CN105579679B - 排气净化装置的异常诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气净化装置的异常诊断装置，其抑制在选择还原型NOX催化剂的异常诊断中发生误诊断的情况。在与将氨作为还原剂的选择还原型NOX催化剂相比靠下游侧处，设置有对从该NOX催化剂流出的排气中的NOX及氨进行检测并且使NOX与氨发生反应的传感器，基于从NOX催化剂流出的NOX及氨而对在传感器中因NOX与氨发生反应而产生的传感器的输出降低量进行计算，并基于该输出降低量而实施NOX催化剂的异常诊断。

Description

排气净化装置的异常诊断装置
技术领域
本发明涉及一种排气净化装置的异常诊断装置。
背景技术
已知将氨作为还原剂而对来自内燃机的排气中所包含的NOX进行净化的选择还原型NOX催化剂(以下，简称为“NOX催化剂”)。在与NOX催化剂相比靠上游的排气中被供给有氨或者氨的前驱体(例如，尿素)。此外，当对NOX催化剂中的NOX的净化是否正常地被实施进行判断时，或者，对NOX催化剂是否为正常进行判断时，有时会使用被设置在与该NOX催化剂相比靠下游处的NOX传感器的输出值。
在此，已知一种如下的技术，即，在尽管流入NOX催化剂的NOX量增加了但被设置于与NOX催化剂相比靠下游处的NOX传感器的输出值处于减少的倾向的情况下，判断为产生了氨从NOX催化剂中流出的氨泄露，且氨的供给量过多(例如，参照专利文献1)。
另外，由于NOX传感器与NOX同样地也会对氨进行检测，因此NOX传感器的输出值会成为与排气中的NOX浓度及氨浓度相对应的值。因此，已知一种如下的技术，即，在添加了氨时，认为NOX传感器的检测精度会下降，从而使由NOX传感器进行的NOX的检测停止(例如，参照专利文献2)。
此外，已知一种如下的技术，即，串联地设置两个NOX催化剂，并以使上游侧的NOX催化剂与下游侧的NOX催化剂之间的氨浓度成为预定浓度的方式而向上游侧的NOX催化剂供给氨(例如，参照专利文献3)。
另外，随着NOX催化剂的恶化而氨的吸附性能会降低。此外，由于氨的吸附性能降低，从而当被吸附在NOX催化剂中的氨量减少时，NOX的净化性能会降低。并且，由于氨的吸附性能降低，从而在向NOX催化剂供给氨时从该NOX催化剂流出的氨量会增加。而且，已知一种如下的技术，即，如果处于与NOX催化剂相比靠下游处的氨浓度的实测值与推断值之差为预定值以上，则判断为NOX催化剂发生了恶化(例如，参照专利文献4)。
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：国际公开第2011/033620号
专利文献3：国际公开第2010/095221号
专利文献4：国际公开第2006/046339号
发明内容
发明所要解决的课题
在此，当流入NOX传感器的排气中存在NOX及氨时，在NOX传感器中NOX将通过氨而被还原。在该NOX中包括与NOX传感器相比靠上游的排气中所包含的NOX、以及在NOX传感器中通过氨被氧化而产生的NOX。而且，通过NOX与氨在NOX传感器中进行反应，从而NOX及氨会减少。NOX传感器的输出值成为与NOX及氨减少之后的剩余的NOX及氨相对应的值。因此，在与NOX催化剂相比靠下游处设置了NOX传感器的情况下的NOX传感器的输出值会变得低于从NOX催化剂流出的NOX及氨的浓度。
因此，当在排气中存在NOX及氨时，基于NOX传感器的输出值而实施NOX催化剂的异常诊断时，诊断精度可能会变得较低。
本发明为鉴于上述的问题点而完成的发明，其目的在于，抑制在选择还原型NOX催化剂的异常诊断中作出错误的诊断的情况。
用于解决课题的方法
为了完成上述课题，本发明提供了如下的排气净化装置的异常诊断装置，该排气净化装置的异常诊断装置为内燃机的排气净化装置中的该排气净化装置的异常诊断装置，所述内燃机的排气净化装置具备：选择还原型NOX催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，并将氨作为还原剂；供给部，其位于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游侧处，并且向流入该选择还原型NOX催化剂的排气中供给氨或者氨的前驱体；传感器，其被设置在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠下游侧处，并且对从该选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX及氨进行检测，且使NOX与氨进行反应，所述排气净化装置的异常诊断装置具备：NOX浓度推断部，其对从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断；氨浓度推断部，其对从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断；计算部，其基于由所述NOX浓度推断部所推断出的NOX浓度、与由所述氨浓度推断部所推断出的氨浓度，而对在所述传感器中通过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，其基于所述传感器的输出值而实施所述选择还原型NOX催化剂的诊断；诊断控制部，其基于由所述计算部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。
NOX催化剂对排气中的氨进行吸附并将氨作为还原剂而选择性地对NOX进行还原。供给装置供给氨或者氨的前驱体(例如，尿素)。流入NOX催化剂的氨例如被吸附在该NOX催化剂中。
在此，在NOX催化剂的下游侧设置有对从该NOX催化剂流出的排气中的NOX进行检测的传感器。该传感器会受到氨的干涉。也就是说，其具有如下的特性，即，在排气中含有氨的情况下，会将该氨也作为NOX而进行检测。因此，传感器的输出值将会以排气中所包含的NOX及氨为依据。而且，诊断部利用该传感器的输出值来实施NOX催化剂的异常诊断。异常是指，例如NOX催化剂中的氨吸附性能或NOX净化率低于容许范围的情况。也可以在恶化的程度超过了容许范围的情况下，认为NOX催化剂为异常。
在此，当NOX催化剂恶化时，由于氨吸附性能或NOX净化率降低，从而存在NOX及氨从NOX催化剂中流出的情况。因此，在从NOX催化剂的NOX及氨的流出较多的情况下，能够诊断为NOX催化剂中存在异常。该NOX及氨通过被设置在与NOX催化剂相比靠下游处的传感器而被检测出。然而，在传感器中，由于NOX和氨进行反应，因此NOX及氨减少，从而传感器的输出会降低。因此，与实际的NOX及氨的浓度相比，由传感器检测出的浓度会变得较低。在该情况下，基于传感器的输出值而计算出的NOX净化率在表观上将变高。在这样的状态下，当基于传感器的输出值或根据传感器的输出值而计算出的NOX净化率来实施异常诊断时，可能会作出误诊断。
因此，诊断控制部基于传感器的输出降低量而对诊断部中的诊断进行控制。在此，传感器的输出降低量与从NOX催化剂流出的NOX及氨的浓度关联。因此，能够基于从NOX催化剂流出的NOX及氨的浓度而求出传感器的输出降低量。而且，只要明确传感器的输出降低量，则能够基于该输出降低量而对例如异常诊断时所使用的阈值或各种的值进行补正。此外，能够基于传感器的输出降低量而也对是否实施异常诊断进行判断。由此，能够提高NOX催化剂的异常诊断的精度。另外，对诊断部中的诊断进行控制的情况包括：对阈值进行补正的情况、对传感器输出值进行补正的情况、对基于传感器输出值而计算出的NOX净化率进行补正的情况、或者对是否实施诊断进行判断的情况。
而且，也可以采用如下方式，即，所述诊断控制部在基于由所述计算部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，实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断，在基于由所述计算部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，所述诊断控制部不实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断。
NOX净化率为，相对于流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度的、通过在NOX催化剂中被净化而减少的NOX浓度的比。流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度能够通过例如基于内燃机的运转状态而进行推断、或者在与NOX催化剂相比靠上游处安装例如NOX传感器而进行检测。此外，因在NOX催化剂中被净化而减少的NOX浓度能够通过从流入NOX催化剂的排气中的NOX浓度减去由被设置在与NOX催化剂相比靠下游的传感器所检测出的NOX浓度来求出。由于该传感器受到氨的影响，基于传感器的输出值所计算出的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，被计算出的NOX净化率会上升。
在此，由于根据内燃机的运转状态而从NOX催化剂流出的NOX及氨的浓度变高，因此由计算部计算出的传感器的输出降低量会变大。而且，在传感器的输出降低量较大的情况下，基于传感器的输出值而计算出的NOX净化率的上升量变大，即使NOX催化剂为异常，所计算出的NOX净化率也会变大。因此，由于在NOX催化剂异常时与正常时所计算出的NOX净化率的差变小，因此基于NOX净化率而进行的NOX催化剂的异常诊断的精度会下降。此外，如下文所述，在基于NOX净化率的上升量对阈值等进行了变更的情况下，NOX净化率的上升量越增大，阈值的变更量也会越增大。而且，NOX净化率的上升量越增大，阈值越接近NOX催化剂为正常的情况下的NOX净化率。因此，尽管NOX催化剂为正常，但NOX净化率也会变得小于阈值，从而存在诊断为NOX催化剂为异常的可能。在该情况下，如果设为不实施异常诊断，则能够抑制NOX催化剂的异常诊断的精度下降的情况。另外，预定量被决定为异常诊断的精度在能够容许的范围内。在不实施异常诊断的情况中，例如包括虽然读取传感器的输出值但不利用该输出值而实施异常诊断的情况。此外，在不实施异常诊断的情况中，例如包括虽然基于传感器的输出值而实施异常诊断但取消该诊断结果的情况。此外，在不实施异常诊断的情况中，例如包括不读取传感器的输出值的情况。
此外，也可以采用如下的方式，即，所述诊断部在基于所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为阈值以上的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为正常，所述诊断部在基于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的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为异常，所述诊断控制部基于由所述计算部计算出的所述传感器的输出降低量，而对所述阈值或所述NOX净化率进行补正。
即，诊断部通过对基于传感器的输出值而被计算出的NOX净化率与阈值进行比较，从而实施NOX催化剂的异常诊断。在此，传感器的输出值变得低于从NOX催化剂流出的NOX及氨的实际的浓度。而且，由于因传感器的输出值的降低而被计算出的NOX净化率变高，因此尽管NOX催化剂为异常，但所计算出的NOX净化率也可能会变得大于阈值。对此，如果基于传感器的输出降低量而对阈值或NOX净化率进行补正，则能够抑制尽管NOX催化剂为异常但NOX净化率也变为大于阈值的情况。另外，阈值作为NOX催化剂为正常时的NOX净化率的下限值而被确定。
此外，也可以采用如下方式，即，所述诊断控制部通过在所述阈值上加上基于所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量而对该阈值进行补正。
即，通过将阈值仅增加NOX净化率的上升量的量，从而能够抑制尽管NOX催化剂为异常但NOX净化率也变为大于阈值的情况。另外，也可以通过使阈值乘于基于NOX净化率的上升量而得到的补正系数而对该阈值进行补正。
此外，也可以采用如下方式，即，所述诊断控制部通过从基于所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率中减去基于所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量而对该NOX净化率进行补正。
即，通过使NOX净化率仅减小NOX净化率的上升量的量，从而能够抑制尽管NOX催化剂为异常但NOX净化率也变为大于阈值的情况。另外，也可以通过使NOX净化率乘于基于NOX净化率的上升量而得到的补正系数而对该NOX净化率进行补正。
此外，也可以采用如下方式，即，所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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基于假定所述选择还原型NOX催化剂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，由于与NOX催化剂为正常时相比，NOX催化剂为异常时从NOX催化剂流出的排气中的NOX及氨的浓度会变高，因此传感器的输出降低量会变大。以这种方式假定处于传感器的输出降低量变大的状态，而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。当基于以此方式被计算出的NOX净化率的上升量而对阈值进行补正时，在NOX催化剂实际上为异常的情况下，即使NOX净化率大幅度上升，也能够抑制其成为阈值以上。由此，能够诊断为NOX催化剂为异常。另外，计算部也可以对假定NOX催化剂处于预定的恶化状态的情况下的NOX净化率的上升量进行计算。另外，也可以代替在阈值上加上NOX净化率的上升量而对阈值进行补正的方式，而从NOX净化率中减去NOX净化率的上升量而对NOX净化率进行补正。并且，也可以使阈值或NOX净化率乘以补正系数而对阈值或NOX净化率进行补正。
此外，也可以采用如下方式，即，所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况的所述输出降低量进行计算，并且，基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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，所述值在基于假定所述选择还原型NOX催化剂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、且在基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与基于假定所述选择还原型NOX催化剂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NOX催化剂为正常，也存在NOX及氨从NOX催化剂流出的情况。然而，传感器的输出的降低在NOX催化剂为异常时与NOX催化剂为正常相比而变得更为显著。而且，由于通过进一步考虑到基于假定NOX催化剂为正常时的传感器的输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量，从而能够考虑到NOX催化剂为正常的情况和异常的情况这两方的状态下的传感器输出的降低，因此能够提高异常诊断的精度。另外，计算部也可以在假定NOX催化剂为正常的情况以及NOX催化剂为异常的情况的各自的情况下，对假定NOX催化剂处于预定的恶化状态的情况下的NOX净化率的上升量进行计算。
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，实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断，所述诊断控制部在由所述计算部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，不实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断。
在此，由于根据内燃机的运转状态，从NOX催化剂流出的NOX及氨的浓度会变高，因此由计算部计算出的传感器的输出降低量会变大。而且，在传感器的输出降低量较大的情况下，即使NOX催化剂为异常，传感器的实际的输出值也会变小。因此，由于在NOX催化剂为异常时与为正常时传感器的实际的输出值之差变小，因此基于传感器的输出值而实施的NOX催化剂的异常诊断的精度会降低。此外，如下文所述，在基于传感器的输出降低量而对阈值等进行变更的情况下，传感器的输出降低量越增大，则阈值的变更量也越增大。而且，传感器的输出降低量越增大，则阈值越接近NOX催化剂为正常的情况下的传感器的输出值。因此，尽管NOX催化剂为正常，但也有可能诊断为NOX催化剂为异常。在该情况下，如果不实施异常诊断，则能够抑制NOX催化剂的异常诊断的精度下降。另外，预定量以使异常诊断的精度在能够容许的范围内的方式而被确定。在不实施异常诊断的情况中包括例如虽然读取传感器的输出值但不利用该输出值而实施异常诊断的情况。此外，例如包括虽然基于传感器的输出值而实施异常诊断但取消该诊断结果的情况。此外，在不实施异常诊断的情况中例如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，所述诊断部在所述传感器的输出值为阈值以下的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为正常，所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为异常，所述诊断控制部基于由所述计算部计算出的所述传感器的输出降低量，而对所述阈值或所述传感器的输出值进行补正。
即，诊断部通过对传感器的实际的输出值与阈值进行比较而实施NOX催化剂的异常诊断。在此，传感器的实际的输出值与从NOX催化剂流出的NOX及氨的实际的浓度相比而变得较低。而且，由于传感器的输出值的降低，从而尽管NOX催化剂为异常，但传感器的实际的输出值也变得小于阈值。对此，如果基于传感器的输出降低量而对阈值或传感器的输出值进行补正，则能够抑制尽管NOX催化剂为异常但传感器的实际的输出值也变得小于阈值的情况。另外，阈值作为在NOX催化剂为正常时的传感器输出值的上限值而被确定。
此外，也可以采用如下方式，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而对该阈值进行补正。
即，通过使阈值仅减少传感器的输出降低量的量，从而能够抑制尽管NOX催化剂为异常但传感器的实际的输出值也变得小于阈值的情况。另外，也可以通过使阈值乘以基于传感器的输出降低量而得出的补正系数而对该阈值进行补正。
此外，所述诊断控制部能够通过在所述传感器的输出值上加上所述输出降低量，从而对该传感器的输出值进行补正。
即，通过使传感器的输出值仅增加传感器的输出降低量的量，从而能够抑制尽管NOX催化剂为异常但传感器的实际的输出值也变得小于阈值的情况。另外，也可以通过使该传感器的输出值乘以基于传感器的输出降低量而得出的补正系数，而对该传感器的输出值进行补正。
此外，也可以采用如下方式，即，所述NOX浓度推断部对在假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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选择还原型NOX催化剂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，由于与NOX催化剂为正常时相比，在NOX催化剂为异常时从NOX催化剂流出的排气中的NOX及氨的浓度会变高，因此传感器的输出降低量会变大。以此方式假定传感器的输出降低量处于变大的状态，而对传感器的输出降低量进行计算。如此一来，在NOX催化剂实际上为异常的状态下，即使传感器的实际的输出值大幅度降低，也能够抑制其成为阈值以下。由此，能够诊断出NOX催化剂为异常。另外，计算部也可以对假定NOX催化剂处于预定的恶化状态的情况下的传感器的输出降低量进行计算。另外，也可以代替从阈值中减少输出降低量而对阈值进行补正的方式，而采用在传感器的输出值上加上输出降低量而对传感器的输出值进行补正的方式。并且，也可以使阈值或传感器的输出值乘于补正系数而对阈值或传感器的输出值进行补正。
此外，也可以采用如下方式，即，所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度而对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下的所述输出降低量进行计算，并且，基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度而对假定所述选择还原型NOX催化剂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，所述值在假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量以上、且在假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量与假定所述选择还原型NOX催化剂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NOX催化剂为正常，也存在NOX及氨从NOX催化剂流出的情况。然而，传感器的输出的降低在NOX催化剂为异常时与在NOX催化剂为正常时相比而更为显著。而且，由于通过进一步考虑到假定NOX催化剂为正常时的传感器的输出降低量，从而能够考虑到NOX催化剂为正常的情况与NOX催化剂为异常情况这两方的状态下的传感器输出的降低，因此能够提高异常诊断的精度。另外，计算部可以在NOX催化剂为正常的情况以及NOX催化剂为异常的情况的各自的情况下，分别对假定NOX催化剂处于预定的恶化状态的情况下的传感器的输出降低量进行计算。
此外，也可以采用如下方式，即，所述诊断部在从所述供给部供给有氨或者氨的前驱体的情况下实施异常诊断。
在向NOX催化剂供给氨或者氨的前驱体时，氨容易从NOX催化剂流出。尤其是在NOX催化剂为异常的情况下，氨从NOX催化剂的流出会变得显著。由此，在NOX催化剂为异常的情况下，传感器的实际的输出值变大。如此一来，由于NOX催化剂为正常的情况与NOX催化剂为异常的情况下的传感器的实际的输出值之差变大，因此NOX催化剂的异常诊断变得较为容易。由此，能够使异常诊断的精度提高。
此外，也可以采用如下方式，即，所述供给部在由所述诊断部实施异常诊断的情况下，与不由所述诊断部实施异常诊断的情况相比，使氨或者氨的前驱体的供给量增多。
即，在异常诊断时向NOX催化剂供给更多的氨。由此，在NOX催化剂为异常的情况下，从NOX催化剂流出的氨变得更多。即，在NOX催化剂为异常的情况下，传感器的实际的输出值变大。如此一来，由于NOX催化剂为正常的情况与NOX催化剂为异常的情况下的传感器的实际的输出值之差变大，因此使NOX催化剂的异常诊断变得较为容易。由此，能够使异常诊断的精度提高。另外，能够将不实施异常诊断的情况设为将用于对NOX进行还原的氨向NOX催化剂供给的情况。
发明效果
根据本发明，能够对在选择还原型NOX催化剂的异常诊断中作出误诊断的情况进行抑制。
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和排气系统的简要结构的图。
图2为表示实施例所涉及的下游侧NOX传感器的检测部的简要结构的图。
图3为表示从NOX催化剂流出的NOX浓度(SCR流出NOX)、从NOX催化剂流出的氨浓度(NH3泄露)、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为表示氨(NH3)浓度、NOX浓度以及下游侧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之间的关系的图。
图6为表示排气的流速与下游侧NOX传感器的输出降低量之间的关系的图。
图7为表示NOX催化剂正常时与异常时的下游侧NOX传感器的输出值的图。
图8为表示补正前的阈值与补正后的阈值之间的关系的图。
图9为表示实施例1所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的流程图。
图10为表示实施例2所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的流程图。
图11为表示实施例2所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的其他的流程图。
图12为表示NOX催化剂正常时与异常时的NOX净化率的图。
图13为表示补正前的阈值与补正后的阈值之间的关系的图。
图14为表示实施例3所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的流程图。
图15为表示实施例4所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的流程图。
图16为表示实施例4所涉及的NOX催化剂的异常诊断的流程的其他的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图并基于实施例而对用于实施本发明的方式进行详细说明。然而，该实施例中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状以及其相对配置等，只要没有特别地进行记载，则并不表示将本发明的范围仅限定于此的含义。
(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和排气系统的简要结构的图。内燃机1为车辆驱动用的柴油发动机。内燃机1上连接有排气通道2。排气通道2中设置有将氨作为还原剂而对排气中的NOX进行选择还原的选择还原型NOX催化剂3(以下，称为“NOX催化剂3”)。
此外，在与NOX催化剂3相比靠上游的排气通道2中，设置有供给还原剂的喷射阀4。在还原剂中使用有氨(NH3)。另外，喷射阀4可以喷射氨，也可以喷射作为氨的前驱体的尿素水。从喷射阀4被喷射出的尿素水通过排气的热量或来自NOX催化剂3的热量而被水解成为氨并被吸附在NOX催化剂3中。该氨在NOX催化剂3中作为还原剂而被利用。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、固体中的任意状态被供给。另外，在本实施例中，喷射阀4相当于本发明中的供给部。
并且，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流出的排气中的NOX进行检测的下游侧NOX传感器8以及对排气温度进行检测的温度传感器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。另外，也可以在与下游侧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，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的进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中安装有对内燃机1的进气量进行检测的空气流量计15。
而且，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。在ECU10上，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之外，还电连接有曲轴位置传感器11以及加速器开度传感器12，并且，各传感器的输出值被传递给ECU10。
因此，ECU10能够掌握基于曲轴位置传感器11的检测而得到的内燃机转速以及基于加速器开度传感器12的检测而得到的内燃机负载等内燃机1的运转状态。另外，虽然在本实施例中，能够通过上游侧NOX传感器7而对流入NOX催化剂3的排气中的NOX进行检测，但由于在从内燃机1排出的排气(被NOX催化剂3净化之前的排气，即流入NOX催化剂3的排气)中所含的NOX与内燃机的运转状态具有关联性，因此也能够基于上述内燃机1的运转状态而进行推断。此外，ECU10能够基于通过温度传感器9或被设置在与NOX催化剂3相比靠上游处的温度传感器而检测出的排气温度而对NOX催化剂3的温度进行推断。此外，也可以基于内燃机1的运转状态而对NOX催化剂3的温度进行推断。
而且，根据被检测或推断出的排气中的NOX浓度(也可以作为NOX量)，而ECU10向喷射阀4发出指示，从而向排气中供给在NOX的还原中所需的量的还原剂。
此外，ECU10基于下游侧NOX传感器8的输出值的推移而实施NOX催化剂3的异常诊断。在此，随着NOX催化剂3的恶化的进展，从而氨的吸附性能及NOX的净化性能降低。而且，由于氨的吸附性能降低，从而从NOX催化剂3流出的氨的量会增加。此外，由于NOX的净化性能降低，从而从NOX催化剂3流出的NOX的量增加。因此，在NOX催化剂3的恶化的同时，与NOX催化剂3相比靠下游的排气中的NOX浓度及氨浓度升高。
因此，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NOX催化剂3为异常，而在小于阈值的情况下诊断为NOX催化剂3为正常。在此，NOX催化剂3为异常是指，氨的吸附性能的降低的程度超过了容许范围的情况。此外，也可以设为NOX催化剂3的恶化的程度超过了容许范围的情况。阈值为NOX催化剂3处于正常和异常的临界处时的下游侧NOX传感器8的输出值。此外，阈值也可以设为NOX催化剂3为正常的情况下的、下游侧NOX传感器8的输出值的上限值。NOX催化剂3为异常是指，该NOX催化剂3发生恶化直至从NOX催化剂3排出的NOX的排出量超过了容许范围或规定值的状态。另外，也可以使阈值具有某种程度的余量。另外，也可以在进行NOX催化剂3的异常诊断之前，利用公知的技术来确认喷射阀4及下游侧NOX传感器8等其他的设备为正常。
在此，下游侧NOX传感器8受到氨的干涉。由于氨在下游侧NOX传感器8中与O2发生反应而成为NO，因此将作为NOX而被检测到。因此，当流入下游侧NOX传感器8的检测部的排气中含有氨分子时，会将其作为NOX而检测出。因此，当氨从NOX催化剂3流出时，下游侧NOX传感器8的输出值变大。即，当随着NOX催化剂3的恶化而从NOX催化剂3中流出NOX及氨时，下游侧NOX传感器8的输出值变大。因此，在下游侧NOX传感器8的输出值超过阈值的情况下，能够诊断为NOX催化剂3为异常。
另一方面，在使用有Pt类的电极的一般性的下游侧NOX传感器8中，由于在该电极中NOX与氨发生反应，因此NOX及氨减少。在此，图2为表示本实施例所涉及的下游侧NOX传感器8的检测部的简要结构的图。下游侧NOX传感器8以具备从排气通道2流入排气的第一室81、与第一室81连接的第二室82的方式而构成。在第一室81中设置有氧气泵(电极)83，在第二室82中设置由监视单元(电极)84。在第一室81中，通过氧气泵83而将排气中的氧去除。此外，在第一室81中，排气中的NO2被还原为NO。因此，NO流入第二室82。而且，在第二室82中，将NO分解为N2和O2，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中与O2发生反应而成为NO，因此将作为NOX而被检测出。因此，流入监视单元84的电流成为与NOX及氨的浓度对应的值。然而，当排气中包含NOX及氨时，在氧气泵83上NO与氨将会发生反应。而且，下游侧NOX传感器8的输出值成为与在氧气泵83上减少后的NOX及氨相对应的值。因此，当排气中存在NOX及氨时，下游侧NOX传感器8的输出值低于将排气中的实际的NOX浓度与氨浓度合起来而得到的值。该现象并不局限于图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都可能产生。
在此，图3为表示从NOX催化剂3流出的NOX浓度(SCR流出NOX)、从NOX催化剂3流出的氨浓度(NH3泄露)、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。下游侧NOX传感器8的灵敏度是指，将下游侧NOX传感器8的输出值除以实际的NOX浓度与实际的氨浓度的合计值而得到的值。从NOX催化剂3流出的NOX浓度、以及从NOX催化剂3流出的氨浓度为实际的浓度。
如果下游侧NOX传感器8能够准确地对NOX及氨的浓度进行检测，则下游侧NOX传感器8的灵敏度成为1。然而，实际上，在存在NOX及氨时，下游侧NOX传感器8的灵敏度变得小于1。即，由于下游侧NOX传感器8的输出值降低NOX与氨发生反应而减少的量，因此下游侧NOX传感器8的灵敏度降低。
而且，如果在排气中包含NOX及氨时实施NOX催化剂3的异常诊断，则由于下游侧NOX传感器8的电极中的NOX及氨的减少，从而尽管NOX催化剂3为异常，但下游侧NOX传感器8的输出值也可能会成为阈值以下。即，尽管NOX催化剂3为异常，但也可能诊断为正常。因此，在排气中包含NOX及氨的情况下，ECU10根据NOX及氨的浓度而求出下游侧NOX传感器8的输出降低量，并基于该输出降低量而对实施NOX催化剂3的异常诊断时的阈值进行补正。该输出降低量为，输出值相对于流入下游侧NOX传感器8的NOX及氨的浓度的合计值的降低量。可以将流入下游侧NOX传感器8的NOX及氨的浓度设为与从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度相等。该输出降低量相当于在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应而减少的量的输出。
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及氨的反应速度关联。反应速度可以通过由反应物质的浓度、下游侧NOX传感器8的材料等而决定的系数来表示。另外，在下游侧NOX传感器8中与氨发生反应的NOX包括原来被包含在排气中的NOX、在下游侧NOX传感器8的氧气泵83中氨被氧化而产生的NOX。
首先，对氨被氧化而产生的NOX与氨的反应进行说明。通过氨被氧化而产生的NOX与氨发生反应而产生的下游侧NOX传感器8的输出降低量，与氨向NOX被氧化的速度以及该NOX被其他的氨还原的速度相关联。而且，氨浓度越高，则氨的氧化速度越变高。因此，氨被氧化时的氧化速度可以通过以下的式来表示。
氧化速度＝k1[NH3]…(式1)
另外，k1为系数，并且由传感器的材料等而被决定的值。此外，[NH3]表示氨的浓度。
此外，NOX的还原速度越高，则下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大。而且，由于NOX或氨的浓度越高，则通过氨而NOX越容易被还原，因此下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大。
即，氨被氧化而产生的NOX与氨发生反应时的还原速度可以通过以下的式来表示。
还原速度＝k2(k1[NH3]×[NH3])…(式2)
k2为系数，并且由传感器的材料等而被决定的值。
接下来，对本来被包含在排气中的NOX(即，从NOX催化剂3流出的NOX)与氨的反应进行说明。在本来被包含在排气中的NOX通过氨而被还原的情况下，由于NOX浓度越高且氨浓度越高，则反应速度越得高，因此下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大。因此，本来被包含在排气中的NOX通过氨而被还原时的还原速度可以由以下的式来表示。
还原速度＝k3[NOX]×[NH3]…(式3)
另外，k3为系数，并且由传感器的材料等而被决定的值。此外，[NOX]表示NOX的浓度。
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，可以由以下的式来表示。
输出降低量＝F(k1、k2、k3、[NOX]、[NH3])…(式4)
由于k1、k2、k3能够被预先求出，因此可以基于从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。该关系可以预先通过实验或模拟等而求出。
图4为表示氨(NH3)浓度、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、而且氨浓度越高，则下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大。例如，只要预先通过实验或模拟而求出图4所示的关系并映射化且被存储到ECU10中，就能够基于在行驶时从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。
从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度通过ECU10而被推断出。例如，由于与内燃机1的运转状态以及从内燃机1排出的排气中的NOX浓度有关联，因此，能够基于内燃机1的运转状态而对从该内燃机1排出的排气中的NOX浓度、即流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度进行推断。此外，在假定NOX催化剂3为正常的情况或假定为异常的情况下，也能够对由于在该NOX催化剂3中NOX被净化而产生的NOX浓度的降低量进行推断。例如，可以在NOX催化剂3为正常的情况下以及异常的情况下，分别对NOX净化率进行设定，并基于该NOX净化率而对NOX浓度的降低量分别进行计算。另外，由于NOX净化率也根据NOX催化剂3的温度以及通过NOX催化剂3的排气的流速而改变，因此可以考虑到这些影响而对NOX净化率进行设定。如此，能够在假定NOX催化剂3为正常的情况或异常的情况下分别对从NOX催化剂3流出的排气中的NOX浓度进行推断。这些关系可以预先通过实验或模拟而被求出。
此外，从NOX催化剂3流出的排气中的氨浓度根据从喷射阀4被喷射出的氨量、排气的温度、NOX催化剂3的恶化程度而发生变化。例如，从喷射阀4被喷射出的氨量越多、排气的温度越高、NOX催化剂3的恶化程度越高，则从NOX催化剂3流出的排气中的氨浓度越变高。因此，只要预先通过实验或模拟等而求出这些关系，则能够在假定NOX催化剂3为正常的情况下或假定为异常的情况下分别对从NOX催化剂3流出的排气中的氨浓度进行推断。
另外，k1、k2、k3可以分别预先通过实验或模拟而被求出。k1、k2、k3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(也可以设为排气的流量)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的输出降低量之间的关系的图。温度可以被设为通过下游侧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。
下游侧NOX传感器8的输出降低量在将温度设为T时一般成为与“exp(-E/T)”成比例的值。即，由于温度越高，则NOX与氨的反应越变得活跃，因此下游侧NOX传感器8的输出降低量变大。然而，温度越变高，则相对于温度的上升的下游侧NOX传感器8的输出降低量的上升程度越减小。
因此，只要以与“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，则能够进行与温度相应的补正。
例如，只要预先通过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映射化，则能够求出用于根据温度而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数。而且，能够通过使下游侧NOX传感器8的输出降低量乘于系数而实施与温度相应的补正。此外，也可以预先通过实验或模拟等而求出温度与k1、k2、k3之间的关系并映射化。
此外，图6为表示排气的流速与下游侧NOX传感器8的输出降低量之间的关系的图。排气的流速为下游侧NOX传感器8的传感器内的排气的流速。然而，在下游侧NOX传感器8的传感器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，由于根据排气的流速而排气与传感器元件接触的时间将改变，因此NOX与氨能够进行反应的时间也会改变。而且，NOX与氨的反应时间越变短，则NOX及氨的减少量越减小。即，由于排气的流速越变快，则反应时间越缩短，因此下游侧NOX传感器8的输出降低量越减小。
因此，如果以成为图6所示的关系的方式而对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，则能够实施与排气的流速相应的补正。
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映射化，则能够求出用于根据排气的流速而对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行补正的系数。而且，通过使下游侧NOX传感器8的输出降低量乘以系数，从而能够实施与排气的流速相应的补正。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之间的关系并映射化。此外，能够基于由空气流量计15检测出的进气量而求出排气的流速。
能够以此方式求出下游侧NOX传感器8的输出降低量。而且，ECU10基于下游侧NOX传感器8的输出降低量而对实施NOX催化剂3的异常诊断时的阈值进行补正。
在此，图7为表示NOX催化剂3正常时与异常时的下游侧NOX传感器8的输出值的图。实线表示下游侧NOX传感器8附近的实际的NOX及氨的浓度。另外，也可以将实线设为从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度。此外，虚线表示在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生了反应的情况下的下游侧NOX传感器8的输出值，并表示下游侧NOX传感器8的实际的输出值。
图7中的“NH3”为由氨而产生的输出增加量，并表示排气中的氨浓度。此外，“NOX”为由NOX而产生的输出增加量，并表示排气中的NOX浓度。阈值为用于对NOX催化剂3为正常或者异常进行诊断的阈值，如果下游侧NOX传感器8的输出值为阈值以下则诊断为NOX催化剂3为正常，如果下游侧NOX传感器8的输出值大于阈值则诊断为NOX催化剂3为异常。另外，图7所示的阈值为补正前的阈值。由于补正前的阈值与内燃机1的运转状态(例如，内燃机转速以及内燃机载荷)关联，因此可以预先通过实验或模拟等而求出内燃机1的运转状态与阈值之间的关系。此外，由于从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度也根据NOX催化剂3的温度以及穿过NOX催化剂3的排气的流速而改变，因此可以考虑到这些影响而对阈值进行设定。
对于在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生了反应的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量，于NOX催化剂3为正常的情况下由A表示，于NOX催化剂3为异常的情况下由B表示。
如上文所述，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NOX催化剂3为异常。而且，在NOX催化剂3为正常的情况下，下游侧NOX传感器8的输出值成为阈值以下。因此，能够准确地诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在NOX催化剂3为异常的情况下，从NOX催化剂3流出的NOX及氨的量增多。因此，由于下游侧NOX传感器8的输出降低量变大，因此下游侧NOX传感器8的实际的输出值会变得低于阈值。这样一来，尽管NOX催化剂3为异常，但也有可能误诊断为NOX催化剂3为正常。与此相对，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。
在此，图8为表示补正前的阈值与补正后的阈值之间的关系的图。补正后的阈值被设定为小于补正前的阈值的值。补正前的阈值作为NOX催化剂3为正常的情况下的、下游侧NOX传感器8附近的氨浓度与NOX浓度的合计值的上限值而被设定。即，补正前的阈值为NOX催化剂3的恶化的程度在容许范围内的情况下从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度。另一方面，补正后的阈值基于假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B而被决定。例如，假定NOX催化剂3为异常而对从该NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度进行推断。而且，基于该NOX及氨的浓度的推断值而对下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。由于在假定NOX催化剂3为异常的情况下，下游侧NOX传感器8的输出降低变得显著，因此通过基于该输出降低量而对阈值进行补正，从而能够提高NOX催化剂3的异常诊断的精度。
例如，可以将补正后的阈值设为从“补正前的阈值”中减去“假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”而得到的值。如此，可以将假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B设为阈值的补正量。
另外，也可以将“假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”设为“假定NOX催化剂3的恶化程度为超过了容许范围的预定的恶化程度而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量”，此外，也可以设为“假定NOX催化剂3处于正常和异常的临界处而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量”。
此外，也可以将“假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”与“假定NOX催化剂3为正常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A”的合计值(A+B)设为阈值的补正量。即，补正后的阈值也可以被设为从补正前的阈值中减去所述合计值(A+B)而得到的值。例如，假定NOX催化剂3为正常，而对从该NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度进行推断。而且，基于该NOX及氨的浓度的推断值而对下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算。
下游侧NOX传感器8的输出值的阈值应该被设定为，在NOX催化剂3为正常时的输出值以上且小于NOX催化剂3为异常时的输出值。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，存在如下的情况，即，在仅基于假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B而对阈值进行了补正的情况下，根据内燃机1的运转条件等，补正后的阈值会小于假定NOX催化剂3为正常的情况下计算出的下游侧NOX传感器8的输出值。在该情况下，无法将下游侧NOX传感器8的输出值的阈值设定为在NOX催化剂3为正常时的输出值以上且小于NOX催化剂3为异常时的输出值。与此相对，通过还考虑到假定NOX催化剂3为正常的情况下被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A，从而将阈值设定在上述的范围内。此外，为了对尽管NOX催化剂3为异常但也被误判断为正常的情况进行抑制，从而阈值较小为好。因此，还考虑到下游侧NOX传感器8的输出降低量A，通过进一步减小阈值，从而能够对尽管NOX催化剂4为异常但也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被设为，在“假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”以上且在“所述合计值(A+B)”以下的值。即，可以按照满足以下的关系的方式对阈值的补正量进行设定。
B≤阈值的补正量≤A+B
通过按照以上所说明的方式对阈值进行补正，从而在NOX催化剂3为正常的情况下，下游侧NOX传感器8的实际的输出值成为补正后的阈值以下。因此，能够诊断为NOX催化剂3为正常。此外，在NOX催化剂3为异常的情况下，下游侧NOX传感器8的实际的输出值与补正后的阈值相比而变大。因此，能够诊断为NOX催化剂3为异常。
图9为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断的流程的流程图。本程序由ECU10每隔预定时间而执行。
在步骤S101中，对实施NOX催化剂3的异常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实施NOX催化剂3的异常诊断的状态进行判断。例如，以处于如下状态的情况作为前提条件，即，处于只要NOX催化剂3为正常则NOX的净化率将变高的状态且处于在下游侧NOX传感器8中检测到NOX和氨的状态。例如，在如下的三个情况均满足的情况下，则判断为实施NOX催化剂3的异常诊断的前提条件成立，所述三个情况为，NOX催化剂3为活化的情况、下游侧NOX传感器8为活化的情况、内燃机1的暖机完成的情况。能够通过温度传感器9而对NOX催化剂3的温度进行检测。此外，可以利用公知的技术来判断下游侧NOX传感器8是否活化。此外，在本步骤中，也可以将从喷射阀4被供给有氨或者氨的前驱体的情况添加到前提条件中。在步骤S101中作出了肯定判断的情况下向步骤S102转移，另一方面，在作出了否定判断的情况下向步骤S108转移。
在步骤S102中，对从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度进行推断。该NOX及氨的浓度为基于内燃机1的运转状态等而得到的值，并且为假定NOX催化剂3为异常的情况下的值。并且，也可以对假定NOX催化剂3为正常的情况下的值进行推断。另外，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，对下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。该输出降低量基于在步骤S102中被推断出的从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度的推断值，并通过上述式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被求出并被存储到ECU10中。并且，在本步骤中，也可以对假定NOX催化剂3为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。另外，在本实施例中对步骤S103进行处理的ECU10相当于本发明的计算部。
在步骤S104中，基于在步骤S103中被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量而对在NOX催化剂3的异常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被求出。而且，能够通过从补正前的阈值中减去假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B，从而对补正后的阈值进行计算。另外，也可以将补正后的阈值设为，从“补正前的阈值”中减去“假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B与假定NOX催化剂3为正常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A的合计值(A+B)”而得到的值。此外，也可以将补正后的阈值设为如下值，该值为，从“补正前的阈值”中减去“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B”以上、且“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B与假定NOX催化剂3为正常而被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量A的合计值(A+B)”以下的值而得到的值。
在步骤S105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NOX催化剂3的异常诊断。在步骤S105中作出了肯定判断的情况下，向步骤S106转移，并诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在步骤S105中作出了否定判断的情况下，向步骤S107转移，并诊断为NOX催化剂3为异常。另外，在本实施例中对步骤S104进行处理的ECU10相当于本发明的诊断控制部，对步骤S105、S106、S107进行处理的ECU10相当于本发明的诊断部。
另一方面，在步骤S108中，由于未处于满足NOX催化剂3的异常诊断的状态，因此禁止NOX催化剂3的异常诊断。即，不实施NOX催化剂3的异常诊断。不实施异常诊断的情况中，包括例如虽然ECU10读取下游侧NOX传感器8的输出值但不利用该输出值而实施异常诊断的情况。此外，不实施异常诊断的情况中，包括例如虽然ECU10基于NOX传感器8的输出值而实施异常诊断但取消该诊断结果的情况。此外，不实施异常诊断的情况中，包括例如ECU10不读取下游侧NOX传感器8的输出值的情况。
另外，存在利用根据温度或排气的流速而被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。
另外，即使存在氨从NOX催化剂3中流出的状况，也能够实施本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断。因此，在实施NOX催化剂3的异常诊断时，可以向NOX催化剂3供给与通常相比而较多的氨。在此，通常是指不实施NOX催化剂3的异常诊断的情况。此外，通常也可以指，为了在NOX催化剂3中对NOX进行净化而根据流入该NOX催化剂3的NOX而供给氨的情况。即，虽然ECU10为了NOX的还原而供给与流入NOX催化剂3的NOX量相应的量的氨，但也可以在异常诊断时供给与该量相比而较多的量的氨。此外，在实施NOX催化剂3的异常诊断时所供给的氨的量也可以被设定为，如果NOX催化剂3为正常则氨几乎不从该NOX催化剂3流出、且如果NOX催化剂3为异常则氨从该NOX催化剂3流出。
如此，通过使氨的供给量增加，从而如果NOX催化剂3为异常则从该NOX催化剂3流出的氨会增加。如果NOX催化剂3为正常，则通过增加氨的供给量而提高NOX净化率。因此，从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度减小。另一方面，由于如果NOX催化剂3为异常，则氨的吸附性能降低，因此由于氨的供给量增加，因而从NOX催化剂3流出的氨增加。因此，下游侧NOX传感器8的输出值变大。由此，由于在NOX催化剂3为正常的情况下与为异常的情况下，下游侧NOX传感器8的输出值之差变大，因此使异常诊断的精度提高。
此外，本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断也能够被应用于在排气中不存在氨的情况。在该情况下，考虑为不存在下游侧NOX传感器8的输出值的降低的情况。同样地，本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断也能够被应用于向NOX催化剂3供给的氨量与所述通常相比而较少的情况中。在该情况下，认为下游侧NOX传感器8的输出降低量较小。
另外，虽然在本实施例中，基于下游侧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补正，但也可以代替该方式而基于下游侧NOX传感器8的输出降低量而对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正。即，代替通过从阈值中减去假定NOX催化剂3为异常而被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B而对阈值进行补正的方式，而通过在下游侧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。此外，补正后的下游侧NOX传感器8的输出值可以是在“补正前的输出值”上加上“在输出降低量B以上、且在输出降低量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，代替在上述步骤S104中对阈值进行补正，而对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正，并代替在步骤S105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，而对补正后的下游侧NOX传感器8的输出值是否在阈值以下进行判断。此外，虽然在本实施例中，以从下游侧NOX传感器8的输出值的阈值中减去下游侧NOX传感器8的输出降低量的方式实施补正，但也可以代替该方式，而通过使下游侧NOX传感器8的输出值的阈值乘以基于下游侧NOX传感器8的输出降低量的补正系数而实施补正。此外，即使在对下游侧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而实施补正。
如以上所说明的那样，在本实施例中，通过以考虑到由于在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应而使下游侧NOX传感器8的输出值降低的方式来实施NOX催化剂3的异常诊断，从而能够提高异常诊断的精度。
(实施例2)
在实施例1中，以根据下游侧NOX传感器8的输出降低量而对阈值进行补正的方式实施NOX催化剂3的异常诊断。另一方面，在本实施例中，基于下游侧NOX传感器8的输出降低量，而对是否实施NOX催化剂3的异常诊断进行判断。
在此，在对下游侧NOX传感器8的输出值与阈值进行比较而实施NOX催化剂3的异常诊断的情况下，下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大，则NOX催化剂3的异常诊断中所使用的阈值越减小。当阈值变得过小时，阈值接近于NOX催化剂3正常时的下游侧NOX传感器8的输出值。即，通过使阈值减小，从而即使NOX催化剂3为正常，下游侧NOX传感器8的实际的输出值也可能会变得大于阈值。因此，尽管NOX催化剂3为正常，但也有可能诊断为NOX催化剂3为异常。
然而，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于与实际的浓度相对应的值的值，因此不需要对阈值进行补正。另一方面，当下游侧NOX传感器8的输出降低量变大时，如上述那样诊断的精度会降低。因此，如果仅在下游侧NOX传感器8的输出降低量为预定量以下的情况下实施NOX催化剂3的异常诊断，则能够对异常诊断的精度降低进行抑制。预定量为，NOX催化剂3的异常诊断的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，能够通过在下游侧NOX传感器8的输出降低量大于预定量的情况下，禁止NOX催化剂3的诊断，从而对误诊断进行抑制。
图10为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常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，关于实施与所述流程相同的处理的步骤，标注相同的符号并省略对其说明。在本流程中，代替所述流程的步骤S104而实施步骤S201。
即，在本实施例中，于步骤S103之后，处理步骤S201。在步骤S201中，对在步骤S103中被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量是否在预定量以下进行判断。预定量为，NOX催化剂3的异常诊断的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。在步骤S201中作出了肯定判断的情况下向步骤S202转移，另一方面，在作出了否定判断的情况下向步骤S108转移。
在步骤S202中，对下游侧NOX传感器8的输出值是否在阈值以下进行判断。即，实施NOX催化剂3的诊断。该阈值为，不实施基于下游侧NOX传感器8的输出降低量而进行的补正的值。在于步骤S202中作出了肯定判断的情况下，向步骤S106转移，并诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在步骤S202中作出了否定判断的情况下，向步骤S107转移，并诊断为NOX催化剂3为异常。另外，在本实施例中，对步骤S201、S108进行处理的ECU相当于本发明的诊断控制部，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，也可以同时实施所述程序的步骤S104。图11为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断的流程的其他的流程图。本程序由ECU10每隔预定的时间而被执行。另外，关于实施与所述程序相同的处理的步骤，标注相同的符号并省略其说明。在本程序中，实施所述程序的步骤S104以及步骤S201。而且，在步骤S201中作出了肯定判断的情况下向步骤S104转移，另一方面，在作出了否定判断的情况下向步骤S108转移。在该情况下，对步骤S201、S104、S108进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部，对步骤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与氨发生反应而产生的该下游侧NOX传感器8的输出降低量较小时实施NOX催化剂3的异常诊断，从而能够提高异常诊断的精度。
(实施例3)
虽然在上述实施例中，是通过对下游侧NOX传感器8的输出值和输出值的阈值进行比较从而实施NOX催化剂3的异常诊断的，但在以下的实施例中，通过对NOX催化剂3中的NOX净化率与NOX净化率的阈值进行比较，从而实施NOX催化剂3的异常诊断。
ECU10在基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率小于阈值的情况下诊断为NOX催化剂3为异常，而在NOX净化率在阈值以上的情况下诊断为NOX催化剂3为正常。NOX净化率的阈值为NOX催化剂3处于正常与异常的临界处时的NOX净化率。此外，可以将该阈值设为，NOX催化剂3为正常的情况下的NOX净化率的下限值。另外，可以使阈值具有某种程度的余量。
NOX净化率为，由于在NOX催化剂3中被净化而减少的NOX浓度相对于流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度的比。从流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度中减去从NOX催化剂3流出的排气中的NOX浓度的值为，通过在NOX催化剂3中被净化而减少的NOX浓度。而且，流入NOX催化剂3的排气中的NOX浓度可以根据上游侧NOX传感器7进行检测、或者根据内燃机1的运转状态而进行推断。此外，从NOX催化剂3流出的排气中的NOX浓度根据下游侧NOX传感器8而进行检测。因此，被计算出的NOX净化率也受到排气中的氨的影响。
在此，如果在排气中包含NOX及氨时实施NOX催化剂3的异常诊断时，则由于下游侧NOX传感器8的电极中的NOX及氨的减少，从而尽管NOX催化剂3为异常，但基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率也有可能成为阈值以上。即，尽管NOX催化剂3为异常，但也有可能诊断为正常。因此，在排气中包含NOX及氨的情况下，ECU10根据NOX及氨的浓度而求出下游侧NOX传感器8的输出降低量，并基于该输出降低量而对实施NOX催化剂3的异常诊断时的阈值进行补正。由于通过NOX与氨发生反应而下游侧NOX传感器8的输出值降低，因此基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率变得高于实际的NOX净化率。因此，通过使NOX净化率的阈值仅增大因受到NOX及氨的影响而NOX净化率变高的量，从而能够提高NOX催化剂3的异常诊断的精度。
在此，图12为表示NOX催化剂3正常时与异常时的NOX净化率的图。实线表示NOX催化剂3的实际的NOX净化率。此外，虚线表示基于在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应的情况下的下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率。
图12中的阈值为用于对NOX催化剂3为正常或者异常进行诊断的阈值，如果NOX净化率为阈值以上则诊断为NOX催化剂3为正常，如果小于阈值则诊断为NOX催化剂3为异常。另外，图12所示的阈值为补正前的阈值。由于补正前的阈值与内燃机1的运转状态(例如，内燃机转速以及内燃机负载)关联，因此能够预先通过实验或模拟等来求出内燃机1的运转状态与阈值之间的关系。此外，由于NOX净化率根据NOX催化剂3的温度以及通过NOX催化剂3的排气的流速而改变，因此可以考虑到这些影响而对阈值进行设定。
在图12中，对于基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率的、从实际的NOX净化率上升的上升量，在NOX催化剂3为正常的情况下由AA来表示，在NOX催化剂3为异常的情况下由BB来表示。
如上文所述，ECU10在基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率小于阈值的情况下诊断为NOX催化剂3为异常。而且，由于在NOX催化剂3为正常的情况下，即使NOX净化率上升，也不会改变为NOX净化率为阈值以上的情况，因此能够准确地诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在NOX催化剂3为异常的情况下，从NOX催化剂3流出的NOX及氨的量变多。因此，由于下游侧NOX传感器8的输出降低量变大，且NOX净化率的上升量变大，因此被计算出的NOX净化率会变得高于阈值。如此一来，尽管NOX催化剂3为异常，但也有可能作出NOX催化剂3为正常的错误的诊断。与此相对，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。
在此，图13为表示补正前的阈值与补正后的阈值之间的关系的图。补正后的阈值被设定为与补正前的阈值相比而较大的值。补正前的阈值作为NOX催化剂3为正常的情况下的、NOX净化率的下限值而被设定。即，补正前的阈值为NOX催化剂3的恶化程度处于容许范围内的情况下的NOX催化剂3的NOX净化率。另一方面，补正后的阈值为基于假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB而决定。NOX净化率的上升量BB为，假定NOX催化剂3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浓度之比。例如，假定NOX催化剂3为异常，而对从该NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度进行推断。而且，基于该NOX及氨的浓度的推断值，而对下游侧NOX传感器8的输出降低量B进行计算。由于在假定NOX催化剂3为异常的情况下，下游侧NOX传感器8的输出降低显著，因此通过基于该输出降低量而对阈值进行补正，从而能够提高NOX催化剂3的异常诊断的精度。
例如，可以将补正后的阈值设为，在“补正前的阈值”上加上“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB”而得到的值。如此，可以将假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB设为阈值的补正量。
另外，可以将“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量”设为，“假定NOX催化剂3的恶化的程度为超过了容许范围的预定的恶化的程度而被计算出的NOX净化率的上升量”，此外，也可以设为“假定NOX催化剂3处于正常与异常的临界处而被计算出的NOX净化率的上升量”。
此外，可以将“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB”与“假定NOX催化剂3为正常而被计算出的NOX净化率的上升量AA”的合计值(AA+BB)设为阈值的补正量。即，可以将补正后的阈值设为在补正前的阈值上加上所述合计值(AA+BB)而得到的值。例如，假定NOX催化剂3为正常，而对从该NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度进行推断。而且，基于该NOX及氨的浓度的推断值而对下游侧NOX传感器8的输出降低量A进行计算，并基于该下游侧NOX传感器8的输出降低量A，而对NOX净化率的上升量AA进行计算。
NOX净化率的阈值应该被设定为，大于NOX催化剂3为异常时的NOX净化率、且NOX催化剂3为正常时的NOX净化率以下。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，也存在如下情况，即，在仅基于假定NOX催化剂3为异常而计算出的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，而补正后的阈值与假定NOX催化剂3为正常的情况下被计算出的NOX净化率相比而增大。在该情况下，无法将NOX净化率的阈值设定为，大于NOX催化剂3为异常时的NOX净化率、且在NOX催化剂3为正常时的NOX净化率以下。与此相对，能够通过还考虑到假定NOX催化剂3为正常的情况下被计算出的NOX净化率的上升量AA，而将阈值设定在上述的范围内。此外，为了对尽管NOX催化剂3为异常但也误判断为正常的情况进行抑制，阈值较大为好。因此，还考虑到NOX净化率的上升量AA，通过进一步增大阈值，从而能够对不管NOX催化剂3为异常而误判断为正常的情况进行抑制。
此外，可以将阈值的补正量设为，在“假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB”以上、且在“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对阈值的补正量进行设定。
BB≤阈值的补正量≤AA+BB
通过如以上所说明的那样对阈值进行补正，从而在NOX催化剂3为正常的情况下，基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率成为补正后的阈值以上。因此，能够诊断为NOX催化剂3为正常。此外，在NOX催化剂3为异常的情况下，基于下游侧NOX传感器8的输出值而被计算出的NOX净化率与补正后的阈值相比而减小。因此，能够诊断为NOX催化剂3为异常。
图14为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断的流程的流程图。本程序由ECU10每隔预定的时间而执行。
在步骤S1101中，对实施NOX催化剂3的异常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实施NOX催化剂3的异常诊断的状态进行判断。例如，可以将处于如下状态的情况作为前提条件，即，处于如果NOX催化剂3为正常则NOX的净化率变高的状态、且处于在下游侧NOX传感器8中检测到NOX及氨的状态。例如，在如下的三个情况均满足的情况下，则判断为实施NOX催化剂3的异常诊断的前提条件成立，所述三个情况为，NOX催化剂3活化的情况、下游侧NOX传感器8活化的情况、内燃机1的暖机完成的情况。NOX催化剂3的温度可以通过温度传感器9而进行检测。此外，可以利用公知的技术来判断下游侧NOX传感器8是否活化。此外，在本步骤中，可以将从喷射阀4被供给氨或者氨的前驱体的情况添加到前提条件中。在步骤S1101中作出了肯定判断的情况下向步骤S1102转移，另一方面，在作出了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流出的NOX及氨的浓度进行推断。该NOX及氨的浓度为基于内燃机1的运转状态等而得到的值，并且是假定NOX催化剂3为异常的情况下的值。并且，也可以对假定NOX催化剂3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浓度推断部及氨浓度推断部。
在步骤S1103中，计算出下游侧NOX传感器8的输出降低量。该输出降低量基于在步骤S1102中被推断出的从NOX催化剂3流出的NOX及氨的浓度的推断值，并利用上述式4而被进行计算。
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到ECU10中。并且，在本步骤中，也可以对假定NOX催化剂3为正常的情况下的下游侧NOX传感器8的输出降低量进行计算。另外，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，基于在步骤S1103中被计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量而对在NOX催化剂3的异常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求出。而且，能够通过在补正前的阈值上加上基于假定NOX催化剂3为异常而计算出的下游侧NOX传感器8的输出降低量B而被计算出的NOX净化率的上升量BB，从而对补正后的阈值进行计算。另外，可以将补正后的阈值设为如下的值，该值为，在“补正前的阈值”上加上“假定NOX催化剂3为异常而计算出的NOX净化率的上升量BB与假定NOX催化剂3为正常而计算出的NOX净化率的上升量AA的合计值(AA+BB)”而得到的值。此外，可以将补正后的阈值设为如下的值，该值为，在“补正前的阈值”上加上在“假定NOX催化剂3为异常而计算出的NOX净化率的上升量BB”以上、且在“上述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。
在步骤S1105中，对基于下游侧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NOX催化剂3的异常诊断。在步骤S1105中作出了肯定判断的情况下，向步骤S1106转移，并诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在步骤S1105中作出了否定判断的情况下，向步骤S1107转移，并诊断为NOX催化剂3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，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，由于在步骤S1108中，未处于适合NOX催化剂3的异常诊断的状态，因此禁止NOX催化剂3的异常诊断。即，不实施NOX催化剂3的异常诊断。在不实施异常诊断的情况中，例如包括虽然ECU10读取下游侧NOX传感器8的输出值但不利用该输出值而实施异常诊断的情况。此外，在不实施异常诊断的情况中，例如包括虽然ECU10基于NOX传感器8的输出值而实施异常诊断但取消该诊断结果的情况。此外，不实施异常诊断的情况中，例如包括ECU10不读取下游侧NOX传感器8的输出值的情况。
另外，存在利用根据温度或排气的流速而决定的补正系数而对下游侧NOX传感器8的输出值进行补正的情况。在这种情况下，也可以代替对阈值进行补正，而对下游侧NOX传感器8的输出值的补正系数进行补正。
另外，本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断即使在氨从NOX催化剂3中流出的这种状况下也能够实施。因此，在实施NOX催化剂3的异常诊断时，可以向NOX催化剂3供给与通常相比而较多的氨。在此，通常是指不实施NOX催化剂3的异常诊断的情况。此外，通常也可以是指，为了在NOX催化剂3中对NOX进行净化，从而根据流入该NOX催化剂3的NOX来供给氨。即，虽然ECU10为了NOX的还原而供给与流入NOX催化剂3的NOX量相应的量的氨，但也可以在异常诊断时供给与该量相比而较多的量的氨。此外，在实施NOX催化剂3的异常诊断时所供给的氨的量可以被设定为，只要NOX催化剂3为正常则氨几乎不从该NOX催化剂3中流出、且只要NOX催化剂3为异常则氨从该NOX催化剂3中流出。
如此，通过使氨的供给量增加，从而如果NOX催化剂3为异常就会使从该NOX催化剂3流出的氨增加。如果NOX催化剂3为正常，则通过增加氨的供给量而提高NOX净化率。因此，从NOX催化剂3流出的排气中的NOX及氨的浓度减少。另一方面，由于如果NOX催化剂3为异常，则氨的吸附性能降低，因此通过增加氨的供给量，从而使从NOX催化剂3中流出的氨增加。因此，下游侧NOX传感器8的输出值变大，被计算出的NOX净化率减小。由此，由于在NOX催化剂3为正常的情况下与为异常的情况下的NOX净化率之差变大，因此使异常诊断的精度提高。
此外，本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断也能够应用于排气中不存在氨的情况中。在此情况下，作为不存在下游侧NOX传感器8的输出值的降低的情况来考虑。同样地，本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断也能够应用于向NOX催化剂3供给的氨量与所述通常的情况相比而较少的情况。在该情况下，作为下游侧NOX传感器8为输出降低量较小的情况来考虑。
另外，虽然在本实施例中，基于NOX净化率的上升量而对NOX净化率的阈值进行补正，但也可以代替该方式，而基于NOX净化率的上升量而对被计算出的NOX净化率进行补正。即，代替通过在阈值上加上假定NOX催化剂3为异常而被计算出的NOX净化率的上升量BB而对阈值进行补正的方式，而通过从被计算出的NOX净化率中减去NOX净化率的上升量BB而对NOX净化率进行补正。此外，可以将补正后的NOX净化率设为如下的值，该值为，在“补正前的NOX净化率”中减去在“假定NOX催化剂3为异常而计算出的NOX净化率的上升量BB”以上、且在“所述合计值(AA+BB)”以下的值而得到的值。在该情况下，代替在上述步骤S1104中对阈值就进行补正的方式，而对NOX净化率进行补正，并代替在步骤S1105中对NOX净化率是否为补正后的阈值以上进行判断的方式，而对补正后的NOX净化率是否为阈值以上进行判断。此外，虽然在本实施例中，以在NOX净化率的阈值上加上NOX净化率的上升量的方式来实施补正，但也可以代替该方式，而通过使NOX净化率的阈值乘于基于NOX净化率的上升量或下游侧NOX传感器8的输出降低量而得到的补正系数的方式来实施补正。此外，在对NOX净化率进行补正的情况下，也可以通过乘以补正系数而实施补正。
如以上所说明的那样，在本实施例中，通过以考虑到由于在下游侧NOX传感器8中NOX与氨发生反应而使该下游侧NOX传感器8的输出值降低的情况的方式来实施NOX催化剂3的异常诊断，从而能够提高异常诊断的精度。
(实施例4)
在实施例3中，以根据NOX净化率的上升量而对阈值进行补正的方式实施了NOX催化剂3的异常诊断。另一方面，在本实施例中，基于NOX净化率的上升量而对是否实施NOX催化剂3的异常诊断进行判断。
在此，在以对基于下游侧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的方式实施NOX催化剂3的异常诊断的情况下，下游侧NOX传感器8的输出降低量越增大，则NOX净化率的上升量变得越大，且用于NOX催化剂3的异常诊断中的阈值越大。当阈值过大时，阈值趋近于NOX催化剂3的正常时的NOX净化率。即，通过使阈值增大，从而即使NOX催化剂3为正常，被计算出的NOX净化率也可能会小于阈值。因此，尽管NOX催化剂3为正常，但也有可能诊断为NOX催化剂3为异常。
然而，在下游侧NOX传感器8的输出降低量较小的情况下，由于下游侧NOX传感器8的输出值接近于与实际的浓度对应的值，因此不需要对阈值进行补正。另一方面，当下游侧NOX传感器8的输出降低量变大，且NOX净化率的上升量变大时，如上述那样，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NOX催化剂3的异常诊断，则能够对异常诊断的精度低下进行抑制。预定量为，NOX催化剂3的异常诊断的精度处于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NOX净化率的上升量大于预定量的情况下，通过禁止NOX催化剂3的诊断而对误诊断进行抑制。
图15为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断的流程的流程图。本程序由ECU10每隔预定的时间而执行。另外，关于完成与所述程序相同的处理的步骤，标注相同的符号并省略其说明。在本程序中，代替所述流程的步骤S1104，而实施步骤S1201。
即，在本实施例中，在步骤S1103之后，对步骤S1201进行处理。在步骤S1201中，对基于在步骤S1103中被计算出的下游侧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预定量以下进行判断。预定量为，NOX催化剂3的异常诊断的精度处于容许范围内的情况下的NOX净化率的上升量的上限值。在步骤S1201中作出了肯定判断的情况下向步骤S1202转移，另一方面，在作出了否定判断的情况下向步骤S1108转移。
在步骤S1202中，对基于下游侧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NOX催化剂3的诊断。该阈值为，未实施基于下游侧NOX传感器8的输出降低量而进行的补正的值。在于步骤S1202中作出了肯定判断的情况下，向步骤S1106转移，并诊断为NOX催化剂3为正常。另一方面，在步骤S1202中作出了否定判断的情况下，向步骤S1107转移，并判断为NOX催化剂3为异常。另外，在本实施例中，对步骤S1201、S1108进行处理的ECU相当于本发明中的诊断控制部，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，可以同时实施所述程序的步骤S1104。图16为表示本实施例所涉及的NOX催化剂3的异常诊断的程序的其他的流程图。本程序由ECU10每隔预定的时间而执行。另外，关于完成与所述流程相同的处理的步骤，标注相同的符号并省略其说明。在本程序中，所述程序的步骤S1104以及步骤S1201被实施。即，在步骤S1201中作出了肯定判断的情况下向步骤S1104转移，另一方面，在作出了否定判断的情况下向步骤S1108转移。在该情况下，对步骤S1201、S1104、S1108进行处理的ECU10相当于本发明中的诊断控制部，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于氨发生反应而产生的NOX净化率的上升量较小时实施NOX催化剂3的异常诊断，从而能够提高异常诊断的精度。
符号说明
1 内燃机；
2 排气通道；
3 选择还原型NOX催化剂；
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。

Claims (15)

1.一种排气净化装置的异常诊断装置，其为内燃机的排气净化装置中的该排气净化装置的异常诊断装置，
所述内燃机的排气净化装置具备：
选择还原型NOX催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，并将氨作为还原剂；
供给部，其位于与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游侧处，并且向流入该选择还原型NOX催化剂的排气中供给氨或者氨的前驱体；
传感器，其被设置在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠下游侧处，并且对从该选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX及氨进行检测，且使NOX与氨进行反应，
所述排气净化装置的异常诊断装置具备：
NOX浓度推断部，其对从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断；
氨浓度推断部，其对从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断；
计算部，其基于由所述NOX浓度推断部所推断出的NOX浓度、与由所述氨浓度推断部所推断出的氨浓度，而对在所述传感器中通过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，其基于所述传感器的输出值而实施所述选择还原型NOX催化剂的诊断；
诊断控制部，其基于由所述计算部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异常诊断装置，其中，
在基于由所述计算部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，所述诊断控制部实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断，
在基于由所述计算部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，所述诊断控制部不实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断。
3.如权利要求1或2所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断部在基于所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率为阈值以上的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为正常，
所述诊断部在基于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的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为异常，
所述诊断控制部基于由所述计算部计算出的所述传感器的输出降低量，而对所述阈值或所述NOX净化率进行补正。
4.如权利要求3所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断控制部通过在所述阈值上加上基于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。
5.如权利要求3所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断控制部通过从基于所述传感器的输出值而被计算出的NOX净化率中减去基于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NOX净化率进行补正。
6.如权利要求4所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，
所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，
所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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基于假定所述选择还原型NOX催化剂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。
7.如权利要求4所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，
所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，
所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下的所述输出降低量进行计算，并且，基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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，所述值在基于假定所述选择还原型NOX催化剂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、且在基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量而被计算出的NOX净化率的上升量与基于假定所述选择还原型NOX催化剂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。
8.如权利要求1所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断控制部在由所述计算部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，实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断，
所述诊断控制部在由所述计算部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，不实施所述选择还原型NOX催化剂的异常诊断。
9.如权利要求1或8所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断部在所述传感器的输出值为阈值以下的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为正常，
所述诊断部在所述传感器的输出值大于所述阈值的情况下，诊断为所述选择还原型NOX催化剂为异常，
所述诊断控制部基于由所述计算部计算出的所述传感器的输出降低量，而对所述阈值或所述传感器的输出值进行补正。
10.如权利要求9所述的排气净化装置的异常诊断装置，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。
11.如权利要求9所述的排气净化装置的异常诊断装置，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，从而对该传感器的输出值进行补正。
12.如权利要求10所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，
所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，
所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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选择还原型NOX催化剂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。
13.如权利要求10所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述NOX浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度进行推断，
所述氨浓度推断部对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度、以及假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的氨浓度进行推断，
所述计算部基于假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下的所述输出降低量进行计算，并且，基于假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下从所述选择还原型NOX催化剂流出的排气中的NOX浓度及氨浓度，而对假定所述选择还原型NOX催化剂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，所述值在假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量以上、且在假定所述选择还原型NOX催化剂为异常的情况下的所述输出降低量与假定所述选择还原型NOX催化剂为正常的情况下的所述输出降低量的合计值以下。
14.如权利要求1、2、4至8、10至13中任意一项所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述诊断部在从所述供给部供给有氨或者氨的前驱体的情况下实施异常诊断。
15.如权利要求14所述的排气净化装置的异常诊断装置，其中，
所述供给部在通过所述诊断部而实施异常诊断的情况下，与不通过所述诊断部而实施异常诊断的情况相比，使氨或者氨的前驱体的供给量增多。
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