CN105283642A - 控制装置、内燃机的排气净化装置及排气净化装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在具备吸附还原剂并还原氮氧化物的还原催化剂的系统中，准确地推定还原剂的浓度。涉及本发明的控制装置（60）具备实测NOx净化率计算部（72）、推定NOx净化率计算部（70）和还原剂浓度推定部（76），前述实测NOx净化率计算部（72）基于设置在还原催化剂（20）的上游及下游的NOx传感器（14,16）的输出，计算还原催化剂（20）的实测NOx净化率，前述还原催化剂（20）还原废气中的氮氧化物，前述推定NOx净化率计算部（70）基于还原催化剂（20）的温度、废气的流量和还原催化剂（20）处的还原剂的吸附量，计算还原催化剂的推定NOx净化率，前述还原剂浓度推定部（76）基于实测NOx净化率及推定NOx净化率，推定从还原剂喷射阀（34）喷射的还原剂的浓度。

Description

控制装置、内燃机的排气净化装置及排气净化装置的控制方法
技术领域
本发明涉及控制装置、内燃机的排气净化装置及排气净化装置的控制方法。
背景技术
有在从搭载在车辆等上的内燃机排出的废气中包含氮氧化物（NOx）的情况。因此，已知有下述系统：在选择还原型NOx催化剂装置（SCR）的上游配置喷射阀，将从氨系溶液供给装置供给的氨系溶液从喷射阀向废气通路喷射，还原废气中的氮氧化物。
在使用这样的还原剂的系统中，在专利文献1中记载有下述技术：借助浓度传感器检测在储藏箱中积蓄的尿素水的浓度。另外，在专利文献2中，记载有下述技术：在检测尿素箱内的尿素水的浓度和温度的系统中，在检测出的尿素水温度比个别设定的能够判定水温下限值高时，进行浓度的品质判定。
专利文献1：日本特开2008-240546号公报。
专利文献2：日本特开2012-2060号公报。
在具备选择还原型NOx催化剂装置（SCR）的系统中，有向催化剂喷射的尿素水溶液等还原剂由于水分混入而稀释化的情况。在这种情况下，若检测还原剂浓度的浓度传感器的输出产生误差，则有无法准确检测还原剂浓度的问题。
另外，若检测还原剂浓度的浓度传感器的输出产生误差，则还会产生难以适当地控制向催化剂喷射的还原剂的喷射量的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题做出的发明，本发明的目的是，提供能够在具备吸附还原剂并还原氮氧化物的还原催化剂的系统中，准确地推定还原剂的浓度的全新且改良的控制装置、内燃机的排气净化装置及排气净化装置的控制方法。
为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种控制装置，该控制装置具备实测NOx净化率计算部、推定NOx净化率计算部和还原剂浓度推定部，前述实测NOx净化率计算部基于设置在还原催化剂的上游及下游的NOx传感器的输出，计算前述还原催化剂的实测NOx净化率，前述还原催化剂还原废气中的氮氧化物，前述推定NOx净化率计算部基于前述还原催化剂的温度、前述废气的流量和前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量，计算前述还原催化剂的推定NOx净化率，前述还原剂浓度推定部基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
前述控制装置也可以是，还具备品质传感器恰当性判断部，前述品质传感器恰当性判断部基于前述还原剂浓度推定部推定的前述还原剂的浓度，判断实测前述还原剂的浓度的品质传感器的输出的恰当性。
另外，前述控制装置也可以是，前述还原剂浓度推定部在由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值在既定值以下的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度
另外，前述控制装置也可以是，具备NOx净化率影响度计算部，前述NOx净化率影响度计算部将前述实测NOx净化率相对于前述推定NOx净化率的比作为NOx净化率影响度来计算。
另外，前述控制装置也可以是，具备喷射量修正部，前述喷射量修正部在借助前述品质传感器恰当性判断部判断为前述品质传感器的输出不恰当的情况下，基于推定的前述还原剂的浓度和前述还原剂的规定浓度，修正由前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的喷射量。
另外，前述控制装置也可以是，前述还原剂浓度推定部在前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量达到目标吸附量的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一个观点，提供一种具备上述的控制装置的内燃机的排气净化装置。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的再一个观点，提供一种排气净化装置的控制方法，该排气净化装置的控制方法具备下述步骤：基于设置在还原催化剂的上游及下游的NOx传感器的输出，计算前述还原催化剂的实测NOx净化率的步骤，前述还原催化剂还原废气中的氮氧化物；基于前述还原催化剂的温度、前述废气的流量和前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量，计算前述还原催化剂的推定NOx净化率的步骤；基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度的步骤。
另外，前述排气净化装置的控制方法也可以是，还具备基于推定的前述还原剂的浓度、判断实测前述还原剂的浓度的品质传感器的输出的恰当性的步骤。
另外，前述排气净化装置的控制方法也可以是，还具备判断由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值是否在既定值以下的步骤，推定前述还原剂的浓度的步骤在由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值在既定值以下的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
另外，前述排气净化装置的控制方法也可以是，还具备将前述实测NOx净化率相对于前述推定NOx净化率的比作为NOx净化率影响度来计算的步骤。
另外，前述排气净化装置的控制方法也可以是，具备下述步骤：在前述品质传感器的输出被判断为不恰当的情况下，基于推定的前述还原剂的浓度和前述还原剂的规定浓度，修正由前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的喷射量。
另外，前述排气净化装置的控制方法也可以是，推定前述还原剂的浓度的步骤在前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量到达目标吸附量的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
根据本发明，能够在具备吸附还原剂并还原氮氧化物的还原催化剂的系统中，准确地推定还原剂的浓度。
附图说明
图1是表示涉及本发明的一实施方式的内燃机的排气净化装置和其周边的结构的一例的示意图。
图2是在尿素水溶液的浓度比规定浓度（=32.5重量%）低的情况下表示稀释的尿素水溶液对NOx净化率影响度造成的影响的特性图。
图3是用功能性框图表示本实施方式的排气净化装置具备的控制装置的结构中的涉及品质传感器的恰当性判断的结构要素的示意图。
图4是表示判断品质传感器的恰当性的处理的流程图。
具体实施方式
以下在参照附图的同时对本发明优选的实施方式进行详细说明。此外，在本说明书及附图中，关于具有实质相同的功能结构的结构要素，附有相同的附图标记，由此省略重复说明。
1．排气净化装置
（1）整体结构
图1表示涉及本发明的一实施方式的内燃机的排气净化装置10和其周边的结构的一例。该排气净化装置10连接于内燃机5的排气通路11，具备还原催化剂20、还原剂喷射装置30和控制装置60等，构成为尿素SCR系统，前述尿素SCR系统使用作为还原剂的尿素水溶液净化从内燃机5排出的废气中的氮氧化物（NOx）。但是，在本实施方式中可以使用的还原剂不限于尿素水溶液，只要是生成氨的物质即可，例如氨水等。
内燃机5由ECU（发动机控制单元，EngineControlUnit）50控制。控制装置60从ECU50接收关于内燃机5的控制的控制数据。在排气通路11中，在内燃机5和还原催化剂20之间配置有氧化催化剂12（DOC）。氧化催化剂10具有氧化废气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）的功能。氧化催化剂12酌情使用公知的催化剂。
用于本实施方式的排气净化装置10的还原催化剂20吸附喷射至排气通路11内的尿素水溶液水解而生成的氨，具有促进氨和NOx的还原反应的功能。具体来说，在还原催化剂20上，尿素水溶液中的尿素分解而生成的氨（NH3）与NOx反应，由此NOx分解成氮（N2）及水（H2O）。还原催化剂20酌情使用公知的催化剂。
在还原催化剂20的下游侧具备用于检测废气中的NOx浓度的NOx传感器14。另外，在还原催化剂20的上游侧具备用于检测废气中的NOx浓度的NOx传感器16。这些NOx传感器14、16的传感器信号被输送至控制装置60，在控制装置60中，基于该传感器信号计算废气中的NOx浓度。另外，在还原催化剂20的上游侧设有检测废气的温度的排气温度传感器18。
（2）还原剂喷射装置
还原剂喷射装置30以储藏箱31、还原剂喷射阀34、泵41等为主要的要素而构成。储藏箱31和泵41由第1还原剂供给通路57连接，泵41和还原剂喷射阀34由第2还原剂供给通路58连接。其中在第2还原剂供给通路58上设有压力传感器43。压力传感器43的传感器信号被输送至控制装置60，控制装置60基于该传感器信号计算第2还原剂供给通路58内的压力。
另外，在第2还原剂供给通路58的中途，连接有通向储藏箱31的循环通路59。在循环通路59上设有节流孔45，向经由循环通路59返回储藏箱31的还原剂流施加阻力，提高第2还原剂供给通路58内的压力。在储藏箱31上，设置有用于检测尿素水溶液的温度的箱温度传感器17和用于检测尿素水溶液的品质的品质传感器19。品质传感器19检测储藏箱31内的尿素水溶液的品质，特别是尿素水溶液的浓度。这种还原剂喷射装置自身可以使用公知结构的构造。
作为泵41使用由控制装置60驱动控制的电动泵。在本实施方式中，泵41构成为，其输出被反馈控制，使得由压力传感器43检测的第2还原剂供给通路58内的压力维持在既定值。
还原剂喷射阀34使用由控制装置60控制阀的开闭的电磁驱动式的开闭阀，在比还原催化剂20更靠上游侧的位置固定在排气通路11上。该还原剂喷射阀34基本上在第2还原剂供给通路58内的压力维持在目标值的状态下进行通电控制。具体来说，对应借助运算求出的指示喷射量，设定既定的工作循环中的开阀占空比，由此调节向排气通路11内的还原剂的喷射量。
这里，还原剂喷射阀34的指示喷射量Q可以根据以下的式（1）计算。
指示喷射量Q=（与现在的NOx流量相当的喷射量A）+（与还原催化剂可吸附量相当的喷射量B）（1）。
在式（1）中，与现在的NOx流量相当的喷射量A为与在还原催化剂20的上游流动的废气中的NOx流量相当的喷射量，是为了还原在还原催化剂20的上游流动的废气中的NOx所必需的喷射量。在还原催化剂20的上游流动的废气中的NOx流量可以将根据NOx传感器16的传感器信号算出的NOx浓度乘以废气流量来求出。比与废气中的NOx流量相当的喷射量A额外喷射的量在那一时间点与吸附于还原催化剂20的量（氨吸附量）相当，进行控制，使得额外喷射的量（喷射量B）成为还原催化剂的可吸附量。另外，与还原催化剂20的可吸附量相当的喷射量B为由下述差值算出的量：从还原催化剂20在现在的催化剂温度下能够吸附的总吸附量减去现在的还原催化剂20的氨吸附量得到的差值。还原催化剂20能够吸附的吸附量根据还原催化剂20的特性预先设确定，对应催化剂温度进行变动。还原催化剂20能够吸附的总吸附量相对于理论上能够吸附的最大的吸附量设定为80%左右的值。由此，还原催化剂20的氨吸附量不会饱和，能够抑制氨向下游的流出。
控制装置60针对每个既定的周期根据上式计算指示喷射量Q，控制还原剂喷射阀34的喷射量。控制装置60针对每个既定的周期计算与催化剂的可吸附量相当的喷射量B，与在上次的周期求出的喷射量B的值进行积分，由此，能够针对每个既定的周期取得还原催化剂20的氨吸附量。
2．尿素水品质传感器的恰当性判断的具体方法
设置于储藏箱31的品质传感器19检测尿素水溶液的浓度。尿素水溶液理想的是规定浓度（32.5重量%）的水溶液，在该状态下尿素水溶液的冻结温度（融点）最低。另一方面，在品质传感器19的输出值产生某些异常的情况下，无法得到准确的尿素水溶液的浓度。而且，若得不到准确的尿素水溶液的浓度，则难以最适当地控制来自还原剂喷射阀34的喷射量。在尿素水溶液的浓度比规定浓度低的情况下，为了得到与在尿素水溶液的浓度为规定浓度的情况下推定的NOx净化率相同的NOx净化率，需要对应尿素水溶液的浓度的下降使来自还原剂喷射阀34的喷射量增加。但是，若无法根据品质传感器19的输出值得到准确的尿素水溶液的浓度，则下述控制变得困难：对应尿素水溶液的浓度的下降使喷射量增加。因此，在本实施方式中，基于来自还原剂喷射阀34的尿素水喷射时的NOx净化率，诊断品质传感器19的输出的恰当性。
恰当性判断能够在基于品质传感器19的输出判定为尿素水溶液从规定浓度偏离的情况下进行。这种情况下，在排气净化装置10启动后，尿素水溶液被从还原剂喷射阀34喷射，从吸附于还原催化剂20的氨（NH3）到达目标吸附量的时间点开始，将还原催化剂20的下游及上游的NOx值进行积分。该积分是，将还原催化剂20的下游及上游的NOx传感器14、16的检测值进行积分，并且将由模型计算得到的还原催化剂20的下游及上游的NOx值进行积分。然后，根据经过某一时间后的还原催化剂20的下游及上游的NOx值的积分值，分别关于实测值和模型值计算NOx净化率，比较根据实测得到的NOx净化率和模型计算得到的NOx净化率，基于比较的结果进行品质传感器19的输出的恰当性判断。
这里，根据模型值得到的NOx净化率（推定NOx净化率）可以根据以下的式（2）计算。
推定NOx净化率=1-（推定催化剂下游NOx积分值/催化剂上游NOx积分值）（2）。
另外，根据NOx传感器14、16的实测值得到的NOx净化率（实测NOx净化率）可以根据以下的式（3）计算。
实测NOx净化率=1-（实测催化剂下游NOx积分值/催化剂上游NOx积分值）（3）。
在式（2）、式（3）中，催化剂上游NOx积分值都可以根据以下的式（4）计算。
催化剂上游NOx积分值=∫催化剂上游NOx质量流量?dt（4）。
在式（4）中，催化剂上游NOx质量流量（g/s）可以根据以下的式（5）计算。
催化剂上游NOx质量流量（g/s）=催化剂上游NOx浓度（ppm）×10-6×NOx摩尔质量（g/mol）/废气摩尔质量（g/mol）×废气质量流量（g/s）（5）。
在式（5）中，催化剂上游NOx浓度（ppm）为模型值或实测值。NOx摩尔质量（g/mol）、废气摩尔质量（g/mol）可以使用预先确定的既定值。另外，废气质量流量（g/s）可以对应内燃机5的吸入空气量及燃料喷射量来计算，从ECU50取得。若作为（5）式的催化剂上游NOx浓度（ppm）将模型值代入，则根据（5）式计算的催化剂上游NOx质量流量（g/s）为模型值，通过将该值代入（4）式来求推定催化剂上游NOx积分值。同样地，若作为（5）式的催化剂上游NOx浓度（ppm）将从催化剂上游的NOx传感器16得到的实测值代入，则根据（5）式计算的催化剂上游NOx质量流量（g/s）为实测值，通过将该值代入（4）式来求实测催化剂上游NOx积分值。在式（2）、式（3）中，在分母上记载的催化剂上游NOx积分值可以是实测值（实测催化剂上游NOx积分值），也可以是推定值（推定催化剂上游NOx积分值）。但是，式（2）、式（3）同时使用相同值。即，式（2）的推定NOx净化率和式（3）的实测NOx净化率的不同在于，作为分子的下游NOx积分值是推定值还是实测值的不同。
另外，在式（2）中，推定催化剂下游NOx积分值可以根据以下的式（6）计算。
推定催化剂下游NOx积分值=∫推定催化剂下游NOx质量流量?dt（6）。
在式（6）中，推定催化剂下游NOx质量流量（g/s）可以根据以下的式（7）计算。
推定催化剂下游NOx质量流量（g/s）=推定催化剂下游NOx浓度（ppm）×10-6×NOx摩尔质量（g/mol）/废气摩尔质量（g/mol）×废气质量流量（g/s）（7）。
另外，在式（7）中，推定催化剂下游NOx浓度（ppm）可以根据以下的式（8）计算。
推定催化剂下游NOx浓度（ppm）=催化剂上游NOx浓度（ppm）×（1-NOx净化率推定值）（8）。
在式（8）中，NOx净化率推定值为根据还原催化剂20的催化剂温度（排气温度）、还原催化剂20的氨吸附量、排气流量推定的值。还原催化剂20的氨吸附量可以将上述（1）式的与可吸附量相当的喷射量B进行积分来求出。
另外，在式（3）中，催化剂下游NOx积分值可以根据以下的式（9）计算。
催化剂下游NOx积分值=∫传感器催化剂下游NOx质量流量?dt（9）。
在式（9）中，传感器催化剂下游NOx质量流量（g/s）可以根据以下的式（10）计算。
传感器催化剂下游NOx质量流量（g/s）=传感器催化剂下游NOx浓度（ppm）×10-6×NOx摩尔质量（g/mol）/废气摩尔质量（g/mol）×废气质量流量（g/s）（10）。
在式（10）中，传感器催化剂下游NOx浓度为根据还原催化剂20的下游的NOx传感器14的输出求出的值。
如上所述，根据式（2）~式（10），能够算出推定NOx净化率和实测NOx净化率。
然后，基于由式（2）算出的推定NOx净化率和由式（3）算出的实测NOx净化率，根据以下的式（11）计算NOx净化率影响度。
NOx净化率影响度=实测NOx净化率/推定NOx净化率（11）。
这里，由式（2）算出的推定NOx净化率和由式（3）算出的实测NOx净化率的不同在于以下1点。
该不同点为：在求催化剂下游NOx浓度时，由式（2）算出的推定NOx净化率使用催化剂上游推定NOx浓度和推定NOx净化率推定值来计算催化剂下游推定NOx浓度，相对于此，由式（3）算出的实测推定NOx净化率使用实测的催化剂下游NOx浓度。
式（1）的指示喷射量Q以尿素水溶液的浓度为规定浓度（32.5重量%）来计算。同样，规定NOx净化率也基于规定浓度的尿素水溶液来计算。
因此，若实际的尿素水浓度为规定浓度，则实测NOx净化率和推定NOx净化率理论上为相同的值，实测NOx净化率影响度为1。在尿素水溶液比规定浓度低的情况下，实测NOx净化率比推定NOx净化率低，NOx净化率影响度比1小。
图2是在尿素水溶液的浓度比规定浓度（=32.5重量%）低的情况下表示稀释的尿素水溶液对NOx净化率影响度造成的影响的特性图。如图2所示，尿素水浓度和NOx净化率影响度呈比例关系，若尿素水溶液的浓度比规定浓度低，则随之NOx净化率影响度的值也下降。
因此，将根据式（11）求出的NOx净化率影响度套用于图2的特性，由此能够推定尿素水溶液的实际的浓度。然后，将推定的尿素水溶液的浓度和根据品质传感器19的输出求出的尿素水溶液的浓度进行比较，由此能够诊断品质传感器19的输出值的恰当性。
此外，品质传感器19的恰当性判断也可以以下述方式进行：考虑品质传感器19的容许误差（tolerance）、或NOx净化率影响度的计算精度等，使尿素水溶液的浓度的推定值具有一定程度的幅度。另外，希望基于在尿素水溶液中不包含水或尿素的结晶的温度条件下检测出的品质传感器19的输出值，来诊断品质传感器19的恰当性。
然后，基于推定的尿素水溶液浓度进行来自还原剂喷射阀34的喷射量的修正。这种情况下，基于根据以下的式（12）算出的尿素水喷射量修正系数修正喷射量。修正通过将由式（12）求出的尿素水喷射量修正系数乘以由式（2）算出的指示喷射量Q来进行。
尿素水喷射量修正系数=尿素水规定浓度/推定的尿素水溶液浓度（12）。
另外，在品质传感器19的输出值被判断为恰当的情况下，基于根据品质传感器19的输出值求出的传感器检测浓度进行来自还原剂喷射阀34的喷射量的修正。这种情况下，基于由以下的式（13）算出的尿素水喷射量修正系数修正喷射量。和上述相同，修正通过将由式（13）算出的尿素水喷射量修正系数乘以由式（2）算出的指示喷射量Q来进行。
尿素水喷射量修正系数=尿素水规定浓度/传感器检测浓度（13）。
根据以上所述，能够判断由品质传感器19得到的尿素水溶液浓度的恰当性，能够在品质传感器19的输出不恰当的情况下借助尿素喷射量修正系数修正指示喷射量Q，由此将来自还原剂喷射阀34的喷射量维持在适当的值。
2．控制装置
图3是用功能性框图表示本实施方式的排气净化装置10具备的控制装置60的结构中的涉及品质传感器19的恰当性判断的结构要素的图。
该控制装置60构成为具有尿素水喷射控制部62、催化剂上游NOx浓度取得部64、催化剂下游NOx浓度取得部66、尿素水溶液浓度取得部68、推定NOx净化率计算部70、实测NOx净化率计算部72、NOx净化率影响度计算部74、尿素水溶液浓度推定部76、品质传感器恰当性判断部78、指示喷射量修正部80和吸附量推定部82。该控制装置60以由公知的结构构成的微型计算机为中心构成，各结构要素由借助微型计算机的程序的执行来实现。
另外，在控制装置60中具备图中未示出的存储部。在该存储部中存储各结构要素的运算结果和预先准备的数据映射等。存储部由易失性存储器（RAM）或者非易失性存储器构成。
尿素水喷射控制部62基于式（1）的指示喷射量Q，设定既定的工作循环中的开阀占空比，基于开阀占空比控制还原剂喷射阀34的阀动作。催化剂上游NOx浓度取得部64根据NOx传感器16的输出取得还原催化剂20的上游的NOx浓度。催化剂下游NOx浓度取得部66根据NOx传感器14的输出取得还原催化剂20的下游的NOx浓度。尿素水溶液浓度取得部68根据品质传感器19的输出取得储藏箱31内的尿素水溶液的浓度。
推定NOx净化率计算部70基于上述的式（2）计算推定NOx净化率。实测NOx净化率部72基于上述的式（3）计算实测NOx净化率。NOx净化率影响度计算部74基于上述的式（11）计算NOx净化率影响度。尿素水溶液浓度推定部76将NOx净化率影响度计算部74算出的NOx净化率影响度套用于图2的特性，推定尿素水溶液的浓度。品质传感器恰当性判断部78将尿素水溶液浓度推定部76推定的尿素水溶液的浓度和尿素水溶液浓度取得部68根据品质传感器19的输出取得的尿素水溶液的浓度进行比较，诊断品质传感器19的输出的恰当性。指示喷射量修正部80在品质传感器19的输出值不恰当的情况下，基于式（12）求出尿素水喷射量修正系数，使用尿素水喷射量修正系数修正指示喷射量Q。另外，指示喷射量修正部80在品质传感器19的输出值恰当的情况下，基于式（13）求出尿素水喷射量修正系数，使用尿素水喷射量修正系数修正指示喷射量Q。吸附量推定部82将上述（1）式的与可吸附量相当的喷射量B进行积分，由此推定还原催化剂20处的氨吸附量。
3．判断品质传感器的恰当性的处理
接下来，基于图4的流程图对判断品质传感器的恰当性的处理进行说明。图4的处理基本上借助控制装置60进行。首先，在步骤S10中，根据品质传感器19的输出取得储藏箱31内的尿素水溶液的浓度。在接下来的步骤S11中，判定由步骤S10取得的尿素水溶液的浓度是否比规定浓度低，如果比规定浓度低则向步骤S12前进。另一方面，如果尿素水溶液的浓度在规定浓度以上则在步骤S11待机。
在步骤S12中，根据NOx传感器14、16的输出取得还原催化剂20的上游NOx浓度及下游NOx浓度。在接下来的步骤S14中，基于上述的式（2）计算推定NOx净化率。在接下来的步骤S16中，基于上述的式（3）计算实测NOx净化率。
在接下来的步骤S18中，基于上述的式（11）计算NOx净化率影响度。在接下来的步骤S20中，将由步骤S18算出的NOx净化率影响度套用于图2的特性，推定尿素水溶液的浓度。在接下来的步骤S22中，将由步骤S20推定的尿素水溶液的浓度和由步骤S10根据品质传感器19的输出取得的尿素水溶液的浓度进行比较，诊断品质传感器19的输出的恰当性。在步骤S23中，如果品质传感器的输出不恰当则向接下来的步骤S24前进，如果品质传感器的输出恰当则向步骤S25前进。在步骤S24中，基于式（12）求出尿素水喷射量修正系数，使用尿素水喷射量修正系数修正指示喷射量。另一方面，在步骤S25中，基于式（13）求出尿素水喷射量修正系数，使用尿素水喷射量修正系数修正指示喷射量。在步骤S24、S25之后结束处理。
如以上说明那样，根据本实施方式，能够通过基于推定NOx净化率和实测NOx净化率计算NOx净化率影响度，诊断根据品质传感器19的输出得到的尿素水溶液浓度的恰当性。而且，能够在品质传感器19的输出不恰当的情况下，基于推定的尿素水溶液的浓度修正指示喷射量，由此抑制NOx净化率的下降。因此，即使在尿素水溶液的浓度偏离规定浓度的情况下，也能最优地净化废气中的NOx。
以上，在参照附图的同时对本发明的优选的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于该例。只要是本发明所属技术领域中的普通技术人员，在权利要求书记载的技术思想的范畴内，能够想到各种变形例或修正例是显而易见的，关于这些变形例或修正例，当然也属于本发明的技术范围。

Claims (13)

1.一种控制装置，其特征在于，具备实测NOx净化率计算部、推定NOx净化率计算部和还原剂浓度推定部，
前述实测NOx净化率计算部基于设置在还原催化剂的上游及下游的NOx传感器的输出，计算前述还原催化剂的实测NOx净化率，前述还原催化剂还原废气中的氮氧化物，
前述推定NOx净化率计算部基于前述还原催化剂的温度、前述废气的流量和前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量，计算前述还原催化剂的推定NOx净化率，
前述还原剂浓度推定部基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还具备品质传感器恰当性判断部，前述品质传感器恰当性判断部基于前述还原剂浓度推定部推定的前述还原剂的浓度，判断实测前述还原剂的浓度的品质传感器的输出的恰当性。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，前述还原剂浓度推定部在由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值在既定值以下的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的控制装置，其特征在于，具备NOx净化率影响度计算部，前述NOx净化率影响度计算部将前述实测NOx净化率相对于前述推定NOx净化率的比作为NOx净化率影响度来计算。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的控制装置，其特征在于，具备喷射量修正部，前述喷射量修正部在借助前述品质传感器恰当性判断部判断为前述品质传感器的输出不恰当的情况下，基于推定的前述还原剂的浓度和前述还原剂的规定浓度，修正由前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的喷射量。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的控制装置，其特征在于，前述还原剂浓度推定部在前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量达到目标吸附量的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
7.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备如权利要求1至6中任意一项所述的控制装置。
8.一种排气净化装置的控制方法，其特征在于，具备下述步骤：
基于设置在还原催化剂的上游及下游的NOx传感器的输出，计算前述还原催化剂的实测NOx净化率的步骤，其中前述还原催化剂还原废气中的氮氧化物，
基于前述还原催化剂的温度、前述废气的流量和前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量，计算前述还原催化剂的推定NOx净化率的步骤，
基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度的步骤。
9.如权利要求8所述的排气净化装置的控制方法，其特征在于，还具备基于推定的前述还原剂的浓度，判断实测前述还原剂的浓度的品质传感器的输出的恰当性的步骤。
10.如权利要求9所述的排气净化装置的控制方法，其特征在于，还具备判断由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值是否在既定值以下的步骤，
推定前述还原剂的浓度的步骤在由前述品质传感器得到的前述还原剂的浓度的实测值在既定值以下的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
11.如权利要求8至10中任意一项所述的排气净化装置的控制方法，其特征在于，还具备将前述实测NOx净化率相对于前述推定NOx净化率的比作为NOx净化率影响度来计算的步骤。
12.如权利要求8至11中任意一项所述的排气净化装置的控制方法，其特征在于，具备下述步骤：在前述品质传感器的输出被判断为不恰当的情况下，基于推定的前述还原剂的浓度和前述还原剂的规定浓度，修正由前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的喷射量。
13.如权利要求8至12中任意一项所述的排气净化装置的控制方法，其特征在于，推定前述还原剂的浓度的步骤在前述还原催化剂处的前述还原剂的吸附量到达目标吸附量的情况下，基于前述实测NOx净化率及前述推定NOx净化率，推定从前述还原剂喷射阀喷射的前述还原剂的浓度。
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