CN105339618B - 排气净化装置的异常诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，在以向SCR催化剂流入的NOX的量的运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断的排气净化装置的异常诊断装置中，抑制异常诊断精度降低。本发明的排气净化装置的异常诊断装置具有：包含SCR催化剂的排气净化装置、向比排气净化装置更靠上游的排气通路中喷射尿素水溶液的添加阀、使一部分排气从比添加阀更靠下游的排气通路向进气通路回流的EGR装置、利用表示内燃机的运转状态的参数运算NOX流入量的运算机构、以及以利用所述运算机构算出的NOX流入量为参数对排气净化装置的异常进行诊断的诊断机构，在所述排气净化装置的异常诊断装置中，与利用EGR装置与排气一同回流的氨的量相应地，对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行修正。

Description

排气净化装置的异常诊断装置
技术领域
本发明涉及设置于内燃机的排气通路中的排气净化装置的异常诊断技术。
背景技术
在专利文献1中记载有如下的结构，该结构具有：选择还原型(SCR：SelectiveCatalytic Reduction)催化剂、将尿素水溶液添加到向该SCR催化剂流入的排气中的添加阀、以及将一部分排气(EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)气体)从比SCR催化剂更靠下游的排气通路向进气通路引导的低压EGR系统。
在专利文献2中记载有如下的结构，该结构具有：SCR催化剂、将尿素水溶液添加到向该SCR催化剂流入的排气中的添加阀、以及将一部分排气从比SCR催化剂更靠下游的排气通路向进气通路引导的低压EGR系统。在专利文献2中也记载有在从添加阀添加尿素水溶液时使EGR气体的量减少的技术。
在专利文献3中记载有如下的结构，该结构具有：SCR催化剂、将尿素水溶液添加到向该SCR催化剂流入的排气中的添加阀、以及将一部分排气从比SCR催化剂更靠下游的排气通路向进气通路引导的低压EGR系统。在专利文献3中也公开有如下的技术：在需要中和低压EGR气体的路径中存在的冷凝水的情况下，在EGR气体回流时从添加阀供给尿素水溶液。
在专利文献4中记载有如下的结构：在火花点火式的内燃机中，具有向进气通路供给氨的装置、以及配置在排气通路中的SCR催化剂。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/164713号
专利文献2：国际公开第2011/030433号
专利文献3：国际公开第2011/070647号
专利文献4：日本特开2010-159705号公报
发明内容
发明要解决的课题
作为对包含SCR催化剂等的排气净化装置的异常进行检测的技术，如下技术是已知的：以向SCR催化剂流入的NOX的量(以下称为“NOX流入量”)和从SCR催化剂流出的NOX的量(以下称为“NOX流出量”)为参数，运算SCR催化剂的NOX净化率(由SCR催化剂净化了的NOX量与NOX流入量的比率)，并基于该NOX净化率对排气净化装置的异常进行诊断。
虽然NOX流入量和NOX流出量也可以基于NOX传感器的测定值被算出，但由于需要两个NOX传感器，因此，车辆搭载性降低、制造成本增大。于是，提出有利用NOX传感器仅运算NOX流出量并根据内燃机的运转状态来推定(运算)NOX流入量的方法。
但是，在如上述专利文献1至3所记载的那样搭载有低压EGR系统的车辆中，尿素水溶液那样的氨的前体或者氨有时由低压EGR系统向内燃机导入。在氨的前体或者氨在内燃机中供燃烧时，生成一氧化氮(NO)等NOX。其结果是，从内燃机排出的NOX的量、换句话说SCR催化剂的NOX流入量增加。在如上所述的情况下，根据内燃机的运转状态运算出的NOX流入量比实际的NOX流入量少。另一方面，因实际的NOX流入量增加，基于NOX传感器的测定值算出的NOX流出量有时增加不少。因此，以NOX流入量的运算值和NOX流出量的测定值为参数运算出的NOX净化率比实际的NOX净化率小，存在尽管排气净化装置正常仍误诊断为异常的可能性。
针对上述情形，可考虑在EGR气体回流时禁止异常诊断的方法。但是，在EGR气体回流的运转状态持续的情况下，不进行异常诊断而有可能不再能够迅速检测出排气净化装置的异常。
本发明是鉴于上述那样的各种实情而作出的，其目的在于：在排气净化装置的异常诊断装置中，即便在利用EGR装置向内燃机导入一部分添加剂的情况下，也可以抑制异常诊断精度降低，所述排气净化装置的异常诊断装置具有：包含选择还原型催化剂的排气净化装置；向排气净化装置供给添加剂的供给装置，所述添加剂是氨或氨的前体；将一部分排气从比添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路引导的EGR装置；以及以NOX流入量的运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断的诊断机构。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，在本发明的排气净化装置的异常诊断装置，具有：排气净化装置，所述排气净化装置配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂；供给装置，所述供给装置向排气净化装置供给添加剂，所述添加剂是氨或氨的前体；EGR装置，所述EGR装置使一部分排气从比由所述供给装置供给添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路回流；运算机构，所述运算机构利用表示内燃机的运转状态的参数运算向排气净化装置流入的NOX量即NOX流入量；以及诊断机构，所述诊断机构以利用所述运算机构算出的NOX流入量为参数，对排气净化装置的异常进行诊断，在所述排气净化装置的异常诊断装置中，与利用所述EGR装置与排气一同回流的添加剂的量相应地，对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行修正。
详细而言，本发明的排气净化装置的异常诊断装置具有：
排气净化装置，所述排气净化装置配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂；
供给装置，所述供给装置向所述排气净化装置供给添加剂，所述添加剂是氨或氨的前体；
EGR装置，所述EGR装置使一部分排气从比由所述供给装置供给添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路回流；
运算机构，所述运算机构利用表示所述内燃机的运转状态的参数，运算向所述排气净化装置流入的NOX量即NOX流入量；
诊断机构，所述诊断机构以利用所述运算机构算出的NOX流入量为参数，对所述排气净化装置的异常进行诊断；以及
修正机构，在一部分排气利用所述EGR装置回流的情况下，与和排气一同回流的添加剂的量相应地，所述修正机构对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行增加修正。
在利用EGR装置使一部分排气(EGR气体)回流时，从供给装置供给的一部分添加剂有可能与EGR气体一同回流。在如上所述的情况下，添加剂在内燃机中供燃烧，因此，从内燃机排出的NOX的量增加。详细而言，在添加剂在内燃机中与混合气体一同燃烧了的情况下，氨(NH3)被氧化而生成一氧化氮(NO)。其结果是，从内燃机实际排出的NOX的量(是向排气净化装置实际流入的NOX的量，以下称为“实际NOX流入量”)比利用运算机构算出的NOX流入量(以下称为“NOX流入量运算值”)多。即，NOX流入量运算值比实际NOX流入量少。因此，在以NOX流入量运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断时，诊断精度有可能降低。
与此相对，在EGR气体在内燃机中供燃烧的状况下进行排气净化装置的异常诊断时，本发明的修正机构与和EGR气体一同回流的添加剂的量相应地，对NOX流入量运算值进行修正。具体而言，本发明的修正机构在与EGR气体一同回流的添加剂的量多时，与少时相比，进行NOX流入量运算值增大那样的增加修正。在如上所述NOX流入量运算值被修正时，NOX流入量运算值和实际NOX流入量之差变小。因此，在诊断机构以修正后的NOX流入量运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断的情况下，可以抑制诊断精度降低。
在此，在EGR装置构成为使EGR气体从比排气净化装置更靠下游的排气通路向进气通路回流的情况下，为了提高排气净化装置的异常诊断精度，需要准确地求出与EGR气体一同回流的添加剂的量。与EGR气体一同回流的添加剂的量，能够以穿过排气净化装置的添加剂的量(以下记为“滑过量”)、作为EGR气体回流的排气的量与从排气净化装置流出的排气的量的比例(相当于EGR率)、以及直至从排气净化装置流出的一部分排气经过进气通路以及内燃机再次向排气净化装置流入为止所花费的时间(输送延迟时间)为参数进行运算。此时，可认为与EGR气体一同回流的添加剂的大致全部量在内燃机中被氧化。因此，从内燃机实际排出的NOX的量的增加量(NOX流入量运算值和实际NOX流入量之差)，与使用上述参数运算出的添加剂的回流量相关。于是，修正机构利用如下方法来修正NOX流入量运算值即可，在该方法中，使用上述参数运算添加剂的回流量，将添加剂的回流量与经过了输送延迟时间的时刻的NOX流入量运算值相加。
添加剂的滑过量能够以选择还原型催化剂的温度、通过选择还原型催化剂的排气的流量、以及选择还原型催化剂所吸附的氨的量为参数来进行运算。例如，在选择还原型催化剂的温度高时，与低时相比，添加剂的滑过量增多。在通过选择还原型催化剂的排气的流量多时，与少时相比，添加剂的滑过量增多。在选择还原型催化剂所吸附的氨的量多时，与少时相比，添加剂的滑过量增多。于是，也可以基于这些趋势，预先求出表示选择还原型催化剂的温度、通过选择还原型催化剂的排气的流量、选择还原型催化剂所吸附的氨的量、以及添加剂的滑过量之间的关系的映射或函数，并基于该映射或函数来求出添加剂的滑过量。
另外，输送延迟时间能够以直至从排气净化装置流出的一部分排气经过EGR通路、进气通路、以及内燃机再次向排气净化装置流入为止的路径的长度、该路径的容积、以及排气的流速(与每单位时间内的吸入空气量相关)为参数来进行运算。例如，所述路径的长度越长，则输送延迟时间越长。所述路径的容积越大，则输送延迟时间越长。排气的流速越小，则输送延迟时间越长。另外，由于所述路径的长度和所述路径的容积为固定值，因此，也可以预先求出表示排气的流速和输送延迟时间之间的关系的映射或函数，并基于该映射或函数来求出输送延迟时间。
若利用上述那样的方法求出还原剂的回流量和输送延迟时间，则修正机构通过将添加剂的回流量与经过了输送延迟时间的时刻处的NOX流入量运算值相加来修正NOX流入量运算值即可。而且，诊断机构基于修正后的NOX流入量运算值对排气净化装置的异常进行诊断即可。其结果是，即便在利用EGR装置向内燃机导入一部分添加剂的情况下也可以抑制异常诊断精度降低。
接着，在EGR装置构成为使EGR气体从比添加剂的供给位置更靠下游且比排气净化装置更靠上游的排气通路向进气通路回流的情况下，添加剂的回流量能够以EGR率和输送延迟时间为参数进行运算。于是，修正机构以EGR率和输送延迟时间为参数运算添加剂的回流量，并与其运算结果相应地修正利用所述运算机构算出的NOX流入量即可。
本发明的排气净化装置的异常诊断装置也可以还具有变更机构，所述变更机构与修正机构对NOX流入量运算值进行增加修正时的修正量相应地变更从供给装置供给的添加剂的量。在该情况下，从供给装置供给的添加剂的量成为与实际NOX流入量相适应的量。其结果是，能够降低没有被排气净化装置净化的NOX的量。
发明的效果
根据本发明，在排气净化装置的异常诊断装置，即便在利用EGR装置向内燃机导入一部分添加剂的情况下，也可以抑制异常诊断精度降低。所述排气净化装置的异常诊断装置具有：包含选择还原型催化剂的排气净化装置；向排气净化装置供给添加剂的供给装置，所述添加剂是氨或氨的前体；将一部分排气从比添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路引导的EGR装置；以及以NOX流入量的运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断的诊断机构。
附图说明
图1是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的概略结构的图。
图2是表示实际NOX流入量与NOX净化率之间的关系的图。
图3是表示对NOX流入量的运算值进行修正时ECU执行的处理程序的流程图。
图4是表示SCR催化剂的氨吸附量、SCR催化剂的温度以及氨的滑过量之间的关系的图。
图5是表示通过SCR催化剂的排气的流量、SCR催化剂的温度以及NOX净化率之间的关系的图。
图6是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的其他结构例的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的具体实施方式。本实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等只要没有特别记载，其主旨并非将发明的技术范围仅限定于此。
图1是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的概略结构的图。图1所示的内燃机1是以轻油为主燃料的压燃式的内燃机(柴油发动机)或以汽油为主燃料的火花点火式的内燃机(汽油发动机)。
进气通路2与内燃机1连接。进气通路2是用于将从大气中取入的新鲜空气(空气)向内燃机1引导的通路。在进气通路2的中途配置有离心增压器(涡轮增压器)3的压缩机30。在比压缩机30更靠上游的进气通路2中，配置有变更该进气通路2的通路截面积的进气节流阀4。
排气通路5与内燃机1连接。排气通路5是用于将在内燃机1的气缸内已燃烧的气体(排气)向后述的排气净化装置等引导的通路。在排气通路5的中途配置有涡轮增压器3的涡轮机31。在比涡轮机31更靠下游的排气通路5中配置有第一催化剂壳体6。
第一催化剂壳体6在圆筒状的壳体内收容有颗粒过滤器、氧化催化剂等。另外，第一催化剂壳体6也可以代替氧化催化剂而收容有三元催化剂或吸留还原型催化剂。此时，三元催化剂或吸留还原型催化剂也可以载置于颗粒过滤器。
在比第一催化剂壳体6更靠下游的排气通路5中配置有第二催化剂壳体7。第二催化剂壳体7在圆筒状的壳体内收容有选择还原型催化剂(SCR催化剂)、氧化催化剂等。另外，第二催化剂壳体7也可以收容有载置有SCR催化剂的颗粒过滤器。在该情况下，也可以构成为，第一催化剂壳体6收容氧化催化剂，或者不设置第一催化剂壳体6而在第二催化剂壳体7内收容氧化催化剂。这样构成的第二催化剂壳体7相当于本发明的排气净化装置。
在第一催化剂壳体6与第二催化剂壳体7之间的排气通路5中安装有添加阀8。添加阀8是将添加剂向排气通路5内喷射的喷射阀，所述添加剂是氨或氨的前体。在此，作为氨的前体，可以使用尿素、氨基甲酸铵等的水溶液，但在本实施例中使用尿素水溶液。添加阀8相当于本发明的供给装置。另外，在第一催化剂壳体6收容有三元催化剂或吸留还原型催化剂的情况下，通过使向第一催化剂壳体6流入的排气为浓气体环境，也可以在三元催化剂或吸留还原型催化剂中生成氨。
从添加阀8向排气通路5内喷射的尿素水溶液与排气一同向第二催化剂壳体7流入。此时，尿素水溶液受到排气的热量而热分解或由SCR催化剂水解。若尿素水溶液热分解或水解，则生成氨(NH3)。如上所述生成的氨(NH3)被SCR催化剂吸附或吸留。SCR催化剂所吸附或吸留的氨(NH3)与排气中含有的氮氧化物(NOX)反应而生成氮(N2)和水(H2O)。即，氨(NH3)作为氮氧化物(NOX)的还原剂发挥作用。
接着，EGR通路90的基端与比第二催化剂壳体7更靠下游的排气通路5连接。EGR通路90的终端与比进气节流阀4更靠下游且比压缩机30更靠上游的进气通路2连接。EGR通路90是用于将一部分排气(EGR气体)从排气通路5向进气通路2引导的通路。
在EGR通路90的中途配置有EGR阀91和EGR冷却器92。EGR阀91是用于变更EGR通路90的通路截面积的阀机构，是调节在EGR通路90中流动的EGR气体量的阀机构。EGR冷却器92是对在EGR通路90中流动的EGR气体进行冷却的设备，例如是在EGR气体和冷却水之间进行热交换的热交换器。另外，EGR通路90、EGR阀91、以及EGR冷却器92是EGR装置9的结构构件。
在这样构成的内燃机1一并设置有ECU10。ECU10是由CPU、ROM、RAM、备份RAM等构成的电子控制单元。ECU10与空气流量计11、NOX传感器12、油门位置传感器13、曲轴位置传感器14等各种传感器电连接。
空气流量计11配置在比进气节流阀4更靠上游的进气通路2中，输出与在进气通路2中流动的空气的量(质量)相关的电信号。NOX传感器12安装在比第二催化剂壳体7更靠下游的排气通路5中，输出与从第二催化剂壳体7流出的排气的NOX浓度相关的电信号。油门位置传感器13输出与未图示的加速踏板的操作量(油门开度)相关的电信号。曲轴位置传感器14输出与内燃机1的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号。
另外，ECU10除与前述进气节流阀4、添加阀8、以及EGR阀91电连接之外，还与未图示的燃料喷射阀等各种设备电连接。ECU10基于上述各种传感器的输出信号，对上述各种设备进行电气控制。
例如，ECU10根据油门位置传感器13、曲轴位置传感器14的输出信号来运算发动机负荷、发动机转速，并根据其运算结果对燃料喷射量、燃料喷射正时进行控制。另外，ECU10以向第二催化剂壳体7所收容的SCR催化剂流入的NOX的量(NOX流入量)为参数，对该SCR催化剂的异常进行诊断。
在此，对SCR催化剂的异常诊断方法进行论述。首先，ECU10基于表示内燃机1的运转状态的参数，对从内燃机1排出的NOX的量(换句话说，向第二催化剂壳体7的SCR催化剂流入的NOX的量(NOX流入量))进行运算。
从内燃机1排出的NOX的量、即在内燃机1中混合气体燃烧时产生的NOX的量，与混合气体中含有的氧的量、混合气体中含有的燃料的量、燃料喷射正时、以及发动机转速相关。混合气体中含有的氧的量与吸入空气量(空气流量计11的输出信号)相关。混合气体中含有的燃料的量与燃料喷射量相关。因此，ECU10能够以空气流量计11的输出信号、燃料喷射量、燃料喷射正时、以及发动机转速为参数，运算NOX流入量。另外，上述各种参数与NOX流入量之间的关系也可以预先通过实验求出，并将这些关系以映射或函数式的形态存储于ECU10的ROM中。通过如上所述ECU10运算NOX流入量，本发明的运算机构得以实现。
ECU10以NOX流入量的运算值(NOX流入量运算值)为参数，对SCR催化剂的异常进行诊断。作为以NOX流入量运算值为参数对SCR催化剂的异常进行诊断的方法，例如可以使用以NOX流入量运算值为参数对SCR催化剂的NOX净化率、NOX净化量等进行运算并对其运算结果和阈值进行比较的方法。以下，论述对NOX净化率和阈值进行比较的例子。在此所说的NOX净化率是由SCR催化剂净化了的NOX的量与向SCR催化剂流入的NOX的量的比例，可以利用以下的式(1)进行运算。
Enox＝(Anoxin-Anoxout)/Anoxin......(1)
上述式(1)中的Enox是NOX净化率。Anoxin是NOX流入量，利用上述方法算出的NOX流入量运算值被代入。Anoxout是NOX流出量，通过将NOX传感器12的输出信号(NOX浓度)与每单位时间内的排气流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)相乘而求出的值被代入。
在利用上述式(1)算出NOX净化率Enox时，ECU10判别该NOX净化率Enox是否为阈值以上。在此所说的“阈值”是SCR催化剂正常时的最低NOX净化率或将余量与该NOX净化率相加后的值。若NOX净化率Enox为阈值以上，则ECU10诊断为SCR催化剂正常。另一方面，若NOX净化率Enox小于阈值，则诊断为SCR催化剂异常。通过如上所述ECU10以NOX流入量的运算值为参数来执行SCR催化剂的异常诊断处理，本发明的诊断机构得以实现。
但是，在利用EGR装置9使一部分排气从排气通路5向进气通路2回流时，详细而言，在利用EGR装置9回流了的一部分排气(EGR气体)向SCR催化剂再次流入时，若实施SCR催化剂的异常诊断处理，则有可能导致误诊断。
在EGR气体回流时，若一部分氨从SCR催化剂穿过，则该一部分氨与EGR气体一同向内燃机1吸入。被吸入到了内燃机1的氨与混合气体一同供燃烧。在该情况下，氨在高温下与氧接触，因此，氨氧化而生成一氧化氮(NO)等NOX。其结果是，在氨与EGR气体一同被吸入到了内燃机1的情况下，与不被吸入的情况相比，从内燃机1排出的NOX的量增加。
在从内燃机1排出的NOX的量因上述理由而增加了的情况下，NOX流入量运算值和实际的NOX流入量(实际NOX流入量)之间产生误差。另外，在实际NOX流入量增加了的情况下，也存在没有被SCR催化剂净化的NOX的量增加、NOX流出量增加的情况。尤其是，在基于NOX流入量运算值调节从添加阀8喷射的尿素水溶液的量的情况下，从添加阀8喷射的尿素水溶液的量相比与实际NOX流入量相适应的量减少，因此，NOX流出量增多。其结果是，如图2所示，即便在SCR催化剂正常的情况下，利用上述式(1)算出的NOX净化率Enox也可能低于阈值。另外，图2中的实线表示以实际NOX流入量为参数运算出的NOX净化率，图2中的单点划线表示以NOX流入量运算值为参数运算出的NOX净化率。另外，图2中的虚线表示阈值。
另外，在对SCR催化剂的NOX净化量和阈值进行比较的方法中，从NOX流入量运算值减去NOX流出量，从而算出SCR催化剂的NOX净化量。此时，在NOX流入量运算值比实际NOX流入量少时，NOX净化量的运算值比实际的NOX净化量少。其结果是，NOX净化量的运算值有可能低于阈值。
于是，本实施例的排气净化装置的异常诊断装置在EGR气体回流的状况下，在实施SCR催化剂的异常诊断的情况下，与和EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨的量相应地，对NOX流入量运算值进行修正，并使用修正后的NOX流入量运算值来运算NOX净化率，并且，使用修正后的NOX流入量运算值来确定尿素水溶液的喷射量。
在此，按照图3说明NOX流入量运算值的修正顺序。图3是表示对NOX流入量运算值Anoxin进行修正时ECU10执行的处理程序的流程图。该处理程序预先存储在ECU10的ROM中，是由ECU10(CPU)周期性地执行的程序。
在图3的处理程序中，ECU10首先在S101的处理中判别添加阀8是否正喷射尿素水溶液。当在S101的处理中判定为否时，氨不与EGR气体一同向内燃机1吸入，或者即便稍微有一些氨从SCR催化剂脱离、与EGR气体一同向内燃机1吸入的氨也是少量的，因此，ECU10结束本程序的执行而不修正NOX流入量运算值Anoxin。另一方面，当在S101的处理中判定为是时，ECU10进入S102的处理。
在S102的处理中，ECU10判别EGR装置9是否处于工作中，换句话说，是否正利用EGR装置9使一部分排气从排气通路5向进气通路2回流。ECU10在EGR阀91的开度为零(全闭)时判定为否，在EGR阀91的开度比零大时判定为是。当在S102的处理中判定为否时，穿过了SCR催化剂的氨不被吸入到内燃机1，因此，ECU10结束本程序的执行。
另外，当在S101的处理中判定为否时、以及当在S102的处理中被否定了时，ECU10基于不被修正的NOX流入量运算值，执行排气净化装置的异常诊断处理和尿素水溶液的喷射量控制。
当在S102的处理中判定为是时，穿过了SCR催化剂的氨有可能被吸入到内燃机1。因此，ECU10在S103以后的处理中进行NOX流入量运算值的修正。
首先，在S103的处理中，ECU10运算从SCR催化剂流出的氨的量、即氨的滑过量Anh3slp。在此，氨的滑过量Anh3slp以排气的流量、SCR催化剂的温度、以及SCR催化剂的氨吸附量为参数进行运算。
图4是表示通过SCR催化剂的排气的流量恒定的情况下的、SCR催化剂所吸附的氨的量(吸附量)、SCR催化剂的温度以及从SCR催化剂流出的排气的氨浓度之间的关系的图。在图4中，SCR催化剂的氨吸附量越多，则从SCR催化剂流出的排气的氨浓度越浓，并且，SCR催化剂的温度越高，则从SCR催化剂流出的排气的氨浓度越浓。因此，在通过SCR催化剂的排气的流量恒定的情况下，可以说SCR催化剂的氨吸附量越多且SCR催化剂的温度越高、则氨的滑过量越多。
另外，如果从SCR催化剂流出的排气的氨浓度恒定，那么每单位时间内通过SCR催化剂的排气的流量越多，则每单位时间内的滑过量越多。因此，每单位时间内通过SCR催化剂的排气的流量越多，则氨的滑过量越多。
于是，在本实施例中，基于图4所示那样的关系，求出从SCR催化剂流出的排气的氨浓度，将该氨浓度与每单位时间内的排气流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)相乘，从而求出氨的滑过量Anh3slp。
另外，在求取氨的滑过量Anh3slp时所使用的氨吸附量利用适当的方法来推定。例如，从向SCR催化剂流入的氨的量中减去在SCR催化剂中被消耗的氨的量(NOX的还原所消耗的氨的量)和滑过量，从而求出氨吸附量。
在SCR催化剂中被消耗的氨的量以NOX流入量和NOX净化率为参数进行运算。作为此时的NOX流入量，使用上述NOX流入量运算值。另外，NOX净化率也可以利用与排气净化装置的异常诊断处理所使用的NOX净化率相同的方法来求出，但也能够以向SCR催化剂流入的排气的流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)和SCR催化剂的温度为参数进行推定。例如，氨消耗量的运算所使用的NOX净化率也可以基于图5所示那样的关系进行推定。图5是表示排气的流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)、SCR催化剂的温度、以及NOX净化率之间的关系的图。NOX净化率存在如下趋势：排气流量越多，则NOX净化率越小，并且，SCR催化剂的温度越高，则NOX净化率越大(但是，在SCR催化剂的温度超过上限温度(例如，350℃)时，SCR催化剂的温度越高，则NOX净化率越小)。因此，也可以预先求出对图5所示那样的关系进行了限定的映射或函数，并基于该映射或函数来求出NOX净化率。
上述那样的氨吸附量的运算处理在内燃机1起动后开始EGR气体的回流之前开始执行，此后以规定的周期反复执行。而且，作为滑过量Anh3slp的运算所使用的氨吸附量，使用在刚刚之前的运算处理中求出的值(前一次值)。
在S104的处理中，ECU10判别在上述S103的处理中求出的氨的滑过量Anh3slp是否为规定量α以上。在此所说的规定量α是可认为导致误诊断的氨的滑过量的最小值，是预先通过利用实验等的适应处理求出的值。当在S104的处理中判定为否时，ECU10暂时结束本程序的处理。另一方面，当在S104的处理中判定为是时，ECU10进入S105的处理。
在S105的处理中，ECU10对由与EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨引起的NOX流入量的增加量△Anoxin进行运算。首先，ECU10以在上述S103中算出的氨的滑过量Anh3slp、以及EGR气体量与排气流量的比例为参数，对与EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨的量进行运算。此时，EGR气体量与排气流量的比例可以根据EGR率和空气流量计11的输出信号(吸入空气量)进行运算。接着，ECU10对在假定与EGR气体一同被吸入到内燃机1的全部氨氧化的情况下生成的NOX的量(NOX流入量的增加量△Anoxin)进行运算。
在S106的处理中，ECU10对直至所述增加量△Anoxin的NOX向SCR催化剂流入为止所需要的时间进行运算。即，ECU10对直至从第二催化剂壳体7流出的一部分排气经过EGR通路90、进气通路2、以及内燃机1再次向第二催化剂壳体7流入为止所花费的时间(输送延迟时间)进行运算。输送延迟时间能够以直至从第二催化剂壳体7流出的一部分排气再次向第二催化剂壳体7流入为止所经过的路径的长度、所述路径的容积、以及排气的流速(每单位时间内的吸入空气量)为参数进行运算。例如，所述路径的长度越长，则输送延迟时间越长。所述路径的容积越大，则输送延迟时间越长。排气的流速越小，则输送延迟时间越长。另外，由于所述路径的长度和所述路径的容积是固定值，因此，也可以预先求出表示排气的流速与输送延迟时间之间的关系的映射或函数，并基于该映射或函数求出输送延迟时间。此时，由于所述路径的长度和所述路径的容积因内燃机的规格、搭载内燃机的车辆的种类等而不同，因此，优选预先生成与内燃机的规格、车辆的种类等相适应的映射或函数。
在S107的处理中，ECU10判别是否经过了在上述S106的处理中求出的输送延迟时间。当在S107的处理中判定为否时，ECU10反复执行S107的处理。另一方面，当在S107的处理中判定为是时，ECU10进入S108的处理。
在S108的处理中，ECU10利用在上述S105的处理中求出的增加量△Anoxin，对NOX流入量运算值Anoxin进行修正。即，ECU10将NOX流入量运算值Anoxin和增加量△Anoxin相加来算出与实际NOX流入量相当的NOX流入量Anoxinr。
通过如上所述ECU10执行图3的处理程序，本发明的修正机构得以实现。其结果是，在穿过了SCR催化剂的一部分氨利用EGR装置9向内燃机1导入的情况下，可以减小实际NOX流入量和NOX流入量运算值之间的误差。另外，通过使用修正后的NOX流入量运算值来运算NOX净化率，可以求出更准确的NOX净化率，因此，可以提高SCR催化剂的异常诊断精度。并且，通过以修正后的NOX流入量运算值为参数来调节尿素水溶液的喷射量(相当于本发明的变更机构)，可以将与实际的NOX流入量相适应的量的氨向SCR催化剂供给，可以将没有被SCR催化剂净化的NOX的量抑制得少。
因此，根据本实施例的排气净化装置的异常诊断装置，在利用EGR装置9将一部分氨向内燃机1导入的情况下，可以抑制尽管SCR催化剂正常仍误诊断为SCR催化剂异常这种情形。其结果是，可以提高SCR催化剂的异常诊断处理的精度。
另外，在图3所示的例子中，以添加阀8喷射尿素水溶液且EGR装置9处于工作中并且氨的滑过量为规定量α以上为条件，对NOX流入量运算值进行修正，但即便在添加阀8未喷射尿素水溶液时，只要EGR装置9处于工作中且氨的滑过量为规定量α以上，也可以对NOX流入量运算值进行修正。这在SCR催化剂的温度高的情况下是有效的。即，在SCR催化剂的温度增高时，SCR催化剂所吸附的氨从该SCR催化剂脱离，因此，从SCR催化剂流出的氨的量有可能比规定量α多。因此，即便在添加阀8未喷射尿素水溶液时，当SCR催化剂的温度处于促进氨的脱离的温度区域时，也可以基于从SCR催化剂流出的氨的量对NOX流入量运算值进行修正。
另外，若准确地进行SCR催化剂的异常诊断，则可以更准确地执行尿素水溶液的异常诊断处理。在此所说的“尿素水溶液的异常诊断处理”指的是对尿素水溶液中含有的尿素的浓度是否低于下限值进行诊断的处理。若尿素水溶液中含有的尿素的浓度变得过低，则向SCR催化剂供给的氨的量变得过少，没有被SCR催化剂净化的NOX的量有可能变得过多。另外，在基于SCR催化剂的NOX净化率和目标值之差对尿素水溶液的喷射量进行反馈控制的情况下，有可能导致尿素水溶液的喷射量变得过多而使得尿素水溶液的消耗量变得过多。
针对上述那样的问题，以使尿素水溶液的喷射量相比目标值增加了时的NOX净化率为参数，对尿素水溶液的异常进行诊断。例如，当尿素水溶液中含有的尿素的浓度为下限值以上时，氨的滑过量增加。在此，NOX传感器12具有除对排气中的NOX起反应之外也对氨起反应的特性。因此，在氨的滑过量增加了的情况下，NOX传感器12的输出信号增大。若NOX传感器12的输出信号增大，则利用上述(1)式求出的NOX净化率Enox降低。
另一方面，当尿素水溶液中含有的尿素的浓度小于下限值时，氨的滑过量几乎不增加而SCR催化剂的氨吸附量增加。其结果是，NOX传感器12的输出信号不变化或减少。其结果是，利用上述(1)式求出的NOX净化率Enox几乎不变化或上升。
因此，当在SCR催化剂的异常诊断处理中诊断为该SCR催化剂正常的情况下，若执行尿素水溶液的异常诊断处理，则可以更准确地对尿素水溶液的异常进行诊断。
但是，在利用上述那样的方法执行尿素水溶液的异常诊断处理时，在尿素水溶液正常的情况下，从SCR催化剂流出的氨的量增加，因此，伴随于此，较大量的氨有可能向大气中排出。于是，本实施例的排气净化装置的异常诊断装置，在当EGR装置9处于非工作状态时执行尿素水溶液的异常诊断处理的情况下，使EGR装置9工作(打开EGR阀91)，或者在当EGR装置9处于工作状态时执行尿素水溶液的异常诊断处理的情况下，使EGR率增加。根据上述那样的方法，可以在将向大气中排出的氨的量抑制得少的同时执行尿素水溶液的异常诊断处理。
另外，在本实施例中，论述了EGR通路90的基端(上游侧端部)与比第二催化剂壳体7更靠下游的排气通路5连接的例子，但如图6所示，EGR通路90的基端也可以与添加阀8和第二催化剂壳体7之间的排气通路5连接。在该情况下，在添加阀8喷射尿素水溶液且EGR装置9处于工作中时，NOX流入量的增加量△Anoxin以从添加阀8喷射的尿素水溶液的量、EGR气体量与排气流量的比例、以及输送延迟时间为参数进行运算即可。
附图标记说明
1 内燃机
2 进气通路
3 涡轮增压器
4 进气节流阀
5 排气通路
6 第一催化剂壳体
7 第二催化剂壳体(排气净化装置)
8 添加阀
9 EGR装置
10 ECU
11 空气流量计
12 NOX传感器
13 油门位置传感器
14 曲轴位置传感器
30 压缩机
31 涡轮机
90 EGR通路
91 EGR阀
92 EGR冷却器

Claims (4)

1.一种排气净化装置的异常诊断装置，具有：
排气净化装置，所述排气净化装置配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂；
供给装置，所述供给装置向所述排气净化装置供给添加剂，所述添加剂是氨或氨的前体；以及
EGR装置，所述EGR装置使一部分排气从比由所述供给装置供给添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路回流，
所述排气净化装置的异常诊断装置的特征在于，具有：
运算机构，所述运算机构利用表示所述内燃机的运转状态的参数，运算向所述排气净化装置流入的NOX量即NOX流入量；
诊断机构，所述诊断机构以利用所述运算机构算出的NOX流入量为参数，对所述排气净化装置的异常进行诊断；以及
修正机构，在一部分排气利用所述EGR装置回流的情况下，与和排气一同回流的添加剂的量相应地，所述修正机构对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行增加修正。
2.如权利要求1所述的排气净化装置的异常诊断装置，其特征在于，
所述EGR装置使一部分排气从比所述排气净化装置更靠下游的排气通路向进气通路回流，
在一部分排气利用所述EGR装置回流并且添加剂从所述排气净化装置流出的情况下，与和排气一同回流的添加剂的量相应地，所述修正机构对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行增加修正。
3.如权利要求2所述的排气净化装置的异常诊断装置，其特征在于，
所述修正机构以从所述排气净化装置流出的添加剂的量、利用所述EGR装置回流的排气的量与从所述排气净化装置流出的排气的量的比例、以及直至从所述排气净化装置流出的一部分排气经过进气通路以及内燃机再次向所述排气净化装置流入为止所花费的时间为参数，运算与排气一同回流的添加剂的量，当其运算结果为多时，与其运算结果为少时相比，所述修正机构使对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行增加修正时的修正量增大。
4.如权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置的异常诊断装置，其特征在于，
还具有变更机构，与所述修正机构对利用所述运算机构算出的NOX流入量进行增加修正时的修正量相应地，所述变更机构变更从所述供给装置供给的添加剂的量。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014271674B2 (en) 2013-05-30 2017-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Error diagnostic device for exhaust purification device
DE102016223558B4 (de) * 2015-12-22 2023-12-14 Ford Global Technologies, Llc Abgasreinigung mit zweifacher Reduktionsmitteleinleitung
CN106168152B (zh) * 2016-07-11 2018-09-14 北京福田戴姆勒汽车有限公司 验证车载诊断系统是否具有监测反应剂消耗量功能的装置
JP6881230B2 (ja) * 2017-10-24 2021-06-02 株式会社デンソー 車両制御装置
DE102018200369B4 (de) 2018-01-11 2020-07-16 Ford Global Technologies, Llc Echtzeit-Steuerung eines Abgasrückführungssystems
KR20200003527A (ko) * 2018-07-02 2020-01-10 현대자동차주식회사 연료증기 듀얼 퍼지 시스템의 리크 진단 방법
DE102018221441A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen eines manipulierten Betriebs einer Komponente eines Fahrzeugs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101326349A (zh) * 2005-12-09 2008-12-17 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化系统
CN101326348A (zh) * 2005-12-15 2008-12-17 丰田自动车株式会社 内燃机排气净化系统
DE102009027163A1 (de) * 2008-07-29 2010-02-04 Denso Corporation, Kariya-City Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine
WO2011030433A1 (ja) * 2009-09-10 2011-03-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
CN202181956U (zh) * 2009-12-23 2012-04-04 福特环球技术公司 涡轮增压内燃发动机的系统
JP4957478B2 (ja) * 2007-09-18 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0521615Y2 (zh) * 1989-06-28 1993-06-03
DE19963932A1 (de) * 1999-12-31 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
JP5287265B2 (ja) 2009-01-08 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 アンモニア燃焼内燃機関
US8943802B2 (en) 2009-12-08 2015-02-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for an internal combustion engine
JP5536562B2 (ja) * 2010-06-28 2014-07-02 本田技研工業株式会社 プラントの制御装置
JP2012082703A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Toyota Motor Corp 選択還元型ＮＯｘ触媒の劣化検出装置及び方法
KR101234637B1 (ko) * 2010-11-18 2013-02-19 현대자동차주식회사 질소산화물의 양을 예측하는 방법 및 이를 이용한 배기 장치
US9494066B2 (en) * 2011-06-02 2016-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for an internal combustion engine
US9657627B2 (en) * 2013-05-30 2017-05-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis apparatus of exhaust gas purification apparatus
AU2014271674B2 (en) * 2013-05-30 2017-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Error diagnostic device for exhaust purification device
US9279375B2 (en) * 2013-06-05 2016-03-08 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling an engine that includes low pressure EGR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101326349A (zh) * 2005-12-09 2008-12-17 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化系统
CN101326348A (zh) * 2005-12-15 2008-12-17 丰田自动车株式会社 内燃机排气净化系统
JP4957478B2 (ja) * 2007-09-18 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102009027163A1 (de) * 2008-07-29 2010-02-04 Denso Corporation, Kariya-City Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine
WO2011030433A1 (ja) * 2009-09-10 2011-03-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
CN202181956U (zh) * 2009-12-23 2012-04-04 福特环球技术公司 涡轮增压内燃发动机的系统

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