JP5640539B2 - Urea water quality abnormality diagnosis device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置において、排気中のＮＯｘを浄化する選択還元型触媒に流入する排気中に添加される還元剤としての尿素水の品質の異常を検出する尿素水品質異常診断装置に関する。   The present invention relates to an abnormality diagnosis of urea water quality for detecting an abnormality in the quality of urea water as a reducing agent added to exhaust gas flowing into a selective catalytic reduction catalyst that purifies NOx in exhaust gas in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine. Relates to the device.

内燃機関（以下、エンジンともいう）、中でもディーゼルエンジンの排気中には、大気汚染物質である窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）等が含まれている。そこで、エンジンの排気通路に、ＮＯｘを浄化するための選択還元型触媒（Selective Catalytic Reduction、以下、ＳＣＲと略称する）を設置し、還元剤としての尿素水をＳＣＲに流入する排気中に添加することにより、ＳＣＲにおいて排気中のＮＯｘを還元して排気を浄化するようにした技術が知られている。   An exhaust gas from an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine), particularly a diesel engine, contains nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) that are air pollutants. Accordingly, a selective catalytic reduction (hereinafter abbreviated as SCR) for purifying NOx is installed in the exhaust passage of the engine, and urea water as a reducing agent is added to the exhaust flowing into the SCR. Thus, a technique is known in which the exhaust gas is purified by reducing NOx in the exhaust gas in the SCR.

ＳＣＲは、軸方向に互いに平行な微小な穴が複数連通したハニカム構造の担体に、触媒金属が担持されて構成されている。このＳＣＲを用いた排気浄化装置では、排気中に尿素水を添加する尿素水添加装置としてのノズルがＳＣＲの上流側に設けられ、このノズルから尿素水が添加されると、排気熱によって尿素水から分解して生じたアンモニアがＳＣＲに供給される。ＳＣＲに供給されたアンモニアは、一旦ＳＣＲに吸着し、このアンモニアと排気中のＮＯｘとの間の脱硝反応がＳＣＲによって促進されることによりＮＯｘの還元が行われる。   The SCR is configured such that a catalytic metal is supported on a honeycomb structure carrier in which a plurality of minute holes parallel to each other in the axial direction are communicated. In the exhaust gas purification apparatus using the SCR, a nozzle as a urea water addition apparatus for adding urea water into the exhaust gas is provided on the upstream side of the SCR. When urea water is added from the nozzle, urea water is generated by exhaust heat. Ammonia produced by decomposition from is supplied to the SCR. The ammonia supplied to the SCR is once adsorbed on the SCR, and the NOx reduction is performed by promoting the denitration reaction between the ammonia and NOx in the exhaust gas by the SCR.

ところで、ＳＣＲに流入する排気中に添加される尿素水は尿素水タンク内に貯留されており、ＮＯｘの還元に使用されてなくなれば、新たな尿素水を補給して、常に一定量貯留していなければならない。尿素水の品質、特に尿素水の濃度は、排気中のＮＯｘの還元に影響を及ぼすため、適切な品質の尿素水をタンクに補給する必要があり、さらに、この尿素水の品質を管理する必要もある。   By the way, the urea water added to the exhaust gas flowing into the SCR is stored in the urea water tank, and when it is no longer used for NOx reduction, new urea water is replenished and always stored in a fixed amount. There must be. Since the quality of urea water, especially the concentration of urea water, affects the reduction of NOx in the exhaust gas, it is necessary to replenish the tank with appropriate quality urea water, and also to control the quality of this urea water There is also.

そのため、例えば下記の特許文献１に記載の排気浄化装置は、尿素水を貯留するタンクに尿素水の濃度を検出する濃度検出装置を設け、尿素水濃度を管理する技術が提案されている。
しかし、特許文献１に記載されるような尿素水濃度検出装置は一般的に高価であり、コストが増大してしまうため好ましくない。 For this reason, for example, an exhaust purification device described in Patent Document 1 below has proposed a technique for managing a urea water concentration by providing a concentration detection device for detecting the concentration of urea water in a tank that stores urea water.
However, the urea water concentration detection device as described in Patent Document 1 is generally expensive and is not preferable because the cost increases.

そこで、特許文献１に記載されるような尿素水濃度検出装置を用いずに尿素水の品質を診断する排気浄化システムの異常診断装置が、下記の特許文献２に提案されている。特許文献２に記載の異常診断装置は、フューエルカット実行中に、尿素添加装置により所定量の尿素水添加を実行したときのＮＯｘセンサの出力に基づき、尿素添加装置及び尿素水の少なくとも一方の異常を検出するものである。また、圧力センサをさらに備えることにより、尿素添加装置が正常か異常かを判断することができ、尿素添加装置が正常でありながらＮＯｘセンサ値が異常な出力を発している場合は、尿素水の品質が異常であると判断することができる。   Therefore, an abnormality diagnosis device for an exhaust purification system that diagnoses the quality of urea water without using a urea water concentration detection device as described in Patent Literature 1 is proposed in Patent Literature 2 below. The abnormality diagnosis device described in Patent Document 2 is based on the output of the NOx sensor when a predetermined amount of urea water is added by the urea addition device during fuel cut, and at least one abnormality of the urea addition device and urea water Is detected. Further, by further providing a pressure sensor, it is possible to determine whether the urea addition device is normal or abnormal, and when the urea addition device is normal and the NOx sensor value produces an abnormal output, It can be determined that the quality is abnormal.

特開２００５−８３２２３号公報JP 2005-83223 A 特開２００９−１２１４１３号公報JP 2009-121413 A

しかしながら、上記の特許文献２の異常診断装置では、ＮＯｘセンサの出力からは尿素添加装置及び尿素水の少なくとも一方の異常を検出することしかできない。また、圧力センサを設けたとしても、尿素添加装置が異常であると検出され、ＮＯｘセンサ値が異常な出力を発している場合は、尿素添加装置及び尿素水のいずれが異常なのか、または、両方異常なのかが判断できない。さらに、特許文献２の異常診断装置では、高価な尿素水濃度検出装置は不要であるが、フューエルカット手段や圧力センサを別途設ける必要があるため、その分のコストは増加する。   However, the abnormality diagnosis device of Patent Document 2 described above can only detect at least one abnormality of the urea addition device and urea water from the output of the NOx sensor. Further, even if a pressure sensor is provided, if the urea addition device is detected to be abnormal and the NOx sensor value is producing an abnormal output, which of the urea addition device and urea water is abnormal, or Cannot judge whether both are abnormal. Furthermore, the abnormality diagnosis device of Patent Document 2 does not require an expensive urea water concentration detection device, but requires additional fuel cut means and a pressure sensor, which increases the cost.

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、コスト増を抑制し、ＮＯｘセンサを用いて容易に尿素水の品質の異常を検出することができるようにした、尿素水品質異常診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of such problems, and it is possible to suppress an increase in cost and easily detect an abnormality in the quality of urea water using a NOx sensor. An object is to provide an apparatus.

上記課題を解決するために、本発明の尿素水品質異常診断装置は、車両に搭載される内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気下流側に設けられた選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒に流入する排気中に還元剤としての尿素水を添加する尿素水添加装置とを備えた排気浄化装置における、前記尿素水の品質の異常を検出する尿素水品質異常診断装置であって、前記選択還元型触媒の下流側に、排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサが設けられ、前記尿素水添加装置からの前記尿素水の添加を制御する尿素水添加制御手段と、前記ＮＯｘセンサで検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを判断するＮＯｘ安定判断手段と、前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値に基づいて前記尿素水の品質異常を判定する異常判定手段と、を備える。
前記尿素水添加制御手段は、前記車両の停車時に行われる前記パティキュレートフィルタの強制再生が開始されたら前記尿素水の添加を禁止し、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたら前記尿素水の添加を開始するよう前記尿素水添加装置を制御する。また、前記異常判定手段は、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第１ＮＯｘ値と、前記尿素水添加装置により前記尿素水の添加が開始されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第２ＮＯｘ値との差の絶対値が閾値よりも小さい場合に、前記尿素水の品質が異常であると判定することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a urea water quality abnormality diagnosis device according to the present invention is provided on a particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and on an exhaust downstream side of the particulate filter. a selective reduction catalyst, in the selective reduction type exhaust gas purifying apparatus that includes a urea water dosing device for adding urea water as reducing agent into the exhaust gas flowing into the catalyst, for detecting the quality of the previous SL urea water abnormal a urea water quality abnormality diagnosis apparatus, on the downstream side of the selective reduction catalyst, NOx sensors are provided for detecting the NOx in the exhaust gas, the urea water to control the addition of the urea water from the urea water addition device Based on the NOx value detected by the NOx sensor, the NOx stability determining means for determining whether the NOx value detected by the NOx sensor is stabilized, and the NOx value detected by the NOx sensor. And abnormality determining means for determining the quality of the urea water anomaly, Ru comprising a.
The urea water addition control means, wherein said performed when the vehicle is stopped forced regeneration of the particulate filter is prohibited the addition of the aqueous urea Once started, the NOx stability determining means from the addition of the urea water is prohibited If the NOx value is determined to be stable, the urea water adding device is controlled to start the addition of the urea water . Further, the abnormality determining means includes a first 1NOx value when the NOx value is determined to be stabilized by the NOx stability determining means from the addition of the urea water is inhibited, the urea water by the urea water addition device When the absolute value of the difference from the second NOx value when the NOx stability determining means determines that the NOx value is stable after the start of addition of NO is smaller than a threshold value, the quality of the urea water is abnormal. It is characterized by determining that there is.

前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記尿素水の添加が禁止されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断、及び、前記尿素水の添加が開始されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断を、それぞれに対して予め定められた所定時間に基づいて行うことが好ましい。
また、前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記選択還元型触媒に吸着している還元剤としてのアンモニアが、前記選択還元型触媒から脱離するまでの時間に基づいて判断することが好ましい。あるいは、前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値の変化率に基づいて判断することが好ましい。 The NOx stability determination means performs a determination of the stability of the NOx value after the addition of the urea water is prohibited and a determination of the stability of the NOx value after the start of the addition of the urea water, respectively. It is preferable to carry out based on a predetermined time .
Further , it is preferable that the NOx stability determining means determines based on a time until ammonia as a reducing agent adsorbed on the selective reduction catalyst is desorbed from the selective reduction catalyst . Alternatively , it is preferable that the NOx stability determining means determine based on a change rate of the NOx value detected by the NOx sensor.

また、前記異常判定手段により前記尿素水が異常であると判定された場合に、尿素水の品質異常を表示する表示手段、及び、警告する警告手段のいずれか一方又は両方をさらに備えることが好ましい。
また、本発明の尿素水品質異常診断方法は、車両に搭載される内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気下流側に設けられた選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒に流入する排気中に還元剤としての尿素水を添加する尿素水添加装置とを備えた排気浄化装置における、前記尿素水の品質の異常を検出する尿素水品質異常診断方法であって、前記選択還元型触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサにより排気中に含まれるＮＯｘを検出する工程と、前記ＮＯｘセンサで検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを判断するＮＯｘ安定判断工程と、前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値に基づいて前記尿素水の品質異常を判定する異常判定工程と、を備える。前記異常判定工程では、前記車両の停車時に行われる前記パティキュレートフィルタの強制再生を開始したら前記尿素水の添加を禁止し、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第１ＮＯｘ値と、前記尿素水添加装置により前記尿素水の添加が開始されてから前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第２ＮＯｘ値との差の絶対値が閾値よりも小さい場合に、前記尿素水の品質が異常であると判定することを特徴としている。上記の各工程は、コンピュータのソフトウェア（コンピュータプログラム）によって実施されることが好ましい。
また、前記ＮＯｘ安定判断工程では、前記尿素水の添加が禁止されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断、及び、前記尿素水の添加が開始されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断を、それぞれに対して予め定められた所定時間に基づいて行うことが好ましい。 Further, it is preferable that the apparatus further includes one or both of a display unit that displays a quality abnormality of the urea water and a warning unit that warns when the urea water is determined to be abnormal by the abnormality determination unit. .
The urea water quality abnormality diagnosis method of the present invention includes a particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a selective reduction catalyst provided on an exhaust downstream side of the particulate filter , urea water quality abnormality diagnostic method of an exhaust gas purification device provided with a urea water addition device for adding urea water as the reducing agent into the exhaust gas, detecting the quality of the previous SL urea water anomaly flowing into the selective reduction catalyst A step of detecting NOx contained in the exhaust gas by a NOx sensor provided downstream of the selective catalytic reduction catalyst, and NOx for determining whether or not the NOx value detected by the NOx sensor is stable. and stability determination step, and an abnormality determination step of determining a quality abnormality of the urea water based on the NOx value detected by the NOx sensor, Ru comprising a. In the abnormality determination step, when the forced regeneration of the particulate filter that is performed when the vehicle is stopped is started, the addition of the urea water is prohibited , and it is determined that the NOx value has stabilized after the addition of the urea water is prohibited. The absolute value of the difference between the first NOx value at the time of being added and the second NOx value when the NOx value is determined to be stable after the urea water addition device has started to be added is greater than the threshold value. When it is small, the quality of the urea water is determined to be abnormal. Each of the above steps is preferably performed by computer software (computer program).
Further, in the NOx stability determination step, the stability determination of the NOx value after the addition of the urea water is prohibited, and the stability determination of the NOx value after the addition of the urea water is started, respectively. On the other hand, it is preferable to carry out based on a predetermined time.

本発明の尿素水品質異常診断装置及び尿素水品質異常診断方法によれば、新たな尿素水を尿素水タンクに補給した場合に、その尿素水の品質をＮＯｘセンサの検出結果に基づいて判断することができるため、コストを低減することができる。また、尿素水添加制御手段により添加される尿素水を制御し、異常判定手段により第１ＮＯｘ値及び第２ＮＯｘ値の差の絶対値から尿素水の品質を判定するため、容易に尿素水の品質の異常を診断することができる。   According to the urea water quality abnormality diagnosis device and the urea water quality abnormality diagnosis method of the present invention, when new urea water is supplied to the urea water tank, the quality of the urea water is determined based on the detection result of the NOx sensor. Therefore, cost can be reduced. Further, the urea water added by the urea water addition control means is controlled, and the quality of the urea water is easily determined from the absolute value of the difference between the first NOx value and the second NOx value by the abnormality determination means. Abnormalities can be diagnosed.

また、排気が所定温度まで昇温されたとき、特に、内燃機関が車両に搭載され、車両の停車時に行われるパティキュレートフィルタの強制再生時に尿素水の品質異常判定を実施することで、一定量の高温の排気流量を確保することができるため、高温の排気により選択還元型触媒を活性状態にすることができ、さらに選択還元型触媒に吸着している還元剤としてのアンモニアが脱離するため、吸着していたアンモニアの外乱を受けずに、尿素水の品質を診断することができ、診断をより高精度に実施することができる。 Further, when the exhaust is heated to a predetermined temperature, in particular, the internal combustion engine is mounted on a vehicle, by carrying out the quality abnormality determination of the urea water during forced regeneration of the particulate filter is performed when the vehicle is stopped, a certain amount Since the high temperature exhaust flow rate can be secured, the selective reduction catalyst can be activated by high temperature exhaust, and ammonia as a reducing agent adsorbed on the selective reduction catalyst is desorbed. Therefore, the quality of the urea water can be diagnosed without being disturbed by the adsorbed ammonia, and the diagnosis can be carried out with higher accuracy.

また、ＮＯｘ安定判断手段が、選択還元型触媒に吸着しているアンモニアが脱離するまでの時間に基づいてＮＯｘ値が安定したか否かを判断する場合は、複雑な演算を行う必要がなく、制御をよりシンプルにすることができる。
また、ＮＯｘ安定判断手段が、ＮＯｘセンサで検出されるＮＯｘ値の変化率に基づいてＮＯｘ値が安定したか否かを判断する場合は、時間を計測する必要がないため、構成をシンプルにすることができる。 Further, when the NOx stability determining means determines whether or not the NOx value is stable based on the time until the ammonia adsorbed on the selective catalytic reduction catalyst is desorbed, there is no need to perform a complicated calculation. , Control can be made simpler.
Further, when the NOx stability determining means determines whether or not the NOx value is stabilized based on the change rate of the NOx value detected by the NOx sensor, it is not necessary to measure the time, and thus the configuration is simplified. be able to.

また、尿素水の異常が判定されたときに、尿素水の品質異常をドライバに知らせる表示手段及び警告手段のいずれか一方又は両方を備えている場合は、ドライバに適切な尿素水を補給するよう促すことができる。   If any one or both of a display means and a warning means for notifying the driver of the urea water quality abnormality are provided when abnormality of the urea water is determined, the driver should be supplied with appropriate urea water. Can be urged.

本発明の一実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置が適用された排気浄化装置を示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the exhaust gas purification apparatus to which the urea water quality abnormality diagnostic apparatus concerning one Embodiment of this invention was applied. 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本発明の一実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置を実施したときの、エンジン回転数，排気温度，尿素水添加量及びＮＯｘ値の時間変化をそれぞれ模式的に示すグラフである。2 (a) to 2 (d) show time variations of the engine speed, the exhaust temperature, the urea water addition amount, and the NOx value when the urea water quality abnormality diagnosis device according to one embodiment of the present invention is implemented. It is a graph which shows each typically. 本発明の一実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置による制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control by the urea water quality abnormality diagnostic apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置による制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control by the urea water quality abnormality diagnostic apparatus concerning other embodiment of this invention.

［１．構成］
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置について説明する。図１は、本尿素水品質異常診断装置が適用された排気浄化装置を示す全体構成図であり、図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本尿素水品質異常診断装置を実施したときの、エンジン回転数，排気温度，尿素水添加量及びＮＯｘ値の時間変化をそれぞれ模式的に示すグラフである。また、図３は、本尿素水品質異常診断装置による制御を示すフローチャートである。本実施形態にかかる排気浄化装置２０は一般的な乗用車やトラック，バス等の大型車等、様々な車両に用いて好適であるが、車両だけでなく、内燃機関を搭載した乗り物、例えばボート等に適用することも可能である。 [1. Constitution]
Hereinafter, a urea water quality abnormality diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an exhaust gas purification device to which the present urea water quality abnormality diagnosis device is applied, and FIGS. 2 (a) to 2 (d) are diagrams when the urea water quality abnormality diagnosis device is implemented. 2 is a graph schematically showing changes in engine speed, exhaust temperature, urea water addition amount, and NOx value over time. Moreover, FIG. 3 is a flowchart which shows the control by this urea water quality abnormality diagnostic apparatus. The exhaust emission control device 20 according to the present embodiment is suitable for use in various vehicles such as general passenger cars, large vehicles such as trucks and buses, but not only vehicles but also vehicles equipped with an internal combustion engine, such as boats, etc. It is also possible to apply to.

［１−１．内燃機関の構成］
図１に示すように、内燃機関（以下、エンジンともいう）１０は、ここでは直列６気筒機関のディーゼルエンジンとして構成されている。内燃機関１０の各気筒には燃料噴射弁１１が設けられ、各燃料噴射弁１１はコモンレール１２から加圧燃料を供給され、開弁に伴って対応する気筒の筒内に燃料を噴射する。なお、エンジン１０の気筒数はこれに限定されない。 [1-1. Configuration of internal combustion engine]
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) 10 is configured as a diesel engine of an in-line 6-cylinder engine here. Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 11. Each fuel injection valve 11 is supplied with pressurized fuel from a common rail 12 and injects fuel into the cylinder of the corresponding cylinder when the valve is opened. The number of cylinders of the engine 10 is not limited to this.

内燃機関１０の吸気側には吸気マニホールド１３が装着され、吸気マニホールド１３に接続された吸気通路１４には、上流側よりエアクリーナ１５，ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａ及びインタークーラ１７が設けられている。また、内燃機関１０の排気側には排気マニホールド１８が装着され、排気マニホールド１８には、コンプレッサ１６ａと同軸上に連結されたターボチャージャ１６のタービン１６ｂが接続されている。タービン１６ｂには排気通路１９が接続され、排気通路１９は車両の後方に向けて延設されている。この排気通路１９の途中に、排気浄化装置２０が設けられている。   An intake manifold 13 is mounted on the intake side of the internal combustion engine 10, and an intake passage 14 connected to the intake manifold 13 is provided with an air cleaner 15, a compressor 16 a of a turbocharger 16, and an intercooler 17 from the upstream side. An exhaust manifold 18 is mounted on the exhaust side of the internal combustion engine 10, and a turbine 16 b of a turbocharger 16 that is coaxially connected to the compressor 16 a is connected to the exhaust manifold 18. An exhaust passage 19 is connected to the turbine 16b, and the exhaust passage 19 extends toward the rear of the vehicle. An exhaust purification device 20 is provided in the middle of the exhaust passage 19.

［１−２．排気浄化装置の構成］
排気浄化装置２０は、排気上流側に設けられた上流側排気浄化装置２１と、上流側排気浄化装置２１の排気下流側に設けられた下流側排気浄化装置２２と、上流側排気浄化装置２１及び下流側排気浄化装置２２の間に設けられた尿素水添加ノズル（尿素水添加装置）２８とを有している。なお、上流側排気浄化装置２１及び下流側排気浄化装置２２はそれぞれ筒状のケーシング内に、その軸方向に触媒等が配設されて排気が流れるよう構成されており、上流側排気浄化装置２１及び下流側排気浄化装置２２は、排気が直線状に流れるように設置されている。 [1-2. Configuration of exhaust purification device]
The exhaust purification device 20 includes an upstream exhaust purification device 21 provided on the exhaust upstream side, a downstream exhaust purification device 22 provided on the exhaust downstream side of the upstream exhaust purification device 21, an upstream exhaust purification device 21 and A urea water addition nozzle (urea water addition device) 28 provided between the downstream side exhaust purification device 22 is provided. Each of the upstream side exhaust purification device 21 and the downstream side exhaust purification device 22 is configured such that a catalyst or the like is disposed in the axial direction in a cylindrical casing so that the exhaust gas flows, and the upstream side exhaust purification device 21. And the downstream side exhaust purification apparatus 22 is installed so that exhaust_gas | exhaustion flows linearly.

上流側排気浄化装置２１の内部の上流側には、前段酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst、以下、ＤＯＣと略称する）２３が配置され、下流側には排気中に含まれる煤等の粒子状物質（Particulate Matter、以下、ＰＭと略称する）を捕集するためのパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦと略称する）２４が配置されている。なお、以下、上流側排気浄化装置２１をＤＰＦ装置２１という。   A upstream oxidation catalyst (hereinafter abbreviated as DOC) 23 is disposed on the upstream side of the upstream side exhaust purification device 21, and particulate matter such as soot contained in the exhaust (on the downstream side) A particulate filter (Diesel Particulate Filter, hereinafter abbreviated as DPF) 24 for collecting Particulate Matter (hereinafter abbreviated as PM) is arranged. Hereinafter, the upstream side exhaust purification device 21 is referred to as a DPF device 21.

下流側排気浄化装置２２の内部の上流側には、アンモニアの供給により排気中に含まれるＮＯｘを還元して排気を浄化する選択還元型触媒（Selective Catalytic Reduction、以下、ＳＣＲと略称する）２５が配置され、下流側には余剰アンモニアを除去する後段酸化触媒（Clean Up Catalyst、以下、ＣＵＣと略称する）２６が配置されている。なお、以下、下流側排気浄化装置２２をＳＣＲ装置２２という。   A selective catalytic reduction (hereinafter abbreviated as SCR) 25 that purifies the exhaust gas by reducing NOx contained in the exhaust gas by supplying ammonia is provided on the upstream side of the downstream exhaust gas purification device 22. A post-stage oxidation catalyst (Clean Up Catalyst, hereinafter abbreviated as CUC) 26 for removing excess ammonia is disposed on the downstream side. Hereinafter, the downstream side exhaust purification device 22 is referred to as an SCR device 22.

ＤＰＦ装置２１とＳＣＲ装置２２との間に設けられた尿素水添加ノズル２８は、添加装置（尿素水添加装置）２７により、尿素水タンク２９内に貯留されている還元剤としての尿素水をＳＣＲ２５に向かう排気中に噴射し添加する。なお、ＳＣＲ２５に添加される尿素水の量は、後述する尿素水添加制御手段３２により制御される。   The urea water addition nozzle 28 provided between the DPF device 21 and the SCR device 22 uses the addition device (urea water addition device) 27 to convert the urea water as the reducing agent stored in the urea water tank 29 to the SCR 25. Injected into the exhaust toward The amount of urea water added to the SCR 25 is controlled by urea water addition control means 32 described later.

［１−３．センサ及びＥＣＵの構成］
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０は、エンジン制御や排気浄化制御等にかかる各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート、制御時間をカウントするタイマー等を備えて構成されている。 [1-3. Configuration of sensor and ECU]
The ECU (electronic control unit) 30 temporarily stores a CPU that executes various arithmetic processes related to engine control, exhaust purification control, and the like, a ROM that stores programs and data necessary for the control, and arithmetic results of the CPU. RAM, an input / output port for inputting / outputting signals to / from the outside, a timer for counting control time, and the like.

ＳＣＲ装置２２には、ＳＣＲ２５の上流側に排気温度を検出する温度センサ４２が設けられている。また、ＳＣＲ装置２２の下流側の排気通路１９には、ＮＯｘセンサ４１が設けられており、ＤＰＦ装置２１及びＳＣＲ装置２２を通過した後の排気中のＮＯｘを検出する。
ＥＣＵ３０は、ＮＯｘセンサ４１や温度センサ４２等のセンサ類や、内燃機関１０の各気筒の燃料噴射弁１１や添加装置２７等のデバイス類に接続されている。そして、各種センサによる検出結果は、ＥＣＵ３０に送信され、これらの検出結果に基づいて、燃料噴射弁１１や添加装置２７等のデバイス類を駆動制御する。 The SCR device 22 is provided with a temperature sensor 42 that detects the exhaust gas temperature upstream of the SCR 25. Further, a NOx sensor 41 is provided in the exhaust passage 19 on the downstream side of the SCR device 22 to detect NOx in the exhaust gas after passing through the DPF device 21 and the SCR device 22.
The ECU 30 is connected to sensors such as the NOx sensor 41 and the temperature sensor 42 and devices such as the fuel injection valve 11 and the addition device 27 of each cylinder of the internal combustion engine 10. The detection results obtained by the various sensors are transmitted to the ECU 30, and the devices such as the fuel injection valve 11 and the addition device 27 are driven and controlled based on the detection results.

ＥＣＵ３０は、ＤＰＦ２４に堆積したＰＭを燃焼し、ＤＰＦ２４を再生するための制御を行うＤＰＦ再生制御手段３１としての機能要素と、添加装置２７からの尿素水の添加を制御する尿素水添加制御手段３２としての機能要素と、ＮＯｘセンサ４１によって検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを判断するＮＯｘ安定判断手段３３としての機能要素と、ＮＯｘセンサ４１によって検出されるＮＯｘ値に基づいて尿素水の品質異常を判定する異常判定手段３４としての機能要素とを有している。   The ECU 30 combusts the PM deposited on the DPF 24 and functions as a DPF regeneration control means 31 that performs control for regenerating the DPF 24, and urea water addition control means 32 that controls the addition of urea water from the adding device 27. Based on the NOx value detected by the NOx sensor 41 and the functional element as the NOx stability determination means 33 for determining whether or not the NOx value detected by the NOx sensor 41 is stable. And a functional element as an abnormality determination means 34 for determining quality abnormality.

ＤＰＦ再生制御手段３１は、ＤＰＦ２４の強制再生について、ＤＰＦ２４に堆積しているＰＭの量を図示しない圧力センサ等の検出結果から判断し、最適な再生時期を判断する等の制御を行うものであり、種々の公知技術を適用することができる。ここで、本尿素水品質異常診断装置は、ＤＰＦ２４の再生処理は、排気温度を高め、一定量の排気流量を確保するために利用するものであるため、ＤＰＦ再生制御手段３１は、特に、車両の運行を中断し車両を停止させた状態で、燃料を供給し強制的にＰＭを燃焼して除去する、強制再生のうちの手動再生について制御する。   The DPF regeneration control means 31 controls the forced regeneration of the DPF 24 by determining the amount of PM accumulated in the DPF 24 from a detection result of a pressure sensor or the like (not shown) and determining an optimal regeneration time. Various known techniques can be applied. Here, in the urea water quality abnormality diagnosis device, the regeneration process of the DPF 24 is used to increase the exhaust gas temperature and ensure a certain amount of exhaust gas flow. In the state where the operation is stopped and the vehicle is stopped, the manual regeneration of the forced regeneration in which fuel is supplied and the PM is forcibly burned and removed is controlled.

ＤＰＦ再生制御手段３１は、ドライバが尿素水タンク２９内へ新たな尿素水を補給し、車両に設けられた尿素水品質異常診断開始スイッチ４３をオンにすると、ＤＰＦ２４の手動再生を実行する信号を燃料噴射弁１１に送信する。燃料噴射弁１１は、燃焼室内で燃焼しないタイミング（主に排気工程中）で燃料を噴射するポスト噴射等を実施し、ＤＰＦ２４の手動再生を実行する。図２（ａ）に示すように、ＤＰＦ２４の手動再生が実行されると、エンジン回転数はアイドル運転等の回転数Ｎｅ1から、ＤＰＦ手動再生用の高回転数Ｎｅ2に設定される。なお、ＤＰＦ手動再生開始時をｔ0とする。 When the driver replenishes the urea water tank 29 with new urea water and turns on the urea water quality abnormality diagnosis start switch 43 provided in the vehicle, the DPF regeneration control means 31 sends a signal for executing manual regeneration of the DPF 24. It transmits to the fuel injection valve 11. The fuel injection valve 11 performs post-injection or the like that injects fuel at a timing at which combustion does not occur in the combustion chamber (mainly during the exhaust process), and performs manual regeneration of the DPF 24. As shown in FIG. 2A, when the manual regeneration of the DPF 24 is executed, the engine speed is set to the high speed Ne 2 for DPF manual regeneration from the rotational speed Ne 1 for idle operation or the like. Note that the start time of DPF manual regeneration is t 0 .

ＤＰＦ２４の手動再生が開始されると、図２（ｂ）に示すように、排気の温度は徐々に上昇する。尿素水添加制御手段３２は、温度センサ４２により検出されるＳＣＲ２５へ流入する排気の温度（ＳＣＲ温度）Ｔｃが、所定温度Ｔ0よりも高くなったら、図２（ｃ）に示すように、添加装置２７及び尿素水添加ノズル２８からＳＣＲ２５へ向かう排気中に添加する尿素水の量を０に制御、すなわち、添加を禁止するよう制御する。つまり、ＳＣＲ温度Ｔｃが所定温度Ｔ0まで昇温されることが診断開始の条件となる。 When manual regeneration of the DPF 24 is started, the exhaust temperature gradually increases as shown in FIG. When the temperature (SCR temperature) Tc of the exhaust gas flowing into the SCR 25 detected by the temperature sensor 42 becomes higher than the predetermined temperature T 0 , the urea water addition control means 32 adds as shown in FIG. The amount of urea water added to the exhaust gas from the device 27 and the urea water addition nozzle 28 toward the SCR 25 is controlled to 0, that is, the addition is prohibited. That is, the condition for starting diagnosis is that the SCR temperature Tc is raised to the predetermined temperature T 0 .

ここで、所定温度Ｔ0とは、ＳＣＲ２５が活性される温度である。ＳＣＲ２５は、温度が高ければ触媒機能が活性化され、ＮＯｘの浄化速度も速い。ＳＣＲ２５は、１５０℃〜１６０℃程度の温度から触媒として機能し始めるが、最低でも２００℃程度の温度でなければ、ＮＯｘを還元するために相当な時間がかかってしまい、実用上好ましくない。そのため、所定温度Ｔ0は、３００℃以上に設定するのが好ましい。また、上限はＳＣＲ２５が溶けてしまわない程度の温度にしなければならない。なお、排気温度が所定温度Ｔ0となった時点をｔ0´とする。 Here, the predetermined temperature T 0 is a temperature at which the SCR 25 is activated. When the temperature of the SCR 25 is high, the catalytic function is activated and the NOx purification rate is high. The SCR 25 starts to function as a catalyst from a temperature of about 150 ° C. to 160 ° C. However, if the temperature is not at least about 200 ° C., it takes a considerable time to reduce NOx, which is not preferable in practice. Therefore, the predetermined temperature T 0 is preferably set to 300 ° C. or higher. Further, the upper limit must be a temperature at which the SCR 25 does not melt. It is assumed that the time when the exhaust temperature reaches the predetermined temperature T 0 is t 0 ′.

本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、尿素水の添加量が最初から０であるため、排気温度が所定温度Ｔ0になった時点（ｔ＝ｔ0´）では、特別な制御をしているわけではなく、当初のまま添加量を０としている。なお、尿素水の添加量が最初から０でない場合は、尿素水の添加を禁止し、添加量を０に制御する。また、この尿素水の添加を禁止する時点は、排気温度が所定温度に達したときからに限られず、例えば、手動再生を開始した時点から禁止するようにしてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2 (c), since the amount of urea water added is zero from the beginning, there is a special point when the exhaust gas temperature reaches a predetermined temperature T 0 (t = t 0 ′). It is not controlled and the addition amount is set to 0 as it is at the beginning. If the addition amount of urea water is not zero from the beginning, the addition of urea water is prohibited and the addition amount is controlled to zero. Further, the time point at which the addition of the urea water is prohibited is not limited to the time when the exhaust gas temperature reaches the predetermined temperature, and may be prohibited from the time point when the manual regeneration is started, for example.

また、尿素水添加制御手段３２は、尿素水の添加禁止中に後述するＮＯｘ安定判断手段３３により、ＮＯｘセンサ４１によって検出されるＮＯｘ値が安定したと判断されると、図２（ｃ）に示すように、添加装置２７及び尿素水添加ノズル２８からＳＣＲ２５へ向かう排気中に添加する尿素水の添加量を一定量に制御、すなわち、添加を開始するよう制御する。なお、尿素水の添加開始時をｔ1とする。 When the urea water addition control means 32 determines that the NOx value detected by the NOx sensor 41 is stabilized by the NOx stability determination means 33 described later during the prohibition of addition of urea water, the urea water addition control means 32 in FIG. As shown, the addition amount of urea water added to the exhaust gas from the addition device 27 and the urea water addition nozzle 28 toward the SCR 25 is controlled to a constant amount, that is, the addition is controlled to start. The start time of urea water addition is defined as t 1 .

添加装置２７及び尿素水添加ノズル２８によりＳＣＲ２５の上流側で添加された尿素水は、高温の排気により加水分解されてアンモニアを生じる。このアンモニアは、一旦ＳＣＲ２５に吸着し、排気中に含まれるＮＯｘと反応することにより、ＮＯｘが浄化される。
ＮＯｘ安定判断手段３３は、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを、ＳＣＲ２５に吸着している還元剤としてのアンモニアがＳＣＲ２５から脱離するまでの時間に基づいて判断する。上述したように、排気温度が所定温度Ｔ0まで昇温されたら尿素水添加制御手段３２により尿素水の添加が禁止されるが、尿素水から分解して生じるアンモニアはＳＣＲ２５に一旦吸着するため、尿素水の添加を禁止しても、ＳＣＲ２５に吸着していたアンモニアと排気中のＮＯｘが反応して、一定時間は排気中のＮＯｘが浄化される。そのため、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値は、尿素水の添加を禁止してから所定時間ｔA（例えば、１０分程度）は安定しない。 The urea water added on the upstream side of the SCR 25 by the addition device 27 and the urea water addition nozzle 28 is hydrolyzed by high-temperature exhaust to produce ammonia. This ammonia is once adsorbed on the SCR 25 and reacts with NOx contained in the exhaust gas, thereby purifying NOx.
The NOx stability determining means 33 determines whether or not the NOx value detected by the NOx sensor 41 is stable based on the time until ammonia as the reducing agent adsorbed on the SCR 25 is desorbed from the SCR 25. As described above, when the exhaust gas temperature is raised to the predetermined temperature T 0 , addition of urea water is prohibited by the urea water addition control means 32, but ammonia generated by decomposition from the urea water is once adsorbed to the SCR 25. Even if the addition of urea water is prohibited, the ammonia adsorbed on the SCR 25 reacts with NOx in the exhaust, and the NOx in the exhaust is purified for a certain period of time. Therefore, the NOx value detected by the NOx sensor 41 is not stable for a predetermined time t A (for example, about 10 minutes) after the addition of urea water is prohibited.

尿素水の添加を禁止してから所定時間ｔAが経過すると、ＳＣＲ２５に吸着していたアンモニアは全てＮＯｘの浄化に使われてなくなり、排気がＳＣＲ２５を通過してもＮＯｘは浄化されなくなるため、ＮＯｘ値が安定する（ｔ＝ｔ1）。このときＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値は、内燃機関１０から排出された直後のＮＯｘ値と同じになり、このときのＮＯｘ値を、第１ＮＯｘ値（以下、ＮＯｘ１とも表記する）としてＥＣＵ３０のＲＡＭに記憶する。 When the predetermined time t A elapses after prohibiting the addition of urea water, all the ammonia adsorbed on the SCR 25 is not used for the purification of NOx, and the NOx is not purified even if the exhaust gas passes through the SCR 25. The NOx value is stabilized (t = t 1 ). At this time, the NOx value detected by the NOx sensor 41 is the same as the NOx value immediately after being discharged from the internal combustion engine 10, and the NOx value at this time is defined as a first NOx value (hereinafter also referred to as NOx1). Store in RAM.

上述したように、ＮＯｘ値が安定した時点ｔ1において、尿素水添加制御手段３２により尿素水の添加が開始されるため、排気中のＮＯｘはアンモニアと反応して浄化され、図２（ｄ）中に実線で示すように、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値は急低下する。そして、尿素水を添加してから所定時間ｔBが経過すると、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値は再び安定する。このときＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値は、ＳＣＲ２５によりある程度排気中からＮＯｘが浄化された値であり、このときのＮＯｘ値を、第２ＮＯｘ値（以下、ＮＯｘ２とも表記する）としてＥＣＵ３０のＲＡＭに記憶する。なお、図２（ｄ）に示すように、このＮＯｘ値が安定した時点をｔ＝ｔ2とする。 As described above, since urea water addition is started by the urea water addition control means 32 at the time point t 1 when the NOx value is stabilized, the NOx in the exhaust gas reacts with ammonia to be purified, and FIG. As indicated by the solid line in the figure, the NOx value detected by the NOx sensor 41 rapidly decreases. When a predetermined time t B elapses after the urea water is added, the NOx value detected by the NOx sensor 41 is stabilized again. The NOx value detected by the NOx sensor 41 at this time is a value obtained by purifying NOx from the exhaust gas to some extent by the SCR 25. The NOx value at this time is used as a second NOx value (hereinafter also referred to as NOx2). To remember. Incidentally, as shown in FIG. 2 (d), the time when the NOx value stable and t = t 2.

ここで、上記の所定時間ｔA及びｔBは、本実施形態では、それぞれ下記の式（１）及び（２）で与えられる。なお、尿素水の添加禁止をＤＰＦ２４の手動再生と同時に行った場合は、所定時間ｔAは下記の式（１）´で求められる。
ｔA＝ｔ1−ｔ0´ ・・・（１）
ｔA＝ｔ1−ｔ0 ・・・（１）´
ｔB＝ｔ2−ｔ1 ・・・（２） Here, in the present embodiment, the predetermined times t A and t B are given by the following equations (1) and (2), respectively. Note that when the addition of urea water is prohibited at the same time as the manual regeneration of the DPF 24, the predetermined time t A is obtained by the following equation (1) ′.
t A = t 1 −t 0 ′ (1)
t A = t 1 −t 0 (1) ′
t B = t 2 −t 1 (2)

異常判定手段３４は、上記の第１ＮＯｘ値（ＮＯｘ１）と第２ＮＯｘ値（ＮＯｘ２）との差の絶対値を算出し、閾値ΔＮＯｘ0と比較して下記の式（３）を満たす場合、すなわち、ＮＯｘ１とＮＯｘ２との差の絶対値が閾値ΔＮＯｘ0よりも小さい場合は、尿素水の品質が異常であると判定する。一方、下記の式（３）を満たさない場合、すなわち、ＮＯｘ１とＮＯｘ２との差の絶対値が閾値ΔＮＯｘ0以上である場合は、尿素水の品質が適正であると判定する。
｜ＮＯｘ１−ＮＯｘ２｜＜ΔＮＯｘ0 ・・・（３） Abnormality judging means 34, first 1NOx value of the (NOx1) and the 2NOx value calculates the absolute value of the difference between (Nox2), if compared with a threshold DerutaNOx 0 satisfies the equation (3) below, i.e., If the absolute value of the difference between NOx1 and NOx2 is smaller than the threshold DerutaNOx 0 determines that the quality of the urea water is abnormal. On the other hand, it is determined that is not satisfied equation (3) below, i.e., when the absolute value of the difference between NOx1 and NOx2 is the threshold value DerutaNOx 0 or more, the quality of the urea water is appropriate.
| NOx1-NOx2 | <ΔNOx 0 (3)

なお、ここでいう閾値ΔＮＯｘ0とは、適正な尿素水がＳＣＲ２５に流入する排気中に添加されれば浄化されるＮＯｘの量から予め定められた値であり、ＥＣＵ３０のＲＯＭに予め記憶されている。
また、車両には、図１に示すように、ドライバに尿素水の品質が異常であることを知らせるための表示パネル（表示手段）４４やアラーム（警告手段）４５が備えられており、異常判定手段３４により、尿素水の品質が異常であると判定されると、表示パネル４４には尿素水が異常であることや適正なものに交換するような指令等が表示され、さらにアラーム４５が音によりドライバに品質異常を知らせる。 Here, the threshold value ΔNOx 0 is a value determined in advance from the amount of NOx to be purified if appropriate urea water is added to the exhaust gas flowing into the SCR 25, and is stored in advance in the ROM of the ECU 30. Yes.
Further, as shown in FIG. 1, the vehicle is provided with a display panel (display means) 44 and an alarm (warning means) 45 for notifying the driver that the quality of the urea water is abnormal, and an abnormality determination is made. If the means 34 determines that the quality of the urea water is abnormal, the display panel 44 displays a command indicating that the urea water is abnormal or replaces it with an appropriate one, and an alarm 45 sounds. To inform the driver of the quality abnormality.

［２．作用］
本実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置は上述のように構成されているので、尿素水の品質異常診断は、図３に示すフローチャートに従って実施される。なお、このフローチャートは一定の周期（周期をｔとする）で動作するものとする。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能（手段）が、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することによって実施される。 [2. Action]
Since the urea water quality abnormality diagnosis device according to the present embodiment is configured as described above, the urea water quality abnormality diagnosis is performed according to the flowchart shown in FIG. In addition, this flowchart shall operate | move by a fixed period (a period is set to t). Each of the following steps is performed by each function (means) assigned to the hardware of the computer being operated by software (computer program).

本尿素水品質異常診断装置は、車両に搭載されている尿素水タンク２９に新たな尿素水を補給した場合に実施されるものであり、ドライバが新たな尿素水を補給した後にエンジン１０を始動し、尿素水品質異常診断装置の開始スイッチ４３をオンにすることにより、ＤＰＦ２４の手動再生が開始され、品質異常診断が行われる。
図３に示すように、まず、ステップＳ１０において、フラグＦt＝１であるか否かを判定し、ステップＳ２０においてフラグＦt＝２であるか否かを判定する。スタート時ではフラグＦt＝０であるため、最初はいずれもＮＯルートとなりステップＳ３０へ進む。 This urea water quality abnormality diagnosis device is implemented when new urea water is supplied to a urea water tank 29 mounted on the vehicle, and the engine 10 is started after the driver supplies new urea water. Then, by turning on the start switch 43 of the urea water quality abnormality diagnosis device, manual regeneration of the DPF 24 is started and quality abnormality diagnosis is performed.
As shown in FIG. 3, first, in step S10, it is determined whether or not the flag F t = 1. In step S20, it is determined whether or not the flag F t = 2. Since the flag F t = 0 at the start, the route is initially NO and the process proceeds to step S30.

ステップＳ３０では、温度センサ４２により検出されるＳＣＲ２５へ流入する排気温度（ＳＣＲ温度）Ｔｃが、所定温度Ｔ0よりも高くなったか否かを判定し、所定温度Ｔ0まで昇温されていればステップＳ４０に進み、未だ所定温度Ｔ0まで昇温されていなければリターンする。ステップＳ４０において、尿素水添加制御手段３２により、尿素水の添加を実施している場合は尿素水の添加を禁止し、尿素水の添加を実施していない場合はそのままの状態を維持する。そして、ＥＣＵ３０内のタイマーを開始させ（ステップＳ５０）、同時にＮＯｘセンサ４１によるＮＯｘの計測を開始し（ステップＳ６０）、フラグＦt＝１とする（ステップＳ７０）。 At step S30, exhaust gas temperature (SCR temperature) Tc flowing into SCR25 detected by the temperature sensor 42, and determines whether or not it is higher than the predetermined temperature T 0, if it is heated to a predetermined temperature T 0 In step S40, if the temperature has not been raised to the predetermined temperature T 0 yet, the process returns. In step S40, the urea water addition control means 32 prohibits the addition of the urea water when the urea water is being added, and maintains the state as it is when the urea water is not added. Then, a timer in the ECU 30 is started (step S50), and simultaneously NOx measurement by the NOx sensor 41 is started (step S60), and the flag F t = 1 is set (step S70).

次に、タイマーにより時間をカウントし、下記の式（４）のように積算していく（ステップＳ８０）。
ｔn←ｔn-1＋ｔ ・・・（４） Next, the time is counted by a timer and integrated as in the following equation (4) (step S80).
t n ← t n-1 + t (4)

ここで、添字ｎは現時点の制御周期を示し、ｎ−１は前回の制御周期を示す。ステップＳ９０において、積算された時間ｔnが所定時間ｔAを越えたか否かを判定する。この所定時間ｔAは、上記の式（１）又は（１）´で表されるように、ＳＣＲ２５に吸着されていたアンモニアが完全に脱離し、ＮＯｘ値が安定するまでの時間である。 Here, the subscript n indicates the current control cycle, and n-1 indicates the previous control cycle. In step S90, it determines the integration time t n is whether exceeds a predetermined time t A. This predetermined time t A is the time until the ammonia adsorbed on the SCR 25 is completely desorbed and the NOx value is stabilized, as represented by the above formula (1) or (1) ′.

ステップＳ９０において、積算時間ｔnが所定時間ｔAよりも大きくなったら、そのときＮＯｘセンサ４１により検出されたＮＯｘ値を第１ＮＯｘ値（ＮＯｘ１）として取得し（ステップＳ１００）、未だ所定時間ｔAに達していなければリターンする。なお、リターンした後は、フラグＦtが１に設定されているため、ステップＳ１０のＹＥＳルートからステップＳ８０へ進む。 In step S90, when the accumulated time t n becomes longer than the predetermined time t A , the NOx value detected by the NOx sensor 41 at that time is acquired as the first NOx value (NOx1) (step S100), and the predetermined time t A is still not present. If not, return. After the return, since the flag Ft is set to 1, the process proceeds from the YES route in step S10 to step S80.

そして、タイマーを０リセットし（ステップＳ１１０）、尿素水添加制御手段３２により尿素水の添加を開始して（ステップＳ１２０）、フラグＦt＝２とする（ステップＳ１３０）。
再び、タイマーにより時間をカウントし、上記の式（４）のように積算していく（ステップＳ１４０）。ステップＳ１５０において、この積算された時間ｔnが所定時間ｔBを越えたか否かを判定する。この所定時間ｔBは、尿素水がＳＣＲ２５に向かう排気中に添加されることによりＮＯｘが浄化され、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値が安定するまでの時間であり、実験等によって予め取得可能である。 Then, the timer is reset to 0 (step S110), urea water addition is started by the urea water addition control means 32 (step S120), and the flag F t = 2 is set (step S130).
Again, the time is counted by the timer and integrated as in the above equation (4) (step S140). In step S150, the the integrated time t n is determined whether exceeds a predetermined time t B. This predetermined time t B is the time until NOx is purified by adding urea water into the exhaust gas toward the SCR 25, and the NOx value detected by the NOx sensor 41 is stabilized, and can be acquired in advance by experiments or the like. It is.

ステップＳ１５０において、積算時間ｔnが所定時間ｔBよりも大きくなったら、そのときＮＯｘセンサ４１により検出されたＮＯｘ値を第２ＮＯｘ値（ＮＯｘ２）として取得し（ステップＳ１６０）、未だ所定時間ｔBに達していなければリターンする。なお、リターンした後は、フラグＦtが２に設定されているため、ステップＳ２０のＹＥＳルートからステップＳ１４０へ進む。 In step S150, when the accumulated time t n becomes longer than the predetermined time t B , the NOx value detected by the NOx sensor 41 at that time is acquired as the second NOx value (NOx2) (step S160), and the predetermined time t B is still present. If not, return. After the return, since the flag Ft is set to 2, the process proceeds from the YES route in step S20 to step S140.

そして、タイマーを０リセットするとともに停止させ（ステップＳ１７０）、ＮＯｘの計測を停止する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１９０において、取得した第１ＮＯｘ値（ＮＯｘ１）及び第２ＮＯｘ値（ＮＯｘ２）の差の絶対値を予め設定された閾値ΔＮＯｘ0と比較する。図２（ｄ）中に実線で示すように、尿素水の品質が適正であれば、適切にＮＯｘの浄化が行われるため、ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値は閾値ΔＮＯｘ0以上となり、尿素水の品質が異常である場合は、図２（ｄ）中に一点鎖線で示すように、ＮＯｘの浄化が正常に行われず、ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値が閾値ΔＮＯｘ0よりも小さな値となる。 Then, the timer is reset to 0 and stopped (step S170), and the measurement of NOx is stopped (step S180). In step S190, it is compared with an absolute value in advance thresholds DerutaNOx 0 of the difference between the first 1NOx value acquired (NOx1) and the 2NOx value (Nox2). As shown by a solid line in FIG. 2 (d), the if appropriate quality of the urea solution, suitably for purification of NOx is carried out, the absolute value of the difference NOx1 between NOx2 becomes the threshold DerutaNOx 0 or more, the urea water If the quality of is abnormal, as shown by a chain line in FIG. 2 (d), the conversion of NOx is not performed normally, a value smaller than the absolute value of the threshold DerutaNOx 0 of the difference NOx1 between NOx2 .

したがって、ステップＳ１９０において、満たすと判定された場合はステップＳ２００に進み、尿素水の品質は異常であると診断され（ステップＳ２００）、満たさないと判定された場合はステップＳ２１０に進み、尿素水の品質は適正であると診断され、（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０においてフラグＦtを０リセットして終了する。
このステップＳ１０〜Ｓ２２０からなるフローは、尿素水の品質判断がされるまで所定周期ｔで繰り返される。また、尿素水の品質が異常であると診断された場合は、表示パネル４４及びアラーム４５のいずれか一方、又は両方により、ドライバに尿素水の品質が異常であることを知らせる。 Therefore, if it is determined in step S190 that the liquid is satisfied, the process proceeds to step S200. The quality of the urea water is diagnosed as abnormal (step S200). If it is determined that the urea water is not satisfied, the process proceeds to step S210. quality was diagnosed to be proper, (step S210), the flag F t and exit 0 reset at step S220.
The flow consisting of steps S10 to S220 is repeated at a predetermined cycle t until the quality of urea water is judged. In addition, when it is diagnosed that the quality of the urea water is abnormal, either or both of the display panel 44 and the alarm 45 are notified to the driver that the quality of the urea water is abnormal.

なお、ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値を用いて判定するのは、以下の理由による。すなわち、ＤＰＦ２４の手動再生中のＮＯｘ量が十分に多いエンジンの場合は、図２（ｄ）に示すように、尿素水を添加するとＮＯｘ値は低下するため、ＮＯｘ１よりもＮＯｘ２のほうが小さな値となる。しかし、手動再生時にエンジンから排出されるＮＯｘ量が少ないエンジンの場合に尿素水を添加すると、ＮＯｘ量に対してアンモニアが過剰に供給され、余剰アンモニアがＣＵＣ２６において酸化され、ＮＯｘとして排出される。そのため、この場合は尿素水を添加するとＮＯｘ値は上昇する。さらに、適正濃度の尿素水のほうがＮＯｘ値の上昇は大きい。したがって、ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値を用いて判定をすれば、手動再生時にエンジンから排出されるＮＯｘの量が多い場合にも少ない場合にも、適用可能である。   The determination using the absolute value of the difference between NOx1 and NOx2 is as follows. That is, in the case of an engine in which the amount of NOx during manual regeneration of the DPF 24 is sufficiently large, as shown in FIG. 2 (d), when urea water is added, the NOx value decreases, so NOx2 is smaller than NOx1. Become. However, when urea water is added in the case of an engine with a small amount of NOx discharged from the engine during manual regeneration, ammonia is excessively supplied with respect to the amount of NOx, and surplus ammonia is oxidized in the CUC 26 and discharged as NOx. Therefore, in this case, when urea water is added, the NOx value increases. Furthermore, the NOx value increases more significantly with urea water having an appropriate concentration. Therefore, if the determination is made using the absolute value of the difference between NOx1 and NOx2, it can be applied whether the amount of NOx discharged from the engine during manual regeneration is large or small.

［３．効果］
したがって、本実施形態にかかる尿素水品質異常診断装置によれば、新たな尿素水を尿素水タンク２９に補給した場合に、その尿素水の品質をＮＯｘセンサ４１の検出結果に基づいて診断することができるため、高価な尿素水濃度検出装置等を設ける必要がなく、コストを低減することができる。一般的に、ＮＯｘセンサ４１はＳＣＲ２５の排気下流側に設けられていることが多いため、新たな装置を追加する必要がない点からもコスト低減を図ることができる。 [3. effect]
Therefore, according to the urea water quality abnormality diagnosis device according to the present embodiment, when new urea water is supplied to the urea water tank 29, the quality of the urea water is diagnosed based on the detection result of the NOx sensor 41. Therefore, it is not necessary to provide an expensive urea water concentration detection device or the like, and the cost can be reduced. In general, since the NOx sensor 41 is often provided on the exhaust downstream side of the SCR 25, the cost can be reduced from the point that it is not necessary to add a new device.

また、尿素水添加制御手段３２により添加される尿素水を制御し、異常判定手段３４により第１ＮＯｘ値と第２ＮＯｘ値の差の絶対値と予め定められた閾値ΔＮＯｘ0とを比較することにより尿素水の品質を判定するため、複雑な演算等を要せず、容易に尿素水の品質の異常を診断することができる。さらに、異常判定手段３４は、第１ＮＯｘ値と第２ＮＯｘ値の差の絶対値から品質の判定をするため、車種によってエンジン１０からの排気流量が異なっても、予め設定された閾値ΔＮＯｘ0よりも多くＮＯｘが浄化されていれば尿素水は適正であると判断され、エンジン１０からの排気流量の影響を受けず、様々な種類の車両に適用することができる。 Further, urea by controlling the urea water is added by the urea water addition control unit 32 compares the abnormality determining means 34 and the 1NOx value and the threshold value DerutaNOx 0 defined absolute value beforehand and the difference between the first 2NOx value Since the quality of the water is determined, it is possible to easily diagnose an abnormality in the quality of the urea water without requiring a complicated calculation. Further, the abnormality judging means 34, for the determination of the quality from the absolute value of the difference between the first 1NOx value and the 2NOx value, be different exhaust flow rate from the engine 10 depending on the model, than the threshold DerutaNOx 0 set in advance If a large amount of NOx is purified, the urea water is determined to be appropriate, and is not affected by the exhaust flow rate from the engine 10, and can be applied to various types of vehicles.

また、ＮＯｘセンサ４１で検出されるＮＯｘ値はＳＣＲ２５から排出されるＮＯｘ値であるため、ＮＯｘセンサ４１を用いて尿素水の品質を診断する場合、尿素水の添加が可能な状態、すなわち、排気が高温の状態に制限されてしまうが、本尿素水品質異常診断装置はＤＰＦ２４の手動再生時に品質判定を行うため、高温の排気が確保され、このような制限を解決することができる。   Further, since the NOx value detected by the NOx sensor 41 is the NOx value discharged from the SCR 25, when diagnosing the quality of urea water using the NOx sensor 41, a state in which urea water can be added, that is, exhaust gas However, since this urea water quality abnormality diagnosis apparatus performs quality determination at the time of manual regeneration of the DPF 24, high-temperature exhaust is ensured, and this limitation can be solved.

また、高温の排気によりＳＣＲ２５に吸着している還元剤としてのアンモニアが脱離するため、吸着していたアンモニアの外乱を受けずに、尿素水の品質を判定することができ、判定をより高精度に実施することができる。
また、ＮＯｘ値の安定判断を、予め定められた所定時間ｔA及びｔBに基づいて行うため、複雑な演算を行う必要がなく、制御をよりシンプルにすることができる。 Moreover, since ammonia as a reducing agent adsorbed on the SCR 25 is desorbed by high-temperature exhaust, the quality of the urea water can be determined without receiving disturbance of the adsorbed ammonia, and the determination can be made higher. Can be implemented with accuracy.
Further, since the determination of the stability of the NOx value is performed based on the predetermined times t A and t B that are set in advance, it is not necessary to perform complicated calculations, and the control can be simplified.

［４．変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、ＮＯｘ安定判断手段３３による安定判断を、タイマーを設けて時間に基づいて行ったが、安定判断はこれに限られず、例えば、ＮＯｘセンサ４１により検出されるＮＯｘ値の変化率に基づいて判断してもよい。つまり、図２（ｄ）に示すように、ＤＰＦ２４の手動再生が開始されてしばらく時間が経つと、ＮＯｘ値は減少しながら徐々に一定値で安定するため、この安定を時間ではなくＮＯｘセンサ４１によって検出されるＮＯｘ値の傾き（変化率）がほぼ０になったところで、安定したと判断するようにしてもよい。なお、ＮＯｘ値の傾きは、前回のＮＯｘ値と今回のＮＯｘ値との差を、制御周期時間（この場合、ｔ）で割ったものである。 [4. Modified example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the stability determination by the NOx stability determination means 33 is performed based on time by providing a timer. However, the stability determination is not limited to this. For example, the change rate of the NOx value detected by the NOx sensor 41 is determined. You may judge based on. That is, as shown in FIG. 2 (d), when the manual regeneration of the DPF 24 is started, after a while, the NOx value gradually decreases and stabilizes at a constant value, so this stabilization is not time but the NOx sensor 41. When the slope (change rate) of the NOx value detected by the above becomes almost zero, it may be determined that the NOx value is stable. The slope of the NOx value is obtained by dividing the difference between the previous NOx value and the current NOx value by the control cycle time (in this case, t).

この場合の品質異常判定について、図４に示す制御フローを用いて説明する。なお、上述した図３に示すフローと同様の制御内容についての詳細な説明は省略する。
図４に示すように、まず、ステップＴ１０において、フラグＦt＝１であるか否かを判定し、ステップＴ２０においてフラグＦt＝２であるか否かを判定する。スタート時ではフラグＦt＝０であるため、最初はいずれもＮＯルートとなりステップＴ３０へ進み、フラグＦt＝１に設定されている場合はステップＴ７０へ進み、フラグＦt＝２に設定されている場合はステップＴ１３０へ進む。 The quality abnormality determination in this case will be described using the control flow shown in FIG. Detailed description of the same control content as the flow shown in FIG. 3 is omitted.
As shown in FIG. 4, first, in step T10, it is determined whether or not the flag F t = 1. In step T20, it is determined whether or not the flag F t = 2. Since the flag F t = 0 at the start, the route is initially NO and the process proceeds to step T30. If the flag F t = 1 is set, the process proceeds to step T70, and the flag F t = 2 is set. If yes, go to Step T130.

ステップＴ３０では、温度センサ４２により検出されるＳＣＲ２５へ流入する排気温度（ＳＣＲ温度）Ｔｃが、所定温度Ｔ0よりも高くなったか否かを判定し、所定温度Ｔ0まで昇温されていればステップＴ４０に進み、未だ所定温度Ｔ0まで昇温されていなければリターンする。ステップＴ４０において、尿素水添加制御手段３２により尿素水の添加を実施している場合は尿素水の添加を禁止し、尿素水の添加を実施していない場合はそのままの状態を維持する。ステップＴ５０において、ＮＯｘセンサ４１によりＮＯｘの計測を開始し、ステップＴ６０でフラグＦt＝１とする。 In step T30, the exhaust temperature (SCR temperature) Tc flowing into SCR25 detected by the temperature sensor 42, and determines whether or not it is higher than the predetermined temperature T 0, if it is heated to a predetermined temperature T 0 the process proceeds to step T40, the process returns if not heated yet to a predetermined temperature T 0. In step T40, when urea water addition is being performed by the urea water addition control means 32, addition of urea water is prohibited, and when the urea water is not added, the state is maintained as it is. In step T50, NOx measurement is started by the NOx sensor 41, and flag F t = 1 is set in step T60.

次に、ＥＣＵ３０によりＮＯｘセンサ４１により計測させるＮＯｘ値の傾き（変化率）であるΔを演算し（ステップＴ７０）、このΔがΔ０、すなわち傾きがほぼ０に近くなったか否かを判定する（ステップＴ８０）。ΔがΔ０よりも小さくなるまでステップＴ１０，Ｔ７０及びＴ８０が所定の周期ｔで繰り返される。なお、このΔは、下記の式（５）により算出される。また、Δ０は予め設定されている。
Δ＝ＮＯｘ（ｎ）−ＮＯｘ（ｎ−１） ・・・（５） Next, Δ, which is the slope (rate of change) of the NOx value measured by the NOx sensor 41 by the ECU 30, is calculated (step T70), and it is determined whether this Δ is Δ0, that is, whether the slope is nearly zero (step S70). Step T80). Steps T10, T70 and T80 are repeated at a predetermined period t until Δ becomes smaller than Δ0. This Δ is calculated by the following equation (5). Δ0 is set in advance.
Δ = NOx (n) −NOx (n−1) (5)

ここで、ｎは現時点の制御の周期であり、ｎ−１は前回の制御周期である。
そして、ΔがΔ０より小さくなったら、すなわち、ＮＯｘ値の傾きがほぼ０に近くなったら、このときのＮＯｘ値を第１ＮＯｘ値（ＮＯｘ１）として取得する（ステップＴ９０）。その後、演算したΔを０リセットし（ステップＴ１００）、尿素水添加制御手段３２による尿素水の添加を開始して（ステップＴ１１０）、フラグＦt＝２とする（ステップＴ１２０）。 Here, n is the current control cycle, and n-1 is the previous control cycle.
When Δ is smaller than Δ0, that is, when the slope of the NOx value is close to 0, the NOx value at this time is acquired as the first NOx value (NOx1) (step T90). Thereafter, the calculated Δ is reset to 0 (step T100), urea water addition by the urea water addition control means 32 is started (step T110), and the flag F t = 2 is set (step T120).

再び、ＮＯｘセンサ４１によって検出されるＮＯｘ値から、上記の式（５）によりＮＯｘ値の傾きΔを演算し（ステップＴ１３０）、ΔがΔ０よりも小さくなったか否かを判定し（ステップＴ１４０）、Δ０より小さくなるまでリターンを繰り返す。ステップＴ１４０において、ΔがΔ０より小さくなったら、このときのＮＯｘ値を第２ＮＯｘ値（ＮＯｘ２）として取得する（ステップＴ１５０）。   Again, from the NOx value detected by the NOx sensor 41, the inclination Δ of the NOx value is calculated by the above equation (5) (step T130), and it is determined whether Δ is smaller than Δ0 (step T140). , Return is repeated until it becomes smaller than Δ0. When Δ becomes smaller than Δ0 in step T140, the NOx value at this time is acquired as the second NOx value (NOx2) (step T150).

そして、ＮＯｘの計測を停止し（ステップＴ１６０）、ステップＴ１７０において、取得した第１ＮＯｘ値（ＮＯｘ１）と第２ＮＯｘ値（ＮＯｘ２）の差の絶対値を予め設定された閾値ΔＮＯｘ0と比較する。ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値が閾値ΔＮＯｘ0より小さい場合は、尿素水の品質は異常であると判断され（ステップＴ１８０）、ＮＯｘ１とＮＯｘ２の差の絶対値が閾値ΔＮＯｘ0以上である場合は、尿素水の品質が適正であると判断される（ステップＴ１９０）。そして、ステップＴ２００においてフラグＦtを０リセットして終了する。 Then, stop the measurement of NOx (step T 160), at step T170, is compared with an absolute value in advance thresholds DerutaNOx 0 of the difference between the first 1NOx value (NOx1) and the 2NOx value acquired (Nox2). If the absolute value of the difference NOx1 and NOx2 threshold DerutaNOx 0 less than the quality of the urea water is determined to be abnormal (step T180), if the absolute value of the difference NOx1 and NOx2 is the threshold value DerutaNOx 0 or more It is determined that the quality of the urea water is appropriate (step T190). Then, the flag F t and exit 0 reset at step T200.

このステップＴ１０〜Ｔ２００からなるフローは、尿素水の品質判断がされるまで所定周期ｔで繰り返され、尿素水の品質が異常であると判定された場合は、表示パネル４４及びアラーム４５のいずれか一方、又は両方により、ドライバに尿素水の品質が異常であることを知らせる。
したがって、ＮＯｘ値の変化率（傾き）によりＮＯｘの安定を判断する上記の尿素水品質異常診断装置によれば、タイマーにより時間を計測する必要がないため、構成をシンプルにすることができる。また、実際に計測されたＮＯｘ値を見てＮＯｘの安定を判断しているため、正確に判断することができる。 The flow consisting of steps T10 to T200 is repeated at a predetermined period t until the quality of the urea water is determined. If it is determined that the quality of the urea water is abnormal, either the display panel 44 or the alarm 45 is selected. One or both inform the driver that the quality of the urea water is abnormal.
Therefore, according to the urea water quality abnormality diagnosis apparatus that determines the stability of NOx based on the rate of change (slope) of the NOx value, it is not necessary to measure time with a timer, and thus the configuration can be simplified. Further, since the NOx stability is determined by looking at the actually measured NOx value, it can be determined accurately.

なお、図４に示す上記のＮＯｘ安定判断では、ＮＯｘ値の変化率Δを１回のみΔ０と比較してＮＯｘ値が安定したか否かを判断しているが、例えば、図４のステップＴ８０及びＴ１４０において、「ΔがΔ０よりも小さいか否か」が、何周期か継続して成立した場合に、ＮＯｘ値が安定したと判断するようにしてもよい。この場合は、検出結果のばらつき等に左右されるおそれを回避することができるため、より正確な判定をすることができる。   In the above NOx stability determination shown in FIG. 4, the NOx value change rate Δ is compared with Δ0 only once to determine whether the NOx value is stable. For example, step T80 in FIG. In T140, it may be determined that the NOx value is stable when “whether Δ is smaller than Δ0” continues for several cycles. In this case, since it is possible to avoid the possibility of being influenced by variations in detection results and the like, more accurate determination can be made.

また、上記した実施形態では、いずれもＤＰＦ２４の手動再生時に尿素の品質異常診断を実施しているが、異常診断はこのときに限られず、車両停車時でエンジンが始動後、排気温度が所定温度Ｔ0まで昇温され、一定量の排気流量が得られる状態であれば診断することは可能である。
また、品質異常診断の開始は手動操作に限られず、例えば、尿素水タンク２９に新たな尿素水を補給し、エンジン１０を始動した場合に、自動的に尿素水品質異常診断が開始されるようにしてもよい。 In the above-described embodiments, urea quality abnormality diagnosis is performed at the time of manual regeneration of the DPF 24. However, abnormality diagnosis is not limited to this, and the exhaust temperature is set to a predetermined temperature after the engine is started when the vehicle is stopped. Diagnosis is possible if the temperature is raised to T 0 and a certain amount of exhaust gas flow is obtained.
The start of the quality abnormality diagnosis is not limited to manual operation. For example, when the urea water tank 29 is replenished with new urea water and the engine 10 is started, the urea water quality abnormality diagnosis is automatically started. It may be.

また、品質異常判定の制御において、上記の実施形態のいずれの場合もＮＯｘの計測を停止させたが（図３のステップＳ１８０及び図４のステップＴ１６０）、ＮＯｘの計測は停止させずに継続して実施していてもよい。
また、表示パネル４４やアラーム４５を設けてドライバに尿素水の品質異常を知らせる手段を設けなくてもよい。尿素水の品質が異常である場合、例えば、適正な濃度の尿素水が補給されていない場合や、単なる水が補給された場合等では、当然ながら排気中のＮＯｘを適切に浄化することができないため、ＮＯｘが大気中に放出されてしまうことになる。そこで、尿素水の品質に問題が生じた場合や、尿素水タンク２９が空になった場合には、車両に使用制限を講じ、エンジンの使用を制限するようなシステムを組み、強制的に車両を使用できないようにすることも可能である。 In the quality abnormality determination control, the measurement of NOx is stopped in any of the above embodiments (step S180 in FIG. 3 and step T160 in FIG. 4), but the measurement of NOx is continued without being stopped. May be implemented.
Further, it is not necessary to provide means for notifying the driver of the quality abnormality of the urea water by providing the display panel 44 and the alarm 45. When the quality of the urea water is abnormal, for example, when the appropriate concentration of urea water is not replenished or when simple water is replenished, naturally, NOx in the exhaust gas cannot be appropriately purified. Therefore, NOx is released into the atmosphere. Therefore, when a problem occurs in the quality of the urea water or when the urea water tank 29 becomes empty, a system that restricts the use of the vehicle and restricts the use of the engine is built to force the vehicle. It is also possible not to use.

このような場合であっても、本発明にかかる尿素水品質異常診断装置によれば、新たな尿素水を補給後、ＮＯｘセンサ４１を用いてＮＯｘの品質が適正であるか異常であるかを容易に診断することができるため、適正な尿素水が補給されている場合は、エンジン始動後すぐに車両の使用制限を解除することができる。   Even in such a case, according to the urea water quality abnormality diagnosis device according to the present invention, after replenishing new urea water, the NOx sensor 41 is used to determine whether the NOx quality is appropriate or abnormal. Since the diagnosis can be easily performed, when the proper urea water is replenished, the vehicle use restriction can be released immediately after the engine is started.

１０ 内燃機関（エンジン）
１９ 排気通路
２０ 排気浄化装置
２１ ＤＰＦ装置（上流側排気浄化装置）
２２ ＳＣＲ装置（下流側排気浄化装置）
２３ 前段酸化触媒（ＤＯＣ）
２４ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ，パティキュレートフィルタ）
２５ 選択還元型触媒（ＳＣＲ）
２６ 後段酸化触媒（ＣＵＣ）
２７ 添加装置（尿素水添加装置）
２８ 尿素水添加ノズル（尿素水添加装置）
２９ 尿素水タンク
３０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
３１ ＤＰＦ再生制御手段
３２ 尿素水添加制御手段
３３ ＮＯｘ安定判断手段
３４ 異常判定手段
４１ ＮＯｘセンサ
４２ 温度センサ
４３ 尿素水品質異常診断開始スイッチ
４４ 表示パネル（表示手段）
４５ アラーム（警告手段） 10 Internal combustion engine
19 Exhaust passage 20 Exhaust purification device 21 DPF device (upstream exhaust purification device)
22 SCR device (downstream exhaust purification device)
23 Pre-stage oxidation catalyst (DOC)
24 Diesel particulate filter (DPF, particulate filter)
25 Selective reduction catalyst (SCR)
26 Back-stage oxidation catalyst (CUC)
27 Adding device (urea water adding device)
28 Urea water addition nozzle (urea water addition device)
29 Urea water tank 30 ECU (electronic control unit)
31 DPF regeneration control means 32 Urea water addition control means 33 NOx stability judgment means 34 Abnormality judgment means 41 NOx sensor 42 Temperature sensor 43 Urea water quality abnormality diagnosis start switch 44 Display panel (display means)
45 Alarm (Warning means)

Claims (7)

車両に搭載される内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気下流側に設けられた選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒に流入する排気中に還元剤としての尿素水を添加する尿素水添加装置とを備えた排気浄化装置における、前記尿素水の品質の異常を検出する尿素水品質異常診断装置であって、
前記選択還元型触媒の排気下流側に、排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサが設けられ、
前記尿素水添加装置からの前記尿素水の添加を制御する尿素水添加制御手段と、
前記ＮＯｘセンサで検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを判断するＮＯｘ安定判断手段と、
前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値に基づいて前記尿素水の品質異常を判定する異常判定手段と、を備え、
前記尿素水添加制御手段は、前記車両の停車時に行われる前記パティキュレートフィルタの強制再生が開始されたら前記尿素水の添加を禁止し、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたら前記尿素水の添加を開始するよう前記尿素水添加装置を制御し、
前記異常判定手段は、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第１ＮＯｘ値と、前記尿素水添加装置により前記尿素水の添加が開始されてから前記ＮＯｘ安定判断手段により前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第２ＮＯｘ値との差の絶対値が閾値よりも小さい場合に、前記尿素水の品質が異常であると判定する
ことを特徴とする、尿素水品質異常診断装置。 A particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a selective reduction catalyst provided on the exhaust downstream side of the particulate filter , and a reducing agent in exhaust flowing into the selective reduction catalyst a exhaust gas in the purifier, the urea water quality abnormality diagnosis apparatus for detecting an abnormality of the quality of the previous SL urea water and a urea water dosing device for adding urea water as,
A NOx sensor for detecting NOx in the exhaust is provided on the exhaust downstream side of the selective catalytic reduction catalyst,
Urea water addition control means for controlling the addition of the urea water from the urea water addition device;
NOx stability determination means for determining whether the NOx value detected by the NOx sensor is stable;
An abnormality determining means for determining a quality abnormality of the urea water based on the NOx value detected by the NOx sensor,
The urea water addition control means, wherein said performed when the vehicle is stopped forced regeneration of the particulate filter is prohibited the addition of the aqueous urea Once started, the NOx stability determining means from the addition of the urea water is prohibited When the NOx value is determined to be stable, the urea water adding device is controlled to start adding the urea water,
Said abnormality determining means includes a first 1NOx value when the NOx value is determined to be stabilized by the NOx stability determining means from the addition of the urea water is inhibited, the addition of the urea water by the urea water addition device When the absolute value of the difference from the second NOx value when the NOx stability determining means determines that the NOx value is stable after the NOx is started is smaller than a threshold value, the quality of the urea water is abnormal An apparatus for diagnosing urea water quality abnormality characterized by determining. 前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記尿素水の添加が禁止されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断、及び、前記尿素水の添加が開始されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断を、それぞれに対して予め定められた所定時間に基づいて行うThe NOx stability determination means performs a determination of the stability of the NOx value after the addition of the urea water is prohibited and a determination of the stability of the NOx value after the start of the addition of the urea water, respectively. Perform based on a predetermined time
ことを特徴とする、請求項１記載の尿素水品質異常診断装置。The urea water quality abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein 前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記選択還元型触媒に吸着している還元剤としてのアンモニアが、前記選択還元型触媒から脱離するまでの時間に基づいて判断する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の尿素水品質異常診断装置。 2. The NOx stability determining means determines based on a time until ammonia as a reducing agent adsorbed on the selective catalytic reduction catalyst desorbs from the selective catalytic reduction catalyst. Or the urea water quality abnormality diagnostic apparatus of 2 description. 前記ＮＯｘ安定判断手段は、前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値の変化率に基づいて判断する
ことを特徴とする、請求項１記載の尿素水品質異常診断装置。 The NOx stability determining means may be determined based on the change rate of the NOx value detected by the NOx sensor, according to claim 1 urea water quality abnormality diagnostic apparatus according. 前記尿素水が異常であると判定された場合に、尿素水の品質異常を表示する表示手段、及び、警告する警告手段のいずれか一方又は両方をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の尿素水品質異常診断装置。 If the previous SL urea water is determined to be abnormal, a display means for displaying a quality abnormality of the urea water, and, and further comprising either or both of the warning means for warning, according to claim 1 The urea water quality abnormality diagnosis device according to any one of to 4 . 車両に搭載される内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気下流側に設けられた選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒に流入する排気中に還元剤としての尿素水を添加する尿素水添加装置とを備えた排気浄化装置における、前記尿素水の品質の異常を検出する尿素水品質異常診断方法であって、
前記選択還元型触媒の排気下流側に設けられたＮＯｘセンサにより排気中に含まれるＮＯｘを検出する工程と、
前記ＮＯｘセンサで検出されるＮＯｘ値が安定したか否かを判断するＮＯｘ安定判断工程と、
前記ＮＯｘセンサで検出される前記ＮＯｘ値に基づいて前記尿素水の品質異常を判定する異常判定工程と、を備え、
前記異常判定工程では、前記車両の停車時に行われる前記パティキュレートフィルタの強制再生を開始したら前記尿素水の添加を禁止し、前記尿素水の添加が禁止されてから前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第１ＮＯｘ値と、前記尿素水添加装置により前記尿素水の添加が開始されてから前記ＮＯｘ値が安定したと判断されたときの第２ＮＯｘ値との差の絶対値が閾値よりも小さい場合に、前記尿素水の品質が異常であると判定する
ことを特徴とする、尿素水品質異常診断方法。 A particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a selective reduction catalyst provided on the exhaust downstream side of the particulate filter , and a reducing agent in exhaust flowing into the selective reduction catalyst in the exhaust purification apparatus and a urea water dosing device for adding urea water as before Symbol a urea water quality abnormality diagnosis method for detecting an abnormality of the quality of the urea water,
Detecting NOx contained in the exhaust by a NOx sensor provided on the exhaust downstream side of the selective catalytic reduction catalyst;
A NOx stability determination step of determining whether the NOx value detected by the NOx sensor is stable;
An abnormality determination step of determining a quality abnormality of the urea water based on the NOx value detected by the NOx sensor,
In the abnormality determination step, when the forced regeneration of the particulate filter that is performed when the vehicle is stopped is started, the addition of the urea water is prohibited , and it is determined that the NOx value has stabilized after the addition of the urea water is prohibited. The absolute value of the difference between the first NOx value at the time of being added and the second NOx value when the NOx value is determined to be stable after the urea water addition device has started to be added is greater than the threshold value. A urea water quality abnormality diagnosis method, characterized in that, when it is small, the quality of the urea water is determined to be abnormal. 前記ＮＯｘ安定判断工程では、前記尿素水の添加が禁止されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断、及び、前記尿素水の添加が開始されてからの前記ＮＯｘ値の安定判断を、それぞれに対して予め定められた所定時間に基づいて行うIn the NOx stability determination step, the determination of the stability of the NOx value after the addition of the urea water is prohibited and the determination of the stability of the NOx value after the start of the addition of the urea water are performed respectively. Perform based on a predetermined time
ことを特徴とする、請求項６記載の尿素水品質異常診断方法。The urea water quality abnormality diagnosis method according to claim 6, wherein:
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