in FIG. Further, the steady / transient of the urea addition amount can be distinguished by, for example, an addition command value from the ECU 50 to the urea addition valve 20. Therefore, the ECU 50 acquires the corrected NOx purification rate in the steady state and in the transient state, respectively.

続いて、ECU50は、ステップ220で取得した補正後のNOx浄化率間の乖離が一定値以上か否かを判定する(ステップ230)。本ステップにおいて、一定値には、SCR触媒の劣化判定を実施する上で支障が出ると認められる閾値として予めECU50内に記憶されている値を用いる。そして、ステップ230で、上記乖離が一定値未満であると判定された場合には、エンジン10の運転条件変更によるNO比率や尿素添加量の変化であると判断できる。そのため、ECU50は、故障なしと判定し(ステップ240)、本ルーチンを終了する。 Subsequently, the ECU 50 determines whether or not the deviation between the corrected NOx purification rates acquired in step 220 is a certain value or more (step 230). In this step, as the constant value, a value stored in advance in the ECU 50 is used as a threshold value that is recognized to be an obstacle to the deterioration determination of the SCR catalyst. If it is determined in step 230 that the divergence is less than a certain value, it can be determined that the change is in the NO 2 ratio or the urea addition amount due to the change in the operating condition of the engine 10. Therefore, the ECU 50 determines that there is no failure (step 240) and ends this routine.

一方、ステップ230で、上記乖離が一定値以上であると判定された場合には、ECU50は、ステップ220の処理の際に用いたNO比率の定常/過渡の変化度合いと、尿素添加量の定常/過渡の変化度合いとから、補正後のNOx浄化率間の乖離が、CCO14、尿素添加システム30の何れに起因するものであるかを特定する(ステップ250)。図9は、NO比率の定常/過渡の変化度合いと、尿素添加量の定常/過渡の変化度合いとの関係を示した特性線図である。 On the other hand, if it is determined in step 230 that the divergence is greater than or equal to a certain value, the ECU 50 determines the steady / transient change degree of the NO 2 ratio used in the process of step 220 and the urea addition amount. From the steady / transient change degree, it is specified whether the difference between the corrected NOx purification rates is due to the CCO 14 or the urea addition system 30 (step 250). FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the steady / transient change degree of the NO 2 ratio and the steady / transient change degree of the urea addition amount.

図9に示すように、尿素添加量の変化度合いがNO比率の変化度合いよりも大きい領域Aにおいては、尿素添加システム30の故障の可能性が高く、NO比率の変化度合いが尿素添加量の変化度合いよりも大きい領域Bにおいては、CCO14の故障の可能性が高いと判定する。本ステップ250では、図9に示す特性線図をマップデータ化したものを参照して、CCO14、尿素添加システム30の何れに起因するものであるかを特定する。そして、ステップ250において、領域Aにあると判定した場合には、尿素添加システム30の故障であると特定し(ステップ260)、領域Bにあると判定した場合には、CCO14の故障であると特定する(ステップ270)。 As shown in FIG. 9, in the region A where the change degree of the urea addition amount is larger than the change degree of the NO 2 ratio, the possibility of failure of the urea addition system 30 is high, and the change degree of the NO 2 ratio is the urea addition amount. In the region B that is larger than the degree of change, it is determined that the possibility of CCO 14 failure is high. In this step 250, with reference to the map of the characteristic diagram shown in FIG. 9, it is specified whether it is caused by the CCO 14 or the urea addition system 30. If it is determined in step 250 that the region is in the area A, it is determined that the urea addition system 30 is in failure (step 260). If it is determined that the region is in the region B, it is determined that the CCO 14 is in failure. Specify (step 270).

以上、図8に示したルーチンによれば、補正後のNOx浄化率間の乖離が一定値以上である場合に、この乖離が、CCO14、尿素添加システム30の何れの故障に起因するものであるかを特定することができる。従って、これらの故障の発生によって、上記実施の形態1のSCR触媒の劣化判定精度が低下することを予め防止できる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 8, when the deviation between the corrected NOx purification rates is a certain value or more, this deviation is caused by any failure of the CCO 14 and the urea addition system 30. Can be identified. Therefore, it can be prevented in advance that the deterioration determination accuracy of the SCR catalyst of the first embodiment is lowered due to the occurrence of these failures.

なお、上述した実施の形態1においては、ECU50が図8のステップ230の処理を実行することにより上記第2の発明における「過渡判定手段」が、同図ステップ250,260,270の処理を実行することにより上記第2の発明における「故障特定手段」が、夫々実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 50 executes the process of step 230 in FIG. 8 so that the “transient determination means” in the second invention executes the processes of steps 250, 260, and 270 in FIG. As a result, the “failure identifying means” in the second aspect of the present invention is realized.

10 エンジン
12 排気通路
14 CCO
16 DPR
18 SCR触媒
20 尿素添加弁
22 尿素タンク
24 NOxセンサ
30 尿素添加システム
50 ECU
10 Engine 12 Exhaust passage 14 CCO
16 DPR
18 SCR catalyst 20 Urea addition valve 22 Urea tank 24 NOx sensor 30 Urea addition system 50 ECU

Claims (3)

内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のNOx由来成分を吸着するSCR触媒と、
前記SCR触媒の上流および下流におけるNOx濃度から、前記SCR触媒におけるNOx浄化率を算出するNOx浄化率算出手段と、
前記NOx浄化率算出手段で算出した前記NOx浄化率と、前記SCR触媒の温度とから、前記SCR触媒に流入する排気中のNO比率を推定するNO比率推定手段と、
前記NO比率推定手段で推定した前記NO比率の変化に伴い増減する前記NOx由来成分の吸着量に応じて、前記NOx浄化率算出手段で算出した前記NOx浄化率を補正する浄化率補正手段と、
前記浄化率補正手段で補正した後の補正後NOx浄化率と、所定の劣化判定値とを比較して前記SCR触媒の劣化を判定するSCR触媒劣化判定手段と、
を備えることを特徴とするSCRシステムの劣化検出装置。
An SCR catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and adsorbing a NOx-derived component in the exhaust;
NOx purification rate calculating means for calculating a NOx purification rate in the SCR catalyst from NOx concentrations upstream and downstream of the SCR catalyst;
And the NOx purification rate calculated by the NOx purification ratio calculating means, and a temperature of the SCR catalyst, and NO 2 ratio estimating means for estimating the NO 2 proportion in the exhaust gas flowing into the SCR catalyst,
A purification rate correction unit that corrects the NOx purification rate calculated by the NOx purification rate calculation unit according to the adsorption amount of the NOx-derived component that increases or decreases with a change in the NO 2 ratio estimated by the NO 2 rate estimation unit. When,
SCR catalyst deterioration determination means for determining deterioration of the SCR catalyst by comparing the corrected NOx purification rate after correction by the purification rate correction means with a predetermined deterioration determination value;
An apparatus for detecting deterioration of an SCR system, comprising:
前記SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に設けられた酸化触媒と、
前記SCR触媒にNOx還元剤を添加するNOx還元剤添加手段と、
前記NO比率推定手段で推定した前記NO比率の推定値間偏差が、所定の過渡判定値以上か否かを判定する過渡判定手段と、
前記推定値間偏差が前記所定の過渡判定値以上の場合に、前記補正後NOx浄化率の浄化率間の変化度合いと、前記SCR触媒へ添加したNOx還元剤の添加量間の変化度合いとを用いて、前記酸化触媒および前記NOx還元剤添加手段の何れが故障しているかを特定する故障特定手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のSCRシステムの劣化検出装置。
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the SCR catalyst;
NOx reducing agent addition means for adding a NOx reducing agent to the SCR catalyst;
Transient determination means for determining whether a deviation between the estimated values of the NO 2 ratio estimated by the NO 2 ratio estimation means is equal to or greater than a predetermined transient determination value;
When the deviation between the estimated values is equal to or greater than the predetermined transient determination value, the degree of change between the purification rates of the corrected NOx purification rate and the degree of change between the addition amounts of the NOx reducing agent added to the SCR catalyst. A failure identifying means for identifying which of the oxidation catalyst and the NOx reducing agent addition means is malfunctioning;
The deterioration detection apparatus for an SCR system according to claim 1, comprising:
前記故障特定手段は、前記浄化率間の変化度合いが前記添加量間の変化度合いよりも大きい場合には前記酸化触媒の故障と特定し、前記浄化率間の変化度合いが前記添加量間の変化度合いよりも小さい場合には前記NOx還元剤添加手段の故障と特定することを特徴とする請求項2に記載のSCRシステムの劣化検出装置。   The failure identifying means identifies a failure of the oxidation catalyst when the degree of change between the purification rates is greater than the degree of change between the addition amounts, and the degree of change between the purification rates is a change between the addition amounts. 3. The deterioration detection apparatus for an SCR system according to claim 2, wherein when the degree is smaller than the degree, the failure is identified as a failure of the NOx reducing agent addition means.
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