WO2010125726A1 - 還元剤の異常検出方法 - Google Patents

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slip
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成田洋紀
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日野自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting an abnormality of a reducing agent used in an exhaust purification device.
  • a diesel engine is equipped with a selective reduction catalyst having a property of selectively reacting NOx with a reducing agent even in the presence of oxygen in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas flows, and the selective reduction catalyst
  • the required amount of reducing agent is added from the reducing agent tank to the upstream side of the catalyst, and the reducing agent is subjected to a reduction reaction with NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas on the selective reduction catalyst, thereby reducing the NOx emission concentration.
  • NOx nitrogen oxide
  • Patent Document 1 As prior art document information relevant to the present invention, for example, the following Patent Document 1 already exists.
  • the selective catalytic reduction catalyst when the selective catalytic reduction catalyst is deteriorated, the NOx purification rate is lowered. Therefore, when the low concentration reducing agent or another substance of water is accidentally replenished, the selective catalytic reduction catalyst is deteriorated. There was a problem that the case could not be distinguished.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a reducing agent abnormality detection method for easily and suitably detecting when a reducing agent in a reducing agent or a reducing agent other than the reducing agent is replenished by mistake.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention detects an abnormality of the reducing agent replenished in the reducing agent tank with respect to the exhaust purification device that reduces and purifies NOx by adding the reducing agent from the reducing agent tank to the selective reduction catalyst in the middle of the exhaust pipe.
  • the temperature of the selective catalytic reduction catalyst when the NOx purification rate is lowered, and then determine the presence or absence of NH 3 slip.
  • the reducing agent abnormality detection method of the present invention when a reducing agent tank other than a low concentration reducing agent or a reducing agent is accidentally replenished, the NOx purification rate is lowered while the NH 3 concentration is reduced. Since slip does not occur to the same extent as the deteriorated catalyst, it can be determined that a low-concentration reducing agent and / or something other than the reducing agent has been erroneously replenished in the reducing agent tank, and the driver or the like can be notified. Further, when the selective catalytic reduction catalyst is deteriorated, the NOx purification rate is lowered and NH 3 slip occurs, so that it is possible to determine that the selective catalytic reduction catalyst is deteriorated and notify the driver or the like.
  • the NOx purification rate As the determination requirements are the decrease in the amount of NH 3 and the slip of NH 3 , it is possible to easily detect a case where a low concentration reducing agent and / or other than the reducing agent is erroneously replenished in the reducing agent tank. An excellent effect can be achieved.
  • FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 and FIG. 5 show a first embodiment of the present invention and show an exhaust purification device and a reducing agent abnormality detection method.
  • Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes an engine that is a diesel engine.
  • a turbocharger 2 is provided, and air 4 guided from an air cleaner 3 is passed through an intake pipe 5 to the turbocharger. 2 is sent to the compressor 2a, and the air 4 pressurized by the compressor 2a is further sent to the intercooler 6 to be cooled, and the air 4 is guided from the intercooler 6 to an intake manifold (not shown). 1 is introduced into each cylinder.
  • the exhaust gas 7 discharged from each cylinder of the engine 1 is sent to the turbine 2b of the turbocharger 2 through the exhaust manifold 8, and the exhaust gas 7 that has driven the turbine 2b goes out of the vehicle through the exhaust pipe 9. It is supposed to be discharged.
  • a selective catalytic reduction catalyst 10 is mounted by being held by a casing 11, and this selective catalytic reduction catalyst 10 is a flow-through type honeycomb structure. It is formed and has the property that NOx can be selectively reacted with ammonia (NH 3 ) even in the presence of oxygen.
  • a urea water injection valve 13 with an injection nozzle 12 is installed on the upstream side of the casing 11, and a urea water supply line is provided between the urea water injection valve 13 and a urea water tank (reducing agent tank) 14 provided at a required place.
  • the urea water (reducing agent) 17 in the urea water tank 14 is driven through the urea water injection valve 13 by the drive of the supply pump 16 provided in the middle of the urea water supply line 15.
  • the urea water tank 14 is provided with a liquid level detecting means 18 such as a liquid level sensor for detecting the liquid level of the urea water 17 inside.
  • the liquid level detection means 18 may use a float, an ultrasonic wave, or the like, and may have another configuration as long as it can detect the liquid level of the urea aqueous solution 17 inside.
  • the configuration of the urea water tank 14 is not limited to the configuration of the injection nozzle 12, the urea water injection valve 13, the urea water supply line 15, and the supply pump 16, and the urea water 17 is disposed upstream of the selective reduction catalyst 10. Other configurations may be used as long as they can be added.
  • the engine 1 is equipped with a rotation sensor 19 for detecting the engine rotation speed, and a rotation speed signal 19a from the rotation sensor 19 and an accelerator sensor 20 (a sensor for detecting an accelerator pedal depression angle).
  • the load signal 20a is input to the control device 21 (ECU: Electronic Control Unit) constituting an engine control computer.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the amount of NOx generated is estimated based on the current operating state determined from the rotation speed signal 19 a from the rotation sensor 19 and the load signal 20 a from the accelerator sensor 20, and is estimated. Further, the amount of urea water 17 added corresponding to the amount of NOx generated is calculated and the required amount of urea water 17 is added. More specifically, the urea water injection valve 13 is opened. A valve command signal 13 a is output, and a drive command signal (not shown) is output to the supply pump 16. The urea water injection valve 13 opens the urea water 17. The addition amount is appropriately controlled, and the injection pressure required at the time of addition is appropriately obtained by driving the supply pump 16.
  • the amount of the urea water 17 in the urea water tank 14 is estimated from the liquid level signal 18 a from the liquid level detecting means 18, and the remaining amount of the urea water 17 and the replenishment timing of the urea water 17 are determined. I am doing so.
  • NOx sensors 22 and 23 for detecting the NOx concentration and temperature sensors 24 and 25 for detecting the exhaust gas temperature are respectively provided on the inlet side and the outlet side of the casing 11 holding the selective catalytic reduction catalyst 10. These detection signals 22a, 23a and detection signals 24a, 25a are also input to the control device 21, and based on these detection signals 22a, 23a and detection signals 24a, 25a.
  • the NOx purification rate is detected.
  • the concentration of NH 3 is detected based on the detection signals 22a and 23a.
  • the NOx purification rate may be detected based on one of the detection signals 22a and 23a and the detection signals 24a and 25a, or other signals may be used, and the actually measured NOx purification rate can be detected.
  • the concentration of NH 3 may be detected by using detection signals 24a and 25a in addition to the detection signals 22a and 23a, or other signals may be used, and means can be used if the concentration of NH 3 can be detected.
  • the method is not particularly limited.
  • control device 21 includes a display means 26 such as a display monitor or a display lamp which shows an abnormality by a display signal 26a under a predetermined condition, and a display means such as a display monitor or a display lamp which shows an abnormality by a display signal 27a under other conditions. 27 is connected. Further, the control device 21 incorporates a function for processing based on the flow of FIG.
  • the urea water 17 is added from the urea water tank 14 to the upstream side of the selective catalytic reduction catalyst 10, and the urea water 17 is added to the selective catalytic reduction catalyst 10.
  • the NOx concentration in the exhaust gas is reduced to reduce the NOx emission concentration.
  • the urea water 17 in the urea water tank 14 decreases due to the addition of the urea water 17, the urea water 17 is appropriately replenished to the urea water tank 14.
  • urea water tank 14 is erroneously replenished with low-concentration urea water 17 or water (other than urea water) and when the selective catalytic reduction catalyst 10 is deteriorated, it is determined in advance.
  • the presence / absence of NH 3 slip is recorded in the control section as an operation history based on the detection signals 22a, 23a, etc. (step S11).
  • NH 3 slip judged by whether the concentration of NH 3 is a certain value or more, when the concentration is higher than a certain value (threshold), the NH 3 from the catalyst 10 to the downstream side It is determined that slip has occurred and recorded.
  • the concentration is less than a certain value (threshold)
  • a certain value threshold
  • monitoring is performed in a state where at least NOx is not emitted under the condition where fuel is supplied to the engine and urea water is not added as in the case where the vehicle is at a low speed or decelerating for a predetermined time or more. ing.
  • detection of NH 3 slip in the operation history is shown as normal NH 3 slip.
  • a decrease in the NOx purification rate is detected based on the detection signals 22a and 23a and the detection signals 24a and 25a (step S12).
  • the decrease in the NOx purification rate is compared with a reference NOx purification rate (threshold) recorded in advance, and a decrease in the NOx purification rate is detected based on whether or not the NOx purification rate is lower than the reference NOx purification rate.
  • a reference NOx purification rate threshold
  • FIG. 4 shows the decrease in the NOx purification rate as the first decrease detection.
  • step S12 After detecting a decrease in the NOx purification rate (step S12), it is determined whether or not NH 3 slips in the operation history (step S13).
  • the NH 3 slip may be generated after the NOx purification rate is lowered, and in this case, a time for determining the NH 3 slip for a certain time may be provided after the NOx purification rate is lowered.
  • step S14 If there is a slip of NH 3 in the operation history (YES in step S13), it is determined that the selective catalytic reduction catalyst 10 has deteriorated (step S14). Then, after determining that the selective catalytic reduction catalyst 10 has deteriorated, the control device 21 sends a display signal 27a to the display means 27, and the display means 27 issues a warning indicating that the selective catalytic reduction catalyst 10 has deteriorated to inform the driver or the like ( Step S15).
  • the low-concentration urea water 17 is not limited to a specific concentration as long as the concentration of the normal urea water 17 in the urea water tank 14 is reduced.
  • the type is not particularly limited as long as the concentration of the urea water 17 in the water tank 14 is reduced.
  • the control device 21 sends a display signal 26 a to the display means 26, and the display means 26 uses the urea water tank 14.
  • a warning that the low-concentration urea solution 17 or the like has been replenished by mistake is issued to notify the driver or the like (step S17).
  • the urea water tank 14 when the urea water tank 14 is erroneously replenished with low-concentration urea water 17 or water such as water, the NOx purification rate is reduced. Since the NH 3 slip does not occur to the same extent as that of the deteriorated catalyst, the urea water tank 14 is erroneously replenished with a low-concentration urea water 17 and / or water other than urea water such as water. Judgment can be made to inform the driver. Further, when the selective catalytic reduction catalyst 10 is deteriorated, the NOx purification rate is lowered and NH 3 slips. Therefore, it is judged that the selective catalytic reduction catalyst 10 is deteriorated and the driver or the like is notified. it can.
  • the selective reduction catalyst 10 is deteriorated when the low concentration urea water 17 and / or water other than urea water such as water is accidentally replenished. Since it is clearly distinguished from a certain case, it is possible to easily and suitably detect the case where the urea water tank 14 is erroneously replenished with a low concentration urea water 17 or / and other water such as water.
  • the urea water tank 14 is erroneously replenished with small amounts of urea water such as low-concentration urea water 17 or water little by little.
  • urea water 17 in the urea water tank 14 is gradually diluted depending on the situation, the low-concentration urea water 17 and / or that other than the urea water such as water cannot be detected by mistake.
  • the urea water 17 in the urea water tank 14 is gradually diluted.
  • NH 3 slip is recorded in the operation history, and when it is determined whether or not NH 3 slip in the operation history is detected when a decrease in the NOx purification rate is detected, the NH 3 slip is appropriately determined. Therefore, it is possible to easily and suitably detect the case where the urea water tank 14 is erroneously replenished with a non-urea solution such as the low-concentration urea solution 17 or water.
  • FIGS. 1, 3 and 4 show a second embodiment of the present invention, which shows an exhaust purification device and a reducing agent abnormality detection method.
  • the overall configuration is the same as that of the first embodiment, and a function for processing based on the flow of FIG. 3 instead of the flow of FIG.
  • urea water (reducing agent) 17 is placed upstream of the selective catalytic reduction catalyst 10 in a urea water tank (reduction). Agent tank 14, and urea water 17 is subjected to a reduction reaction with NOx in the exhaust gas on the selective catalytic reduction catalyst 10 to reduce the NOx emission concentration. Thereafter, when the urea water 17 in the urea water tank 14 decreases due to the addition of the urea water 17, the urea water 17 is appropriately replenished to the urea water tank 14.
  • the detection signal 22a is detected.
  • 23a and the detection signals 24a, 25a a decrease in the NOx purification rate is detected (step S21).
  • the decrease in the NOx purification rate is compared with a reference NOx purification rate (threshold) recorded in advance, and a decrease in the NOx purification rate is detected based on whether or not the NOx purification rate is lower than the reference NOx purification rate.
  • FIG. 4 shows the decrease in the NOx purification rate as the first decrease detection.
  • the selective catalytic reduction catalyst 10 is heated to a predetermined temperature (step S22), and HC (hydrocarbons) that may have been adsorbed on the selective catalytic reduction catalyst 10 ) Is released.
  • the process for raising the temperature of the selective catalytic reduction catalyst 10 may be electric means by electric heating, combustion means by addition of flame or the like, addition of fuel, etc. If the temperature of the selective catalytic reduction catalyst 10 can be raised, the means is particularly limited. It is not something. Further, the temperature rise and the heating time are not particularly limited as long as HC can be released.
  • step S23 NH 3 slip, judged by whether the concentration of NH 3 is a certain value or more, when the concentration is higher than a certain value (threshold), the NH 3 from the catalyst 10 to the downstream side It is determined that slip has occurred and recorded. When the concentration is less than a certain value (threshold), it is determined that there is no NH 3 slip downstream from the selective catalytic reduction catalyst 10.
  • NH 3 slip detection as NH 3 slip after heating.
  • step S24 a decrease in the NOx purification rate is detected again based on the detection signals 22a and 23a and the detection signals 24a and 25a (step S24).
  • the decrease in the NOx purification rate is determined by the same process as in step S21.
  • the decrease in the NOx purification rate is shown as the second decrease detection.
  • the second detection reconfirms the decrease in the NOx purification rate and confirms that there is no HC adsorption, and the decrease in the NOx purification rate accompanying the deterioration of the selective catalytic reduction catalyst 10 only by the first detection. Can be confirmed, the step of reconfirming the decrease in the NOx purification rate (step S24) may be made unnecessary.
  • step S25 After reconfirming the decrease in the NOx purification rate, it is determined that the selective catalytic reduction catalyst 10 has deteriorated (step S25), and the control device 21 sends a display signal 27a to the display means 27. A warning that the catalyst 10 is deteriorated is issued to notify the driver or the like (step S26).
  • step S23 when determining whether the slip of NH 3, in the case there is no slippage of NH 3 (NO in step S23), similarly again, detection signals 22a, 23a and the detection signal 24a, to 25a Based on this, a decrease in the NOx purification rate is detected (step S27).
  • the decrease in the NOx purification rate is determined by the same process as in step S21.
  • the decrease in the NOx purification rate is shown as the second decrease detection.
  • the second detection reconfirms the decrease in the NOx purification rate and confirms that there is no HC adsorption, and the decrease in the NOx purification rate accompanying the deterioration of the selective catalytic reduction catalyst 10 only by the first detection. Can be confirmed, the step of reconfirming the decrease in the NOx purification rate (step S27) may be omitted.
  • the urea water 17 is abnormal, and the urea water tank 14 is erroneously replenished with other than urea water such as low-concentration urea water 17 and / or water. Determination is made (step S28).
  • the low-concentration urea water 17 is not limited to a specific concentration as long as the concentration of the normal urea water 17 in the urea water tank 14 is reduced.
  • the type is not particularly limited as long as the concentration of the urea water 17 in the water tank 14 is reduced.
  • control device 21 sends a display signal 26a to the display means 26.
  • the display means 26 issues a warning to the driver that the low-concentration urea water 17 is replenished to the urea water tank 14 by mistake (step S26). S29).
  • the temperature of the selective catalytic reduction catalyst 10 is raised, and then the presence or absence of NH 3 slip is judged to release HC adsorbed on the selective catalytic reduction catalyst 10. Therefore, it is judged whether or not there is slip of NH 3 , so that the reduction of the purification rate and the slip of NH 3 are accurately grasped, so that other than urea water such as low-concentration urea water 17 or water is erroneously replenished.
  • the urea water tank 14 is erroneously replenished with a non-urea solution such as the low-concentration urea solution 17 or water.
  • the method for detecting an abnormality of the reducing agent of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a reducing agent added to the selective catalytic reduction catalyst other than urea water such as light oil is employed.
  • a reducing agent added to the selective catalytic reduction catalyst other than urea water such as light oil is employed.
  • various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

排気管９途中の選択還元型触媒１０に還元剤タンク１４から還元剤１７を添加してＮＯｘを還元浄化する排気浄化装置に対し、還元剤タンク１４内に補給された還元剤１７の異常を検出するための還元剤の異常検出方法であって、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際にＮＨ３のスリップの有無を判断し、ＮＨ３のスリップがあった場合には選択還元型触媒１０に劣化があると判定し、ＮＨ３のスリップがない場合には還元剤タンク１４内に低濃度の還元剤１７または／及び還元剤以外のものが補給されたと判定する。

Description

還元剤の異常検出方法
　本発明は、排気浄化装置に用いる還元剤の異常検出方法に関するものである。
　従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排出ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯｘを還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を還元剤タンクから添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排出ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）と還元反応させ、これによりＮＯｘの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
　他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア（ＮＨ3）を用いてＮＯｘを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、毒性のない尿素水を還元剤として使用している。
　尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等が既に存在している。
特開２００６－３７７７０号公報
　しかしながら、斯かる排気浄化装置においては、還元剤を貯留する還元剤タンクに低濃度の還元剤や水等の別物質が誤って補給された場合には、ＮＯｘ浄化率が低下する一方で低濃度の還元剤や水等の別物質が誤って補給された旨を運転者等に容易に知らせることができないという問題があった。
　具体的には選択還元型触媒に劣化がある場合にはＮＯｘ浄化率が低下するため、低濃度の還元剤や水の別物質が誤って補給された場合と、選択還元型触媒に劣化がある場合とを区別することができないという問題があった。
　また還元剤タンクに還元剤を少しずつ補給する場合に、誤って低濃度の還元剤や水の別物質を少しずつ補給した際には、還元剤タンクの還元剤が徐々に希釈されるため、この状態を容易に検出することができないという問題があった。
　本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、還元剤タンクに低濃度の還元剤や、還元剤以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出する還元剤の異常検出方法を提供することを目的としている。
　本発明は、排気管途中の選択還元型触媒に還元剤タンクから還元剤を添加してＮＯｘを還元浄化する排気浄化装置に対し、前記還元剤タンク内に補給された還元剤の異常を検出するための還元剤の異常検出方法であって、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際にＮＨ３のスリップの有無を判断し、ＮＨ３のスリップがあった場合には選択還元型触媒に劣化があると判定し、ＮＨ３のスリップがない場合には還元剤タンク内に低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが補給されたと判定することからなるものである。
　本発明において、運転履歴でＮＨ３のスリップを記録し、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際に運転履歴のＮＨ３のスリップの有無を判断することが好ましい。
　本発明において、ＮＯｘ浄化率が低下した際に選択還元型触媒を昇温し、その後ＮＨ３のスリップの有無を判断することが好ましい。
　本発明において、ＮＨ３のスリップを判断した後、更に２回目のＮＯｘ浄化率の低下を検出することが好ましい。
　本発明の還元剤の異常検出方法によれば、還元剤タンクに低濃度の還元剤や還元剤以外のものが誤って補給された場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を生じる一方でＮＨ３のスリップを劣化触媒と同程度には生じないので、還元剤タンク内に低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが誤って補給されたと判断し、運転者等に知らせることができる。また選択還元型触媒に劣化がある場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を生じると共にＮＨ３のスリップを生じるので、選択還元型触媒に劣化があると判断し、運転者等に知らせることができる。またＮＯｘ浄化率の低下とＮＨ３のスリップを判断要件として、低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが誤って補給された場合と、選択還元型触媒に劣化がある場合とを明確に区別するので、還元剤タンクに低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出することができる。更に還元剤タンクの還元剤が徐々に希釈されるように、還元剤タンクに、誤って低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものを少しずつ補給した場合であっても、ＮＯｘ浄化率の低下とＮＨ３のスリップを判断要件とするので、還元剤タンク内に低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが誤って補給された場合を容易に検出することができるという種々の優れた効果を奏し得る。
本発明の実施例を示す概略図である。 本発明の第１実施例での処理を示すフロー図である。 本発明の第２実施例での処理を示すフロー図である。 時間経過に対し、ＮＯｘ浄化率の変化と、選択還元型触媒の温度と、ＮＨ３のスリップとを示すグラフである。 選択還元型触媒におけるＮＨ３吸着許容量を示すグラフである。
　以下本発明の第１実施例を図面を参照しつつ説明する。
　図１、図２、図４、図５は本発明の第１実施例であって排気浄化装置及び還元剤の異常検出方法を示すものである。図１中における符号１はディーゼル機関であるエンジンを示し、ここに図示しているエンジン１では、ターボチャージャ２が備えられており、エアクリーナ３から導いた空気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された空気４が更にインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から図示しないインテークマニホールドへと空気４が導かれてエンジン１の各シリンダに導入されるようにしてある。
　また、このエンジン１の各シリンダから排出された排出ガス７がエキゾーストマニホールド８を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排出ガス７が排気管９を介し車外へ排出されるようにしてある。
　そして、排出ガス７が流通する排気管９の途中には、選択還元型触媒１０がケーシング１１により抱持されて装備されており、この選択還元型触媒１０は、フロースルー方式のハニカム構造物として形成され、酸素共存下でも選択的にＮＯｘをアンモニア（ＮＨ３）と反応させ得るような性質を有している。
　更に、ケーシング１１の上流側に噴射ノズル１２付き尿素水噴射弁１３が設置され、該尿素水噴射弁１３と所要場所に設けた尿素水タンク（還元剤タンク）１４との間が尿素水供給ライン１５により接続されており、該尿素水供給ライン１５の途中に装備した供給ポンプ１６の駆動により尿素水タンク１４内の尿素水（還元剤）１７を尿素水噴射弁１３を介し選択還元型触媒１０の上流側に添加し得るようになっている。また尿素水タンク１４には、内部の尿素水１７の液面レベルを検出する液面センサ等の液面検出手段１８が備えられている。ここで液面検出手段１８は、フロート、超音波等を用いても良く、内部の尿素水１７の液面レベルを検出し得るならば他の構成でも良い。また尿素水タンク１４の構成は、噴射ノズル１２、尿素水噴射弁１３、尿素水供給ライン１５、供給ポンプ１６の構成に限定されるものではなく、尿素水１７を選択還元型触媒１０の上流側に添加し得るならば他の構成でも良い。
　また、前記エンジン１には、その機関回転数を検出する回転センサ１９が装備されており、該回転センサ１９からの回転数信号１９ａと、アクセルセンサ２０（アクセルペダルの踏み込み角度を検出するセンサ）からの負荷信号２０ａとがエンジン制御コンピュータを成す（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）制御装置２１に入力されるようになっている。
　他方、この制御装置２１においては、回転センサ１９からの回転数信号１９ａと、アクセルセンサ２０からの負荷信号２０ａとから判断される現在の運転状態に基づきＮＯｘの発生量が推定され、その推定されたＮＯｘの発生量に見合う尿素水１７の添加量が算出されて必要量の尿素水１７の添加が実行されるようになっており、より具体的には、前記尿素水噴射弁１３に対し開弁指令信号１３ａが出力され、また、供給ポンプ１６に対しては駆動指令信号（図示せず）が出力されるようになっていて、前記尿素水噴射弁１３の開弁作動により尿素水１７の添加量が適切に制御され、その添加時に必要な噴射圧力が前記供給ポンプ１６の駆動により適宜に得られるようになっている。更に制御装置２１においては、液面検出手段１８からの液面信号１８ａにより尿素水タンク１４内の尿素水１７の量を推定し、尿素水１７の残量や尿素水１７の補給時期を判定するようにしている。
　更にまた、選択還元型触媒１０を抱持しているケーシング１１の入口側と出口側には、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２２，２３と、排気温度を検出する温度センサ２４，２５とが夫々配設されており、これらの検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａも前記制御装置２１に入力されるようになっており、これらの検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａに基づいてＮＯｘ浄化率を検出するようにしている。また同時に検出信号２２ａ，２３ａに基づいてＮＨ３の濃度を検出するようにしている。ここでＮＯｘ浄化率は、検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａのいずれかに基づいて検出しても良いし、他の信号を用いても良く、実測の測定ＮＯｘ浄化率を検出し得るならば手段、方法は特に制限されるものではない。またＮＨ３の濃度は、検出信号２２ａ，２３ａの他に検出信号２４ａ，２５ａを用いて検出しても良いし、他の信号を用いても良く、ＮＨ３の濃度を検出し得るならば手段、方法は特に制限されるものではない。
　また制御装置２１には、所定の条件で表示信号２６ａにより異常を示す表示モニタや表示ランプ等の表示手段２６と、他の条件で表示信号２７ａにより異常を示す表示モニタや表示ランプ等の表示手段２７とが接続されている。更に制御装置２１には図２のフローに基づいて処理する関数が予め内蔵されている。
　以下本発明の第１実施例の作用を説明する。
　排気浄化装置により排出ガス７中のＮＯｘの排出濃度を低減する際には、選択還元型触媒１０の上流側に尿素水１７を尿素水タンク１４から添加し、尿素水１７を選択還元型触媒１０上で排出ガス中のＮＯｘと還元反応させ、ＮＯｘの排出濃度を低減する。その後、尿素水１７の添加により尿素水タンク１４内の尿素水１７が減少した際には、尿素水タンク１４に尿素水１７が適宜補給される。
　また尿素水タンク１４に、低濃度の尿素水１７や、水（尿素水以外のもの）が誤って補給された場合と、選択還元型触媒１０の劣化の場合とを判断する際には、予め運転履歴として制御部に検出信号２２ａ，２３ａ等に基づきＮＨ３のスリップの有無を記録する（ステップＳ１１）。この時ＮＨ３のスリップは、ＮＨ３の濃度が一定値以上になったか否かで判断し、濃度が一定値（閾値）以上の場合には、選択還元型触媒１０より下流側へＮＨ３のスリップがあったと判断して記録し、濃度が一定値（閾値）未満の場合には、選択還元型触媒１０より下流側へＮＨ３のスリップがないと判断する。ここで運転履歴では、車両が所定時間以上の低速時または減速時の場合のように、エンジンに燃料を供給ぜす且つ尿素水を添加しない条件下で、少なくともＮＯｘが出ていない状態でモニタリングしている。また図４では運転履歴でのＮＨ３スリップの検出を通常のＮＨ３スリップとして示している。
　また同時に検出信号２２ａ，２３ａや検出信号２４ａ，２５ａに基づきＮＯｘ浄化率低下を検出する（ステップＳ１２）。この時ＮＯｘ浄化率の低下は、予め記録した基準ＮＯｘ浄化率（閾値）とを比較し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低いか否かでＮＯｘ浄化率の低下を検出し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低い場合にはＮＯｘ浄化率の低下があると判定し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低くない場合にはＮＯｘ浄化率の低下がないと判定する。ここで図４ではＮＯｘ浄化率の低下を１回目の低下検出として示している。
　ＮＯｘ浄化率の低下を検出した（ステップＳ１２）後には、運転履歴でＮＨ３のスリップの有無を判断する（ステップＳ１３）。ここでＮＨ３のスリップは、ＮＯｘ浄化率の低下の後に発生したものでも良く、この場合、ＮＯｘ浄化率の低下の後に一定時間ＮＨ３のスリップを判定する時間を設けても良い。
　運転履歴でＮＨ３のスリップがあった場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）には、選択還元型触媒１０の劣化であると判定する（ステップＳ１４）。そして選択還元型触媒１０の劣化と判定した後、制御装置２１は表示手段２７に表示信号２７ａを送り、表示手段２７で選択還元型触媒１０に劣化がある警告を発して運転者等に知らせる（ステップＳ１５）。
　一方、運転履歴でＮＨ３のスリップがない場合（ステップＳ１３のＮＯ）には、尿素水（還元剤）の異常であるとして、尿素水タンク１４内へ低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給されたと判定する（ステップＳ１６）。ここで低濃度の尿素水１７は、尿素水タンク１４内の通常の尿素水１７の濃度を低下させる濃度であれば特定の濃度に制限されるものではなく、また尿素水以外のものは、尿素水タンク１４内の尿素水１７の濃度を低下させるものであれば種類も特に制限されるものではない。
　そして低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給されたと判断した後、制御装置２１は表示手段２６に表示信号２６ａを送り、表示手段２６で尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７等が誤って補給された旨の警告を発して運転者等に知らせる（ステップＳ１７）。
　ここで選択還元型触媒１０に劣化を生じている場合には、図５に示す如く選択還元型触媒１０のＮＨ３吸着許容量が低下するため、ＮＨ３のスリップを生じるのに対し、選択還元型触媒１０が正常である場合には、選択還元型触媒１０のＮＨ３吸着許容量を維持し、ＮＨ３のスリップを生じない。
　而して、このように第１実施例によれば、尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７や、水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を生じる一方でＮＨ３のスリップを劣化触媒と同程度には生じないので、尿素水タンク１４内に低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給されたと判断し、運転者等に知らせることができる。また選択還元型触媒１０に劣化がある場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を生じると共にＮＨ３のスリップを生じるので、選択還元型触媒１０に劣化があると判断し、運転者等に知らせることができる。
　またＮＯｘ浄化率の低下とＮＨ３のスリップを判断要件として、低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合と、選択還元型触媒１０に劣化がある場合とを明確に区別するので、尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出することができる。
　更に所定期間内のＮＯｘ浄化率の低下のみを判定基準にするような他の方法では、尿素水タンク１４に、誤って低濃度の尿素水１７や水等の尿素水以外のものを少しずつ補給する状況等により、尿素水タンク１４の尿素水１７が徐々に希釈される場合には、低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給された事を検出できない可能性あるのに対し、第１実施例によれば、ＮＯｘ浄化率の低下とＮＨ３のスリップを判断要件とするので、尿素水タンク１４の尿素水１７が徐々に希釈される場合であっても、尿素水タンク１４内に低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給されたことを容易に検出することができる。
　また第１実施例においては、運転履歴でＮＨ３のスリップを記録し、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際に運転履歴のＮＨ３のスリップの有無を判断すると、ＮＨ３のスリップを適切に判断し得るので、尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７や水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出することができる。
　以下本発明の第２実施例を図面を参照しつつ説明する。
　図１、図３、図４は本発明の第２実施例であって排気浄化装置及び還元剤の異常検出方法を示すものである。全体的な構成は第１実施例と同じであり、制御装置２１には図２のフローの代わりに図３のフローに基づいて処理する関数が予め内蔵されている。
　以下本発明の第２実施例の作用を説明する。
　排気浄化装置により排出ガス７中のＮＯｘの排出濃度を低減する際には、第１実施例と同様に、選択還元型触媒１０の上流側に尿素水（還元剤）１７を尿素水タンク（還元剤タンク）１４から添加し、尿素水１７を選択還元型触媒１０上で排出ガス中のＮＯｘと還元反応させ、ＮＯｘの排出濃度を低減する。その後、尿素水１７の添加により尿素水タンク１４内の尿素水１７が減少した際には、尿素水タンク１４に尿素水１７が適宜補給される。
　また尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７や水（尿素水以外のもの）が誤って補給された場合と、選択還元型触媒１０の劣化の場合とを判断する際には、検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａに基づきＮＯｘ浄化率低下を検出する（ステップＳ２１）。この時ＮＯｘ浄化率の低下は、予め記録した基準ＮＯｘ浄化率（閾値）とを比較し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低いか否かでＮＯｘ浄化率の低下を検出し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低い場合にはＮＯｘ浄化率の低下があると判定し、ＮＯｘ浄化率が基準ＮＯｘ浄化率よりも低くない場合にはＮＯｘ浄化率の低下がないと判定する。ここで図４ではＮＯｘ浄化率の低下を１回目の低下検出として示している。
　次にＮＯｘ浄化率の低下を検出した（ステップＳ２１）後には、選択還元型触媒１０を所定温度まで昇温し（ステップＳ２２）、選択還元型触媒１０に吸着した可能性のあるＨＣ（炭化水素）を放出させる。ここで選択還元型触媒１０の昇温する処理は、電熱による電気手段、火炎等により燃焼手段、燃料の添加等でも良く、選択還元型触媒１０を昇温し得るならばその手段は特に制限されるものではない。また昇温の温度や加熱時間はＨＣを放出し得る条件ならば特に制限されるものではない。
　続いて選択還元型触媒１０の昇温の後、ＮＨ３のスリップが生じるか否かにより、ＮＨ３のスリップの有無を判断する（ステップＳ２３）。この時ＮＨ３のスリップは、ＮＨ３の濃度が一定値以上になったか否かで判断し、濃度が一定値（閾値）以上の場合には、選択還元型触媒１０より下流側へＮＨ３のスリップがあったと判断して記録し、濃度が一定値（閾値）未満の場合には、選択還元型触媒１０より下流側へＮＨ３のスリップがないと判断する。ここで図４ではＮＨ３スリップの検出を昇温後のＮＨ３スリップとして示している。
　ＮＨ３のスリップがあった場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）には、再度、検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａに基づきＮＯｘ浄化率低下を検出する（ステップＳ２４）。この時ＮＯｘ浄化率の低下は、ステップＳ２１と同様な処理で判定し、図４ではＮＯｘ浄化率の低下を２回目の低下検出として示している。ここで２回目の検出はＮＯｘ浄化率の低下を再確認し且つＨＣの吸着がない状態で確認するものであり、１回目の検出のみで選択還元型触媒１０の劣化に伴うＮＯｘ浄化率の低下を確認し得る場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を再確認する段階（ステップＳ２４）を不要にしても良い。
　ＮＯｘ浄化率の低下を再確認した後には、選択還元型触媒１０の劣化であると判定し（ステップＳ２５）、制御装置２１は表示手段２７に表示信号２７ａを送り、表示手段２７で選択還元型触媒１０に劣化がある警告を発して運転者等に知らせる（ステップＳ２６）。
　一方、ＮＨ３のスリップの有無を判断する際に（ステップＳ２３）、ＮＨ３のスリップがない場合（ステップＳ２３のＮＯ）には、同様に再度、検出信号２２ａ，２３ａ及び検出信号２４ａ，２５ａに基づきＮＯｘ浄化率低下を検出する（ステップＳ２７）。この時ＮＯｘ浄化率の低下は、ステップＳ２１と同様な処理で判定し、図４ではＮＯｘ浄化率の低下を２回目の低下検出として示している。ここで２回目の検出はＮＯｘ浄化率の低下を再確認し且つＨＣの吸着がない状態で確認するものであり、１回目の検出のみで選択還元型触媒１０の劣化に伴うＮＯｘ浄化率の低下を確認し得る場合には、ＮＯｘ浄化率の低下を再確認する段階（ステップＳ２７）を不要にしても良い。
　ＮＯｘ浄化率の低下を再確認した後には、尿素水１７の異常であるとして、尿素水タンク１４内へ低濃度の尿素水１７または／及び水等の尿素水以外のものが誤って補給されたと判定する（ステップＳ２８）。ここで低濃度の尿素水１７は、尿素水タンク１４内の通常の尿素水１７の濃度を低下させる濃度であれば特定の濃度に制限されるものではなく、また尿素水以外のものは、尿素水タンク１４内の尿素水１７の濃度を低下させるものであれば種類も特に制限されるものではない。
　そして制御装置２１は表示手段２６に表示信号２６ａを送り、表示手段２６で尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７等が誤って補給された旨の警告を発して運転者等に知らせる（ステップＳ２９）。
　而して、このように第２実施例によれば、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。
　また第２実施例においては、ＮＯｘ浄化率が低下した際に選択還元型触媒１０を昇温し、その後ＮＨ３のスリップの有無を判断すると、選択還元型触媒１０に吸着したＨＣを放出した状態でＮＨ３のスリップの有無を判断するので、浄化率の低下及びＮＨ３のスリップを適確に把握し、よって低濃度の尿素水１７や水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合と、選択還元型触媒１０に劣化がある場合とを明確に区別し、尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７や水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出することができる。
　更に第２実施例においては、ＮＨ３のスリップを判断した後、更に２回目のＮＯｘ浄化率の低下を検出すると、ＮＯｘ浄化率の低下を再確認し、またはＨＣの吸着がない状態で確認し得るので、尿素水タンク１４に低濃度の尿素水１７や水等の尿素水以外のものが誤って補給された場合を容易且つ好適に検出することができる。
　尚、本発明の還元剤の異常検出方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、選択還元型触媒に添加される還元剤には、軽油等の尿素水以外のものを採用しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
９　　排気管
１０　　選択還元型触媒
１４　　尿素水タンク（還元剤タンク）
１７　　尿素水（還元剤）

Claims (5)

  1. 　排気管途中の選択還元型触媒に還元剤タンクから還元剤を添加してＮＯｘを還元浄化する排気浄化装置に対し、前記還元剤タンク内に補給された還元剤の異常を検出するための還元剤の異常検出方法であって、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際にＮＨ３のスリップの有無を判断し、ＮＨ３のスリップがあった場合には選択還元型触媒に劣化があると判定し、ＮＨ３のスリップがない場合には還元剤タンク内に低濃度の還元剤または／及び還元剤以外のものが補給されたと判定することからなる還元剤の異常検出方法。
  2. 　運転履歴でＮＨ３のスリップを記録し、ＮＯｘ浄化率の低下を検出した際に運転履歴のＮＨ３のスリップの有無を判断することからなる請求項１に記載の還元剤の異常検出方法。
  3. 　ＮＯｘ浄化率が低下した際に選択還元型触媒を昇温し、その後ＮＨ３のスリップの有無を判断することからなる請求項１に記載の還元剤の異常検出方法。
  4. 　ＮＨ３のスリップを判断した後、更に２回目のＮＯｘ浄化率の低下を検出することからなる請求項２に記載の還元剤の異常検出方法。
  5. 　ＮＨ３のスリップを判断した後、更に２回目のＮＯｘ浄化率の低下を検出することからなる請求項３に記載の還元剤の異常検出方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519518A (ja) * 2012-06-13 2015-07-09 マック トラックス インコーポレイテッド 排気後処理システムの部品を監視する方法、排気後処理システム、及び排気後処理システムの制御装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5461057B2 (ja) * 2009-04-30 2014-04-02 日野自動車株式会社 還元剤の異常検出方法
DE102011114700B4 (de) 2010-10-06 2019-12-19 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren zur Detektion von Reduktionsmittel mit geringer Qualität und von Katalysatordegradation in Systemen für selektive katalytische Reduktion
JP2013181427A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化システムの異常検知装置及びその方法
JP5928884B2 (ja) * 2012-04-26 2016-06-01 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
JP5907425B2 (ja) * 2012-04-26 2016-04-26 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2014118945A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気浄化装置
KR101699594B1 (ko) * 2014-12-31 2017-01-24 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 시스템 및 이의 성능 진단 방법
JP6323354B2 (ja) * 2015-01-30 2018-05-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2017067041A (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP6784116B2 (ja) * 2016-09-23 2020-11-11 富士ゼロックス株式会社 情報処理装置、画像形成装置およびプログラム
KR101865915B1 (ko) * 2016-12-07 2018-06-11 현대오트론 주식회사 Scr 시스템의 촉매 고장진단 및 부적합 요소수 판단 방법
DE102017200291A1 (de) * 2017-01-10 2018-07-12 Robert Bosch Gmbh Wassereinspritzvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, und Verfahren zum Betreiben einer solchen Wassereinspritzvorrichtung
JP6881363B2 (ja) * 2018-03-16 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 異常診断装置
JP7151120B2 (ja) * 2018-03-26 2022-10-12 マツダ株式会社 エンジンの触媒異常判定方法、及び、エンジンの触媒異常判定装置
JP7147214B2 (ja) * 2018-03-26 2022-10-05 マツダ株式会社 エンジンの排気ガス状態推定方法及び触媒異常判定方法、並びに、エンジンの触媒異常判定装置
JP7151119B2 (ja) * 2018-03-26 2022-10-12 マツダ株式会社 エンジンの触媒異常判定方法、及び、エンジンの触媒異常判定装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037770A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Hino Motors Ltd 排気浄化装置の異常検知方法
JP2008190529A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Ford Global Technologies Llc 排気ガス処理システム診断装置及び方法
JP2009138626A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の異常検出装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4161609B2 (ja) * 2002-04-23 2008-10-08 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2007192055A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置と排ガス浄化方法
JP2008075620A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
JP4687709B2 (ja) * 2007-04-25 2011-05-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4428445B2 (ja) * 2007-09-05 2010-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8141340B2 (en) * 2008-04-30 2012-03-27 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for determining the degradation of an SCR catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037770A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Hino Motors Ltd 排気浄化装置の異常検知方法
JP2008190529A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Ford Global Technologies Llc 排気ガス処理システム診断装置及び方法
JP2009138626A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の異常検出装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2426331A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519518A (ja) * 2012-06-13 2015-07-09 マック トラックス インコーポレイテッド 排気後処理システムの部品を監視する方法、排気後処理システム、及び排気後処理システムの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
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JP2010261327A (ja) 2010-11-18
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