JP4161614B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには、HC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)及びPM(Particulate Matter:パティキュレート)等の汚染物質が含まれる。これらの汚染物質の中でもNOxは、酸化触媒やガソリン自動車で実用化されている三元触媒では浄化が難しく、NOxを浄化することができる有望な触媒として選択還元型NOx触媒(以下、SCR触媒という)の開発が行われている。
【0003】
SCR触媒はアンモニアなどの還元剤の存在下でNOxを浄化する触媒である。ユリア(尿素)水タンクからSCR触媒の上流側の排気系に添加されたユリア水は、排気ガスの熱により加水分解されアンモニアを生成する。このアンモニアがSCR触媒の触媒表面に吸着し、排気ガス中のNOxと反応することにより排気ガス中のNOxが浄化される。
【0004】
ここで、前述するようにNOxがアンモニアと反応することによりNOx浄化が行われるため、ユリア水の供給が途絶えるとSCR触媒が浄化作用を発揮しなくなる。ユリア水の供給が途絶える場合としては、例えばタンクに貯蔵されたユリア水がなくなった場合があり、このような事態のときには、タンクに設置されたレベルセンサによりドライバーに警告し、ユリア水の補給を促すようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レベルセンサー自体の故障により、ユリア水がなくなっても警告がなく、ドライバーが気づかないおそれもある。また、ユリア水の供給が途絶える場合としては前述したほかに、ユリア水がタンクから排気系に添加されるまでに通過する供給管において、ユリア水が目詰まりを起こしてしまう場合が挙げられる。これはユリア水中に溶解したユリアが温度や濃度の変化等により析出し、供給管を閉塞してしまうためである。
【0006】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ユリア水が適切に供給されているかどうかを判定可能とした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、請求項1に係る発明では、排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、当該NOx触媒にユリア水を供給する還元剤供給手段と、内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムにおいて、ユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、車両の走行距離を検出する走行距離検出手段とを備え、前記ユリア水消費量が前記走行距離に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定し、更に前記NOx触媒の入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段を備え、前記走行距離検出手段により、前記排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上である前記内燃機関の運転状態における走行距離を検出するようにした。これにより、簡易な検知システムで、排気浄化システムの不具合を精度よく検知し、乗員に異常を知らせることができる。
【0008】
前記排気浄化システムの異常とは、例えば、ユリア水中のユリア析出によるユリア水供給通路の目詰まり、ユリア水タンクのレベルセンサの故障等が挙げられる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明では、排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、当該NOx触媒にユリア水を供給する還元剤供給手段と、内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムにおいて、ユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、前記ユリア水消費量が前記運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにし、更に前記NOx触媒の入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段を備え、前記運転状態検出手段により、前記排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上のときの前記運転状態の時間を積算した積算運転時間を検出し、当該積算運転時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにした。これにより、簡易な検知システムで、排気浄化システムの不具合を精度よく検知し、乗員に異常を知らせることができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明では、排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、当該NOx触媒にユリア水を供給する還元剤供給手段と、内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムにおいて、ユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、前記ユリア水消費量が前記運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにし、更に燃料噴射ノズルの開弁時間を制御する燃料噴射ノズル駆動手段を備え、前記運転状態検出手段により、前記開弁時間が設定時間以上のときの当該開弁時間を積算した積算開弁時間を検出し、当該積算開弁時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにした。これにより、簡易な検知システムで、排気浄化システムの不具合を精度よく検知することができる。
【0013】
また、請求項4に記載の発明では、排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、当該NOx触媒にユリア水を供給する還元剤供給手段と、内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムにおいて、ユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、前記ユリア水消費量が前記運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにし、更に前記NOx触媒の入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段と、燃料噴射ノズルの開弁時間を制御する燃料噴射ノズル駆動手段とを備え、前記運転状態検出手段により、前記排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上のときの前記開弁時間を積算した積算開弁時間を検出し、当該積算開弁時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定するようにした。これにより、簡易な検知システムで、排気浄化システムの不具合を更に精度よく検知することができる。
【0014】
また、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記ユリア水消費量検出手段により検出されるユリア水消費量を、ユリア水タンクにユリア水を補給した直後の第1ユリア水量から異常判定手段による判定直前の第2ユリア水量を減算して算出したユリア水消費量とし、異常判定手段により判定を行うこととしてもよい。
【0015】
なお、一回の運転の走行距離が少なく、複数回の運転におけるユリア水消費量及び走行距離を積算して前期異常判定手段における判定に使用する場合がある。このような場合に、途中でユリア水タンクへのユリア水の補給があると正しい判定ができないため、判定結果が出るまでの間にユリア水の補給があった場合にはそれまでのユリア水消費量及び走行距離の積算値をリセットし、最初から判定をやり直す。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
図1は、本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示した構成図である。同図に示すように、排気浄化装置1は、エンジン2の排気系に設けられたNOx触媒であるSCR触媒3、還元剤であるユリア水を貯蔵するユリア水タンク4、ユリア水タンク4内のユリア水を供給管14に供給する還元剤供給手段としての制御弁15、前記供給管14により送液されるユリア水を排気系に供給するユリア添加インジェクタ5、エンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射ノズル8、燃料噴射量を調整するため前記燃料噴射ノズル8の開弁時間を制御する燃料噴射ノズル駆動手段であるエンジンECU6、SCR触媒3を通過する前の排気ガスAの温度を検出する温度検出手段である温度センサ7、及びこれらの装置を制御するコントロールユニット10からなる。また、ユリア水タンク4にはユリア水の量を検出するレベルセンサ11、ユリア水の車外温度の影響による凍結を防止する電気ヒータ12が設けられている。また、図示していない走行距離検出手段である走行距離センサにより検出される車両の走行距離に関する情報がコントロールユニット10に送信され、コントロールユニット10は当該送信情報に基づいて、一定の条件を満たす運転状態での走行距離を計算するようになっている。
【0017】
SCR触媒3は排気ガスAの温度が所定温度以上となってから急激にNOx浄化率が高くなる性質を有する。このため、制御弁15の作動を制御する制御手段であるコントロールユニット10は、温度センサ7により検出される排気ガスAの温度やエンジンECU6から送信される燃料噴射ノズル8の開弁時間等の情報からなるエンジンの運転状態を検出し(運転状態検出手段としての機能)、エンジン2から排出されるNOxの量及びNOx触媒に吸着されているアンモニアの量に応じて、ユリア水の供給量を設定し、制御弁15の作動を制御する。
【0018】
ユリア水タンク4から供給されたユリア水は、ミキシングチャンバー16にて圧縮エア13と混合され供給管14を通過後、ユリア添加インジェクタ5からSCR触媒3の上流側の排気系に添加される。
【0019】
ミキシングチャンバー16内のユリア水通路は径が細く、またユリア添加インジェクタ5の噴孔径も小さいため、これらの箇所でユリア水中のユリアが析出し目詰まりが起こるおそれがある。また、ユリア水タンク4に設けられたレベルセンサ11自体が故障していても、例えば乗員がユリア水がなくなったことに気づかない結果、適切にユリア水が供給されないおそれがある。このように、ユリア水が適切に供給されなくなると、前述するように、SCR触媒3はNOxを浄化する機能が低下したり、浄化することができなくなってしまう。
【0020】
そこで、以下に説明する5つの実施例により、ユリア水が適切に供給されているかどうかを判定している。以下、5つの実施例の制御動作を図に基づいて具体的に説明する。
【0021】
図2は、実施例1に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、ステップS200では走行距離Dをゼロにリセットすると共に、現在のユリア水量Qfを読み込む。すなわち、ユリア水が適切に供給されているかどうかを判定するにあたって、初期設定として、コントロールユニット10に記録されている走行距離Dの値をゼロとすると共に、レベルセンサ11により検出されるユリア水タンク4内の現在のユリア水量Qfを読み込み、コントロールユニット10に記録する。
【0022】
次に、ステップS201から始まり、ステップS204、S205に進み再びステップS201に戻る一連の制御では、走行距離センサにより検出される車両の走行距離を測定し、所定距離D0との比較を行うと共に、走行距離Dが所定距離D0に達するまでの間にユリア水タンク4にユリア水が補給されたか否かを判断する。すなわち、まず、ステップS201では、ユリア水タンク4にユリア水が補給されたか否かが判断される。ユリア水の補給がなければ、ステップS204において、コントロールユニット10に記録されている走行距離Dの値を車両の走行に応じて増加させる。次にステップS205において走行距離Dと所定距離D0とを比較し、走行距離Dが所定距離D0に達していなければステップS201に戻る。ここで、所定距離D0とは、所定量Q0のユリア水の消費が予想される走行距離である。所定距離D0の値については、設定値を大きくしすぎるとユリア水が適切に供給されているかどうかの判定に時間がかかり、一方、小さくしすぎると判定誤差が大きくなるので、これらの状況を踏まえ適当な設定値を選ぶ。
【0023】
一方、ステップS205において、走行距離Dが所定距離D0以上となった場合にはステップS207以降の制御に進むが、所定距離D0に達するまでにステップS201においてユリア水が補給されたと判断された場合には、ステップS200に戻り前記初期設定から再度開始する。すなわち判定制御の途中でユリア水が補給された場合には、最初から判定制御をやり直す。なお、ステップS201におけるユリア水が補給されたかどうかの判断は、例えばユリア水タンク4のキャップの取り外しを検出するか又はレベルセン11によりユリア水量の増加を検出すること等により判断する。
【0024】
ステップS207以降では、所定距離D0の走行に基づいて予想されるユリア水消費量と所定距離D0を走行した後の実際のユリア水消費量との比較を行い、ユリア水が適切に供給されているかどうかを判定する。すなわち、まず、ユリア水消費量検出手段であるコントロールユニット10は、ステップS207において所定距離D0を走行した後のユリア水量Qrを読み込み、ステップS208においてステップS200で読み込んだユリア水量Qfと当該ユリア水量Qrとからユリア水消費量Qcを算出する。次に、異常判定手段であるコントロールユニット10は、ステップS209において、ユリア水消費量Qcと判定値Qとの比較を行う。ここで、判定値Qとは、所定距離D0を走行したときに予想されるユリア水消費量Q0(走行テスト等の結果に基づいて予め設定)から一定の閾値を引いた値である。ステップS209において、ユリア水消費量Qcが判定値Qよりも小さい場合には、ユリア水が何らかの原因で適切に供給されていないと判断し、ステップS210において「異常」の判定を行い、乗員に警告等を行う。一方、ユリア水消費量Qcが判定値Q以上の場合には、適切なユリア水供給が行われていると判断し、終了する。
【0025】
図3は、実施例2に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、初期設定であるステップS300では走行距離Dをゼロにリセットすると共に、現在のユリア水量Qfを読み込む。詳細な説明は実施例1と同様である。
【0026】
次に、ステップS301からS305における一連の制御では、一定条件下における車両の走行距離を測定し、所定距離D0と比較すると共に、走行距離Dが所定距離D0に達するまでの間にユリア水が補給されたか否かを判断する。
【0027】
ステップS301では、ユリア水が補給されたか否かが判断される。ユリア水の補給がなければ、ステップS302において、温度センサ7において検出される排気ガス温度Gtを読み込む。ステップS303では、排気ガス温度Gtと所定温度T1との比較を行い、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の場合にはステップS304に進む一方、排気ガス温度Gtが所定温度T1より小さい場合にはステップS301に戻る。ここで、所定温度T1とは、SCR触媒3のNOx浄化が所定浄化率となる温度であり、一定量のユリア水の消費が予想される排気ガス温度である。ステップS304では、コントロールユニット10に記録されている走行距離Dの値を車両の走行に応じて増加させる。次に、ステップS305において、走行距離Dと所定距離D0とを比較し、走行距離Dが所定距離D0に達していなければステップS301に戻る。ここで、所定距離D0とは、所定量Q0のユリア水の消費が予想される走行距離である。
【0028】
一方、ステップS305において、走行距離Dが所定距離D0以上となった場合には、ステップS307以降の制御に進むが、所定距離D0に達するまでにステップS301においてユリア水が補給されたと判断された場合には、ステップS300に戻り、前記初期設定から再度開始する。
【0029】
すなわち、ステップS301からS305の一連の制御では、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の運転状態における車両の走行距離を測定し、走行距離Dが所定距離D0以上となった場合にはステップS307に進む一方、所定距離D0に達する前にユリア水が補給された場合には最初から判定制御をやり直す。
【0030】
ステップS307以降は、実施例1におけるステップS207以降の制御と同様である。ただし、実施例1においては、エンジンの運転状態にかかわらず、一定距離の走行におけるユリア水消費量に基づいて判定をしていたのに対し、実施例2では排気ガス温度が所定温度以上のときの走行距離に対するユリア水消費量に基づいて判定を行っている。このため、実施例2では判定精度が向上しており、ステップS309における判定値Qは閾値を設けず、所定距離D0を走行したときに予想されるユリア水の消費量Q0としてもよい。
【0031】
図4は、実施例3に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、初期設定として、ステップS400では運転時間Tdの値をゼロにリセットすると共に、現在のユリア水量Qfを読み込む。運転時間Tdとは、一定条件下におけるエンジンの運転時間を積算した積算運転時間である。
【0032】
次に、ステップS401からS405の一連の制御では、一定条件下におけるエンジンの運転時間を測定し所定時間T0との比較を行うと共に、運転時間Tdが所定時間T0に達するまでの間にユリア水が補給されたか否かを判断する。
【0033】
ステップS401では、ユリア水が補給されたか否かが判断される。ユリア水の補給がなければ、ステップS402において、排気ガス温度Gtを読み込む。ステップS403では、排気ガス温度Gtと所定温度T1との比較を行い、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の場合にはステップS404に進む一方、排気ガス温度Gtが所定温度T1より小さい場合にはステップS401に戻る。なお、所定温度T1とは、実施例2で説明したとおりである。ステップS404では、コントロールユニット10に記録されている運転時間Tdの値をエンジンの運転に応じて増加させる。次にステップS405において、運転時間Tdと所定時間T0とを比較し、運転時間Tdが所定時間T0に達していなければステップS401に戻る。所定時間T0とは、所定量Q0のユリア水の消費が予想されるエンジンの運転時間である。
【0034】
一方、ステップS405において、運転時間Tdが所定時間T0以上となった場合にはステップS407以降の制御に進むが、所定時間T0に達するまでにステップS401においてユリア水が補給されたと判断された場合には、ステップS400に戻り前記初期設定から再度開始する。
【0035】
すなわち、ステップS401からS405の一連の制御では、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の運転状態における運転時間を測定し、運転時間Tdが所定時間T0以上となった場合にはステップS407に進む一方、所定時間T0に達する前にユリア水が補給された場合には最初から判定制御をやり直す。
【0036】
ステップS407以降は、実施例1におけるステップS207以降の制御と同様である。ただし、ステップS409における判定値Qは、実施例2と同様に閾値を設けず、エンジンを所定時間T0運転したときに予想されるユリア水の消費量Q0としてもよい。
【0037】
図5は、実施例4に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、初期設定として、ステップS500では積算開弁時間Tの値をゼロにリセットすると共に、現在のユリア水量Qfを読み込む。積算開弁時間とは、燃料噴射ノズル8から燃料を噴射する際の噴射量を決定するノズル8の開弁時間を積算した値であり、燃料消費量に相関する値となっている。
【0038】
次に、ステップS501からS505の一連の制御では、一定条件下における燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnを積算(積算開弁時間T)し、所定時間T0と比較すると共に、積算開弁時間Tが所定時間T0に達するまでの間にユリア水が補給されたか否かを判断する。
【0039】
ステップS501では、ユリア水が補給されたか否かが判断される。ユリア水の補給がなければ、ステップS502において、エンジンECU6が制御する燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnを読み込む。ステップS503では、開弁時間Tnと設定時間T1とを比較し、開弁時間Tnが設定時間T1以上の場合にはステップS504に進む一方、開弁時間Tnが設定時間T1より小さい場合にはステップS501に戻る。設定時間T1とは、燃料の消費量(開弁時間Tnに略比例)と一定の関係にあるユリア水の消費量(例えば、燃料消費量の約5%の量)において、一定量のユリア水の消費が予想される燃料噴射ノズル8の開弁時間である。ステップS504では、コントロールユニット10に記録されている積算開弁時間Tの値を燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnに応じて増加させる。次にステップS505において、積算開弁時間Tと所定時間T0とを比較し、積算開弁時間Tが所定時間T0に達していなければステップS501に戻る。所定時間T0とは、所定量Q0のユリア水の消費が予想される「開弁時間の積算値」である。
【0040】
一方、ステップS505において、積算開弁時間Tが所定時間T0以上となった場合にはステップS507以降の制御に進むが、所定時間T0に達するまでにステップS501においてユリア水が補給されたと判断された場合には、ステップS500に戻り、前記初期設定から再度開始する。
【0041】
すなわち、ステップS501からS505の一連の制御では、燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnが設定時間T1以上の運転状態における開弁時間を積算し、積算開弁時間Tが所定時間T0以上となった場合にはステップS507に進む一方、所定時間T0に達する前にユリア水が補給された場合には最初から判定制御をやり直す。
【0042】
ステップS507以降は、実施例1におけるステップS207以降の制御と同様である。ただし、ステップS509における判定値Qは、実施例2と同様に閾値を設けず、燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnの積算値が所定時間T0となったときに予想されるユリア水の消費量Q0としてもよい。
【0043】
図6は、実施例5に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、初期設定として、ステップS600では、積算開弁時間Tの値をゼロにリセットすると共に、現在のユリア水量Qfを読み込む。詳細な説明は実施例4と同様である。
【0044】
次に、ステップS601からステップS605の一連の制御では、一定条件下における燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnを積算(積算開弁時間T)し、所定時間T0との比較を行うと共に、積算開弁時間Tが所定時間T0に達するまでの間にユリア水が補給されたか否かを判断する。
【0045】
ステップS601では、ユリア水が補給されたか否かが判断される。ユリア水の補給がなければ、ステップS602において、排気ガス温度Gtを読み込む。ステップS603では、排気ガス温度Gtと所定温度T1との比較を行い、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の場合にはステップS604に進む一方、排気ガス温度Gtが所定温度T1より小さい場合にはステップS601に戻る。所定温度T1とは、実施例2で説明したとおりである。ステップS604では、コントロールユニット10に記録されている積算開弁時間Tの値を燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnに応じて増加させる。次にステップS605において、積算開弁時間Tと所定時間T0とを比較し、積算開弁時間Tが所定時間T0に達していなければステップS601に戻る。所定時間T0とは、所定量Q0のユリア水の消費が予想される「開弁時間の積算値」である。
【0046】
一方、ステップS605において、積算開弁時間Tが所定時間T0以上となった場合にはステップS607以降の制御に進むが、所定時間T0に達するまでにステップS601においてユリア水が補給されたと判断された場合には、ステップS600に戻り、前記初期設定から再度開始する。
【0047】
すなわち、ステップS601からS605の一連の制御では、排気ガス温度Gtが所定温度T1以上の運転状態における燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnを積算し、積算開弁時間Tが所定時間T0以上となった場合にはステップS607に進む一方、所定時間T0に達する前にユリア水が補給された場合には最初から判定制御をやり直す。
【0048】
ステップS607以降は、実施例1におけるステップS207以降の制御と同様である。ただし、ステップS609における判定値Qは、実施例2と同様に閾値を設けず、燃料噴射ノズル8の開弁時間Tnの積算値が所定時間T0となったときに予想されるユリア水の消費量Q0としてもよい。
【0049】
なお、本発明は上記実施例に限定されず、例えば、異常判定手段により得られた判定結果をエンジンECU等のメモリに記録しておいてもよい。これにより、車両の定期検査等の際にOBD検知が可能となり、排気浄化システムの故障等を適切に把握することができる。
【0050】
【発明の効果】
請求項1の発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、車両が所定距離(例えば、予め設定された量のユリア水の消費が見込める距離)を走行したとき、実際のユリア水消費量が所定距離の走行から予想される消費量判定値(例えば、予想される消費量の半分の値)に満たない場合には、排気浄化システムに異常有りと判定することとしたため、簡易な検知システムにより排気浄化システムの不具合を検出することができる。また、排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上の運転状態において車両が所定距離(すなわち、一定のユリア水消費量が確実に見込める距離)を走行したとき、実際のユリア水消費量が所定距離の走行から予想される消費量判定値に満たない場合には、排気浄化システムに異常有りと判定することとしたため、簡易な検知システムにより排気浄化システムの不具合を検出することができる。
【0052】
また、請求項2から4の発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、実際のユリア水消費量が排気ガス温度及び燃料噴射ノズルの開弁時間、あるいは、燃料噴射ノズルの開弁期間(燃料噴射量)及び開弁時間などの運転状態に基づく消費量判定値に満たないとき、排気浄化システムに異常有りと判定することとしたので、簡易な検知システムにより排気浄化システムの不具合を検出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示した構成図である。
【図2】実施例1に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。
【図3】実施例2に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。
【図4】実施例3に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。
【図5】実施例4に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。
【図6】実施例5に係る排気浄化装置のコントロールユニットによる制御動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
3 SCR触媒
7 温度センサ
8 燃料噴射ノズル
Claims (4)
- 内燃機関の排気系に設けられ、アンモニアを吸着して排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記排気系における前記NOx触媒の上流側に還元剤としてのユリア水を供給する還元剤供給手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムと、
前記ユリア水を貯蔵するユリア水タンクに設けられユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、
前記内燃機関が搭載された車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
前記ユリア水消費量検出手段により検出されたユリア水消費量が、前記走行距離検出手段により検出された走行距離に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する異常判定手段とを備え、
更に、前記NOx触媒の上流側入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段を備え、
前記走行距離検出手段は、前記温度検出手段により検出または推定された排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上である前記内燃機関の運転状態における走行距離を検出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に設けられ、アンモニアを吸着して排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記排気系における前記NOx触媒の上流側に還元剤としてのユリア水を供給する還元剤供給手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムと、
前記ユリア水を貯蔵するユリア水タンクに設けられユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記ユリア水消費量検出手段により検出されたユリア水消費量が、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する異常判定手段とを備え、
更に、前記NOx触媒の上流側入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段を備え、
前記運転状態検出手段は、前記温度検出手段により検出または推定された排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上のときの前記運転状態の時間を積算した積算運転時間を検出し、
前記異常判定手段は、前記積算運転時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に設けられ、アンモニアを吸着して排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記排気系における前記NOx触媒の上流側に還元剤としてのユリア水を供給する還元剤供給手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムと、
前記ユリア水を貯蔵するユリア水タンクに設けられユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記ユリア水消費量検出手段により検出されたユリア水消費量が、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する異常判定手段とを備え、
更に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射ノズルの開弁時間を制御する燃料噴射ノズル駆動手段を備え、
前記運転状態検出手段は、前記燃料噴射ノズル駆動手段による開弁時間が設定時間以上のときの当該開弁時間を積算した積算開弁時間を検出し、
前記異常判定手段は、前記積算開弁時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に設けられ、アンモニアを吸着して排気ガス中のNOxを選択還元するNOx触媒と、前記排気系における前記NOx触媒の上流側に還元剤としてのユリア水を供給する還元剤供給手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記還元剤供給手段の作動を制御する制御手段とを有する排気浄化システムと、
前記ユリア水を貯蔵するユリア水タンクに設けられユリア水消費量を検出するユリア水消費量検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記ユリア水消費量検出手段により検出されたユリア水消費量が、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する異常判定手段とを備え、
更に、前記NOx触媒の上流側入口の排気ガス温度または前記NOx触媒の触媒温度を検出または推定する温度検出手段と、前記内燃機関の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射ノズルの開弁時間を制御する燃料噴射ノズル駆動手段とを備え、
前記運転状態検出手段は、前記温度検出手段により検出された排気ガス温度または触媒温度が所定温度以上のときの前記燃料噴射ノズル駆動手段による開弁時間を積算した積算開弁時間を検出し、
前記異常判定手段は、前記積算開弁時間が所定時間以上であり、前記ユリア水消費量が当該所定時間に基づく消費量判定値より少ないとき、前記排気浄化システムに異常有りと判定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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