JP5051148B2 - Abnormality diagnosis device for exhaust purification system - Google Patents

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本発明は、排気浄化システムの異常診断装置に関するものであり、特に還元剤としてのアンモニアにより排気中の窒素酸化物(NOx)を選択的に浄化する選択還元型触媒(SCR)を採用した排気浄化システムの異常診断装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality diagnosis device for an exhaust purification system, and in particular, exhaust purification employing a selective reduction catalyst (SCR) that selectively purifies nitrogen oxides (NOx) in exhaust with ammonia as a reducing agent. The present invention relates to a system abnormality diagnosis device.

近年、自動車等に適用されるエンジン(特にディーゼルエンジン)において、排気中のNOxを高い浄化率で浄化する排気浄化システムとして尿素SCRシステムの開発が進められており、一部実用化に至っている。尿素SCRシステムとしては次の構成が知られている。すなわち、エンジン本体に接続された排気管に選択還元型のNOx触媒が設けられ、その排気上流側にNOx還元剤としての尿素水(還元剤溶液)を添加する尿素水添加弁が設けられている。また、同システムにおいて、尿素水はタンク内に所定の尿素濃度(例えば32.5%や33%)で貯留されており、ポンプによりタンクから尿素水添加弁に給送される。   In recent years, urea SCR systems have been developed as exhaust gas purification systems for purifying NOx in exhaust gas at a high purification rate in engines (particularly diesel engines) applied to automobiles and the like, and some have been put into practical use. The following configuration is known as a urea SCR system. That is, a selective reduction type NOx catalyst is provided in an exhaust pipe connected to the engine body, and a urea water addition valve for adding urea water (reducing agent solution) as a NOx reducing agent is provided on the exhaust upstream side. . In the system, urea water is stored in the tank at a predetermined urea concentration (for example, 32.5% or 33%), and is fed from the tank to the urea water addition valve by a pump.

上記システムにおいては、尿素水添加弁から排気管内に尿素水が添加されることで、尿素水の加水分解により生成されたアンモニア(NH3)と排気中のNOxとがNOx触媒上で反応し、排気中のNOxが選択的に還元・浄化される。ここで、NOx触媒におけるNOx浄化率を高め、しかもNOx還元反応における余剰分のアンモニアが排気管から排出されるのを抑制するには、NOx触媒に対してアンモニアを過不足なく供給することが必要となる。   In the above system, by adding urea water into the exhaust pipe from the urea water addition valve, ammonia (NH3) produced by hydrolysis of urea water reacts with NOx in the exhaust gas on the NOx catalyst, and exhaust gas is discharged. NOx inside is selectively reduced and purified. Here, in order to increase the NOx purification rate in the NOx catalyst and suppress the excess ammonia in the NOx reduction reaction from being discharged from the exhaust pipe, it is necessary to supply ammonia to the NOx catalyst without excess or deficiency. It becomes.

ところが、タンク内の尿素水残量が僅少となった場合や、タンク内に貯留される尿素水の濃度が何らかの原因により変化した場合、排気中のNOx量に対して適正量のアンモニアを供給できないことが考えられる。そこで、従来、タンク内の尿素水残量を検出したり、その品質の異常診断を実施したりすることが行われている(例えば特許文献1参照)。   However, when the remaining amount of urea water in the tank becomes small or the concentration of urea water stored in the tank changes for some reason, an appropriate amount of ammonia cannot be supplied to the amount of NOx in the exhaust. It is possible. In view of this, conventionally, the remaining amount of urea water in the tank is detected, or abnormality diagnosis of the quality is performed (for example, see Patent Document 1).

特許文献1には、尿素水タンク内に液位センサ及び濃度センサ(例えばPHセンサ)を設け、液位センサの検出値により尿素水の残量が規定量以下になった場合、及び濃度センサの検出値により規定濃度以外の尿素水がタンク内に貯留されていることが検出された場合に警報器を作動させて運転者に知らせることが開示されている。   In Patent Document 1, a liquid level sensor and a concentration sensor (for example, a PH sensor) are provided in a urea water tank, and when the remaining amount of urea water becomes a specified amount or less due to a detection value of the liquid level sensor, It is disclosed that when it is detected from the detected value that urea water having a concentration other than the specified concentration is stored in the tank, an alarm is activated to notify the driver.

特開2002−371831号公報JP 2002-371831 A

しかしながら、上記特許文献1では、タンク内の尿素水残量については液位センサを用いて検出し、一方、タンク内の尿素水品質については濃度センサを用いて検出するため、尿素水残量及びその品質を検出するには少なくとも2つのセンサが必要になってしまう。また、濃度センサの故障時や、あるいはタンク内に濃度センサを搭載しない車両では、尿素水の品質異常診断を実施することができない。   However, in Patent Document 1, the remaining amount of urea water in the tank is detected using a liquid level sensor, while the quality of urea water in the tank is detected using a concentration sensor. At least two sensors are required to detect the quality. Moreover, the quality abnormality diagnosis of urea water cannot be performed in the case of a failure of the concentration sensor or in a vehicle in which the concentration sensor is not mounted in the tank.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、還元剤溶液の品質異常診断を比較的簡易な構成で実施することができる排気浄化システムの異常診断装置を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is a main object of the present invention to provide an abnormality diagnosis device for an exhaust purification system capable of performing a quality abnormality diagnosis of a reducing agent solution with a relatively simple configuration. And

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

第1の構成は、所定濃度の還元剤溶液を貯留するための還元剤タンクと、内燃機関の排気通路に設けられ前記還元剤溶液により排気中のNOxを選択的に浄化する選択還元型触媒とを備え、前記選択還元型触媒の排気上流側に還元剤添加手段により前記還元剤溶液を添加する排気浄化システムに適用される。また、前記還元剤タンク内の液量を検出する液量検出手段と、前記内燃機関の停止時に前記液量検出手段により検出される停止時液量と、次回の前記内燃機関の始動時に前記液量検出手段により検出される始動時液量との比較結果に基づいて前記還元剤溶液の品質に関する異常診断を実施する異常診断手段と、を備えることを特徴とする。 A first configuration includes a reducing agent tank for storing a reducing agent solution having a predetermined concentration, and a selective reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and selectively purifies NOx in exhaust gas by the reducing agent solution. And is applied to an exhaust gas purification system in which the reducing agent solution is added to the upstream side of the selective catalytic reduction catalyst by a reducing agent addition means. A liquid amount detecting means for detecting a liquid amount in the reducing agent tank; a liquid amount at the time of stop detected by the liquid amount detecting means when the internal combustion engine is stopped; and the liquid at the next start of the internal combustion engine. And an abnormality diagnosing unit that performs an abnormality diagnosis relating to the quality of the reducing agent solution based on a comparison result with the starting liquid amount detected by the amount detecting unit.

還元剤タンク内に貯留される還元剤溶液の品質が、例えば溶媒の蒸発や還元剤溶液以外の液体の混入等により悪化した場合、排気浄化が適正に実施されないことが考えられる。ここで、還元剤タンク内の還元剤溶液の品質異常が生じた場合、その異常発生の前後では還元剤タンク内の液量が変化することが考えられる。すなわち、溶媒が蒸発した場合には還元剤タンク内の液量は減少し、還元剤溶液以外の液体がタンク内に混入された場合には同タンク内の液量は増加する。また、こうした液量変化は、内燃機関の停止後から次回の始動時までの放置期間に発生することが考えられる。   If the quality of the reducing agent solution stored in the reducing agent tank deteriorates due to, for example, evaporation of the solvent or mixing of a liquid other than the reducing agent solution, exhaust purification may not be performed properly. Here, when quality abnormality of the reducing agent solution in the reducing agent tank occurs, it is conceivable that the amount of liquid in the reducing agent tank changes before and after the occurrence of the abnormality. That is, when the solvent evaporates, the amount of liquid in the reducing agent tank decreases, and when liquid other than the reducing agent solution is mixed in the tank, the amount of liquid in the tank increases. In addition, such a change in the liquid amount may occur during a standing period from the stop of the internal combustion engine to the next start.

その点、第1の構成では、内燃機関の停止時と次回の始動時との間の還元剤タンク内における液量変化に基づいて還元剤溶液の品質異常を診断する。これにより、溶媒の蒸発や還元剤溶液以外の液体の混入といった品質異常の前段階となる動作を検出することができ、ひいては還元剤溶液の品質異常診断を好適に実施することができる。 In that respect, in the first configuration , the quality abnormality of the reducing agent solution is diagnosed based on the change in the amount of liquid in the reducing agent tank between when the internal combustion engine is stopped and at the next start. As a result, it is possible to detect an operation that is a previous stage of quality abnormality such as evaporation of the solvent or mixing of liquid other than the reducing agent solution, and accordingly, the quality abnormality diagnosis of the reducing agent solution can be suitably performed.

ここで、内燃機関の停止時とは、例えば内燃機関が実際に停止された後又は停止されることが推測された時点とし、具体的には、イグニッションスイッチのオンからオフへの切替時、又は内燃機関の回転速度がゼロもしくはその近傍になった時点とする。また、内燃機関の始動時とは、例えば内燃機関の始動が行われた時点又は始動後の所定時点とし、具体的には、イグニッションスイッチのオフからオンへの切替時、又は内燃機関の回転速度が所定回転速度になった時点とする。   Here, the time when the internal combustion engine is stopped is, for example, when the internal combustion engine is actually stopped or when it is estimated that the internal combustion engine is stopped, and specifically, when the ignition switch is switched from on to off, or The time when the rotational speed of the internal combustion engine becomes zero or close to it. The time when the internal combustion engine is started is, for example, the time when the internal combustion engine is started or a predetermined time after the start. Specifically, when the ignition switch is switched from OFF to ON, or the rotational speed of the internal combustion engine. Is the time when the rotation speed reaches a predetermined rotational speed.

還元剤タンク内の液量が減少する場合としては、例えば長期間の放置等により溶媒が蒸発したことが考えられる。かかる場合、還元剤溶液が濃縮されて還元剤濃度が高くなる。その点に鑑み、第2の構成は、前記異常診断手段が、前記始動時液量における前記停止時液量からの低下側への乖離度が所定の減少判定値よりも大きい場合に、前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記還元剤溶液の還元剤濃度が上昇側に変移している濃度上昇異常有りと判定する。この発明によれば、内燃機関の停止後から始動時までの液量変化に基づいて、還元剤溶液の品質異常のうち還元剤濃度の上昇異常が発生していることを特定することができる。 As a case where the amount of liquid in the reducing agent tank decreases, it is conceivable that the solvent has evaporated due to, for example, standing for a long period of time. In such a case, the reducing agent solution is concentrated to increase the reducing agent concentration. In view of that, the second configuration is such that the abnormality diagnosing means is configured to reduce the reduction when the deviation from the stop-time liquid amount to the lower-side liquid amount is greater than a predetermined decrease determination value. It is determined that there is a concentration increase abnormality in which the reducing agent concentration of the reducing agent solution has shifted to an increasing side as an abnormality relating to the quality of the agent solution. According to the present invention, it is possible to specify that an abnormal increase in the reducing agent concentration has occurred among the abnormalities in the quality of the reducing agent solution, based on the change in the liquid amount from when the internal combustion engine is stopped to when it is started.

ここで、乖離度は、停止時液量から始動時液量を差し引くことによって表される差分であってもよいし、停止時液量に対する始動時液量の比率であってもよい。   Here, the divergence degree may be a difference expressed by subtracting the starting liquid amount from the stopping liquid amount, or may be a ratio of the starting liquid amount to the stopping liquid amount.

還元剤濃度の上昇異常有りと診断された場合、その濃度を正規の還元剤濃度に修正するのが望ましい。その点に鑑み、第3の構成は、前記始動時液量と前記停止時液量とに基づいて前記還元剤タンク内へ補給すべき前記還元剤溶液の溶媒の補給量を算出する補給量算出手段と、前記異常診断手段により濃度上昇異常有りと検出された場合に前記補給量算出手段により算出される前記溶媒の補給量を使用者に報知する報知手段とを備える。蒸発分に相当する量の溶媒を還元剤タンク内に補給することにより還元剤タンク内の還元剤濃度が適正値に修正される。これにより、排気中のNOx量に適切な量の還元剤を供給することができ、ひいてはNOx浄化を適正に実施することができる。 When it is diagnosed that there is an abnormal increase in the reducing agent concentration, it is desirable to correct the concentration to a normal reducing agent concentration. In view of this point, the third configuration is a replenishment amount calculation that calculates a replenishment amount of the solvent of the reducing agent solution to be replenished into the reducing agent tank based on the starting amount and the stopping amount. And means for notifying the user of the replenishment amount of the solvent calculated by the replenishment amount calculation unit when the abnormality diagnosis unit detects that the concentration increase is abnormal. The reductant concentration in the reductant tank is corrected to an appropriate value by replenishing the reductant tank with an amount of solvent corresponding to the amount of evaporation. As a result, an appropriate amount of reducing agent can be supplied to the amount of NOx in the exhaust gas, and thus NOx purification can be performed appropriately.

還元剤タンク内の液量が減少する原因としては、溶媒の蒸発の他に、還元剤タンクの破損等による漏れ異常が考えられる。ここで、タンク内液量が減少する際、漏れ異常の場合には液量が減少する速度が比較的速いのに対し、溶媒が蒸発する場合には同速度が遅い。その点に鑑み、第4の構成は、前記内燃機関が搭載された車両の放置時間を計測する手段を備え、前記異常診断手段が、前記乖離度が所定の減少判定値よりも大きく、かつ前記放置時間が所定時間以上の場合に前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記濃度上昇異常が生じていると判定し、前記乖離度が所定の減少判定値よりも大きく、かつ前記放置時間が前記所定時間未満の場合に前記還元剤タンクからの尿素水の漏れ異常が生じていると判定する。この構成によれば、液量変化と車両放置時間とに基づいて異常診断を実施するため、還元剤タンク内の液量が減少した場合に、その液量減少の原因が品質異常によるものか、それとも漏れ異常によるものかを特定することができる。 Possible causes of the decrease in the amount of liquid in the reducing agent tank include leakage abnormality due to damage to the reducing agent tank in addition to evaporation of the solvent. Here, when the amount of liquid in the tank decreases, the rate of decrease in the amount of liquid is relatively fast in the case of a leakage abnormality, whereas the rate is slow when the solvent evaporates. In view of this point, the fourth configuration includes means for measuring a leaving time of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted, and the abnormality diagnosis means has the degree of deviation larger than a predetermined decrease determination value, and When the standing time is equal to or longer than a predetermined time, it is determined that the concentration increase abnormality has occurred as an abnormality relating to the quality of the reducing agent solution, the degree of deviation is greater than a predetermined decrease determination value, and the standing time is the predetermined time. If it is less than the time, it is determined that an abnormal leakage of urea water from the reducing agent tank has occurred. According to this configuration, the abnormality diagnosis is performed based on the liquid amount change and the vehicle leaving time, so when the liquid amount in the reducing agent tank decreases, whether the cause of the liquid amount decrease is due to the quality abnormality, It can be specified whether it is due to leakage abnormality.

還元剤タンク内への還元剤溶液の補給の際、正規濃度の還元剤溶液の代わりに、例えば水が混入されたり正規濃度よりも希薄な還元剤溶液が混入されたりすることが考えられる。かかる場合、正規濃度の還元剤溶液が供給される場合と同様に、タンク内の液量が増加すると考えられる。ところが、タンク内に水等が供給された場合には、還元剤溶液の濃度が正規濃度からずれてしまうため、排気中のNOx量に見合う量の還元剤を排気通路に供給できず、結果としてNOx浄化を適正に実施できなくなるおそれがある。つまり、水又は希薄濃度の還元剤溶液がタンク内に供給された場合には、タンク内の液量は上昇するものの、NOx浄化率が正規濃度の場合と異なると言える。   When the reducing agent solution is replenished into the reducing agent tank, for example, water may be mixed instead of the normal concentration reducing agent solution, or a reducing agent solution that is thinner than the normal concentration may be mixed. In such a case, it is considered that the amount of liquid in the tank increases as in the case where a normal concentration reducing agent solution is supplied. However, when water or the like is supplied into the tank, the concentration of the reducing agent solution deviates from the normal concentration, so that an amount of reducing agent corresponding to the amount of NOx in the exhaust gas cannot be supplied to the exhaust passage. There is a risk that NOx purification cannot be performed properly. That is, when water or a dilute concentration reducing agent solution is supplied into the tank, the amount of liquid in the tank increases, but it can be said that the NOx purification rate is different from the normal concentration.

その点に鑑み、第5の構成は、前記選択還元型触媒におけるNOx浄化率の低下を検出する手段を備え、前記異常診断手段が、前記始動時液量における前記停止時液量からの上昇側への乖離度が所定の増加判定値よりも大きい場合であって、かつNOx浄化率の低下が検出される場合に、前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記還元剤溶液とは異なる液体又は前記所定濃度以外の還元剤溶液が補給されている補給異常有りと判定する。この発明によれば、内燃機関の停止後から始動時までの液量変化とNOx浄化率とに基づいて還元剤溶液の品質異常を診断するため、還元剤溶液の品質異常のうち還元剤溶液とは異なる液体又は正規濃度以外の還元剤溶液が補給される補給異常が発生していることを特定することができる。 In view of this, the fifth configuration includes means for detecting a decrease in the NOx purification rate in the selective reduction catalyst, and the abnormality diagnosis means is configured to increase the start-up liquid amount from the stop-time liquid amount. When the degree of divergence to is greater than a predetermined increase determination value and a decrease in the NOx purification rate is detected, the liquid different from the reducing agent solution as the abnormality related to the quality of the reducing agent solution or the It is determined that there is a replenishment abnormality in which a reducing agent solution other than the predetermined concentration is replenished. According to this invention, since the quality abnormality of the reducing agent solution is diagnosed on the basis of the change in the liquid amount from the stop of the internal combustion engine to the starting time and the NOx purification rate, Can specify that a replenishment abnormality in which a reductant solution other than a different liquid or normal concentration is replenished has occurred.

第6の構成は、前記始動時液量と前記停止時液量とに基づいて前記還元剤添加手段による前記還元剤溶液の添加量を算出する手段を備える。こうすれば、還元剤タンク内の還元剤濃度に応じた量の還元剤溶液を還元剤添加手段から排気中に供給することができる。具体的には、例えば溶媒の蒸発(液量減少)により還元剤濃度が上昇した場合には、液量減少が見られない場合よりも還元剤添加手段からの添加量を少なくし、希薄な還元剤溶液の混入(液量増加)により還元剤濃度が低下した場合には、液量増加が見られない場合よりも還元剤添加手段からの添加量を多くする。これにより、排気中のNOx量に適切な量の還元剤を供給することができ、ひいてはNOx浄化を適正に実施することができる。 The sixth configuration includes means for calculating the amount of the reducing agent solution added by the reducing agent addition means based on the starting amount and the stopping amount. In this way, an amount of reducing agent solution corresponding to the concentration of reducing agent in the reducing agent tank can be supplied into the exhaust gas from the reducing agent addition means. Specifically, for example, when the concentration of the reducing agent is increased due to evaporation of the solvent (decrease in the amount of liquid), the amount of addition from the reducing agent addition means is less than when no reduction in the amount of liquid is observed, and the dilute reduction When the concentration of the reducing agent is reduced due to the mixing of the agent solution (increase in the amount of liquid), the amount of addition from the reducing agent addition means is made larger than when the increase in the amount of liquid is not observed. As a result, an appropriate amount of reducing agent can be supplied to the amount of NOx in the exhaust gas, and thus NOx purification can be performed appropriately.

尿素SCRシステムの概要を示す構成図。The block diagram which shows the outline | summary of a urea SCR system. 停止時水位検出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a water level detection process at the time of a stop. 品質異常診断処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a quality abnormality diagnosis process.

以下、本発明を具体化した排気浄化システムの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の排気浄化システムは、選択還元型触媒を用いて排気中のNOxを浄化するものであり、尿素SCRシステムとして構築されている。はじめに、図1を参照してこのシステムの構成について詳述する。図1は、本実施形態に係る尿素SCRシステムの概要を示す構成図である。本システムは、自動車に搭載されたディーゼルエンジン(図示略)により排出される排気を浄化対象として、排気を浄化するための各種アクチュエータ及び各種センサ、並びにECU(電子制御ユニット)40等を有して構築されている。   Hereinafter, an embodiment of an exhaust purification system embodying the present invention will be described with reference to the drawings. The exhaust purification system of this embodiment purifies NOx in exhaust using a selective reduction catalyst, and is constructed as a urea SCR system. First, the configuration of this system will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a urea SCR system according to the present embodiment. This system has various actuators and various sensors for purifying exhaust, and ECU (Electronic Control Unit) 40, etc., for purifying exhaust discharged by a diesel engine (not shown) mounted on an automobile. Has been built.

図1のエンジン排気系において、エンジン本体に接続され排気通路を形成する排気管11が設けられており、その排気管11に、排気上流側から順にDPF(Diesel Particulate Filter)12、選択還元型触媒(以下、SCR触媒という)13が配設されている。また、排気管11においてDPF12とSCR触媒13との間には、還元剤溶液としての尿素水(尿素水溶液)を排気管11内に添加供給するための尿素水添加弁15が設けられている。   In the engine exhaust system of FIG. 1, an exhaust pipe 11 connected to the engine body and forming an exhaust passage is provided. In the exhaust pipe 11, a DPF (Diesel Particulate Filter) 12, a selective catalytic reduction catalyst in order from the exhaust upstream side. (Hereinafter referred to as SCR catalyst) 13 is provided. Further, a urea water addition valve 15 for adding and supplying urea water (urea aqueous solution) as a reducing agent solution into the exhaust pipe 11 is provided between the DPF 12 and the SCR catalyst 13 in the exhaust pipe 11.

排気管11においてSCR触媒13の下流側には、NOx検出部(NOxセンサ)と排気温検出部(排気温センサ)とが共に内蔵された排気センサ16が設けられている。この排気センサ16により、同SCR触媒13の下流側にて、排気中のNOx量(SCR触媒13によるNOxの浄化率)及び排気の温度が検出される。   In the exhaust pipe 11, on the downstream side of the SCR catalyst 13, there is provided an exhaust sensor 16 in which a NOx detector (NOx sensor) and an exhaust temperature detector (exhaust temperature sensor) are both built. The exhaust sensor 16 detects the amount of NOx in the exhaust (NOx purification rate by the SCR catalyst 13) and the temperature of the exhaust on the downstream side of the SCR catalyst 13.

排気管11においてSCR触媒13の更に下流側には、アンモニア除去装置としての酸化触媒19が設けられている。この酸化触媒19により、SCR触媒13から排出されるアンモニア(NH3)、すなわち余剰のアンモニアが除去される。   An oxidation catalyst 19 as an ammonia removing device is provided further downstream of the SCR catalyst 13 in the exhaust pipe 11. The oxidation catalyst 19 removes ammonia (NH3) discharged from the SCR catalyst 13, that is, excess ammonia.

次に、本システムを構成する上記各部の構成についてそれぞれ説明する。   Next, the configuration of each of the above parts constituting the system will be described.

DPF12は、排気中のPM(粒子状物質)を捕集するPM除去用フィルタである。DPF12は白金系の酸化触媒を担持しており、PM成分の1つである可溶性有機成分(SOF)とともにHCやCOを除去する。このDPF12に捕集されたPMは、ディーゼルエンジンにおけるメイン燃料噴射後のポスト噴射等により燃焼除去でき(再生処理に相当)、これによりDPF12の継続使用が可能となっている。   The DPF 12 is a PM removal filter that collects PM (particulate matter) in the exhaust gas. The DPF 12 carries a platinum-based oxidation catalyst and removes HC and CO together with a soluble organic component (SOF) that is one of the PM components. The PM collected in the DPF 12 can be removed by combustion by post-injection after the main fuel injection in the diesel engine or the like (corresponding to a regeneration process).

SCR触媒13は、NOxの還元反応(排気浄化反応)を促進するものであり、例えば、
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O …(式1)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O …(式2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O …(式3)
といった反応を促進して排気中のNOxを還元する。そして、これらの反応においてNOxの還元剤となるアンモニア(NH3)を添加供給するものが、同SCR触媒13の上流側に設けられた尿素水添加弁15である。
The SCR catalyst 13 promotes a NOx reduction reaction (exhaust purification reaction).
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (Formula 1)
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (Formula 2)
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (Formula 3)
Such a reaction is promoted to reduce NOx in the exhaust gas. A urea water addition valve 15 provided on the upstream side of the SCR catalyst 13 is additionally supplied with ammonia (NH 3) as a NOx reducing agent in these reactions.

尿素水添加弁15は、既存の燃料噴射弁(インジェクタ)とほぼ同様の構成を有するものであり、公知の構成が採用できるためここでは構成を簡単に説明する。尿素水添加弁15は、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、尿素水を流通させる尿素水通路や先端噴出口15aを開閉するためのニードルを有する弁体部とを備えた電磁式開閉弁として構成されており、ECU40からの駆動信号に基づき開弁又は閉弁する。すなわち、駆動信号に基づき電磁ソレノイドが通電されると、その通電に伴いニードルが開弁方向に移動し、そのニードル移動に伴い先端噴出口15aから尿素水が添加(噴射)される。   The urea water addition valve 15 has substantially the same configuration as an existing fuel injection valve (injector), and since a known configuration can be adopted, the configuration will be briefly described here. The urea water addition valve 15 is configured as an electromagnetic on-off valve provided with a drive unit composed of an electromagnetic solenoid or the like, and a valve body unit having a urea water passage through which urea water flows and a needle for opening and closing the tip jet port 15a. The valve is opened or closed based on a drive signal from the ECU 40. That is, when the electromagnetic solenoid is energized based on the drive signal, the needle moves in the valve opening direction along with the energization, and urea water is added (injected) from the tip ejection port 15a as the needle moves.

尿素水添加弁15に対しては、尿素水タンク21から尿素水が逐次供給される。以下、尿素水供給系の構成について説明する。なお、以下の説明では便宜上、尿素水タンク21から尿素水添加弁15に対して尿素水が供給される場合を基準にして、尿素水タンク21側を上流側、尿素水添加弁15側を下流側として記載する。   Urea water is sequentially supplied from the urea water tank 21 to the urea water addition valve 15. Hereinafter, the configuration of the urea water supply system will be described. In the following description, for the sake of convenience, the urea water tank 21 side is on the upstream side and the urea water addition valve 15 side is on the downstream, based on the case where urea water is supplied from the urea water tank 21 to the urea water addition valve 15. List as side.

尿素水タンク21は、給液キャップ付きの密閉容器にて構成されており、その内部に所定の規定濃度CNH(例えば32.5%)の尿素水が貯蔵されている。この尿素水タンク21と尿素水添加弁15とは尿素水供給管22により接続されており、尿素水供給管22内に尿素水通路(還元剤通路)が形成されている。尿素水供給管22の途中には、尿素水ポンプ23が設けられている。   The urea water tank 21 is configured by a sealed container with a liquid supply cap, and urea water having a predetermined specified concentration CNH (for example, 32.5%) is stored therein. The urea water tank 21 and the urea water addition valve 15 are connected by a urea water supply pipe 22, and a urea water passage (reducing agent passage) is formed in the urea water supply pipe 22. A urea water pump 23 is provided in the middle of the urea water supply pipe 22.

尿素水ポンプ23は、ECU40からの駆動信号により回転駆動されるインライン式の電動ポンプであり、正逆いずれの方向にも回転が可能となっている。尿素水ポンプ23の正回転により尿素水タンク21内の尿素水の吸い上げが行われ、尿素水ポンプ23の逆回転により尿素水タンク21への尿素水の吸い戻しが行われる。本実施形態では、尿素水タンク21外に、すなわち尿素水に浸漬しない状態で尿素水ポンプ23が設けられているため、尿素水タンク21内における尿素水の凍結・膨張による尿素水ポンプ23の破損が抑制される。   The urea water pump 23 is an in-line electric pump that is rotationally driven by a drive signal from the ECU 40, and can rotate in either the forward or reverse direction. The urea water in the urea water tank 21 is sucked up by the normal rotation of the urea water pump 23, and the urea water is sucked back into the urea water tank 21 by the reverse rotation of the urea water pump 23. In this embodiment, since the urea water pump 23 is provided outside the urea water tank 21, that is, without being immersed in the urea water, the urea water pump 23 is damaged due to freezing and expansion of the urea water in the urea water tank 21. Is suppressed.

尿素水供給管22において、尿素水ポンプ23よりも上流側(尿素水タンク21側)には、尿素水を濾過するためのフィルタ装置25が設けられている。また、尿素水ポンプ23よりも下流側(尿素水添加弁15側)には、尿素水の圧力を調整する圧力調整弁26が設けられている。   In the urea water supply pipe 22, a filter device 25 for filtering urea water is provided upstream of the urea water pump 23 (on the urea water tank 21 side). Further, a pressure adjusting valve 26 for adjusting the pressure of the urea water is provided on the downstream side (the urea water addition valve 15 side) from the urea water pump 23.

尿素水添加弁15側への尿素水圧送時には、尿素水ポンプ23が正回転方向に回転駆動されることにより尿素水タンク21内の尿素水が汲み上げられ、フィルタ装置25を通過して下流側に流れる。これにより、尿素水内に含まれる異物等が除去される。そして、尿素水ポンプ23から尿素水が吐出(圧送)され、その尿素水は圧力調整弁26により所定の供給圧力に調整された後、尿素水添加弁15に給送される。また、圧力調整の結果、余剰となった尿素水はリターン配管27を通じて尿素水タンク21に戻される。   At the time of urea water pressure feeding to the urea water addition valve 15 side, the urea water pump 23 is driven to rotate in the forward rotation direction, whereby the urea water in the urea water tank 21 is pumped up, passes through the filter device 25, and is downstream. Flowing. Thereby, the foreign material etc. which are contained in urea water are removed. Then, urea water is discharged (pressure fed) from the urea water pump 23, the urea water is adjusted to a predetermined supply pressure by the pressure regulating valve 26, and then fed to the urea water addition valve 15. Further, the excess urea water as a result of the pressure adjustment is returned to the urea water tank 21 through the return pipe 27.

一方、尿素水タンク21への尿素水吸い戻し時には、尿素水ポンプ23が逆回転方向に回転駆動されることにより尿素水供給管22内の尿素水が吸い戻され、尿素水タンク21内に流入される。本実施形態では、この尿素水の吸い戻し動作がECU40によりエンジン停止時に実施される。つまり、エンジン停止中に尿素水が尿素水供給管22内に残留したままになるのを回避し、これにより尿素水の凍結・膨張による尿素水供給管22の破損を抑制する。   On the other hand, when the urea water is sucked back into the urea water tank 21, the urea water pump 23 is driven to rotate in the reverse rotation direction so that the urea water in the urea water supply pipe 22 is sucked back and flows into the urea water tank 21. Is done. In the present embodiment, this urea water sucking back operation is performed by the ECU 40 when the engine is stopped. In other words, it is avoided that the urea water remains in the urea water supply pipe 22 while the engine is stopped, thereby preventing the urea water supply pipe 22 from being damaged due to freezing and expansion of the urea water.

尿素水供給系の他の構成として、尿素水タンク21内には、尿素水タンク21内に貯留されている尿素水残量(水位)を検出する尿素水位センサ31が設けられている。また、尿素水供給管22には、尿素水供給管22内の尿素水の圧力(ライン圧力PNH)を検出する尿素水圧センサ32が設けられている。   As another configuration of the urea water supply system, a urea water level sensor 31 that detects the remaining amount of urea water (water level) stored in the urea water tank 21 is provided in the urea water tank 21. The urea water supply pipe 22 is provided with a urea water pressure sensor 32 that detects the pressure of the urea water in the urea water supply pipe 22 (line pressure PNH).

その他、本システムには、エンジン回転速度やエンジン水温、燃料残量、尿素水残量など車両に関する各種情報を表示する表示パネル33が運転席前に設けられており、ECU40により各種の表示制御が行われる。   In addition, this system is provided with a display panel 33 in front of the driver's seat for displaying various information relating to the vehicle such as the engine speed, engine water temperature, fuel remaining amount, urea water remaining amount, and the ECU 40 performs various display controls. Done.

上記システムの中で電子制御ユニットとして主体的に排気浄化に係る制御を行う部分がECU40である。ECU40は、周知のマイクロコンピュータ(図示略)を備え、各種センサの検出値に基づいて所望とされる態様で尿素水添加弁15等の各種アクチュエータを操作することにより、排気浄化に係る各種の制御を実施する。具体的には、例えば上述した排気センサ16や尿素水位センサ31、尿素水圧センサ32等の各種センサから検出信号を入力し、その入力信号に基づいて尿素水添加弁15の通電時間や尿素水ポンプ23の駆動量等を制御する。これにより、排気管11内に、適切な時期に適正な量の尿素水を添加供給する。   In the system, the ECU 40 is a part that mainly performs control related to exhaust gas purification as an electronic control unit. The ECU 40 includes a known microcomputer (not shown), and operates various actuators such as the urea water addition valve 15 in a desired mode based on detection values of various sensors, thereby performing various controls related to exhaust purification. To implement. Specifically, for example, detection signals are input from various sensors such as the exhaust sensor 16, the urea water level sensor 31, and the urea water pressure sensor 32 described above, and the energization time of the urea water addition valve 15 and the urea water pump are based on the input signals. 23 drive amount and the like are controlled. Thereby, an appropriate amount of urea water is added and supplied into the exhaust pipe 11 at an appropriate time.

本実施形態に係る上記システムでは、エンジン運転時において、尿素水ポンプ23の駆動により尿素水タンク21内の尿素水が尿素水供給管22を通じて尿素水添加弁15に圧送され、尿素水添加弁15により排気管11内に尿素水が添加供給される。すると、排気管11内において排気と共に尿素水がSCR触媒13に供給され、SCR触媒13においてNOxの還元反応によりその排気が浄化される。NOxの還元に際しては、例えば、
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2 …(式4)
といった反応により、排気熱による高温下で尿素水が加水分解される。これにより、アンモニア(NH3)が生成され、そのアンモニアがSCR触媒13に吸着するとともに同SCR触媒13において排気中のNOxがアンモニアにより選択的に還元除去される。すなわち、同SCR触媒13上で、アンモニアに基づく還元反応(上記反応式(式1)〜(式3))が行われることによってNOxが還元、浄化されることとなる。
In the system according to this embodiment, during operation of the engine, the urea water in the urea water tank 21 is pumped to the urea water addition valve 15 through the urea water supply pipe 22 by driving the urea water pump 23, and the urea water addition valve 15. Thus, urea water is added and supplied into the exhaust pipe 11. Then, urea water is supplied to the SCR catalyst 13 in the exhaust pipe 11 together with the exhaust gas, and the exhaust gas is purified by the NOx reduction reaction in the SCR catalyst 13. When reducing NOx, for example,
(NH2) 2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (Formula 4)
As a result, urea water is hydrolyzed at a high temperature due to exhaust heat. As a result, ammonia (NH 3) is generated and adsorbed on the SCR catalyst 13, and NOx in the exhaust gas is selectively reduced and removed by the ammonia in the SCR catalyst 13. That is, NOx is reduced and purified by performing a reduction reaction based on ammonia (the above reaction formulas (Formula 1) to (Formula 3)) on the SCR catalyst 13.

尿素水添加弁15による排気中への尿素添加量は、排気センサ16により検出される排気中のNOx量に応じてアンモニアの過不足が生じないよう算出される。ところが、尿素水タンク21内に貯留されている尿素水の濃度が規定濃度CNHからずれていたり、あるいは尿素水タンク21内に尿素水以外の液体が混入されていたりすると、排気中のNOx量に対して適正な量のアンモニアを供給することができず、結果としてNOx浄化率の低下やアンモニアスリップが生じることが考えられる。   The amount of urea added to the exhaust gas by the urea water addition valve 15 is calculated so as not to cause excess or deficiency of ammonia according to the amount of NOx in the exhaust gas detected by the exhaust sensor 16. However, if the concentration of urea water stored in the urea water tank 21 deviates from the specified concentration CNH or if a liquid other than urea water is mixed in the urea water tank 21, the amount of NOx in the exhaust gas is increased. On the other hand, it is conceivable that an appropriate amount of ammonia cannot be supplied, resulting in a decrease in the NOx purification rate and ammonia slip.

すなわち、例えばエンジンが停止状態のまま長期間放置された場合、尿素水タンク21内の尿素水のうち水成分が蒸発し、尿素水の濃度が規定濃度CNHよりも高くなることが考えられる。かかる場合、排気中へのアンモニア供給量がNOx排出量に対して過剰になり、結果としてアンモニアスリップが発生することが懸念される。一方、尿素水位センサ31により尿素水タンク21内の尿素水残量が僅少になったことが検出され、これに伴い使用者が、尿素水タンク21内に規定濃度CNHの尿素水の代わりに水を補給したり規定濃度CNHよりも低い尿素濃度の尿素水を補給したりした場合、尿素水の濃度が規定濃度CNHよりも低くなることが考えられる。かかる場合、排気中へのアンモニア供給量が不足し、結果として排気中のNOx浄化率が低下してしまうことが懸念される。あるいは、尿素水タンク21内への尿素水補給の際に、使用者が尿素水以外の液体(例えば軽油など)を誤って又は故意に補給した場合、その異物により尿素水の品質低下を招き、その結果、NOx浄化率が低下したりシステム故障が生じたりすることが懸念される。   That is, for example, when the engine is left in a stopped state for a long time, the water component of the urea water in the urea water tank 21 evaporates, and the concentration of the urea water may be higher than the specified concentration CNH. In such a case, there is a concern that the ammonia supply amount into the exhaust gas becomes excessive with respect to the NOx emission amount, and as a result, ammonia slip occurs. On the other hand, it is detected by the urea water level sensor 31 that the remaining amount of urea water in the urea water tank 21 has become small, and in response to this, the user replaces the urea water in the urea water tank 21 with water instead of the urea water having the specified concentration CNH. It is conceivable that the concentration of urea water will be lower than the prescribed concentration CNH when urea solution with a urea concentration lower than the defined concentration CNH is replenished. In such a case, there is a concern that the amount of ammonia supplied into the exhaust gas is insufficient, and as a result, the NOx purification rate in the exhaust gas decreases. Alternatively, when the user mistakenly or intentionally replenishes a liquid other than urea water (for example, light oil) when replenishing urea water into the urea water tank 21, the quality of the urea water is reduced due to the foreign matter, As a result, there is a concern that the NOx purification rate may decrease or a system failure may occur.

本発明者は、尿素水タンク21内における尿素水残量が変化した場合、尿素水の品質に異常有りと考えられることに着目した。つまり、尿素水タンク21内の水が蒸発した場合にはそのタンク内の液量は減少し、尿素水タンク21内に液体が補給された場合にはそのタンク内の液量は増加する。また、こうした尿素水タンク21内の尿素水残量の変化は、エンジン停止後から次回のエンジン始動までの間に発生する事象であり、尿素残量の検出に通常用いる尿素水位センサ31にて追跡できることに着目した。   The inventor paid attention to the fact that the quality of the urea water is considered abnormal when the remaining amount of the urea water in the urea water tank 21 changes. That is, when the water in the urea water tank 21 evaporates, the amount of liquid in the tank decreases, and when the liquid is replenished in the urea water tank 21, the amount of liquid in the tank increases. The change in the remaining amount of urea water in the urea water tank 21 is an event that occurs after the engine is stopped until the next engine start, and is tracked by the urea water level sensor 31 that is normally used for detecting the remaining amount of urea. We focused on what we can do.

そこで、本実施形態では、エンジン停止時における尿素水タンク21内の尿素水の水位(停止時水位WLb)と、次回のエンジン始動時における尿素水タンク21内の尿素水の水位(始動時水位WLa)とをそれぞれ尿素水位センサ31により検出し、その比較結果に基づいて、エンジン始動後における異常診断として尿素水の品質異常を診断することとしている。以下、本実施形態の品質異常診断処理について図2及び図3のフローチャートを用いて説明する。   Therefore, in the present embodiment, the urea water level in the urea water tank 21 when the engine is stopped (stopped water level WLb) and the urea water level in the urea water tank 21 when the engine is next started (starting water level WLa). ) Are detected by the urea water level sensor 31 and, based on the comparison result, the quality abnormality of the urea water is diagnosed as an abnormality diagnosis after the engine is started. Hereinafter, the quality abnormality diagnosis process of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

まず、停止時水位WLbの検出処理(停止時水位検出処理)について説明する。図2は、停止時水位検出処理の処理手順に関するフローチャートである。この処理は、所定の時間周期でECU40により繰り返し実行される。   First, the stop level water level detection process (stop time level detection process) will be described. FIG. 2 is a flowchart regarding the processing procedure of the water level detection processing at the time of stop. This process is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined time period.

図2において、まずステップS11では、エンジンが停止したか否かを判定する。エンジン停止判定は、例えば、エンジン回転速度がゼロになっていること、又はイグニッションスイッチがOFFになっていることを判定することにより行う。エンジン停止後であれば、ステップS12へ進み、尿素水供給管22内に残留した尿素水の吸い戻しが既に完了しているか否かを判定する。そして、尿素水吸い戻しが完了していなければ、ステップS13へ進み、尿素水の吸い戻し制御を実行する。尿素水吸い戻し制御として本実施形態では、尿素水ポンプ23の逆回転駆動を所定時間実施する。   In FIG. 2, first, in step S11, it is determined whether or not the engine has stopped. The engine stop determination is made, for example, by determining that the engine speed is zero or that the ignition switch is OFF. If it is after engine stop, it will progress to step S12 and it will be determined whether the urea water remaining in the urea water supply pipe 22 has already been sucked back. If the urea water sucking back is not completed, the process proceeds to step S13, and urea water sucking back control is executed. In the present embodiment, reverse rotation driving of the urea water pump 23 is performed for a predetermined time as urea water sucking back control.

尿素水ポンプ23の逆回転駆動の開始から所定時間が経過すると、ステップS12で尿素水の吸い戻し完了と判定され、ステップS14へ進み、尿素水位センサ31により尿素水タンク21内の尿素水の水位を検出し、その検出値を停止時水位WLbとして記憶する。   When a predetermined time has elapsed from the start of the reverse rotation driving of the urea water pump 23, it is determined in step S12 that the urea water has been sucked back, and the process proceeds to step S14, where the urea water level sensor 31 causes the urea water level in the urea water tank 21 to increase. Is detected, and the detected value is stored as a water level WLb at the time of stopping.

次に、尿素水の品質異常を診断する処理(品質異常診断処理)について図3を用いて説明する。図3は、品質異常診断処理の処理手順に関するフローチャートである。この処理は、所定の時間周期でECU40により繰り返し実行される。   Next, processing for diagnosing urea water quality abnormality (quality abnormality diagnosis processing) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart relating to the processing procedure of the quality abnormality diagnosis processing. This process is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined time period.

図3において、まずステップS21では、エンジン始動が行われたか否かを判定する。エンジン始動判定は、例えば、エンジン回転速度がゼロでないこと、又はイグニッションスイッチがONになっていることを判定することにより行う。エンジン始動が行われている場合には、ステップS22へ進み、尿素水位センサ31により尿素水タンク21内の尿素水の水位を検出し、その検出値を始動時水位WLaとする。なお、始動時水位WLaの検出は、尿素水ポンプ23の駆動開始前、つまり尿素水タンク21から尿素水添加弁15への尿素水の給送開始前に実施するとよい。   In FIG. 3, first, in step S21, it is determined whether or not the engine has been started. The engine start determination is performed, for example, by determining that the engine rotation speed is not zero or that the ignition switch is turned on. If the engine has been started, the process proceeds to step S22, where the urea water level sensor 31 detects the water level of the urea water in the urea water tank 21, and sets the detected value as the starting water level WLa. The detection of the starting water level WLa is preferably performed before the start of driving of the urea water pump 23, that is, before the start of feeding urea water from the urea water tank 21 to the urea water addition valve 15.

続くステップS23では、前回のエンジン停止時に記憶した停止時水位WLbを読み出し、始動時水位WLaにおける停止時水位WLbからの乖離度WLdを算出する。本実施形態では、始動時水位WLaから停止時水位WLbを差し引いた値を乖離度WLdとする。   In subsequent step S23, the stop water level WLb stored at the time of the previous engine stop is read, and a deviation WLd from the stop water level WLb at the start water level WLa is calculated. In the present embodiment, a value obtained by subtracting the stop time water level WLb from the start time water level WLa is defined as the deviation degree WLd.

ステップS24では、乖離度WLdの正負を判定し、乖離度WLdが正の値であればステップS25へ進む。ステップS25では、乖離度WLdが上昇側判定値α(α>0)よりも大きいか否かを判定する。乖離度WLdが上昇側判定値α以下の場合にはステップS26へ進み、尿素水タンク21内の尿素水の品質は正常であると判定する。一方、乖離度WLdが上昇側判定値αよりも大きい場合にはステップS27へ進み、排気センサ16により検出されるNOx浄化率が適正値であるか否かを判定する。そして、NOx浄化率が適正でない場合には、ステップS28へ進み、尿素水の品質異常のうち、エンジン停止中において、尿素水タンク21内に尿素水以外の液体(例えば軽油など)が補給されたか、又は規定濃度CNHよりも低い濃度の尿素水又は水が補給されたとする補給異常が生じていると判定し、例えば音発生やランプ点灯による警告を行う。   In step S24, whether the divergence degree WLd is positive or negative is determined. If the divergence degree WLd is a positive value, the process proceeds to step S25. In step S25, it is determined whether or not the divergence degree WLd is larger than the increase side determination value α (α> 0). When the divergence degree WLd is equal to or lower than the ascending-side determination value α, the process proceeds to step S26, and it is determined that the quality of the urea water in the urea water tank 21 is normal. On the other hand, if the divergence degree WLd is larger than the ascending-side determination value α, the process proceeds to step S27 to determine whether or not the NOx purification rate detected by the exhaust sensor 16 is an appropriate value. If the NOx purification rate is not appropriate, the process proceeds to step S28, and liquids other than urea water (for example, light oil) are replenished in the urea water tank 21 while the engine is stopped, among the abnormalities in urea water quality. Alternatively, it is determined that a supply abnormality has occurred that urea water or water having a concentration lower than the specified concentration CNH has been supplied, and for example, a warning is generated by sound generation or lamp lighting.

また、乖離度WLdが負の値であればステップS29へ進み、乖離度WLdの絶対値が低下側判定値β(β>0)よりも大きいか否かを判定する。乖離度WLdが低下側判定値β以下の場合には、ステップS30へ進み、尿素水タンク21内の尿素水の品質は正常であると判定する。一方、乖離度WLdが低下側判定値βよりも大きい場合にはステップS31へ進み、尿素水の品質異常のうち、尿素水タンク21内から水が蒸発することにより尿素水の尿素濃度が増加側へ変移したとする乾燥異常が生じていると判定し、例えば音発生やランプ点灯による警告を行う。   Further, if the divergence degree WLd is a negative value, the process proceeds to step S29, and it is determined whether or not the absolute value of the divergence degree WLd is larger than the lower determination value β (β> 0). When the divergence degree WLd is equal to or lower than the lower-side determination value β, the process proceeds to step S30, and it is determined that the quality of the urea water in the urea water tank 21 is normal. On the other hand, when the divergence degree WLd is larger than the lower-side determination value β, the process proceeds to step S31, and among urea water quality abnormalities, the urea concentration of urea water increases due to water evaporation from the urea water tank 21. It is determined that a dry abnormality has occurred, and for example, a warning is generated by sound generation or lamp lighting.

続くステップS32では、尿素水タンク21内の尿素濃度を規定濃度にするために尿素水タンク21内に補給すべき水の量(水補給量Qw)を算出し、その水補給量Qwを表示パネル33に表示する。水補給量Qwは、始動時水位WLaにおける停止時水位WLbからの低下分、すなわち乖離度WLdとなる。この水補給量Qw分の水が運転者によって尿素水タンク21内に供給されることにより、尿素水タンク21内の尿素水が適正な尿素濃度に維持される。   In the subsequent step S32, the amount of water to be replenished in the urea water tank 21 (water replenishment amount Qw) is calculated in order to make the urea concentration in the urea water tank 21 a specified concentration, and the water replenishment amount Qw is displayed on the display panel. 33. The water replenishment amount Qw is a decrease from the stop time water level WLb at the start time water level WLa, that is, the deviation WLd. By supplying the water for the water replenishment amount Qw into the urea water tank 21 by the driver, the urea water in the urea water tank 21 is maintained at an appropriate urea concentration.

以上詳述した実施形態によれば以下の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

尿素水位センサ31によりエンジン停止後に検出される尿素水タンク21内の水位(停止時水位WLb)と、次回のエンジン始動時に検出される尿素水タンク21内の水位(始動時水位WLa)とを比較し、その比較結果に基づいて尿素水の品質の異常診断を実施する構成としたため、エンジンの停止時と次回の始動時との間の還元剤タンク内における水位変化、すなわち水の蒸発や尿素水以外の液体の混入といった品質異常の前段階となる動作を検出することができ、ひいては尿素水の品質異常診断を好適に実施することができる。   A comparison is made between the water level in the urea water tank 21 detected after the engine is stopped by the urea water level sensor 31 (water level WLb at the time of stopping) and the water level in the urea water tank 21 detected at the next engine start (the water level WLa at the time of starting). Since the abnormality diagnosis of the quality of urea water is performed based on the comparison result, the water level change in the reducing agent tank between the stop of the engine and the next start-up, that is, water evaporation and urea water It is possible to detect an operation that is a pre-stage of quality abnormality such as mixing of liquid other than the above, and thus it is possible to suitably perform quality abnormality diagnosis of urea water.

始動時水位WLaが停止時水位WLbに対して低下側判定値βよりも低下した場合に、尿素濃度が上昇したとする濃度の上昇異常が発生したと判定し、始動時水位WLaが停止時水位WLbに対して上昇側判定値αよりも上昇した場合に、尿素水タンク21内に補給された液体が規定濃度CNHの尿素水とは異なる液体であるとする補給異常が発生したと判定する構成としたため、品質異常のうちいずれの異常が発生しているかを特定することができる。   When the starting water level WLa is lower than the lower-side determination value β with respect to the stopping water level WLb, it is determined that an abnormal concentration increase has occurred, and the starting water level WLa is the stopping water level. A configuration in which it is determined that a replenishment abnormality has occurred that the liquid replenished in the urea water tank 21 is a liquid different from the urea water having the specified concentration CNH when it rises above the ascending determination value α with respect to WLb. Therefore, it is possible to specify which of the quality abnormalities is occurring.

尿素水位センサ31のような通常の尿素SCRシステムに設けられているセンサを用い、その検出値により尿素水の品質異常を診断するため、同品質異常を既設のセンサを用いて実施することができる。つまり、品質異常を検出するための手段を別途設ける必要がない。したがって、尿素水の品質異常診断を比較的簡易な構成で実施することができる。また、尿素水タンク21内の尿素水残量とその品質異常とを1つのセンサで検出することができる。   Using a sensor provided in a normal urea SCR system such as the urea water level sensor 31 and diagnosing the quality abnormality of urea water based on the detected value, the quality abnormality can be implemented using an existing sensor. . That is, it is not necessary to separately provide a means for detecting a quality abnormality. Therefore, the quality abnormality diagnosis of urea water can be performed with a relatively simple configuration. Further, the remaining amount of urea water in the urea water tank 21 and its quality abnormality can be detected by one sensor.

尿素濃度の上昇異常有りと診断された場合に、始動時水位WLaと停止時水位WLbとから水補給量Qwを算出し、その水補給量Qwを表示パネル33に表示する構成としたため、蒸発分に相当する量の水を補給するよう運転者に促すことができる。これにより、尿素水タンク21内の尿素濃度を適正値に修正させることが、ひいてはNOx浄化を適正に実施することができる。   Since it is configured to calculate the water replenishment amount Qw from the starting water level WLa and the stop water level WLb and display the water replenishing amount Qw on the display panel 33 when it is diagnosed that the urea concentration rises abnormally, The driver can be encouraged to replenish water corresponding to the amount of water. As a result, the urea concentration in the urea water tank 21 can be corrected to an appropriate value, so that NOx purification can be appropriately performed.

乖離度WLdとNOx浄化率とに基づいて品質異常を診断するため、エンジン停止から次回のエンジン始動までの間にタンク内水位が上昇した場合に、その水位上昇が、規定濃度CNHの尿素水が補給されたことによるものか、あるいは尿素水以外の液体又は規定濃度CNH以外の尿素水が供給されたことによるものかを特定することができる。   In order to diagnose the quality abnormality based on the deviation degree WLd and the NOx purification rate, when the water level in the tank rises between the engine stop and the next engine start, the rise in the water level is caused by the urea water having the specified concentration CNH. It can be specified whether it is due to replenishment or due to the supply of a liquid other than urea water or urea water other than the specified concentration CNH.

吸い戻し制御を実施した後に尿素水位センサ31により検出される水位を停止時水位WLbとし、尿素水ポンプ23の駆動開始前に検出される水位を始動時水位WLaとする構成としたため、尿素水供給管22に尿素水が存在しない状態で水位の比較を行うことにより、異常診断をより正確に行うことができる。   Since the water level detected by the urea water level sensor 31 after the suction back control is set to the stop time water level WLb and the water level detected before the start of the driving of the urea water pump 23 is set to the start time water level WLa, the urea water supply By comparing the water levels in a state where no urea water is present in the tube 22, the abnormality diagnosis can be performed more accurately.

停止時水位WLbからの始動時水位WLaの水位変化に基づいて品質異常を診断するのにあたり、乖離度WLd(WLa−WLb)が上昇側判定値α又は低下側判定値βよりも大きい場合に品質異常有りと判定する構成としたため、誤検出を抑制するのに好適である。   In diagnosing quality abnormality based on the water level change of the starting water level WLa from the stopping water level WLb, the quality is determined when the deviation degree WLd (WLa−WLb) is larger than the rising side determination value α or the lowering side determination value β. Since it is determined that there is an abnormality, it is suitable for suppressing erroneous detection.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.

・イグニッションスイッチOFF後のソーク時間(車両放置時間)を検出するソークタイマを例えばECU40に設ける。そして、乖離度WLdが低下側判定値βよりも大きく、かつソーク時間が判定値以上の場合に、尿素水の品質異常有りと判定する。一方、乖離度WLdが低下側判定値βよりも大きく、かつソーク時間が判定値未満の場合に、尿素水タンク21からの尿素水の漏れ異常有りと判定する。エンジン停止中に尿素水タンク21内の尿素水位が減少する原因として、尿素水の水が蒸発することの他に、尿素水タンク21の破損等により尿素水タンク21内から尿素水が漏れ出ていることが考えられる。これらの原因のうち、尿素水タンク21内からの尿素水漏れの場合には、比較的短時間(例えば数時間や数日)で尿素水位が低下側判定値β低下する。これに対し、水の蒸発の場合には、比較的長時間(例えば数週間〜数ヶ月)かけて尿素水位の低下が起きる。したがって、ソーク時間を要件として品質異常を判定することにより、尿素水の品質異常が発生していることを正確に特定することができる。   A soak timer that detects the soak time (vehicle leaving time) after the ignition switch is turned off is provided in the ECU 40, for example. Then, when the divergence degree WLd is larger than the lower-side determination value β and the soak time is equal to or greater than the determination value, it is determined that the urea water quality is abnormal. On the other hand, when the divergence degree WLd is larger than the lower-side determination value β and the soak time is less than the determination value, it is determined that there is an abnormal leakage of urea water from the urea water tank 21. As a cause of the decrease in the urea water level in the urea water tank 21 while the engine is stopped, the urea water leaks out of the urea water tank 21 due to damage of the urea water tank 21 and the like in addition to the evaporation of the urea water. It is possible that Among these causes, in the case of urea water leakage from the urea water tank 21, the urea water level is lowered on the lower side determination value β in a relatively short time (for example, several hours or several days). On the other hand, in the case of water evaporation, the urea water level decreases over a relatively long time (for example, several weeks to several months). Therefore, it is possible to accurately specify that the quality abnormality of the urea water has occurred by determining the quality abnormality with the soak time as a requirement.

・ソーク時間と判定値との比較結果に基づいて尿素水の乾燥異常を判定する構成において、季節や地域といった環境条件によりその判定値を変更する。例えば、夏季では冬季よりも尿素水の水成分が蒸発しやすく、温暖地では寒冷地よりも尿素水の水成分が蒸発しやすい。そのため、夏季や温暖地など尿素水の乾燥が促進されやすい環境下では、尿素水位の低下も促進されやすい。したがって、尿素水の乾燥が促進されやすい環境ほどソーク時間の判定値を小さくするのが好ましい。   -In the structure which determines the drying abnormality of urea water based on the comparison result of soak time and a judgment value, the judgment value is changed by environmental conditions, such as a season and a region. For example, the water component of urea water is more likely to evaporate in summer than in winter, and the water component of urea water is more likely to evaporate in warm regions than in cold regions. For this reason, in an environment where drying of urea water is likely to be promoted, such as in summer and warm regions, the decrease in urea water level is also likely to be promoted. Therefore, it is preferable to decrease the soak time determination value in an environment where drying of urea water is more easily promoted.

・始動時水位WLaと停止時水位WLbとの差分(乖離度WLd)に基づいて尿素水添加弁15からの尿素水添加量を算出し、その算出した添加量を尿素水添加弁15から排気管11中に添加するよう制御する。例えば、尿素水の水が蒸発することにより尿素水の尿素濃度が高くなっているのにもかかわらず、尿素濃度が規定濃度CNHであるとして尿素水の添加量制御を行うとすると、排気中のNOx量に対して過剰量のアンモニアが供給されることとなる。かかる場合、アンモニアスリップの発生が懸念される。そこで、始動時水位WLaが停止時水位WLbよりも低下している場合に(乖離度WLdが負の値の場合に)、乖離度WLdが大きいほど尿素添加量を少なくする。これにより、排気中のNOxに対して適正量のアンモニアを供給することができる。   The urea water addition amount from the urea water addition valve 15 is calculated based on the difference (deviation degree WLd) between the starting water level WLa and the stopping water level WLb, and the calculated addition amount is discharged from the urea water addition valve 15 to the exhaust pipe. 11 to be added. For example, when urea water addition amount control is performed on the assumption that the urea concentration is the specified concentration CNH in spite of the urea concentration of the urea water being increased due to evaporation of the urea water, An excessive amount of ammonia is supplied relative to the amount of NOx. In such a case, there is a concern about the occurrence of ammonia slip. Therefore, when the starting water level WLa is lower than the stopping water level WLb (when the divergence degree WLd is a negative value), the urea addition amount is decreased as the divergence degree WLd is larger. Thereby, an appropriate amount of ammonia can be supplied to the NOx in the exhaust gas.

・SCR触媒13におけるアンモニアの余剰排出(アンモニアスリップ)を検出する手段として、例えばSCR触媒13の排気下流側にアンモニアガスセンサを設ける。そして、乖離度WLdが上昇側判定値αよりも大きいか又は正の値であって、かつアンモニアガスセンサにてアンモニアの余剰排出が検出される場合に、尿素水の品質異常として、規定濃度CNHよりも高い濃度の尿素水が尿素水タンク21内に補給されたとする補給異常有りと判定する。すなわち、乖離度WLdが上昇側判定値αよりも大きい場合、エンジン停止時において尿素水タンク21内に何らかの液体が補給されたと考えられる。また、アンモニアの余剰排出が検出されていることを考慮すると、その補給された液体は、尿素水の尿素濃度が規定濃度CNHよりも高いことが考えられる。したがって、乖離度WLd及びアンモニアスリップの有無に基づいて、尿素水の品質異常のうち尿素濃度を増加側へ変移させる液体(尿素濃度が規定濃度CNHよりも高い尿素水)が供給されたとする補給異常が発生していることを特定することができる。   For example, an ammonia gas sensor is provided on the exhaust gas downstream side of the SCR catalyst 13 as means for detecting excessive ammonia discharge (ammonia slip) in the SCR catalyst 13. When the deviation degree WLd is larger than the rising side determination value α or is a positive value and excessive ammonia discharge is detected by the ammonia gas sensor, an abnormal quality of urea water is detected from the specified concentration CNH. It is determined that there is a replenishment abnormality that urea water with a higher concentration is replenished in the urea water tank 21. That is, when the deviation degree WLd is larger than the ascending determination value α, it is considered that some liquid has been replenished into the urea water tank 21 when the engine is stopped. Moreover, considering that the excess discharge of ammonia is detected, it is considered that the replenished liquid has a urea concentration of urea water higher than the specified concentration CNH. Therefore, based on the divergence degree WLd and the presence or absence of ammonia slip, the supply abnormality that the liquid (the urea water whose urea concentration is higher than the specified concentration CNH) that changes the urea concentration to the increasing side among the quality abnormalities of the urea water is supplied. Can be identified.

・上記アンモニアガスセンサを備える構成において、乖離度WLdが低下側判定値βよりも大きい場合であって、かつアンモニアガスセンサにてアンモニアの余剰排出が検出される場合に、尿素水の品質異常として、尿素水タンク21内の水の蒸発により尿素濃度が規定濃度CNHよりも高くなったとする乾燥異常有りと判定する。エンジン停止中における尿素水位の減少原因が尿素水の漏れ異常である場合、尿素水タンク21内の尿素濃度は変わらないため、その後のエンジン始動時においてアンモニアが過剰供給されない(アンモニアスリップが発生しない)と考えられる。したがって、乖離度WLdとアンモニアスリップの有無とに基づいて異常判定を行うことにより、尿素水の品質異常が発生していることを正確に特定することができる。   In the configuration including the ammonia gas sensor, when the deviation degree WLd is larger than the lower-side determination value β and excessive ammonia discharge is detected by the ammonia gas sensor, urea water quality abnormality is detected. It is determined that there is a dry abnormality that the urea concentration has become higher than the specified concentration CNH due to evaporation of water in the water tank 21. When the cause of the decrease in the urea water level when the engine is stopped is the urea water leakage abnormality, the urea concentration in the urea water tank 21 does not change, so that ammonia is not excessively supplied at the time of subsequent engine startup (ammonia slip does not occur). it is conceivable that. Therefore, by performing abnormality determination based on the deviation degree WLd and the presence or absence of ammonia slip, it is possible to accurately identify that the quality abnormality of the urea water has occurred.

・上記実施形態では、濃度増加異常有りと検出された場合に、始動時水位WLaと停止時水位WLbとから算出される尿素水タンク21内への水補給量Qwを表示パネル33に表示することによって、尿素水タンク21内の尿素濃度を使用者による水補給により規定濃度CNHに是正する構成としたが、尿素水タンク21への水補給をECU40からの指令信号に基づいて自動制御する構成とする。具体的には、水補給のための貯水タンクを本システムに搭載し、水補給量Qw分の水を同貯水タンクから尿素水タンク21へ給送する。   In the above embodiment, when it is detected that there is an abnormality in concentration increase, the water supply amount Qw into the urea water tank 21 calculated from the starting water level WLa and the stopping water level WLb is displayed on the display panel 33. Thus, the urea concentration in the urea water tank 21 is corrected to the specified concentration CNH by water replenishment by the user, but the water replenishment to the urea water tank 21 is automatically controlled based on a command signal from the ECU 40. To do. Specifically, a water storage tank for replenishing water is mounted on the system, and water for the amount of water replenishment Qw is supplied from the water storage tank to the urea water tank 21.

・エンジン停止が判定された後に停止時水位WLbを検出し、エンジン始動が判定された後に始動時水位WLaを検出する構成としたが、停止時水位WLb及び始動時水位WLaの検出タイミングは上記に限定しない。停止時水位WLbについて、エンジン停止前、具体的には、例えばエンジン回転速度が所定の低回転速度に達した時点で検出する構成とする。あるいは、エンジン停止後において、尿素水の吸い戻し制御の前に検出する構成とする。また、始動時水位WLaについて、例えば所定の低回転速度に達した時点で検出する構成としたり、あるいはイグニッションスイッチがオンされてから所定時間が経過した時点で検出する構成としたりする。   -It is configured to detect the water level WLb at the time of stop after it is determined that the engine is stopped and to detect the water level WLa at the time of start after the engine start is determined, but the detection timing of the water level WLb at the time of stop and the water level WLa at the time of start is Not limited. The stop water level WLb is detected before the engine is stopped, specifically, for example, when the engine speed reaches a predetermined low speed. Or it is set as the structure detected before the sucking-back control of urea water after an engine stop. Further, for example, the start-up water level WLa is detected when a predetermined low rotational speed is reached, or is detected when a predetermined time elapses after the ignition switch is turned on.

・始動時水位WLaにおける停止時水位WLbからの乖離度を、始動時水位WLaから停止時水位WLbを差し引くことにより算出したが、停止時水位WLbに対する始動時水位WLaの比率としてもよい。かかる場合、図3のステップS24では、乖離度の正負を判定する代わりに乖離度が値1よりも大きいか否かを判定し、値1よりも大きい場合にはステップS25へ進み、値1よりも小さい場合にはステップS29へ進む。また、ステップS29では、乖離度が低下側判定値βよりも小さいか否かを判定し、低下側判定値β以上の場合にはステップS30へ進み、低下側判定値βよりも小さい場合にはステップS31へ進む。   The degree of deviation of the starting water level WLa from the stopping water level WLb is calculated by subtracting the stopping water level WLb from the starting water level WLa, but may be a ratio of the starting water level WLa to the stopping water level WLb. In this case, in step S24 of FIG. 3, instead of determining whether the divergence degree is positive or negative, it is determined whether or not the divergence degree is larger than value 1. If the divergence degree is larger than value 1, the process proceeds to step S25. If it is also smaller, the process proceeds to step S29. In step S29, it is determined whether or not the divergence degree is smaller than the lower side determination value β. If the degree of divergence is equal to or higher than the lower side determination value β, the process proceeds to step S30. Proceed to step S31.

・尿素水ポンプ23が尿素水供給管22の途中に尿素水タンク21内の尿素水に浸漬しない状態で設けられる所謂インライン式のシステムを本発明に適用したが、尿素水ポンプ23が尿素水タンク21内の尿素水に浸漬した状態で設けられる所謂インタンク式のシステムを本発明に適用してもよい。   A so-called in-line system in which the urea water pump 23 is provided in the middle of the urea water supply pipe 22 without being immersed in the urea water in the urea water tank 21 is applied to the present invention. A so-called in-tank system provided in a state of being immersed in urea water in 21 may be applied to the present invention.

・還元剤タンク21内の液量変化を尿素水位センサ31の検出値により水位変化として検出する代わりに、還元剤タンク21内における液体の体積変化や重量変化として検出する。   Instead of detecting a change in the amount of liquid in the reducing agent tank 21 as a change in water level based on the detected value of the urea water level sensor 31, a change in volume or weight of liquid in the reducing agent tank 21 is detected.

・車載ディーゼルエンジン用の尿素SCRシステムとして実用化する以外に、例えばガソリンエンジン、特にリーンバーンエンジン用の尿素SCRシステムとして実用化することも可能である。また、尿素水以外の還元剤溶液を用いる排気浄化システムにおいても本発明を同様に適用することが可能である。例えば、還元剤溶液として、アンモニア含有の水溶液を用いることが考えられる。   -Besides being put into practical use as a urea SCR system for in-vehicle diesel engines, it can also be put into practical use as a urea SCR system for gasoline engines, particularly lean burn engines. In addition, the present invention can be similarly applied to an exhaust purification system using a reducing agent solution other than urea water. For example, it is conceivable to use an aqueous solution containing ammonia as the reducing agent solution.

11…排気管、12…DPF、13…SCR触媒(選択還元型触媒)、15…尿素水添加弁(還元剤添加手段)、21…尿素水タンク(還元剤タンク)、23…尿素水ポンプ、31…尿素水位センサ(液量検出手段)、32…尿素水圧センサ、40…ECU(異常診断手段、補給量算出手段、添加量補正手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Exhaust pipe, 12 ... DPF, 13 ... SCR catalyst (selective reduction type catalyst), 15 ... Urea water addition valve (reducing agent addition means), 21 ... Urea water tank (reducing agent tank), 23 ... Urea water pump, 31 ... Urea water level sensor (liquid amount detection means), 32 ... Urea water pressure sensor, 40 ... ECU (abnormality diagnosis means, replenishment amount calculation means, addition amount correction means).

Claims (6)

所定濃度の還元剤溶液を貯留するための還元剤タンクと、内燃機関の排気通路に設けられ前記還元剤溶液により排気中のNOxを選択的に浄化する選択還元型触媒とを備え、前記選択還元型触媒の排気上流側に還元剤添加手段により前記還元剤溶液を添加する排気浄化システムに適用され、
前記還元剤タンク内の液量を検出する液量検出手段と、
前記内燃機関の停止時に前記液量検出手段により検出される停止時液量と、次回の前記内燃機関の始動時に前記液量検出手段により検出される始動時液量との比較結果に基づいて前記還元剤溶液の品質に関する異常診断を実施する異常診断手段と、
を備え
前記異常診断手段は、前記始動時液量における前記停止時液量からの低下側への乖離度が所定の減少判定値よりも大きい場合に、前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記還元剤溶液の還元剤濃度が上昇側に変移している濃度上昇異常有りと判定することを特徴とする排気浄化システムの異常診断装置。
A reducing agent tank for storing a reducing agent solution having a predetermined concentration; and a selective reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and selectively purifies NOx in exhaust gas by the reducing agent solution. Applied to the exhaust gas purification system in which the reducing agent solution is added to the exhaust gas upstream side of the catalyst by the reducing agent addition means,
A liquid amount detecting means for detecting a liquid amount in the reducing agent tank;
Based on the comparison result between the stop-time liquid amount detected by the liquid amount detection means when the internal combustion engine is stopped and the start-time liquid amount detected by the liquid amount detection means at the next start-up of the internal combustion engine. An abnormality diagnosis means for performing an abnormality diagnosis on the quality of the reducing agent solution;
Equipped with a,
The abnormality diagnosing means determines that the reducing agent solution has an abnormality related to the quality of the reducing agent solution when a deviation degree of the starting liquid amount from the stopping liquid amount to a lower side is larger than a predetermined decrease determination value. An abnormality diagnosis device for an exhaust gas purification system, characterized in that it is determined that there is a concentration increase abnormality in which the concentration of the reducing agent is shifted to an increasing side .
前記始動時液量と前記停止時液量とに基づいて前記還元剤タンク内へ補給すべき前記還元剤溶液の溶媒の補給量を算出する補給量算出手段と、
前記異常診断手段により濃度上昇異常有りと検出された場合に前記補給量算出手段により算出される前記溶媒の補給量を使用者に報知する報知手段と、
を備える請求項に記載の排気浄化システムの異常診断装置。
Replenishment amount calculating means for calculating a replenishment amount of the solvent of the reducing agent solution to be replenished into the reducing agent tank based on the starting liquid amount and the stopping liquid amount;
Informing means for informing the user of the replenishment amount of the solvent calculated by the replenishment amount calculating means when the abnormality diagnosing means detects that there is a concentration increase abnormality,
An abnormality diagnosis device for an exhaust purification system according to claim 1 .
前記内燃機関が搭載された車両の放置時間を計測する手段を備え、
前記異常診断手段は、前記乖離度が所定の減少判定値よりも大きく、かつ前記放置時間が所定時間以上の場合に前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記濃度上昇異常が生じていると判定し、前記乖離度が所定の減少判定値よりも大きく、かつ前記放置時間が前記所定時間未満の場合に前記還元剤タンクからの尿素水の漏れ異常が生じていると判定する請求項1又は2に記載の排気浄化システムの異常診断装置。
Means for measuring the time for which the vehicle on which the internal combustion engine is mounted is measured;
The abnormality diagnosing means determines that the concentration increase abnormality has occurred as an abnormality relating to the quality of the reducing agent solution when the degree of divergence is greater than a predetermined decrease determination value and the standing time is equal to or longer than a predetermined time. The method according to claim 1 or 2 , wherein when the degree of divergence is greater than a predetermined decrease determination value and the leaving time is less than the predetermined time, it is determined that an abnormal leakage of urea water from the reducing agent tank has occurred. An abnormality diagnosis device for an exhaust purification system as described.
前記始動時液量と前記停止時液量とに基づいて前記還元剤添加手段による前記還元剤溶液の添加量を算出する手段を備える請求項1乃至3のいずれか一項に記載の排気浄化システムの異常診断装置。 Exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3 comprising means for calculating the amount of the reducing agent solution by the reducing agent adding means in accordance with said stop fluid amount and the starting liquid volume Abnormality diagnosis device. 所定濃度の還元剤溶液を貯留するための還元剤タンクと、内燃機関の排気通路に設けられ前記還元剤溶液により排気中のNOxを選択的に浄化する選択還元型触媒とを備え、前記選択還元型触媒の排気上流側に還元剤添加手段により前記還元剤溶液を添加する排気浄化システムに適用され、A reducing agent tank for storing a reducing agent solution having a predetermined concentration; and a selective reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and selectively purifies NOx in exhaust gas by the reducing agent solution. Applied to the exhaust gas purification system in which the reducing agent solution is added to the exhaust gas upstream side of the catalyst by the reducing agent addition means,
前記還元剤タンク内の液量を検出する液量検出手段と、A liquid amount detecting means for detecting a liquid amount in the reducing agent tank;
前記内燃機関の停止時に前記液量検出手段により検出される停止時液量と、次回の前記内燃機関の始動時に前記液量検出手段により検出される始動時液量との比較結果に基づいて前記還元剤溶液の品質に関する異常診断を実施する異常診断手段と、Based on the comparison result between the stop-time liquid amount detected by the liquid amount detection means when the internal combustion engine is stopped and the start-time liquid amount detected by the liquid amount detection means at the next start-up of the internal combustion engine. An abnormality diagnosis means for performing an abnormality diagnosis on the quality of the reducing agent solution;
前記始動時液量と前記停止時液量とに基づいて前記還元剤添加手段による前記還元剤溶液の添加量を算出する手段と、Means for calculating the amount of the reducing agent solution added by the reducing agent addition means based on the starting liquid amount and the stopping liquid amount;
を備えることを特徴とする排気浄化システムの異常診断装置。An abnormality diagnosis device for an exhaust purification system, comprising:
前記選択還元型触媒におけるNOx浄化率の低下を検出する手段を備え、
前記異常診断手段は、前記始動時液量における前記停止時液量からの上昇側への乖離度が所定の増加判定値よりも大きい場合であって、かつNOx浄化率の低下が検出される場合に、前記還元剤溶液の品質に関する異常として前記還元剤溶液とは異なる液体又は前記所定濃度以外の還元剤溶液が補給されている補給異常有りと判定する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の排気浄化システムの異常診断装置。
Means for detecting a decrease in the NOx purification rate in the selective catalytic reduction catalyst,
The abnormality diagnosing means is a case where the degree of deviation of the starting liquid amount from the stopped liquid amount to the rising side is larger than a predetermined increase determination value and a decrease in the NOx purification rate is detected to, in any one of the reducing agent solution and the different liquids or the predetermined concentration other than the reducing agent solution is determined that supply abnormality is replenished claims 1 to 5 as the abnormality regarding the quality of the reducing agent solution An abnormality diagnosis device for an exhaust purification system as described.
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