JP2019039401A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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正信 嶺澤
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賢 長谷川
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一弘 森
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Abstract

To early detect expansion of an ammonia adsorption amount estimation error.SOLUTION: An exhaust emission control device for an internal combustion engine 1 includes: a selective reduction type NOx catalyst 24 provided in an exhaust passage 4; reducing agent injection valve 25 provided on the upstream side of the NOx catalyst; an estimation section 100 for calculating first and second estimated adsorption amounts that are estimated values of an ammonia adsorption amount of the NOx catalyst; a control section 100 for controlling the reducing agent injection amount injected on the basis of the first estimated adsorption amount; a detection section 100 for detecting an actual purification rate of the NOx catalyst; and a determination section for determining whether the first and second estimated adsorption amounts are normal on the basis of the actual purification rate. The determination section calculates a normal range of a purification rate on the basis of the actual purification rate, calculates a first purification rate on the basis of the first estimated adsorption amount, calculates a second purification rate on the basis of the second estimated adsorption amount, and determines whether the first and second estimated adsorption amount are normal by comparing the first and second purification rates with the normal range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、特に、選択還元型NOx触媒を備えた排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification apparatus provided with a selective reduction type NOx catalyst.

内燃機関の排気浄化装置として、排気中のNOxを還元して浄化する選択還元型NOx触媒(所謂SCR)を備えたものが公知である。NOx触媒の上流側では還元剤としての尿素水が噴射され、この尿素水が加水分解されてアンモニア(NH3)が生成される。アンモニアは、NOx触媒上でNOxと反応し、NOxを還元して浄化する。 2. Description of the Related Art An exhaust gas purification device for an internal combustion engine is known that includes a selective reduction type NOx catalyst (so-called SCR) that reduces and purifies NOx in exhaust gas. On the upstream side of the NOx catalyst, urea water as a reducing agent is injected, and the urea water is hydrolyzed to generate ammonia (NH 3 ). Ammonia reacts with NOx on the NOx catalyst to reduce and purify NOx.

NOx触媒はアンモニア吸着能を有し、多くのアンモニアを吸着する程、高いNOx浄化性能を発揮する。このため、NOx触媒のアンモニア吸着量を推定し、推定されたアンモニア吸着量に基づき、還元剤噴射量が制御される(例えば特許文献1参照)。   The NOx catalyst has an ammonia adsorption ability, and exhibits higher NOx purification performance as more ammonia is adsorbed. For this reason, the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst is estimated, and the reducing agent injection amount is controlled based on the estimated ammonia adsorption amount (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2014/199777号International Publication No. 2014/199777

ところで、アンモニア吸着量の推定値である推定吸着量が、様々な原因により、真値から比較的大きく乖離することがある。すなわちアンモニア吸着量推定誤差の拡大が生じることがある。これをそのまま放置しておくと、好適な還元剤噴射量制御が実行されなくなり、NOx触媒の下流側にNOxが流出するNOxスリップが起こったり、NOx触媒の下流側にアンモニアが流出するアンモニアスリップが起こったりして、排ガス性能が悪化する。   Incidentally, the estimated adsorption amount, which is an estimated value of the ammonia adsorption amount, may deviate relatively greatly from the true value due to various causes. That is, the ammonia adsorption amount estimation error may increase. If this is left as it is, the preferred reducing agent injection amount control is not executed, and NOx slips in which NOx flows out downstream of the NOx catalyst or ammonia slips in which ammonia flows out downstream of the NOx catalyst occur. Or the exhaust gas performance deteriorates.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出し得る内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can detect an expansion of an ammonia adsorption amount estimation error at an early stage.

本発明の一の態様によれば、
排気通路に設けられた選択還元型NOx触媒と、
前記NOx触媒の上流側の前記排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、
前記NOx触媒のアンモニア吸着量の異なる推定値である第1推定吸着量および第2推定吸着量を算出する推定部と、
前記推定部によって算出された第1推定吸着量に基づき、前記還元剤噴射弁から噴射される還元剤噴射量を制御する制御部と、
前記NOx触媒の実浄化率を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された実浄化率に基づき、前記推定部によって算出された第1推定吸着量および第2推定吸着量が正常か否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
実浄化率に基づいて浄化率の正常範囲を算出し、
第1推定吸着量に基づいて第1浄化率を算出すると共に第2推定吸着量に基づいて第2浄化率を算出し、
第1浄化率および第2浄化率と正常範囲とを比較して、第1推定吸着量および第2推定吸着量が正常か否かを判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A selective reduction type NOx catalyst provided in the exhaust passage;
A reducing agent injection valve provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst;
An estimation unit for calculating a first estimated adsorption amount and a second estimated adsorption amount which are different estimated values of the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst;
A control unit that controls the reducing agent injection amount injected from the reducing agent injection valve based on the first estimated adsorption amount calculated by the estimating unit;
A detection unit for detecting an actual purification rate of the NOx catalyst;
A determination unit that determines whether the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount calculated by the estimation unit are normal based on the actual purification rate detected by the detection unit;
With
The determination unit
Calculate the normal range of the purification rate based on the actual purification rate,
Calculating the first purification rate based on the first estimated adsorption amount and calculating the second purification rate based on the second estimated adsorption amount;
Comparing the first purification rate and the second purification rate with a normal range and determining whether or not the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount are normal are provided. Is done.

好ましくは、前記排気浄化装置は、第1浄化率および第2浄化率の一方が正常範囲外のとき、判定前に、その一方の浄化率に対応する第1推定吸着量および第2推定吸着量の一方の値を、他方の値を利用して修復するための修復操作を行う修復部をさらに備える。   Preferably, when one of the first purification rate and the second purification rate is out of the normal range, the exhaust purification device has a first estimated adsorption amount and a second estimated adsorption amount corresponding to the one purification rate before the determination. And a repair unit that performs a repair operation for repairing one of the values using the other value.

好ましくは、前記修復部は、修復操作の際、一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量の値を、他方の浄化率に対応する他方の推定吸着量の値またはこれを補正した値に置換して一方の推定吸着量の計算を実行する。   Preferably, in the repair operation, the restoration unit changes the value of one estimated adsorption amount corresponding to one purification rate to the value of the other estimated adsorption amount corresponding to the other purification rate or a value obtained by correcting this value. Substitution and calculation of one estimated adsorption amount is executed.

好ましくは、前記判定部は、前記修復部による修復操作を行った後に一方の浄化率が正常範囲外にあるとき、一方の推定吸着量を異常と判定する。   Preferably, the determination unit determines that one of the estimated adsorption amounts is abnormal when one of the purification rates is out of a normal range after performing the repair operation by the repair unit.

本発明の他の態様によれば、
排気通路に設けられた選択還元型NOx触媒と、
前記NOx触媒の上流側の前記排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、
前記NOx触媒のアンモニア吸着量の異なる推定値である第1推定吸着量および第2推定吸着量を算出する推定部と、
前記推定部によって算出された第1推定吸着量に基づき、前記還元剤噴射弁から噴射される還元剤噴射量を制御する制御部と、
前記NOx触媒の実浄化率を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された実浄化率に基づいて浄化率の正常範囲を算出し、第1推定吸着量に基づいて第1浄化率を算出すると共に、第2推定吸着量に基づいて第2浄化率を算出する算出部と、
第1浄化率および第2浄化率の一方が正常範囲外のとき、その一方の浄化率に対応する第1推定吸着量および第2推定吸着量の一方の値を、他方の値を利用して修復するための修復操作を行う修復部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A selective reduction type NOx catalyst provided in the exhaust passage;
A reducing agent injection valve provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst;
An estimation unit for calculating a first estimated adsorption amount and a second estimated adsorption amount which are different estimated values of the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst;
A control unit that controls the reducing agent injection amount injected from the reducing agent injection valve based on the first estimated adsorption amount calculated by the estimating unit;
A detection unit for detecting an actual purification rate of the NOx catalyst;
A normal range of the purification rate is calculated based on the actual purification rate detected by the detection unit, a first purification rate is calculated based on the first estimated adsorption amount, and a second purification is performed based on the second estimated adsorption amount. A calculation unit for calculating a rate;
When one of the first purification rate and the second purification rate is outside the normal range, one value of the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount corresponding to the one purification rate is used by using the other value. A repair unit for performing a repair operation for repair;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine is provided.

好ましくは、前記修復部は、修復操作の際、一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量の値を、他方の浄化率に対応する他方の推定吸着量の値またはこれを補正した値に置換して一方の推定吸着量の計算を実行する。   Preferably, in the repair operation, the restoration unit changes the value of one estimated adsorption amount corresponding to one purification rate to the value of the other estimated adsorption amount corresponding to the other purification rate or a value obtained by correcting this value. Substitution and calculation of one estimated adsorption amount is executed.

本発明によれば、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出することができる。   According to the present invention, the expansion of the ammonia adsorption amount estimation error can be detected at an early stage.

内燃機関の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an internal combustion engine. NOx触媒のアンモニア吸着特性を示すグラフである。It is a graph which shows the ammonia adsorption | suction characteristic of a NOx catalyst. 補正係数を算出するためのマップを示す。The map for calculating a correction coefficient is shown. 尿素水噴射量に対する各量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of each quantity with respect to urea water injection quantity. 第1の判定方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the 1st determination method. 積算値差分の算出方法を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the calculation method of an integrated value difference. 第1の判定方法の判定ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the determination routine of a 1st determination method. 第2の判定方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the 2nd determination method. 第2の判定方法の判定ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the determination routine of the 2nd determination method.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し本発明は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本実施形態の排気浄化装置が適用された内燃機関を示す。内燃機関(エンジンともいう)1は、車両(図示せず)に搭載された多気筒エンジンである。本実施形態において、車両はトラック等の大型車両であり、これに搭載される車両動力源としてのエンジン1は直列4気筒ディーゼルエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン1はガソリンエンジンであってもよい。   FIG. 1 shows an internal combustion engine to which the exhaust emission control device of this embodiment is applied. An internal combustion engine (also referred to as an engine) 1 is a multi-cylinder engine mounted on a vehicle (not shown). In the present embodiment, the vehicle is a large vehicle such as a truck, and the engine 1 as a vehicle power source mounted on the vehicle is an in-line four-cylinder diesel engine. However, there are no particular limitations on the types, types, applications, and the like of the vehicle and the internal combustion engine. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the engine 1 may be a gasoline engine.

エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3および排気通路4と、ターボチャージャ14と、燃料噴射装置5とを備える。エンジン本体2は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。   The engine 1 includes an engine body 2, an intake passage 3 and an exhaust passage 4 connected to the engine body 2, a turbocharger 14, and a fuel injection device 5. The engine body 2 includes structural parts such as a cylinder head, a cylinder block, and a crankcase, and movable parts such as a piston, a crankshaft, and a valve housed therein.

燃料噴射装置5は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ7と、インジェクタ7に接続されたコモンレール8とを備える。インジェクタ7は、シリンダ9内すなわち燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタである。コモンレール8は、インジェクタ7から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。   The fuel injection device 5 includes a common rail fuel injection device, and includes a fuel injection valve, that is, an injector 7 provided in each cylinder, and a common rail 8 connected to the injector 7. The injector 7 is an in-cylinder injector that directly injects fuel into the cylinder 9, that is, into the combustion chamber. The common rail 8 stores the fuel injected from the injector 7 in a high pressure state.

吸気通路3は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された吸気マニホールド10と、吸気マニホールド10の上流端に接続された吸気管11とにより主に画成される。吸気マニホールド10は、吸気管11から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管11には、上流側から順に、エアクリーナ12、エアフローメータ13、ターボチャージャ14のコンプレッサ14C、インタークーラ15、および電子制御式の吸気スロットルバルブ16が設けられる。エアフローメータ13は、エンジン1の単位時間当たりの吸入空気量すなわち吸気流量を検出するためのセンサであり、マスエアフロー(MAF)センサ等とも称される。   The intake passage 3 is mainly defined by an intake manifold 10 connected to the engine body 2 (particularly a cylinder head) and an intake pipe 11 connected to the upstream end of the intake manifold 10. The intake manifold 10 distributes and supplies the intake air sent from the intake pipe 11 to the intake ports of each cylinder. The intake pipe 11 is provided with an air cleaner 12, an air flow meter 13, a compressor 14 </ b> C of the turbocharger 14, an intercooler 15, and an electronically controlled intake throttle valve 16 in order from the upstream side. The air flow meter 13 is a sensor for detecting an intake air amount per unit time of the engine 1, that is, an intake flow rate, and is also referred to as a mass air flow (MAF) sensor or the like.

排気通路4は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された排気マニホールド20と、排気マニホールド20の下流側に接続された排気管21とにより主に画成される。排気マニホールド20は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合させる。排気管21、もしくは排気マニホールド20と排気管21の間には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。タービン14Tより下流側の排気通路4には、上流側から順に、酸化触媒22、フィルタ23、選択還元型NOx触媒(SCR)24およびアンモニア酸化触媒26が設けられる。これらは排気後処理を実行する後処理部材をなす。フィルタ23とNOx触媒24の間の排気通路4には、還元剤としての尿素水を排気通路4内に噴射する還元剤噴射弁としての尿素インジェクタ25が設けられる。   The exhaust passage 4 is mainly defined by an exhaust manifold 20 connected to the engine body 2 (particularly a cylinder head) and an exhaust pipe 21 connected to the downstream side of the exhaust manifold 20. The exhaust manifold 20 collects exhaust gas sent from the exhaust port of each cylinder. A turbine 14 </ b> T of the turbocharger 14 is provided between the exhaust pipe 21 or between the exhaust manifold 20 and the exhaust pipe 21. In the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbine 14T, an oxidation catalyst 22, a filter 23, a selective reduction type NOx catalyst (SCR) 24, and an ammonia oxidation catalyst 26 are provided in this order from the upstream side. These form post-processing members that perform exhaust post-processing. The exhaust passage 4 between the filter 23 and the NOx catalyst 24 is provided with a urea injector 25 as a reducing agent injection valve that injects urea water as a reducing agent into the exhaust passage 4.

酸化触媒22は、排気中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)を酸化して浄化すると共に、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温する。フィルタ23は、所謂連続再生式ディーゼルパティキュレートフィルタであり、排気中に含まれる粒子状物質(PMとも称す)を捕集すると共に、その捕集したPMを貴金属と反応させて連続的に燃焼除去する。フィルタ23には、ハニカム構造の基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのものが用いられる。   The oxidation catalyst 22 oxidizes and purifies unburned components (hydrocarbon HC and carbon monoxide CO) in the exhaust, and heats the exhaust gas with the reaction heat at this time. The filter 23 is a so-called continuous regeneration type diesel particulate filter that collects particulate matter (also referred to as PM) contained in the exhaust gas and continuously removes the collected PM by reacting with the precious metal. To do. The filter 23 is a so-called wall flow type in which the openings at both ends of the honeycomb structure base material are alternately closed in a checkered pattern.

NOx触媒24は、尿素インジェクタ25から噴射された尿素水を加水分解して得られるアンモニアを、排気中のNOxと反応させて、NOxを還元浄化する。NOx触媒24は、ゼオライト又はアルミナなどの基材表面にPtなどの貴金属を担持したものや、その基材表面にCu等の遷移金属をイオン交換して担持させたもの、その基材表面にチタニヤ/バナジウム触媒(V25/WO3/TiO2)を担持させたもの等が例示できる。アンモニア酸化触媒26は、NOx触媒24から排出された余剰アンモニアを酸化して浄化する。 The NOx catalyst 24 reduces and purifies NOx by reacting ammonia obtained by hydrolyzing the urea water injected from the urea injector 25 with NOx in the exhaust gas. The NOx catalyst 24 is a material in which a noble metal such as Pt is supported on the surface of a base material such as zeolite or alumina, a material in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged on the surface of the base material, and titania on the surface of the base material. / Vanadium catalyst (V 2 O 5 / WO 3 / TiO 2 ) supported and the like. The ammonia oxidation catalyst 26 oxidizes and purifies excess ammonia discharged from the NOx catalyst 24.

エンジン1はEGR装置30をも備える。EGR装置30は、排気通路4内(特に排気マニホールド20内)の排気ガスの一部(EGRガスという)を吸気通路3内(特に吸気マニホールド10内)に還流させるためのEGR通路31と、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガスの流量を調節するためのEGR弁33とを備える。EGR装置30は外部EGRを実行するためのものである。   The engine 1 also includes an EGR device 30. The EGR device 30 includes an EGR passage 31 for returning a part of exhaust gas (referred to as EGR gas) in the exhaust passage 4 (especially in the exhaust manifold 20) to the intake passage 3 (particularly in the intake manifold 10), and EGR. An EGR cooler 32 that cools the EGR gas flowing in the passage 31 and an EGR valve 33 for adjusting the flow rate of the EGR gas are provided. The EGR device 30 is for executing external EGR.

また、本実施形態は、それぞれ排気通路4に設けられた電子制御式の排気スロットルバルブ37と、排気インジェクタ38とを備える。本実施形態において、これらはタービン14Tと酸化触媒22の間の排気通路4に設けられ、排気スロットルバルブ37より下流側に排気インジェクタ38が配置される。但しこれらの設置位置は変更可能である。排気スロットルバルブ37は排気流量を調節するためのバルブである。排気インジェクタ38は、主にフィルタ23の再生時に排気通路4内に燃料を噴射するためのインジェクタである。   Further, the present embodiment includes an electronically controlled exhaust throttle valve 37 and an exhaust injector 38 provided in the exhaust passage 4 respectively. In the present embodiment, these are provided in the exhaust passage 4 between the turbine 14 </ b> T and the oxidation catalyst 22, and an exhaust injector 38 is disposed downstream of the exhaust throttle valve 37. However, these installation positions can be changed. The exhaust throttle valve 37 is a valve for adjusting the exhaust flow rate. The exhaust injector 38 is an injector for injecting fuel into the exhaust passage 4 mainly when the filter 23 is regenerated.

このエンジン1を制御するための制御装置が車両に搭載されている。制御装置は、制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット(ECUと称す)100を有する。ECU100はCPU、ROM、RAM、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ECU100は、筒内インジェクタ7、吸気スロットルバルブ16、尿素インジェクタ25、EGR弁33、排気スロットルバルブ37および排気インジェクタ38を制御するように構成され、プログラムされている。なお特に断らない限り、吸気スロットルバルブ16および排気スロットルバルブ37は全開に制御されているものとする。   A control device for controlling the engine 1 is mounted on the vehicle. The control device has an electronic control unit (referred to as ECU) 100 that forms a control unit or a controller. ECU 100 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like. The ECU 100 is configured and programmed to control the in-cylinder injector 7, the intake throttle valve 16, the urea injector 25, the EGR valve 33, the exhaust throttle valve 37, and the exhaust injector 38. Unless otherwise specified, it is assumed that the intake throttle valve 16 and the exhaust throttle valve 37 are controlled to be fully opened.

制御装置は、以下のセンサ類も有する。このセンサ類に関して、上述のエアフローメータ13の他、エンジンの回転速度、具体的には毎分当たりの回転数(rpm)を検出するための回転速度センサ40と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ41とが設けられる。また、酸化触媒22、フィルタ23およびNOx触媒24の上流側入口部には排気温度を検出するための排気温センサ42,43,44が設けられている。また、NOx触媒24の下流側出口部には排気温度を検出するための排気温センサ46が設けられている。また、フィルタ23の入口部および出口部の排気圧の差圧を検出するための差圧センサ45が設けられている。   The control device also has the following sensors. Regarding these sensors, in addition to the air flow meter 13 described above, a rotational speed sensor 40 for detecting the rotational speed of the engine, specifically a rotational speed per minute (rpm), and an accelerator opening degree are detected. An accelerator opening sensor 41 is provided. Further, exhaust temperature sensors 42, 43, 44 for detecting the exhaust temperature are provided at upstream side inlet portions of the oxidation catalyst 22, the filter 23 and the NOx catalyst 24. An exhaust temperature sensor 46 for detecting the exhaust temperature is provided at the downstream outlet of the NOx catalyst 24. Further, a differential pressure sensor 45 for detecting a differential pressure between the exhaust pressure at the inlet and the outlet of the filter 23 is provided.

また、NOx触媒24の上流側入口部と下流側出口部には、それぞれ、排気中のNOxを検出するための上流側NOxセンサ47および下流側NOxセンサ48が設けられている。これらNOxセンサ47,48は、排気ガスのNOx濃度に相関した出力を発する。但しNOxセンサ47,48はアンモニアも検出可能である。上流側NOxセンサ47は尿素インジェクタ25よりも上流側に設けられている。以上のセンサ類の出力信号はECU100に送られる。   Further, an upstream side NOx sensor 47 and a downstream side NOx sensor 48 for detecting NOx in the exhaust gas are provided at the upstream side inlet portion and the downstream side outlet portion of the NOx catalyst 24, respectively. These NOx sensors 47 and 48 emit an output correlated with the NOx concentration of the exhaust gas. However, the NOx sensors 47 and 48 can also detect ammonia. The upstream NOx sensor 47 is provided on the upstream side of the urea injector 25. Output signals from the above sensors are sent to the ECU 100.

次に、ECU100により実行される制御の内容について説明する。   Next, the contents of control executed by the ECU 100 will be described.

まず、尿素インジェクタ25から噴射される尿素水噴射量の制御の概要を説明する。尿素水噴射量Mは、概して後述する第1噴射量MAと第2噴射量MBと第3噴射量MCの和として表され、式:M=MA+MB+MCで表される。そしてECU100は、尿素水噴射量Mを算出すると共に、算出された尿素水噴射量Mに等しい量の尿素水を尿素インジェクタ25から噴射させる。   First, an outline of control of the urea water injection amount injected from the urea injector 25 will be described. The urea water injection amount M is generally expressed as a sum of a first injection amount MA, a second injection amount MB, and a third injection amount MC, which will be described later, and is expressed by an equation: M = MA + MB + MC. The ECU 100 calculates the urea water injection amount M and causes the urea injector 25 to inject an amount of urea water equal to the calculated urea water injection amount M.

第一に、NOx触媒24に流入するNOx量(流入NOx量)に見合った第1噴射量MAが算出される。流入NOx量は、上流側NOxセンサ47により検出されたNOx濃度と排気ガス流量の積で表される。排気ガス流量は、エアフローメータ13により検出された吸入空気量の値に基づいて算出される。例えば排気ガス流量は吸入空気量の値に等しい値として算出される。流入NOx量と第1噴射量MAとの間の予め定められた関係、具体的にはマップ(関数でもよい。以下同様)が、ECU100に記憶され、ECU100はこのマップを参照して流入NOx量に対応した第1噴射量MAを算出する。ここでは、流入NOxを還元浄化するのに必要な最小限の噴射量、言い換えれば流入NOx量に対し当量比が1となるような噴射量が第1噴射量MAとして算出される。   First, the first injection amount MA corresponding to the NOx amount (inflow NOx amount) flowing into the NOx catalyst 24 is calculated. The inflow NOx amount is represented by the product of the NOx concentration detected by the upstream NOx sensor 47 and the exhaust gas flow rate. The exhaust gas flow rate is calculated based on the value of the intake air amount detected by the air flow meter 13. For example, the exhaust gas flow rate is calculated as a value equal to the value of the intake air amount. A predetermined relationship between the inflow NOx amount and the first injection amount MA, specifically, a map (which may be a function, the same applies hereinafter) is stored in the ECU 100, and the ECU 100 refers to this map and the inflow NOx amount. The first injection amount MA corresponding to is calculated. Here, the minimum injection amount required to reduce and purify the inflow NOx, in other words, the injection amount with an equivalence ratio of 1 to the inflow NOx amount is calculated as the first injection amount MA.

なお、上流側NOxセンサ47は排気通路4のより上流側の位置に設けられてもよい。また流入NOx量は、エンジン運転状態(例えばエンジン回転数と筒内インジェクタ7の燃料噴射量)に基づいてECU100により推定してもよい。また排気ガス流量は、排気通路4に設けられた流量センサにより直接検出してもよい。   The upstream NOx sensor 47 may be provided at a position upstream of the exhaust passage 4. The inflow NOx amount may be estimated by the ECU 100 based on the engine operating state (for example, the engine speed and the fuel injection amount of the in-cylinder injector 7). Further, the exhaust gas flow rate may be directly detected by a flow sensor provided in the exhaust passage 4.

第二に、NOx触媒24のアンモニア吸着量を目標吸着量に近づけるための第2噴射量MBが算出される。すなわち、NOx触媒24はアンモニア吸着能を有し、多くのアンモニアを吸着する程、高いNOx浄化性能を発揮する。このため、NOx触媒24のアンモニア吸着量が推定されると共に、この推定吸着量と目標吸着量の差分に基づき、還元剤噴射量が制御される。アンモニア吸着量を推定する理由は、それを実測するのが困難だからである。   Second, a second injection amount MB for calculating the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst 24 to be close to the target adsorption amount is calculated. That is, the NOx catalyst 24 has ammonia adsorption ability, and exhibits higher NOx purification performance as more ammonia is adsorbed. Therefore, the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst 24 is estimated, and the reducing agent injection amount is controlled based on the difference between the estimated adsorption amount and the target adsorption amount. The reason for estimating the ammonia adsorption amount is that it is difficult to actually measure it.

図2には、NOx触媒24のアンモニア吸着特性を示す。線aは、実験等を通じて把握されるアンモニア吸着量の上限値もしくは吸着限界を示し、この上限値は、NOx触媒24の触媒温度が高くなる程、低くなる傾向がある。なお、実際のアンモニア吸着量が上限値のときにアンモニアが供給されると、そのアンモニアはNOx触媒24に吸着できないので、NOx触媒24の下流側に流出し、アンモニアスリップを生じさせる。   FIG. 2 shows the ammonia adsorption characteristics of the NOx catalyst 24. The line a indicates the upper limit value or adsorption limit of the ammonia adsorption amount obtained through experiments or the like, and this upper limit value tends to decrease as the catalyst temperature of the NOx catalyst 24 increases. Note that if ammonia is supplied when the actual ammonia adsorption amount is the upper limit value, the ammonia cannot be adsorbed to the NOx catalyst 24, so it flows out downstream of the NOx catalyst 24 and causes ammonia slip.

線aより所定のマージンだけ低吸着量側の目標値が線bの如く定められ、この線bがマップの形でECU100に記憶されている。   A target value on the low adsorption amount side by a predetermined margin from the line a is determined as a line b, and this line b is stored in the ECU 100 in the form of a map.

ECU100は、排気温センサ44,46の少なくとも一方の検出値に基づきNOx触媒24の触媒温度を推定する。例えば、いずれか一方の検出値を触媒温度とみなしてもよいし、両方の検出値の平均値を触媒温度とみなしてもよい。そして推定した触媒温度(図2のTc1)に対応したアンモニア吸着量の目標値Wt(図2のc点の値)をマップから算出する。なお触媒温度は直接検出してもよい。推定および検出を総称して取得という。   The ECU 100 estimates the catalyst temperature of the NOx catalyst 24 based on the detected value of at least one of the exhaust temperature sensors 44 and 46. For example, any one of the detected values may be regarded as the catalyst temperature, or an average value of both the detected values may be regarded as the catalyst temperature. Then, a target value Wt (a value at point c in FIG. 2) of the ammonia adsorption amount corresponding to the estimated catalyst temperature (Tc1 in FIG. 2) is calculated from the map. The catalyst temperature may be detected directly. Estimation and detection are collectively referred to as acquisition.

この目標吸着量Wtと推定吸着量Weの差分ΔWが式:ΔW=Wt−Weにより求められ、この差分ΔWに応じた第2噴射量MBが算出される。差分ΔWが大きい程、大きな第2噴射量MBが算出される。   A difference ΔW between the target adsorption amount Wt and the estimated adsorption amount We is obtained by an expression: ΔW = Wt−We, and a second injection amount MB corresponding to the difference ΔW is calculated. The larger the difference ΔW is, the larger the second injection amount MB is calculated.

例えば図2のd点のように、推定吸着量Weが目標吸着量Wtよりも少ない場合、差分ΔWが正であるため、噴射量増大側の正の第2噴射量MBが算出され、この第2噴射量MBが噴射されることにより、推定吸着量Weが増大し、目標吸着量Wtに徐々に近づいていく。他方、例えば図2のe点のように、推定吸着量Weが目標吸着量Wtよりも多い場合、差分ΔWが負であるため、ゼロまたは負の第2噴射量MBが算出される。これにより、NOx触媒24に吸着したアンモニアがNOxの還元に消費され、推定吸着量Weが減少し、目標吸着量Wtに徐々に近づいていく。   For example, when the estimated amount of adsorption We is smaller than the target amount of adsorption Wt, as shown at point d in FIG. 2, the difference ΔW is positive, so a positive second injection amount MB on the injection amount increasing side is calculated. By injecting the two injection amounts MB, the estimated adsorption amount We increases and gradually approaches the target adsorption amount Wt. On the other hand, when the estimated adsorption amount We is larger than the target adsorption amount Wt, for example, as shown at point e in FIG. 2, the difference ΔW is negative, and therefore the zero or negative second injection amount MB is calculated. As a result, the ammonia adsorbed on the NOx catalyst 24 is consumed for the reduction of NOx, the estimated adsorption amount We decreases, and gradually approaches the target adsorption amount Wt.

アンモニア吸着量の推定方法について、本実施形態では、NOx触媒24におけるアンモニアとNOxの反応を表す化学反応式に基づいて数学モデルを構築し、当該モデルに基づいてアンモニア吸着量をECU100により精度良く推定するようになっている。この際、ECU100は、尿素水噴射量M、NOx触媒24の触媒温度、排気ガス流量、上下流側NOxセンサ47,48の検出値、エンジン運転状態を表すエンジンパラメータ(エンジン回転数、燃料噴射量等)等のパラメータに基づいて、アンモニア吸着量を推定する。   Regarding the estimation method of the ammonia adsorption amount, in this embodiment, a mathematical model is constructed based on a chemical reaction formula representing the reaction between ammonia and NOx in the NOx catalyst 24, and the ammonia adsorption amount is accurately estimated by the ECU 100 based on the model. It is supposed to be. At this time, the ECU 100 determines the urea water injection amount M, the catalyst temperature of the NOx catalyst 24, the exhaust gas flow rate, the detected values of the upstream and downstream NOx sensors 47 and 48, and engine parameters (engine speed, fuel injection amount) representing the engine operating state. Etc.), etc., and the ammonia adsorption amount is estimated.

第三に、NOx触媒24から流出したNOx量(流出NOx量)に見合った第3噴射量MCが算出される。具体的には、下流側NOxセンサ48の出力(センサ出力)Vが所定の上限値Vup以下のときには、流出NOx量が許容範囲内であるとして、ゼロの第3噴射量MCが算出される。他方、センサ出力Vが上限値Vupを超えたときには、流出NOx量が許容範囲外であるため、尿素水噴射量を増やして流出NOx量を抑制すべく、正の第3噴射量MCが算出される。   Third, a third injection amount MC commensurate with the amount of NOx flowing out from the NOx catalyst 24 (outflow NOx amount) is calculated. Specifically, when the output (sensor output) V of the downstream NOx sensor 48 is equal to or less than a predetermined upper limit value Vup, the third injection amount MC that is zero is calculated assuming that the outflow NOx amount is within the allowable range. On the other hand, when the sensor output V exceeds the upper limit value Vup, since the outflow NOx amount is outside the allowable range, the positive third injection amount MC is calculated in order to increase the urea water injection amount and suppress the outflow NOx amount. The

このとき、センサ出力Vと上限値Vupの差分ΔV(=V−Vup)が算出され、この差分ΔVに応じた第3噴射量MCが算出される。こうして尿素水噴射量Mは、センサ出力Vに基づきフィードバック制御あるいはフィードバック補正されることとなる。   At this time, a difference ΔV (= V−Vup) between the sensor output V and the upper limit value Vup is calculated, and a third injection amount MC corresponding to the difference ΔV is calculated. Thus, the urea water injection amount M is feedback-controlled or feedback-corrected based on the sensor output V.

ここで本実施形態では、第3噴射量MCは補正係数K(≧1)によって表される。つまり前式M=MA+MB+MCは本実施形態の場合、M=K×MA+MB(=MA+MB+(K−1)×MA)で表され、MC=(K−1)×MAとされる。図3に示すようなマップがECU100に記憶され、差分ΔVがゼロから大きくなる程、1より大きな補正係数Kが算出される。また差分ΔVがリミット値ΔV1(>0)以上になったとき、補正係数Kはその上昇が抑制されてリミット値K1(>1)に制限される。差分ΔVがゼロ以下のとき補正係数Kは1である。   Here, in the present embodiment, the third injection amount MC is represented by a correction coefficient K (≧ 1). That is, in the case of the present embodiment, the previous equation M = MA + MB + MC is represented by M = K × MA + MB (= MA + MB + (K−1) × MA), and MC = (K−1) × MA. A map as shown in FIG. 3 is stored in the ECU 100, and a correction coefficient K greater than 1 is calculated as the difference ΔV increases from zero. When the difference ΔV becomes equal to or greater than the limit value ΔV1 (> 0), the increase of the correction coefficient K is suppressed and limited to the limit value K1 (> 1). The correction coefficient K is 1 when the difference ΔV is less than or equal to zero.

センサ出力Vが上限値Vupを超えたとき、差分ΔVに応じた補正係数K(>1)が算出され、ベース噴射量である第1噴射量MAが補正係数Kによって増量補正され、その結果、尿素水噴射量Mが増量補正される。   When the sensor output V exceeds the upper limit value Vup, a correction coefficient K (> 1) corresponding to the difference ΔV is calculated, and the first injection amount MA that is the base injection amount is increased and corrected by the correction coefficient K. As a result, The urea water injection amount M is corrected to increase.

なお、ここでは単純なフィードバック制御の例を示したが、フィードバック制御は周知のPID制御等の手法を用いたより複雑なものであってもよい。また差分ΔVに応じて第1噴射量MAと無関係な加算項である第3噴射量MCを算出し、式M=MA+MB+MCにより尿素水噴射量Mを算出してもよい。
また尿素水噴射量Mは、他の補正量(例えば尿素水温度補正量、尿素濃度補正量等)によって補正されるため、第1〜第3噴射量MA〜MCの和に近似するものの必ずしも一致しない。
Although an example of simple feedback control is shown here, the feedback control may be more complicated using a known technique such as PID control. Alternatively, the third injection amount MC, which is an addition term irrelevant to the first injection amount MA, may be calculated according to the difference ΔV, and the urea water injection amount M may be calculated by the equation M = MA + MB + MC.
In addition, since the urea water injection amount M is corrected by other correction amounts (for example, urea water temperature correction amount, urea concentration correction amount, etc.), it approximates the sum of the first to third injection amounts MA to MC. do not do.

ところで、下流側NOxセンサ48は、NOxだけでなく、アンモニアも検出可能であり、両者を区別して検出できない。このため、尿素水噴射量に対するNOx触媒下流側の流出NOx量と、下流側NOxセンサ48のセンサ出力と、NOx触媒下流側に流出したアンモニア量(流出アンモニア量)との関係は、図4に示すようになる。   By the way, the downstream side NOx sensor 48 can detect not only NOx but also ammonia, and cannot detect both of them separately. For this reason, the relationship between the NOx catalyst downstream NOx amount with respect to the urea water injection amount, the sensor output of the downstream NOx sensor 48, and the ammonia amount (outflow ammonia amount) flowing out downstream of the NOx catalyst is shown in FIG. As shown.

図の左端付近のように、尿素水噴射量が比較的少なく流入NOx量に対して不足する場合、NOx触媒24が流入NOxを全て還元できないため、NOx触媒下流側にNOxが流出するNOxスリップが起こる。そして流出NOx量は多くなり、NOxセンサ出力も大きくなる。そして尿素水噴射量が増加するにつれ、尿素水噴射量が流入NOx量に対して徐々に見合うようになって行くため、流出NOx量が徐々に減少し、NOxセンサ出力も徐々に減少する。   As shown in the vicinity of the left end of the figure, when the urea water injection amount is relatively small and insufficient with respect to the inflow NOx amount, the NOx catalyst 24 cannot reduce all the inflow NOx. Occur. The amount of outflow NOx increases and the NOx sensor output also increases. As the urea water injection amount increases, the urea water injection amount gradually matches the inflow NOx amount, so the outflow NOx amount gradually decreases and the NOx sensor output also gradually decreases.

しかし、更に尿素水噴射量を増加すると、尿素水噴射量が流入NOx量に対して過剰となり、NOx触媒24から余剰のアンモニアが流出するアンモニアスリップが起こる。尿素水噴射量を増加するにつれ、流出アンモニア量も増加する。NOxセンサ48はこのアンモニアを検出するため、尿素水噴射量を増加するにつれ、NOxセンサ出力は徐々に増加していくこととなる。   However, when the urea water injection amount is further increased, the urea water injection amount becomes excessive with respect to the inflow NOx amount, and an ammonia slip in which excess ammonia flows out from the NOx catalyst 24 occurs. As the urea water injection amount increases, the outflow ammonia amount also increases. Since the NOx sensor 48 detects this ammonia, the NOx sensor output gradually increases as the urea water injection amount increases.

NOxスリップとアンモニアスリップがバランスするバランス点、すなわち、流出NOx量と流出アンモニア量の両者をできるだけ最小化できる尿素水噴射量の値を図中Mhで示す。Mhより小噴射量側をNOxスリップ領域、Mhより大噴射量側をアンモニアスリップ領域とする。   A balance point at which the NOx slip and the ammonia slip are balanced, that is, the urea water injection amount that can minimize both the outflow NOx amount and the outflow ammonia amount as much as possible is indicated by Mh in the figure. A small injection amount side from Mh is defined as a NOx slip region, and a large injection amount side from Mh is defined as an ammonia slip region.

NOxセンサ出力は、バランス点で極小値となる曲線を描く。よって、NOxセンサ出力のみによっては、NOxセンサ出力がNOxスリップ領域にあるのか(NOxスリップが起こっているのか)、アンモニアスリップ領域にあるのか(アンモニアスリップが起こっているのか)を判別することができない。このため従来は、尿素水噴射量を強制的に増加または減少し、それに応じてNOxセンサ出力が大小どちら側に変化するかを検出し、その結果に基づいて、NOxセンサ出力がいずれの領域にあるかを判別している。   The NOx sensor output draws a curve that has a minimum value at the balance point. Therefore, it is impossible to determine whether the NOx sensor output is in the NOx slip region (whether NOx slip is occurring) or in the ammonia slip region (whether ammonia slip is occurring) only by the NOx sensor output. . For this reason, conventionally, the urea water injection amount is forcibly increased or decreased, and it is detected which side the NOx sensor output changes in accordance with that, and based on the result, the NOx sensor output is assigned to which region. It is determined whether it exists.

例えば、尿素水噴射量を増量したときにNOxセンサ出力が減少した場合はNOxスリップ領域にある(NOxスリップが起こっている)と判定し、尿素水噴射量を増量したときにNOxセンサ出力が増加した場合はアンモニアスリップ領域にある(アンモニアスリップが起こっている)と判定する。   For example, if the NOx sensor output decreases when the urea water injection amount is increased, it is determined that the NOx slip region is present (NOx slip is occurring), and the NOx sensor output increases when the urea water injection amount is increased. If it is, it is determined that it is in the ammonia slip region (ammonia slip is occurring).

さて、前述したように、ECU100により算出された推定吸着量Weの値が、様々な原因により、真値から比較的大きく乖離することがある。すなわちアンモニア吸着量推定誤差の拡大が生じることがある。その原因としては例えば、尿素インジェクタ25の一時的固着、NOx浄化率が不安定な低排気温域でのエンジンの長時間運転等がある。こうした推定誤差拡大をそのまま放置しておくと、好適な還元剤噴射量制御が実行されなくなり、NOxスリップが起こったり、アンモニアスリップが起こったりして、排ガス性能が悪化する。   As described above, the value of the estimated adsorption amount We calculated by the ECU 100 may deviate from the true value relatively large due to various causes. That is, the ammonia adsorption amount estimation error may increase. The causes include, for example, temporary fixation of the urea injector 25 and long-time operation of the engine in a low exhaust temperature range where the NOx purification rate is unstable. If such an estimation error expansion is left as it is, a suitable reducing agent injection amount control is not performed, and NOx slip occurs or ammonia slip occurs, and exhaust gas performance deteriorates.

そこで本実施形態では、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出するため、以下に述べるような自己診断(OBD:On-Board Diagnostics)をECU100により実施する。   Therefore, in the present embodiment, the ECU 100 performs self-diagnosis (OBD: On-Board Diagnostics) as described below in order to detect an increase in the ammonia adsorption amount estimation error at an early stage.

[第1の判定方法]
本実施形態では、推定吸着量Weが正常か否かを判定するため、異なる二つの判定方法を並行して実施する。ここではまず、本発明とは直接関係がない第1の判定方法を説明し、その後、本発明の実施形態に係る第2の判定方法を説明する。
[First determination method]
In this embodiment, in order to determine whether the estimated adsorption amount We is normal, two different determination methods are performed in parallel. Here, first, a first determination method that is not directly related to the present invention will be described, and then a second determination method according to an embodiment of the present invention will be described.

第1の判定方法に関し、ECU100は、推定吸着量Weと比較する判定閾値Thを以下の手順により算出する。そして推定吸着量Weを、算出した判定閾値Thと比較し、その比較結果に応じて推定吸着量Weが正常か異常かを判定する。   Regarding the first determination method, the ECU 100 calculates a determination threshold Th to be compared with the estimated adsorption amount We by the following procedure. Then, the estimated adsorption amount We is compared with the calculated determination threshold Th, and it is determined whether the estimated adsorption amount We is normal or abnormal according to the comparison result.

判定閾値Thの算出に際してはまず、尿素水噴射量Mに相当する第1アンモニア量Uが算出される。第1アンモニア量Uは、尿素水噴射量Mから得られるアンモニア量であり、両者の関係を予め記憶したマップから尿素水噴射量Mに基づいて算出される。   In calculating the determination threshold Th, first, a first ammonia amount U corresponding to the urea water injection amount M is calculated. The first ammonia amount U is an ammonia amount obtained from the urea water injection amount M, and is calculated based on the urea water injection amount M from a map in which the relationship between both is stored in advance.

次に、第1噴射量MAに相当する第2アンモニア量UAが算出される。第2アンモニア量UAも、第1噴射量MAから得られるアンモニア量であり、両者の関係を予め記憶したマップから第1噴射量MAに基づいて算出される。   Next, a second ammonia amount UA corresponding to the first injection amount MA is calculated. The second ammonia amount UA is also the ammonia amount obtained from the first injection amount MA, and is calculated based on the first injection amount MA from a map in which the relationship between them is stored in advance.

第1アンモニア量Uと第2アンモニア量UAの差ΔU(=U−UA)が算出され、この差ΔUが積算されて、積算値S=ΣΔUが算出される。この積算値Sに基づいて判定閾値Thが算出される。   A difference ΔU (= U−UA) between the first ammonia amount U and the second ammonia amount UA is calculated, and the difference ΔU is integrated to calculate an integrated value S = ΣΔU. Based on this integrated value S, a determination threshold Th is calculated.

図5に示すように、判定閾値Thには、尿素水噴射実行時の判定閾値ThHと、尿素水噴射非実行時(停止時)の判定閾値ThLとの二種類がある。ECU100は、尿素水噴射の実行時と非実行時とで判定閾値Thを変更し、尿素水噴射実行時には判定閾値ThHを、尿素水噴射非実行時には判定閾値ThLを用いる。   As shown in FIG. 5, there are two types of determination threshold Th, a determination threshold ThH when urea water injection is executed and a determination threshold ThL when urea water injection is not executed (when stopped). The ECU 100 changes the determination threshold Th when the urea water injection is executed and when it is not executed, and uses the determination threshold ThH when the urea water injection is executed and uses the determination threshold ThL when the urea water injection is not executed.

特にECU100は、尿素水噴射実行時には、判定閾値ThHを推定吸着量の上限値として用い、尿素水噴射非実行時には判定閾値ThLを推定吸着量の下限値として用いる。以下、判定閾値ThHを上限判定閾値ともいい、判定閾値ThLを下限判定閾値ともいう。   In particular, the ECU 100 uses the determination threshold value ThH as the upper limit value of the estimated adsorption amount when the urea water injection is performed, and uses the determination threshold value ThL as the lower limit value of the estimated adsorption amount when the urea water injection is not performed. Hereinafter, the determination threshold ThH is also referred to as an upper limit determination threshold, and the determination threshold ThL is also referred to as a lower limit determination threshold.

ECU100は、尿素水噴射実行時には、積算値Sより所定の第1余裕値だけ大きい値を上限判定閾値ThHとし、還元剤噴射の非実行時には、積算値Sより所定の第2余裕値だけ小さい値を下限判定閾値ThLとする。第1余裕値は、ゼロ以上のα1で表され、上限判定閾値ThHは式:ThH=S+α1から算出される。第2余裕値は、ゼロ以下のα2の絶対値で表され、下限判定閾値ThLは式:ThL=S+α2から算出される。   The ECU 100 sets a value larger by a predetermined first margin value than the integrated value S when the urea water injection is performed as an upper limit determination threshold ThH, and a value smaller by a predetermined second margin value than the integrated value S when the reducing agent injection is not performed. Is the lower limit determination threshold ThL. The first margin value is represented by α1 that is greater than or equal to zero, and the upper limit determination threshold ThH is calculated from the formula: ThH = S + α1. The second margin value is represented by an absolute value of α2 that is less than or equal to zero, and the lower limit determination threshold ThL is calculated from the formula: ThL = S + α2.

尿素水噴射実行時には、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHと比較される。推定吸着量Weが上限判定閾値ThH以下のときには推定吸着量Weが正常と判定され、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHより大きいときには推定吸着量Weが異常と判定される。   When the urea water injection is executed, the estimated adsorption amount We is compared with the upper limit determination threshold ThH. When the estimated adsorption amount We is equal to or less than the upper limit determination threshold ThH, the estimated adsorption amount We is determined to be normal, and when the estimated adsorption amount We is greater than the upper limit determination threshold ThH, the estimated adsorption amount We is determined to be abnormal.

他方、尿素水噴射非実行時には、推定吸着量Weが下限判定閾値ThLと比較される。推定吸着量Weが下限判定閾値ThL以上のときには推定吸着量Weが正常と判定され、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHより小さいときには推定吸着量Weが異常と判定される。   On the other hand, when urea water injection is not executed, the estimated adsorption amount We is compared with the lower limit determination threshold ThL. When the estimated adsorption amount We is equal to or greater than the lower limit determination threshold ThL, the estimated adsorption amount We is determined to be normal, and when the estimated adsorption amount We is smaller than the upper limit determination threshold ThH, the estimated adsorption amount We is determined to be abnormal.

上述の差ΔUは、NOx触媒24に供給された全アンモニア量から、流入NOxの還元に使用されたアンモニア量を差し引いた値である。これは、尿素水噴射実行時には、NOx触媒24に吸着可能な単位時間当たりのアンモニア量の最大値を意味すると考えられる。一方、尿素水噴射実行時には、推定吸着量Weおよび積算値Sが上昇傾向にある。よって積算値Sに基づいて算出された上限判定閾値ThHは、概ね、推定吸着量の上限値を定める値として好適と考えられる。そこで本実施形態では、積算値Sに基づいて上限判定閾値ThHを算出すると共に、推定吸着量Weを上限判定閾値ThHと比較し、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHより大きいときには推定吸着量Weを異常と判定する。これにより、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出することができる。   The above difference ΔU is a value obtained by subtracting the amount of ammonia used to reduce the inflow NOx from the total amount of ammonia supplied to the NOx catalyst 24. This is considered to mean the maximum value of the ammonia amount per unit time that can be adsorbed to the NOx catalyst 24 when the urea water injection is performed. On the other hand, when the urea water injection is performed, the estimated adsorption amount We and the integrated value S tend to increase. Therefore, the upper limit determination threshold ThH calculated based on the integrated value S is generally considered suitable as a value that determines the upper limit value of the estimated adsorption amount. Therefore, in the present embodiment, the upper limit determination threshold ThH is calculated based on the integrated value S, and the estimated adsorption amount We is compared with the upper limit determination threshold ThH. When the estimated adsorption amount We is greater than the upper limit determination threshold ThH, the estimated adsorption amount We is calculated. Is determined to be abnormal. Thereby, the expansion of the ammonia adsorption amount estimation error can be detected at an early stage.

他方、尿素水噴射非実行時には、NOx触媒24に供給される全アンモニア量がゼロであることから、差ΔUは、NOx触媒24から脱離可能な単位時間当たりのアンモニア量の最大値を意味すると考えられる。尿素水噴射非実行時には、推定吸着量Weおよび積算値Sが低下傾向にある。よって積算値Sに基づいて算出された下限判定閾値ThLは、概ね、推定吸着量の下限値を定める値として好適と考えられる。そこで本実施形態では、積算値Sに基づいて下限判定閾値ThLを算出すると共に、推定吸着量Weを下限判定閾値ThLと比較し、推定吸着量Weが下限判定閾値ThLより小さいときには推定吸着量Weを異常と判定する。これによっても、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出することができる。   On the other hand, when urea water injection is not performed, the total amount of ammonia supplied to the NOx catalyst 24 is zero, so that the difference ΔU means the maximum value of the ammonia amount per unit time that can be desorbed from the NOx catalyst 24. Conceivable. When urea water injection is not executed, the estimated adsorption amount We and the integrated value S tend to decrease. Therefore, the lower limit determination threshold ThL calculated based on the integrated value S is generally considered suitable as a value for determining the lower limit value of the estimated adsorption amount. Therefore, in the present embodiment, the lower limit determination threshold ThL is calculated based on the integrated value S, and the estimated adsorption amount We is compared with the lower limit determination threshold ThL. When the estimated adsorption amount We is smaller than the lower limit determination threshold ThL, the estimated adsorption amount We is calculated. Is determined to be abnormal. Also by this, the expansion of the ammonia adsorption amount estimation error can be detected at an early stage.

第1余裕値α1および第2余裕値α2は、診断の安定性を高めるため、絶対的な基準である積算値Sに対し若干異常側に判定閾値Thをずらすために定められた値である。第1余裕値α1および第2余裕値α2は、それぞれ一定値であってもよいが、ここでは診断精度を高めるため、各状態量に応じて可変設定される。   The first margin value α1 and the second margin value α2 are values determined to shift the determination threshold Th slightly toward the abnormal side with respect to the integrated value S, which is an absolute reference, in order to improve diagnosis stability. The first margin value α1 and the second margin value α2 may be constant values, but here are variably set according to each state quantity in order to increase the diagnostic accuracy.

図6において、実線は尿素水噴射実行時の積算値Sの変化を示し、破線は尿素水噴射非実行時の積算値Sの変化を示す。横軸は時間tであり、t=nは今回(現在)の演算時期、t=n−1は前回(所定時間前)の演算時期を示す。τは演算時期の間隔すなわち演算周期(例えば10msec)を示す。例えば尿素水噴射実行時、ECU100は次のように第1余裕値α1を設定する。   In FIG. 6, the solid line indicates a change in the integrated value S when the urea water injection is executed, and the broken line indicates a change in the integrated value S when the urea water injection is not executed. The horizontal axis represents time t, t = n indicates the current (current) calculation time, and t = n−1 indicates the previous (predetermined time) calculation time. τ represents an interval of calculation timing, that is, a calculation cycle (for example, 10 msec). For example, when the urea water injection is executed, the ECU 100 sets the first margin value α1 as follows.

図6に実線で示すように、まず、今回の積算値Snと前回の積算値Sn-1の差である積算値差分ΔSn=Sn−Sn-1が算出される。積算値差分ΔSnは、現在の積算値Sの単位時間当たりの上昇率または上昇速度と言い換えることもできる。次に、積算値差分ΔSnを補正するための補正係数F1が、排気温度、排気ガス流量等のパラメータに基づいて算出される。排気温度には排気温センサ44の検出値が用いられ、排気ガス流量には吸入空気量の値に基づいて算出された値が用いられる。この補正係数F1の算出にはECU100に記憶されたマップが用いられる。最後に、積算値差分ΔSnに補正係数F1を乗じて第1余裕値α1が算出される。第1余裕値α1は、積算値Sが上昇している場合は正の値とされ、それ以外の場合は0以上の値とされる。 As shown by the solid line in FIG. 6, firstly, the integrated value difference ΔS n = S n -S n- 1 is the difference between the integrated value S n-1 of this integrated value S n and the previous is computed. The integrated value difference ΔS n can be rephrased as the rate of increase or the rate of increase of the current integrated value S per unit time. Next, a correction coefficient F1 for correcting the integrated value difference ΔS n is calculated based on parameters such as exhaust temperature and exhaust gas flow rate. A detected value of the exhaust temperature sensor 44 is used for the exhaust temperature, and a value calculated based on the value of the intake air amount is used for the exhaust gas flow rate. A map stored in the ECU 100 is used for calculating the correction coefficient F1. Finally, the first margin value α1 is calculated by multiplying the integrated value difference ΔS n by the correction coefficient F1. The first margin value α1 is a positive value when the integrated value S is increasing, and is a value of 0 or more otherwise.

なお、補正係数F1を乗じる代わりに、補正量を加算して積算値差分ΔSnを補正してもよい。また積算値差分ΔSnは、演算周期τより長い時間間隔での積算値Sの差であってもよい。 Instead of multiplying by the correction coefficient F1, the correction value may be added to correct the integrated value difference ΔS n . Further, the integrated value difference ΔS n may be a difference between the integrated values S at a time interval longer than the calculation cycle τ.

次に、尿素水噴射非実行時における第2余裕値α2の設定方法を説明する。この設定方法は、第1余裕値α1の設定方法と大略同様である。   Next, a method for setting the second margin value α2 when urea water injection is not performed will be described. This setting method is substantially the same as the setting method of the first margin value α1.

図6に破線で示すように、まず、今回の積算値Snと前回の積算値Sn-1の差である積算値差分ΔSn=Sn−Sn-1が算出される。積算値Sが下降している場合には負の積算値差分ΔSnが算出される。次に、積算値差分ΔSnを補正するための補正係数F2が前記同様に算出される。積算値差分ΔSnに補正係数F2を乗じて第2余裕値α2が算出される。第2余裕値α2は、積算値Sが下降している場合は負の値とされ、それ以外の場合は0以下の値とされる。 As shown by the broken line in FIG. 6, firstly, the integrated value difference ΔS n = S n -S n- 1 is the difference between the integrated value S n-1 of this integrated value S n and the previous is computed. When the integrated value S is decreasing, a negative integrated value difference ΔS n is calculated. Next, a correction coefficient F2 for correcting the integrated value difference ΔS n is calculated in the same manner as described above. The second margin value α2 is calculated by multiplying the integrated value difference ΔS n by the correction coefficient F2. The second margin value α2 is a negative value when the integrated value S is decreasing, and is a value of 0 or less in other cases.

なお、補正係数F2を乗じる代わりに、補正量を加算して積算値差分ΔSnを補正してもよい。 Instead of multiplying by the correction coefficient F2, the integrated value difference ΔS n may be corrected by adding a correction amount.

次に、図7を参照して、第1の判定方法の判定ルーチンを説明する。図示するルーチンはECU100により所定の演算周期τ(例えば10msec)毎に繰り返し実行される。   Next, a determination routine of the first determination method will be described with reference to FIG. The illustrated routine is repeatedly executed by the ECU 100 at every predetermined calculation cycle τ (for example, 10 msec).

ステップS101では、尿素水噴射量Mに基づき、これに相当する第1アンモニア量Uが算出される。ステップS102では、第1噴射量MAに基づき、これに相当する第2アンモニア量UAが算出される。   In step S101, the first ammonia amount U corresponding to the urea water injection amount M is calculated. In step S102, the second ammonia amount UA corresponding to the first injection amount MA is calculated.

ステップS103では、1アンモニア量Uと第2アンモニア量UAの差ΔU(=U−UA)が算出され、ステップS104では、この差ΔUが積算されて、積算値S=ΣΔUが算出される。   In step S103, a difference ΔU (= U−UA) between the first ammonia amount U and the second ammonia amount UA is calculated. In step S104, the difference ΔU is integrated to calculate an integrated value S = ΣΔU.

ステップS105では、尿素水噴射実行時であるか否かが判断される。実行時である場合はステップS106に進み、実行時でない場合すなわち非実行時である場合はステップS110に進む。   In step S105, it is determined whether or not urea water injection is being performed. If it is the time of execution, the process proceeds to step S106. If it is not the time of execution, that is, if it is not the time of execution, the process proceeds to step S110.

実行時である場合、ステップS106において、尿素水噴射実行時の判定閾値である上限判定閾値ThHが式:ThH=S+α1から算出される。   In the case of execution, in step S106, an upper limit determination threshold ThH that is a determination threshold when urea water injection is executed is calculated from the formula: ThH = S + α1.

そしてステップS107において、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHより大きいか否かが判断される。   In step S107, it is determined whether or not the estimated adsorption amount We is larger than the upper limit determination threshold ThH.

推定吸着量Weが上限判定閾値ThH以下の場合(We≦ThH)、ステップS108に進んで、推定吸着量Weは正常と判定され、ルーチンが終了される。   When the estimated adsorption amount We is equal to or less than the upper limit determination threshold ThH (We ≦ ThH), the process proceeds to step S108, where the estimated adsorption amount We is determined to be normal, and the routine is terminated.

他方、推定吸着量Weが上限判定閾値ThHより大きい場合(We>ThH)、ステップS109に進んで、推定吸着量Weは異常と判定され、ルーチンが終了される。なお異常と判定した場合、例えば、推定吸着量Weを正常値に戻すのに必要な措置を施したり、あるいは、図示しない警告装置(チェックランプ等)を起動させ、ユーザーに点検整備を促したりするのが好ましい。これにより、排ガス性能の悪化を抑制することができる。   On the other hand, when the estimated adsorption amount We is larger than the upper limit determination threshold ThH (We> ThH), the process proceeds to step S109, where the estimated adsorption amount We is determined to be abnormal, and the routine is terminated. If it is determined that there is an abnormality, for example, measures necessary to return the estimated adsorption amount We to a normal value are taken, or a warning device (check lamp, etc.) (not shown) is activated to prompt the user to perform maintenance. Is preferred. Thereby, deterioration of exhaust gas performance can be suppressed.

他方、尿素水噴射非実行時である場合、ステップS110において、尿素水噴射非実行時の判定閾値である下限判定閾値ThLが式:ThL=S+α2から算出される。   On the other hand, when urea water injection is not performed, in step S110, a lower limit determination threshold ThL that is a determination threshold when urea water injection is not performed is calculated from the formula: ThL = S + α2.

そしてステップS111において、推定吸着量Weが下限判定閾値ThLより小さいか否かが判断される。   In step S111, it is determined whether or not the estimated adsorption amount We is smaller than the lower limit determination threshold ThL.

推定吸着量Weが下限判定閾値ThL以上の場合(We≧ThL)、ステップS112に進んで、推定吸着量Weは正常と判定され、ルーチンが終了される。   When the estimated adsorption amount We is equal to or greater than the lower limit determination threshold ThL (We ≧ ThL), the process proceeds to step S112, where the estimated adsorption amount We is determined to be normal, and the routine is terminated.

他方、推定吸着量Weが下限判定閾値ThLより小さい場合(We<ThL)、ステップS113に進んで、推定吸着量Weは異常と判定され、ルーチンが終了される。   On the other hand, when the estimated adsorption amount We is smaller than the lower limit determination threshold ThL (We <ThL), the process proceeds to step S113, where the estimated adsorption amount We is determined to be abnormal, and the routine is terminated.

以上述べたように、第1の判定方法では、尿素水噴射量Mに相当する第1アンモニア量Uと、NOx触媒24に流入するNOxの還元に必要な第1噴射量MAに相当する第2アンモニア量UAとの差ΔUの積算値Sに基づいて判定閾値ThH,ThLを算出し、推定吸着量Weを判定閾値ThH,ThLと比較して推定吸着量Weが正常か否かを判定する。このため、アンモニア吸着量推定誤差の拡大を早期に検出することができる。   As described above, in the first determination method, the first ammonia amount U corresponding to the urea water injection amount M and the second injection amount MA corresponding to the first injection amount MA necessary for the reduction of NOx flowing into the NOx catalyst 24 are used. Based on the integrated value S of the difference ΔU from the ammonia amount UA, the determination threshold values ThH and ThL are calculated, and the estimated adsorption amount We is compared with the determination threshold values ThH and ThL to determine whether or not the estimated adsorption amount We is normal. For this reason, the expansion of the ammonia adsorption amount estimation error can be detected at an early stage.

また第1の判定方法では、尿素水噴射の実行時と非実行時とで判定閾値を変更するので、判定閾値を適切に設定でき、診断精度を高めることができる。   In the first determination method, the determination threshold value is changed between when the urea water injection is performed and when it is not performed. Therefore, the determination threshold value can be appropriately set, and the diagnostic accuracy can be improved.

また第1の判定方法では、尿素水噴射の実行時には算出した上限判定閾値ThHを推定吸着量の上限値として用い、尿素水噴射の非実行時には算出した下限判定閾値ThLを推定吸着量の下限値として用いる。このため、推定吸着量の上昇傾向および下降傾向に合わせて適切に上限値および下限値を定めることができ、これによっても判定閾値を適切に設定し、診断精度を高められる。   In the first determination method, the upper limit determination threshold ThH calculated when urea water injection is performed is used as the upper limit value of the estimated adsorption amount, and the lower limit determination threshold ThL calculated when urea water injection is not performed is the lower limit value of the estimated adsorption amount. Used as For this reason, it is possible to appropriately set the upper limit value and the lower limit value according to the upward tendency and the downward tendency of the estimated adsorption amount, and accordingly, the determination threshold value can be appropriately set and the diagnostic accuracy can be improved.

また第1の判定方法では、尿素水噴射の実行時には積算値Sより所定の第1余裕値α1だけ大きい値を上限判定閾値ThHとし、尿素水噴射の非実行時には積算値Sより所定の第2余裕値|α2|だけ小さい値を下限判定閾値ThLとする。このため、診断の安定性を高めることができ、誤診断を抑制することができる。   In the first determination method, when the urea water injection is executed, a value that is larger than the integrated value S by a predetermined first margin value α1 is set as the upper limit determination threshold ThH, and when the urea water injection is not executed, a predetermined second value is set from the integrated value S. A value that is smaller by the margin value | α2 | is set as the lower limit determination threshold ThL. For this reason, the stability of diagnosis can be improved and misdiagnosis can be suppressed.

なお、従来方法に倣い、NOxセンサ出力が増大したとき尿素水噴射量を強制的に増加または減少し、それに応じたNOxセンサ出力の変化の仕方に応じてNOxスリップおよびアンモニアスリップのいずれが起こっているのかを判定することが可能である。そして、起こっている一方のスリップがアンモニア吸着量推定誤差の拡大に起因するものとして、推定吸着量の異常を判定することが考えられる。しかし、この方法だと、NOxスリップおよびアンモニアスリップのいずれが起こっているのかを判定するまでに比較的長時間を要するため、推定吸着量の異常を早期に検出することができない。これに対し、第1の判定方法の場合だと、判定閾値Thの算出と、推定吸着量Weおよび判定閾値Thの比較とを常時行っているため、推定吸着量の異常を早期に検出することが可能である。   According to the conventional method, when the NOx sensor output increases, the urea water injection amount is forcibly increased or decreased, and either NOx slip or ammonia slip occurs depending on how the NOx sensor output changes accordingly. It is possible to determine whether it is present. Then, it is conceivable that an abnormality in the estimated adsorption amount is determined on the assumption that one of the slips occurring is caused by the expansion of the ammonia adsorption amount estimation error. However, with this method, since it takes a relatively long time to determine whether NOx slip or ammonia slip occurs, an abnormality in the estimated adsorption amount cannot be detected at an early stage. On the other hand, in the case of the first determination method, the calculation of the determination threshold value Th and the comparison of the estimated adsorption amount We and the determination threshold value Th are always performed. Is possible.

[第2の判定方法]
次に、本発明の実施形態に係る第2の判定方法を説明する。
[Second determination method]
Next, a second determination method according to the embodiment of the present invention will be described.

この第2の判定方法では、前述の推定吸着量Weが第1推定吸着量として使用され、前述の積算値Sが第2推定吸着量として使用される。積算値Sは、簡易的に計算されたNOx触媒24のアンモニア吸着量とみなせるため、第2推定吸着量として使用することが可能である。推定吸着量Weおよび積算値Sは、互いに異なる(別種の)アンモニア吸着量の推定値である。   In the second determination method, the estimated adsorption amount We is used as the first estimated adsorption amount, and the integrated value S is used as the second estimated adsorption amount. The integrated value S can be used as the second estimated adsorption amount because it can be regarded as the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst 24 calculated simply. The estimated adsorption amount We and the integrated value S are estimates of different (different types) ammonia adsorption amounts.

推定吸着量Weに基づき、NOx触媒24の第1のNOx浄化率である第1浄化率R1が算出される。第1浄化率R1は、推定吸着量We、排気温センサ44により検出された排気温度、および排気ガス流量に基づき、所定のマップから算出される。   Based on the estimated adsorption amount We, a first purification rate R1 that is a first NOx purification rate of the NOx catalyst 24 is calculated. The first purification rate R1 is calculated from a predetermined map based on the estimated adsorption amount We, the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 44, and the exhaust gas flow rate.

また積算値Sに基づき、NOx触媒24の第2のNOx浄化率である第2浄化率R2が算出される。第2浄化率R2は、積算値S、排気温センサ44により検出された排気温度、および排気ガス流量に基づき、所定のマップから算出される。   Based on the integrated value S, a second purification rate R2 that is a second NOx purification rate of the NOx catalyst 24 is calculated. The second purification rate R2 is calculated from a predetermined map based on the integrated value S, the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 44, and the exhaust gas flow rate.

他方、これらとは別に、NOx触媒24の実際のNOx浄化率である実浄化率Rtが検出される。この際、NOx触媒24に流入するNOx量(流入NOx量Nin)が、上流側NOxセンサ47により検出されたNOx濃度と排気ガス流量の積として計算される。また、NOx触媒24から流出するNOx量(流出NOx量Nout)が、下流側NOxセンサ48により検出されたNOx濃度と排気ガス流量の積として計算される。そして式:Rt=1−Nout/Ninにより実浄化率Rtが計算される。   On the other hand, an actual purification rate Rt that is an actual NOx purification rate of the NOx catalyst 24 is detected separately from these. At this time, the amount of NOx flowing into the NOx catalyst 24 (inflow NOx amount Nin) is calculated as the product of the NOx concentration detected by the upstream NOx sensor 47 and the exhaust gas flow rate. Further, the amount of NOx flowing out from the NOx catalyst 24 (outflow NOx amount Nout) is calculated as the product of the NOx concentration detected by the downstream NOx sensor 48 and the exhaust gas flow rate. Then, the actual purification rate Rt is calculated by the formula: Rt = 1−Nout / Nin.

次に、図8に示すように、実浄化率Rtに基づいて浄化率Rの正常範囲が算出される。正常範囲は、Rt−β2≦R≦Rt+β1を満たすような浄化率Rの範囲である(但しβ1,β2>0)。β1は正常範囲の上限を規定する上限規定値、β2は正常範囲の下限を規定する下限規定値である。β1,β2は、所定の一定値であってもよいし、前述の余裕値α1,α2と同様に可変設定されてもよい。   Next, as shown in FIG. 8, the normal range of the purification rate R is calculated based on the actual purification rate Rt. The normal range is a range of the purification rate R that satisfies Rt−β2 ≦ R ≦ Rt + β1 (where β1, β2> 0). β1 is an upper limit value that defines the upper limit of the normal range, and β2 is a lower limit value that defines the lower limit of the normal range. β1 and β2 may be predetermined constant values, or may be variably set similarly to the above-described margin values α1 and α2.

第1浄化率R1および第2浄化率R2と正常範囲とを比較して、推定吸着量Weおよび積算値Sが正常か否かが判定される。   The first purification rate R1 and the second purification rate R2 are compared with the normal range to determine whether or not the estimated adsorption amount We and the integrated value S are normal.

例えば、第1浄化率R1および第2浄化率R2の両方が正常範囲内にあれば、推定吸着量Weおよび積算値Sの両方が正常と判定される。また第1浄化率R1が正常範囲外にあり、第2浄化率R2のみが正常範囲内のときは、推定吸着量Weが異常、積算値Sが正常と判定される。逆に、第1浄化率R1のみが正常範囲内にあり、第2浄化率R2が正常範囲外のときは、推定吸着量Weが正常、積算値Sが異常と判定される。   For example, if both the first purification rate R1 and the second purification rate R2 are within the normal range, it is determined that both the estimated adsorption amount We and the integrated value S are normal. When the first purification rate R1 is outside the normal range and only the second purification rate R2 is within the normal range, it is determined that the estimated adsorption amount We is abnormal and the integrated value S is normal. Conversely, when only the first purification rate R1 is within the normal range and the second purification rate R2 is outside the normal range, it is determined that the estimated adsorption amount We is normal and the integrated value S is abnormal.

第1浄化率R1または第2浄化率R2が正常範囲より大きい値であるとき、第1浄化率R1または第2浄化率R2は過大異常範囲内にあるとされる。また第1浄化率R1または第2浄化率R2が正常範囲より小さい値であるとき、第1浄化率R1または第2浄化率R2は過小異常範囲内にあるとされる。   When the first purification rate R1 or the second purification rate R2 is larger than the normal range, the first purification rate R1 or the second purification rate R2 is determined to be within the excessively abnormal range. Further, when the first purification rate R1 or the second purification rate R2 is a value smaller than the normal range, the first purification rate R1 or the second purification rate R2 is determined to be within the underabnormal range.

ところで本実施形態では、第1浄化率R1および第2浄化率R2の一方が正常範囲外のとき、直ちに異常と判定するのではなく、その判定前に、その一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量(推定吸着量Weおよび積算値Sの一方)の値を、他方の推定吸着量(推定吸着量Weおよび積算値Sの他方)の値を利用して修復するための修復操作を行う。そしてこの修復操作を行ってもなお一方の浄化率が正常範囲内に入らないときに、一方の推定吸着量を異常と判定する。   By the way, in this embodiment, when one of the first purification rate R1 and the second purification rate R2 is outside the normal range, it is not immediately determined as abnormal, but before the determination, one of the one corresponding to the one purification rate R1. A restoration operation is performed to restore the value of the estimated adsorption amount (one of the estimated adsorption amount We and the integrated value S) using the value of the other estimated adsorption amount (the other of the estimated adsorption amount We and the integrated value S). . When one of the purification rates still does not fall within the normal range even after performing this repair operation, one of the estimated adsorption amounts is determined to be abnormal.

判定前に修復操作を行うので、この修復操作により一方の推定吸着量を正常値に復帰できる可能性がある。正常値に復帰できれば、異常判定を行って点検整備等を行う手間を省けるので、こうした修復操作は非常に有益である。   Since the repair operation is performed before the determination, there is a possibility that one of the estimated adsorption amounts can be returned to a normal value by this repair operation. If it can be restored to the normal value, it is possible to save the trouble of making an abnormality determination and carrying out inspection and maintenance. Such a repair operation is very useful.

修復操作は、基本的に、正常範囲外の一方の浄化率に対応した、異常の可能性が高い一方の推定吸着量(推定吸着量Weおよび積算値Sの一方)を、正常範囲内の他方の浄化率に対応した、正常と思われる他方の推定吸着量(推定吸着量Weおよび積算値Sの他方)で置換することにより行う。そして置換後、一方の推定吸着量の計算を実行ないし続行する。なお正常と思われる他方の推定吸着量の方については何等の変更無く計算が続行される。   In the repair operation, basically, one estimated adsorption amount (one of the estimated adsorption amount We and the integrated value S) corresponding to one purification rate outside the normal range and having a high possibility of abnormality is converted to the other within the normal range. This is performed by substituting with the other estimated adsorption amount (the other of the estimated adsorption amount We and the integrated value S) considered to be normal, corresponding to the purification rate. After the replacement, the calculation of one estimated adsorption amount is executed or continued. The calculation is continued without any change for the other estimated adsorption amount that seems to be normal.

この修復操作が上手くいけば、一方の推定吸着量の値がやがて正常値に復帰し、これに対応する一方の浄化率の値も正常範囲内に入る。こうして正常な状態に復帰でき、異常判定を行うことなく、異常状態を脱することができる。   If this repair operation is successful, the value of one estimated adsorption amount will eventually return to a normal value, and the corresponding one of the purification rate values will also fall within the normal range. Thus, the normal state can be restored, and the abnormal state can be removed without performing the abnormality determination.

図9を参照して、第2の判定方法の判定ルーチンを説明する。図示するルーチンはECU100により所定の演算周期τ(例えば10msec)毎に繰り返し実行される。   With reference to FIG. 9, the determination routine of the second determination method will be described. The illustrated routine is repeatedly executed by the ECU 100 at every predetermined calculation cycle τ (for example, 10 msec).

ステップS201では、推定吸着量Weに基づき、第1浄化率R1が算出される。   In step S201, the first purification rate R1 is calculated based on the estimated adsorption amount We.

ステップS202では、前述のステップS101〜S104の方法に従って積算値Sが算出される。なおステップS104で算出された積算値SをステップS202で流用してもよい。そしてステップS203で、積算値Sに基づき、第2浄化率R2が算出される。   In step S202, the integrated value S is calculated according to the method of steps S101 to S104 described above. The integrated value S calculated in step S104 may be used in step S202. In step S203, the second purification rate R2 is calculated based on the integrated value S.

ステップS204では、NOxセンサ47,48の検出値等に基づき、実浄化率Rtが算出される。   In step S204, the actual purification rate Rt is calculated based on the detection values of the NOx sensors 47, 48 and the like.

ステップS205では、実浄化率Rtに基づき、浄化率Rの正常範囲が算出される。すなわちRt−β2≦R≦Rt+β1を満たすような浄化率Rの正常範囲が算出される。   In step S205, the normal range of the purification rate R is calculated based on the actual purification rate Rt. That is, the normal range of the purification rate R that satisfies Rt−β2 ≦ R ≦ Rt + β1 is calculated.

ステップS206では、第1浄化率R1および第2浄化率R2の両方が正常範囲内にあるか否かが判断される。両方が正常範囲内にあると判断された場合、ステップS207に進んで、推定吸着量Weおよび積算値Sの両方が正常と判定され、ルーチンが終了される。   In step S206, it is determined whether or not both the first purification rate R1 and the second purification rate R2 are within the normal range. When it is determined that both are within the normal range, the process proceeds to step S207, where it is determined that both the estimated adsorption amount We and the integrated value S are normal, and the routine is terminated.

また、ステップS206で両方が正常範囲内にあると判断されない場合、便宜上、第1浄化率R1および第2浄化率R2の一方が正常範囲内にあり、他方が正常範囲外にあると判断されるものとする。この場合、ステップS208に進み、第1浄化率R1が正常範囲外にあるか否か、すなわち、第2浄化率R2が正常範囲内にあり、第1浄化率R1が正常範囲外にあるか否かが判断される。イエスの場合、ステップS209に進み、ノーの場合、ステップS212に進む。ここでの正常範囲外とは、過大異常範囲内にある場合と過小異常範囲内にある場合との両方を含む。   If it is not determined in step S206 that both are within the normal range, for convenience, it is determined that one of the first purification rate R1 and the second purification rate R2 is within the normal range and the other is outside the normal range. Shall. In this case, the process proceeds to step S208, whether the first purification rate R1 is outside the normal range, that is, whether the second purification rate R2 is within the normal range, and whether the first purification rate R1 is outside the normal range. Is judged. If yes, then continue with step S209, otherwise, continue with step S212. Here, “outside of the normal range” includes both the case of being in the overabnormal range and the case of being in the underabnormal range.

なお、ステップS208での判断は、第2浄化率R2が正常範囲内かつ第1浄化率R1が正常範囲外にある状態が所定時間継続したときにイエス、それ以外のときにノーとするのが好ましい。こうすることにより、当該状態がある程度継続した場合のみイエスとすることができ、判定の信頼性を高められる。   Note that the determination in step S208 is “Yes” when the second purification rate R2 is in the normal range and the first purification rate R1 is outside the normal range for a predetermined time, and “No” otherwise. preferable. By doing so, it is possible to make a yes only when the state continues to some extent, and the reliability of the determination can be improved.

ステップS209では、推定吸着量Weの値を積算値Sの値に置換し、その後通常通り、推定吸着量Weの計算を進める。   In step S209, the value of the estimated adsorption amount We is replaced with the value of the integrated value S, and thereafter the calculation of the estimated adsorption amount We proceeds as usual.

次にステップS210において、第1浄化率R1が正常範囲外にあるか否か、すなわち、第2浄化率R2が正常範囲内にあり、第1浄化率R1が正常範囲外にあるか否かが判断される。   Next, in step S210, whether or not the first purification rate R1 is outside the normal range, that is, whether or not the second purification rate R2 is within the normal range and whether the first purification rate R1 is outside the normal range. To be judged.

ここでの判断は、値の置換後に所定時間が経過してもなお第2浄化率R2が正常範囲内にあり、かつ第1浄化率R1が正常範囲外にあるとき(つまり状態が変わらないとき)にイエス、それ以外のときにノーとするのが好ましい。値を置換して修復操作が上手くいったとしても、推定吸着量Weの値が正常値に復帰し、その結果が反映されて第1浄化率R1が正常範囲内に復帰するまでには一定時間を要する。こうした時間を待つために、所定時間経過後に判断を行うのが好ましく、こうすることにより判定の信頼性を高められる。   This determination is made when the second purification rate R2 is still within the normal range and the first purification rate R1 is outside the normal range even when a predetermined time has elapsed after the value replacement (that is, when the state does not change). ) To yes, otherwise no. Even if the value is replaced and the repair operation is successful, the value of the estimated adsorption amount We returns to the normal value, and the result is reflected and it takes a certain time until the first purification rate R1 returns to the normal range. Cost. In order to wait for such a time, it is preferable to make a determination after a lapse of a predetermined time, and this makes it possible to improve the reliability of the determination.

ステップS210の判断がイエスの場合、ステップS211に進んで、推定吸着量Weが異常と判定される。なお異常と判定した場合、第1の判定方法のときと同様、図示しない警告装置(チェックランプ等)を起動させ、ユーザーに点検整備を促すのが好ましい。これにより排ガス性能の悪化を抑制することができる。   If the determination in step S210 is yes, the process proceeds to step S211 and it is determined that the estimated adsorption amount We is abnormal. If it is determined that there is an abnormality, it is preferable to activate a warning device (check lamp or the like) (not shown) to prompt the user to perform maintenance as in the case of the first determination method. Thereby, deterioration of exhaust gas performance can be suppressed.

他方、ステップS210の判断がノーの場合には、ステップS211に進まずそのままルーチンが終了される。すなわちこの場合は、修復操作が上手くいって第1浄化率R1が正常範囲内に復帰したことを意味するので、今回のルーチンは判定を保留し終了する。次回以降のルーチンでステップS206がイエスになり、正常判定されるであろう。   On the other hand, if the determination in step S210 is no, the routine ends without proceeding to step S211. That is, in this case, it means that the repair operation has been successful and the first purification rate R1 has returned to the normal range, so the routine of this time is suspended and terminated. In the routine after the next time, step S206 will be YES, and it will be judged normal.

一方、ステップS212に進んだ場合は、実質的に、第1浄化率R1が正常範囲内にあり、第2浄化率R2が正常範囲外にあると判断されたことになる。この場合、ステップS212において、第2浄化率R2が過大異常範囲内にあるか否かが判断される。   On the other hand, when the process proceeds to step S212, it is substantially determined that the first purification rate R1 is within the normal range and the second purification rate R2 is outside the normal range. In this case, in step S212, it is determined whether or not the second purification rate R2 is within the excessively abnormal range.

イエスの場合、ステップS213において、積算値Sの値を、推定吸着量Weの値を補正した値We+γ1に置換し、その後通常通り、積算値Sの計算を進める。   In the case of yes, in step S213, the value of the integrated value S is replaced with a value We + γ1 obtained by correcting the value of the estimated adsorption amount We, and thereafter the calculation of the integrated value S is advanced as usual.

ここで、推定吸着量Weの値に置換せず、これを補正した値We+γ1に置換する理由は、第1の判定方法において、積算値Sの値が、推定吸着量Weの上限値または下限値を規定する値だからである。推定吸着量Weの値に置換してしまうと、置換後、積算値Sの値が推定吸着量Weの値に一致もしくは非常に接近し、置換直後に推定吸着量Weを異常と判定する事態が生じ得る。よってこうした事態を回避し、置換後の積算値Sの値を推定吸着量Weの値からある程度離す(オフセットする)ため、推定吸着量Weの値を補正した値We+γ1に置換している。γ1は第1オフセット量と称し、正の値を有する。第1オフセット量γ1は、尿素水噴射量M、実浄化率Rtおよび排気温度(排気温センサ44の検出値)等に基づいて、例えば所定のマップから算出される。なお、上記の問題がない場合は推定吸着量Weの値に置換してもよい。   Here, the reason for replacing the estimated adsorption amount We with the corrected value We + γ1 is that, in the first determination method, the integrated value S is the upper limit value or lower limit value of the estimated adsorption amount We. This is because the value prescribes If the value is replaced with the value of the estimated adsorption amount We, after the replacement, the value of the integrated value S coincides with or very close to the value of the estimated adsorption amount We, and it is determined that the estimated adsorption amount We is abnormal immediately after the replacement. Can occur. Therefore, in order to avoid such a situation and to separate the offset integrated value S from the estimated adsorption amount We to some extent (offset), the estimated adsorption amount We is replaced with a corrected value We + γ1. γ1 is called a first offset amount and has a positive value. The first offset amount γ1 is calculated from, for example, a predetermined map based on the urea water injection amount M, the actual purification rate Rt, the exhaust temperature (detected value of the exhaust temperature sensor 44), and the like. In addition, when there is no said problem, you may substitute to the value of the estimated adsorption amount We.

次にステップS214において、第2浄化率R2が過大異常範囲内にあるか否か、すなわち、第1浄化率R1が正常範囲内にあり、第2浄化率R2が過大異常範囲内にあるか否かが判断される。   Next, in step S214, whether or not the second purification rate R2 is in the excessively abnormal range, that is, whether or not the first purification rate R1 is in the normal range and whether the second purification rate R2 is in the excessively abnormal range. Is judged.

ここでの判断も、ステップS210と同様、値の置換後に所定時間が経過してもなお第1浄化率R1が正常範囲内にあり、かつ第2浄化率R2が過大異常範囲内にあるとき(つまり状態が変わらないとき)にイエス、それ以外のときにノーとするのが好ましい。   Also in this determination, as in step S210, when the first purification rate R1 is still in the normal range and the second purification rate R2 is in the excessively abnormal range even after a predetermined time has elapsed after the value replacement ( In other words, it is preferable to answer “yes” when the state does not change and “no” otherwise.

ステップS214の判断がイエスの場合、ステップS215に進んで、積算値Sが異常と判定される。なおこの場合、ステップS211と同様、警告装置を起動させるのが好ましい。   If the determination in step S214 is yes, the process proceeds to step S215, and the integrated value S is determined to be abnormal. In this case, as in step S211, it is preferable to activate the warning device.

他方、ステップS214の判断がノーの場合には、ステップS215に進まずそのままルーチンが終了される。すなわちこの場合は、修復操作が上手くいって第2浄化率R2が正常範囲内に復帰したことを意味するので、今回のルーチンは判定を保留し終了する。次回以降のルーチンでステップS206がイエスになり、正常判定されるであろう。   On the other hand, if the determination in step S214 is no, the routine is terminated without proceeding to step S215. That is, in this case, it means that the repair operation is successful and the second purification rate R2 has returned to the normal range, so the routine of this time is suspended and terminated. In the routine after the next time, step S206 will be YES, and it will be judged normal.

一方、ステップS212の判断がノーの場合、これは、第2浄化率R2が過小異常範囲内にあること、すなわち、第1浄化率R1が正常範囲内にあり、第2浄化率R2が過小異常範囲内にあることを意味する。   On the other hand, if the determination in step S212 is no, this is because the second purification rate R2 is in the underabnormal range, that is, the first purification rate R1 is in the normal range, and the second purification rate R2 is underabnormal. Means within range.

この場合には、ステップS216において、積算値Sの値を、推定吸着量Weの値を補正した値We+γ2に置換し、その後通常通り、積算値Sの計算を進める。   In this case, in step S216, the value of the integrated value S is replaced with a value We + γ2 obtained by correcting the value of the estimated adsorption amount We, and thereafter the calculation of the integrated value S is advanced as usual.

推定吸着量Weの値を補正した値We+γ2に置換する理由はステップS213のときと同様である。γ2は第2オフセット量と称し、負の値を有する。第2オフセット量γ2も、尿素水噴射量M、実浄化率Rtおよび排気温度(排気温センサ44の検出値)等に基づいて、例えば所定のマップから算出される。なお、上述の問題がない場合は推定吸着量Weの値に置換してもよい。   The reason for replacing the estimated adsorption amount We with the corrected value We + γ2 is the same as in step S213. γ2 is called a second offset amount and has a negative value. The second offset amount γ2 is also calculated from a predetermined map, for example, based on the urea water injection amount M, the actual purification rate Rt, the exhaust temperature (detected value of the exhaust temperature sensor 44), and the like. In addition, when there is no above-mentioned problem, you may substitute to the value of the estimated adsorption amount We.

次にステップS217において、第2浄化率R2が過小異常範囲内にあるか否か、すなわち、第1浄化率R1が正常範囲内にあり、第2浄化率R2が過小異常範囲内にあるか否かが判断される。   Next, in step S217, whether or not the second purification rate R2 is in the underabnormal range, that is, whether the first purification rate R1 is in the normal range and whether the second purification rate R2 is in the underabnormal range. Is judged.

ここでの判断も、ステップS216での値の置換後に所定時間が経過してもなお第1浄化率R1が正常範囲内にあり、かつ第2浄化率R2が過小異常範囲内にあるとき(つまり状態が変わらないとき)にイエス、それ以外のときにノーとするのが好ましい。   Also in this determination, when the first purification rate R1 is still in the normal range and the second purification rate R2 is in the underabnormal range even after a predetermined time has elapsed after the replacement of the value in step S216 (that is, It is preferable that the answer is yes when the state does not change, and no otherwise.

ステップS217の判断がイエスの場合、ステップS215に進んで、積算値Sが異常と判定される。   If the determination in step S217 is yes, the process proceeds to step S215, and the integrated value S is determined to be abnormal.

他方、ステップS217の判断がノーの場合には、ステップS215に進まずそのままルーチンが終了される。すなわちこの場合は、修復操作が上手くいって第2浄化率R2が正常範囲内に復帰したことを意味するので、今回のルーチンは判定を保留し終了する。次回以降のルーチンでステップS206がイエスになり、正常判定されるであろう。   On the other hand, if the determination in step S217 is no, the routine is terminated without proceeding to step S215. That is, in this case, it means that the repair operation is successful and the second purification rate R2 has returned to the normal range, so the routine of this time is suspended and terminated. In the routine after the next time, step S206 will be YES, and it will be judged normal.

ここで、積算値Sは、尿素水噴射量制御に直接用いられる値ではなく、あくまで推定吸着量Weの値が概ね正しいか否かを判断するための指標値である。それ故、第2推定吸着量たる積算値Sの値が真値から大きく乖離しても、排気エミッションへの直接的な影響は特段生じない。   Here, the integrated value S is not a value directly used for urea water injection amount control, but is an index value for determining whether or not the value of the estimated adsorption amount We is almost correct. Therefore, even if the value of the integrated value S, which is the second estimated adsorption amount, deviates greatly from the true value, no direct influence on the exhaust emission occurs.

しかしながら、積算値Sの値が大きく乖離すると、推定吸着量Weの正異常判定を正確に行えなくなり、誤判定もしくは誤診断を招く虞がある。例えば、本来正常な推定吸着量Weを異常と誤判定してしまうと、無駄な点検整備等を行わなければならず、ユーザーの負担が増加する。また本来異常な推定吸着量Weを正常と誤判定してしまうと、推定吸着量Weの誤差拡大に起因したNOxスリップやアンモニアスリップが起こり、排ガス性能が悪化する。   However, if the integrated value S is greatly deviated, it is impossible to accurately determine whether the estimated adsorption amount We is normal or abnormal, which may cause erroneous determination or erroneous diagnosis. For example, if the estimated normal adsorption amount We is erroneously determined to be abnormal, useless inspection and maintenance must be performed, which increases the burden on the user. If the estimated adsorption amount We, which is originally abnormal, is erroneously determined to be normal, NOx slip or ammonia slip due to an error increase in the estimated adsorption amount We occurs, and exhaust gas performance deteriorates.

本実施形態では、第2浄化率R2が正常範囲外のときに積算値Sに異常の可能性があるとして積算値Sの修復操作を行い、修復できない場合には異常判定を行う。修復操作により積算値Sの値を正常値に復帰させることができ、上記誤判定とこれに起因する諸問題を解決可能である。また異常判定により積算値Sの異常を正確に検出でき、上記誤判定とこれに起因する諸問題を解決可能である。   In the present embodiment, when the second purification rate R2 is out of the normal range, the integrated value S is repaired on the assumption that there is a possibility that the integrated value S may be abnormal. The value of the integrated value S can be returned to a normal value by a repair operation, and the above-described erroneous determination and various problems caused by this can be solved. Further, the abnormality determination can accurately detect the abnormality of the integrated value S, and can solve the erroneous determination and various problems caused by the erroneous determination.

以上述べたように本実施形態では、第1浄化率R1および第2浄化率R2と正常範囲とを比較して、推定吸着量Weおよび積算値Sが正常か否かを判定する。よって、尿素水噴射量の制御に使用されるメインの第1推定吸着量である推定吸着量Weが正常か否かを好適に判定することができ、推定吸着量Weの推定誤差の拡大を早期に検出することができる。また、補助的な第2推定吸着量である積算値Sが正常か否かも判定することができ、積算値Sの推定誤差の拡大も早期に検出することができる。また、積算値Sを用いた推定吸着量Weの正異常判定に関する誤判定を未然に防止できる。   As described above, in the present embodiment, the first purification rate R1 and the second purification rate R2 are compared with the normal range to determine whether or not the estimated adsorption amount We and the integrated value S are normal. Therefore, it can be suitably determined whether or not the estimated adsorption amount We, which is the main first estimated adsorption amount used for controlling the urea water injection amount, is normal, and the estimation error of the estimated adsorption amount We can be increased early. Can be detected. Further, it can be determined whether or not the integrated value S that is the auxiliary second estimated adsorption amount is normal, and an increase in the estimated error of the integrated value S can be detected at an early stage. Further, it is possible to prevent an erroneous determination related to the determination of whether the estimated adsorption amount We is using the integrated value S.

また本実施形態では、第1浄化率R1および第2浄化率R2の一方が正常範囲外のとき、判定前に、その一方の浄化率に対応する推定吸着量Weおよび積算値Sの一方の値を修復するための修復操作を行う。このため、修復操作により推定吸着量Weおよび積算値Sの一方の値を正常値に復帰させることができ、無駄な異常判定を未然に防止し、異常判定を行うことを最小限に止めることができる。   In the present embodiment, when one of the first purification rate R1 and the second purification rate R2 is outside the normal range, one value of the estimated adsorption amount We and the integrated value S corresponding to the one purification rate is determined before the determination. Perform a repair operation to repair. For this reason, one value of the estimated adsorption amount We and the integrated value S can be returned to a normal value by a repair operation, and wasteful abnormality determination can be prevented in advance, and abnormality determination can be minimized. it can.

また本実施形態では、修復操作の際、一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量の値を、他方の浄化率に対応する他方の推定吸着量の値またはこれを補正した値に置換する。すなわち、異常の可能性がある一方の推定吸着量の値を、正常と思われる他方の推定吸着量の値に置換し、一方の推定吸着量の計算を実行する。これにより、一方の推定吸着量の値を修復できる可能性が高くなり、円滑に修復操作を行うことができる。   In the present embodiment, in the repair operation, the value of one estimated adsorption amount corresponding to one purification rate is replaced with the value of the other estimated adsorption amount corresponding to the other purification rate or a value obtained by correcting this value. . That is, the value of one estimated adsorption amount that may be abnormal is replaced with the value of the other estimated adsorption amount that seems to be normal, and the calculation of one estimated adsorption amount is executed. Thereby, the possibility that the value of one estimated adsorption amount can be restored increases, and the restoration operation can be performed smoothly.

また本実施形態では、修復操作を行った後に一方の浄化率が正常範囲外にあるとき、一方の推定吸着量を異常と判定する。すなわち、修復操作を行ってもなお一方の浄化率が正常範囲内に入らないときに限って一方の推定吸着量を異常と判定するので、判定の信頼性を高められる。   Moreover, in this embodiment, when one purification rate is outside a normal range after performing a repair operation, one estimated adsorption amount is determined to be abnormal. In other words, the estimated adsorption amount is determined to be abnormal only when one of the purification rates does not fall within the normal range even after the repair operation is performed, so that the determination reliability can be improved.

なお、本実施形態(第2の判定方法)のうち、修復操作の部分のみを抽出し、正異常判定の部分を省略した実施形態が可能であり、これに対応した発明が把握可能である。この場合、図9のルーチンから、ステップS207,S210,S211,S214,S215,S217を省略することが可能である。   In the present embodiment (second determination method), an embodiment in which only the repair operation portion is extracted and the normal / abnormal determination portion is omitted is possible, and an invention corresponding to this can be grasped. In this case, steps S207, S210, S211, S214, S215, and S217 can be omitted from the routine of FIG.

上記の説明で理解されるように、本実施形態のECU100は特許請求の範囲にいう推定部、制御部、判定部、算出部および修復部に相当する。また本実施形態のECU100、上流側NOxセンサ47および下流側NOxセンサ48は、特許請求の範囲にいう検出部を構成する。   As can be understood from the above description, the ECU 100 of the present embodiment corresponds to an estimation unit, a control unit, a determination unit, a calculation unit, and a restoration unit in the claims. Further, the ECU 100, the upstream side NOx sensor 47, and the downstream side NOx sensor 48 of the present embodiment constitute a detection unit referred to in the claims.

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は他にも様々な実施形態が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, various other embodiments of the present invention are possible.

(1)例えば、前述の修復操作の部分を省略し、正異常判定の部分のみを残した実施形態が可能である。この場合、図9のルーチンから、ステップS209,S210,S213,S214,S216を省略することが可能である。   (1) For example, an embodiment in which the above-described repair operation portion is omitted and only the normal / abnormal determination portion is left is possible. In this case, steps S209, S210, S213, S214, and S216 can be omitted from the routine of FIG.

(2)仮に推定吸着量Weが、下流側NOxセンサ48のセンサ出力に基づくフィードバック制御の結果に基づいて算出されるのであれば、推定吸着量Weの異常と判定することに代えてまたはこれに加えて、フィードバック制御の異常と判定してもよい。   (2) If the estimated adsorption amount We is calculated based on the result of feedback control based on the sensor output of the downstream NOx sensor 48, instead of determining that the estimated adsorption amount We is abnormal, or In addition, it may be determined that the feedback control is abnormal.

(3)還元剤は、同等の機能を有するのであれば、尿素水以外のものであってもよい。   (3) The reducing agent may be other than urea water as long as it has an equivalent function.

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

1 内燃機関(エンジン)
4 排気通路
24 NOx触媒
25 尿素インジェクタ
47 上流側NOxセンサ
48 下流側NOxセンサ
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine
4 Exhaust passage 24 NOx catalyst 25 Urea injector 47 Upstream NOx sensor 48 Downstream NOx sensor 100 Electronic control unit (ECU)

Claims (6)

排気通路に設けられた選択還元型NOx触媒と、
前記NOx触媒の上流側の前記排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、
前記NOx触媒のアンモニア吸着量の異なる推定値である第1推定吸着量および第2推定吸着量を算出する推定部と、
前記推定部によって算出された第1推定吸着量に基づき、前記還元剤噴射弁から噴射される還元剤噴射量を制御する制御部と、
前記NOx触媒の実浄化率を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された実浄化率に基づき、前記推定部によって算出された第1推定吸着量および第2推定吸着量が正常か否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
実浄化率に基づいて浄化率の正常範囲を算出し、
第1推定吸着量に基づいて第1浄化率を算出すると共に第2推定吸着量に基づいて第2浄化率を算出し、
第1浄化率および第2浄化率と正常範囲とを比較して、第1推定吸着量および第2推定吸着量が正常か否かを判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A selective reduction type NOx catalyst provided in the exhaust passage;
A reducing agent injection valve provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst;
An estimation unit for calculating a first estimated adsorption amount and a second estimated adsorption amount which are different estimated values of the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst;
A control unit that controls the reducing agent injection amount injected from the reducing agent injection valve based on the first estimated adsorption amount calculated by the estimating unit;
A detection unit for detecting an actual purification rate of the NOx catalyst;
A determination unit that determines whether the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount calculated by the estimation unit are normal based on the actual purification rate detected by the detection unit;
With
The determination unit
Calculate the normal range of the purification rate based on the actual purification rate,
Calculating the first purification rate based on the first estimated adsorption amount and calculating the second purification rate based on the second estimated adsorption amount;
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the first purification rate and the second purification rate are compared with a normal range to determine whether or not the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount are normal.
第1浄化率および第2浄化率の一方が正常範囲外のとき、判定前に、その一方の浄化率に対応する第1推定吸着量および第2推定吸着量の一方の値を、他方の値を利用して修復するための修復操作を行う修復部をさらに備える
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
When one of the first purification rate and the second purification rate is out of the normal range, one value of the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount corresponding to the one purification rate is set to the other value before the determination. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a repairing unit that performs a repairing operation for repairing using the engine.
前記修復部は、修復操作の際、一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量の値を、他方の浄化率に対応する他方の推定吸着量の値またはこれを補正した値に置換して一方の推定吸着量の計算を実行する
請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
In the repair operation, the repair unit replaces one estimated adsorption amount value corresponding to one purification rate with the other estimated adsorption amount value corresponding to the other purification rate or a value obtained by correcting this value. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein calculation of one estimated adsorption amount is executed.
前記判定部は、前記修復部による修復操作を行った後に一方の浄化率が正常範囲外にあるとき、一方の推定吸着量を異常と判定する
請求項2または3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification of an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the determination unit determines that one of the estimated adsorption amounts is abnormal when one of the purification rates is out of a normal range after performing the repair operation by the repair unit. apparatus.
排気通路に設けられた選択還元型NOx触媒と、
前記NOx触媒の上流側の前記排気通路に設けられた還元剤噴射弁と、
前記NOx触媒のアンモニア吸着量の異なる推定値である第1推定吸着量および第2推定吸着量を算出する推定部と、
前記推定部によって算出された第1推定吸着量に基づき、前記還元剤噴射弁から噴射される還元剤噴射量を制御する制御部と、
前記NOx触媒の実浄化率を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された実浄化率に基づいて浄化率の正常範囲を算出し、第1推定吸着量に基づいて第1浄化率を算出すると共に、第2推定吸着量に基づいて第2浄化率を算出する算出部と、
第1浄化率および第2浄化率の一方が正常範囲外のとき、その一方の浄化率に対応する第1推定吸着量および第2推定吸着量の一方の値を、他方の値を利用して修復するための修復操作を行う修復部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A selective reduction type NOx catalyst provided in the exhaust passage;
A reducing agent injection valve provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst;
An estimation unit for calculating a first estimated adsorption amount and a second estimated adsorption amount which are different estimated values of the ammonia adsorption amount of the NOx catalyst;
A control unit that controls the reducing agent injection amount injected from the reducing agent injection valve based on the first estimated adsorption amount calculated by the estimating unit;
A detection unit for detecting an actual purification rate of the NOx catalyst;
A normal range of the purification rate is calculated based on the actual purification rate detected by the detection unit, a first purification rate is calculated based on the first estimated adsorption amount, and a second purification is performed based on the second estimated adsorption amount. A calculation unit for calculating a rate;
When one of the first purification rate and the second purification rate is outside the normal range, one value of the first estimated adsorption amount and the second estimated adsorption amount corresponding to the one purification rate is used by using the other value. A repair unit for performing a repair operation for repair;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記修復部は、修復操作の際、一方の浄化率に対応する一方の推定吸着量の値を、他方の浄化率に対応する他方の推定吸着量の値またはこれを補正した値に置換して一方の推定吸着量の計算を実行する
請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。
In the repair operation, the repair unit replaces one estimated adsorption amount value corresponding to one purification rate with the other estimated adsorption amount value corresponding to the other purification rate or a value obtained by correcting this value. The exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein calculation of one estimated adsorption amount is executed.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100028228A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Current storage estimation for selective catalytic reduction catalysts
JP2014088800A (en) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device and method for controlling exhaust emission of internal combustion engine
JP2016183672A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Systems and methods for monitoring health of selective catalytic reduction catalyst
JP2016188583A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 ヤンマー株式会社 engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100028228A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Current storage estimation for selective catalytic reduction catalysts
JP2014088800A (en) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device and method for controlling exhaust emission of internal combustion engine
JP2016183672A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Systems and methods for monitoring health of selective catalytic reduction catalyst
JP2016188583A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 ヤンマー株式会社 engine

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