CN106907223A

CN106907223A - 排气净化系统的故障诊断装置

Info

Publication number: CN106907223A
Application number: CN201611053629.8A
Authority: CN
Inventors: 木所徹; 小木曾诚人; 古井宪治; 松本有史; 白泽健
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-06-30
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: JP2017096241A; CN106907223B; DE102016223247A1; US10119448B2; DE102016223247B4; US20170152784A1; JP6288054B2

Abstract

本发明提供一种排气净化系统的故障诊断装置，其目的在于提高对具备SCR过滤器的排气净化系统是否发生了故障进行诊断时的诊断精度。在本发明中，当使用被设置在与SCR过滤器相比靠下游侧的NO_X传感器的检测值而计算出的该SCR过滤器中的NO_X净化率在预定的判断净化率以下时，判断为排气净化系统发生了故障。此时，将与过滤器PM堆积量的每单位增加量相对应的差压变换值的增加量设为差压变化率。并且，在检测到NO_X净化率的计算中所使用的NO_X传感器的检测值的时期内的差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比，将判断净化率设定为较大的值。

Description

排气净化系统的故障诊断装置

技术领域

本发明涉及一种对内燃机的排气进行净化的排气净化系统的故障诊断装置。

背景技术

已知一种在内燃机的排气通道中设置如下的SCR过滤器的技术，该SCR过滤器具有在过滤器中负载有SCR催化剂(选择还原型NO_X催化剂)的结构。在此，SCR催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能。此外，过滤器具有对排气中的颗粒状物质(Particulate Matter：以下,有时也称之为“PM”)进行捕集的功能。在具备这种SCR过滤器的内燃机的排气净化系统中，通过被设置在排气通道中的氨供给装置而向该SCR过滤器中供给相当于还原剂的氨。

此外，在专利文献1中，公开了一种涉及排气净化系统的故障诊断装置的技术，该排气净化系统具备被设置在排气通道中的SCR催化剂。在该专利文献1所记载的技术中，基于排气净化系统为正常时的净化特性与排气净化系统发生故障时的净化特性之间的中间特性，来设定用于故障诊断的预定的阈值以及补正系数。而且，通过所设定的补正系数，来对将从SCR催化剂流出的NO_X流出量作为参数而计算出的NO_X净化率进行补正。通过对补正后的NO_X净化率与预定的阈值进行比较，从而对排气净化系统是否发生了故障进行诊断。

此外，在非专利文献1中，公开了如下情况，即，当SCR过滤器中的PM堆积量增加时，存在被吸附在该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂上的氨量即氨吸附量变得易于增加的倾向。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-010589号公报

非专利文献

非专利文献1："Physico-Chemical Modeling of an Integrated SCR on DPF(SCR/DPF)System,"SAE International Journal of Engines,August 2012vol.5no.3,958-974

发明内容

发明所要解决的课题

已知一种基于SCR过滤器中的NO_X净化率(在SCR过滤器中被还原的NO_X量相对于流入SCR过滤器的NO_X量的比例)而对具备该SCR过滤器的排气净化系统是否发生了故障进行诊断的技术。在此，如上述的在先技术文献中所公开的那样，在SCR过滤器中，存在由于PM的堆积状况的影响从而使该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂中的氨吸附量发生变动的情况。当SCR催化剂中的氨吸附量发生变动时，伴随于此，SCR过滤器的NO_X净化率也会发生变动。因此，为了使用SCR过滤器的NO_X净化率而以较高精度实施排气净化系统的故障诊断，需要考虑该SCR过滤器中的PM的堆积状况的影响。

本发明为鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，提高在对具备SCR过滤器的排气净化系统是否发生了故障进行诊断时的诊断精度。

用于解决课题的方法

在SCR过滤器中，排气中的PM会被进行捕集，并且被捕集到的PM会逐渐地堆积。此时，在SCR过滤器中，PM首先会堆积在隔壁内(即，在隔壁上所形成的细孔内)。并且，在隔壁内的PM的堆积量达到了上限值之后，PM会堆积到隔壁的表面上。以下，有时也将PM堆积在SCR过滤器的隔壁内的情况称为“壁内PM堆积”，将壁内PM堆积正在进行的期间称为“壁内PM堆积期间”。此外，有时也将SCR过滤器的隔壁内的PM的堆积量称为“壁内PM堆积量”。此外，有时也将PM堆积在SCR过滤器的隔壁的表面上的情况称为“表层PM堆积”，将表层PM堆积正在进行的期间称为“表层PM堆积期间”。此外，有时也将SCR过滤器的隔壁的表面上的PM的堆积量称为“表层PM堆积量”。

如上文所述，一直以来，认为当SCR过滤器中的PM堆积量增加时，该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂中的氨吸附量处于变得易于增加的倾向之下。不过，到目前为止，SCR过滤器中的PM的堆积状况与SCR催化剂中的氨吸附量的增加倾向的详细的相关关系仍不明朗。然而，本发明的发明人新发现了如下倾向，即，虽然在SCR过滤器的壁内PM堆积量较多时与壁内PM堆积量较少时相比，SCR催化剂中的氨吸附量易于增加，但另一方面，SCR过滤器中的表层PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR催化剂中的氨吸附量的增减。在此，在壁内PM堆积量较多时与壁内PM堆积量较少时相比SCR催化剂中的氨吸附量容易增加的原因被认为是，当壁内PM堆积量增加时该SCR催化剂中的氨的饱和吸附量将增加，伴随于此，从该SCR催化剂脱离的氨量将会减少。另一方面，由于即使表层PM堆积量发生变化，但该SCR催化剂中的氨的饱和吸附量几乎不会发生变化，因此从该SCR催化剂脱离的氨量几乎不会发生变化。因此，认为表层PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR催化剂中的氨吸附量的增减。本发明是使以上这种新的见解反映在使用了SCR过滤器中的NO_X净化率的排气净化系统的故障诊断中的发明。

更详细而言，第一发明所涉及的排气净化系统的故障诊断装置对排气净化系统是否发生了故障进行诊断，所述排气净化系统具有SCR过滤器和氨供给装置，所述SCR过滤器被设置在内燃机的排气通道中且具有在过滤器中负载有SCR催化剂的结构，所述SCR催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能，所述氨供给装置向所述SCR过滤器中供给氨，在所述排气净化系统的故障诊断装置中，具备：NO_X传感器，其被配置在与所述SCR过滤器相比靠下游侧的排气通道中；NO_X净化率计算部，其使用所述NO_X传感器的检测值来对所述SCR过滤器中的NO_X净化率进行计算；判断部，其在由所述NO_X净化率计算部所计算出的所述SCR过滤器中的NO_X净化率为预定的判断净化率以下时，判断为所述排气净化系统发生了故障；设定部，其设定所述判断净化率，所述排气净化系统的故障诊断装置将利用排气的流量而对所述SCR过滤器的上游与下游之间的排气压力之差实施了标准化所得到的变换值设为差压变换值，且将基于所述差压变换值以外的参数而推断出的所述SCR过滤器中的颗粒状物质的堆积量被设为过滤器颗粒物堆积量时的、与所述过滤器颗粒物堆积量的每单位增加量相对应的所述差压变换值的增加量设为差压变化率，并将检测到由所述NO_X净化率计算部所实施的NO_X净化率的计算中所使用的所述NO_X传感器的检测值的时期设为传感器检测时期，所述设定部在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将所述判断净化率设定为较大的值。

在本发明所涉及的排气净化系统中，通过氨供给装置而向SCR过滤器供给作为还原剂的氨。而且，被供给的氨被吸附到SCR过滤器中所负载的SCR催化剂中。另外，氨供给装置可以是将氨作为气体或液体来进行供给的装置，此外，也可以是供给氨的前驱体的装置。

此外，当由于SCR过滤器中所负载的SCR催化剂的劣化等而导致该SCR过滤器的NO_X净化功能下降时，该SCR过滤器中的NO_X净化率将会下降。此外，在由于氨供给装置中发生异常从而使被供给至SCR过滤器中的氨量少于所需的量的情况下，该SCR过滤器中的NO_X净化率也会下降。因此，在本发明所涉及的排气净化系统的故障中，不仅包括SCR过滤器的NO_X净化功能的下降，也包括氨供给装置的异常。

在本发明中，通过NO_X净化率计算部，使用被设置在与SCR过滤器相比靠下游侧的排气通道中的NO_X传感器的检测值来对SCR过滤器中的NO_X净化率进行计算。而且，在SCR过滤器中的NO_X净化率在预定的判断净化率以下时，通过判断部而判断为排气净化系统发生了故障。在此，判断净化率为，作为应当在SCR过滤器中的NO_X净化率下降至该判断净化率以下的情况下诊断为排气净化系统发生了故障的阈值而被设定的值。

在此，根据上述的新的见解，即使SCR过滤器的NO_X净化功能本身处于相同的状态，并且被供给至SCR过滤器中的氨量相同，也会存在根据SCR过滤器中的PM堆积状况从而SCR催化剂中的氨吸附量发生了不同的情况。若更详细地进行说明，则如上文所述，SCR过滤器中的PM堆积在壁内PM堆积达到了上限值之后会向表层PM堆积推移。因此，如果是处于表层PM堆积期间内，则壁内PM堆积量始终为上限值。也就是说，表层PM堆积期间内成为与壁内PM堆积期间内相比壁内PM堆积量较多的状态。而且，在壁内PM堆积量较多时，与壁内PM堆积量较少时相比SCR催化剂内的氨吸附量变得易于增加。因此，即使SCR过滤器的NO_X净化功能本身处于相同的状态、并且被供给至SCR过滤器中的氨量为相同，但在表层PM堆积期间内，与壁内PM堆积期间内相比SCR催化剂中的氨吸附量也会变多。

而且，SCR催化剂内的氨吸附量越多，则在该SCR催化剂中被还原的NO_X量越多。因此，如果SCR催化剂内的氨吸附量以外的与NO_X净化率有关的参数的值为相同，则SCR催化剂内的氨吸附量越多，则NO_X净化率越升高。因此，即使SCR过滤器的NO_X净化功能本身处于相同的状态、并且被供给至SCR过滤器中的氨量相同，但在表层PM堆积期间内，与壁内PM堆积期间内相比通过NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率也会变高。

因此，如果在不考虑传感器检测时期是处于表层PM堆积期间内还是处于壁内PM堆积期间内的条件下而设定了成为排气净化系统的故障判断的阈值的判断净化率，则有可能导致错误判断。因此，在本发明中，设定部根据传感器检测时期是处于表层PM堆积期间内还是处于壁内PM堆积期间内而将判断净化率设定为不同的值。在此，传感器检测时期为，在SCR过滤器中的NO_X净化率的计算中所使用的NO_X传感器的检测值被检测到的时期。

具体而言，设定部在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将判断净化率设定为较大的值。在此，差压变化率为，与过滤器PM堆积量的每单位增加量相对应的差压变换值的增加量。另外，过滤器PM堆积量为基于差压变换值以外的参数而推断出的值。以此方式而被定义的差压变化率在表层PM堆积期间内，与壁内PM堆积期间内相比成为较小的值。因此，本发明所涉及的预定的阈值被确定为，能够区别是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内的值。

另外，虽然SCR过滤器中的PM堆积是在壁内PM堆积达到了上限值之后向表层PM堆积推移的，但另一方面，SCR过滤器中的PM的氧化在隔壁内以及隔壁的表面上均可能发生。因此，即使在SCR过滤器中的PM堆积向表层PM堆积暂时性地进行了转移之后，也存在壁内PM堆积量由于隔壁内的PM的氧化而减少的情况。在该情况下，当PM的堆积再次开始时，PM会在隔壁内再次进行堆积(也就是说，从表层PM堆积向壁内PM堆积转移)。因此，仅基于自PM在SCR过滤器中开始堆积的时间点起的经过时间或者过滤器PM堆积量(SCR过滤器整体的PM堆积量)来准确地对是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分是较为困难的。因此，在本发明中，使用差压变化率来作为用于对是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分的参数。

通过以上述方式来设定判断净化率，从而在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，与传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况相比，将判断净化率设定为较大的值。由此，即使由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率为受到了SCR过滤器中的PM堆积状况的影响的值，也会将作为在故障判断时与该NO_X净化率进行比较的比较对象的判断净化率设定为较为适当的值。因此，根据本发明，能够提高具备SCR过滤器的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，根据上述的新的见解，SCR过滤器中的表层PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR催化剂中的氨吸附量的增减。因此，SCR过滤器中的表层PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR过滤器的NO_X净化率。因此，在本发明中，在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值的情况下，设定部可以将相对于传感器检测时期内的过滤器PM堆积量的变化量的判断净化率的变化量设为零来设定判断净化率。由此，只要传感器检测时期处于表层PM堆积期间内，则该传感器检测时期内的过滤器PM堆积量本身是多还是少将不会影响到判断净化率的设定。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，SCR过滤器的温度越低，则因PM堆积在SCR过滤器的隔壁内而引起的SCR催化剂内的氨吸附量的增加幅度越大。因此，在表层PM堆积期间内，如果SCR过滤器的温度以外的与NO_X净化率有关的参数的值为相同，则SCR过滤器的温度越低，NO_X净化率越升高。因此，在本发明中，在于传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将判断净化率设定为较大的值的情况下，设定部也可以在传感器检测时期内的SCR过滤器的温度较低时，与该SCR过滤器的温度较高时相比而将判断净化率设定为较大的值。由此，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，在传感器检测时期内的SCR过滤器的温度较低时，与该SCR过滤器的温度较高时相比判断净化率将被设定为较大的值。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

第二发明所涉及的排气净化系统的故障诊断装置对排气净化系统是否发生了故障进行诊断，所述排气净化系统具有SCR过滤器和氨供给装置，所述SCR过滤器被设置在内燃机的排气通道中且具有在过滤器中负载有SCR催化剂的结构，所述SCR催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能，所述氨供给装置向所述SCR过滤器供中供给氨，在所述排气净化系统的故障诊断装置中，具备：NO_X传感器，其被设置在与所述SCR过滤器相比靠下游侧的排气通道中；NO_X净化率计算部，其使用所述NO_X传感器的检测值来对所述SCR过滤器中的NO_X净化率进行计算，所述排气净化系统的故障诊断装置将利用排气的流量而对所述SCR过滤器的上游与下游之间的排气压力之差实施了标准化所得到的变换值设为差压变换值，且将基于所述差压变换值以外的参数而推断出的所述SCR过滤器中的颗粒状物质的堆积量被设为过滤器PM堆积量时的、与所述过滤器PM堆积量的每单位增加量相对应的所述差压变换值的增加量设为差压变化率，并将检测到由所述NO_X净化率计算部所实施的NO_X净化率的计算中所使用的所述NO_X传感器的检测值的时期设为传感器检测时期，所述排气净化系统的故障诊断装置还具备：补正净化率计算部，其通过使由所述NO_X净化率计算部所计算出的所述SCR过滤器中的NO_X净化率以基于所述传感器检测时期内的所述差压变化率而确定的预定的减少量而减少，从而对补正净化率进行计算；判断部，其在由所述补正净化率计算部所计算出的所述补正净化率在预定的判断净化率以下时，判断为所述排气净化系统发生了故障，所述预定的判断净化率是假定所述SCR过滤器中未堆积有颗粒状物质而设定的值，所述补正净化率计算部在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将所述减少量设为较大。

在本发明中，判断净化率被确定为假定在SCR过滤器中未堆积有PM的情况下的判断净化率。也就是说，本发明所涉及的判断净化率为，作为应当在未堆积有PM的状态下的SCR过滤器中的NO_X净化率下降至该判断净化率以下的情况下诊断为排气净化系统发生了故障的阈值而被设定的值。此外，在本发明中，通过使由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率以基于传感器检测时期内的差压变化率而确定的预定的减少量而减少，从而对补正净化率进行计算。而且，通过对补正净化率与判断净化率进行比较，从而对排气净化系统是否发生了故障进行判断。

如上文所述，即使SCR过滤器的NO_X净化功能本身为相同的状态且向SCR过滤器中供给的氨量相同，在表层PM堆积期间内，与壁内PM堆积期间内相比由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率也会变高。因此，在本发明中，在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值时、即传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时、即传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时相比，将在对补正净化率进行计算时使NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率减少的减少量设为较大。由此，即使由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率为受到了SCR过滤器中的PM堆积状况的影响的值，也会将作为在故障判断时与判断净化率进行比较的比较对象的补正净化率计算为较为适当的值。因此，根据本发明，与第一发明同样，也能够提高具备SCR过滤器的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

另外，在本发明中也可以采用如下方式，即，在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值时、即传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时，将使NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率减少的减少量设为零。也就是说，也可以将由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率的值就此作为补正净化率来使用。

此外，在本发明中也可以采用如下方式，即，在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值的情况下，补正净化率计算部将相对于所述传感器检测时期内的所述过滤器PM堆积量的变化量的、针对于由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率的减少量的变化量设为零，而对补正净化率进行计算。由此，只要传感器检测时期处于表层PM堆积期间内，则该传感器检测时期内的过滤器PM堆积量本身是较多还是较少均不会影响到补正净化率的计算。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，在本发明中也可以采用如下方式，即，在传感器检测时期内的差压变化率小于预定的阈值的情况下，当将针对于由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率的减少量设为与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比而较大时，补正净化率计算部在传感器检测时期内的SCR过滤器的温度较低时与该SCR过滤器的温度较高时相比而将该减少量设为较大。由此，即使由NO_X净化率计算部所计算出的NO_X净化率为受到了SCR过滤器中的PM堆积状况的影响的值，也会将作为在故障判断时成为与判断净化率进行比较的比较对象的补正净化率计算为较为适当的值。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

发明的效果

根据本发明，能够提高对具备SCR过滤器的排气净化系统是否发生了故障进行诊断时的诊断精度。

附图说明

图1为表示本发明的实施例所涉及的内燃机及其进气排气系统的概要结构的图。

图2为表示本发明的实施例所涉及的ECU中的PM堆积量计算部的功能的框图。

图3为表示本发明的实施例所涉及的ECU中的吸附量计算部的功能的框图。

图4为用于对SCR过滤器中的PM的堆积状况对该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂的氨的饱和吸附量所带来的影响进行说明的图。

图5为表示SCR过滤器中的PM的堆积状况与SCR催化剂的氨的饱和吸附量的关系的图。

图6为利用柱形图来表示SCR过滤器中的NO_X净化率的第一个图。

图7为表示与过滤器PM堆积量的增加相对应的差压变换值的推移的图。

图8为表示本发明的实施例1所涉及的排气净化系统的故障诊断的流程的流程图。

图9为表示本发明的实施例1所涉及的过滤器温度与补正系数α的关系的图。

图10为通过柱形图来表示SCR过滤器中的NO_X净化率的第二个图。

图11为表示本发明的实施例2所涉及的排气净化系统的故障诊断的流程的流程图。

图12为表示本发明的实施例2所涉及的过滤器温度与预定值βx的关系的图。

具体实施方式

以下，基于附图来对本发明的具体的实施方式进行说明。对于本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，只要未特别地记载，则并不表示将发明的技术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排气系统的概要结构的图。图1所示的内燃机1为，以轻油为燃料的压缩点火式的内燃机(柴油发动机)。然而，本发明也能够应用于以汽油等为燃料的火花点火式的内燃机中。

内燃机1具备向气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀3。另外，在内燃机1为火花点火式的内燃机的情况下，燃料喷射阀3也可以被构成为向进气口喷射燃料。

内燃机1与进气通道4连接。在进气通道4中设置有空气流量计40以及节气门41。空气流量计40输出与流通于进气通道4内的进气(空气)的量(质量)相对应的电信号。节气门41被配置在进气通道4中的与空气流量计40相比靠下游侧处。节气门41通过对进气通道4内的通道截面面积进行变更来对内燃机1的吸入空气量进行调节。

内燃机1与排气通道5连接。在排气通道5中设置有氧化催化剂50、SCR过滤器51、燃料添加阀52、以及尿素水添加阀53。SCR过滤器51以在通过多孔质的基材而形成的壁流型的过滤器中负载SCR催化剂51a的方式而被构成。过滤器具有对排气中的PM进行捕集的功能。SCR催化剂51a具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能。因此，SCR过滤器51具有PM捕集功能以及NO_X净化功能。氧化催化剂50被设置在与SCR过滤器51相比靠上游侧的排气通道5中。燃料添加阀52被设置在与氧化催化剂50相比进一步靠上游侧的排气通道5中。燃料添加阀52向流通于排气通道5内的排气中添加燃料。尿素水添加阀53被设置在与氧化催化剂50相比靠下游侧且与SCR过滤器51相比靠上游侧的排气通道5中。尿素水添加阀53向流通于排气通道5内的排气中添加尿素水。当从尿素水添加阀53向排气中添加尿素水时，该尿素水会被供给至SCR过滤器51。也就是说，作为氨的前驱体的尿素被供给至SCR过滤器51。在SCR过滤器51中，被供给的尿素通过水解而生成的氨被吸附在SCR催化剂51a上。然后，将被吸附在该SCR催化剂51a上的氨作为还原剂而将排气中的NO_X还原。另外，也可以代替尿素水添加阀53而设置向排气中添加氨气的氨添加阀。

在与氧化催化剂50相比靠下游侧且与尿素水添加阀53相比靠上游侧的排气通道5中，设置有O₂传感器54、上游侧温度传感器55以及上游侧NO_X传感器57。在与SCR过滤器51相比靠下游侧的排气通道5中设置有下游侧温度传感器56以及下游侧NO_X传感器58。O₂传感器54输出与排气的O₂浓度相对应的电信号。上游侧温度传感器55以及下游侧温度传感器56输出与排气的温度相对应的电信号。上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58输出与排气的NO_X浓度相对应的电信号。此外，在排气通道5中设置有差压传感器59。差压传感器59输出对应于SCR过滤器51的上游与下游之间的排气压力之差(以下，有时也称之为“过滤器差压”)的电信号。

而且，在内燃机1中同时设置有电子控制单元(ECU)10。ECU10是对内燃机1的运转状态等进行控制的单元。在ECU10上，除了上述的空气流量计40、O₂传感器54、上游侧温度传感器55、上游侧NO_X传感器57、下游侧温度传感器56、下游侧NO_X传感器58、以及差压传感器59之外，还电连接有加速器位置传感器7以及曲轴位置传感器8等各种传感器。加速器位置传感器7为输出与未图示的加速踏板的操作量(加速器开度)相对应的电信号的传感器。曲轴位置传感器8为输出与内燃机1的机械输出轴(曲轴)的旋转位置相对应的电信号的传感器。而且，这些传感器的输出信号被输入至ECU10。ECU10基于下游侧温度传感器56的输出值来对SCR过滤器51的温度(以下，有时也称之为“过滤器温度”)进行推断。此外，ECU10基于空气流量计40的输出值来对流入SCR过滤器51的排气的流量(以下，有时也仅称之为“排气流量”)进行推断。

此外，在ECU10上电连接有上述的燃料喷射阀3、节气门41、燃料添加阀52、以及尿素水添加阀53等各种设备。ECU10基于上述的各传感器的输出信号来对上述的各种设备进行控制。例如，ECU10为了将SCR催化剂51a中的氨吸附量维持或调节为预定的目标吸附量而对来自尿素水添加阀53的尿素水添加量进行控制。另外，预定的目标吸附量为，能够确保SCR过滤器51中所需的NO_X净化率、且基于实验等而被预先确定的能够将来自SCR过滤器51的氨的流出量抑制在容许的范围内的值。

此外，ECU10在通过后述的方法而推断出的SCR过滤器51中的PM堆积量(以下，有时也称之为“过滤器PM堆积量”)达到了预定堆积量时，通过从燃料添加阀52添加燃料而执行过滤器再生处理。在过滤器再生处理中，通过从燃料添加阀52添加的燃料在氧化催化剂50中被氧化而生成的氧化热来使SCR过滤器51升温。其结果为，堆积于SCR过滤器51中的PM将被燃烧去除。

过滤器PM堆积量的推断

在本实施例中，通过ECU10而以预定的运算周期来对过滤器PM堆积量反复进行计算。图2为表示ECU10中的PM堆积量计算部的功能的框图。PM堆积量计算部110为用于对过滤器PM堆积量进行计算的功能部，其通过在ECU10中执行预定的程序而实现。另外，本实施例所涉及的PM堆积量计算部110是在未使用后述的差压变换值的条件下对过滤器PM堆积量进行计算的，所述差压变换值为，利用排气的流量而对由差压传感器59所检测到的过滤器差压实施了标准化所得到的变换值。此外，在本实施例所涉及的PM堆积量计算部110中，在假定SCR过滤器51的PM捕集功能为正常的状态的前提下，对过滤器PM堆积量进行计算。

在PM堆积量计算部110中，通过对作为由SCR过滤器51所捕集的PM量的PM捕集量与作为在SCR过滤器51中被氧化的PM的量的PM氧化量进行累计，从而计算出当前的过滤器PM堆积量。详细而言，PM堆积量计算部110具有PM捕集量计算部111和PM氧化量计算部112。PM捕集量计算部111将在与过滤器PM堆积量的运算周期相对应的第一预定期间内通过SCR过滤器51而被捕集的PM量作为PM捕集量而进行计算。PM氧化量计算部112将在第一预定期间内于SCR过滤器51中被氧化的PM的量作为PM氧化量而进行计算。

在PM捕集量计算部111中，被输入有在第一预定期间内从内燃机1排出的PM量(以下，有时也仅称之为“PM排出量”)。PM排出量能够基于内燃机1的运转状态来进行推断。在PM捕集量计算部111中，通过使被输入的PM排出量乘以预定的PM捕集率(在SCR过滤器51中被捕集到的PM量相对于流入SCR过滤器51的PM量的比例)，从而对PM捕集量进行计算。另外，预定的PM捕集率也可以是基于排气流量而推断出的值。

另一方面，在PM氧化量计算部112中，输入有过滤器温度、流入SCR过滤器51的排气的O₂浓度(以下，有时也称之为“流入O₂浓度”)、以及流入SCR过滤器51的排气的NO₂浓度(以下，有时也称之为“流入NO₂浓度”)。过滤器温度能够基于下游侧温度传感器56的输出值而进行推断。流入O₂浓度通过O₂传感器54而被检测出。另外，流入O₂浓度也能够基于排气的空燃比或内燃机1的运转状态等而进行推断。流入NO₂浓度能够基于空气流量计40的输出值、上游侧温度传感器55的输出值、以及上游侧NO_X传感器57的输出值等而进行推断。更详细而言，能够基于上游侧NO_X传感器57的输出值以及排气流量而对排气中的NO_X量来进行推断。此外，能够基于根据上游侧温度传感器55的输出值所推断出的氧化催化剂50的温度、以及排气流量来对排气中的NO_X量中的NO₂量的比例进行推断。而且，能够基于这些排气中的NO_X量、以及排气中的NO_X量中的NO₂量的比例的推断值等来对流入NO₂浓度进行推断。并且，PM氧化量计算部112中输入有在上一次的运算中所计算出的过滤器PM堆积量(以下，有时也称之为“堆积量前次值”)。而且，在PM氧化量计算部112中，基于被输入的过滤器温度、流入O₂浓度、流入NO₂浓度、以及堆积量前次值而对PM氧化量进行计算。

而且，在PM堆积量计算部110中，通过针对堆积量前次值而加上作为增加量的PM捕集量，并且减去作为减少量的PM氧化量，从而计算出本次的过滤器PM堆积量(当前的过滤器PM堆积量)。被计算出的本次的过滤器PM堆积量在下一次的运算时作为堆积量前次值而被使用。

另外，本发明所涉及的过滤器PM堆积量的计算方法并不限定于上述那样的方法。作为本发明所涉及的过滤器PM堆积量，只要是使用了后述的差压变换值以外的参数的计算方法，则可以采用任何公知的方法。

氨吸附量的推断

此外，在本实施例中，通过ECU10而以预定的运算周期对作为被吸附在SCR催化剂51a中的氨量的氨吸附量反复进行计算。图3为表示ECU10中的吸附量计算部的功能的框图。吸附量计算部120为用于对SCR催化剂51a中的氨吸附量进行计算的功能部，其通过在ECU10中执行预定的程序而实现。另外，在本实施例所涉及的吸附量计算部120中，是在假定SCR过滤器51的NO_X净化功能为正常的状态的前提下来对氨吸附量进行计算的。此外，在本实施例所涉及的吸附量计算部120中，是在假定SCR过滤器51中未堆积有PM的前提下来对氨吸附量进行计算的(也就是说，通过吸附量计算部120所计算出的氨吸附量的值为，未考虑后述的这种由SCR过滤器51中的PM堆积状况所导致的对SCR催化剂51a中的氨吸附量造成的影响的值)。

在吸附量计算部120中，通过对作为向SCR过滤器51供给的氨量的氨供给量、作为SCR催化剂51a中的NO_X的还原所消耗的氨量的氨消耗量、以及作为从SCR催化剂51a脱离的氨量的氨脱离量进行累计，从而计算出当前的氨吸附量。详细而言，吸附量计算部120具有消耗量计算部121和脱离量计算部122。消耗量计算部121将在与氨吸附量的运算周期相对应的第二预定期间内SCR催化剂51a中的NO_X的还原所消耗的氨量作为氨消耗量而进行计算。脱离量计算部122将在第二预定期间内从SCR催化剂脱离的氨量作为氨脱离量而进行计算。此外，在吸附量计算部120中，将在第二预定期间内被供给至SCR过滤器51的氨量作为氨供给量进行推断。如上文所述，被供给至SCR过滤器51中的氨是通过使从尿素水添加阀53被添加的尿素水中所包含的尿素水解而生成的。因此，氨供给量能够基于第二预定期间内从尿素水添加阀53所添加的尿素水量而进行推断。

在消耗量计算部121中，输入有流入SCR过滤器51的排气的NO_X浓度(以下，有时也称之为“流入NO_X浓度”)、排气流量、过滤器温度、以及在上一次的运算中所计算出的SCR催化剂51a中的氨吸附量(以下，有时也称之为“吸附量前次值”)。流入NO_X浓度通过上游侧NO_X传感器57而被检测出。在此，SCR催化剂51a中的NO_X净化率与排气流量、过滤器温度、以及该SCR催化剂51a中的氨吸附量相关。因此，在消耗量计算部121中，基于所输入的排气流量、过滤器温度、以及吸附量前次值，来对被推断为在当前时间点于SCR催化剂51a中发挥作用的NO_X净化率(以下，有时也称之为“推断NO_X净化率”)。并且，在消耗量计算部121中，基于所输入的流入NO_X浓度和排气流量而对在第二预定期间中流入SCR过滤器51的NO_X量(以下，有时也称之为“流入NO_X量”)进行计算。而且，基于所计算出的推断NO_X净化率以及流入NO_X量来对氨消耗量进行计算。

另一方面，在脱离量计算部122中，输入有过滤器温度以及吸附量前次值。如果SCR催化剂51a中的氨吸附量相同，那么过滤器温度越高则氨脱离量越多。此外，如果过滤器温度相同，那么SCR催化剂51a中的氨吸附量越多则氨脱离量越多。在脱离量计算部122中，根据这些相关关系，并基于所输入的过滤器温度和吸附量前次值来对氨脱离量进行计算。

而且，在吸附量计算部120中，通过针对吸附量前次值加上作为增加量的氨供给量，并且减去作为减少量的氨消耗量以及氨脱离量，从而对本次SCR催化剂51a中的氨吸附量进行计算。

PM堆积状况与氨吸附量的关系

在此，对SCR过滤器51中的PM堆积状况与SCR催化剂51a中的氨吸附量之间的关系进行说明。如上文所述，本发明的发明人对于SCR过滤器中的PM的堆积状况与SCR催化剂中的氨吸附量的增加倾向的相关关系发现了新的见解。根据该见解，即使过滤器温度以及SCR催化剂51a中的氨吸附量相同，在SCR过滤器51的隔壁内的PM堆积量(壁内PM堆积量)较多时，与该壁内PM堆积量较少时相比，氨脱离量也会变少。其结果为，即使SCR催化剂51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的参数的值相同，但在壁内PM堆积量较多时，与壁内PM堆积量较少时相比SCR催化剂51a中的氨吸附量也会变得易于增加。此外，在SCR过滤器51中的壁内PM堆积量达到上限值、且该SCR过滤器51中的PM堆积从壁内PM堆积转移到了表层PM堆积之后，只要过滤器温度以及SCR催化剂51a中的氨吸附量相同，则即使过滤器PM堆积量(即，表层PM堆积量)发生变化，氨脱离量也几乎不会不发生变化。因此，表层PM堆积量的增减几乎不会对SCR催化剂51a中的氨吸附量的增减造成影响。

这种针对SCR过滤器51中的PM的堆积状况的、SCR催化剂51a中的氨吸附量的变动倾向被认为是，由SCR过滤器51中的PM的堆积状况与SCR催化剂51a中的氨的饱和吸附量(SCR催化剂51a中所能够吸附的氨量的上限值。以下，有时也仅称之为“饱和吸附量”)的关系引起的。图4为用于对SCR过滤器51中的PM的堆积状况对SCR催化剂51a的饱和吸附量所带来的影响进行说明的图。在图4中，横轴表示过滤器温度，纵轴表示SCR催化剂51a的饱和吸附量。而且，在图4中，线L1图示了在SCR过滤器51中未堆积有PM的状态时的过滤器温度与饱和吸附量的关系。另一方面，在图4中，线L2图示了在SCR过滤器51中堆积有PM的状态时的过滤器温度与饱和吸附量的关系。过滤器温度越高(即，SCR催化剂51a的温度越高)，则氨越变得易于从SCR催化剂51a脱离。因此，过滤器的温度越高，则SCR催化剂51a的饱和吸附量越减少。换言之，过滤器温度越低，则SCR催化剂51a的饱和吸附量越增多。此时，如图4所示，如果过滤器温度相同，则在SCR过滤器51中堆积有PM的状态时，与SCR过滤器51中未堆积有PM的状态时相比SCR催化剂51a的饱和吸附量变多。

在此，基于图5来对SCR过滤器51中的PM的堆积状况与SCR催化剂51a的饱和吸附量的更详细的关系进行说明。图5为表示所设想的SCR过滤器51中的PM的堆积状况与SCR催化剂51a的饱和吸附量的关系的图。在图5中，横轴表示过滤器PM堆积量，纵轴表示SCR催化剂51a的饱和吸附量。另外，图5表示过滤器温度为固定的情况下的SCR催化剂51a的饱和吸附量的推移。

如图5所示，当在SCR过滤器51中堆积有PM时，首先，PM会堆积在隔壁内(即，隔壁上所形成的细孔内)。而且，在壁内PM堆积量达到了上限值之后，PM会堆积在隔壁的表面上。也就是说，从壁内PM堆积量达到上限值起，SCR过滤器51中的PM堆积会从壁内PM堆积向表层PM堆积转移。此时，如图5所示，在壁内PM堆积期间内，SCR催化剂51a的饱和吸附量对应于过滤器PM堆积量(即，壁内PM堆积量)的增加而增加。另一方面，在表层PM堆积期间内，即使过滤器PM堆积量(即，表层PM堆积量)增加，SCR催化剂51a的饱和吸附量也不增加。然而，在表层PM堆积期间内，壁内PM堆积量成为了上限值。因此，在表层PM堆积期间内，SCR催化剂51a的饱和吸附量固定在壁内PM堆积量达到上限值时的量上。也就是说，如图4所示那样的、SCR过滤器51中堆积有PM的状态时与SCR过滤器51中未堆积有PM的状态时的SCR催化剂51a的饱和吸附量的差异，被认为是由于壁内PM堆积而导致的。

而且，当SCR催化剂51a的饱和吸附量变多时，氨会变得难以从该SCR催化剂51a脱离。因此，如果作为与氨脱离量有关的其他参数的过滤器温度以及SCR催化剂51a中的氨吸附量为相同的状态，则壁内PM堆积量较多时与壁内PM堆积量较少时相比氨脱离量将会变少。因此，如果过滤器温度以及SCR催化剂51a中的氨吸附量为相同的状态，则表层PM堆积期间内与壁内PM堆积期间内相比，氨脱离量变少。因此认为，在表层PM堆积期间内，与壁内PM堆积期间内相比SCR催化剂51a中的氨吸附量变得易于增加。因此，当SCR催化剂51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的参数的值相同时，表层PM堆积期间内与壁内PM堆积期间内相比，SCR催化剂51a中的氨吸附量会变得更多。

此外，在表层PM堆积期间内，即使过滤器PM堆积量增加(即，表层PM堆积量的增加)，SCR催化剂51a的饱和吸附量也不会增加。因此，在表层PM堆积期间内，如果过滤器温度以及SCR催化剂51a中的氨吸附量为相同的状态，则即使表层PM堆积量发生变化，氨脱离量也不会发生变化。因此认为，在表层PM堆积期间内，过滤器PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR催化剂中的氨吸附量的增减。

故障诊断

在本实施例中，当因SCR催化剂51a的劣化等而导致SCR过滤器51的NO_X净化功能下降时，该SCR过滤器51中的NO_X净化率将会下降。此外，在因尿素水添加阀53中产生有异常从而使尿素水添加量减少，并且由此使被供给至SCR过滤器51的氨量少于所需的量的情况下，SCR过滤器51中的NO_X净化率会下降。因此，在本实施例中，SCR过滤器51的NO_X净化功能的下降以及尿素水添加阀53的异常均会作为包括SCR过滤器51以及尿素水添加阀53的排气净化系统60的故障而被检测出。在以下，对本实施例所涉及的用于对排气净化系统60的故障进行检测的故障诊断进行说明。

在本实施例中，基于SCR过滤器51中的NO_X净化率而对排气净化系统60是否产生了故障进行判断。更详细而言，基于上游侧NO_X传感器57的检测值(即，流入NO_X浓度)和下游侧NO_X传感器58的检测值(即，流出NO_X浓度)来对SCR过滤器51中的NO_X净化率进行计算。另外，流入NO_X浓度也能够基于内燃机1的运转状态来进行推断。而且，在SCR过滤器51中的NO_X净化率为预定的判断净化率以下时判断为排气净化系统60发生了故障。在此，判断净化率为，作为应当在SCR过滤器51中的NO_X净化率下降至该判断净化率以下的情况下判断为排气净化系统60发生了故障的阈值而被设定的值。

在此，基于上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58的检测值而被计算出的SCR过滤器51中的NO_X净化率根据检测到这些检测值的时期、即传感器检测时期内的SCR催化剂51a中的氨吸附量而会成为不同的值。而且，如上文所述，即使SCR催化剂51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的参数的值相同，表层PM堆积期间内与壁内PM堆积期间内相比，SCR催化剂51a中的氨吸附量也会变得更多。因此，即使SCR过滤器51的NO_X净化功能本身为相同的状态，并且被供给至SCR过滤器51的氨量相同，SCR过滤器51中的NO_X净化率的计算值也会由于传感器检测时期处于表层PM堆积期间内或处于壁内PM堆积期间内而成为不同的值。因此，即使在SCR过滤器51的NO_X净化功能以相同程度下降，或者在因尿素水添加阀53的异常从而向SCR过滤器51供给的氨供给量以相同程度减少时，SCR过滤器51中的NO_X净化率的计算值也会成为不同的值。也就是说，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时，与传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时相比SCR过滤器51中的NO_X净化率的计算值会变大。

图6为利用柱形图来表示SCR过滤器51中的NO_X净化率的图。图6的(A)、(B)均表示排气净化系统60发生了故障时的NO_X净化率。此外，图6的(A)、(B)表示SCR过滤器51的NO_X净化功能自身处于相同的状态、且被供给至SCR过滤器51的氨量为相同时的NO_X净化率。但是，图6的(A)表示传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时的NO_X净化率。另一方面，图6的(B)表示传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时的NO_X净化率。因此，图6的(B)与图6的(A)相比，与SCR催化剂51a中的氨吸附量的差分相对应而相应地高出了NO_X净化率差dR。此外，在图6中，Rnoxth1、Rnoxth2表示作为排气净化系统的故障判断的阈值的判断净化率。

在此，假设无论传感器检测时期处于表层PM堆积期间内还是处于壁内PM堆积期间内，均将判断净化率设定为Rnoxth1。此时，如图6的(A)所示，如果传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内，则SCR过滤器51中的NO_X净化率为判断净化率Rnoxth1以下。因此，会判断为排气净化系统60发生了故障。另一方面，如图6的(B)所示那样，如果传感器检测时期处于表层PM堆积期间内，则由于与图6的(A)相比，NO_X净化率相应地高出了NO_X净化率差dR的量，因此也存在SCR过滤器51中的NO_X净化率变得高于判断净化率Rnoxth1的情况。在该情况下，即使排气净化系统60发生了故障，也会误诊断为该排气净化系统60处于正常。

因此，在本实施例所涉及的故障诊断中，会根据传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内而将判断净化率设定为不同的值。具体而言，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，与传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况相比，将判断净化率设定为较大的值。例如，当在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，将判断净化率设定为图6的Rnoxth1时，则在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下将判断净化率设定为图6的Rnoxth2(＞Rnoxth1)。由此，如图6的(B)所示，即使在与图6的(A)相比SCR过滤器51中的NO_X净化率相应地高出了NO_X净化率差dR的量的情况下，该NO_X净化率也会成为判断净化率Rnoxth2以下。其结果为，会判断为排气净化系统60发生了故障。因此，能够抑制排气净化系统的故障诊断中的误诊断。

接下来，基于图7而对本实施例所涉及的、区分处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内的方法进行说明。图7为表示与过滤器PM堆积量的增加相对应的差压变换值的推移。在图7中，横轴表示过滤器PM堆积量，纵轴表示差压变换值。

在此，差压变换值为通过排气的流量而对由差压传感器59所检测出的过滤器差压实施了标准化所得到的变换值。更详细而言，本实施例所涉及的差压变换值由下述式1来表示。

Ap＝dP/Qg…式1

Ap：差压变换值

dP：过滤器差压(差压传感器59的检测值)

Qg：排气流量

此外，将与过滤器PM堆积量的每单位增加量相对应的差压变换值的增加量(即，图7中的线的斜率)定义为差压变化率。该差压变化率由下述式4来表示。

Rp＝dAp/dQpm…式2

Rp：差压变化率

dAp：第三预定期间内的差压变换值的增加量

dQpm：第三预定期间内的过滤器PM堆积量的增加量

在此，为了对差压变化率进行计算，将第三预定期间的长度基于运算周期而预先确定。此外，dAp以及dQpm为相同时期内的第三预定期间内的差压变换值的增加量以及过滤器PM堆积量的增加量。

如图7所示，当过滤器PM堆积量增加时则差压变换值会变大。在此，在SCR过滤器51中，在隔壁内堆积有PM时，与在隔壁的表面上堆积有PM的情况相比，对过滤器差压的影响较大。因此，如果PM堆积量的增加量相同，则壁内PM堆积量增加时与表层PM堆积量增加时相比，差压变换值的增加幅度较大。因此，如图7所示，壁内PM堆积期间内与表层PM堆积期间内相比差压变化率较大。换言之，当SCR过滤器51中的PM堆积从壁内PM堆积向表层PM堆积转移时差压变化率会变小。也就是说，能够基于差压变化率来对是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分。具体而言，如果差压变化率在预定的阈值以上，则判断为处于壁内PM堆积期间内。此外，如果差压变化率小于预定的阈值，则判断为处于表层PM堆积期间内。

另外，如上文所述，SCR过滤器51中的PM堆积是按照从壁内PM堆积向表层PM堆积的顺序而推移的。但是，SCR过滤器51中的PM的氧化无论是在隔壁内还是在隔壁的表面上均可能发生。因此，即使是在已经转移到了表层PM堆积之后，也会存在壁内PM堆积量因氧化而减少的情况。而且，当SCR过滤器51中的PM堆积再次开始时，PM会首先在隔壁内进行堆积。此时，也存在于隔壁的表面上残留有PM的状态下，壁内PM堆积推进的情况。因此，仅基于自SCR过滤器51中PM开始堆积的时间点起的经过时间(例如，自过滤器再生处理结束的时间点起的经过时间)或过滤器PM堆积量(SCR过滤器51整体中的PM堆积量)，难以准确地区分是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内。因此，通过使用差压变化率来作为对是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分的参数，能够以更高精度对其进行区分。

(故障诊断流程)

以下，基于图8来对本实施例所涉及的排气净化系统的故障诊断的流程进行说明。图8为表示本实施例所涉及的排气净化系统的故障诊断的流程的流程图。根据本流程，通过ECU10而在内燃机1的运转中执行排气净化系统60的故障诊断。

在本流程中，首先在S101中，对排气净化系统60的故障诊断的执行条件是否成立进行判断。排气净化系统60的故障诊断的执行条件被预先确定。作为该执行条件而能够例示出：内燃机1的运转状态为稳定状态、上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58为正常、排气流量在预定范围内、流入NO_X浓度在预定范围内、过滤器温度在预定范围内、以及通过吸附量计算部120而计算出的SCR催化剂51a中的氨吸附量在预定范围内等。

另外，上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58是否为正常的诊断根据与本流程不同的流程而通过ECU10来执行，并且其诊断结果被存储在ECU10中。此外，如上文所述，由吸附量计算部120所计算出的SCR催化剂51a中的氨吸附量(以下，有时也将该计算值称为“基准吸附量”)为，不考虑由SCR过滤器51中的PM堆积状况所造成的对SCR催化剂51a中的氨吸附量的影响的值。因此，该基准吸附量也有可能偏离于实际的SCR催化剂51a中的氨吸附量。不过，基准吸附量与实际的氨吸附量之间具有一定程度上的关联。而且，在对排气净化系统60的故障诊断的执行条件是否成立进行判断时，只要能够判断SCR催化剂51a中是否吸附了可实施排气净化系统60的故障诊断的程度的量的氨即可。也就是说，在对排气净化系统60的故障诊断的执行条件是否成立进行判断时，并非必须使用准确的SCR催化剂51a中的氨吸附量。因此，在S101中，能够使用基准吸附量来作为用于决定可否执行排气净化系统60的故障诊断的参数之一。此外，如上文所述，SCR催化剂51a中的氨吸附量会受到排气流量以及过滤器温度的影响。因此，在基于SCR过滤器51中的NO_X净化率来实施排气净化系统60的故障诊断时，优选为排气流量以及过滤器温度均处于预定范围内。

在于S101中判断为否定的情况下，本流程的执行暂时结束。另一方面，在于S101中判断为肯定的情况下，会在接下来执行S102的处理。在S102中，会基于由吸附量计算部120所计算出的基准吸附量来对基准判断净化率Rnoxthb进行计算。在此，基准判断净化率Rnoxthb作为假定在SCR过滤器51中未堆积有PM的情况下的判断净化率而被计算出。也就是说，基准判断净化率Rnoxthb为，应当在未堆积有PM的状态下的SCR过滤器51中的NO_X净化率下降到了该基准判断净化率Rnoxthb以下的情况下判断为排气净化系统60发生了故障的阈值。基准吸附量与基准判断净化率Rnoxthb的关联通过实验等而被预先确定，并作为映射图而被存储在ECU10中。在S102中，使用该映射图对基准判断净化率Rnoxthb进行计算。

接着，在S103中，对SCR过滤器51中的NO_X净化率Rnox进行计算。在此，如上文所述，基于上游侧NO_X传感器57的检测值即流入NO_X浓度、以及下游侧NO_X传感器58的检测值即流出NO_X浓度，来对SCR过滤器51中的NO_X净化率Rnox进行计算。

接下来，在S104中，使用上述式2来对传感器检测时期内的差压变化率Rp进行计算。此处的传感器检测时期为，S103中的NO_X净化率Rnox的计算所使用的上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58的检测值被检测到的时期。接下来，在S105中，对在S104中所计算出的差压变化率Rp是否在预定的阈值Rpth以上进行判断。在此，预定的阈值Rpth为用于对传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分的阈值。该预定的阈值Rpth基于实验等而被预先确定，并被存储在ECU10中。

在于S105中作出肯定判断的情况下，则能够判断为传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内。在该情况下，在接下来于S106中，将判断净化率Rnoxth设定为在S102中所计算出的基准判断净化率Rnoxthb。另一方面，在于S105中作出否定判断的情况下，则能够判断为传感器检测时期处于表层PM堆积期间内。在该情况下，在接下来于S107中，通过将在S102中计算出的基准判断净化率Rnoxthb乘以补正系数α从而计算出补正判断净化率Rnoxthc。在此，补正系数α为大于1的预定值。该补正系数α与传感器检测时期内的过滤器PM堆积量无关，为固定的值。此外，该补正系数α为，以使补正判断净化率Rnoxthc成为假定SCR过滤器51中的壁内PM堆积量达到了上限值的情况下的判断净化率的方式而确定的值。也就是说，在S107中被计算出的补正判断净化率Rnoxthc成为，应当在壁内PM堆积量达到了上限值的状态下的SCR过滤器51中的NO_X净化率下降到该补正判断净化率Rnoxthc以下的情况下判断为排气净化系统60发生了故障的阈值。这种补正系数α基于实验等而被预先确定，并被存储在ECU10中。接下来，在S108中，将判断净化率Rnoxth设定为在S107中所计算出的补正判断净化率Rnoxthc。

通过以上述的方式而设定判断净化率Rnoxth，从而使在S108中被设定的判断净化率Rnoxth成为大于在S106中被设定的判断净化率Rnoxth的值。也就是说，传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth成为，与传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth相比而较大的值。

在S106或S108的处理之后执行S109的处理。在S109中，对在S103中所计算出的SCR过滤器51中的NO_X净化率Rnox是否大于在S106或S108中所设定的判断净化率Rnoxth进行判断。在于S109中作出肯定判断的情况下，则接下来会在S110中，判断为排气净化系统60为正常。另一方面，在于S109中作出否定判断的情况下，即，在SCR过滤器51中的NO_X净化率Rnox为判断净化率Rnoxth以下的情况下，则接下来在S111中判断为排气净化系统60发生了故障。在于S110中判断为排气净化系统60为正常之后，或者，在于S111中判断为排气净化系统60发生了故障之后，结束本流程的执行。

根据上述的故障诊断流程，即使SCR催化剂51a中的NO_X净化率Rnox的计算值成为受到了SCR过滤器51中的PM堆积状况的影响的值，也会将作为在排气净化系统的故障判断时与该NO_X净化率进行比较的比较对象的判断净化率Rnoxth设定为更为适当的值。因此，能够提高排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，根据在SCR过滤器中的PM堆积量增加时则该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂中的氨吸附量处于易于增加的倾向这种现有的见解，还考虑到在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，根据过滤器PM堆积量而将判断净化率Rnoxth设定为不同的值。也就是说，还考虑到传感器检测时期内的过滤器PM堆积量越多(即，表层PM堆积量越多)，则越将在上述的故障诊断流程的S107的处理中为了计算补正判断净化率Rnoxthc而使用的补正系数α设为较大的值，从而传感器检测时期内的过滤器PM堆积量越多，则越将判断净化率Rnoxth设定为较大的值。然而，根据本发明的发明人新提出的见解，正如上文所述那样，表层PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR催化剂中的氨吸附量。因此，表层PM堆积期间内的PM堆积量的增减几乎不会影响到SCR过滤器中的NO_X净化率。因此，在于传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，当根据过滤器PM堆积量而将判断净化率Rnoxth设定为不同的值时，反而有可能使排气净化系统的故障诊断的诊断精度下降。与此相对，在上述的故障诊断流程中，将补正系数α以与传感器检测时期内的过滤器PM堆积量无关的方式而设为固定值。由此，在传感器检测时期内的差压变化率Rp小于预定的阈值Rpth的情况下，相对于传感器检测时期内的过滤器PM堆积量的变化量的判断净化率Rnoxth的变化量成为零。也就是说，根据上述的故障诊断流程，如果传感器检测时期处于表层PM堆积期间内，则该传感器检测时期内的过滤器PM堆积量本身是较多还是较少不会影响到判断净化率Rnoxth的设定。因此，传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth将被设定为更加适当的值。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，如图4所示，如果过滤器温度相同，则SCR过滤器51中堆积有PM的状态时与SCR过滤器51中未堆积有PM的状态时相比，SCR催化剂51a的饱和吸附量会变多。正如上文所叙述的那样，这样的SCR催化剂51a的饱和吸附量的变化并不是由表层PM堆积所导致的，而是因壁内PM堆积而产生的。而且，如该图4所示，过滤器温度越低，则因壁内PM堆积而导致的SCR催化剂51a的饱和吸附量的增加幅度越大。因此，即使在壁内PM堆积量固定成为上限值的表层PM堆积期间内，过滤器温度越低，SCR催化剂51a中的氨吸附量为相同时的、因壁内PM堆积所导致的氨脱离量的减少量也会越大。由此，SCR过滤器51的温度越低，因SCR过滤器51的隔壁内堆积有PM所导致的SCR催化剂51a中的氨吸附量的增加幅度越大。因此，SCR过滤器51的温度越低，则壁内PM堆积量达到了上限值的状态下的NO_X净化率相对于SCR过滤器51中未堆积有PM的状态下的NO_X净化率的增加幅度越大。也就是说，在表层PM堆积期间内，如果SCR过滤器51的温度以外的与NO_X净化率有关的参数的值相同，则SCR过滤器51的温度越低，NO_X净化率越变得较高。

因此，在本实施例中，也可以基于传感器检测时期内的过滤器温度来对在上述的故障诊断流程的S107中为了计算补正判断净化率Rnoxthc而使用的补正系数α的值进行变更。图9为表示过滤器温度与补正系数α的关系的图。如该图9所示，也可以采用如下方式，即，在传感器检测时期内的过滤器温度较低时，与该过滤器温度较高时相比补正系数α被设定为较大的值。由此，在传感器检测时期内的差压变化率Rp小于预定的阈值Rpth的情况下，即，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，在传感器检测时期内的过滤器温度较低时，与该过滤器温度较高时相比判断净化率Rnoxth被设定为较大的值。因此，能够将传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth设定为更加适当的值。因此，能够提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

另外，根据上述的故障诊断流程，在传感器检测时期内的差压变化率Rp为预定的阈值Rpth以上的情况下，也就是说，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，无关乎传感器检测时期内的壁内PM堆积量而将判断净化率Rnoxth设定为基准判断净化率Rnoxthb。不过，正如上文所叙述的那样，基准判断净化率Rnoxthb为，作为假定在SCR过滤器51中未堆积有PM的情况下的判断净化率而被计算出的值。

在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，如果SCR过滤器51中的与NO_X净化率有关的其他的参数的值相同，则根据传感器检测时期内的壁内PM堆积量该NO_X净化率会成为不同的值。因此，原本在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，优选为将判断净化率Rnoxth设定为与传感器检测时期内的壁内PM堆积量相对应的值。然而，如上文所述，由于SCR过滤器51中的PM的氧化在隔壁内以及隔壁的表面上均可能发生，因此即使过滤器PM堆积量相同，壁内PM堆积量也未必是相同的。此外，即使壁内PM堆积量相同，但如果表层PM堆积量不同，则差压变换值也会成为不同的值。因此，基于过滤器PM堆积量或差压变换值，难以准确地掌握壁内PM堆积期间内的壁内PM堆积量。因此，在本实施例中，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，使用基准判断净化率Rnoxthb作为判断净化率Rnoxth。不过，未必一定要将传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth设为基准判断净化率Rnoxthb。例如，也可以设想壁内PM堆积期间内的壁内PM堆积量在一定程度上发生了变化，并基于该设想来设定判断净化率Rnoxth。在该情况下，优选为，在所设想的传感器检测时期内的壁内PM堆积量较多时，与该壁内PM堆积量较少时相比，判断净化率Rnoxth被设定为较大的值。不过，即使是在以此方式来设定传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时的判断净化率Rnoxth的情况下，该判断净化率Rnoxth与传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的判断净化率Rnoxth相比也被设定为较小的值。

在本实施例中，SCR过滤器51相当于第一发明所涉及的“SCR过滤器”，尿素水添加阀53相当于第一发明所涉及的“氨供给装置”。此外，在本实施例中，下游侧NO_X传感器58相当于第一发明所涉及的“NO_X传感器”。此外，在本实施例中，通过使ECU10执行图8所示的故障诊断流程中的S109以及S111的处理，从而实现第一发明所涉及的“判断部”。此外在本实施例中，通过使ECU10执行图8所示的故障诊断流程中的S105、S106、S107以及S108的处理，从而实现第一发明所涉及的“设定部”。

(改变例)

在上述的实施例中，基于由吸附量计算部120所计算出的氨吸附量、即基准吸附量来对基准判断净化率进行了计算。也就是说，将假定在SCR过滤器51中未堆积有PM的情况下的判断净化率设为基准判断净化率Rnoxthb。然而，也可以将假定SCR过滤器51中的壁内PM堆积量达到了上限值的情况下的判断净化率作为基准判断净化率Rnoxthb而进行计算。在该情况下，将在传感器检测时期内的差压变化率Rp小于预定的阈值Rpth时、即传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时成为排气净化系统的故障判断的阈值的判断净化率Rnoxth，设定为基准判断净化率Rnoxthb。另一方面，在传感器检测时期内的差压变化率Rp在预定的阈值Rpth以上时，即，传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时，通过使基准判断净化率Rnoxthb乘以补正系数α′而计算出补正判断净化率Rnoxthc。此时，将补正系数α′设为大于零且小于1的值。因此，补正判断净化率Rnoxthc成为小于基准判断净化率Rnoxthb的值。并且，将作为排气净化系统的故障判断的阈值的判断净化率Rnoxth设定为补正判断净化率Rnoxthc。在以此方式而对判断净化率Rnoxth进行了设定的情况下，传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的判断净化率也会成为与传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的判断净化率相比而较大的值。因此，在排气净化系统的故障判断时作为与SCR过滤器51的NO_X净化率进行比较的比较对象的判断净化率将会被设定为更加适当的值。

＜实施例2＞

本实施例所涉及的内燃机与进气排气系统的概要结构与实施例1相同。以下，对于在本实施例所涉及的排气净化系统的故障诊断中与实施例1不同的点进行说明。

在实施例1所涉及的排气净化系统的故障诊断中，根据传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内而将用于与SCR过滤器51中的NO_X净化率进行比较的阈值、即判断净化率设定为不同的值。在本实施例所涉及的排气净化系统的故障诊断中，代替于此，通过根据传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内而将基于上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58的检测值所计算出的SCR过滤器51中的NO_X净化率补正为不同的值，从而对补正净化率进行计算。并且，通过将补正净化率与基准判断净化率进行比较，从而对排气净化系统60是否发生了故障进行判断。

图10与图6同样地，为利用柱形图来表示SCR过滤器51中的NO_X净化率的图。图10的(A)、(B)均表示排气净化系统60发生了故障时的NO_X净化率。此外，图10的(A)、(B)表示在SCR过滤器51的NO_X净化功能本身为相同的状态下、且被供给至SCR过滤器51中的氨量为相同时的NO_X净化率。但是，图10的(A)表示传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内时的NO_X净化率。另一方面，图10的(B)表示传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时的NO_X净化率。因此，图10的(B)与图10的(A)相比，对应于SCR催化剂51a中的氨吸附量的差分而相应地高出了NO_X净化率差dR的量。此外，在图10中，Rnoxthb表示基准判断净化率。

在此，在图10的(A)中，SCR过滤器51中的NO_X净化率成为基准判断净化率Rnoxthb以下。因此，如果传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内，即使通过将基于上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58的检测值所计算出的SCR过滤器51的NO_X净化率(以下，有时也称为“实际净化率”)与基准判断净化率进行比较从而对排气净化系统60是否发生了故障进行判断，也会判断为排气净化系统60发生了故障。然而，在图10的(b)中，由于与图10的(A)相比SCR过滤器51的NO_X净化率相应地高出了NO_X净化率差dR的量，因此实际净化率是高于基准判断净化率Rnoxthb的。因此，在于传感器检测时期处于表层PM堆积期间内时且通过将实际净化率与基准判断净化率进行比较从而对排气净化系统60是否发生了故障进行判断的情况下，尽管排气净化系统60发生了故障，也会错误诊断为排气净化系统60处于正常。

因此，在本实施例中，通过使用根据传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内而确定的补正系数，来对基于上游侧NO_X传感器57以及下游侧NO_X传感器58的检测值所计算出的实际净化率进行补正，从而对补正净化率进行计算。并且，通过对所计算出的补正净化率与基准判断净化率进行比较，从而对排气净化系统60是否发生了故障进行判断。此时，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，通过对实际净化率进行减少补正而对补正净化率进行计算。也就是说，将从实际净化率中减去因壁内PM堆积而引起的NO_X净化率的增加量所得到的值作为补正净化率来进行计算。由此，如图10的(B)所示，即使在与图10的(A)相比实际净化率成为较高的情况下，但只要补正净化率在基准判断净化率Rnoxthb以下，便会判断为排气净化系统60发生了故障。因此，能够抑制排气净化系统的故障诊断中的错误诊断。

另外，在本实施例中，对传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分的方法与实施例1的方法相同。也就是说，根据传感器检测时期内的差压变化率是否小于预定的阈值，来对传感器检测时期是处于壁内PM堆积期间内还是处于表层PM堆积期间内进行区分。

(故障诊断流程)

图11为表示本实施例所涉及的排气净化系统的故障诊断流程的流程图。根据本流程，通过ECU10而在内燃机1的运转中执行排气净化系统60的故障诊断。另外，在本流程中，对实施与图8所示的流程的各步骤中的处理相同的处理的步骤，标注相同的参照编号，并省略其说明。

在本流程中，在于S105中作出肯定判断的情况下，也就是说，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，接下来执行S206的处理。在S206中，将后述的S208中的补正净化率Rnoxc的计算中所使用的补正系数β决定为1。另一方面，在于S105中作出否定判断的情况下，也就是说，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，接下来执行S207的处理。在S207中，将后述的在S208中的补正净化率Rnoxc的计算中所使用的补正系数β决定为预定值βx。在此，预定值βx为大于零且小于1的值。此外，该预定值βx与传感器检测时期内的过滤器PM堆积量无关而为固定的值。此外，该预定值βx为，以使补正净化率Rnoxc成为相当于在假定SCR过滤器51中未堆积有PM的情况下的NO_X净化率的值的方式而被确定的值。也就是说，将该预定值βx作为补正系数β来使用从而计算出的补正净化率Rnoxc成为，使在S103中计算出的SCR过滤器51的NO_X净化率(实际净化率)Rnox减少了相当于因壁内PM堆积而引起的NO_X净化率的增加量的量而得到的值。这样的预定值βx基于实验等被预先确定，并被存储在ECU10中。

在S206或S207的处理之后，执行S208的处理。在S208中，通过使在S103中所计算出的实际净化率Rnox乘以在S206或S207中所决定的补正系数β，从而对补正净化率Rnoxc进行计算。通过以上述的方式来决定补正净化率Rnoxc，从而在于S105中作出肯定判断的情况下，即，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，在S103中所计算出的实际净化率Rnox的值就此成为补正净化率Rnoxc的值(也就是说，Rnoxc＝Rnox)。另一方面，在于S105中作出否定判断的情况下，即，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，如上文所述的那样，对在S103中所计算出的实际净化率Rnox进行了减少补正所得到的值成为补正净化率Rnoxc的值(也就是说，Rnoxc＜Rnox)。因此，传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量，大于传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量(＝0)。

在S208的处理之后执行S209的处理。在S209中，对在S208中所计算出的补正净化率Rnoxc是否大于在S102中计算出的基准判断净化率Rnoxthb进行判断。在于S209中作出肯定判断的情况下，则接下来会在S110中判断为排气净化系统60正常。另一方面，在于S209中作出否定判断的情况下，即，在补正净化率Rnoxc为基准判断净化率Rnoxthb以下的情况下，则接下来在S111中判断为排气净化系统60发生了故障。

根据上述的故障诊断流程，即使SCR催化剂51a中的NO_X净化率(实际净化率)Rnox的计算值成为受到了SCR过滤器51中的PM堆积状况的影响的值，也会将在排气净化系统的故障判断时成为与基准判断净化率Rnoxthb进行比较的比较对象的补正净化率Rnoxc设定为较为适当的值。因此，能够提高排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，如果根据当SCR过滤器中的PM堆积量增加时，则该SCR过滤器中所负载的SCR催化剂中的氨吸附量处于容易增加的倾向这种现有的观点，则也会考虑在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下、根据过滤器PM堆积量而以使补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量不同的方式对补正净化率进行计算。也就是说，也考虑传感器检测时期内的过滤器PM堆积量越多(即，表层PM堆积量越多)，则越将在上述的故障诊断流程的S207的处理中作为补正系数β而被设定的预定值βx的值设为较小，从而传感器检测时期内的过滤器PM堆积量越多，则越将补正净化率Rnox的相对于实际净化率Rnox的减少量设为较大。然而，根据本发明的发明人新提出的见解，当根据过滤器PM堆积量而以使补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量不同的方式对补正净化率Rnoxc进行计算时，反而有可能使排气净化系统的故障诊断的诊断精度下降。与此相对，在上述的故障诊断流程中，将预定值βx的值以与传感器检测时期内的过滤器PM堆积量无关的方式而设为固定值。由此，在传感器检测时期内的差压变化率Rp小于预定的阈值Rpth的情况下，相对于传感器检测时期内的过滤器PM堆积量的变化量的、补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量的变化量成为零。也就是说，根据上述的故障诊断流程，只要传感器检测时期处于表层PM堆积期间内，则该传感器检测时期内的过滤器PM堆积量本身较多或较少均不会影响到补正净化率Rnoxc的计算。因此，会将传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc设定为更为适当的值。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

此外，如上文所述，在表层PM堆积期间内，只要除了SCR过滤器51的温度以外的与NO_X净化率有关的参数的值相同，则SCR过滤器51的温度越低、实际净化率便越变得较高。因此，在本实施例中，也可以基于传感器检测时期内的过滤器温度来对在上述的故障诊断流程的S207中作为补正系数β而被决定的预定值βx的值进行变更。图12为表示过滤器温度与预定值βx的关系的图。如该图12所示，也可以在传感器检测时期内的过滤器温度较低时与该过滤器温度较高时相比，将预定值βx设定为较小的值。由此，在传感器检测时期内的差压变化率Rp小于预定的阈值Rpth的情况下，即，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，在传感器检测时期内的过滤器温度较低时与该过滤器温度较高时相比，将补正净化率Rnoxc计算为更小的值。也就是说，在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下，补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量、在传感器检测时期内的过滤器温度较低时与该过滤器温度较高时相比而较大。因此，能够将传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc设定为更为适当的值。因此，能够进一步提高传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的排气净化系统的故障诊断的诊断精度。

另外，根据上述的故障诊断流程，在传感器检测时期内的差压变化率Rp为预定的阈值Rpth以上的情况下，也就是说，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，实际净化率Rnox的值与传感器检测时期内的壁内PM堆积量无关，其不发生改变并成为补正净化率Rnoxc的值。不过，即使在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，实际净化率Rnox的值也会成为，含有因SCR过滤器51的隔壁内堆积有PM而引起的NO_X净化率的增加量的值。

因此，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，即使与SCR过滤器51中的NO_X净化率有关的其他的参数的值相同，实际净化率Rnox也会根据传感器检测时期内的壁内PM堆积量而成为不同的值。因此，原本即使是在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，也优选为通过根据传感器检测时期内的壁内PM堆积量来对实际净化率Rnox进行减少补正从而对补正净化率Rnoxc进行计算。然而，如上文所述，准确地掌握壁内PM堆积期间内的壁内PM堆积量是较为困难的。因此，在本实施例中，在传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下，作为补正净化率Rnoxc的值而就此使用实际净化率Rnox的值。不过，并不是一定要将传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc的值就此设为实际净化率Rnox的值。例如，也可以通过设想壁内PM堆积期间内的壁内PM堆积量在一定程度上发生变化，并基于该设想而对实际净化率Rnox进行减少补正，从而对补正净化率Rnoxc进行计算。在该情况下，优选为，在被设想的传感器检测时期内的壁内PM堆积量较多时，与该壁内PM堆积量较少时相比将补正净化率Rnoxc计算为更小的值。也就是说，优选为，在设想的传感器检测时期内的壁内PM堆积量较多时，与该壁内PM堆积量较少时相比将补正净化率Rnoxc的相对于实际净化率Rnox的减少量设为较大。不过，即使在以此方式对传感器检测时期处于壁内PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc进行计算时，该补正净化率Rnoxc的从实际净化率Rnox减少的减少量与在传感器检测时期处于表层PM堆积期间内的情况下的补正净化率Rnoxc相对于实际净化率Rnox的减少量相比也是较少的。

在本实施例中，SCR过滤器51相当于第二发明所涉及的“SCR过滤器”，尿素水添加阀53相当于第二发明所涉及的“氨供给装置”。此外，在本实施例中，下游侧NO_X传感器58相当于第二发明所涉及的“NO_X传感器”。此外，在本实施例中，ECU10通过执行图11所示的故障诊断流程中的S209、S110、以及S111的处理而实现了第二发明所涉及的“判断部”。此外在本实施例中，ECU10通过执行图11所示的故障诊断流程中的S105、S206、S207以及S208的处理而实现了第二发明所涉及的“补正净化率计算部”。

符号说明

1…内燃机

4…进气通道

5…排气通道

50…氧化催化剂

51…SCR过滤器

51a…SCR催化剂

53…尿素水添加阀

57…上游侧NO_X传感器

58…下游侧NO_X传感器

19…差压传感器

10…ECU。

Claims

1.一种排气净化系统的故障诊断装置，其对排气净化系统是否发生了故障进行诊断，所述排气净化系统具有选择性催化还原过滤器和氨供给装置，所述选择性催化还原过滤器被设置在内燃机的排气通道中且具有在过滤器中负载有选择性催化还原催化剂的结构，所述选择性催化还原催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能，所述氨供给装置向所述选择性催化还原过滤器中供给氨，

在所述排气净化系统的故障诊断装置中，具备：

NO_X传感器，其被设置在与所述选择性催化还原过滤器相比靠下游侧的排气通道中；

NO_X净化率计算部，其使用所述NO_X传感器的检测值来对所述选择性催化还原过滤器中的NO_X净化率进行计算；

判断部，其在由所述NO_X净化率计算部所计算出的所述选择性催化还原过滤器中的NO_X净化率为预定的判断净化率以下时，判断为所述排气净化系统发生了故障；

设定部，其设定所述判断净化率，

所述排气净化系统的故障诊断装置将利用排气的流量而对所述选择性催化还原过滤器的上游与下游之间的排气压力之差实施了标准化所得到的变换值设为差压变换值，且将基于所述差压变换值以外的参数而推断出的所述选择性催化还原过滤器中的颗粒状物质的堆积量被设为过滤器颗粒物堆积量时的、与所述过滤器颗粒物堆积量的每单位增加量相对应的所述差压变换值的增加量设为差压变化率，

并将检测到由所述NO_X净化率计算部所实施的NO_X净化率的计算中所使用的所述NO_X传感器的检测值的时期设为传感器检测时期，

所述设定部在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将所述判断净化率设定为较大的值。

2.如权利要求1所述的排气净化系统的故障诊断装置，其中，

在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于所述预定的阈值的情况下，所述设定部将相对于所述传感器检测时期内的所述过滤器颗粒状物质堆积量的变化量的、所述判断净化率的变化量设为零，而设定所述判断净化率。

3.如权利要求1或2所述的排气净化系统的故障诊断装置，其中，

在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于所述预定的阈值的情况下，所述设定部在所述传感器检测时期内的所述选择性催化还原过滤器的温度较低时，与该选择性催化还原过滤器的温度较高时相比将所述判断净化率设定为较大的值。

4.一种排气净化系统的故障诊断装置，其对排气净化系统是否发生了故障进行诊断，所述排气净化系统具有选择性催化还原过滤器和氨供给装置，所述选择性催化还原过滤器被设置在内燃机的排气通道中且具有在过滤器中负载有选择性催化还原催化剂的结构，所述选择性催化还原催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO_X进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能，所述氨供给装置向所述选择性催化还原过滤器中供给氨，

在所述排气净化系统的故障诊断装置中，具备：

NO_X净化率计算部，其使用所述NO_X传感器的检测值来对所述选择性催化还原过滤器中的NO_X净化率进行计算，

所述排气净化系统的故障诊断装置还具备：

补正净化率计算部，其通过使由所述NO_X净化率计算部所计算出的所述选择性催化还原过滤器中的NO_X净化率以基于所述传感器检测时期内的所述差压变化率而确定的预定的减少量而减少，从而对补正净化率进行计算；

判断部，其在由所述补正净化率计算部所计算出的所述补正净化率在预定的判断净化率以下时，判断为所述排气净化系统发生了故障，所述预定的判断净化率是假定所述选择性催化还原过滤器中未堆积有颗粒状物质而设定的值，

所述补正净化率计算部在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于预定的阈值时，与该差压变化率在该预定的阈值以上时相比将所述减少量设为较大。

5.如权利要求4所述的排气净化系统的故障诊断装置，其中，

在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于所述预定的阈值的情况下，所述补正净化率计算部将相对于所述传感器检测时期内的所述过滤器颗粒物堆积量的变化量的、所述减少量的变化量设为零，而对所述补正净化率进行计算。

6.如权利要求4或5所述的排气净化系统的故障诊断装置，其中，

在所述传感器检测时期内的所述差压变化率小于所述预定的阈值的情况下，所述补正净化率计算部在所述传感器检测时期内的所述选择性催化还原过滤器的温度较低时，与该选择性催化还原过滤器的温度较高时相比将所述减少量设为较大。