CN105579677B - 排气净化装置的诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在向选择还原型NOX催化剂供给还原剂的供给装置的诊断中,通过对做出误诊断的情况进行抑制,从而抑制了诊断精度的降低。本发明在内燃机的排气通道上设置有:NOX催化剂,其使用氨而对排气中的NOX进行还原;供给部,其在与NOX催化剂相比靠上游侧处供给氨或氨的前驱体;传感器,其在与NOX催化剂相比靠下游侧处对排气中的NOX以及氨进行检测,并且使NOX与氨发生反应,本发明根据从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度和氨浓度,而对在传感器内通过NOX与氨发生反应而产生的传感器的输出降低量进行计算,并且根据该输出降低量而实施供给部的诊断。

Description

排气净化装置的诊断装置
技术领域
本发明涉及一种排气净化装置的诊断装置。
背景技术
已知一种以氨为还原剂来使用而对来自内燃机的排气中所包含的NOX(氮氧化物)进行净化的选择还原型NOX催化剂(以下,也简称为“NOX催化剂”)。在与排气通道中的NOX催化剂相比靠上游侧处,设置有向流入该NOX催化剂的排气中供给氨或尿素等氨的前驱体(以下,也将双方合称为“还原剂”)的供给装置。为了在NOX催化剂中以所需的净化率来对NOX实施净化,从而需要对从该供给装置被供给的还原剂的供给量进行控制。在该控制中,使用被设置于与NOX催化剂相比靠下游侧处的、能够对排气的NOX浓度进行检测的NOX传感器。在此,关于供给装置的控制,已知有如下情况,即,尽管流入NOX催化剂的NOX量增加了,但在来自NOX传感器的输出值具有减少趋势的情况下,仍会根据还原剂的供给量过多而判断为氨从NOX催化剂中流出了(发生了氨泄漏(slip)),从而使尿素水的添加量减少(例如,参照专利文献1)。
但是,为了高精度地对从供给装置被供给的还原剂的量进行控制,从而需要供给装置正常地进行工作。在此,已知有如下的技术,即,由于NOX传感器除NOX之外还能够对氨进行检测,因此可使用来自NOX传感器的输出值来对供给装置是否正常地进行工作(即,是正常还是异常)进行诊断(例如,参照专利文献2至4)。在这些文献所公开的技术中,在供给装置的诊断时,根据从NOX催化剂中流出的氨,而将来自供给装置的还原剂的供给量增大至假定为NOX传感器的输出值超过预定的阈值的程度。而且,在实际的输出值未超过预定的阈值的情况下,则认为供给装置并未按照控制而进行工作,从而诊断为异常。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-094540号公报
专利文献2:日本特开2009-510324号公报
专利文献3:日本特开2010-537117号公报
专利文献4:日本特开2008-303842号公报
专利文献5:日本特开2012-036840号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在NOX传感器内,有时会出现氨被氧化而生成NOX的情况。因此,在NOX传感器内,可能存在流入NOX传感器的排气中的NOX、和在NOX传感器内由氨生成的NOX。而且,由于存在于NOX传感器内的NOX有时会通过氨而被还原,因此NOX传感器内的NOX以及氨的量有时会减少。在此,NOX传感器的输出值成为,与NOX及氨减少之后的、剩余的NOX及氨的量相对应的值。因此,NOX传感器的实际的输出值可能会低于流入NOX传感器的排气的NOX浓度以及氨浓度的合计值。其结果为,当根据NOX传感器的实际的输出值来实施还原剂的供给装置的诊断时,诊断的精度可能会降低。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的发明,其目的在于,在向选择还原型NOX催化剂供给还原剂的供给装置的诊断中,对诊断精度的降低进行抑制。
用于解决课题的方法
为了实现上述课题,在本发明中,涉及一种排气净化装置的诊断装置,其为内燃机的排气净化装置中的对于该排气净化装置的诊断装置,
所述内燃机的排气净化装置具备:
选择还原型NOX催化剂,其被设置于内燃机的排气通道上,并使用氨而对排气中的NOX进行还原;
供给部,其被设置于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游侧处,并向流入该选择还原型NOX催化剂的排气中供给氨或氨的前驱体;
控制部,其对从所述供给部被供给的氨或氨的前驱体的供给量进行控制;
传感器,其被设置于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠下游侧处,且对从该选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX以及氨进行检测,并且使NOX与氨发生反应,
所述排气净化装置的诊断装置具备:
NOX浓度推断部,其对从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断;
氨浓度推断部,其对从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断;
计算部,其根据由所述NOX浓度推断部所推断出的NOX浓度、和由所述氨浓度推断部所推断出的氨浓度,而对在所述传感器内通过NOX与氨发生反应而产生的所述传感器的输出降低量进行计算;
诊断部,其根据所述传感器的输出值来实施所述供给部的诊断;诊断控制部,其根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量,而对所述诊断部中的诊断进行控制。
选择还原型NOX催化剂(以下,也简称为“NOX催化剂”)对排气中的氨进行吸附,并将其作为还原剂来使用而选择性地对NOX进行还原。供给部供给氨或尿素等氨的前驱体(以下,也将双方合称为“还原剂”)。控制部根据内燃机的运转状态或来自传感器的输出值等而对从供给部被供给的还原剂的供给量进行控制,以在NOX催化剂中使NOX适当地净化。而且,流入NOX催化剂中的氨(包括由氨的前驱体所生成的氨)被吸附于该NOX催化剂上。
在此,在NOX催化剂的下游侧处,设置有对从该NOX催化剂流出的排气中的NOX进行检测,并输出该排气的NOX浓度的传感器。该传感器具有不仅对NOX进行检测而且也对排气中的氨进行检测的特性。因此,传感器的输出值以排气中所包含的NOX及氨为依据。而且,诊断部根据该传感器的输出值而对供给部为正常或者异常进行诊断。在此,正常是指,供给部供给通过控制部而被控制的量、或者该被控制的量之中的预定比例以上的量(以下,也将双方合称为“控制量”)的还原剂的情况。并且,异常是指,供给部只供给了小于该控制量的量的还原剂的情况。另外,该预定比例只要考虑供给部的性能和随着年限的增长而劣化的情况等来适当规定即可。
在此,例如在为了NOX净化而向NOX催化剂供给适当的量的还原剂的情况下,通过将氨供于NOX的还原反应,从而使从NOX催化剂中流出的NOX以及氨的量一同减少。因此可假想为,在该情况下,传感器的输出值变低,根据该传感器的输出值而被计算出的NOX净化率变高。另外,NOX净化率为,通过利用NOX催化剂而被净化从而减少的NOX浓度相对于流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度的比例。流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度例如能够根据内燃机的运转状态来进行推断、或者通过在与NOX催化剂相比靠上游处安装例如NOX传感器来进行检测。此外,通过利用NOX催化剂而被净化从而减少的NOX浓度能够通过如下方式来求出,即,从流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度中减去由被设置于与NOX催化剂相比靠下游处的传感器所检测出的NOX浓度。由于该传感器受到氨的影响,因此根据传感器的输出值而被计算出的NOX净化率也受到氨的影响。而且,当因排气中所包含的NOX及氨的影响而使传感器的输出值降低时,所计算出的NOX净化率将上升。而且,可认为,尽管以为了NOX净化而供给适当的量的还原剂的方式对供给部实施了控制,但在传感器的实际的输出值高于所假想的程度的情况下,或者,在NOX净化率低于所假想的程度的情况下,从NOX催化剂中流出了较多的未净化的NOX。因此,在该情况下,认为实际上从供给部只供给了小于控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为异常。
此外可假想为,例如,在暂时性地超出NOX催化剂的氨吸附能力的量的还原剂被供给至NOX催化剂的情况下,由于因氨泄漏而使从NOX催化剂中流出的氨量增多,因此传感器的输出值升高,从而根据该传感器的输出值而被计算出的NOX净化率降低。因此,在以供给超出NOX催化剂的氨吸附能力的量的还原剂的方式对供给部进行控制的情况下,在传感器的实际的输出值高至所假想的程度时,或者在NOX净化率低至所假想的程度时,认为实际上供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。
然而,在传感器内,由于有时会通过氨而使NOX被还原,因此传感器内的NOX及氨的量可能会减少。因此,传感器的实际的输出值有时会低于与从NOX催化剂中流出的排气(即,流入传感器内的排气)的实际的NOX浓度和氨浓度的合计值相对应的值(以下,也称为“实际浓度”)。当根据低于实际浓度的输出值来实施供给部的诊断时,诊断精度有可能会降低。
因此,根据本发明,诊断控制部根据传感器的输出降低量而对诊断部中的诊断进行控制。在此,该输出降低量为上述的从实际浓度降低的降低量,且与从NOX催化剂中流出的NOX及氨的浓度相关。因此,能够根据从NOX催化剂中流出的NOX及氨的浓度,来求出传感器的输出降低量。而且,如果知晓传感器的输出降低量,则能够根据该输出降低量而对例如在诊断时所使用的阈值等进行补正。此外,能够根据传感器的输出降低量,而对是否实施诊断进行判断。其结果为,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够对供给部的诊断精度的降低进行抑制。另外,对诊断部中的诊断进行控制的情况包括:对阈值进行补正;对传感器输出值进行补正;对根据传感器输出值而被计算出的NOX净化率进行补正;或者对是否实施诊断进行判断。
而且,也可以采用如下方式,即,
所述诊断控制部在根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量为预定量以下的情况下,实施所述供给部的诊断,
所述诊断控制部在根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量大于所述预定量的情况下,不实施所述供给部的诊断。
在此,由于有时会根据内燃机的运转状态或还原剂的供给量而使从NOX催化剂中流出的NOX或氨的浓度升高,因此通过计算部而被计算出的传感器的输出降低量有时会增大。因此,即使在假想为未供给有适当的量的还原剂用于NOX净化的情况下等,由于从NOX催化剂中流出的未净化的NOX增加而使传感器的输出值相对升高从而所计算出的NOX净化率降低的情况下,也可能会出现传感器的实际的输出值大幅降低,进而所计算出的NOX净化率大幅上升的情况。此外,即使在假想为暂时性地使由氨泄漏导致的氨的流出量增大的情况下等,由于从NOX催化剂中流出的氨增加而使传感器的输出值相对升高从而所计算出的NOX净化率相对降低的情况下,也可能会出现传感器的实际的输出值大幅降低,进而所计算出的NOX净化率大幅上升的情况。也就是说,无论在哪一种情况下,由于传感器的实际的输出值均会与上述的实际浓度相比而大幅降低,因此根据传感器的输出值的供给部的诊断的精度也可能会降低。而且,由于传感器的输出降低量越大,则实际的输出值相对于该实际浓度的差别越大,因此诊断的精度可能会进一步降低。相对于此,本发明所涉及的诊断装置在根据传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量为预定量以下的情况下,实施供给部的诊断,而在根据传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量大于该预定量的情况下,不实施供给部的诊断。由此,在诊断精度可能会降低的情况下,将不实施供给部的诊断。其结果为,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够抑制诊断精度的降低的情况。另外,该预定量只要以确保充分的诊断精度的方式而通过预先实验等来设定即可。此外,在不实施供给部的诊断的情况中,例如包括虽然读取了传感器的输出值但并未使用该输出值来实施诊断的情况。此外,在不实施供给部的诊断的情况中,例如包括虽然根据传感器的输出值而实施了诊断但却取消了该诊断结果的情况。此外,在不实施供给部的诊断的情况中,例如还包括不读取传感器的输出值的情况。
此外,也可以采用如下方式,即,所述诊断部通过对根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率与阈值进行比较,从而对所述供给部进行诊断,
所述诊断控制部根据所述传感器的输出降低量而对所述NOX净化率进行补正、或者根据所述传感器的输出降低量而对所述阈值进行补正。
在此可假想为,在以使从NOX催化剂中流出的未净化的NOX减少的方式来对供给部进行控制的情况下,如果实际上供给了控制量的还原剂,则实际浓度将相对降低。因此,如果设定了适当的阈值,则在与该阈值相比NOX净化率较小时,将认为实际上只供给了小于控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为异常。此外可假想为,在因氨泄漏而使从NOX催化剂中流出的氨增加的方式来对供给部进行控制的情况下,如果实际上供给了控制量的还原剂,则实际浓度将相对升高。因此,只要设定了适当的阈值,则在与该阈值相比NOX净化率较小时,将认为实际上供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。如此,无论在哪一种情况下,均能够通过对根据传感器的输出值而被计算出的NOX净化率与阈值进行比较,从而对供给部进行诊断。
但是,如上文所述,传感器的实际的输出值可能因输出降低的影响而变得低于实际浓度。因此,即使在实际的NOX净化率小于阈值的情况下,也有因传感器的输出降低而使根据传感器的输出值而被计算出的NOX净化率成为该阈值以上的时候。此时,可能会出现通过诊断部而做出了错误的诊断的情况。因此,根据本发明,根据传感器的输出降低量而对阈值或者NOX净化率进行补正。由此,由于能够使由传感器的输出降低造成的影响反映在阈值或者NOX净化率上,因此抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,该阈值只要根据基于供给部为正常时的实际浓度的NOX净化率来设定即可。
此外,所述诊断控制部能够在所述阈值上加上根据所述输出降低量而被计算出的所述NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
即,通过将阈值增大与由传感器的输出降低引起的NOX净化率的上升量相对应的量,从而即使输出降低的值从传感器被输出,也能够使NOX净化率与阈值的大小关系不发生变化。其结果为,抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,也可以通过在阈值上乘以基于输出降低量的补正系数,从而对该阈值进行补正。
此外,所述诊断控制部能够通过从所述NOX净化率中减去根据所述输出降低量而被计算出的所述NOX净化率的上升量,从而对该NOX净化率进行补正。
即,通过将NOX净化率减小与由传感器的输出降低引起的NOX净化率的上升量相对应的量,从而即使输出降低的值从传感器被输出,也能够使NOX净化率与阈值的大小关系不发生变化。其结果为,抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,也可以通过在NOX净化率上乘以基于输出降低量的补正系数,从而对该NOX净化率进行补正。
另外,在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低而使所述传感器的输出值降低的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部能够在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率小于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常,
且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以上时,诊断为所述供给部为正常。
在此,控制部以通过从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低而使传感器的输出值降低的方式来对供给部进行控制的情况是指,例如,控制部以为了NOX净化而供给适当的量的还原剂的方式来对供给部进行控制的情况。在该情况下,能够将该阈值设为,例如在从供给部被供给控制量的还原剂时所假想的实际的NOX净化率的下限值。由此,在根据传感器的输出值而被计算出的NOX净化率小于该阈值时,认为实际上只供给了小于控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为异常。
此外,在上述的情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
在此,在以通过从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使传感器的输出值降低的方式来对供给部进行控制的情况下,与供给部为正常时相比,在供给部为异常时,从NOX催化剂中流出的未净化的NOX增多。因此,由于在供给部为异常时实际浓度相对升高,因此传感器的输出降低量可能增大。因此,在本发明所涉及的诊断装置中,假定了传感器的输出降低量增大的情况,并对传感器的输出降低量进行计算,进而对NOX净化率的上升量进行计算。通过在阈值上加上该NOX净化率的上升量,从而在供给部实际上为异常的情况下,即使传感器的实际的输出值大幅降低而使NOX净化率大幅上升,也能够对该NOX净化率成为阈值以上的情况进行抑制。其结果为,抑制了异常的供给部被误诊断为正常的情况。另外,也可以从NOX净化率中减去NOX净化率的上升量,从而对NOX净化率进行补正,以代替在阈值上加上NOX净化率的上升量从而对阈值进行补正的情况。另外,也可以在阈值或者NOX净化率上乘以补正系数,从而对阈值或者NOX净化率进行补正。
另外,在该情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量以上、并且在根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量的合计值以下。
在此,即使供给部为正常,也存在从NOX催化剂中流出未净化的NOX或流出由氨泄漏而产生的氨的情况。但是,与NOX催化剂为正常时相比,传感器的输出的降低在NOX催化剂为异常时变得更为显著。因此,由于通过进一步考虑根据假定供给部为正常时的传感器的输出降低量而得到的NOX净化率的上升量,从而能够考虑供给部为正常的情况和为异常的情况这双方的状态下的NOX净化率的上升,因此能够提高诊断的精度。
此外,还能够采用如下方式,即,在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使所述传感器的输出值上升的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常,
且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常。
在此,控制部以通过从NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使传感器的输出值上升的方式来对供给部进行控制的情况是指,例如,控制部以供给超过NOX催化剂的氨吸附能力的量的还原剂的方式来对供给部进行控制的情况。在该情况下,能够将该阈值设为例如在从供给部被供给控制量的还原剂时所假想的实际的NOX净化率的上限值。由此,在根据来自传感器的实际的输出值而被计算出的NOX净化率为该阈值以下时,认为实际上供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。
此外,也可以采用如下方式,即,在通过因所述选择还原型NOX催化剂的温度上升而引起的从该选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升,从而使所述传感器的输出值上升了的情况下,
所述诊断部在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常,
且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常。
但是,在NOX催化剂能够吸附的氨量中,具有被称为饱和吸附量的上限量,其具有当NOX催化剂的温度上升时该上限量降低的特性。在此,也可以假想为,在NOX催化剂的温度上升之前,在从供给部被供给了控制量的还原剂的情况下,在NOX催化剂中吸附了此时的饱和吸附量程度的量的氨。而且,在通过NOX催化剂的温度上升而使该NOX催化剂的饱和吸附量降低了的情况下,将从NOX催化剂中流出超过所降低的饱和吸附量的量的氨。因此,可假想为,在该情况下,实际浓度相对升高,从而所计算出的NOX净化率将降低。因此,如果设定了适当的阈值,则在计算出该阈值以下的NOX净化率时,将认为在温度上升之前实际供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。另外,该阈值能够被设为在温度上升之前在假定为从供给部被供给了控制量的还原剂的情况下的、温度上升后的实际的NOX净化率的上限值。另外,该上限值能够根据NOX催化剂的饱和吸附量等来设定。
此外,在上述的两种情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部能够通过在所述阈值上加上根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
在此,在以通过从NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使传感器的输出值上升的方式来对供给部进行控制的情况下,或者在通过因NOX催化剂的温度上升而引起的氨泄漏的增加从而使传感器的输出值上升的情况下,与供给部为异常时相比,在该供给部为正常时,从NOX催化剂中流出的氨增多。因此,由于在供给部为正常时实际浓度相对升高,因此传感器的输出降低量可能增大。因此,在本发明所涉及的诊断装置中,假定传感器的输出降低量增大的情况,并对传感器的输出降低量进行计算。由此,在供给部实际上为正常的情况下,即使传感器的实际的输出值大幅降低,从而使所计算出的NOX净化率大幅上升,也能够抑制该NOX净化率变得大于阈值的情况。其结果为,抑制了正常的供给部被误诊断为异常的情况。另外,也可以从NOX净化率中减去NOX净化率的上升量,从而对NOX净化率进行补正,以代替在阈值上加上NOX净化率的上升量从而对阈值进行补正的情况。另外,也可以在阈值或者NOX净化率上乘以补正系数,从而对阈值或者NOX净化率进行补正。
另外,在上述的两种情况下,能够采用如下的方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量以上、并且在根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量的合计值以下。
在此,如果供给部为异常,则存在因未供给适当的量的还原剂,而从NOX催化剂中流出未净化的NOX的情况。此外,也存在因氨泄漏而使被吸附于NOX催化剂上的氨流出的情况。但是,与NOX催化剂为异常时相比,传感器的输出的降低在NOX催化剂为正常时变得更为显著。因此,由于通过进一步考虑根据假定供给部为异常时的传感器的输出降低量而得到的NOX净化率的上升量,从而能够考虑供给部为正常的情况和为异常的情况这双方的状态下的传感器输出的降低,因此能够提高诊断的精度。
而且,也可以采用如下方式,即,所述诊断控制部在由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量为预定量以下的情况下,实施所述供给部的诊断,
且在由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量大于所述预定量的情况下,不实施所述供给部的诊断。
在此,由于有时会根据内燃机的运转状态或还原剂的供给量而使从NOX催化剂中流出的NOX或氨的浓度升高,因此通过计算部而被计算出的传感器的输出降低量有时会增大。因此,即使在假想为未供给有适当的量的还原剂用于NOX净化的情况等的、由于从NOX催化剂中流出的未净化的NOX增加而使传感器的输出值相对升高的情况下,也可能会出现传感器的实际的输出值大幅降低的情况。此外,即使为假想暂时性地使由氨泄漏导致的氨的流出量增大的情况等的、由于从NOX催化剂中流出的氨增加而使传感器的输出值相对升高的情况下,也可能会出现传感器的实际的输出值大幅降低的情况。也就是说,无论在哪一种情况下,由于传感器的实际的输出值均会与上述的实际浓度相比而大幅降低,因此根据传感器的输出值的供给部的诊断的精度可能会降低。而且,由于传感器的输出降低量越大,则实际的输出值相对于该实际浓度的差别越大,因此诊断的精度有可能进一步降低。相对于此,在本发明所涉及的诊断装置中,在传感器的输出降低量为预定量以下的情况下实施供给部的诊断,而在该传感器的输出降低量大于该预定量的情况下不实施供给部的诊断。由此,在诊断精度有可能降低的情况下,不实施供给部的诊断。其结果为,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够抑制诊断精度的降低的情况。另外,该预定量只要以确保充分的诊断精度的方式预先通过实验等来设定即可。此外,不实施供给部的诊断的情况例如包括,虽然读取了传感器的输出值但并未使用该输出值来实施诊断的情况。此外,不实施供给部的诊断的情况例如包括,虽然根据传感器的输出值而实施了诊断但却取消了该诊断结果的情况。此外,不实施供给部的诊断的情况例如还包括,不读取传感器的输出值的情况。
此外,也可以采用如下方式,即,所述诊断部通过对所述传感器的输出值与阈值进行比较,从而对所述供给部进行诊断,
所述诊断控制部根据所述输出降低量而对所述传感器的输出值进行补正、或者根据所述输出降低量而对所述阈值进行补正。
在此,可假想为,在以使从NOX催化剂中流出的未净化的NOX减少的方式来对供给部进行控制的情况下,如果实际上供给了控制量的还原剂,则实际浓度将相对降低。因此,如果设定了适当的阈值,则在与该阈值相比而较大的值从传感器被输出时,将认为实际上只供给了小于控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为异常。此外,可假想为,在通过氨泄漏而使从NOX催化剂中流出的氨增加的方式来对供给部进行控制的情况下,如果实际上供给了控制量的还原剂,则实际浓度将相对升高。因此,如果设定了适当的阈值,则在有与该阈值相比而较大的值从传感器被输出时,将认为实际上供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。如此,无论在哪一种情况下,均能够通过对传感器的输出值与阈值进行比较,从而对供给部进行诊断。
但是,如上文所述,传感器的实际的输出值可能会因输出降低的影响而变得低于实际浓度。因此,即使在实际浓度大于阈值的情况下,也存在由于传感器的输出降低而使传感器的实际的输出值成为该阈值以下的时候。此时,可能会出现通过诊断部而做出了错误的诊断的情况。因此,根据本发明,根据传感器的输出降低量而对该阈值或者传感器的输出值进行补正。由此,由于能够使由传感器的输出降低所造成的影响反映在阈值或者传感器的输出值上,因此抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,该阈值只要根据基于供给部为正常时的实际浓度来设定即可。
此外,能够采用如下方式,即,所述诊断控制部通过从所述阈值中减去所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
即,通过将阈值减小与传感器的输出降低量相对应的量,从而即使输出所降低的值从传感器被输出,也能够使输出值与阈值的大小关系不发生变化。其结果为,抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,也可以通过在阈值上乘以基于输出降低量的补正系数,从而对该阈值进行补正。
此外,能够采用如下方式,即,所述诊断控制部通过在所述传感器的输出值上加上所述输出降低量,从而对该输出值进行补正。
即,通过将输出值增大与传感器的输出降低量相对应的量,从而即使输出所降低的值从传感器被输出,也能够使输出值与阈值的大小关系不发生变化。其结果为,抑制了通过诊断部而做出误诊断的情况。另外,也可以通过在传感器的输出值上乘以基于输出降低量的补正系数,从而对该输出值进行补正。
另外,能够采用如下方式,即,在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使所述传感器的输出值降低的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常,
且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常。
在此,控制部以通过从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使传感器的输出值降低的方式来对供给部进行控制的情况是指,例如,控制部以为了NOX净化而供给适当的量的还原剂的方式来对供给部进行控制的情况。在该情况下,能够将该阈值设为例如在从供给部被供给了控制量的还原剂时所假想的实际浓度的上限值。由此,在来自传感器的实际的输出值大于该阈值时,认为实际上只供给了小于控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为异常。
此外,在上述的情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
在此,在以通过从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使传感器的输出值降低的方式来对供给部进行控制的情况下,与供给部为正常时相比,在供给部为异常时,从NOX催化剂中流出的未净化的NOX增多。因此,由于在供给部为异常时实际浓度相对升高,因此传感器的输出降低量有可能增大。因此,在本发明所涉及的诊断装置中,假定了传感器的输出降低量增大的情况,从而对传感器的输出降低量进行计算。由此,在供给部实际上为异常的情况下,即使传感器的实际的输出值大幅降低,也能够抑制该输出值成为阈值以下的情况。其结果为,抑制了异常的供给部被误诊断为正常的情况。另外,也可以在传感器的输出值上加上输出降低量,从而对传感器的输出值进行补正,以代替从阈值中减去输出降低量从而对阈值进行补正的情况。另外,也可以在阈值或者传感器的输出值上乘以补正系数,从而对阈值或者传感器的输出值进行补正。
另外,在该情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气中的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去如下的值,从而能够对该阈值进行补正,所述值在假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量以上、并且在假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量与假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量的合计值以下。
在此,即使供给部为正常,也存在从NOX催化剂中流出未净化的NOX或流出由氨泄漏而产生的氨的情况。但是,与NOX催化剂为正常时相比,传感器的输出的降低在NOX催化剂为异常时变得更为显著。因此,由于通过进一步考虑假定供给部为正常时的传感器的输出降低量,从而能够考虑供给部为正常的情况和为异常的情况这双方的状态下的传感器输出的降低,因此能够提高诊断的精度。
此外,能够采用如下方式,即,在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升而使所述传感器的输出值上升的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部能够在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为正常,
且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为异常。
在此,控制部以通过从NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使传感器的输出值上升的方式来对供给部进行控制的情况是指,例如,控制部以供给超过NOX催化剂的氨吸附能力的量的还原剂的方式来对供给部进行控制的情况。在该情况下,能够将该阈值设为例如在从供给部被供给控制量的还原剂时所假想的实际浓度的下限值。由此,在来自传感器的实际的输出值大于该阈值时,认为实际上供给了控制量的还原剂,从而能够诊断为供给部为正常。
此外,也可以采用如下方式,即,所述诊断部在通过因所述选择还原型NOX催化剂的温度上升而引起的从该选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升而使所述传感器的输出值上升的情况下,
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为正常,
且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为异常。
但是,在NOX催化剂能够吸附的氨量中,具有被称为饱和吸附量的上限量,其具有当NOX催化剂的温度上升时该上限量降低的特性。在此,也可以假想为,在NOX催化剂的温度上升之前,在从供给部被供给了控制量的还原剂的情况下,在NOX催化剂中吸附有此时的饱和吸附量程度的量的氨。而且,在通过NOX催化剂的温度上升而使该NOX催化剂的饱和吸附量降低了的情况下,超过所降低的饱和吸附量的量的氨从NOX催化剂中流出。因此可假想为,在该情况下,实际浓度相对升高。因此,如果设定了适当的阈值,则在与该阈值相比而较大的值从传感器被输出时,认为控制量的还原剂已在温度上升之前实际上被供给了,从而能够诊断为供给部为正常。另外,能够将该阈值设为假定在温度上升之前从供给部被供给了控制量的还原剂的情况下的、温度上升后的实际浓度的下限值。另外,该下限值能够根据NOX催化剂的饱和吸附量等来设定。
此外,在上述的两种情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
在此,在以通过从NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使传感器的输出值上升的方式来对供给部进行控制的情况下,或者在通过因NOX催化剂的温度上升而引起的氨泄漏的增加从而使传感器的输出值上升的情况下,与供给部为异常时相比,在该供给部为正常时,从NOX催化剂中流出的氨增多。因此,由于在供给部为正常时实际浓度相对升高,因此传感器的输出降低量可能会增大。因此,在本发明所涉及的诊断装置中,假定了传感器的输出降低量增大的情况,从而对传感器的输出降低量进行计算。由此,在供给部实际上为正常的情况下,即使传感器的实际的输出值大幅降低,也能够抑制该传感器的实际的输出值成为阈值以下的情况。其结果为,抑制了正常的供给部被误诊断为异常的情况。另外,也可以在传感器的输出值上加上输出降低量,从而对传感器的输出值进行补正,以代替从阈值中减去输出降低量从而对阈值进行补正的情况。另外,也可以在阈值或者传感器的输出值上乘以补正系数,从而对阈值或者传感器的输出值进行补正。
另外,在上述的两种情况下,能够采用如下方式,即,所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量以上、并且在假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量与假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量的合计值以下。
在此,如果供给部为异常,则存在因未供给有适当的量的还原剂,从而从NOX催化剂中流出未净化的NOX的情况。此外,也存在因氨泄漏而使被吸附于NOX催化剂上的氨流出的情况。但是,与NOX催化剂为异常时相比,传感器的输出的降低在NOX催化剂为正常时变得更为显著。因此,由于通过进一步考虑假定供给部为异常时的传感器的输出降低量,从而能够考虑供给部为正常的情况和为异常的情况这双方的状态下的传感器输出的降低,因此能够提高诊断的精度。
发明效果
根据本发明,在向选择还原型NOX催化剂供给还原剂的供给装置的诊断中,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够对诊断精度的降低进行抑制。
附图说明
图1为表示实施例所涉及的内燃机及其进气系统以及排气系统的概要结构的图。
图2为表示实施例所涉及的下游侧NOX传感器的检测部的概要结构的图。
图3为表示从NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度(SCR(Selective CatalyticReduction:选择催化还原)出NOX)和氨浓度(NH3泄漏)、以及下游侧NOX传感器的灵敏度(NOX传感器灵敏度)的推移的图。
图4表示氨(NH3)浓度、NOX浓度、下游侧NOX传感器的输出降低量之间的关系的图。
图5为表示温度与下游侧NOX传感器的输出降低量的关系的图。
图6表示排气的流速与下游侧NOX传感器的输出降低量的关系的图。
图7为表示在以通过排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器的输出值降低的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、排气的实际浓度和下游侧NOX传感器的输出值的图。
图8为表示在以通过排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器的输出值降低的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、NOX催化剂的实际的NOX净化率和根据下游侧NOX传感器的输出值而被计算出的NOX净化率的图。
图9为表示图8的情况下的补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。
图10为表示实施例1所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
图11为表示实施例2所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
图12为表示实施例2所涉及的喷射阀的其他的诊断的流程的流程图。
图13为表示在以通过排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器的输出值上升的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、排气的实际浓度和下游侧NOX传感器的输出值的图。
图14为模式化地表示在以通过排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器的输出值上升的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、NOX催化剂的实际的NOX净化率和根据下游侧NOX传感器的输出值而被计算出的NOX净化率的图。
图15为表示图14的情况下的补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。
图16为表示实施例3所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
图17为表示在以通过排气的NOX浓度的降低而使下游侧NOX传感器的输出值降低的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、排气的实际浓度和下游侧NOX传感器的输出值的图。
图18为表示图17的情况下的补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。
图19为表示实施例4所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
图20为表示实施例5所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
图21为表示实施例5所涉及的喷射阀的其他的诊断的流程的流程图。
图22为在以通过排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器的输出值上升的方式来对喷射阀进行控制的情况下的、排气的实际浓度和下游侧NOX传感器的输出值的图。
图23为表示图22的情况下的补正前的阈值与补正后阈值的关系的图。
图24为表示实施例6所涉及的喷射阀的诊断的流程的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,并根据实施例而以例示的方式对用于实施该发明的方式进行详细说明。但是,该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等,只要未进行特别记载,则并不表示将该发明的范围限定于此的含义。
(实施例1)
图1为表示本实施例所涉及的内燃机及其进气系统以及排气系统的概要结构的图。内燃机1为车辆驱动用的柴油发动机。在内燃机1上连接有排气通道2。在排气通道2上,设置有将氨作为还原剂来使用从而对排气中的NOX进行选择还原的选择还原型NOX催化剂3(以下,简称为“NOX催化剂3”)。
此外,在与NOX催化剂3相比靠上游侧的排气通道2上,设置有作为向流入NOX催化剂3的排气中供给还原剂的供给部的喷射阀4。在还原剂中,使用了作为氨的前驱体的尿素水。尿素水被贮留于与喷射阀4连接的罐40内,并通过未图示的泵等而被供给至喷射阀4。从喷射阀4被喷射出的尿素水通过排气的热量或者来自NOX催化剂3的热量而被加水分解进而成为氨(NH3),并且被吸附于NOX催化剂3上。该氨在NOX催化剂3中作为还原剂而被利用。另外,喷射阀4也可以喷射氨。即,只要从喷射阀4供给变化为氨的物质或者氨即可。这些物质可以以气体、液体、固体中的任意一种状态来进行供给。
而且,在NOX催化剂3的上游侧处,设置有对流入NOX催化剂3的排气中的NOX进行检测并输出该排气的NOX浓度的上游侧NOX传感器7。此外,在NOX催化剂3的下游侧处,设置有对从NOX催化剂3中流出的排气中的NOX进行检测并输出该排气的NOX浓度的下游侧NOX传感器8、和对排气温度进行检测并输出的温度传感器9。另外,在本实施例中,下游侧NOX传感器8相当于本发明中的传感器。在此,虽然详细内容将在下文进行叙述,但下游侧NOX传感器8也能够同NOX一起对氨也进行检测。因此,下游侧NOX传感器8输出从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度与氨浓度的合计值。另外,也能够在与下游侧NOX传感器8相比靠下游侧处,还设置选择还原型NOX催化剂。
此外,在内燃机1上连接有进气通道5。在进气通道5的中途,设置有对内燃机1的吸入空气量进行调节的节气门6。此外,在与节气门6相比靠上游的进气通道5上,安装有对内燃机1的吸入空气量进行检测的空气流量计15。
而且,在内燃机1上,同时设置有作为电子控制单元的ECU10。ECU10对内燃机1的运转状态或排气净化装置等进行控制。除了上述的上游侧NOX传感器7、下游侧NOX传感器8、温度传感器9、空气流量计15以外,ECU10还与曲轴位置传感器11以及加速器开度传感器12电连接,并且各个传感器的输出值被发送给ECU10。
因此,ECU10能够掌握基于曲轴位置传感器11的检测的内燃机转速、基于加速器开度传感器12的检测的内燃机负载等的内燃机1的运转状态。另外,虽然在本实施例中,流入NOX催化剂3的排气中的NOX能够通过上游侧NOX传感器7来进行检测,但由于从内燃机1被排出的排气(在NOX催化剂3中被净化前的排气,即向NOX催化剂3流入的排气)中所包含的NOX与内燃机的运转状态具有关联性,因此,也能够根据上述内燃机1的运转状态来进行推断。此外,ECU10根据通过被设置于温度传感器9或与NOX催化剂3相比靠上游侧处的温度传感器而被检测出的排气温度,从而能够对NOX催化剂3的温度进行推断。此外,也能够根据内燃机1的运转状态而对NOX催化剂3的温度进行推断。
而且,ECU10根据被检测或推断出的排气的NOX浓度(也可以作为NOX量)而向喷射阀4发出指示,从而以向排气中供给NOX的还原所需的适当的量的还原剂的方式来对喷射阀4进行控制。也就是说,在本实施例中,ECU10相当于本发明中的控制部。
此外,ECU10根据下游侧NOX传感器8的输出值的推移,而对喷射阀4为正常或者异常进行诊断。在此,正常是指,喷射阀4供给通过ECU10而被控制的量、或者该被控制的量之中的预定比例以上的量(以下,也将双方合称为“控制量”)的尿素水。而且,异常是指,喷射阀4只供给了小于该控制量的量的尿素水。也就是说,由于喷射阀4因故障或随着年限的增长而劣化从而其喷射能力降低,因此有时只能供给小于控制量的尿素水。在此,尽管是以为了NOX净化而供给适当的量的尿素水的方式来对喷射阀4进行控制,但在只供给了小于控制量的尿素水的情况下,从NOX催化剂3中流出的未净化的NOX仍会增加。因此,与NOX催化剂3相比靠下游的排气的NOX浓度将变得高于所假想的浓度。
因此,ECU10根据下游侧NOX传感器8的输出值而对NOX催化剂3的NOX净化率进行计算,并在该NOX净化率小于阈值的情况下诊断为喷射阀4为异常,且在该NOX净化率为阈值以上的情况下诊断为喷射阀4为正常。NOX催化剂3的NOX净化率为,通过利用NOX催化剂3而使NOX被净化从而减少的NOX浓度相对于流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度的比例。通过利用NOX催化剂3而使NOX被净化从而减少的NOX浓度为,从与NOX催化剂3相比靠上游的NOX浓度中减去与NOX催化剂3相比靠下游的NOX浓度而得到的值。而且,与NOX催化剂3相比靠下游侧的NOX浓度为,下游侧NOX传感器8的输出值。此外,与NOX催化剂3相比靠上游的NOX浓度例如根据内燃机1的运转状态而被推断出。如上文所述,由于与NOX催化剂3相比靠下游的排气的NOX浓度升高,因此根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率将降低。此外,此处所说的阈值为,喷射阀4处于正常与异常的边界时的NOX催化剂3的实际的NOX净化率。另外,也可以在喷射阀4的诊断之前,通过周知的技术来确认NOX催化剂3或下游侧NOX传感器8等其他的设备为正常。
在此,如已经叙述的那样,下游侧NOX传感器8对排气中的NOX与氨一同进行检测。由于氨在下游侧NOX传感器8中与氧发生反应而生成一氧化氮,因此作为NOX而被检测出。因此,当在流入下游侧NOX传感器8的检测部的排气中含有氨时,其将作为NOX而被检测出。在此,在使用Pt类电极的一般的下游侧NOX传感器8中,由于在该电极上NOX与氨进一步发生反应,因此NOX及氨将减少。在此,图2为表示本实施例所涉及的下游侧NOX传感器8的检测部的概要结构的图。下游侧NOX传感器8被构成为,具备有排气从排气通道2流入的第一室81、以及与第一室81连接的第二室82。在第一室81中设置有氧泵(电极)83,在第二室82中设置有监视单元(电极)84。在第一室81中,通过氧泵83来除掉排气中的氧。此外,在第一室81中,排气中的二氧化氮被还原为一氧化氮。因此,一氧化氮流入第二室82中。而且,在第二室82中,将一氧化氮分解为氮和氧,并通过监视单元84而对此时所产生的氧的量进行测量。此外,如上文所述,由于氨在下游侧NOX传感器8中、更详细而言在第一室81内的氧泵83中与氧发生反应而能够生成一氧化氮,因此作为NOX而被检测出。因此,流过监视单元84的电流成为与NOX及氨的浓度相对应的值。但是,当在排气中含有NOX及氨时,一氧化氮与氨将在氧泵83上发生反应。而且,下游侧NOX传感器8的输出值成为,在氧泵83上于NOX及氨减少之后被输出的值。因此,当在排气中存在NOX及氨时,下游侧NOX传感器8的输出值可能会变得低于与从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度与氨浓度的合计相对应的值(以下,也称为“实际浓度”)。另外,该现象并不限定于图2所示的结构的传感器,在氨与NOX能够发生反应的传感器中均可能会发生。
在此,图3为表示从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度(SCR出NOX)、从NOX催化剂3中流出的排气的实际的氨浓度(NH3泄漏)、以及下游侧NOX传感器8的灵敏度(NOX传感器灵敏度)的推移的图。横轴为时间。NOX传感器灵敏度为,下游侧NOX传感器8的输出值除以SCR出NOX与NH3泄漏的合计值(即,实际浓度)而得到的值。
如果下游侧NOX传感器8能够准确地输出NOX及氨的浓度,则下游侧NOX传感器8的灵敏度成为1。但是,实际上,在存在NOX及氨时,下游侧NOX传感器8的灵敏度将变得小于1。即,由于在该传感器内下游侧NOX传感器8的输出值降低了一个与NOX和氨发生反应而减少的量相对应的量,因此下游侧NOX传感器8的灵敏度将降低。由于下游侧NOX传感器8的输出值降低,因此根据该下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率,在表象上将上升。
因此,当在下游侧NOX传感器8的灵敏度降低之时,实施喷射阀4的诊断时,尽管喷射阀4为异常,但所计算出的NOX净化率也可能成为阈值以上。即,尽管喷射阀4为异常,但也可能会被误诊断为正常。因此,ECU10在实施喷射阀4的诊断的情况下,将根据从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度,来求出下游侧NOX传感器8的输出降低量,并根据该输出降低量而对用于喷射阀4的诊断的阈值进行补正。另外,该输出降低量为从如下值起降低的降低量,该值为,与从NOX催化剂3中流出而流入下游侧NOX传感器8的排气的实际的NOX浓度及氨浓度的合计相对应的输出值(即,实际浓度)。因此,流入下游侧NOX传感器8的排气的NOX浓度及氨浓度能够设为与从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度及氨浓度相等。而且,该输出降低量相当于,与在下游侧NOX传感器8中NOX及氨发生反应而减少的量相对应的输出。
在此,下游侧NOX传感器8的输出降低量与下游侧NOX传感器8中的NOX及氨的反应速度相关联。反应速度能够通过反应物质的浓度和由下游侧NOX传感器8的传感器元件(电极)的材料等所决定的系数来表示。另外,如下文所述,在下游侧NOX传感器8中与氨发生反应的NOX包括原本就被包含于排气中的NOX、和在下游侧NOX传感器8的氧泵83中氨被氧化而生成的NOX
首先,对氨被氧化而生成的NOX与氨的反应进行说明。由氨被氧化而生成的NOX与氨发生反应而造成的下游侧NOX传感器8的输出降低量,与氨被氧化为NOX的速度和该NOX通过其他的氨而被还原的速度相关联。而且,氨浓度越高,则氨的氧化速度越快。因此,氨被氧化时的氧化速度能够通过以下的式子来表示。
氧化速度=k1[NH3]···(式1)
另外,k1为系数,且为由传感器元件的材料等所决定的值。此外,[NH3]表示流入下游侧NOX传感器8的排气的氨浓度。
此外,NOX的还原速度越快,则下游侧NOX传感器8的输出降低量越大。而且,由于NOX或氨的浓度越高,则越易于通过氨而使NOX还原,因此下游侧NOX传感器8的输出降低量增大。
即,氨被氧化而生成的NOX与氨发生反应时的还原速度能够通过以下的式来表示。
还原速度=k2(k1[NH3]×[NH3])···(式2)
另外,k2为系数,且为由传感器元件的材料等所决定的值。
接下来,对原本被包含于排气中的NOX(即,从NOX催化剂3中流出的NOX)与氨的反应进行说明。由于在原本就被包含于排气中的NOX通过氨而被还原的情况下,NOX浓度越高、或者氨浓度越高,则反应速度越快,因此下游侧NOX传感器8的输出降低量增大。因此,原本被包含于排气中的NOX通过氨而被还原时的还原速度,能够通过以下的式子来表示。
还原速度=k3[NOX]×[NH3]···(式3)
另外,k3为系数,且为由传感器的材料等所决定的值。此外,[NOX]表示流入下游侧NOX传感器8的排气的NOX浓度。
而且,下游侧NOX传感器8的输出降低量作为与k1、k2、k3、[NOX]、[NH3]相关联的值,而能够通过以下的式子来表示。
输出降低量=F(k1、k2、k3、[NOX]、[NH3])···(式4)
由于k1、k2、k3能够预先通过实验等而被求出,因此能够根据从NOX催化剂3中流出的排气中的NOX及氨浓度,而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。该关系能够预先通过实验或者模拟等而被求出。
图4为表示流入下游侧NOX传感器8的排气的氨(NH3)浓度、该排气的NOX浓度、下游侧NOX传感器8的输出降低量之间的关系的图。NOX浓度越高、或者氨浓度越高,则下游侧NOX传感器8的输出降低量越变大。例如,如果将预先通过实验或者模拟而求出的图4所示的关系映射化并存储于ECU10中,则能够根据在行驶时从NOX催化剂3中流出的排气(即,流入下游侧NOX传感器8的排气)的NOX浓度和氨浓度,而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。
从NOX催化剂3中流出的NOX及氨的浓度通过ECU10而被推断出。例如,由于内燃机1的运转状态与来自内燃机1的排气的NOX浓度具有关联性,因此能够根据内燃机1的运转状态,而对来自该内燃机1的排气的NOX浓度、即流入NOX催化剂3的排气的NOX浓度进行推断。此外,在假定喷射阀4为正常的情况或者假定为异常的情况下,也能够对通过NOX催化剂3而使NOX净化从而实现的NOX浓度的降低量进行推断。例如,能够将从喷射阀4被供给通过ECU10而被控制的量的尿素水的情况下的NOX浓度的降低量设为,假定喷射阀4为正常的情况下的NOX浓度的降低量。此外,能够将从喷射阀4被供给上述的控制量(或者,与控制量相比而略少的量)的尿素水的情况下的NOX浓度的降低量设为,假定喷射阀4为异常的情况下的NOX浓度的降低量。如果能够使这种情况下的NOX浓度的降低量与控制量、内燃机1的运转状态、NOX催化剂3的NOX净化率等建立关联,并通过预先实验或模拟等而求出,则能够对分别假定NOX催化剂为正常的情况或者假定为异常的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度进行推断。
此外,从NOX催化剂3中流出的排气中的氨浓度,根据从喷射阀4被喷射的氨量、排气的温度、NOX催化剂3的劣化的程度而发生变化。例如,从喷射阀4被喷射的氨量越多,排气的温度越高,NOX催化剂3的劣化的程度越高,则从NOX催化剂3中流出的排气中的氨浓度越升高。因此,如果预先通过实验或模拟等而求出了这些关系,则能够对分别假定NOX催化剂3为正常的情况或者假定为异常的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气中的氨浓度进行推断。
另外,k1、k2、k3分别能够通过实验或模拟等而求出。k1、k2、k3也可以设为固定的值。此外,也可以根据排气的温度、下游侧NOX传感器8的传感器元件的温度、排气的流速(也可以作为排气的流量)等而对k1、k2、k3进行补正。
在此,图5为表示温度与下游侧NOX传感器8的输出降低量的关系的图。温度能够设为穿过下游侧NOX传感器8的排气的温度、下游侧NOX传感器8附近的排气的温度、或者下游侧NOX传感器8的传感器元件的温度。
当将温度设为T时,下游侧NOX传感器8的输出降低量一般情况下将成为与“exp(-E/T)”成比例的值。即,由于温度越高,NOX与氨的反应变得越活跃,因此下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大。但是,温度越高,则下游侧NOX传感器8的输出降低量的上升相对于温度的上升的程度将变小。
因此,如果以与“exp(-E/T)”成比例的方式对k1、k2、k3进行补正,或者对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正,则能够实现与温度相对应的补正。
例如,如果通过预先实验或模拟等而求出用于对相对于温度的下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数并将其映射化,则能够根据温度而求出用于对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数。而且,通过在下游侧NOX传感器8的输出降低量上乘以系数,从而能够实现与温度相对应的补正。此外,也可以通过预先实验或模拟等而求出温度与k1、k2、k3的关系并将其映射化。
此外,图6为表示排气的流速与下游侧NOX传感器8的输出降低量的关系的图。排气的流速为,下游侧NOX传感器8的传感器元件内的排气的流速。但是,在下游侧NOX传感器8的传感器元件内的排气的流速与下游侧NOX传感器8附近的排气的流速具有相关关系的情况下,也可以将图6的排气的流速设为下游侧NOX传感器8附近的排气的流速。
在此,由于通过排气的流速而使排气与传感器元件接触的时间发生变化,因此NOX及氨能够反应的时间也发生变化。而且,NOX及氨的反应时间越短,则NOX及氨的减少量越小。即,由于排气的流速越快,则反应时间越短,因此下游侧NOX传感器8的输出降低量越小。
因此,如果以成为图6所示的关系的方式对k1、k2、k3进行补正,或者对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正,则能够实现与排气的流速相对应的补正。
例如,如果预先通过实验或模拟等而求出用于对相对于排气的流速的、下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数并将其映射化,则能够根据排气的流速而求出用于对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数。而且,通过在下游侧NOX传感器8的输出降低量上乘以系数,从而能够实现与排气的流速相对应的补正。此外,也可以预先通过实验或模拟等而求出排气的流速与k1、k2、k3的关系并将其映射化。此外,排气的流速能够根据由空气流量计15所检测出的吸入空气量来求出。
采用这种方式,从而能够求出下游侧NOX传感器8的输出降低量。而且,ECU10根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对实施喷射阀4的诊断时的阈值进行补正。
在此,图7为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的实际浓度和下游侧NOX传感器8的输出值的图,并且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,以实线来表示的柱状统计图表表示从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度。此外,以虚线来表示的柱状统计图表表示下游侧NOX传感器8的实际的输出值、即在该传感器内NOX与氨发生了反应之后的输出值。
图7中的“氨泄漏”表示因氨泄漏而从NOX催化剂3中流出的氨的浓度。此外,“未净化NOX”表示从NOX催化剂3中流出的未净化的NOX的浓度。此外,分别利用箭头标记A和箭头标记B来表示喷射阀4为正常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量A、和喷射阀4为异常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量B。
在这样的下游侧NOX传感器8的输出值因氨而降低时所计算出的NOX净化率与实际相比而较高。在此,图8为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、NOX催化剂3的实际的NOX净化率和根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率的图,并且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,以实线来表示的柱状统计图表图示了NOX催化剂3的实际的NOX净化率。此外,以虚线来表示的柱状统计图表图示了下游侧NOX传感器8的实际的输出值、即图示了根据在该传感器内NOX与氨发生了反应之后的输出值而被计算出的NOX净化率。阈值为,用于对喷射阀4为正常或者为异常进行诊断的阈值,并且如果NOX净化率为阈值以上则诊断为喷射阀4为正常,如果所述NOX净化率小于阈值则诊断为喷射阀4为异常。另外,图8所示的阈值为,补正前的阈值。补正前的阈值为,在从喷射阀4被供给控制量的尿素水时的实际的NOX净化率的下限值,且能够预先通过实验或模拟等而求出。
如上文所述,ECU10在所计算出的NOX净化率为阈值以上时,诊断为喷射阀4为正常。因此,由于喷射阀4实际上为正常,因此只要实际的NOX净化率为阈值以上,则即使通过使下游侧NOX传感器8的输出降低输出降低量A从而使NOX净化率上升AA,也不会做出误诊断。另外,该输出降低量A为,未净化的NOX和未被供于还原反应的氨从NOX催化剂3中流出并在下游侧NOX传感器8内通过发生反应而生成的输出降低量,且为即使喷射阀4为正常也会在某种程度上产生的输出降低量。
另一方面,ECU10在所计算出的NOX净化率小于阈值时,诊断为喷射阀4为异常。在此,在喷射阀4实际上为异常的情况下,由于从NOX催化剂3中流出的未净化的NOX增加,因此实际的NOX净化率变得小于阈值。而且,由于实际的NOX净化率变小,从而下游侧NOX传感器8的输出降低量B与喷射阀4为正常时相比也将变大。因此,根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率的上升量BB与喷射阀4为正常时相比也将变大。因此,如图8所示,所计算出的NOX净化率可能会成为阈值以上。如此,尽管喷射阀4为异常,但也可能会被误诊断为正常。因此,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对阈值进行补正。
而且,图9为表示补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。关于补正后的阈值进行补正,是以成为与补正前的阈值相比而较大的值的方式,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量B而被实施补正的。另外,该输出降低量B作为假定喷射阀4为异常的情况下的输出降低量,可通过ECU10而被计算出。也就是说,如已经使用图4至图6而说明了的那样,ECU10对假定喷射阀4为异常的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度进行推断,并据此对输出降低量B进行计算。而且,ECU10通过在补正前的阈值上加上与输出降低量B相对应的所增加的NOX净化率的上升量BB,从而对该阈值进行补正。如此,通过使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上,从而能够将所计算出的NOX净化率和补正后的阈值的大小关系设为与实际的NOX净化率和补正前的阈值的大小关系相同。其结果为,抑制了异常的喷射阀4被误诊断为正常的情况。
在此,如上文所述,即使喷射阀4为正常,下游侧NOX传感器8的输出值也可能会降低。因此,通过也考虑喷射阀4的正常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量,从而能够进一步提高喷射阀4的诊断的精度。例如,也可以将“假定喷射阀4为异常的情况下所计算出的NOX净化率的上升量BB”与“假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的NOX净化率的上升量AA”的合计值(AA+BB)作为阈值的补正量。即,补正后的阈值也可以采用在补正前的阈值上加上所述合计值(AA+BB)而得到的值。另外,ECU10通过与计算出在假定喷射阀4为异常的情况下所计算出的NOX净化率的上升量BB的方法相同的方法,而对在假定喷射阀4为正常的情况下所所计算出的NOX净化率的上升量AA进行计算。
NOX净化率的阈值应该以成为大于喷射阀4为异常时的NOX净化率、且小于等于喷射阀4为正常时的NOX净化率的方式而被设定。在此,下游侧NOX传感器8的输出降低量根据内燃机1的运转条件等而发生变化。而且,在仅根据假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB而对阈值进行补正的情况下,根据内燃机1的运转条件等,也可能出现补正后的阈值与假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的NOX净化率相比而较大的情况。在该情况下,将无法以成为大于喷射阀4为异常时的NOX净化率、且小于等于喷射阀4为正常时的NOX净化率的方式来对NOX净化率的阈值进行设定。相对于此,通过进一步考虑假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的NOX净化率的上升量AA,从而能够将阈值设定在上述的范围内。此外,为了抑制尽管喷射阀4为异常但却被误判断为正常的情况,阈值最好较大。因此,通过进一步考虑NOX净化率的上升量AA并进一步增大阈值,从而能够对尽管喷射阀4为异常但却被误判断为正常的情况进行抑制。
此外,阈值的补正量也可以采用“假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB”以上、且“所述合计值(AA+BB)”以下的值。即,也可以以满足以下的关系的方式而对阈值的补正量进行设定。
BB≤阈值的补正量≤AA+BB
接下来,使用附图来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图10为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。
在步骤S101中,对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断。在本步骤中,对是否处于能够准确地诊断出喷射阀4的异常的状态进行判断。也就是说,对是否以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来控制喷射阀4进行判断。例如,对为了NOX净化是供给了适当的量的尿素水,还是能够进行供给进行判断。具体而言,对NOX催化剂3的活性、下游侧NOX传感器8的活性、内燃机1的暖机完毕等进行确认。在步骤S101中做出肯定判断的情况下,向步骤S102转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,则向步骤S108转移。
在步骤S102中,对从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度和氨浓度进行推断。该NOX浓度和氨浓度为,根据内燃机1的运转状态等而获得的值,且为假定喷射阀4为异常的情况下的值。而且,也可以对假定喷射阀4为正常的情况下的值进行推断。另外,在本实施例中对步骤S102进行处理的ECU10,相当于本发明中的NOX浓度推断部以及氨浓度推断部。
在步骤S103中,对假定喷射阀4为异常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。该输出降低量根据在步骤S102中所推断出的从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度的推断值,而利用上述式4从而被计算出。
式4以及系数k1、k2、k3预先通过实验或模拟等而求出并被存储于ECU10中。在本步骤中,还可以对假定喷射阀4为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算。另外,在本实施例中对步骤S103进行处理的ECU10相当于本发明中的计算部。
在步骤S104中,根据在步骤S103中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对在喷射阀4的诊断时所使用的阈值进行补正。补正前的阈值预先通过实验或模拟等而求出。而且,通过在补正前的阈值上加上假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB,从而能够对补正后的阈值进行计算。假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB为,假定喷射阀4为异常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量B相对于流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度的比例。另外,补正后的阈值也可以采用在“补正前的阈值”上加上“假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB”以上、且“所述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。
在步骤S105中,对根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率是否为补正后的阈值以上进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。在步骤S105中做出肯定判断的情况下,向步骤S106转移,并诊断为喷射阀4为正常。另一方面,在步骤S105中做出否定判断的情况下,向步骤S107转移,并诊断为喷射阀4为异常。另外,在本实施例中对步骤S104进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部。此外,在本实施例中对步骤S105、S106、S107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另一方面,在步骤S108中,由于并非处于适于喷射阀4的诊断的状态,因此禁止喷射阀4的诊断。即,不实施喷射阀4的诊断。另外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如包括虽然ECU10读取了下游侧NOX传感器8的输出值,但并未使用该输出值而实施诊断的情况。此外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如还包括虽然ECU10根据NOX传感器8的输出值而实施了诊断,但取消了该诊断结果的情况。此外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如还包括ECU10不读取下游侧NOX传感器8的输出值的情况。
另外,也存在使用根据温度或排气的流速而决定的补正系数来对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正的情况。在这种情况下,也可以对下游侧NOX传感器8的输出值的补正系数进行补正,以代替对阈值进行补正的情况。
此外,虽然在本实施例中根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对NOX净化率的阈值进行了补正,但也可以代替于此,而根据下游侧NOX传感器8的输出降低量来对所计算出的NOX净化率进行补正。即,也可以通过从所计算出的NOX净化率中减去NOX净化率的上升量BB,从而对NOX净化率进行补正,以代替通过在阈值上加上假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB,从而对阈值进行补正的情况。此外,补正后的NOX净化率也可以采用从“补正前的NOX净化率”中减去“假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB”以上且“所述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。在该情况下,对NOX净化率进行补正,以代替在上述步骤S104中对阈值进行补正的情况,并且对补正后的NOX净化率是否为阈值以上进行判断,以代替在步骤S105中对NOX净化率是否为补正后的阈值以上进行判断的情况。此外,虽然本实施例中是通过在NOX净化率的阈值上加上NOX净化率的上升量来实施补正的,但也可以代替于此,而通过在NOX净化率的阈值上乘以基于NOX净化率的上升量或者下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正系数从而实施补正。此外,也可以通过在NOX净化率上乘以补正系数,从而实施NOX净化率的补正。
如以上所说明的那样,在本实施例中,考虑以通过在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应从而使该下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来实施喷射阀4的诊断。也就是说,由于通过对用于诊断的阈值进行补正,从而抑制了异常的喷射阀4被误诊断为正常的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例2)
在实施例1中,通过根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对NOX净化率的阈值进行补正从而实施了喷射阀4的诊断。另一方面,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对是否实施喷射阀4的诊断进行判断。
在此,在通过对根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率与阈值进行比较从而实施喷射阀4的诊断的情况下,下游侧NOX传感器8的输出降低量越大,则该阈值越大。当阈值变得过大时,该阈值将接近在喷射阀4的正常时所计算出的NOX净化率。即,通过使阈值增大,从而即使喷射阀4为正常,所计算出的NOX净化率也可能会小于阈值。因此,尽管喷射阀4为正常,但也可能会被误诊断为异常。
另一方面,由于在下游侧NOX传感器8的输出降低量较小的情况下,下游侧NOX传感器8的输出值成为接近与实际浓度相对应的值,因此无需对NOX净化率的阈值进行补正。另一方面,当下游侧NOX传感器8的输出降低量增大时,NOX净化率的上升量增大,从而如上所述诊断的精度将降低。因此,如果仅在NOX净化率的上升量为预定量以下的情况下实施喷射阀4的诊断,则能够对诊断的精度降低的情况进行抑制。预定量为,喷射阀4的诊断精度成为容许范围内的情况下的NOX净化率的上升量的上限值。此外,在所计算出的NOX净化率的上升量大于预定量的情况下,通过禁止喷射阀4的诊断,从而能够对误诊断进行抑制。
接下来,使用附图,来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图11为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。另外,对于做出与上述的流程相同的处理的步骤,而标注相同的符号并省略说明。
在图11所示的流程图中,在步骤S103之后执行步骤S201。在步骤S201中,对根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量是否为上述的预定量以下进行判断。在本步骤S201中,对假定喷射阀4为异常时所计算出的NOX净化率的上升量BB是否为预定量以下进行判断。在步骤S201中做出肯定判断的情况下,向步骤S202转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S108转移。
在步骤S202中,对根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率是否为阈值以上进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。该阈值为,未实施基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正的值。在步骤S202中做出肯定判断的情况下,向步骤S106转移,并诊断为喷射阀4为正常。另一方面,在步骤S202中做出否定判断的情况下,向步骤S107转移,并诊断为喷射阀4为异常。另外,在本实施例中对步骤S201、S108进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部。此外,在本实施例中对步骤S202、S106、S107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另外,在本实施例中,也可以与所述流程的步骤S104一同实施。图12为表示本实施例所涉及的喷射阀4的其他的诊断的流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。另外,对于做出与已说明了的流程相同的处理的步骤,标注相同的符号并省略说明。在本流程中,实施已说明了的流程的步骤S104及步骤S201。而且,在步骤S201中做出肯定判断的情况下,向步骤S104转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S108转移。在这种情况下,对步骤S201、S108进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部。此外,对步骤S104、S105、S106、S107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
如以上所说明的那样,根据本实施例,通过仅在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应而使NOX净化率的上升量较小时实施喷射阀4的诊断,从而在可能会做出误诊断的情况下不实施诊断。由此,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例3)
在上述的实施例1及2中,在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来对喷射阀4进行控制的情况下,实施喷射阀4的诊断。也就是说,在根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率小于用于诊断的阈值的情况下,诊断为喷射阀4为异常。相对于此,在以下所说明的实施例3中,则是在通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来控制喷射阀4的情况下,实施喷射阀4的诊断。例如符合如下情况,即,暂时性地向NOX催化剂3供给了超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水的情况。在该情况下,在根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率成为用于诊断的阈值以下的情况下,诊断为喷射阀4为正常。
接下来,使用附图,来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断进行说明。另外,虽然本实施例所涉及的内燃机1及其排气系统的结构可以与图1所示的实施例1所涉及的结构相同,但优选为在排气通道2中的下游侧NOX传感器8的下游侧处,还具备第二NOX催化剂的结构。
在此,图13为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的实际浓度和下游侧NOX传感器8的输出值的图,并且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,图13所示的项目与图7所示的项目相同。如果喷射阀4为正常,则由于从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度(氨泄漏)上升,从而下游侧NOX传感器8的输出值将上升,但是,如果喷射阀4为异常,则由于从喷射阀4被喷射的尿素水的量减少,从而氨泄漏的上升也将减少。
图14为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、NOX催化剂3的实际的NOX净化率和根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率的图,并且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,图14所示的项目与图8所示的项目相同。另外,在图14中,如果NOX净化率小于阈值,则诊断为喷射阀4为正常。图14所示的阈值为补正前的阈值。该阈值为,从喷射阀4被供给控制量的尿素水时的实际的NOX净化率的下限值,且能够预先通过实验或模拟等而求出。
如上文所述,ECU10在根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率小于阈值时,认为喷射了控制量的尿素水,从而诊断为喷射阀4为正常。但是,在喷射阀4实际上为正常的情况下,下游侧NOX传感器8的输出降低量A也相对增大。因此,如图14所示,由于输出降低量A的上升,根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率可能会变得大于阈值。如此,尽管喷射阀4为正常,但也可能会被误诊断为异常。因此,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对NOX净化率的阈值进行补正。
另外,ECU10在所计算出的NOX净化率大于阈值时,诊断为喷射阀4为异常。另外,在喷射阀4实际上为异常的情况下,由于实际浓度相对减小,因此下游侧NOX传感器8的输出仅降低了输出降低量B,从而即使NOX净化率增大也不会做出误诊断。另外,由于在该情况下未供给有足量的尿素水,因此未净化的NOX的比例增大。而且,由于假想了如下情况,即,即使喷射阀4实际上为异常,但也供给了某种程度的尿素水,或者被吸附于NOX催化剂3上的氨流出,因此通过下游侧NOX传感器8内的NOX与氨的反应而产生了某种程度的输出降低量B。因此,将产生某种程度的NOX净化率的上升量BB。
而且,图15为表示补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。补正后的阈值是以成为与补正前的阈值相比而较大的值的方式根据下游侧NOX传感器8的输出降低量A而被补正的。另外,该输出降低量A作为假定喷射阀4为正常的情况下的输出降低量,而与上述的实施例1相同也通过ECU10而被计算出。而且,ECU10通过在补正前的阈值上加上根据输出降低量A而被计算出的NOX净化率的上升量AA,从而对该阈值进行补正。如此,通过使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上,从而能够使所计算出的NOX净化率和补正后的阈值的大小关系与实际的NOX净化率和补正前的阈值的大小关系相同。其结果为,抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。
此外,与上述的实施例1相同,也可以将“所述合计值(AA+BB)”作为阈值的补正量。另外,ECU10通过与计算出根据输出降低量A而被计算出的NOX净化率的上升量AA的方法相同的方法,而对NOX净化率的上升量BB进行计算。此外,阈值的补正量也可以设为“假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA”以上、且“所述合计值(AA+BB)”以下的值。
接下来,使用附图来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图16为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。
在步骤S301中,对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断。在本步骤中,对是否处于能够准确地诊断出喷射阀4的正常的状态进行判断。也就是说,对是否能够以通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来控制喷射阀4进行判断。例如,对是否能够暂时性地供给超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水进行判断。具体而言,对NOX催化剂3的活性、下游侧NOX传感器8的活性、内燃机1的暖机完毕等进行确认。在步骤S301中做出肯定判断的情况下,向步骤S302转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S309转移。
在步骤S302中,对从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度和氨浓度进行推断。该NOX浓度和氨浓度为,根据内燃机1的运转状态等而获得的值,且为假定喷射阀4为正常的情况下的值。而且,也可以对假定喷射阀4为异常的情况下的值进行推断。另外,在本实施例中对步骤S302进行处理的ECU10相当于本发明中的NOX浓度推断部以及氨浓度推断部。
在步骤S303中,对假定喷射阀4为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算。该输出降低量根据在步骤S302中所推断出的从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度的推断值,并利用上述式4而被计算出。另外,在本步骤中,还可以对假定喷射阀4为异常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。另外,在本实施例中,对步骤S303进行处理的ECU10相当于本发明中的计算部。
在步骤S304中,根据在步骤S303中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对在喷射阀4的诊断时所使用的阈值进行补正。补正前的阈值预先通过实验或模拟等而求出。而且,通过在补正前的阈值上加上假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA,从而能够对补正后的阈值进行计算。假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA为,假定喷射阀4为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量A相对于流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度的比例。另外,补正后的阈值也可以设为在“补正前的阈值”上加上“假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA”以上且“所述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。
在步骤S305中,以通过ECU10而暂时性地供给超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水的方式而使来自喷射阀4的喷射量增大。另外,该增大量只要考虑NOX催化剂3的氨吸附能力等而适当规定即可。
在步骤S306中,对根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率是否为补正后的阈值以下进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。在步骤S306中做出肯定判断的情况下,向步骤S307转移,并诊断为喷射阀4为正常。另一方面,在步骤S306中做出否定判断的情况下,向步骤S308转移,并诊断为喷射阀4为异常。另外,在本实施例中对步骤S304进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部。此外,在本实施例中对步骤S306、S307、S308进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另一方面,在步骤S309中,由于并非处于适于喷射阀4的诊断的状态,因此与上述的实施例中的步骤S108相同也禁止喷射阀4的诊断。即,不实施喷射阀4的诊断。
另外,虽然在本实施例中根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对NOX净化率的阈值进行了补正,但也可以代替于此,而根据下游侧NOX传感器8的输出降低量来对所计算出的NOX净化率进行补正。即,也可以通过从所计算出的NOX净化率中减去NOX净化率的上升量AA,从而对NOX净化率进行补正,以代替通过在阈值上加上假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA,从而对阈值进行补正的情况。此外,补正后的NOX净化率也可以设为,从“补正前的NOX净化率”中减去“假定喷射阀4为正常时所计算出的NOX净化率的上升量AA”以上且“所述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。在该情况下,对NOX净化率进行补正,以代替在上述步骤S304中对阈值进行补正的情况,并且对补正后的NOX净化率是否为阈值以下进行判断,以代替在步骤S306中对NOX净化率是否为补正后的阈值以下进行判断的情况。此外,虽然在本实施例中是通过在NOX净化率的阈值上加上基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正量来实施补正的,但也可以代替于此,而通过在NOX净化率的阈值上乘以基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正系数从而实施补正。此外,也可以通过在NOX净化率上乘以补正系数,从而实施NOX净化率的补正。
如以上所说明的那样,在本实施例中,也考虑了下游侧NOX传感器8的输出降低。故此,由于抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例3的改变例1)
作为实施例3所涉及的改变例,也可以采用与上述的实施例2相同的方式,即,根据NOX净化率的上升量而对是否实施喷射阀4的诊断进行判断。也就是说,如果仅在根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量为预定量以下的情况下实施喷射阀4的诊断,则能够对诊断的精度降低的情况进行抑制。与实施例2相同,预定量为,喷射阀4的诊断精度成为容许范围内的情况下的NOX净化率的上升量的上限值。
在本改变例所涉及的喷射阀4的诊断的流程中,在上述的实施例2所涉及的图11所示的流程中,以代替图10所示的流程的步骤S104而实施步骤S201的方式,代替图16所示的流程的步骤S304而实施步骤S201。也就是说,在步骤S201中,对根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量是否为上述的预定量以下进行判断。而且,在步骤S201中做出肯定判断的情况下,向步骤S305转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S309转移。而且,在步骤S306中,对NOX净化率是否在未进行补正的阈值以下进行判断。另外,在上述的图12所示的流程中,也可以以一同实施步骤S104和步骤S201的方式,在图16所示的流程中一同实施步骤S304和步骤S201。也就是说,在步骤S201中做出肯定判断的情况下,也可以在实施了步骤S304之后,实施步骤S305。由于无论哪一个流程均与实施例2中的各个流程相同,因此省略说明。即使采用了这种方式,在可能做出误诊断的情况下也不实施诊断。其结果为,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例3的改变例2)
虽然在实施例3中,在根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率为用于诊断的阈值以下的情况下,诊断为喷射阀4为正常,但在通过因NOX催化剂3的温度上升而引起的从该NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升,从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升了的情况下,在该NOX净化率成为阈值以下的情况下,也能够诊断为喷射阀4为正常。
在此,在NOX催化剂3能够吸附的氨量中,具有被称为饱和吸附量的上限量,其具有当NOX催化剂3的温度上升时该上限量降低的特性。因此,在通过NOX催化剂3的温度上升而使饱和吸附量降低的情况下,超过所降低的饱和吸附量的氨将从NOX催化剂3中流出。在此,可假想为,如果在温度上升之前喷射阀4正常地进行工作,则此时的饱和吸附量程度的量的氨将被吸附于NOX催化剂3上。因此,在温度上升后计算出阈值以下的NOX净化率时,能够诊断为喷射阀4为正常。另外,阈值能够根据NOX催化剂3的饱和吸附量等来设定。
另外,在该情况下的实际的NOX净化率或根据下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率和阈值的关系,与在上述的图14中模式化地图示的关系相同。因此,如果以使补正后的阈值成为大于补正前的阈值的值的方式,在补正前的阈值上加上假定喷射阀4在NOX催化剂3的温度上升前为正常的情况下的、温度上升后的NOX净化率的上升量AA,则能够使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上。其结果为,抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。此外,与上述的实施例相同,也可以将合计值(AA+BB)作为阈值的补正量,并且也可以设为AA以上且所述合计值以下的值。而且,也可以对NOX净化率进行补正,以代替对阈值进行补正的情况。此外,也可以通过在阈值或NOX净化率上乘以补正系数,从而对阈值或NOX净化率进行补正。
另外,本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程与图16所示的流程相同。但是,不执行步骤S305。在此,在步骤S301中,在对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断时,对NOX催化剂3的温度是否上升至预定温度以上一同进行判断。该预定温度例如能够设为NOX催化剂3的氨饱和吸附量充分降低的温度。由此,在步骤S301中做出肯定判断的情况下,能够对是否为能够准确地诊断出喷射阀4的正常或异常的状态进行判断。而且,由于当执行从步骤S302至S304的处理时对阈值进行了补正,因此抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。另外,在本改变例中,也与上述的实施例3的改变例1同样地,既可以代替步骤S304而实施步骤S201,也可以一同实施步骤S304和步骤S201。如此,在本改变例2中,与改变例1相同,也能够提高喷射阀4的诊断精度。
(实施例4)
虽然在上述实施例中通过对NOX净化率与阈值进行比较从而对喷射阀4进行了诊断,但在以下的实施例中,也可以通过对下游侧NOX传感器8的输出值与阈值进行比较从而对喷射阀4进行诊断。其他的装置等能够设为与上述实施例相同。
在本实施例中,ECU10在下游侧NOX传感器8的输出值大于阈值的情况下,诊断为喷射阀4为异常,并且在所述下游侧NOX传感器8的输出值小于所述阈值的情况下,诊断为喷射阀4为正常。该阈值为,与喷射阀4处于正常与异常的边界时的、从NOX催化剂3中流出的排气中实际上所包含的NOX及氨的浓度相对应的值。另外,该阈值也可以设为从喷射阀4被供给控制量的尿素水时的、该排气的实际的NOX浓度与氨浓度的合计值的上限值。另外,也可以在喷射阀4的诊断之前,通过周知的技术来确认NOX催化剂3或下游侧NOX传感器8等其他的设备为正常。
在此,在下游侧NOX传感器8的灵敏度降低之时,当实施喷射阀4的诊断时,则尽管喷射阀4为异常,也可能会出现下游侧NOX传感器8的输出值成为阈值以下的情况。即,尽管喷射阀4为异常,也可能会被误诊断为正常。因此,ECU10在实施喷射阀4的诊断的情况下,根据从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度来求出下游侧NOX传感器8的输出降低量,并根据该输出降低量而对喷射阀4的用于诊断的阈值进行补正。
在此,图17为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的实际浓度和下游侧NOX传感器8的输出值的图,并且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,以实线来表示的柱状统计图表图示了从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度。此外,以虚线来表示的柱状统计图表图示了下游侧NOX传感器8的实际的输出值、即在该传感器内NOX与氨发生了反应之后的输出值。
图17中的“氨泄漏”表示,由于氨泄漏而从NOX催化剂3中流出的氨的浓度。此外,“未净化NOX”表示,从NOX催化剂3中流出的未净化的NOX的浓度。阈值为,用于对喷射阀4为正常或者为异常进行诊断的阈值,并且如果下游侧NOX传感器8的输出值为阈值以下则诊断为喷射阀4为正常,如果所述下游侧NOX传感器8的输出值大于阈值则诊断为喷射阀4为异常。另外,图17所示的阈值为补正前的阈值。补正前的阈值为,从喷射阀4被供给了控制量的尿素水时的实际浓度的上限值,且能够预先通过实验或模拟等而求出。此外,分别利用箭头标记A和箭头标记B来表示喷射阀4为正常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量A、和喷射阀4为异常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量B。
如上文所述,ECU10在下游侧NOX传感器8的输出值为阈值以下时,诊断为喷射阀4为正常。因此,由于喷射阀4实际上为正常,因此如果实际浓度为阈值以下,则即使下游侧NOX传感器8的输出仅降低了输出降低量A,也不会做出误诊断。另外,该输出降低量A为,未净化的NOX与未被供于还原反应的氨从NOX催化剂3中流出并在下游侧NOX传感器8内通过发生反应而生成的输出降低量,且为即使喷射阀4为正常也会在某种程度上产生的输出降低量。
另一方面,ECU10在下游侧NOX传感器8的输出值大于阈值时,诊断为喷射阀4为异常。在此,在喷射阀4实际上为异常的情况下,由于从NOX催化剂3中流出的未净化的NOX增加,因此实际浓度变得大于阈值。而且,由于实际浓度增大,从而下游侧NOX传感器8的输出降低量B与喷射阀4为正常时相比也增大。因此,如图17所示,由于输出降低量B,从而可能会使下游侧NOX传感器8的实际的输出值成为阈值以下。如此,尽管喷射阀4为异常,也可能会误诊断为正常。因此,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对阈值进行补正。
而且,图18为表示补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。补正后的阈值以成为与补正前的阈值相比而较小的值的方式根据下游侧NOX传感器8的输出降低量B而被补正。另外,该输出降低量B作为假定喷射阀4为异常的情况下的输出降低量,通过ECU10而被计算出。也就是说,如已使用图4至图6而说明了的那样,ECU10对假定喷射阀4为异常的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度进行推断,并据此对输出降低量B进行计算。而且,ECU10通过从补正前的阈值中减去所计算出的输出降低量B,从而对该阈值进行补正。如此,通过使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上,从而能够将实际的输出值和补正后的阈值的大小关系设为与实际浓度和补正前的阈值的大小关系相同。其结果为,抑制了异常的喷射阀4被误诊断为正常的情况。
在此,如上文所述,即使喷射阀4为正常,下游侧NOX传感器8的输出值也可能会降低。因此,通过也考虑喷射阀4的正常时的下游侧NOX传感器8的输出降低量,从而能够进一步提高喷射阀4的诊断的精度。因此,也可以将“假定喷射阀4为异常的情况下所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”与“假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A”的合计值(A+B)作为阈值的补正量。即,补正后的阈值也可以设为从补正前的阈值中减去所述合计值(A+B)而得到的值。另外,ECU10通过与计算出输出降低量B的方法相同的方法,而对输出降低量A进行计算。
下游侧NOX传感器8的输出值的阈值应该以成为在喷射阀4为正常时的输出值以上且小于喷射阀4为异常时的输出值的方式而被设定。在此,下游侧NOX传感器8的输出降低量根据内燃机1的运转条件等而发生变化。而且,在仅根据假定喷射阀4为异常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B而对阈值进行补正的情况下,根据内燃机1的运转条件等,也可能会出现补正后的阈值与假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的下游侧NOX传感器8的输出值相比而较小的情况。在该情况下,将无法以成为在喷射阀4为正常时的输出值以上且小于喷射阀4为异常时的输出值的方式来设定下游侧NOX传感器8的输出值的阈值。相对于此,通过进一步考虑假定喷射阀4为正常的情况下所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A,从而能够将阈值设定在上述的范围内。此外,为了抑制尽管喷射阀4为异常但被误判断为正常的情况,阈值最好较小。因此,通过进一步考虑下游侧NOX传感器8的输出降低量A并进一步减小阈值,从而能够对尽管喷射阀4为异常但被误判断为正常的情况进行抑制。
此外,阈值的补正量也可以设为“假定喷射阀4为异常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”以上且“所述合计值(A+B)”以下的值。即,也可以以满足以下的关系的方式而对阈值的补正量进行设定。
B≤阈值的补正量≤A+B
接下来,使用附图来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图19为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。
在步骤S1101中,对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断。在本步骤中,对是否处于能够准确地诊断出喷射阀4的异常的状态进行判断。也就是说,对是否以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来控制喷射阀4进行判断。例如,对为了NOX净化而供给了适当的量的尿素水、或者能够供给进行判断。具体而言,对NOX催化剂3的活性、下游侧NOX传感器8的活性、内燃机1的暖机完毕等进行确认。在步骤S1101中做出肯定判断的情况下,向步骤S1102转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S1108转移。
在步骤S1102中,对从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度和氨浓度进行推断。该NOX浓度和氨浓度为,根据内燃机1的运转状态等而获得的值,且为假定喷射阀4为异常的情况下的值。而且,也可以对假定喷射阀4为正常的情况下的值进行推断。另外,在本实施例中对步骤S1102进行处理的ECU10相当于本发明中的NOX浓度推断部以及氨浓度推断部。
在步骤S1103中,对假定喷射阀4为异常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。该输出降低量根据在步骤S1102中所推断出的从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度的推断值,并利用上述式4而被计算出。
式4以及系数k1、k2、k3预先通过实验或模拟等而求出并被存储于ECU10中。在本步骤中,还可以对假定喷射阀4为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算。另外,在本实施例中对步骤S1103进行处理的ECU10相当于本发明中的计算部。
在步骤S1104中,根据在步骤S1103中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对在喷射阀4的诊断时所使用的阈值进行补正。补正前的阈值预先通过实验或模拟等而求出。而且,通过从补正前的阈值中减去假定喷射阀4为异常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B,从而能够对补正后的阈值进行计算。另外,补正后的阈值也可以设为从“补正前的阈值”中减去“输出降低量B以上且输出降低量A与输出降低量B的合计值以下的值”而得到的值。
在步骤S1105中,对下游侧NOX传感器8的输出值是否为补正后的阈值以下进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。在步骤S1105中做出肯定判断的情况下,向步骤S1106转移,并诊断为喷射阀4为正常。另一方面,在步骤S1105中做出否定判断的情况下,向步骤S1107转移,并诊断为喷射阀4为异常。另外,在本实施例中对步骤S1104进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部。此外,在本实施例中对步骤S1105、S1106、S1107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另一方面,在步骤S1108中,由于并非处于适于喷射阀4的诊断的状态,因此禁止了喷射阀4的诊断。即,不实施喷射阀4的诊断。另外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如包括虽然ECU10读取了下游侧NOX传感器8的输出值但并未使用该输出值来实施诊断的情况。此外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如还包括虽然ECU10根据NOX传感器8的输出值而实施了诊断但取消了该诊断结果的情况。此外,在不实施喷射阀4的诊断的情况中,例如还包括ECU10不读取下游侧NOX传感器8的输出值的情况。
另外,虽然在本实施例中根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对下游侧NOX传感器8的输出值的阈值进行了补正,但也可以代替于此,而根据下游侧NOX传感器8的输出降低量来对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正。即,也可以通过在下游侧NOX传感器8的输出值上加上输出降低量B,从而对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正,以代替通过从阈值中减去假定喷射阀4为异常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B,从而对阈值进行补正的情况。此外,补正后的NOX净化率也可以设为在“补正前的输出值”上加上“输出降低量B以上且输出降低量A与输出降低量B的合计值以下的值”而得到的值。在该情况下,对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正,以代替在上述步骤S1104中对阈值进行补正的情况,并且对补正后的下游侧NOX传感器8的输出值是否为阈值以下进行判断,以代替在步骤S1105中对下游侧NOX传感器8的输出值是否为补正后的阈值以下进行判断的情况。此外,虽然本实施例中通过从下游侧NOX传感器8的输出值的阈值中减去下游侧NOX传感器8的输出降低量来实施补正,但也可以代替于此,而通过在下游侧NOX传感器8的输出值的阈值上乘以基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正系数,从而实施补正。此外,在对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正的情况下,也可以通过乘以补正系数来实施补正。
此外,也存在使用根据温度或排气的流速而决定的补正系数来对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正的情况。在这种情况下,也可以对下游侧NOX传感器8的输出值的补正系数进行补正,以代替对阈值进行补正的情况。
如以上说明的那样,在本实施例中,考虑以通过在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应从而使该下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来实施喷射阀4的诊断。也就是说,由于通过对用于诊断的阈值进行补正,从而抑制了对于异常的喷射阀4被误诊断为正常的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例5)
在实施例4中,通过根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对阈值进行补正从而实施了喷射阀4的诊断。另一方面,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对是否实施喷射阀4的诊断进行判断。
在此,在通过对下游侧NOX传感器8的输出值与阈值进行比较来实施喷射阀4的诊断的情况下,下游侧NOX传感器8的输出降低量越大,则该阈值越小。当阈值变得过小时,该阈值将接近在喷射阀4的正常时从下游侧NOX传感器8被输出的值。即,由于阈值减小,从而即使喷射阀4为正常,下游侧NOX传感器的实际的输出值也可能会大于阈值。因此,尽管喷射阀4为正常,也可能会被误诊断为异常。
另外,由于在下游侧NOX传感器8的输出降低量较小的情况下,下游侧NOX传感器8的输出值将成为接近与实际浓度相对应的值,因此无需对阈值进行补正。另一方面,当下游侧NOX传感器8的输出降低量增大时,如上所述诊断的精度将降低。因此,如果在下游侧NOX传感器8的输出降低量为预定量以下的情况下实施喷射阀4的诊断,则能够对诊断的精度降低的情况进行抑制。预定量为,喷射阀4的诊断精度成为容许范围内的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量的上限值。此外,在下游侧NOX传感器8的输出降低量大于预定量的情况下,通过禁止喷射阀4的诊断,从而能够对误诊断进行抑制。
接下来,使用附图,来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图20为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。另外,对于做出与上述的流程相同的处理的步骤,标注相同的符号并省略说明。在本流程中,代替图19所示的流程的步骤S1104而实施步骤S1201。
即,在本实施例中,在步骤S1103之后执行步骤S1201。在步骤S1201中,对在步骤S1103中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量是否为上述的预定量以下进行判断。在步骤S1201中做出肯定判断的情况下,向步骤S1202转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S1108转移。
在步骤S1202中,对下游侧NOX传感器8的输出值是否为阈值以下进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。该阈值为,未实施基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正的值。在步骤S1202中做出肯定判断的情况下,向步骤S1106转移,并诊断为喷射阀4为正常。另一方面,在步骤S1202中做出否定判断的情况下,向步骤S1107转移,并诊断为喷射阀4为异常。另外,在本实施例中对步骤S1201、S1108进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部,并且对步骤S1202、S1106、S1107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另外,在本实施例中,也可以与所述流程的步骤S1104一同实施。图21为表示本实施例所涉及的喷射阀4的其他的诊断的流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。另外,对于做出与已说明了的流程相同的处理的步骤,标注相同的符号并省略说明。在本流程中,实施已说明了的流程的步骤S1104及步骤S1201。而且,在步骤S1201中做出肯定判断的情况下,向步骤S1104转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S1108转移。在这种情况下,对步骤S1201、S1108、S1104进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部,并且对步骤S1105、S1106、S1107进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
如以上所说明的那样,根据本实施例,通过仅在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应而使下游侧NOX传感器8的输出降低量较小时实施喷射阀4的诊断,从而在可能会做出误诊断的情况下不实施诊断。由此,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例6)
在上述的实施例4及5中,是在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度的降低从而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来对喷射阀4进行控制的情况下,实施喷射阀4的诊断的。也就是说,在下游侧NOX传感器8的输出值大于用于诊断的阈值的情况下,诊断为喷射阀4为异常。相对于此,在以下所说明的实施例6中,则在通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来控制喷射阀4的情况下,实施喷射阀4的诊断。例如符合如下情况,即,暂时性地向NOX催化剂3供给超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水的情况。在该情况下,在下游侧NOX传感器8的输出值大于用于诊断的阈值的情况下,诊断为喷射阀4为正常。
接下来,使用附图,来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断进行说明。另外,虽然本实施例所涉及的内燃机1及其排气系统的结构可以与图1所示的实施例1所涉及的结构相同,但优选为在排气通道2中的下游侧NOX传感器8的下游侧处,还具备第二NOX催化剂的结构。
在此,图22为模式化地表示在以通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来对喷射阀4进行控制的情况下的、从NOX催化剂3中流出的排气的实际浓度和下游侧NOX传感器8的输出值的图,且图示了喷射阀4为正常时的值、和喷射阀4为异常时的值。另外,图22所示的项目与图17所示的项目相同。另外,在图22中,如果实际的输出值大于阈值,则诊断为喷射阀4为正常。另外,图17所示的阈值为补正前的阈值。该阈值为,从喷射阀4被供给控制量的尿素水时的实际浓度的下限值,且能够预先通过实验或模拟等而求出。
如上文所述,ECU10在下游侧NOX传感器8的输出值大于阈值时,认为喷射了控制量的尿素水,从而诊断为喷射阀4为正常。但是,在喷射阀4实际上为正常的情况下,由于实际浓度相对增大,从而下游侧NOX传感器8的输出降低量A也将相对增大。因此,如图22所示,由于输出降低量A,从而使下游侧NOX传感器8的实际的输出值成为阈值以下。如此,尽管喷射阀4为正常,也可能会被误诊断为异常。因此,在本实施例中,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对阈值进行补正。
另外,ECU10在下游侧NOX传感器8的输出值为阈值以下时,诊断为喷射阀4为异常。另外,在喷射阀4实际上为异常的情况下,由于实际浓度相对减小,因此如果实际浓度为阈值以下,则即使下游侧NOX传感器8的输出降低了输出降低量B也不会做出误诊断。另外,在该情况下,由于未供给有足量的尿素水,因此未净化的NOX的比例增大。而且,由于假想为,即使喷射阀4实际上为异常,也供给了某种程度的尿素水或者被吸附于NOX催化剂3上的氨流出,因此通过下游侧NOX传感器8内的NOX与氨的反应从而将产生某种程度的输出降低量B。
而且,图23为表示补正前的阈值与补正后的阈值的关系的图。补正后的阈值以成为与补正前的阈值相比而较小的值的方式根据下游侧NOX传感器8的输出降低量A而被补正。另外,该输出降低量A作为假定喷射阀4为正常的情况下的输出降低量,与上述的实施例4相同,也通过ECU10而被计算出。而且,ECU10通过从补正前的阈值中减去所计算出的输出降低量A,从而对该阈值进行补正。如此,通过使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上,从而能够将实际的输出值和补正后的阈值的大小关系设为与实际浓度和补正前的阈值的大小关系相同。其结果为,抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。
此外,与上述的实施例4相同,也可以将输出降低量A与输出降低量B的合计值作为阈值的补正量。另外,ECU10通过与计算出输出降低量A的方法相同的方法,而对输出降低量B进行计算。此外,阈值的补正量也可以设为“输出降低量A”以上且“所述合计值(A+B)”以下的值。
接下来,使用附图来对本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程进行说明。图24为图示了该流程的流程图。本流程通过ECU10而每隔预定的时间被执行。
在步骤S1301中,对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断。在本步骤中,对是否处于能够准确地诊断出喷射阀4的正常的状态进行判断。也就是说,对是否能够以通过从NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升的方式来控制喷射阀4进行判断。例如,对是否能够暂时性地供给超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水进行判断。具体而言,对NOX催化剂3的活性、下游侧NOX传感器8的活性、内燃机1的暖机完毕等进行确认。在步骤S1301中做出肯定判断的情况下,向步骤S1302转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S1309转移。
在步骤S1302中,对从NOX催化剂3中流出的排气的实际的NOX浓度和氨浓度进行推断。该NOX浓度和氨浓度为,根据内燃机1的运转状态等而获得的值,且为假定喷射阀4为正常的情况下的值。而且,也可以对假定喷射阀4为异常的情况下的值进行推断。另外,在本实施例中对步骤S1302进行处理的ECU10相当于本发明中的NOX浓度推断部以及氨浓度推断部。
在步骤S1303中,对假定喷射阀4为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算。该输出降低量根据在步骤S1302中所推断出的从NOX催化剂3中流出的排气的NOX浓度和氨浓度的推断值,并利用上述式4而被计算出。另外,在本步骤中,还可以对假定喷射阀4为异常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。另外,在本实施例中,对步骤S1303进行处理的ECU10相当于本发明中的计算部。
在步骤S1304中,根据在步骤S1303中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量,而对在喷射阀4的诊断时所使用的阈值进行补正。补正前的阈值预先通过实验或模拟等而求出。而且,通过从补正前的阈值中减去假定喷射阀4为正常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A,从而能够对补正后的阈值进行计算。另外,补正后的阈值也可以设为从“补正前的阈值”中减去“输出降低量A以上且输出降低量A与输出降低量B的合计值以下的值”而得到的值。
在步骤S1305中,以通过ECU10来暂时性地供给超过NOX催化剂3的氨吸附能力的量的尿素水的方式,而使来自喷射阀4的喷射量增大。另外,该增大量只要考虑NOX催化剂3的氨吸附能力等而适当规定即可。
在步骤S1306中,对下游侧NOX传感器8的输出值是否为补正后的阈值以下进行判断。即,实施喷射阀4的诊断。在步骤S1306中做出肯定判断的情况下,向步骤S1307转移,并诊断为喷射阀4为异常。另一方面,在步骤S1306中做出否定判断的情况下,向步骤S1308转移,并诊断为喷射阀4为正常。另外,在本实施例中对步骤S1304进行处理的ECU10,相当于本发明中的诊断控制部。此外,在本实施例中对步骤S1306、S1307、S1308进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断部。
另一方面,在步骤S1309中,由于并非处于适于喷射阀4的诊断的状态,因此与上述的实施例中的步骤S1108相同,也禁止喷射阀4的诊断。即,不实施喷射阀4的诊断。
另外,虽然在本实施例中根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对下游侧NOX传感器8的输出值的阈值进行了补正,但也可以代替于此,而根据下游侧NOX传感器8的输出降低量来对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正。即,也可以通过在下游侧NOX传感器8的输出值上加上输出降低量A,从而对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正,以代替通过从阈值中减去假定喷射阀4为正常时所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A,从而对阈值进行补正的情况。此外,补正后的下游侧NOX传感器8的输出值也可以设为在“补正前的输出值”上加上“输出降低量A以上且输出降低量A与输出降低量B的合计值以下的值”而得到的值。在该情况下,对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正,以代替在上述步骤S1304中对阈值进行补正情况,并且对补正后的下游侧NOX传感器8的输出值是否为阈值以下进行判断,以代替在步骤S1306中对下游侧NOX传感器8的输出值是否为补正后的阈值以下进行判断的情况。此外,虽然在本实施例中通过从下游侧NOX传感器8的输出值的阈值中减去下游侧NOX传感器8的输出降低量来实施补正,但也可以代替于此,而通过在下游侧NOX传感器8的输出值的阈值上乘以基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正系数,从而实施补正。此外,在对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正的情况下,也可以通过乘以补正系数,从而实施补正。
如以上所说明的那样,在本实施例中,考虑了下游侧NOX传感器8的输出降低。由于抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例6的改变例1)
作为实施例6所涉及的改变例,也可以采用于上述的实施例5相同的方式,即,根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对是否实施喷射阀4的诊断进行判断。也就是说,只要在下游侧NOX传感器8的输出降低量为预定量以下的情况下,如果实施了喷射阀4的诊断,则能够对诊断的精度降低的情况进行抑制。与实施例5相同,预定量为,喷射阀4的诊断精度成为容许范围内的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量的上限值。
在本改变例所涉及的喷射阀4的诊断的流程中,以在上述的实施例5所涉及的图20所示的流程中,代替图19所示的流程的步骤S1104而实施步骤S1201的方式,代替图24所示的流程的步骤S1304而实施步骤S1201。也就是说,在步骤S1201中,对在步骤S1303中所计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量是否为上述的预定量以下进行判断。而且,在步骤S1201中做出肯定判断的情况下,向步骤S1305转移,另一方面,在做出否定判断的情况下,向步骤S1309转移。另外,在步骤S1306中,对下游侧NOX传感器8的输出值是否为未进行补正的阈值以下进行判断。此外,在本改变例中,在上述的图12所示的流程中,也可以以一同实施步骤S1104和步骤S1201的方式,而在图24所示的流程中一同实施步骤S1304和步骤S1201。也就是说,在步骤S1201中做出肯定判断的情况下,也可以在实施了步骤S1304之后,实施步骤S1305。由于无论哪一个流程均与实施例5中的各个流程相同,因此省略说明。在本改变例中,在可能做出误诊断的情况下不实施诊断。其结果为,由于抑制了做出误诊断的情况,因此能够提高诊断精度。
(实施例6的改变例2)
虽然在实施例6中,在下游侧NOX传感器8的输出值大于用于诊断的阈值的情况下,诊断为喷射阀4为正常,但在通过因NOX催化剂3的温度上升而引起的从该NOX催化剂3中流出的排气的氨浓度的上升,从而使下游侧NOX传感器8的输出值上升了的情况下,在该输出值大于阈值的情况下,也能够诊断为喷射阀4为正常。
在此,在NOX催化剂3能够吸附的氨量中,具有被称为饱和吸附量的上限量,其具有当NOX催化剂3的温度上升时该上限量降低的特性。因此,在通过NOX催化剂3的温度上升而使饱和吸附量降低的情况下,超过所降低的饱和吸附量的氨将从NOX催化剂3中流出。在此可假想为,如果在温度上升之前喷射阀4正常地进行工作,则此时的饱和吸附量程度的量的氨被吸附于NOX催化剂3上。因此,在温度上升后与阈值相比而较大的值从下游侧NOX传感器8被输出时,能够诊断为喷射阀4为正常。另外,该下限值能够根据NOX催化剂的饱和吸附量等来设定。
另外,该情况下的从NOX催化剂3中流出的排气的实际浓度或下游侧NOX传感器8的输出值和阈值的关系,与在上述的图22中模式化地图示了的关系相同。因此,如果以使补正后的阈值成为与补正前的阈值相比而较小的值的方式,从补正前的阈值中减去假定喷射阀4在NOX催化剂3的温度上升前为正常的情况下的、温度上升后的下游侧NOX传感器8的输出降低量A,则能够使下游侧NOX传感器8中的输出降低的影响反映在用于诊断的阈值上。其结果为,抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。此外,与上述的实施例相同,也可以将输出降低量A与输出降低量B的合计值作为阈值的补正量,并且也可以作为输出降低量A以上且所述合计值以下的值。
另外,本实施例所涉及的喷射阀4的诊断的流程与图24所示的流程相同。但是,不执行步骤S1305。在此,在步骤S1301中,在对实施喷射阀4的诊断的前提条件是否成立进行判断时,对NOX催化剂3的温度是否上升至预定温度以上一同进行判断。该预定温度例如能够设为NOX催化剂3的氨饱和吸附量充分降低的温度。由此,在步骤S1301中做出肯定判断的情况下,能够对是否处于能够正确地诊断出喷射阀4的正常或异常的状态进行判断。而且,由于当执行从步骤S1302至S1304的处理时对阈值进行了补正,因此抑制了正常的喷射阀4被误诊断为异常的情况。另外,在本改变例中,与上述的改变例1相同,既可以代替步骤S1304而实施步骤S1201,也可以一同实施步骤S1304和步骤S1201。在本改变例2中,与改变例1相同,也能够提高喷射阀4的诊断精度。
符号说明
1…内燃机;
2…排气通道;
3…选择还原型NOX催化剂(NOX催化剂);
4…喷射阀;
5…进气通道;
6…节气门;
7…上游侧NOX传感器;
8…下游侧NOX传感器;
9…温度传感器;
10…ECU;
11…曲轴位置传感器;
12…加速器开度传感器;
15…空气流量计;
40…罐。

Claims (23)

1.一种排气净化装置的诊断装置,其为内燃机的排气净化装置中的对于该排气净化装置的诊断装置,
所述内燃机的排气净化装置具备:
选择还原型NOX催化剂,其被设置于内燃机的排气通道上,并使用氨而对排气中的NOX进行还原;
供给部,其被设置于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游侧处,并向流入该选择还原型NOX催化剂的排气中供给氨或氨的前驱体;
控制部,其对从所述供给部被供给的氨或氨的前驱体的供给量进行控制;
传感器,其被设置于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠下游侧处,且对从该选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX以及氨进行检测,并且使NOX与氨发生反应,
所述排气净化装置的诊断装置具备:
NOX浓度推断部,其对从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断;
氨浓度推断部,其对从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断;
计算部,其根据由所述NOX浓度推断部所推断出的NOX浓度、和由所述氨浓度推断部所推断出的氨浓度,而对在所述传感器内通过NOX与氨发生反应而产生的所述传感器的输出降低量进行计算;
诊断部,其根据所述传感器的输出值来实施所述供给部的诊断;
诊断控制部,其根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量,而对所述诊断部中的诊断进行控制。
2.如权利要求1所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部在根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量为预定量以下的情况下,实施所述供给部的诊断,
所述诊断控制部在根据由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量大于所述预定量的情况下,不实施所述供给部的诊断。
3.如权利要求1或2所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断部通过对根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率与阈值进行比较,从而对所述供给部进行诊断,
所述诊断控制部根据所述传感器的输出降低量而对所述NOX净化率进行补正、或者根据所述传感器的输出降低量而对所述阈值进行补正。
4.如权利要求3所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上根据所述输出降低量而被计算出的所述NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
5.如权利要求3所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部通过从所述NOX净化率中减去根据所述输出降低量而被计算出的所述NOX净化率的上升量,从而对该NOX净化率进行补正。
6.如权利要求3所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使所述传感器的输出值降低的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率小于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常,且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以上时,诊断为所述供给部为正常。
7.如权利要求6所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
8.如权利要求7所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量以上、并且在根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量的合计值以下。
9.如权利要求3所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升从而使所述传感器的输出值上升的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常,且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常。
10.如权利要求3所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在通过因所述选择还原型NOX催化剂的温度上升而引起的从该选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升,从而使所述传感器的输出值上升了的情况下,
所述诊断部在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常,且在根据所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常。
11.如权利要求9或10所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量,从而对该阈值进行补正。
12.如权利要求11所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量以上、并且在根据假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与根据假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量的合计值以下。
13.如权利要求1所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部在由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量为预定量以下的情况下,实施所述供给部的诊断,
所述诊断控制部在由所述计算部所计算出的所述传感器的输出降低量大于所述预定量的情况下,不实施所述供给部的诊断。
14.如权利要求1或13所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断部通过对所述传感器的输出值与阈值进行比较,从而对所述供给部进行诊断,
所述诊断控制部根据所述输出降低量而对所述传感器的输出值进行补正、或者根据所述输出降低量而对所述阈值进行补正。
15.如权利要求14所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
16.如权利要求14所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述诊断控制部通过在所述传感器的输出值上加上所述输出降低量,从而对该输出值进行补正。
17.如权利要求14所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度的降低从而使所述传感器的输出值降低的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为异常,且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为正常。
18.如权利要求17所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
19.如权利要求18所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气中的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量以上、并且在假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量与假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量的合计值以下。
20.如权利要求14所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在所述控制部以通过从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升而使所述传感器的输出值上升的方式来对所述供给部进行控制的情况下,
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为正常,且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为异常。
21.如权利要求14所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
在通过因所述选择还原型NOX催化剂的温度上升而引起的从该选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度的上升而使所述传感器的输出值上升的情况下,
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值时,诊断为所述供给部为正常,且在所述传感器的输出值为所述阈值以下时,诊断为所述供给部为异常。
22.如权利要求20或21所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量,从而对该阈值进行补正。
23.如权利要求22所述的排气净化装置的诊断装置,其中,
所述NOX浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度进行推断,
所述氨浓度推断部对假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的氨浓度进行推断,
所述计算部根据假定所述供给部为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂中流出的排气的NOX浓度以及氨浓度,而对假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量进行计算,
所述诊断控制部通过从所述阈值中减去如下的值,从而对该阈值进行补正,所述值在假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量以上、并且在假定所述供给部为正常的情况下的所述输出降低量与假定所述供给部为异常的情况下的所述输出降低量的合计值以下。
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