CN101636567B - 内燃机的废气净化装置及NOx吸附材料的性能诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有NOx吸附材料的废气净化装置，能区分判断NOx吸附材料的暂时性的性能下降与永久性的性能下降。使内燃机实际地运转，分别测定被NOx吸附材料吸附的NOx量和水分量；接着，参照表示提前设定好的水分吸附量和NOx吸附量的相关关系的基准线，决定与水分吸附量的测定值x1对应的NOx吸附量的基准值y0；然后，比较NOx吸附量的测定值y1和基准值y0，输出反映了该比较结果的信号。

Description

内燃机的废气净化装置及NOx吸附材料的性能诊断方法

技术领域

本发明涉及内燃机的废气净化装置，具体涉及具有低温时能吸附废气中的NOx的NOx吸附材料的废气净化装置。

背景技术

一直以来，例如像专利文献1(日本特开2000-345832号公报)所公开的那样，提出了具有与催化剂不同的NOx吸附材料的废气净化装置。催化剂在低温时的活性度低，在冷起动时无法充分净化NOx。但通过具有低温时也能吸附NOx的NOx吸附材料，可以防止NOx排放到大气中。

专利文献1：日本特开2000-345832号公报

发明内容

但是，已知NOx吸附材料的吸附性能随着使用而下降。吸附性能下降的原因之一是NOx吸附点的耗尽等吸附材料的劣化引起的，因此无法恢复下降了的吸附性能。但另一方面，下降了的吸附性能的一部分通过将NOx吸附材料暴露在还原气氛中而可以恢复，这一点已经通过实验得到确认。这种可恢复的吸附性能的下降推测是因形成NOx吸附点的离子交换点上的金属、或NOx吸附点的一部分进行反应形成了某种化合物而引起的。并且，该化合物通过曝露在还原气氛中可再生，因此所发生的反应推测应该是氧化反应。

无论如何，在NOx吸附材料的吸附性能的下降中，包括永久性的性能下降的部分和暂时性的性能下降的部分。为了有效地利用NOx吸附材料，要求能正确判断其性能下降是永久性的还是暂时性的，并根据性能下降原因进行相应的处理。并且，如果是暂时性的性能下降，通过将NOx吸附材料暴露在还原气氛中能够恢复，但该恢复处理所需的时间和能量因性能下降的程度不同而不同。为了适当地实施恢复处理，需要能客观地评价吸附性能下降的程度。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其第一目的在于，能区分判断NOx吸附材料的暂时性的性能下降和永久性的性能下降。进而，其第二目的是能客观地评价NOx吸附材料的暂时性的性能下降的程度。

第一发明是为了达到上述目的的至少一个而完成的，是一种内燃机的废气净化装置，其特征在于，具有：

NOx吸附材料，配置在内燃机的排气通路上；

NOx吸附量测定单元，测定在所述内燃机运转时被所述NOx吸附材料吸附的NOx量；

水分吸附量测定单元，测定在所述内燃机运转时被所述NOx吸附材料吸附的水分量；

基准值存储单元，存储相对水分吸附量的NOx吸附量的基准值；

比较单元，比较NOx吸附量的测定值和与水分吸附量的测定值对应的NOx吸附量的基准值；和

信号输出单元，输出反映了比较结果的信号。

第二发明的特征在于，在第一发明中，所述信号输出单元输出表示所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的大小关系的信号。

第三发明的特征在于，在第一发明中，所述信号输出单元输出与所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号。

第四发明的特征在于，在第一发明中，所述信号输出单元输出与所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号以及与水分吸附量的测定值对应的信号。

第五发明的特征在于，在第一至第四的任意一个发明中，所述NOx吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧NOx传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧NOx传感器，并且根据所述2个NOx传感器的输出值差计算NOx吸附量。

第六发明的特征在于，在第一至第五的任意一个发明中，所述水分吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧水分传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧水分传感器，并且根据所述2个水分传感器的输出值差计算水分吸附量。

第七发明的特征在于，在第一至第五的任意一个发明中，所述水分吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧温度传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧温度传感器，并且根据所述2个温度传感器的输出值差计算水分吸附量。

并且，第八发明是一种NOx吸附材料的性能诊断方法，用于诊断NOx吸附材料的吸附性能，其特征在于，具有以下步骤：

提前准备表示基准体中的水分吸附量和NOx吸附量的相关关系的数据，其中，所述基准体是不被认为有暂时性的NOx吸附性能下降的NOx吸附材料；

向诊断对象体提供包含NOx及水分的气体，分别测定被所述诊断对象体吸附的NOx量和水分量，其中，所述诊断对象体为作为诊断对象的NOx吸附材料；

参照所述数据，求出基准NOx吸附量，比较NOx吸附量的测定值和基准NOx吸附量，其中，所述基准NOx吸附量为水分吸附量的测定值所对应的所述基准体中的NOx吸附量；和

根据所述比较结果判断所述诊断对象体的暂时性的NOx吸附性能下降的程度。

发明效果

申请人进行实验的结果发现，当NOx吸附材料中没有暂时性的性能下降(推测是氧化造成的性能下降)时，水分吸附量和NOx吸附量之间有较高的相关性。当吸附性能的下降是由劣化造成的永久性的下降时，保持上述相关性的同时，NOx吸附量和水分吸附量均下降。与之相对，在NOx吸附材料的暂时性的性能下降中，可知仅NOx的吸附性能下降，不影响水分的吸附性能。鉴于这些新的事实，认为可以根据水分吸附量和NOx吸附量之间的上述相关性是否成立，来区分判断NOx吸附材料的暂时性的性能下降和永久性的性能下降。

根据第一发明，比较NOx吸附量的测定值和水分吸附量的测定值所对应的NOx吸附量的基准值。当NOx吸附材料的吸附性能没有下降时，或者仅是劣化造成的永久性的性能下降时，NOx吸附量的测定值与基准值基本一致。但是，当NOx吸附材料存在暂时性的性能下降时，NOx吸附量的测定值背离基准值。在第一发明中，输出的信号反映了这一比较结果，因此通过参照该信号能够不混淆NOx吸附材料的暂时性性能下降和永久性性能下降地进行检测。

根据第二发明，输出的信号是表示NOx吸附量的基准值和测定值的大小关系的信号，因此通过参照该信号可精确地判断NOx吸附材料有无暂时性的性能下降。

根据第三发明，输出的信号是与NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号，因此通过参照该信号可客观地评价NOx吸附材料的暂时性的性能下降的程度。

根据第四发明，输出与NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号的同时，也输出与水分吸附量的测定值对应的信号，因此可以在考虑了NOx吸附材料的劣化的基础上，评价NOx吸附材料的暂时性的性能下降的程度。

根据第五发明，可根据NOx传感器的实测值精确地测定NOx吸附材料的NOx吸附量。

根据第六发明，可根据水分传感器的实测值精确地测定NOx吸附材料的水分吸附量。

根据第七发明，通过温度传感器测定吸附热造成的NOx吸附材料的温度上升，可间接测定与吸附热的相关性高的NOx吸附材料的水分吸附量。

并且，根据第八发明，比较NOx吸附材料的诊断对象体所吸附的NOx量和此时的水分吸附量所对应的基准NOx吸附量，根据该比较结果判断诊断对象体的暂时性的NOx吸附性能的下降程度。当诊断对象体的吸附性能没有下降时，或者仅是劣化造成的永久性性能下降时，诊断对象体的NOx吸附量的测定值与基准NOx吸附量基本一致。但是当诊断对象体存在暂时性的性能下降时，NOx吸附量的测定值背离基准NOx吸附量。因此，根据NOx吸附量的测定值和基准NOx吸附量的比较结果，能不混淆诊断对象体的暂时性性能下降和永久性性能下降地进行检测，进而能客观地评价诊断对象体的暂时性的NOx吸附性能下降的程度。

附图说明

图1是用于说明具有作为本发明的实施方式1的废气净化装置的内燃机系统的概要构成的图。

图2是表示NOx吸附材料为新品时的水分吸附量和NOx吸附量的关系的图。

图3是表示NOx吸附材料的单位时间的水分吸附量的时间变化的图。

图4是表示NOx吸附材料的单位时间的NOx吸附量的时间变化的图。

图5是用于说明具有作为本发明的实施方式2的废气净化装置的内燃机系统的概要构成的图。

图6是表示NOx吸附材料为新品时的发热量和NOx吸附量的关系的图。

图7是表示NOx吸附材料的下游和上游的温度差的时间变化的图。

图8是表示内燃机系统中的NOx传感器及水分传感器的配置的变形例的图。

标记的说明

2  内燃机

4  吸气通路

6  排气通路

8  催化剂

10  旁通通路

10a  上游侧连接部

10b  下游侧连接部

12  切换阀

14  NOx吸附材料

16  返回通路

18  净化控制阀(purge control valve)

20  ECU

22，26  水分传感器

24，28  NOx传感器

30，32  温度传感器

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式1。

(系统的构成)

图1是用于说明具有作为本发明的实施方式1的废气净化装置的内燃机系统的概要构成的图。内燃机2中，用于向筒内取入空气的吸气通路4与从筒内排出的废气流动的排气通路6连接。排气通路6中配置可净化废气的催化剂8。

本实施方式的系统具有使排气通路6的一部分迂回的旁通通路10。旁通通路10的构成是：在位于催化剂8下游的上游侧连接部10a处从排气通路6分支，在位于该上游侧连接部10a的下游的下游侧连接部10b处再次与排气通路6合流。上游侧连接部10a中配置切换阀12，用于在排气通路6和旁通通路10之间切换废气的流入目的地。

旁路通路10的中途配置具有吸附废气中含有的NOx的功能的NOx吸附材料14。作为这种NOx吸附材料14，例如可以使用Fe离子交换沸石等金属离子交换沸石。旁通通路10中，在NOx吸附材料14的上游(上游侧连接中10a一侧)配置水分传感器22和NOx传感器24。并且，在NOx吸附材料14的下游(下游侧连接部10b一侧)也配置水分传感器26和NOx传感器28。

并且，旁通通路10中，在上游侧连接部10a和NOx吸附材料14之间的部位，连通返回通路16。返回通路16在其中途具有净化控制阀18，其端部与吸气通路4连通。

本实施方式的系统中，作为控制其动作的装置，具有ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。ECU20除了连接上述水分传感器22、26、NOx传感器24、28外，还连接用于控制内燃机2的各种传感器。并且，ECU20连接上述切换阀12、净化控制阀18等各种调节器。

(系统的动作)

接着说明由ECU20控制的系统的动作。其中说明由系统实现的各种动作中，NOx吸附材料14涉及的动作。

(冷起动时的动作)

内燃机2冷起动时，进行用于使从筒内排出的废气中的NOx由NOx吸附材料14吸附的动作。具体而言，通过切换阀12，废气的流入目的地切换为旁通通路10。并且，净化控制阀18控制为关阀状态。

在该状态下，从内燃机2排出的废气全部从排气通路6导入到旁通通路10。导入到旁通通路10的废气通过NOx吸附材料14后，再次返回到排气通路6中后排放到大气中。冷起动时因催化剂8尚未活化，所以无法用催化剂8净化废气中含有的NOx。但是，通过将全部废气导入到旁通通路10，废气中含有的NOx被NOx吸附材料14吸附并去除。这样一来，可抑制未被催化剂8净化的NOx排放到大气中。

此外，从内燃机2排出的废气中含有因燃料燃烧而生成的水分。作为NOx吸附材料14的材料的沸石具有吸附水分的功能，因此通过将全部废气导入到旁通通路10，在NOx吸附材料14中废气中的水分和NOx同时被吸附。

(催化剂暖机后的动作)

内燃机2起动后，流入到催化剂8中的废气的温度上升，最终使催化剂8的温度上升到活化温度。通过催化剂8的活化，废气中含有的NOx可与其他未净化成分同时被催化剂8净化。因此，当检测出催化剂8的温度上升到活化温度时，操作切换阀12，废气的流入目的地从旁路通路10切换到排气通路6。这样一来，由催化剂8净化后的废气不经过NOx吸附材料14，而直接经过排气通路6排放到大气中。

并且，在规定的净化开始条件成立的时刻，净化控制阀18打开。这样一来，从筒内排出的废气的一部分利用内燃机2的吸气通路4中产生的负压，从排气通路6通过下游侧连接部10b被导入到旁通通路10。

其结果是，高温的废气提供到NOx吸附材料14。到NOx吸附材料的NOx、水分的吸附是在较低温度时发生的现象，当温度上升时，则发生NOx、水分从NOx吸附材料14脱离的现象。因此，由于高温的废气被导入到NOx吸附材料14，被吸附的NOx、水分脱离NOx吸附材料14。脱离的NOx、水分通过返回通路16导入到吸气通路4。返回到吸气通路4的NOx再次用于燃烧后，被处于活化状态的催化剂8净化。水分直接通过排气通路6排放到大气中。

(NOx吸附材料的性能诊断)

ECU20中，作为系统的OBD的一个项目，具有诊断NOx吸附材料14的NOx吸附性能的功能。在该诊断中，使NOx吸附性能的暂时性下降区分于永久性吸附性能下降来进行判断。暂时性的性能下降是指，通过将NOx吸附材料14曝露在还原气氛中可恢复的性能下降(氧化造成的性能下降)，永久性的性能下降是指吸附材料的劣化造成的不可恢复的性能下降。进一步，在该诊断中，当认为NOx吸附材料14是暂时性的吸附性能下降时，还进行其下降程度的评价。

(性能诊断的概要)

首先，说明在本实施方式中实施的NOx吸附材料14的性能诊断的概要。图2是表示NOx吸附材料14是新品时的水分吸附量和NOx吸附量的关系的图。如该图所示，如果NOx吸附材料14是新品，则NOx吸附量可作为水分吸附量的函数表示。并且，NOx吸附材料14因吸附材料的劣化而性能下降，但在这种永久性性能下降的情况下，水分吸附量和NOx吸附量也保持相关性。即，如果NOx吸附性能的下降是劣化造成的永久性下降，则NOx吸附量和水分吸附量沿着图2所示的曲线(以下将该曲线称为基准线)下降。

与之相对，当NOx吸附性能下降是氧化造成的暂时性下降时，与新品相比，NOx吸附量虽然下降，但水分吸附量没有变化。这是因为，受到氧化影响的仅是Nox的吸附性能，水分的吸附性能不受氧化的影响。例如，在图2中，在以点P1为初始状态(新品)的NOx吸附材料14中，吸附性能因氧化而暂时下降时，水分吸附量和NOx吸附量的关系向基准线外的点P2移动。

由此可知，测定水分吸附量和NOx吸附量，根据该测定值是否在基准线上，可区分判断NOx吸附性能的暂时性下降和永久性吸附性能下降。并且，通过对测定结果背离基准线的程度(图2中所示箭头的长度)进行测定，可客观评价NOx吸附性能的暂时性下降的程度。

(性能诊断的具体步骤)

接着说明NOx吸附材料14的性能诊断的具体步骤。性能诊断在规定的诊断开始条件成立时实施。诊断开始条件包括如下情况：来自NOx吸附材料14的NOx及水分的净化完成；废气温度低，NOx吸附材料14可吸附NOx、水分。

当诊断开始条件成立时，通过切换阀12，废气的流入目的地切换为旁通通路10。并且，净化控制阀18控制为关阀状态。通过切换阀12的操作，含有NOx和水分的废气被导入到NOx吸附材料14。ECU20在切换阀12的操作后，分别开始NOx吸附材料14的NOx吸附量的测定、及水分吸附量的测定。NOx吸附量及水分吸附量分别如下测定。

首先，NOx吸附材料14的水分吸附量由配置在NOx吸附材料14前后的水分传感器22、26测定。图3所示的图的横轴是时间，纵轴是单位时间的水分吸附量。上游侧的水分传感器22的输出值相当于流入到NOx吸附材料14的水分的流量，下游侧的水分传感器26的输出值相当于从NOx吸附材料14流出的水分的流量。因此，图3的单位时间的水分吸附量相当于上游侧的水分传感器22和下游侧的水分传感器26的输出值偏差。当NOx吸附材料14的水分吸附量变为饱和状态时，2个水分传感器22、26的输出值偏差变为0。因此，通过对到该时刻为止的水分传感器22、26的输出值偏差进行积分，即通过计算图3的斜线部A的面积，可求出NOx吸附材料14的水分吸附量x1。

另一方面，NOx吸附材料14的NOx吸附量由配置在NOx吸附材料14前后的NOx传感器24、28测定。图4所示的图的横轴是时间，纵轴是单位时间的NOx吸附量。上游侧的NOx传感器24的输出值相当于流入到NOx吸附材料14的NOx的流量，下游侧的NOx传感器28的输出值相当于从NOx吸附材料14流出的NOx的流量。因此，图4的单位时间的NOx吸附量相当于上游侧的NOx传感器24和下游侧的NOx传感器28的输出值偏差。

而被NOx吸附材料14吸附的NOx之后由于吸附的水分的作用而脱离。因此，吸附开始后的短暂时间内，2个NOx传感器24、28的输出值偏差是正值，但水分作用导致的吸附NOx的脱离量超过吸附量，从而使2个NOx传感器24、28的输出值偏差变为负值。并且，最终所有吸附NOx脱离时，NOx传感器24、28的输出值偏差变为0。

考虑到这种NOx吸附材料14的吸附特性，在本实施方式中，到2个NOx传感器24、28的输出值偏差从正值反转为负值的时刻为止，对该输出值偏差进行积分。即，计算图4的斜线部B的面积。斜线部B的面积表示NOx吸附材料14的最大NOx吸附量。在本实施方式中，将该最大NOx吸附量作为NOx吸附材料的NOx吸附量y1计算。

此外，被NOx吸附材料14暂时吸附的NOx全部脱离，因此表示从NOx吸附材料14的NOx脱离量的斜线部B’的面积与斜线部B的面积相等。因此，从NOx传感器24、28的输出值偏差反转为负值后到再次变为0为止，对其输出值偏差进行积分，也可以将该积分值作为NOx吸附量y1计算。

ECU20中提前存储相当于图2的基准线的映射图数据(map data)。如果测定了水分吸附量，则与该测定值x1对应的基准线上的NOx吸附量(以下称为基准NOx吸附量)y0能从映射图数据中读出。并且，比较NOx吸附量的测定值y1和基准NOx吸附量y0，计算出其偏差Δy(Δy＝y0-y1)。

NOx吸附材料14的性能诊断根据NOx吸附量偏差Δy和水分吸附量的测定值x1进行。NOx吸附量偏差Δy不是0时，即测定结果未在基准线上时，判断为NOx吸附材料14的NOx吸附性能产生暂时性的下降。并且，NOx吸附量偏差Δy越大，判断为NOx吸附性能的暂时性下降越大。另一方面，水分吸附量的测定值x1用于劣化的诊断。水分吸附量的测定值x1越小，判断为NOx吸附材料14的永久性性能下降即劣化越严重。

上述诊断结果反映到系统的下一个动作中。当认为NOx吸附材料14中NOx吸附性能暂时下降时，进行规定的性能恢复处理。作为性能恢复处理，进行将含有还原剂的气体提供到NOx吸附材料14的处理。该供给方法没有限定，例如也可将内燃机2的空燃比控制为比理论空燃比富。并且，NOx吸附性能的暂时性下降越大，即NOx吸附量偏差Δy越大，供给到NOx吸附材料的还原剂的供给量越多。

在上述实施方式中，ECU20根据水分传感器22、26的输出值计算出水分吸附量x1，从而实现第一发明涉及的“水分吸附量测定单元”，ECU20根据NOx传感器24、28的输出值计算出NOx吸附量y1，从而实现第一发明涉及的“NOx吸附量测定单元”。并且，ECU20存储相当于图2的基准线的映射图数据的功能，相当于第一发明涉及的“基准值存储单元”。并且，ECU20通过计算NOx吸附量偏差Δy，实现第一发明涉及的“比较单元”。并且，ECU20通过计算NOx吸附量偏差Δy和水分吸附量的测定值x1，即通过将它们信号化，实现第一发明涉及的“信号输出单元”。

实施方式2

接着参照附图说明本发明的实施方式2。

(系统构成)

图5是用于说明具有作为本发明的实施方式2的废气净化装置的内燃机系统的概要构成的图。在图5中，对与实施方式1的系统相同的要素给予相同的标记。并且，省略或简化其相关的说明。

本实施方式的系统的特征在于，取代实施方式1涉及的水分传感器，而配置温度传感器(热电偶)。即，在NOx吸附材料14的上游(上游侧连接部10a一侧)同时配置NOx传感器24和温度传感器30。并且，在NOx吸附材料14的下游(下游侧连接中10b一侧)也同时配置NOx传感器28和温度传感器32。

(NOx吸附材料的性能诊断)

本实施方式的系统的特征在于，NOx吸附材料14的性能诊断使用温度传感器30、32的输出值。性能诊断的项目与实施方式1完全相同，区别判断NOx吸附性能的暂时性下降和永久性吸附性能下降。并且，当认为NOx吸附材料14出现暂时性吸附性能下降时，评价其程度。

(性能诊断的概要)

首先，说明在本实施方式中实施的NOx吸附材料14的性能诊断的概要。水分被NOx吸附材料14吸附时产生吸附热，该发热量与NOx吸附材料14的水分吸附量的相关性极高。因此，如果可测定水分吸附产生的发热量，则可间接测定NOx吸附材料14的水分吸附量。在本实施方式中，求出水分吸附产生的发热量，根据它与NOx吸附量的关系进行NOx吸附材料14的性能诊断。

图6是表示NOx吸附材料14为新品时的发热量(水分吸附产生的发热量)和NOx吸附量的相关性的图。发热量相对水分吸附量具有高的相关性，因此如图6所示，如果NOx吸附材料14是新品，则NOx吸附量可表示为发热量的函数。NOx吸附性能的下降是劣化造成的永久性下降时，NOx吸附量和发热量沿着图6所示的曲线(以下将该曲线称为基准线)下降。

与之相对，NOx吸附性能的下降是氧化造成的暂时性下降时，与新品相比，NOx吸附量虽然下降，但发热量没有变化。例如在图6中，在以点P3为初始状态(新品)的NOx吸附材料14中，当因氧化而吸附性能暂时下降时，水分的吸附产生的发热量和NOx吸附量的关系向基准线外的点P4移动。

由此可知，测定水分吸附产生的发热量和NOx吸附量，根据该测定值是否在基准线上，可区分判断NOx吸附性能的暂时性下降和永久性吸附性能下降。并且，通过对测定结果背离基准线的程度(图6中所示箭头的长度)进行测定，可客观评价NOx吸附性能的暂时性下降的程度。

(性能诊断的具体步骤)

接着说明NOx吸附材料14的性能诊断的具体步骤。诊断开始条件、条件成立时系统的动作、及NOx吸附材料14的NOx吸附量的测定与实施方式1相同。与实施方式1的不同点在于，不测定水分吸附量，而测定水分吸附产生的发热量。

水分吸附到NOx吸附材料14时的发热量由配置在NOx吸附材料14前后的温度传感器30、32测定。图7所示的图的横轴是时间，纵轴是下游侧的温度传感器32的输出值和上游侧的温度传感器30的输出值的差，即NOx吸附材料14的下游和上游的温度差。NOx吸附材料14的下游和上游的温度差由于水分被NOx吸附材料14吸附时产生的吸附热而引起。因此，通过对该温度差进行积分，即通过计算图7的斜线部C的面积，可求出水分吸附产生的发热量x1。

ECU20中提前存储相当于图6的基准线的映射图数据。如果测定了水分吸附产生的发热量x1，则该测定值x1对应的基准线上的NOx吸附量(以下称为基准NOx吸附量)y0能从映射图数据读出。并且，比较NOx吸附量的测定值y1和基准NOx吸附量y0，计算出其偏差Δy(Δy＝y0-y1)。

NOx吸附材料14的性能诊断根据NOx吸附量偏差Δy和发热量的测定值x1进行。NOx吸附量偏差Δy不是0时，即测定结果未在基准线上时，判断为NOx吸附材料14的NOx吸附性能发生暂时性的下降。并且，NOx吸附量偏差Δy越大，判断为NOx吸附性能的暂时性下降越大。另一方面，发热量的测定值x1用于劣化的诊断。发热量的测定值x1越小，判断为NOx吸附材料14的永久性性能下降、即劣化越严重。该诊断结果也与实施方式1一样，反映到系统的下一个动作。

在上述实施方式中，ECU20根据温度传感器30、32的输出值计算出水分吸附产生的发热量x1，从而实现第一发明涉及的“水分吸附量测定单元”，ECU20根据NOx传感器24、28的输出值计算出NOx吸附量y1，从而实现第一发明涉及的“NOx吸附量测定单元”。并且，ECU20存储相当于图6的基准线的映射图数据的功能，相当于第一发明涉及的“基准值存储单元”。并且，ECU20通过计算NOx吸附量偏差Δy，实现第一发明涉及的“比较单元”。并且，ECU20通过计算NOx吸附量偏差Δy和发热量的测定值x1，即通过将它们信号化，实现第一发明涉及的“信号输出单元”。

其他

以上说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围可进行各种变形并实施。例如可如下变形并实施。

(变形例1)

在图1所示的系统构成中，在NOx吸附材料14的下游配置水分传感器26和NOx传感器28，但也可采用如图8所示在NOx吸附材料14的内部配置它们的构成。该构成在以下情况下有效：NOx吸附材料14的吸附容量大，NOx吸附材料14的前后配置了各传感器，因而无法明确地确认吸附性能。此外，在该构成下，吸附性能的诊断范围限定为NOx吸附材料14的前端部，但前端部是利用最多的部位，易发生氧化、劣化造成的性能下降，因此将诊断限定在该范围不会有问题。

并且，虽省略了图示，但图5所示的构成中，也可采用在NOx吸附材料14的内部配置水分传感器26和温度传感器32的构成。此时也在以下情况下有效：NOx吸附材料14的吸附容量大，NOx吸附材料14的前后配置了各传感器，因而无法明确地确认吸附性能。

(变形例2)

在实施方式1中，可放弃上游侧的水分传感器22及NOx传感器24，而根据内燃机2的运转条件推测流入到NOx吸附材料14中的水分及NOx的各流量。作为其具体的方法，可作成以转速、空燃比、点火时期等废气流量及组成相关的运转条件作为参数的映射图(map)，根据该映射图读出与运转条件对应的水分流量及NOx流量。或者，提前对特定的运转条件确认水分流量及NOx流量，将该特定运转条件设定为性能诊断时的内燃机2的运转条件。

(变形例3)

在实施方式2中，在图6所示的图中横轴是发热量，但横轴只要是与水分吸附量相关性高的温度参数即可。例如，也可以将NOx吸附材料14的下游和上游的温度差的最大值、即图7的斜线部C的最大高度作为图6所示的图的横轴。或者，将上述温度差的上升速度作为图6所示的图的横轴。

(变形例4)

在实施方式1及2中，也可以在系统的净化动作时进行NOx吸附剂14的性能诊断。通过净化动作，NOx和水分从NOx吸附剂14脱离。此时NOx的脱离量可根据NOx传感器24、28的输出值偏差求出，水分的脱离量可根据水分传感器22、26的输出值偏差求出。通过求出净化动作产生的NOx脱离量和水分脱离量，可获得性能诊断所需的NOx吸附量和水分吸附量。

(变形例5)

关于图2及图6的基准线，其设定涉及的NOx吸附材料14的基准体不必是新品。也可将需要进行规定的性能恢复处理的程度的NOx吸附性能下降了的NOx吸附材料14作为基准体，将表示该基准体中的水分吸附量和NOx吸附量的关系的曲线设定为基准线。通过该基准线的设定，只要水分吸附量及NOx吸附量的测定结果在基准线上侧，则可判断为无需性能恢复处理，如在基准线下侧，则可判断为需要性能恢复处理。

Claims (8)

1.一种内燃机的废气净化装置，其特征在于，具有：

NOx吸附材料，配置在内燃机的排气通路上；

NOx吸附量测定单元，测定在所述内燃机运转时被所述NOx吸附材料吸附的NOx量；

水分吸附量测定单元，测定在所述内燃机运转时被所述NOx吸附材料吸附的水分量；

基准值存储单元，存储相对水分吸附量的NOx吸附量的基准值；

比较单元，比较NOx吸附量的测定值和与水分吸附量的测定值对应的NOx吸附量的基准值；和

信号输出单元，输出反映了比较结果的信号。

2.根据权利要求1所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述信号输出单元输出表示所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的大小关系的信号。

3.根据权利要求1所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述信号输出单元输出与所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号。

4.根据权利要求1所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述信号输出单元输出与所比较的NOx吸附量的基准值和测定值的偏差对应的信号以及与水分吸附量的测定值对应的信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述NOx吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧NOx传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧NOx传感器，并且根据所述2个NOx传感器的输出值差计算NOx吸附量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述水分吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧水分传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧水分传感器，并且根据所述2个水分传感器的输出值差计算水分吸附量。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，所述水分吸附量测定单元，包括配置在所述NOx吸附材料的上游的上游侧温度传感器和配置在所述NOx吸附材料的下游或内部的下游侧温度传感器，并且根据所述2个温度传感器的输出值差计算水分吸附量。

8.一种NOx吸附材料的性能诊断方法，用于诊断NOx吸附材料的吸附性能，其特征在于，具有以下步骤：

提前准备表示基准体中的水分吸附量和NOx吸附量的相关关系的数据，其中，所述基准体是不被认为有暂时性的NOx吸附性能下降的NOx吸附材料；

向诊断对象体提供包含NOx及水分的气体，分别测定被所述诊断对象体吸附的NOx量和水分量，其中，所述诊断对象体为作为诊断对象的NOx吸附材料；

参照所述数据，求出基准NOx吸附量，比较NOx吸附量的测定值和基准NOx吸附量，其中，所述基准NOx吸附量为水分吸附量的测定值所对应的所述基准体中的NOx吸附量；和

根据所述比较结果判断所述诊断对象体的暂时性的NOx吸附性能下降的程度。

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