内燃機関の排気浄化装置
【課題】ＮＯｘ浄化率が低下する原因の一つである分散板の異常を特定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】エンジン１には、選択還元型ＮＯｘ触媒４１と、還元剤を排気通路２６内に供給する還元剤供給機構２００と、排気通路２６内に設けられて選択還元型ＮＯｘ触媒４１よりも上流で還元剤を分散させる分散板６０と、分散板６０よりも上流の排気圧を検出する圧力センサ１５０とが備えられている。そして、制御装置８０は、選択還元型ＮＯｘ触媒４１でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ圧力センサ１５０で検出される排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、分散板６０に異常ありと判定する。
【解決手段】エンジン１には、選択還元型ＮＯｘ触媒４１と、還元剤を排気通路２６内に供給する還元剤供給機構２００と、排気通路２６内に設けられて選択還元型ＮＯｘ触媒４１よりも上流で還元剤を分散させる分散板６０と、分散板６０よりも上流の排気圧を検出する圧力センサ１５０とが備えられている。そして、制御装置８０は、選択還元型ＮＯｘ触媒４１でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ圧力センサ１５０で検出される排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、分散板６０に異常ありと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒の一つである選択還元型ＮＯｘ触媒と、この選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化に利用する還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。
【０００３】
この排気浄化装置では、還元剤供給機構から排気通路に向けて尿素水が噴射される。噴射された尿素水は、分散板によって霧化が促進され、排気熱による加水分解によってアンモニアとなる。そしてこのアンモニアが還元剤として選択還元型ＮＯｘ触媒に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５１６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、分散板に変形などの異常が生じると、尿素水の霧化状態が変化するようになる。そのため、選択還元型ＮＯｘ触媒に供給されるアンモニアの量が変化し、その結果、浄化されるＮＯｘの量、つまりＮＯｘ浄化率が低下するようになる。
【０００６】
ここで、ＮＯｘ浄化率の低下は、分散板の異常のみならず、ＮＯｘ浄化触媒の劣化や、還元剤供給機構の異常（例えば還元剤を噴射する噴射弁の異常など）によっても生じる。そのため、ＮＯｘ浄化率が低下したときには、分散板に異常があるにもかかわらず、ＮＯｘ浄化触媒や還元剤供給機構などの誤った部品を交換してしまうおそれがあり、ＮＯｘ浄化率の低下原因を特定することが望ましい。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＯｘ浄化率が低下する原因の一つである分散板の異常を特定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載の「上流」及び「下流」は、排気系での排気の流れ方向を基準にするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、還元剤の供給によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて前記ＮＯｘ浄化触媒よりも上流で還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記分散板よりも上流の排気圧を検出する圧力センサを備え、前記ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ前記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、前記分散板に異常ありと判定する異常判定を行うことをその要旨とする。
【００１０】
分散板に異常が生じると、当該分散板の圧力損失が変化する。そのため、分散板よりも上流の排気圧は、正常時とは異なった異常な値となる。ここで、同排気圧の異常値は、排気系を構成する他の部材での圧力損失が変化した場合にも生じる。しかし、分散板の異常とＮＯｘ浄化率の低下とは高い関連性があるため、ＮＯｘ浄化率の低下と上記排気圧の異常値とがともに生じているときには、分散板に異常が生じている可能性が非常に高い。
【００１１】
そこで、同構成では、ＮＯｘ浄化率が所定値以下に低く、かつ上記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値ではない異常値のときには、分散板に異常ありと判定するようにしている。従って、分散板の異常を特定することができるようになる。
【００１２】
なお、上記上限圧力値としては、分散板の変形や分散板への異物付着等による圧力損失の増大に伴って排気圧が高くなったときの圧力値を設定することができる。また、上記下限圧力値としては、分散板の変形や分散板の破損等による圧力損失の低下に伴って排気圧が低くなったときの圧力値を設定することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記圧力センサの上流には、排気中の微粒子を捕集するとともに再生処理が行われるフィルタが設けられており、前記再生処理が終了した直後の前記排気圧に基づいて前記異常判定を行うことをその要旨とする。
【００１４】
排気中の微粒子を捕集するフィルタが上記圧力センサの上流に設けられている場合、フィルタでの微粒子堆積量が圧力センサで検出される排気圧に影響を与える。従って、排気圧に基づく分散板の異常判定を行うに際して、微粒子堆積量の影響による排気圧の変化を、分散板の異常による排気圧の変化であると誤って判定するおそれがある。この点、同構成では、フィルタの再生処理が終了した直後、つまり微粒子堆積量が非常に少なくなっているときの排気圧に基づいて分散板の異常判定を行うようにしている。そのため、分散板の異常判定を行うに際して、微粒子堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板の異常判定の精度を高めることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記フィルタの上流及び下流の排気圧の圧力差を検出する差圧センサを有しており、前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値でないときには、前記異常判定を禁止することをその要旨とする。
【００１６】
上記フィルタでの微粒子堆積量が過剰に多いときや、内燃機関からの微粒子排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタの圧力損失が過剰に高くなるため、上記圧力差が大きくなる。一方、溶損等の発生によりフィルタの圧力損失が過剰に低くなると、上記圧力差は小さくなる。
【００１７】
こうしたフィルタの圧力損失の変化は、同フィルタの下流にある上記圧力センサの検出値に影響を与える。そのため、フィルタの圧力損失の異常による排気圧の過度な上昇、あるいは過度な低下を分散板の異常と誤判定してしまうおそれがある。この点、同構成では、再生処理が終了した直後の上記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値ではない、つまりフィルタの圧力損失が過剰に変化しており異常があるときには、排気圧に基づく分散板の異常判定を禁止するようにしている。そのため、分散板の異常判定を行うに際して、フィルタの圧力損失の異常による悪影響を極力抑えることができ、これにより分散板の異常判定の精度を高めることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は、前記フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定されることをその要旨とする。
【００１９】
フィルタには、潤滑油に由来する成分であって上述した再生処理による燃焼が困難なアッシュが堆積していく。なお、このアッシュとしては、例えば潤滑油の添加剤等に含まれる成分（Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ等の金属成分など）が挙げられる。そして、再生処理が終了した直後の上記圧力差は、アッシュの堆積量によっても変化する。そこで、同構成では、上記圧力差が所定の範囲外の値であるかどうかを判定するための上記上限差圧値と上記下限差圧値とを、フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。従って、分散板の異常判定を行うか否かの判定精度を高めることができるようになる。
【００２０】
なお、アッシュ堆積量が多くなるほど上記圧力差は大きくなるため、同構成においては、アッシュ堆積量が多くなるほど上限差圧値及び下限差圧値を大きくすることが望ましい。
【００２１】
アッシュ堆積量は、車両の総走行距離が長くなるほど多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項５に記載の発明によるように、前記内燃機関が搭載された車両の総走行距離が長いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することができる。
【００２２】
また、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、再生処理の実行回数が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項６に記載の発明によるように、前記再生処理の実行回数が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することもできる。
【００２３】
また、上述したように、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項７に記載の発明によるように、前記フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することもできる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定することをその要旨とする。
【００２５】
再生処理が終了した直後の上記圧力差が上記上限差圧値よりも大きいときには、フィルタを通過する排気の量が少なくなっているため、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気の流量が減少し、これにより同ＮＯｘ浄化触媒に供給される単位時間当たりの還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。また、再生処理が終了した直後の上記圧力差が上記下限差圧値よりも小さいときには、フィルタを通過する排気の量が多くなっているため、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気の流量が増大し、これにより同ＮＯｘ浄化触媒に貯留される還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。つまり、ＮＯｘ浄化率が所定値以下に低い場合であって、上記圧力差が上限差圧値と下限差圧値との間の値ではないときには、フィルタに異常が生じていると判定することができる。そこで、同構成では、再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定する、という構成を備えるようにしている。従って、分散板の異常のみならず、フィルタの異常をも判定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態にて実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】第２実施形態で実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図４】第３実施形態で実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態において上限差圧値及び下限差圧値と走行距離との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２８】
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２９】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００３０】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００３１】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００３２】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００３３】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００３４】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００３５】
フィルタ３２に捕集されたＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍという）が所定値を超えると、フィルタ３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが所定の再生終了値ＰＭｅ以下にまで減少すると、燃料添加弁５からの燃料噴射が終了されて、再生処理は終了される。
【００３６】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを浄化するＮＯＸ浄化触媒として、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００３７】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００３８】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００３９】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００４０】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００４１】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水をＳＣＲ触媒４１の上流で分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００４２】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸蔵される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。
【００４３】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００４４】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。
【００４５】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差である差圧ΔＰを検出する。第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０、第１ＮＯｘセンサ１３０、及び圧力センサ１５０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。圧力センサ１５０は、分散板６０よりも上流の排気圧である背圧Ｐを検出する。第３浄化部材５０の下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００４６】
これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００４７】
そして、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
【００４８】
また、制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために過不足の無い尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された尿素添加量が尿素添加弁２３０から噴射されるように、同尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。なお、ＮＯｘ還元のための上記尿素水添加は、機関運転中は継続して行われ、機関運転が停止されると停止される。
【００４９】
ところで、上述したように、分散板６０に変形などの異常が生じると、尿素水の霧化状態が変化するようになる。そのため、ＳＣＲ触媒４１に供給されるアンモニアの量が変化し、その結果、浄化されるＮＯｘの量、つまりＮＯｘ浄化率が低下するようになる。
【００５０】
そこで、制御装置８０は、図２に示す異常判定処理を所定周期毎に実行することで、ＮＯｘ浄化率が低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定するようにしている。
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。ここでは、次式（１）からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される。なお、本実施形態では、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２をセンサにて検出するようにしてもよいが、機関運転状態等に基づいて推定してもよい。
【００５１】
Ｒ＝（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１ …（１）
Ｒ：ＮＯｘ浄化率
Ｎ１：第１ＮＯｘ濃度
Ｎ２：第２ＮＯｘ濃度
次に、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５２】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。この上限背圧値Ｐｍａｘは、予め定められた上限圧力値である。より具体的には、分散板６０の変形や分散板６０への異物付着等による圧力損失の増大に伴い、背圧Ｐが異常に高くなったときの圧力値が設定されている。
【００５３】
また、下限背圧値Ｐｍｉｎも予め定められた下限圧力値である。より具体的には、分散板６０の変形や分散板６０の破損等による圧力損失の低下に伴い、背圧Ｐが異常に低くなったときの圧力値が設定されている。
【００５４】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５５】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００５６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
分散板６０に異常が生じると、当該分散板６０の圧力損失が変化するため、分散板６０よりも上流の排気圧である背圧Ｐは、正常時とは異なった異常な値となる。ここで、背圧Ｐの異常値は、排気系を構成する他の部材での圧力損失が変化した場合にも生じる。例えば、フィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓｍの変化や、排気通路２６の内壁に対する異物付着等によっても圧力損失は変化する。しかし、分散板６０の異常とＮＯｘ浄化率Ｒの低下とは高い関連性があるため、ＮＯｘ浄化率Ｒの低下と背圧Ｐの異常値とがともに生じているときには、分散板６０に異常が生じている可能性が非常に高い。
【００５７】
そこで、上記異常判定処理では、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低く（ステップＳ１１０での肯定判定）、かつ背圧Ｐが予め定められた上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値ではない異常値のときには（ステップＳ１２０での否定判定）、分散板６０に異常ありと判定される。従って、ＮＯｘ浄化率Ｒが低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低く、かつ背圧Ｐが予め定められた上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値ではない異常値のときには、分散板６０に異常ありと判定するようにしている。従って、ＮＯｘ浄化率Ｒが低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定することができるようになる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２実施形態について、図３を参照して説明する。
【００５９】
フィルタ３２が上記圧力センサ１５０の上流に設けられている場合、フィルタ３２でのＰＭ堆積量が圧力センサ１５０で検出される背圧Ｐに影響を与える。従って、背圧Ｐに基づく分散板６０の異常判定を行うに際して、ＰＭ堆積量の影響による背圧Ｐの変化を、分散板６０の異常による背圧Ｐの変化であると誤って判定するおそれがある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、こうしたＰＭ堆積量が分散板６０の異常判定に与える影響を抑えるようにしており、第１実施形態で説明した異常判定処理に対して、図３に示すように新たなステップＳ２００及びステップＳ２１０の処理を追加するようにしている。
【００６１】
そこで、以下では、第１実施形態との相異点を中心にして、本実施形態における異常判定処理を説明する。
図３に示す本実施形態の異常判定処理も、制御装置８０によって所定周期毎に実行される。なお、図３において先の図２で説明した処理ステップと同じ処理ステップには、同一のステップ番号を付している。
【００６２】
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。
次に、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないか否かが判定される（Ｓ２００）。なお、通常であれば、再生処理が終了した直後のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは十分に少なくなっている。しかし、再生処理の終了が、同再生処理の中断等によるものであった場合には、再生処理が終了した直後のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは十分に少なくなっておらず、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの減少が不完全な状態になっているおそれがある。そこで、上記判定値Ａとしては、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが十分に少なくなっていることを判定できる値が設定されており、例えば本実施形態では上記再生終了値ＰＭｅと同じ値が設定されている。なお、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍと判定値Ａとの比較は、必ずも行う必要はなく、適宜省略することもできる。
【００６３】
そして、フィルタ３２の再生処理の終了直後ではない、またはＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａ以上であるときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差であって、フィルタ３２の再生処理の終了直後における差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているか否かが判定される（Ｓ２１０）。
【００６４】
この上限差圧値ΔＰｍａｘは、予めの実験等を通じて定められた値である。より具体的には、フィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが過剰に多いときや、エンジン１からの微粒子排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタ３２の圧力損失が過剰に高くなるため、差圧ΔＰが過度に大きくなる。このように差圧ΔＰが過度に大きいときの値が、上限差圧値ΔＰｍａｘとして設定されている。
【００６５】
また、下限差圧値ΔＰｍｉｎも予めの実験等を通じて定められた値である。より具体的には、溶損等の発生によりフィルタ３２の圧力損失が過剰に低くなると、差圧ΔＰが過度に小さくなる。このように差圧ΔＰが過度に小さいときの値が、下限差圧値ΔＰｍｉｎとして設定されている。
【００６６】
そして、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「ΔＰｍｉｎ≧ΔＰ」または「ΔＰ≧ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、ＮＯｘ浄化率Ｒ及び背圧Ｐに基づいた分散板６０の異常判定を行うことなく、本処理は一旦終了される。つまり、ステップＳ２１０にて否定判定されるときには、分散板６０の異常判定が禁止される。
【００６７】
一方、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「ΔＰｍｉｎ＜ΔＰ＜ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００６８】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。なお、このときの背圧Ｐは、ステップＳ２００にて肯定判定されているため、フィルタ３２の再生処理の終了直後における背圧Ｐとなっている。
【００６９】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００７０】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００７１】
次に、本実施形態特有の作用を説明する。
本実施形態の異常判定処理では、ステップＳ２００にてフィルタ３２の再生処理の終了直後であるか否かを判定するようにしている。そして、ステップＳ１２０にて背圧Ｐを比較判定するときには、フィルタ３２の再生処理が終了した直後、つまりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが非常に少なくなっているときの背圧Ｐを用いて比較判定が行われる。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、ＰＭ堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度が高まるようになる。
【００７２】
また、フィルタ３２でのＰＭ堆積量が過剰に多いときや、エンジン１からのＰＭ排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタ３２の圧力損失が過剰に高くなるため、上記差圧ΔＰが大きくなる。一方、溶損等の発生によりフィルタ３２の圧力損失が過剰に低くなると、上記差圧ΔＰは小さくなる。
【００７３】
こうしたフィルタ３２の圧力損失の変化は、フィルタ３２の下流にある圧力センサ１５０の検出値に影響を与える。そのため、フィルタ３２の圧力損失の異常による背圧Ｐの過度な上昇、あるいは過度な低下を分散板６０の異常と誤判定してしまうおそれがある。この点、本実施形態の異常判定処理では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではない、つまりフィルタ３２の圧力損失が過剰に変化しており異常があるときには、背圧Ｐ等に基づく分散板６０の異常判定が禁止される。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２の圧力損失の異常による悪影響が極力抑えられ、分散板６０の異常判定の精度が高くなる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（２）フィルタ３２の再生処理が終了した直後の背圧Ｐに基づき、分散板６０の異常判定を行うようにしている。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２のＰＭ堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度を高めることができる。
【００７５】
（３）フィルタ３２の再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときには、分散板６０の異常判定を禁止するようにしている。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２の圧力損失の異常による悪影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度を高めることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第３実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。
【００７６】
上記第２実施形態では、差圧ΔＰが所定の範囲外の値であるかどうかを判定するために上記上限差圧値ΔＰｍａｘと上記下限差圧値ΔＰｍｉｎとを設定するようにした。
ここで、フィルタ３２には、潤滑油に由来する成分であって上述した再生処理による燃焼が困難なアッシュが堆積していくことが知られている。なお、このアッシュとしては、例えば潤滑油の添加剤等に含まれる成分（Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ等の金属成分など）が挙げられる。そして、再生処理が終了した直後の上記差圧ΔＰは、アッシュの堆積量によっても変化する。従って、こうしたアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮して、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとを設定することが望ましい。そこで、本実施形態では、フィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとを可変設定するようにしている。
【００７７】
以下、第３実施形態との相異点を中心にして、本実施形態における異常判定処理を説明する。
図４に示す本実施形態の異常判定処理も、制御装置８０によって所定周期毎に実行される。なお、図４において先の図２や図３で説明した処理ステップと同じ処理ステップには、同一のステップ番号を付している。
【００７８】
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。
次に、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないか否かが判定される（Ｓ２００）。
【００７９】
そして、フィルタ３２の再生処理の終了直後ではない、またはＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａ以上であるときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、エンジン１を搭載した車両の総走行距離ＴＲに基づいて上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎが算出される（Ｓ３００）。ここでの上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは、第２実施形態で説明した上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎに準じたものである。ただし、本実施形態では、フィルタ３２のアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮して、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは可変設定される。
【００８０】
ここで、アッシュ堆積量が多くなるほど上記差圧ΔＰは大きくなるため、アッシュ堆積量が多くなるほど上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎを大きくすることが望ましい。そして、アッシュ堆積量は、車両の総走行距離ＴＲが長くなるほど多くなる。そこで、図５に示すように、総走行距離ＴＲが長いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように、同総走行距離ＴＲに基づいて可変設定される。
【００８１】
こうして上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎが設定されると、フィルタ３２の再生処理の終了直後における差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているか否かが判定される（Ｓ２１０）。
【００８２】
そして、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「ΔＰｍｉｎ＜ΔＰ＜ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８３】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。なお、このときの背圧Ｐは、ステップＳ２００にて肯定判定されているため、フィルタ３２の再生処理の終了直後における背圧Ｐとなっている。
【００８４】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８５】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００８６】
先のステップＳ２１０にて、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっていないと判定されるとき、つまり「ΔＰｍｉｎ≧ΔＰ」または「ΔＰ≧ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、ステップＳ３１０にて、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される。このステップＳ３１０での処理は、ステップＳ１１０での処理と同一である。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ３１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８７】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、フィルタ３２に異常有りと判定されて（Ｓ３２０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態特有の作用を説明する。
【００８８】
本実施形態の異常判定処理では、フィルタ３２の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときは、分散板６０の異常判定を行わないようにしている。ここで、上述したように再生処理が終了した直後の差圧ΔＰは、アッシュの堆積量によって変化する。従って、こうしたアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮することなく、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎを設定すると、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度が悪化するようになる。
【００８９】
そこで、本実施形態の異常判定処理では、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎをフィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。従って、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度が高くなる。
【００９０】
また、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘよりも大きいときには、フィルタ３２を通過する排気の量が少なくなっているため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量が減少し、これによりＳＣＲ触媒４１に供給される単位時間当たりの還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率Ｒが低下するおそれがある。また、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが下限差圧値ΔＰｍｉｎよりも小さいときには、フィルタ３２を通過する排気の量が多くなっているため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量が増大する。このようにして排気流量が増大すると、還元剤を含んだ排気がＳＣＲ触媒４１を速やかに通過してしまうため、ＳＣＲ触媒４１に貯留される還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率Ｒが低下するおそれがある。つまり、ＮＯｘ浄化率Ｒが所定値以下に低い場合であって、差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではないときには、フィルタ３２に異常が生じていると判定することができる。
【００９１】
そこで、本実施形態の異常判定処理では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく（ステップＳ２１０の否定判定）、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低いときには（ステップＳ３１０での肯定判定）、ステップＳ３２０にて、フィルタ３２に異常ありと判定される。従って、分散板６０の異常のみならず、フィルタ３２の異常も判定することができる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態によれば、第２実施形態の効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（４）フィルタ３２の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときは、分散板６０の異常判定を行わないようにしている。そして、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとをフィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。より詳細には、アッシュ堆積量と相関する車両の総走行距離ＴＲが長いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定している。従って、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度を高めることができるようになる。
【００９３】
（５）再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低いときには、フィルタ３２に異常ありと判定するようにしている。従って、分散板６０の異常のみならず、フィルタ３２の異常も判定することができるようになる。
【００９４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第２実施形態において、先の図３に示したステップＳ２１０の処理を省略する、つまり差圧ΔＰの比較判定処理を省略してもよい。この場合でも第２実施形態で説明した（２）の効果を得ることができる。
【００９５】
・第３実施形態では、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎの可変設定に際して、車両の総走行距離ＴＲとアッシュ堆積量との相関を利用するようにした。この他、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、再生処理の実行回数が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、先の図５に示すように、フィルタ３２の再生処理の実行回数が多いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定するようにしてもよい。なお、この変形例は、フィルタ３２の再生処理の実行回数を制御装置８０に記憶しておくことにより、容易に実施できる。
【００９６】
また、上述したように、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、フィルタ３２に捕集された微粒子の積算量、換言すれば再生処理によって処理された微粒子の総量が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、先の図５に示すように、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの積算値が多いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定するようにしてもよい。
【００９７】
・第３実施形態では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以下のときには、フィルタ３２に異常ありと判定するようにしたが、これらの各処理を省略してもよい。この場合でも、第３実施形態で説明した（４）の効果を得ることができる。
【００９８】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の液状の還元剤を使用するようにしてもよい。
・ＮＯｘ浄化触媒として、選択還元型ＮＯｘ触媒とは異なる触媒を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、１５０…圧力センサ、２００…尿素水供給機構（還元剤供給機構）、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒の一つである選択還元型ＮＯｘ触媒と、この選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化に利用する還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。
【０００３】
この排気浄化装置では、還元剤供給機構から排気通路に向けて尿素水が噴射される。噴射された尿素水は、分散板によって霧化が促進され、排気熱による加水分解によってアンモニアとなる。そしてこのアンモニアが還元剤として選択還元型ＮＯｘ触媒に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５１６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、分散板に変形などの異常が生じると、尿素水の霧化状態が変化するようになる。そのため、選択還元型ＮＯｘ触媒に供給されるアンモニアの量が変化し、その結果、浄化されるＮＯｘの量、つまりＮＯｘ浄化率が低下するようになる。
【０００６】
ここで、ＮＯｘ浄化率の低下は、分散板の異常のみならず、ＮＯｘ浄化触媒の劣化や、還元剤供給機構の異常（例えば還元剤を噴射する噴射弁の異常など）によっても生じる。そのため、ＮＯｘ浄化率が低下したときには、分散板に異常があるにもかかわらず、ＮＯｘ浄化触媒や還元剤供給機構などの誤った部品を交換してしまうおそれがあり、ＮＯｘ浄化率の低下原因を特定することが望ましい。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＯｘ浄化率が低下する原因の一つである分散板の異常を特定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載の「上流」及び「下流」は、排気系での排気の流れ方向を基準にするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、還元剤の供給によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて前記ＮＯｘ浄化触媒よりも上流で還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記分散板よりも上流の排気圧を検出する圧力センサを備え、前記ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ前記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、前記分散板に異常ありと判定する異常判定を行うことをその要旨とする。
【００１０】
分散板に異常が生じると、当該分散板の圧力損失が変化する。そのため、分散板よりも上流の排気圧は、正常時とは異なった異常な値となる。ここで、同排気圧の異常値は、排気系を構成する他の部材での圧力損失が変化した場合にも生じる。しかし、分散板の異常とＮＯｘ浄化率の低下とは高い関連性があるため、ＮＯｘ浄化率の低下と上記排気圧の異常値とがともに生じているときには、分散板に異常が生じている可能性が非常に高い。
【００１１】
そこで、同構成では、ＮＯｘ浄化率が所定値以下に低く、かつ上記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値ではない異常値のときには、分散板に異常ありと判定するようにしている。従って、分散板の異常を特定することができるようになる。
【００１２】
なお、上記上限圧力値としては、分散板の変形や分散板への異物付着等による圧力損失の増大に伴って排気圧が高くなったときの圧力値を設定することができる。また、上記下限圧力値としては、分散板の変形や分散板の破損等による圧力損失の低下に伴って排気圧が低くなったときの圧力値を設定することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記圧力センサの上流には、排気中の微粒子を捕集するとともに再生処理が行われるフィルタが設けられており、前記再生処理が終了した直後の前記排気圧に基づいて前記異常判定を行うことをその要旨とする。
【００１４】
排気中の微粒子を捕集するフィルタが上記圧力センサの上流に設けられている場合、フィルタでの微粒子堆積量が圧力センサで検出される排気圧に影響を与える。従って、排気圧に基づく分散板の異常判定を行うに際して、微粒子堆積量の影響による排気圧の変化を、分散板の異常による排気圧の変化であると誤って判定するおそれがある。この点、同構成では、フィルタの再生処理が終了した直後、つまり微粒子堆積量が非常に少なくなっているときの排気圧に基づいて分散板の異常判定を行うようにしている。そのため、分散板の異常判定を行うに際して、微粒子堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板の異常判定の精度を高めることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記フィルタの上流及び下流の排気圧の圧力差を検出する差圧センサを有しており、前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値でないときには、前記異常判定を禁止することをその要旨とする。
【００１６】
上記フィルタでの微粒子堆積量が過剰に多いときや、内燃機関からの微粒子排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタの圧力損失が過剰に高くなるため、上記圧力差が大きくなる。一方、溶損等の発生によりフィルタの圧力損失が過剰に低くなると、上記圧力差は小さくなる。
【００１７】
こうしたフィルタの圧力損失の変化は、同フィルタの下流にある上記圧力センサの検出値に影響を与える。そのため、フィルタの圧力損失の異常による排気圧の過度な上昇、あるいは過度な低下を分散板の異常と誤判定してしまうおそれがある。この点、同構成では、再生処理が終了した直後の上記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値ではない、つまりフィルタの圧力損失が過剰に変化しており異常があるときには、排気圧に基づく分散板の異常判定を禁止するようにしている。そのため、分散板の異常判定を行うに際して、フィルタの圧力損失の異常による悪影響を極力抑えることができ、これにより分散板の異常判定の精度を高めることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は、前記フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定されることをその要旨とする。
【００１９】
フィルタには、潤滑油に由来する成分であって上述した再生処理による燃焼が困難なアッシュが堆積していく。なお、このアッシュとしては、例えば潤滑油の添加剤等に含まれる成分（Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ等の金属成分など）が挙げられる。そして、再生処理が終了した直後の上記圧力差は、アッシュの堆積量によっても変化する。そこで、同構成では、上記圧力差が所定の範囲外の値であるかどうかを判定するための上記上限差圧値と上記下限差圧値とを、フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。従って、分散板の異常判定を行うか否かの判定精度を高めることができるようになる。
【００２０】
なお、アッシュ堆積量が多くなるほど上記圧力差は大きくなるため、同構成においては、アッシュ堆積量が多くなるほど上限差圧値及び下限差圧値を大きくすることが望ましい。
【００２１】
アッシュ堆積量は、車両の総走行距離が長くなるほど多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項５に記載の発明によるように、前記内燃機関が搭載された車両の総走行距離が長いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することができる。
【００２２】
また、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、再生処理の実行回数が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項６に記載の発明によるように、前記再生処理の実行回数が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することもできる。
【００２３】
また、上述したように、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、フィルタのアッシュ堆積量に応じて上記上限差圧値及び下限差圧値を可変設定するに際しては、請求項７に記載の発明によるように、前記フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される、といった構成を採用することもできる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定することをその要旨とする。
【００２５】
再生処理が終了した直後の上記圧力差が上記上限差圧値よりも大きいときには、フィルタを通過する排気の量が少なくなっているため、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気の流量が減少し、これにより同ＮＯｘ浄化触媒に供給される単位時間当たりの還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。また、再生処理が終了した直後の上記圧力差が上記下限差圧値よりも小さいときには、フィルタを通過する排気の量が多くなっているため、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気の流量が増大し、これにより同ＮＯｘ浄化触媒に貯留される還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。つまり、ＮＯｘ浄化率が所定値以下に低い場合であって、上記圧力差が上限差圧値と下限差圧値との間の値ではないときには、フィルタに異常が生じていると判定することができる。そこで、同構成では、再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定する、という構成を備えるようにしている。従って、分散板の異常のみならず、フィルタの異常をも判定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態にて実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】第２実施形態で実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図４】第３実施形態で実行される異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態において上限差圧値及び下限差圧値と走行距離との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２８】
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２９】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００３０】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００３１】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００３２】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００３３】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００３４】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００３５】
フィルタ３２に捕集されたＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍという）が所定値を超えると、フィルタ３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが所定の再生終了値ＰＭｅ以下にまで減少すると、燃料添加弁５からの燃料噴射が終了されて、再生処理は終了される。
【００３６】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを浄化するＮＯＸ浄化触媒として、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００３７】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００３８】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００３９】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００４０】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００４１】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水をＳＣＲ触媒４１の上流で分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００４２】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸蔵される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。
【００４３】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００４４】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。
【００４５】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差である差圧ΔＰを検出する。第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０、第１ＮＯｘセンサ１３０、及び圧力センサ１５０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。圧力センサ１５０は、分散板６０よりも上流の排気圧である背圧Ｐを検出する。第３浄化部材５０の下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００４６】
これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００４７】
そして、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
【００４８】
また、制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために過不足の無い尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された尿素添加量が尿素添加弁２３０から噴射されるように、同尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。なお、ＮＯｘ還元のための上記尿素水添加は、機関運転中は継続して行われ、機関運転が停止されると停止される。
【００４９】
ところで、上述したように、分散板６０に変形などの異常が生じると、尿素水の霧化状態が変化するようになる。そのため、ＳＣＲ触媒４１に供給されるアンモニアの量が変化し、その結果、浄化されるＮＯｘの量、つまりＮＯｘ浄化率が低下するようになる。
【００５０】
そこで、制御装置８０は、図２に示す異常判定処理を所定周期毎に実行することで、ＮＯｘ浄化率が低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定するようにしている。
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。ここでは、次式（１）からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される。なお、本実施形態では、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２をセンサにて検出するようにしてもよいが、機関運転状態等に基づいて推定してもよい。
【００５１】
Ｒ＝（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１ …（１）
Ｒ：ＮＯｘ浄化率
Ｎ１：第１ＮＯｘ濃度
Ｎ２：第２ＮＯｘ濃度
次に、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５２】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。この上限背圧値Ｐｍａｘは、予め定められた上限圧力値である。より具体的には、分散板６０の変形や分散板６０への異物付着等による圧力損失の増大に伴い、背圧Ｐが異常に高くなったときの圧力値が設定されている。
【００５３】
また、下限背圧値Ｐｍｉｎも予め定められた下限圧力値である。より具体的には、分散板６０の変形や分散板６０の破損等による圧力損失の低下に伴い、背圧Ｐが異常に低くなったときの圧力値が設定されている。
【００５４】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５５】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００５６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
分散板６０に異常が生じると、当該分散板６０の圧力損失が変化するため、分散板６０よりも上流の排気圧である背圧Ｐは、正常時とは異なった異常な値となる。ここで、背圧Ｐの異常値は、排気系を構成する他の部材での圧力損失が変化した場合にも生じる。例えば、フィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓｍの変化や、排気通路２６の内壁に対する異物付着等によっても圧力損失は変化する。しかし、分散板６０の異常とＮＯｘ浄化率Ｒの低下とは高い関連性があるため、ＮＯｘ浄化率Ｒの低下と背圧Ｐの異常値とがともに生じているときには、分散板６０に異常が生じている可能性が非常に高い。
【００５７】
そこで、上記異常判定処理では、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低く（ステップＳ１１０での肯定判定）、かつ背圧Ｐが予め定められた上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値ではない異常値のときには（ステップＳ１２０での否定判定）、分散板６０に異常ありと判定される。従って、ＮＯｘ浄化率Ｒが低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低く、かつ背圧Ｐが予め定められた上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値ではない異常値のときには、分散板６０に異常ありと判定するようにしている。従って、ＮＯｘ浄化率Ｒが低下する原因の一つである分散板６０の異常を特定することができるようになる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２実施形態について、図３を参照して説明する。
【００５９】
フィルタ３２が上記圧力センサ１５０の上流に設けられている場合、フィルタ３２でのＰＭ堆積量が圧力センサ１５０で検出される背圧Ｐに影響を与える。従って、背圧Ｐに基づく分散板６０の異常判定を行うに際して、ＰＭ堆積量の影響による背圧Ｐの変化を、分散板６０の異常による背圧Ｐの変化であると誤って判定するおそれがある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、こうしたＰＭ堆積量が分散板６０の異常判定に与える影響を抑えるようにしており、第１実施形態で説明した異常判定処理に対して、図３に示すように新たなステップＳ２００及びステップＳ２１０の処理を追加するようにしている。
【００６１】
そこで、以下では、第１実施形態との相異点を中心にして、本実施形態における異常判定処理を説明する。
図３に示す本実施形態の異常判定処理も、制御装置８０によって所定周期毎に実行される。なお、図３において先の図２で説明した処理ステップと同じ処理ステップには、同一のステップ番号を付している。
【００６２】
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。
次に、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないか否かが判定される（Ｓ２００）。なお、通常であれば、再生処理が終了した直後のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは十分に少なくなっている。しかし、再生処理の終了が、同再生処理の中断等によるものであった場合には、再生処理が終了した直後のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは十分に少なくなっておらず、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの減少が不完全な状態になっているおそれがある。そこで、上記判定値Ａとしては、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが十分に少なくなっていることを判定できる値が設定されており、例えば本実施形態では上記再生終了値ＰＭｅと同じ値が設定されている。なお、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍと判定値Ａとの比較は、必ずも行う必要はなく、適宜省略することもできる。
【００６３】
そして、フィルタ３２の再生処理の終了直後ではない、またはＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａ以上であるときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差であって、フィルタ３２の再生処理の終了直後における差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているか否かが判定される（Ｓ２１０）。
【００６４】
この上限差圧値ΔＰｍａｘは、予めの実験等を通じて定められた値である。より具体的には、フィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが過剰に多いときや、エンジン１からの微粒子排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタ３２の圧力損失が過剰に高くなるため、差圧ΔＰが過度に大きくなる。このように差圧ΔＰが過度に大きいときの値が、上限差圧値ΔＰｍａｘとして設定されている。
【００６５】
また、下限差圧値ΔＰｍｉｎも予めの実験等を通じて定められた値である。より具体的には、溶損等の発生によりフィルタ３２の圧力損失が過剰に低くなると、差圧ΔＰが過度に小さくなる。このように差圧ΔＰが過度に小さいときの値が、下限差圧値ΔＰｍｉｎとして設定されている。
【００６６】
そして、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「ΔＰｍｉｎ≧ΔＰ」または「ΔＰ≧ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、ＮＯｘ浄化率Ｒ及び背圧Ｐに基づいた分散板６０の異常判定を行うことなく、本処理は一旦終了される。つまり、ステップＳ２１０にて否定判定されるときには、分散板６０の異常判定が禁止される。
【００６７】
一方、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「ΔＰｍｉｎ＜ΔＰ＜ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００６８】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。なお、このときの背圧Ｐは、ステップＳ２００にて肯定判定されているため、フィルタ３２の再生処理の終了直後における背圧Ｐとなっている。
【００６９】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００７０】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００７１】
次に、本実施形態特有の作用を説明する。
本実施形態の異常判定処理では、ステップＳ２００にてフィルタ３２の再生処理の終了直後であるか否かを判定するようにしている。そして、ステップＳ１２０にて背圧Ｐを比較判定するときには、フィルタ３２の再生処理が終了した直後、つまりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが非常に少なくなっているときの背圧Ｐを用いて比較判定が行われる。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、ＰＭ堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度が高まるようになる。
【００７２】
また、フィルタ３２でのＰＭ堆積量が過剰に多いときや、エンジン１からのＰＭ排出量が過剰に多いとき、あるいは上記再生処理が十分に行われていないときには、フィルタ３２の圧力損失が過剰に高くなるため、上記差圧ΔＰが大きくなる。一方、溶損等の発生によりフィルタ３２の圧力損失が過剰に低くなると、上記差圧ΔＰは小さくなる。
【００７３】
こうしたフィルタ３２の圧力損失の変化は、フィルタ３２の下流にある圧力センサ１５０の検出値に影響を与える。そのため、フィルタ３２の圧力損失の異常による背圧Ｐの過度な上昇、あるいは過度な低下を分散板６０の異常と誤判定してしまうおそれがある。この点、本実施形態の異常判定処理では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではない、つまりフィルタ３２の圧力損失が過剰に変化しており異常があるときには、背圧Ｐ等に基づく分散板６０の異常判定が禁止される。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２の圧力損失の異常による悪影響が極力抑えられ、分散板６０の異常判定の精度が高くなる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（２）フィルタ３２の再生処理が終了した直後の背圧Ｐに基づき、分散板６０の異常判定を行うようにしている。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２のＰＭ堆積量の影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度を高めることができる。
【００７５】
（３）フィルタ３２の再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときには、分散板６０の異常判定を禁止するようにしている。そのため、分散板６０の異常判定を行うに際して、フィルタ３２の圧力損失の異常による悪影響を極力抑えることができ、これにより分散板６０の異常判定の精度を高めることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第３実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。
【００７６】
上記第２実施形態では、差圧ΔＰが所定の範囲外の値であるかどうかを判定するために上記上限差圧値ΔＰｍａｘと上記下限差圧値ΔＰｍｉｎとを設定するようにした。
ここで、フィルタ３２には、潤滑油に由来する成分であって上述した再生処理による燃焼が困難なアッシュが堆積していくことが知られている。なお、このアッシュとしては、例えば潤滑油の添加剤等に含まれる成分（Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ等の金属成分など）が挙げられる。そして、再生処理が終了した直後の上記差圧ΔＰは、アッシュの堆積量によっても変化する。従って、こうしたアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮して、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとを設定することが望ましい。そこで、本実施形態では、フィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとを可変設定するようにしている。
【００７７】
以下、第３実施形態との相異点を中心にして、本実施形態における異常判定処理を説明する。
図４に示す本実施形態の異常判定処理も、制御装置８０によって所定周期毎に実行される。なお、図４において先の図２や図３で説明した処理ステップと同じ処理ステップには、同一のステップ番号を付している。
【００７８】
本処理が開始されるとまず、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１及び第２ＮＯｘ濃度Ｎ２からＮＯｘ浄化率Ｒが算出される（Ｓ１００）。
次に、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないか否かが判定される（Ｓ２００）。
【００７９】
そして、フィルタ３２の再生処理の終了直後ではない、またはＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａ以上であるときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、フィルタ３２の再生処理の終了直後であり、かつＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ａよりも少ないときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、エンジン１を搭載した車両の総走行距離ＴＲに基づいて上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎが算出される（Ｓ３００）。ここでの上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは、第２実施形態で説明した上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎに準じたものである。ただし、本実施形態では、フィルタ３２のアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮して、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは可変設定される。
【００８０】
ここで、アッシュ堆積量が多くなるほど上記差圧ΔＰは大きくなるため、アッシュ堆積量が多くなるほど上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎを大きくすることが望ましい。そして、アッシュ堆積量は、車両の総走行距離ＴＲが長くなるほど多くなる。そこで、図５に示すように、総走行距離ＴＲが長いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように、同総走行距離ＴＲに基づいて可変設定される。
【００８１】
こうして上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎが設定されると、フィルタ３２の再生処理の終了直後における差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているか否かが判定される（Ｓ２１０）。
【００８２】
そして、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「ΔＰｍｉｎ＜ΔＰ＜ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８３】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、分散板６０の上流の排気圧である背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値となっているか否かが判定される（Ｓ１２０）。なお、このときの背圧Ｐは、ステップＳ２００にて肯定判定されているため、フィルタ３２の再生処理の終了直後における背圧Ｐとなっている。
【００８４】
そして、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっているとき、つまり「Ｐｍｉｎ＜Ｐ＜Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、分散板６０が正常であると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８５】
一方、背圧Ｐが、上限背圧値Ｐｍａｘと下限背圧値Ｐｍｉｎとの間の値になっていないとき、つまり「Ｐｍｉｎ≧Ｐ」または「Ｐ≧Ｐｍａｘ」が成立するときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、分散板６０に異常有りと判定されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０にて、分散板６０に異常有りと判定された場合には、警告灯の点灯等を行うことで車両の運転者に異常の発生が報知される。
【００８６】
先のステップＳ２１０にて、差圧ΔＰが、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値になっていないと判定されるとき、つまり「ΔＰｍｉｎ≧ΔＰ」または「ΔＰ≧ΔＰｍａｘ」が成立するときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、ステップＳ３１０にて、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいか否かが判定される。このステップＳ３１０での処理は、ステップＳ１１０での処理と同一である。そして、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以上であるときには（Ｓ３１０：ＮＯ）、ＮＯｘの浄化が正常に行われていると判断されて、本処理は一旦終了される。
【００８７】
一方、ＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも小さいときには（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、フィルタ３２に異常有りと判定されて（Ｓ３２０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態特有の作用を説明する。
【００８８】
本実施形態の異常判定処理では、フィルタ３２の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときは、分散板６０の異常判定を行わないようにしている。ここで、上述したように再生処理が終了した直後の差圧ΔＰは、アッシュの堆積量によって変化する。従って、こうしたアッシュ堆積量による差圧ΔＰの変化を考慮することなく、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎを設定すると、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度が悪化するようになる。
【００８９】
そこで、本実施形態の異常判定処理では、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎをフィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。従って、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度が高くなる。
【００９０】
また、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘよりも大きいときには、フィルタ３２を通過する排気の量が少なくなっているため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量が減少し、これによりＳＣＲ触媒４１に供給される単位時間当たりの還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率Ｒが低下するおそれがある。また、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが下限差圧値ΔＰｍｉｎよりも小さいときには、フィルタ３２を通過する排気の量が多くなっているため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量が増大する。このようにして排気流量が増大すると、還元剤を含んだ排気がＳＣＲ触媒４１を速やかに通過してしまうため、ＳＣＲ触媒４１に貯留される還元剤の量が不足してＮＯｘ浄化率Ｒが低下するおそれがある。つまり、ＮＯｘ浄化率Ｒが所定値以下に低い場合であって、差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではないときには、フィルタ３２に異常が生じていると判定することができる。
【００９１】
そこで、本実施形態の異常判定処理では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく（ステップＳ２１０の否定判定）、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低いときには（ステップＳ３１０での肯定判定）、ステップＳ３２０にて、フィルタ３２に異常ありと判定される。従って、分散板６０の異常のみならず、フィルタ３２の異常も判定することができる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態によれば、第２実施形態の効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（４）フィルタ３２の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値でないときは、分散板６０の異常判定を行わないようにしている。そして、上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとをフィルタ３２のアッシュ堆積量に応じて可変設定するようにしている。より詳細には、アッシュ堆積量と相関する車両の総走行距離ＴＲが長いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定している。従って、分散板６０の異常判定を行うか否かの判定精度を高めることができるようになる。
【００９３】
（５）再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値αよりも低いときには、フィルタ３２に異常ありと判定するようにしている。従って、分散板６０の異常のみならず、フィルタ３２の異常も判定することができるようになる。
【００９４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第２実施形態において、先の図３に示したステップＳ２１０の処理を省略する、つまり差圧ΔＰの比較判定処理を省略してもよい。この場合でも第２実施形態で説明した（２）の効果を得ることができる。
【００９５】
・第３実施形態では、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎの可変設定に際して、車両の総走行距離ＴＲとアッシュ堆積量との相関を利用するようにした。この他、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、再生処理の実行回数が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、先の図５に示すように、フィルタ３２の再生処理の実行回数が多いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定するようにしてもよい。なお、この変形例は、フィルタ３２の再生処理の実行回数を制御装置８０に記憶しておくことにより、容易に実施できる。
【００９６】
また、上述したように、アッシュは、再生処理での微粒子の燃え残りでもあるため、フィルタ３２に捕集された微粒子の積算量、換言すれば再生処理によって処理された微粒子の総量が多いほどアッシュ堆積量は多くなる。そこで、先の図５に示すように、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの積算値が多いほど、上限差圧値ΔＰｍａｘ及び下限差圧値ΔＰｍｉｎは大きくなるように可変設定するようにしてもよい。
【００９７】
・第３実施形態では、再生処理が終了した直後の差圧ΔＰが上限差圧値ΔＰｍａｘと下限差圧値ΔＰｍｉｎとの間の値ではなく、かつＮＯｘ浄化率Ｒが浄化率判定値α以下のときには、フィルタ３２に異常ありと判定するようにしたが、これらの各処理を省略してもよい。この場合でも、第３実施形態で説明した（４）の効果を得ることができる。
【００９８】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の液状の還元剤を使用するようにしてもよい。
・ＮＯｘ浄化触媒として、選択還元型ＮＯｘ触媒とは異なる触媒を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、１５０…圧力センサ、２００…尿素水供給機構（還元剤供給機構）、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤の供給によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて前記ＮＯｘ浄化触媒よりも上流で還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記分散板よりも上流の排気圧を検出する圧力センサを備え、
前記ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ前記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、前記分散板に異常ありと判定する異常判定を行う
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記圧力センサの上流には、排気中の微粒子を捕集するとともに再生処理が行われるフィルタが設けられており、
前記再生処理が終了した直後の前記排気圧に基づいて前記異常判定を行う
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記フィルタの上流及び下流の排気圧の圧力差を検出する差圧センサを有しており、
前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値でないときには、前記異常判定を禁止する
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記上限差圧値及び前記下限差圧値は、前記フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定される
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記内燃機関が搭載された車両の総走行距離が長いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記再生処理の実行回数が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定する
請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
還元剤の供給によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、還元剤を排気通路内に供給する還元剤供給機構と、排気通路内に設けられて前記ＮＯｘ浄化触媒よりも上流で還元剤を分散させる分散板とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記分散板よりも上流の排気圧を検出する圧力センサを備え、
前記ＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘ浄化率が所定値以下であって、かつ前記排気圧が予め定められた上限圧力値と下限圧力値との間の値でないときには、前記分散板に異常ありと判定する異常判定を行う
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記圧力センサの上流には、排気中の微粒子を捕集するとともに再生処理が行われるフィルタが設けられており、
前記再生処理が終了した直後の前記排気圧に基づいて前記異常判定を行う
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記フィルタの上流及び下流の排気圧の圧力差を検出する差圧センサを有しており、
前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が予め定められた上限差圧値と下限差圧値との間の値でないときには、前記異常判定を禁止する
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記上限差圧値及び前記下限差圧値は、前記フィルタのアッシュ堆積量に応じて可変設定される
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記内燃機関が搭載された車両の総走行距離が長いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記再生処理の実行回数が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記フィルタに捕集された微粒子の積算量が多いほど、前記上限差圧値及び前記下限差圧値は大きくなるように可変設定される
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記再生処理が終了した直後の前記圧力差が前記上限差圧値と前記下限差圧値との間の値ではなく、かつ前記ＮＯｘ浄化率が前記所定値以下のときには、前記フィルタに異常ありと判定する
請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１００７２９（Ｐ２０１３−１００７２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３６９８（Ｐ２０１１−２４３６９８）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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