JP6759687B2

JP6759687B2 - 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法

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Publication number: JP6759687B2
Application number: JP2016092374A
Authority: JP
Inventors: 陽平長嶋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2020-09-23
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Also published as: JP2017201133A; WO2017191805A1

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法に関する。

車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関の排気通路には、排気ガス浄化処理装置の一つとして選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）が備えられている。選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）は、その前段の排気通路に備えた尿素水供給装置より排気ガスに向けて噴射される尿素水を排気ガスの熱により加水分解して生成されるアンモニア（ＮＨ₃）により、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元浄化する装置である。

この選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）の故障を判定するシステムとして、ＨＣを還元剤とするシステムではあるが、排気通路に備えたプラズマ生成装置とＨＣ選択還元型触媒の内、いずれの装置に故障が発生しているかをＨＣ選択還元触媒の下流側の排気中のＮＯｘ濃度及びアンモニア濃度に基づいて判定する内燃機関の排気ガス浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１４２３５０号公報

しかしながら、アンモニアを還元剤とする尿素水系の選択還元型触媒装置の浄化率を高精度で算出することで、選択還元型触媒装置の故障診断の精度を向上させることができるシステムについては、未だ良案が提案されていない。

本発明の目的は、選択還元型触媒装置の浄化率を高精度で算出して、選択還元型触媒装置の故障診断の精度を向上させることができる内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路に上流ＮＯｘ濃度検出装置を備えるとともに、前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路に下流ＮＯｘ濃度検出装置とアンモニア濃度検出装置を備えて、前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、前記排気通路を通過する排気ガスの流量と前記上流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である上流ＮＯｘ濃度とから上流ＮＯｘ流量を算出するとともに、前記排気ガスの流量と前記下流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である下流ＮＯｘ濃度とから算出される下流ＮＯｘ流量より、前記排気ガスの流量と前記アンモニア濃度検出装置の検出値であるアンモニア濃度とから算出されるアンモニア量を減算して、真の下流ＮＯｘ流量を算出し、前記上流ＮＯｘ流量と前記真の下流ＮＯｘ流量とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出し、この算出したＮＯｘ浄化率に基づいて前記選択還元型触媒装置群の故障の有無を判定する制御を行うように構成される。
あるいは、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路に上流ＮＯｘ濃度検出装置を備えるとともに、前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路に下流ＮＯｘ濃度検出装置とアンモニア濃度検出装置を備えて、前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、前記上流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値と、前記下流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値と、前記アンモニア濃度検出装置の検出値とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出して、この算出したＮＯｘ浄化率が予め設定された判定閾値以下であるときに前記選択還元型触媒装置群の故障と判定し、前記ＮＯｘ浄化率が前記判定閾値を超えるときで、かつ、前記算出したＮＯｘ浄化率と前回の制御時に算出したＮＯｘ浄化率との差の絶対値が予め設定された第２の判定閾値以上であるときに、前記選択還元型触媒装置群の故障と判定する制御を行うように構成される。

また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路を通過する排気ガスのＮＯｘ濃度である上流ＮＯｘ濃度と、前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路を通過する排気ガスのＮＯｘ濃度である下流ＮＯｘ濃度と、前記下流側の排気通路を通過する排気ガスのアンモニア濃度とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出して、この算出したＮＯｘ浄化率が予め設定された判定閾値以下であるときに前記選択還元型触媒装置群の故障と判定し、前記ＮＯｘ浄化率が前記判定閾値を超えるときで、かつ、前記算出したＮＯｘ浄化率と前回の制御時に算出したＮＯｘ浄化率との差の絶対値が予め設定された第２の判定閾値以上であるときに、前記選択還元型触媒装置群の故障と判定することを特徴とする方法である。

本発明の内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、選択還元型触媒装置群の浄化率を高精度で算出することができるので、この算出した浄化率を用いることで選択還元型触媒装置群の故障診断の精度を向上させることができる

本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す図である。本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化方法の制御フローを示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、排気ガス浄化処理装置に備える選択還元型触媒装置群を構成する選択還元型触媒装置の個数を１個としているが、複数個備えてもよい。

図１に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）１０の排気通路１１に、上流側（エンジン側）より順に、酸化触媒装置（ＤＯＣ）１２、微粒子捕集装置（ＣＳＦ）１３、尿素水供給装置２２、選択還元型触媒装置１４、アンモニアスリップ触媒装置（酸化触媒装置（ＤＯＣ））１５を備えて構成されるシステムである。

この排気ガス浄化システム１を構成する装置１２〜１５にエンジン１０の排気ガスＧを通過させることで、排気ガスＧに含まれる、微粒子状物質（ＰＭ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化対象成分は浄化され、浄化された排気ガスＧｃはマフラー（図示しない）等を介して大気へ放出される。

なお、図１では、酸化触媒装置１２及び微粒子捕集装置１３により第１の排気ガス浄化処理装置を構成し、選択還元型触媒装置１４及びアンモニアスリップ触媒装置１５により第２の排気ガス浄化処理装置を構成している。

酸化触媒装置１２は、排気ガスＧに含まれる炭化水素（ＨＣ）や一酸化窒素（ＮＯ）を酸化する装置である。特に、排気ガスＧが低温のときには、排気ガスＧに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ₂）の比率が１：１に近づくほど、下流側の選択還元型触媒装置１４でのＮＯｘ浄化率が高くなるため、この酸化触媒装置１２で一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ₂）の割合を増加させる。

微粒子捕集装置１３は、排気ガスＧに含まれるＰＭを捕集する装置である。微粒子捕集装置１３に捕集できるＰＭの量（捕集量）には上限があり、ＰＭの捕集量が上限に近づくにつれて、微粒子捕集装置１３の前後差圧が上昇して、エンジン１０の性能に支障が生じるため、定期的に微粒子捕集装置１３の強制ＰＭ再生制御を行って、微粒子捕集装置１３に捕集されたＰＭを燃焼除去している。

選択還元型触媒装置１４は、その上流の排気通路１１に備えた尿素水供給装置２２より排気ガスＧに向けて噴射される尿素水Ｕを排気ガスＧの熱により加水分解してアンモニア（ＮＨ₃）を生成し、この生成したアンモニアにより排気ガスＧに含まれるＮＯｘを還元浄化する装置である。

この選択還元型触媒装置１４は、担持した触媒にアンモニアを貯留することができ、この貯留したアンモニアにより排気ガスＧに含まれるＮＯｘを主に還元浄化している。しかし、貯留可能なアンモニアの量（ストレージ量）には上限があり、この上限を超えて貯留できなくなったアンモニアは選択還元型触媒装置１４の下流側の排気通路１１に放出される。

なお、選択還元型触媒装置１４における尿素水Ｕからアンモニアへの加水分解反応は、「（ＮＨ₂）₂ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＮＨ₃＋ＨＮＣＯ」（排気ガスＧの温度が極低温）や、「ＨＮＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＮＨ₃＋ＣＯ₂」（排気ガスＧの温度が低温）等の化学式に基づいて行われる。また、選択還元型触媒装置１４におけるアンモニアとＮＯｘの酸化還元反応は、「ＮＯ＋ＮＯ₂＋２ＮＨ₃→２Ｎ₂＋３Ｈ₂Ｏ」、「４ＮＯ＋４ＮＨ₃＋Ｏ２→４Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ」、「４ＮＯ₂＋４ＮＨ₃→４Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂」等の化学式に基づいて行われる。

アンモニアスリップ触媒装置１５は、前段の選択還元型触媒装置１４より放出されたアンモニアを窒素（Ｎ₂）またはＮＯｘに酸化する装置である。この酸化反応は、「４ＮＨ₃＋５Ｏ₂→４ＮＯ＋６Ｈ₂Ｏ、２ＮＨ₃＋２Ｏ₂→Ｎ₂Ｏ＋３Ｈ₂Ｏ」、「４ＮＨ₃＋３Ｏ₂→２Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ」等の化学式に基づいて行われる。尿素水供給装置２２からの尿素水Ｕの噴射量が過剰であると、選択還元型触媒装置１４より放出されるアンモニアの量も多くなり、このアンモニアスリップ触媒装置１５でアンモニアを酸化することで発生するＮＯｘの量も多くなるので、排気ガス浄化システム全体としてのＮＯｘ浄化率が低下してしまう。

また、尿素水供給装置２２は、尿素水供給ポンプ２１を介して、尿素水Ｕを貯留する尿素水貯留タンク２０と接続している。そして、後述する尿素水供給制御装置（ＤＣＵ）４１からの制御信号により尿素水供給ポンプ２１を作動させることで、尿素水貯留タンク２０に貯留している尿素水Ｕの一部を尿素水供給ポンプ２１を介して尿素水供給装置２２に供給する。尿素水供給装置２２に供給された尿素水Ｕは、尿素水供給制御装置４１からの制御信号により尿素水供給装置２２の噴射弁（図示しない）が開弁されることで、排気通路１１を通過する排気ガスＧに向けて噴射される。

また、酸化触媒装置１２の入口側（前段）及び出口側（後段）に、それぞれ、酸化触媒装置用上流温度センサー３０、酸化触媒装置用下流温度センサー３１を備えるとともに、選択還元型触媒装置１４の入口側（前段）に上流温度センサー３３を備え、さらに、アンモニアスリップ触媒装置１５の出口側（後段）に下流温度センサー３４を備える。

また、微粒子捕集装置１３と尿素水供給装置２２の間の排気通路１１に上流ＮＯｘ濃度センサー（上流ＮＯｘ濃度検出装置）３２を備えるとともに、アンモニアスリップ触媒装置１５の出口側（後段）に下流ＮＯｘ濃度センサー（下流ＮＯｘ濃度検出装置）３５とアンモニア濃度センサー（アンモニア濃度検出装置）３６を備える。なお、下流ＮＯｘ濃度センサー３５及びアンモニア濃度センサー３６については、選択還元型触媒装置１４とアンモニアスリップ触媒装置１５の間の排気通路１１に備えてもよい。

また、アンモニア濃度センサー３６は、ジルコニアの酸素イオン伝導性及び電極上での検出対象物の触媒による分解反応でアンモニアの濃度を検出するセンサーである（Ｏ＝（１／２）Ｏ₂＋２ｅ、Ｏ＋（２／３）ＮＨ₃→Ｈ₂Ｏ＋（１／３）Ｎ₂＋２ｅ）。

また、エンジン制御装置（ＥＣＵ）４０と尿素水供給制御装置（ＤＣＵ）４１を備える。エンジン制御装置４０は、酸化触媒装置用上流温度センサー３０及び酸化触媒装置用下流温度センサー３１の検出値、エンジン冷却水の温度、大気圧力、エンジン１０に流入する吸気の温度及び流量、エンジン１０の気筒（図示しない）内に噴射される燃料の流量等のデータを基に、エンジン１０の運転状態を制御する装置である。

尿素水供給制御装置４１は、エンジン制御装置４０に入力される上記のデータをエンジン制御装置４０より取得して、この取得したデータや尿素水供給制御装置４１に直接入力されるデータ（例えば、上流温度センサー３３の検出値等）を基に、尿素水供給ポンプ２１及び尿素水供給装置２２の作動状態を制御する装置である。

本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１では、尿素水供給制御装置（排気ガス浄化システム１を制御する制御装置）４１が、上流ＮＯｘ濃度センサー３２の検出値Ｎｕｄと、下流ＮＯｘ濃度センサー３５の検出値Ｎｄｄと、アンモニア濃度検出センサー３６の検出値Ｓｄとに基づいて、選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率Ｐを算出する。そして、この算出したＮＯｘ浄化率Ｐに基づいて選択還元型触媒装置１４の故障の有無を判定する（故障診断をする）制御を行うように構成する。

より詳細には、尿素水供給制御装置４１が、排気通路１１を通過する排気ガスＧの流量Ｆと上流ＮＯｘ濃度Ｎｕｄとから上流ＮＯｘ流量Ｎｕｆを算出するとともに、排気ガスＧＧの流量Ｆと下流ＮＯｘ濃度Ｎｄｄとから算出される下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆより、排気ガスＧの流量Ｆとアンモニア濃度Ｓｄとから算出されるアンモニア量Ｓｆを減算して、選択還元型触媒装置１４を通過後の排気ガスＧｃに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の流量である真の下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆｔ（＝Ｎｄｆ−Ｓｆ）を算出する。

ここで、下流ＮＯｘ濃度センサー３５では、排気ガスＧに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度だけでなく、アンモニア（ＮＨ₃）の濃度も検出してしまう。したがって、下流ＮＯｘ濃度センサー３５の検出値より換算して算出される下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆよりアンモニア量Ｓｆを減算することで、真の下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆｔを算出する。

そして、尿素水供給制御装置４１が、上流ＮＯｘ流量Ｎｕｆと真の下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆｔとに基づいて、選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率Ｐを算出するとともに、この算出したＮＯｘ浄化率Ｐが判定閾値Ｐｃ未満（または以下）であるときに、選択還元型触媒装置１４の故障と判定する制御を行う。

このＮＯｘ浄化率Ｐは、下記の（１）式を用いて算出される。

また、判定閾値Ｐｃについては、選択還元型触媒装置１４を通過する排気ガスＧの温度及び流量毎に予め設定した制御マップ（図示しない）を基にして設定してもよいし、エンジン１０の運転状態に応じて推定される選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率の推定値に診断用係数を乗算した値として設定してもよい。

この構成によれば、下流ＮＯｘ濃度センサー３５の検出値にアンモニアの濃度も含まれることを考慮して、排気ガスＧｃに含まれるＮＯｘの流量（真の下流ＮＯｘ流量）Ｎｄｆｔを算出するとともに、この算出値Ｎｄｆｔを用いて選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率Ｐを算出するので、選択還元型触媒装置１４の浄化率Ｐを高精度で算出することができる。

また、この構成によれば、選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率Ｐを高精度で算出することができるので、選択還元型触媒装置１４の故障診断（故障の有無の判定）の精度を向上させることができる。

次に、上記の内燃機関の排気ガス浄化システム１を基にした、本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法の制御フローを図２に示す。図２の制御フローは、エンジン１０の運転状態に応じて、より詳細には、排気ガスＧの流量が設定流量以上である等、種々の条件が成立しているときに、予め設定した制御時間毎に上級の制御フローから呼ばれて実施され、実施後に、上級の制御フローに戻る制御フローとして示している。

図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、上流ＮＯｘ濃度Ｎｕｄ、下流ＮＯｘ濃度Ｎｄｄ、アンモニア濃度Ｓｄをそれぞれ対応するセンサー３２、３５、３６で検出するとともに、これらの濃度と排気ガス流量Ｆとから、上流ＮＯｘ流量Ｎｕｆ、下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆ、アンモニア量Ｓｆを算出する。ステップＳ１０の制御を実施後、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０にて、ステップＳ１０で算出した上流ＮＯｘ流量Ｎｕｆと下流ＮＯｘ流量Ｎｄｆとアンモニア量Ｓｆとに基づいて、選択還元型触媒装置１４のＮＯｘ浄化率Ｐを算出する。ステップＳ２０の制御を実施後、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０にて、ステップＳ２０で算出したＮＯｘ浄化率Ｐが実験等により予め設定された判定閾値Ｐｃ以上となるか否かを判定する。ＮＯｘ浄化率Ｐが判定閾値Ｐｃ以下となる場合（ＹＥＳ）はステップＳ４０に進み、ステップＳ４０にて、選択還元型触媒装置１４は故障していると判定する。ステップＳ４０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

一方、ステップＳ３０にて、ＮＯｘ浄化率Ｐが判定閾値Ｐｃを超える場合（ＮＯ）はステップＳ５０に進み、ステップＳ５０にて、選択還元型触媒装置１４は正常であると判定する。ステップＳ５０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

なお、図示しないが、ステップＳ３０でＮＯｘ浄化率Ｐが判定閾値Ｐｃを超えるときに、ステップＳ５０に進まずに、ステップＳ３０Ａに進み、ステップＳ３０Ａにて、ＮＯｘ浄化率Ｐと前回の制御時に算出したＮＯｘ浄化率Ｐｂとの差の絶対値｜ΔＰ｜（＝｜Ｐ−Ｐｂ｜）が実験等により予め設定された第２の判定閾値ΔＰｃ以上であるか否かを判定してもよい。

このステップＳ３０Ａの判定を本制御フローに加える場合は、絶対値｜ΔＰ｜が第２の判定閾値ΔＰｃ以上であるときは、ステップＳ４０に進み、ステップＳ４０にて、選択還元型触媒装置１４は故障していると判定する。ステップＳ４０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

一方、絶対値｜ΔＰ｜が第２の判定閾値ΔＰｃ未満であるときは、ステップＳ５０に進み、ステップＳ５０にて、選択還元型触媒装置１４は正常であると判定する。ステップＳ５０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

以上より、上記の内燃機関の排気ガス浄化システム１を基にした本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法は、内燃機関１０の排気通路１１に、上流側より順に、尿素水供給装置２２、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置１４で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化方法において、尿素水供給装置２２より上流側の排気通路１１を通過する排気ガスＧのＮＯｘ濃度である上流ＮＯｘ濃度Ｎｕｄと、選択還元型触媒装置群より下流側の排気通路１１を通過する排気ガスＧｃのＮＯｘ濃度である下流ＮＯｘ濃度Ｎｄｄと、下流側の排気通路１１を通過する排気ガスＧｃのアンモニア濃度Ｓｄとに基づいて、選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率Ｐを算出して、この算出したＮＯｘ浄化率Ｐに基づいて選択還元型触媒装置群の故障の有無を判定することを特徴とする方法となる。

上記の構成の内燃機関の排気ガス浄化システム１及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、選択還元型触媒装置１４の浄化率Ｐを高精度で算出することができるので、この算出した浄化率Ｐを用いることで選択還元型触媒装置１４の故障診断の精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、排気ガス浄化処理装置に選択還元型触媒装置１４を１個備えた構成を基にして説明したが、排気ガス浄化処理装置に選択還元型触媒装置１４を２個以上備えた構成としても上記の本発明の作用効果を奏することができる。

この場合、さらに、各選択還元型触媒装置１４の間にアンモニア濃度センサーを備えるとともに、これらの検出値を用いて各選択還元型触媒装置１４の故障診断を行うようにすると、故障している選択還元型触媒装置１４を迅速に発見することができ、部品交換等の対応を行うことができるので、より好ましい。

１内燃機関の排気ガス浄化システム
１０エンジン（内燃機関）
１１排気通路
１４選択還元型触媒装置
２２尿素水供給装置
３２上流ＮＯｘ濃度センサー（上流ＮＯｘ濃度検出装置）
３５下流ＮＯｘ濃度センサー（下流ＮＯｘ濃度検出装置）
３６アンモニア濃度センサー（アンモニア濃度検出装置）
４１尿素水供給制御装置
ＰＮＯｘ浄化率
ＰｃＮＯｘ浄化率の判定閾値
Ｆ排気ガスの流量
Ｎｕｄ上流ＮＯｘ濃度
Ｎｕｆ上流ＮＯｘ流量
Ｎｄｄ下流ＮＯｘ濃度
Ｎｄｆ下流ＮＯｘ流量
Ｎｄｆｔ真の下流ＮＯｘ流量
Ｓｄアンモニア濃度
Ｓｆアンモニア量
Ｕ尿素水
Ｇエンジンの排気ガス
Ｇｃ浄化処理された排気ガス

Claims

内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路に上流ＮＯｘ濃度検出装置を備えるとともに、
前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路に下流ＮＯｘ濃度検出装置とアンモニア濃度検出装置を備えて、
前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、
前記排気通路を通過する排気ガスの流量と前記上流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である上流ＮＯｘ濃度とから上流ＮＯｘ流量を算出するとともに、
前記排気ガスの流量と前記下流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である下流ＮＯｘ濃度とから算出される下流ＮＯｘ流量より、前記排気ガスの流量と前記アンモニア濃度検出装置の検出値であるアンモニア濃度とから算出されるアンモニア量を減算して、真の下流ＮＯｘ流量を算出し、
前記上流ＮＯｘ流量と前記真の下流ＮＯｘ流量とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出し、
この算出したＮＯｘ浄化率に基づいて前記選択還元型触媒装置群の故障の有無を判定する制御を行うように構成される内燃機関の排気ガス浄化システム。
内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路に上流ＮＯｘ濃度検出装置を備えるとともに、
前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路に下流ＮＯｘ濃度検出装置とアンモニア濃度検出装置を備えて、
前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、
前記上流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値と、前記下流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値と、前記アンモニア濃度検出装置の検出値とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出して、
この算出したＮＯｘ浄化率が予め設定された判定閾値以下であるときに前記選択還元型触媒装置群の故障と判定し、前記ＮＯｘ浄化率が前記判定閾値を超えるときで、かつ、前記算出したＮＯｘ浄化率と前回の制御時に算出したＮＯｘ浄化率との差の絶対値が予め設定された第２の判定閾値以上であるときに、前記選択還元型触媒装置群の故障と判定する制御を行うように構成される内燃機関の排気ガス浄化システム。
前記制御装置が、
前記排気通路を通過する排気ガスの流量と前記上流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である上流ＮＯｘ濃度とから上流ＮＯｘ流量を算出するとともに、
前記排気ガスの流量と前記下流ＮＯｘ濃度検出装置の検出値である下流ＮＯｘ濃度とから算出される下流ＮＯｘ流量より、前記排気ガスの流量と前記アンモニア濃度検出装置の検出値であるアンモニア濃度とから算出されるアンモニア量を減算して、真の下流ＮＯｘ流量を算出し、
前記上流ＮＯｘ流量と前記真の下流ＮＯｘ流量とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出する制御を行うように構成される請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
内燃機関の排気通路に、上流側より順に、尿素水供給装置、少なくとも１つ以上の選択還元型触媒装置で構成される選択還元型触媒装置群を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化方法において、
前記尿素水供給装置より上流側の前記排気通路を通過する排気ガスのＮＯｘ濃度である上流ＮＯｘ濃度と、前記選択還元型触媒装置群より下流側の前記排気通路を通過する排気ガスのＮＯｘ濃度である下流ＮＯｘ濃度と、前記下流側の排気通路を通過する排気ガスのアンモニア濃度とに基づいて、前記選択還元型触媒装置群のＮＯｘ浄化率を算出して、
この算出したＮＯｘ浄化率が予め設定された判定閾値以下であるときに前記選択還元型触媒装置群の故障と判定し、前記ＮＯｘ浄化率が前記判定閾値を超えるときで、かつ、前記算出したＮＯｘ浄化率と前回の制御時に算出したＮＯｘ浄化率との差の絶対値が予め設定された第２の判定閾値以上であるときに、前記選択還元型触媒装置群の故障と判定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。