DE102010000626A1

DE102010000626A1 - Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für ein Abgasreinigungssystem und Abgasreinigungssystem

Info

Publication number: DE102010000626A1
Application number: DE102010000626A
Authority: DE
Inventors: Kazuharu Kariya-city Tochikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: CN101832170B; JP4737312B2; DE102010000626B4; JP2010209771A; CN101832170A

Abstract

Eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für ein Abgasreinigungssystem hat einen eine Reinigungsrate berechnenden Abschnitt (S27) zum Berechnen einer Reinigungsrate von NOx und einen eine Qualität diagnostizierenden Abschnitt (S28, S32) zum Diagnostizieren einer Qualität einer Harnstofflösung (eines reduzierenden Mittels), basierend auf einem Grad einer Abweichung der Reinigungsrate zu einem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu einem letzten Stoppzeitpunkt einer Verbrennungsmaschine. Wenn die Qualität der Harnstofflösung während einer Maschinenstoppdauer unverändert bleibt, sollte sich die Reinigungsrate vor und nach der Stoppdauer nicht groß ändern. Die Qualität der Harnstofflösung, das heißt eine Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem, kann daher basierend auf dem Abweichungsgrad der Startzeitpunkts-Reinigungsrate von der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate diagnostiziert werden, ohne einen Sensor zum Erfassen einer Konzentration der Harnstofflösung notwendig zu machen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eine Abnormalität in einem Abgasreinigungssystem diagnostiziert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung, die eine Systemabnormalität diagnostiziert, die aus einer Abnormalität einer Harnstoffkonzentration in dem Fall, bei dem eine Harnstofflösung als ein reduzierendes Mittel verwendet ist, resultiert.
Als ein herkömmliches Verfahren zum Reinigen von NOx (Stickstoffoxiden), die in einem Abgas einer Verbrennungsmaschine enthalten sind, ist ein Verfahren bekannt, das dem Abgas der Verbrennungsmaschine ein reduzierendes Mittel hinzufügt und NOx in dem Abgas mit einem Katalysator durch Verwenden des hinzugefügten reduzierenden Mittels reinigt. Harnstoff wird beispielsweise als das reduzierende Mittel verwendet. In diesem Fall wird eine Harnstofflösung, die durch Auflösen des Harnstoffs in Wasser hergestellt wird, dem Abgas hinzugefügt. Ammoniak (NH₃) wird aus der hinzugefügten Harnstofflösung durch eine Hydrolyse erzeugt. Das Ammoniak reduziert an dem Katalysator NOx.
Es besteht eine Möglichkeit, dass die Harnstofflösung (das reduzierende Mittel), die in einem Tank gespeichert ist, eine Qualitätsveränderung verursacht, während die Verbrennungsmaschine nicht betrieben wird. Es besteht beispielsweise eine Sorge über eine Qualitätsänderung, die verursacht werden kann, wenn eine andere Flüssigkeit als die ordnungsgemäße Harnstofflösung, wie z. B. Wasser oder Leichtöl, in den Tank eingespeist wird, und sich somit eine Konzentration des Harnstoffes bedeutsam verringert. Es besteht ferner eine Sorge über eine Qualitätsänderung, die verursacht werden kann, wenn das Wasser in der Harnstofflösung verdampft, während die Verbrennungsmaschine für eine lange Zeitdauer nicht betrieben wird, und sich die Konzentration des Harnstoffs erhöht. Wenn die Niederkonzentrationsharnstofflösung hinzugefügt und verwendet wird, verringert sich aufgrund eines Mangels einer Versorgung mit Ammo niak eine NOx-Reinigungsrate. Wenn die Hochkonzentrationsharnstofflösung verwendet ist, tritt aufgrund einer übermäßigen Versorgung mit Ammoniak ein Ammoniakschlupf auf. Der Ammoniakschlupf stellt eine Entladung von überschüssigem Ammoniak aus dem Katalysator dar.
Als eine Gegenmaßnahme gegen solche Probleme ist herkömmlicherweise ein Konzentrationssensor zum Erfassen der Konzentration der Harnstofflösung in dem Tank vorgesehen, um basierend auf einem Erfassungswert des Konzentrationssensors die Konzentration (Qualität) der Harnstofflösung zu diagnostizieren. Wenn die Qualitätsabnormalität diagnostiziert wird, wird ein Benutzer über die Abnormalität gewarnt. Als ein Beispiel des Konzentrationssensors gibt es einen Sensor, der ein Wärmeerzeugungselement und einen Temperaturmessabschnitt hat, die voneinander getrennt angeordnet sind (Bezug nehmend auf Patentdokument 1: JP-A-2005-127262 ). Mit dem Sensor kann eine Wärmeübertragungscharakteristik der Harnstofflösung basierend auf einer Wärmeerzeugungsmenge des Wärmeerzeugungselements und einem Messwert des Temperaturmessabschnitts berechnet werden, und die Konzentration der Harnstofflösung kann basierend auf der berechneten Wärmeübertragungscharakteristik erfasst werden.
Die Vorrichtung, die die Qualität der Harnstofflösung (des reduzierenden Mittels) basierend auf dem Erfassungswert des Konzentrationssensors, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, diagnostiziert, erfordert jedoch, dass der Konzentrationssensor lediglich für die Qualitätsdiagnose verwendet ist. Der Konzentrationssensor des Patentdokuments 1 hat außerdem Probleme einer großen Größe des Sensorkörpers, eines hohen Aufwands und eines Elektrizitätsverbrauchs durch das Wärmeerzeugungselement, da der Konzentrationssensor das Wärmeerzeugungselement und den Temperaturmessabschnitt hat.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für ein Abgasreinigungssystem zu schaffen, die fähig ist, eine Abnormalität in einem Abgasreinigungssystem, wie z. B. eine Qualitätsabnormalität eines reduzierenden Mittels, mit einem einfachen Hardwareaufbau zu diagnostizieren.
Gemäß einem ersten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für ein Abgasreinigungssystem auf ein Abgasreinigungssystem angewendet, das eine ein reduzierendes Mittel hinzufügende Vorrichtung und einen Katalysator hat. Die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung hat einen Reinigungsraten berechnenden Abschnitt und einen diagnostizierenden Abschnitt. Der Reinigungsraten berechnende Abschnitt berechnet eine Reinigungsrate von NOx zu einem Stoppzeitpunkt einer Verbrennungsmaschine und eine Reinigungsrate von NOx zu einem Startzeitpunkt der Verbrennungsmaschine. Der diagnostizierende Abschnitt diagnostiziert basierend auf einem Grad einer Abweichung der Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt, ob eine Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem existiert.
Wenn die Qualität des reduzierenden Mittels während einer Stoppdauer der Verbrennungsmaschine unverändert ist, sollte sich die Reinigungsrate vor und nach der Stoppdauer nicht groß ändern. Das heißt, es sollte möglich sei, zu diagnostizieren, ob sich die Qualität des reduzierenden Mittels während der Stoppdauer geändert hat, indem man die Reinigungsraten vor und nach der Stoppdauer vergleicht. Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, daher die Qualität des reduzierenden Mittels basierend auf dem Abweichungsgrad der Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt diagnostiziert. Die Qualität des reduzierenden Mittels kann dementsprechend diagnostiziert werden, während die Notwendigkeit des Konzentrationssensors, der in dem Patendokument 1 und der gleichen beschrieben ist und der lediglich für die Diagnose verwendet ist, eliminiert wird.
Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung kann nicht nur die Qualität des reduzierenden Mittels, sondern ferner die Existenz/Nichtexistenz einer Abnormalität in einem Hardwareaufbau des Abgasreinigungssystems durch Durchführen der Diagnose basierend auf dem Abweichungsgrad diagnostiziert werden. Eine Existenz/Nichtexistenz einer Abnormalität in einem Katalysator kann beispielsweise, wie später im Detail beschrieben ist, diagnostiziert werden. Als ein Beispiel der Berechnung der Reinigungsrate durch den Reinigungsraten berechnenden Abschnitt gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Unterschied zwischen einer NOx-Menge, die in den Katalysator fließt, und einer NOx-Menge, die aus dem Katalysator fließt, als eine NOx-Reinigungsmenge berechnet werden, und ein Verhältnis der NOx-Reinigungsmenge zu der NOx-Zuflussmenge kann als die Reinigungsrate berechnet werden. Die NOx-Zuflussmenge und die NOx-Abflussmenge können basierend auf Erfassungswerten von NOx-Sensoren, die sich stromaufwärts und stromabwärts von dem Katalysator befinden, oder basierend auf einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine berechnet werden.
Der Reinigungsraten berechnende Abschnitt der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Abschnitt begrenzt, der die Reinigungsrate berechnet. Der Reinigungsraten berechnende Abschnitt kann alternativ eine physikalische Menge, die mit der Reinigungsrate stark korreliert ist, anstelle der Reinigungsrate berechnen. Eine Adsorptionsmenge des reduzierenden Mittels, das an dem Katalysator adsorbiert ist, ist beispielsweise mit der Reinigungsrate stark korreliert. Der Reinigungsraten berechnende Abschnitt kann daher die Adsorptionsmenge anstelle der Reinigungsrate berechnen.
Wenn sich beispielsweise die Konzentration des reduzierenden Mittels aufgrund des Einspeisens des Wassers in den Tank, der das reduzierenden Mittel speichert, verringert hat, verringert sich eine Menge einer Versorgung mit dem reduzierenden Mittel, mit dem der Katalysator versorgt wird, selbst wenn die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Mittels gleich ist. Als ein Resultat fällt die Reinigungsrate.
Gemäß einem zweiten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung diagnostiziert, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, der diagnostizierende Abschnitt, dass hier eine Niederkonzentrationsabnormalität auftritt, bei der sich eine Reduzierendes-Mittel-Konzentration des reduzierenden Mittels verringert, wenn die Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt um mindestens eine vorbestimmte Menge auf eine Verringerungsseite abweicht. Mit einer solchen Konzentration kann das Wesen der Qualitätsabnormalität des reduzie renden Mittels (d. h. die niedrige Konzentration) als das diagnostische Resultat erhalten werden, ohne den Konzentrationssensor eines reduzierenden Mittels zu verwenden.
Wenn sich die Konzentration des reduzierenden Mittels beispielsweise aufgrund der Verdampfung des Wassers des reduzierenden Mittels, während die Verbrennungsmaschine für eine lange Zeitdauer gestoppt war, erhöht hat, erhöht sich die Versorgungsmenge des reduzierenden Mittels, mit dem der Katalysator versorgt wird, selbst wenn die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Mittels gleich ist. Als ein Resultat gibt es einen Fall, bei dem sich die Reinigungsrate in einem Ausmaß erhöht, dass das reduzierende Mittel, das einer übermäßigen Versorgungsmenge entspricht, aus dem Katalysator fließt.
Gemäß einem dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung diagnostiziert daher, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, der diagnostizierende Abschnitt, dass eine Hochkonzentrationsabnormalität auftritt, bei der sich eine Reduzierendes-Mittel-Konzentration des reduzierenden Mittels erhöht, wenn die Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt um mindestens eine vorbestimmte Menge auf eine Erhöhungsseite abweicht. Mit einer solchen Konzentration kann das Wesen der Qualitätsabnormalität des reduzierenden Mittels (d. h. eine hohe Konzentration) als ein diagnostisches Resultat erhalten werden, ohne den Konzentrationssensor eines reduzierenden Mittels zu verwenden.
Das reduzierende Mittel, das zu dem Stoppzeitpunkt der Verbrennungsmaschine an dem Katalysator adsorbiert wurde, wird von dem Katalysator entladen und verringert sich während der Stoppdauer der Verbrennungsmaschine. Selbst wenn sich daher die Qualität des reduzierenden Mittels während der Stoppdauer nicht ändert, sollte die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt um eine Menge der Entladung niedriger als die Reinigungsrate zu dem Stoppzeitpunkt sein.
Gemäß einem vierten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat daher, ein Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung ferner einen Adsorptionsverringerungsmengen erhaltenden Abschnitt zum Erhalten von Informationen, die mit einer Verringerungsmenge des reduzierenden Mittels, das an dem Katalysator adsorbiert wurde, korreliert sind, was während einer Stoppdauer der Verbrennungsmaschine verursacht wurde, als Adsorptionsverringerungsmengeninformationen. Der diagnostizierende Abschnitt diagnostiziert basierend auf den Adsorptionsverringerungsmengeninformationen zusätzlich zu dem Abweichungsgrad die Abnormalität des Abgasreinigungssystems (genauer gesagt eine Qualität eines reduzierenden Mittels). Wenn somit die Qualität des reduzierenden Mittels basierend auf dem Abweichungsgrad der Reinigungsrate vor und nach dem Stoppen diagnostiziert wird, wird die Diagnose durch Berücksichtigen der Verringerungsmenge, die während der Stoppdauer durch die Entladung von dem Katalysator verursacht wird, durchgeführt. Die diagnostische Genauigkeit kann daher verbessert werden.
Als ein vorzuziehendes Beispiel der Adsorptionsverringerungsmengeninformationen weisen gemäß einem fünften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Adsorptionsverringerungsmengeninformationen mindestens eine Länge der Stoppdauer der Verbrennungsmaschine oder eine Umgebungstemperatur während der Stoppdauer auf.
Gemäß einem sechsten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung berechnet der Reinigungsraten berechnende Abschnitt eine Reinigungsrate zu einem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des Katalysators eine vorbestimmte Temperatur erreicht und eine Katalysatoraufwärmdauer endet, als die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt. Die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung hat ferner einen eine verwendete Menge berechnenden Abschnitt zum Berechnen einer Menge des reduzierenden Mittels, das an dem Katalysator adsorbiert wurde, was für die NOx-Reinigung während der Katalysatoraufwärmdauer als eine verwendete Menge einer Aufwärmdauer verwendet wird. Der diagnostizierende Abschnitt diagnostiziert basierend auf der verwendeten Menge einer Aufwärmdauer zusätzlich zu dem Abweichungsgrad die Abnormalität des Abgasreinigungssystems (genauer gesagt eine Qualität eines reduzierenden Mittels).
Das reduzierende Mittel, das an dem Katalysator zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungsmaschine adsorbiert wurde, wird während der Katalysatoraufwärmdauer für die NOx-Reinigung verwendet und verringert sich daher. Selbst wenn sich daher die Qualität des reduzierenden Mittels während der Stoppdauer nicht ändert, sollte die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt (d. h. dem Katalysatoraufwärmendzeitpunkt) um die verwendete Menge niedriger als die Reinigungsrate zu dem Stoppzeitpunkt sein.
Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen sechsten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, wenn die Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem basierend auf dem Abweichungsgrad der Reinigungsrate vor und nach dem Stoppen diagnostiziert wird, die Diagnose durch Berücksichtigen der Verringerungsmenge des reduzierenden Mittels, das für die NOx-Reinigung während der Katalysatoraufwärmdauer verwendet wurde, von dem reduzierenden Mittel, das zu dem Startzeitpunkt adsorbiert wurde, durchgeführt. Die diagnostische Genauigkeit kann daher verbessert werden. Als ein Beispiel der Berechnung der verwendeten Menge einer Aufwärmdauer kann die verwendete Menge einer Aufwärmdauer basierend auf der Länge der Katalysatoraufwärmdauer, der Maschinendrehgeschwindigkeit oder einer Maschinenlast während der Katalysatoraufwärmdauer und dergleichen berechnet werden.
Es gibt ferner einen Fall, bei dem sich die Menge des reduzierenden Mittels, das zu dem Stoppzeitpunkt der Verbrennungsmaschine an dem Katalysator adsorbiert wurde, (d. h. die Adsorptionsmenge) unterscheidet, selbst wenn die Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt gleich ist. Wenn sich die Adsorptionsmenge zu dem letzten Stoppzeitpunkt unterscheidet, variiert die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt, selbst wenn die Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt gleich ist und sich die Qualität des reduzierenden Mittels während der Stoppdauer nicht ändert. Die Adsorptionsmenge zu dem letzten Stoppzeitpunkt unterscheidet sich gemäß dem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine in der letzten Zeit. Die Adsorptionsmenge zu dem Stoppzeitpunkt verringert sich beispielsweise, wenn der Betrieb in einem Zustand kontinuierlich durchgeführt wurde, in dem eine große Menge von NOx aus einer Verbrennungskammer entladen wird.
Gemäß einem siebten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung ferner einen Adsorptionsmengen erhaltenden Abschnitt zum Erhalten von Verlaufsinformationen, die mit einer Adsorptionsmenge eines reduzierenden Mittels zu dem letzten Stoppzeitpunkt korreliert sind, aus den Betriebsverläufen der Verbrennungsmaschine als Betriebsverlaufsinformationen. Der diagnostizierende Abschnitt diagnostiziert die Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem (genauer gesagt eine Qualität einer Lösung eines reduzierenden Mittels) basierend auf den Betriebsverlaufsinformationen zusätzlich zu dem Abweichungsgrad. Mit einem solchen Aufbau wird, wenn die Qualität des reduzierenden Mittels basierend auf dem Abweichungsgrad der Reinigungsrate vor und nach dem Stoppen diagnostiziert wird, die Diagnose durch Berücksichtigen der Adsorptionsmenge zu dem Stoppzeitpunkt durchgeführt. Die diagnostische Genauigkeit kann daher verbessert werden.
Als ein vorzuziehendes Beispiel der Betriebsverlaufsinformationen weisen gemäß einem achten Beispiel Aspekte der vorliegenden Erfindung die Betriebsverlaufsinformationen mindestens entweder einen Hinzufügungsmengenverlauf des reduzierenden Mittels bis zu dem letzten Stoppzeitpunkt, einen NOx-Abflussmengenverlauf von dem Katalysator bis zu dem letzten Stoppzeitpunkt oder eine Temperatur des Katalysators zu dem Stoppzeitpunkt auf.
Gemäß einem neunten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat das Abgasreinigungssystem einen NOx-Sensor zum Erfassen einer Menge von NOx, das aus dem Katalysator fließt, und einen Steuerabschnitt zum Steuern einer Hinzufügungsmenge eines reduzierenden Mittels, das durch die ein reduzierendes Mittel hinzufügende Vorrichtung hinzugefügt wird, basierend auf der NOx-Menge, die durch den NOx-Sensor erfasst wird. Die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung hat ferner einen eine Hardwareabnormalität bestimmenden Abschnitt zum Bestimmen, ob in mindestens entweder dem NOx-Sensor oder der ein reduzierendes Mittel hinzufügenden Vorrichtung eine Abnormalität existiert. Der diagnostizierende Abschnitt gibt ein diagnostisches Resultat aus, das eine Abnormalität einer Qualität des reduzierenden Mittels unter einer Bedingung angibt, dass der eine Hardwareabnormalität bestimmende Abschnitt bestimmt, dass es keine Abnormalität gibt.
Wenn eine Abnormalität in dem NOx-Sensor oder der ein reduzierendes Mittel hinzufügenden Vorrichtung auftritt, nimmt die Reinigungsrate, die durch den Reinigungsraten berechnenden Abschnitt berechnet wird, einen fehlerhaften Wert an. In einem solchen Fall besteht eine Sorge, dass ein fehlerhaftes diagnostisches Resultat, das eine Qualitätsabnormalität angibt, ausgegeben wird, obwohl das reduzierende Mittel normal ist. Mit dem Aufbau gemäß dem neunten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird das diagnostische Resultat, das die Abnormalität der Qualität des reduzierenden Mittels angibt, unter der Bedingung ausgegeben, dass es in dem NOx-Sensor und der ein reduzierendes Mittel hinzufügenden Vorrichtung keine Abnormalität gibt. Die im Vorhergehenden beschriebene fehlerhafte Diagnose kann daher vermieden werden.
Wenn der Katalysator eine Alterungsdegradation verursacht und sich seine Reinigungsleistung verschlechtert, kann eine erwartete NOx-Reinigungsleistung nicht ausgeübt werden, selbst wenn das normale reduzierende Mittel hinzugefügt wird. Als ein Resultat gibt es einen Fall, bei dem der diagnostizierende Abschnitt fehlerhaft die Qualitätsverschlechterung des reduzierenden Mittels diagnostiziert.
Gemäß einem zehnten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat, eine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt konzentrierend, die Abnormalitätsdiagnosevorrichtung ferner einen eine Katalysatorabnormalität bestimmenden Abschnitt zum Bestimmen, dass es einen abnormalen Zustand gibt, bei dem sich die Reinigungsleistung des Katalysators verschlechtert, wenn ein diagnostisches Resultat, das angibt, dass der Abweichungsgrad gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge ist, eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder darüber ausgegeben wird. Der abnormale Zustand des Katalysators kann daher detektiert werden.
Gemäß einem elften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Abgasreinigungssystem die im Vorhergehenden beschriebene Abnormalitätsdiagnosevorrichtung für das Abgasreinigungssystem und mindestens entweder eine ein reduzierendes Mittel hinzufügende Vorrichtung, den Katalysator oder einen NOx-Sensor zum Erfassen einer Menge von NOx, die aus dem Katalysator fließt. Ein solches Abgasreinigungssystem kann die im Vorhergehenden erwähnten verschiedenen Effekte ähnlich bewirken.
Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels sowie Verfahren eines Betriebs und die Funktion der verwandten Teile sind aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, offensichtlich. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, das ein Abgasreinigungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte eines Stoppzeitpunkts-Reinigungsratenberechnungsverarbeitens gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte eines Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeitens gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ein Diagramm, das eine Reinigungsratenänderung in dem Fall einer Niederkonzentrationsabnormalität gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; und
5 ein Diagramm, das die Reinigungsratenänderung in dem Fall einer Hochkonzentrationsabnormalität gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
Ein Abgasreinigungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das Abgasreinigungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel reinigt unter Verwendung eines selektiven Reduktionskatalysators NOx in dem Abgas und ist als ein Harnstoff-SCR-(= selective catalytic reduction = selektive katalytische Reduktion)System aufgebaut.
Ein Aufbau des Systems ist zuerst im Detail unter Bezugnahme auf 1 erläutert. 1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm, das einen Entwurf des Harnstoff-SCR-Systems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat verschiedene Betätigungsvorrichtungen, verschiedene Sensoren, eine elektronische Steuerungseinheit 40 (ECU; ECU = electronic control unit) und dergleichen zum Reinigen von Abgas, das durch eine Dieselmaschine (nicht gezeigt), die in einem Automobil angebracht ist, entladen wird.
Ein Abgasrohr 11, das mit einem Maschinenhauptkörper verbunden ist und einen Abgaskanal definiert, ist in einem Maschinenabgassystem von 1 vorgesehen. Ein DPF 12 (Dieselpartikelfilter) und ein selektiver Reduktionskatalysator 13 (SCR-Katalysator) sind in dem Abgasrohr 11 in dieser Reihenfolge von einer Abgasstromaufwärtsseite in Reihe vorgesehen. Ein Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 (eine ein reduzierendes Mittel hinzufügende Vorrichtung) zum Hinzufügen und Zuführen einer Harnstofflösung (wässrigen Harnstofflösung) als ein reduzierendes Mittel in das Abgasrohr 11 ist in dem Abgasrohr 11 zwischen dem DPF 12 und dem SCR-Katalysator 13 vorgesehen.
Ein Stromaufwärts-NOx-Sensor 16 ist in dem Abgasrohr 11 stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 13 vorgesehen. Der Stromaufwärts-NOx-Sensor 16 erfasst stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 13 eine NOx-Menge in dem Abgas (d. h. eine NOx-Menge, die in den SCR-Katalysator 13 fließt).
Ein Stromabwärts-NOx-Sensor 17 ist in dem Abgasrohr 11 stromabwärts von dem SCR-Katalysator 13 vorgesehen. Der Stromabwärts-NOx-Sensor 17 erfasst eine NOx-Menge in dem Abgas stromabwärts von dem SCR-Katalysator 13 (d. h. eine NOx-Menge, die aus dem SCR-Katalysator 13 fließt). Temperatursensoren zum Erfassen einer Abgastemperatur können in den NOx-Sensoren 16, 17 aufgenommen sein.
Ein Oxidationskatalysator 19 als eine Ammoniak entfernende Vorrichtung ist in dem Abgasrohr 11 stromabwärts von dem SCR-Katalysator 13 vorgesehen. Der Oxidationskatalysator 19 entfernt Ammoniak (NH₃), das von dem SCR-Katalysator 13 entladen wird, d. h. überschüssiges Ammoniak.
Der DPF 12, der SCR-Katalysator 13, das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15, der Stromaufwärts-NOx-Sensor 16, der Stromabwärts-NOx-Sensor 17 und der Oxi dationskatalysator 19 entsprechen Vorrichtungen, die das Abgasreinigungssystem bilden.
Ein jeweiliger Aufbau der im Vorhergehenden beschriebenen Vorrichtungen, die das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden, ist als Nächstes jeweils erläutert.
Der DPF 12 ist ein Partikelstoff entfernender bzw. Ruß entfernender Filter, der Partikelstoffe (PM; PM = paticulate matters) in dem Abgas sammelt. Der DPF 12 trägt einen platinbasierten Oxidationskatalysator. Der Oxidationskatalysator entfernt lösliche organische Anteile (SOF; SOF = soluble organic fractions) als eine Komponente der Partikelstoffe, Kohlenwasserstoff (HC; HC = Hydrocarbon) und Kohlenmonoxid (CO; CO = Carbon Monoxide). Die Partikelstoffe, die durch den DPF 12 gesammelt werden, werden verbrannt und durch eine Nacheinspritzung, die nach einer Hauptkraftstoffeinspritzung in der Dieselmaschine oder dergleichen (als ein Regenerationsverarbeiten) durchgeführt wird, entfernt. Der DPF 12 kann somit kontinuierlich verwendet werden.
Der SCR-Katalysator 13 fördert eine Reduktionsreaktion von NOx (d. h. eine Abgasreinigungsreaktion). Der SCR-Katalysator 13 fördert beispielsweise folgende Reaktionen, um NOx in dem Abgas zu reduzieren.
Formel 1:

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

Formel 2:

6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O

Formel 3:

NO + NO₂ + 2NH₃ → 2N₂ + 3H₂O

Das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15, das stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 13 vorgesehen ist, fügt das Ammoniak (NH₃) als das reduzierende Mittel von NOx in den vorhergehenden Reaktionen hinzu und führt dieses zu.
Das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der existierende Einspritzer bzw. Injektor. Ein gut bekannter Aufbau des existierenden Injektors kann als der Aufbau des Harnstofflösungshinzufügungsventils 15 wie folgt beispielweise genutzt sein. Das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 ist als ein elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil, das einen Treibabschnitt, der durch ein elektromagnetisches Solenoid und dergleichen gebildet ist, und einen Ventilkörperabschnitt hat, der eine Nadel zum Öffnen und Schließen eines Harnstofflösungskanals, durch den die Harnstofflösung geht, oder eines Spitzenausstoßlochs 15a hat. Das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 öffnet und schließt basierend auf einem Treibsignal von der ECU 40. Wenn das elektromagnetische Solenoid basierend auf dem Treibsignal erregt wird, bewegt sich die Nadel gemäß der Erregung in einer Ventilöffnungsrichtung, und die Harnstofflösung wird aufgrund der Bewegung der Nadel aus dem Spitzenausstoßloch 15a hinzugefügt (eingespritzt).
Die Harnstofflösung wird aufeinander folgend von einem Harnstofflösungstank 21 dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 zugeführt. Der Harnstofflösungstank 21 ist durch einen hermetischen Behälter, der einen flüssigkeitszuführenden Deckel hat, gebildet. Der Harnstofflösungstank 21 speichert innen die Harnstofflösung einer vorgeschriebenen Konzentration CNH (beispielsweise 32,5%). Der Harnstofflösungstank 21 und das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 sind durch ein Harnstofflösungsversorgungsrohr 22 verbunden. Das Harnstofflösungsversorgungsrohr 22 definiert innen einen Harnstofflösungskanal (Kanal eines reduzierenden Mittels). Eine elektrische Harnstofflösungspumpe 23, die basierend auf einem Treibsignal von der ECU 40 getrieben und gedreht wird, ist in der Mitte des Harnstofflösungsversorgungsrohrs 22 vorgesehen.
Wenn die Harnstofflösungspumpe 23 getrieben wird, geht die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 durch eine Filtervorrichtung 25. Die Harnstofflösung wird dann durch ein Druckregelventil 26 auf einen vorbestimmten Versorgungsdruck gere gelt und zu dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 gepumpt. Eine überschüssige Harnstofflösung, die durch die Druckregelung durch das Druckregelventil 26 erzeugt wird, wird durch ein Rückführungsrohr 27 zu dem Harnstofflösungstank 21 zurückgeführt.
Das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ein Anzeigefeld 33, das vor einem Sitz eines Fahrers vorgesehen ist. Das Anzeigefeld 33 zeigt verschiedene Typen von Informationen über ein Fahrzeug, wie zum Beispiel eine Maschinendrehgeschwindigkeit, eine Maschinenkühlmitteltemperatur, einen Kraftstoffpegel und eine Harnstofflösungsrestmenge, an. Die ECU 40 führt verschiedene Typen einer Anzeigesteuerung des Anzeigefelds 33 durch.
Die ECU 40 ist der Hauptteil, der eine Steuerung über die Abgasreinigung als die elektronische Steuerungseinheit in dem System durchführt. Die ECU 40 hat einen Mikrocomputer (nicht gezeigt). Die ECU 40 führt verschiedene Typen einer Steuerung, die die Abgasreinigung betreffen, durch Betreiben der verschiedenen Betätigungsvorrichtungen, einschließlich des Harnstofflösungshinzufügungsventils 15, in verschiedenen Modi basierend auf Erfassungswerten der verschiedenen Sensoren durch. Die ECU 40 empfängt genauer gesagt beispielsweise von den verschiedenen Sensoren, wie z. B. dem Stromaufwärts-NOx-Sensor 16 und dem Stromabwärts-NOx-Sensor 17, die Erfassungssignale und steuert basierend auf den empfangenen Signalen eine Erregungszeit des Harnstofflösungshinzufügungsventils 15, eine Treibmenge der Harnstofflösungspumpe 23 und dergleichen. Die ECU 40 führt somit zu geeigneten Zeitpunkten eine geeignete Menge der Harnstofflösung in das Abgasrohr 11 zu.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Maschine in Betrieb ist, die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 durch das Harnstofflösungsversorgungsrohr 22 durch das Treiben der Harnstofflösungspumpe 23 zu dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 gepumpt, und die Harnstofflösung wird durch das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 hinzugefügt und in das Ausstoßrohr 11 zugeführt. Dem SCR-Katalysator 13 wird somit zusammen mit dem Abgas in dem Abgasrohr 11 die Harnstofflösung zugeführt, und das Abgas wird durch die Reduktionsreaktion von NOx in dem SCR-Katalysator 13 gereinigt. Wenn NOx reduziert wird, wird die Harnstofflösung durch eine folgende Reaktion unter einer hohen Temperatur aufgrund beispielsweise einer Abgaswärme hydrolysiert.
Formel 4:

(NH₂)₂CO + H₂O → 2NH₃ + CO₂

Das Ammoniak (NH₃) wird somit erzeugt. Das Ammoniak adsorbiert an dem SCR-Katalysator 13, und NOx in dem Abgas wird selektiv reduziert und durch das Ammoniak in dem SCR-Katalysator 13 entfernt. Das heißt, NOx wird an dem SCR-Katalysator 13 durch die Reduktionsreaktionen (durch Reaktionen, die durch die im Vorhergehenden beschriebenen Formeln 1 bis 3 gezeigt sind) basierend auf dem Ammoniak reduziert und gereinigt.
Eine Harnstoffhinzufügungsmenge, die durch das Harnstoffhinzufügungsventil 15 in das Abgas hinzugefügt wird, wird berechnet, um ein Überschuss und einen Mangel des Ammoniaks gemäß der NOx-Menge in dem Abgas, die durch den Stromabwärts-NOx-Sensor 17 erfasst wird, zu verhindern. Eine Rückkopplungssteuerung der Harnstoffhinzufügungsmenge wird beispielweise derart durchgeführt, dass die NOx-Menge, die durch den Stromabwärts-NOx-Sensor 17 erfasst wird, null wird.
Wenn jedoch die Konzentration der Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungstank 21 gespeichert ist, von der vorgeschriebenen Konzentration CNH abweicht, oder wenn eine andere Flüssigkeit als die Harnstofflösung in den Harnstofflösungstank 21 gemischt wird, kann keine geeignete Menge des Ammoniaks hinsichtlich der NOx-Menge in dem Abgas zugeführt werden. In einem solchen Fall wird damit gerechnet, dass eine NOx-Reinigungsrate abnimmt oder als ein Resultat ein Ammoniakschlupf auftritt.
Das heißt, es wird damit gerechnet, dass beispielsweise, wenn die Maschine für eine lange Zeit in einem gestoppten Zustand gelassen wird, eine Wasserkomponente der Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 verdampft, und die Konzentration der Harnstofflösung höher als die vorgeschriebene Konzentration CNH wird. In einem solchen Fall wird damit gerechnet, dass eine Ammoniakversorgungsmenge in das Abgas hinsichtlich einer NOx-Entladungsmenge übermäßig wird und als ein Resultat der Ammoniakschlupf auftritt. Wenn ein Benutzer Wasser in den Harnstofflösungstank 21 anstatt der Harnstofflösung der vorgeschriebenen Konzentration CNH einspeist, oder der Benutzer die Harnstofflösung mit einer Harnstoffkonzentration, die niedriger als die vorgeschriebene Konzentration CNH ist, in den Harnstofflösungstank 21 einspeist, wird damit gerechnet, dass die Konzentration der Harnstofflösung niedriger als die vorgeschriebene Konzentration CNH wird. In einem solchen Fall besteht eine Sorge, dass die Ammoniakversorgungsmenge in das Abgas mangelhaft wird, und als ein Resultat fällt die NOx-Reinigungsrate des Abgases. Wenn der Benutzer unabsichtlich oder absichtlich eine Flüssigkeit (z. B. Leichtöl), die sich von der Harnstofflösung unterscheidet, in den Harnstofflösungstank 21 aus Anlass der Nachfüllung des Harnstofflösungstanks 21 einspeist, besteht eine Sorge, dass die sich unterscheidende Flüssigkeit die Qualität der Harnstofflösung verschlechtert und die NOx-Reinigungsrate fällt oder als ein Resultat ein Systemausfall auftritt.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat seine Aufmerksamkeit auf die folgenden Punkte konzentriert, um solche Sorgen zu eliminieren. Das heißt, wenn die Qualität der Harnstofflösung während der Maschinenstoppdauer unverändert ist, sollte sich die Reinigungsrate vor und nach der Stoppdauer nicht groß ändern. Wenn mit anderen Worten eine Änderung der Reinigungsrate vor und nach der Stoppdauer auftritt, sollte es möglich sein, zu diagnostizieren, dass eine Änderung der Qualität der Harnstofflösung aufgrund des Einspeisens von Wasser oder Leichtöl, der Verdampfung der Wasserkomponente oder dergleichen während der Stoppdauer aufgetreten ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher basierend auf einem Grad einer Abweichung einer Reinigungsrate ηstart zu einem Maschinenstartzeitpunkt (oder strenger t3 in 4 unmittelbar nach einem Maschinenstart) von einer Reinigungsrate ηzuletzt zu einem Maschinenstoppzeitpunkt (t1 in 4) eine Diagnose durchgeführt. Wenn der Abweichungsgrad groß ist, wird die Qualität der Harnstofflösung als abnormal diagnostiziert.
Ein Teil des Ammoniaks, der an dem SCR-Katalysator 13 adsorbiert wird, wird während der Maschinenstoppdauer (von t1 bis t2 in 4) von dem SCR-Katalysator 13 entladen. Selbst wenn sich daher die Qualität der Harnstofflösung während der Stoppdauer nicht ändert, sollte die Reinigungsrate ηstart zu dem Startzeitpunkt gemäß der Verringerung der Adsorptionsmenge des Ammoniaks aufgrund der Entladung fallen. Die Qualität der Harnstofflösung wird daher bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Berücksichtigen einer Verringerung der Reinigungsrate, die während der Stoppdauer verursacht wird, (auf die im Folgenden als eine Adsorptionsverringerungsmenge Bezug genommen ist) diagnostiziert.
Ein Aufwärmbetrieb des SCR-Katalysators 13 ist unmittelbar nach dem Maschinenstart notwendig. Die Harnstofflösungshinzufügung von dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 15 wird verschoben, bis das Katalysatoraufwärmen abgeschlossen ist. Das Ammoniak, das sich an dem SCR-Katalysator 13 zu dem Maschinenstartzeitpunkt (d. h. dem Verbrennungsstartzeitpunkt) adsorbiert hat, wird daher für die NOx-Reinigung während der Katalysatoraufwärmdauer verwendet und verringert sich daher (von t2 bis t3 in 4). Selbst wenn sich daher die Qualität der Harnstofflösung während der Stoppdauer nicht ändert, sollte die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt (dem Katalysatoraufwärmendzeitpunkt) niedriger als die Reinigungsrate zu dem Stoppzeitpunkt um die Menge sein, die während der Katalysatoraufwärmdauer verwendet wird. Die Qualität der Harnstofflösung wird daher bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Berücksichtigen einer solchen Verringerung der Reinigungsrate, die durch die Katalysatoraufwärmdauer verursacht wird, (auf die im Folgenden als eine verwendete Menge einer Aufwärmdauer Bezug genommen ist), diagnostiziert.
Ein Verarbeiten zum Diagnostizieren der Qualität der Harnstofflösung, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist unter Verwendung der in 2 und 3 gezeigten Flussdiagramme im Folgenden erläutert.
Zuerst ist ein Verarbeiten zum Berechnen der Reinigungsrate zu dem Maschinenstoppzeitpunkt (Stoppzeitpunkts-Reinigungsratenberechnungsverarbeiten) erläutert. 2 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte des Stoppzeitpunkts-Reinigungsratenberechnungsverarbeitens gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Mikrocomputer der ECU 40 führt das Verarbeiten in einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholt durch, während die Maschine in Betrieb ist.
Bei S11 (ein Hardwareabnormalität bestimmender Abschnitt) von 2 wird bestimmt, ob ein Hardwaresystem des Abgasreinigungssystems abnormal ist. Eine Abnormalitätsbestimmung über eine Unterbrechung, einen Kurzschluss und dergleichen wird beispielsweise über die Systemkomponenten, wie zum Beispiel das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15, den Stromaufwärts-NOx-Sensor 16, den Stromabwärts-NOx-Sensor 17 und die Harnstofflösungspumpe 23 durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass in dem Hardwaresystem eine Abnormalität besteht (S11: JA), wird in dem folgenden S12 eine Warnanzeige oder ein Warnton durch das Anzeigefeld 33 erzeugt, um beispielsweise einem Fahrzeugbetreiber die Existenz der Abnormalität in dem Hardwaresystem mitzuteilen. Das Verarbeiten von 2 wird dann beendet.
Wenn bei S11 bestimmt wird, dass keine Abnormalität in dem Hardwaresystem besteht, und dass das Hardwaresystem normal ist (S11: NEIN), wird bei dem folgenden S13 bestimmt, ob der derzeitige Maschinenbetriebszustand ein Zustand ist, bei dem das Katalysatoraufwärmen abgeschlossen wurde. Ein Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des SCR-Katalysators 13 eine vorbestimmte Temperatur, nachdem die Verbrennung in der Verbrennungskammer gestartet ist, erreicht, wird als ein Katalysatoraufwärmabschlusszeitpunkt verwendet.
Wenn bestimmt wird, dass der derzeitige Zustand nicht der Katalysatoraufwärmabschlusszustand (S13: NEIN) ist, wird das Verarbeiten von 2 beendet. Wenn bestimmt wird, dass der derzeitige Zustand der Katalysatoraufwärmabschlusszustand ist (S13: JA), wird eine Reinigungsrate ηzuletzt des derzeitigen Zeitpunkts basierend auf den Erfassungswerten des Stromaufwärts-NOx-Sensors 16 und des Stromabwärts-NOx-Sensors 17 bei dem folgenden S14 (Reinigungsraten berechnender Abschnitt) berechnet. Das Berechnungsresultat wird gespeichert und aufeinanderfolgend aktualisiert. Die Reinigungsrate ηzuletzt, die zu dem Maschinenstoppzeitpunkt (t1 in 4) gespeichert wurde, entspricht daher der Reinigungsrate zu dem Maschinenstoppzeitpunkt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Unterschied zwischen der Menge von NOx, die in den SCR-Katalysator 13 fließt (NOx-Zuflussmenge), und der Menge von NOx, die aus dem SCR-Katalysator 13 fließt (NOx-Abflussmenge), als eine NOx-Reinigungsmenge betrachtet. Ein Verhältnis der NOx-Reinigungsmenge zu der NOx-Zuflussmenge ist als die Reinigungsrate verwendet. Die NOx-Zuflussmenge wird basierend auf dem Erfassungswert des Stromaufwärts-NOx-Sensors 16 berechnet. Die NOx-Abflussmenge wird basierend auf dem Erfassungswert des Stromabwärts-NOx-Sensors 17 berechnet.
Der Maschinenstoppzeitpunkt ist ein Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmaschine tatsächlich stoppt, oder ein Zeitpunkt, zu dem damit gerechnet wird, dass die Verbrennungsmaschine stoppt. Genauer gesagt ist der Maschinenstoppzeitpunkt ein Zeitpunkt, zu dem ein Zündschalter von EIN zu AUS geschaltet wird, oder ein Zeitpunkt, zu dem die Maschinendrehgeschwindigkeit null oder ein Wert nahe null wird. Bei einem Beispiel von 4, das später erläutert ist, ist ein Zeitpunkt t1, zu dem die Maschinendrehgeschwindigkeit null wird, als der Maschinenstoppzeitpunkt verwendet.
In dem folgenden S15 (eine Adsorptionsmenge erhaltender Abschnitt) werden Verlaufsinformationen bzw. Geschichtsinformationen (Betriebsverlaufsinformationen), die mit der NH₃-Adsorptionsmenge korreliert sind, aus Maschinenbetriebsverläufen erhalten. Die erhaltenen Informationen werden gespeichert und aufeinander folgend aktualisiert. Die Informationen, die zu dem Maschinenstoppzeitpunkt gespeichert wurden, entsprechen daher den Betriebsverlaufsinformationen zu dem Maschinenstoppzeitpunkt. Beispiele der Betriebsverlaufsinformationen sind ein Hinzufügungsmengenverlauf der Harnstofflösung, ein NOx-Abflussmengenverlauf von dem SCR-Katalysator 13, eine Temperatur des SCR-Katalysators 13 und dergleichen. Ein Verarbeiten zum Diagnostizieren der Qualität der Harnstofflösung (Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeiten) ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 3 erläutert. 3 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte des Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeitens gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Mikrocomputer der ECU 40 (qualitätsdiagnostizierende Vorrichtung) führt das Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeiten durch. Das Verarbeiten wird lediglich zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Abschluss des Katalysatoraufwärmens gestartet. Das Verarbeiten von 3 kann beispielsweise durch den Abschluss des Katalysatoraufwärmens ausgelöst und lediglich einmal durchgeführt werden. Eine Dauer, seitdem das Katalysatoraufwärmen abgeschlossen ist, bis eine vorbestimmte Zeit danach verstreicht, kann alternativ als die Dauer unmittelbar nach dem Abschluss des Katalysatoraufwärmens verwendet werden, und das Verarbeiten von 3 kann während der Dauer unmittelbar nach dem Abschluss des Katalysatoraufwärmens wiederholt durchgeführt werden.
Bei S21 (ein eine Hardwareabnormalität bestimmender Abschnitt) von 3 wird zuerst bestimmt, ob das Hardwaresystem des Abgasreinigungssystems abnormal ist. Eine Abnormalitätsbestimmung über eine Unterbrechung, einen Kurzschluss und dergleichen wird beispielweise über die Systemkomponenten, wie zum Beispiel das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15, den Stromaufwärts-NOx-Sensor 16, den Stromabwärts-NOx-Sensor 17 und die Harnstofflösungspumpe 23, durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass es in dem Hardwaresystem eine Abnormalität gibt (S21: JA), wird in einem folgenden S22 durch das Anzeigefeld 33 eine Warnanzeige oder ein Warnton erzeugt, um beispielsweise dem Fahrzeugbetreiber die Existenz der Abnormalität in dem Hardwaresystem mitzuteilen. Das Verarbeiten von 3 wird dann beendet.
Wenn bei S21 bestimmt wird, dass es in dem Hardwaresystem keine Abnormalität gibt, und dass das Hardwaresystem normal ist (S21: NEIN), werden die Länge der Stoppdauer von dem letzten Maschinenstoppzeitpunkt zu dem derzeitigen Maschinenstartpunkt und ein Verlauf einer Umgebungstemperatur während der Stoppdauer als die Informationen (Adsorptionsverringerungsmengeninformationen), die mit der Ammoniakentladungsmenge, die von dem SCR-Katalysator 13 (d. h. die Verringerungsmenge einer NH₃-Adsorption) während der Maschinenstoppdauer entladen wird, korreliert sind, bei einem folgenden S23 (einem Adsorptionsverringerungsmengen erhaltenden Abschnitt) erhalten.
Bei einem folgenden S24 wird die Adsorptionsverringerungsmenge basierend auf der Länge der Stoppdauer und dem Umgebungstemperaturverlauf, die bei S23 erhalten werden, berechnet. Die Adsorptionsverringerungsmenge wird als größer berechnet, sowie sich die Stoppdauer verlängert und sich die Umgebungstemperatur erhöht.
In einem folgenden S25 (berechnenden Abschnitt einer verwendeten Menge) wird die im Vorhergehenden erwähnte verwendete Menge einer Aufwärmdauer basierend auf den Erfassungsverläufen des Stromaufwärts-NOx-Sensor 16 und des Stromabwärts-NOx-Sensor 17 während der Katalysatoraufwärmdauer berechnet. Die verwendete Menge einer Aufwärmdauer wird beispielsweise basierend auf der Länge der Katalysatoraufwärmdauer, der Maschinendrehgeschwindigkeit und einer Maschinenlast während der Katalysatoraufwärmdauer und dergleichen berechnet.
In einem folgenden S26 wird eine Schätzung der Reinigungsrate (geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt) zu dem Maschinenstartzeitpunkt (strenger ausgedrückt: t3 unmittelbar nach dem Maschinenstart) in dem Fall, bei dem angenommen wird, dass sich die Qualität der Harnstofflösung während der Maschinenstoppdauer nicht ändert und normal ist, berechnet. Bei der Berechnung wird die geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt basierend auf der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt, die bei S14 berechnet wird, der Adsorptionsverringerungsmenge, die bei S24 berechnet wird, der verwendeten Menge einer Aufwärmdauer, die bei S25 berechnet wird, und den Betriebsverlaufsinformationen, die bei S15 erhalten werden, berechnet. Die Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt wird genauer gesagt zuerst basierend auf den Betriebsverlaufsinformationen korrigiert. Die geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt wird dann durch Subtrahieren der Verringerungsmenge der Reinigungsrate, die der Adsorptionsverringerungsmenge entspricht, und der Verringerungsmenge der Reinigungsrate, die der verwendeten Menge einer Aufwärmperiode entspricht, von der korrigierten Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt berechnet.
Bei einem folgenden S27 (einem Reinigungsraten berechnenden Abschnitt) wird die derzeitige Reinigungsrate, d. h. die Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart zu dem Zeitpunkt t3 unmittelbar nach dem Start, basierend auf den Erfassungswerten des Stromaufwärts-NOx-Sensors 16 und des Stromabwärts-NOx-Sensors 17 berechnet. Ein Verhältnis der Reinigungsmenge zu der NOx-Zuflussmenge wird genauer gesagt als die Reinigungsrate wie bei der Berechnung der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt bei S14 berechnet. Die NOx-Zuflussmenge wird basierend auf dem Erfassungswert des Stromaufwärts-NOx-Sensors 16 berechnet. Die NOx-Abflussmenge wird basierend auf dem Erfassungswert des Stromabwärts-NOx-Sensors 17 berechnet.
Bei den folgenden S28 und S32 wird die Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart, die bei S27 berechnet wird, mit der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt, die bei S26 berechnet wird, verglichen. Es wird somit bestimmt, ob ein Grad einer Abweichung zwischen den Reinigungsraten größer als ein vorbestimmter Wert α ist, der vorher eingestellt wird. Zu der gleichen Zeit wird bestimmt, ob die Abweichung der Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt auf einer Verringerungsseite oder einer Erhöhungsseite der Reinigungsrate ist. Das heißt, es wird bei S28 (diagnostizierender Abschnitt) bestimmt, ob die Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt auf der Reinigungsratenverringerungsseite über den vorbestimmten Wert α abgewichen ist (d. h., ob die Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart niedriger als die geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt minus dem vorbestimmten Wert α ist). Bei S32 (diagnostizierender Abschnitt) wird bestimmt, ob die Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt auf der Reinigungsratenerhöhungsseite über den vorbestimmten Wert α abgewichen ist (d. h., ob die Startzeit-Reinigungsrate ηstart höher als die geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt plus dem vorbestimmten Wert α ist).
4 zeigt ein Beispiel einer Reinigungsratenänderung bei dem Fall, bei dem die Reinigungsrate η bestimmt wird, um auf die Verringerungsseite abzuweichen. 5 zeigt ein Beispiel der Reinigungsratenänderung in dem Fall, bei dem die Reinigungsrate η bestimmt wird, um auf die Erhöhungsseite abzuweichen. Eine durchgezogene Linie in 4 oder 5 zeigt einen Übergang der tatsächlichen NOx-Reinigungsrate. Ein Wert der durchgezogenen Linie zu dem Stoppzeitpunkt t1 des letzten Betriebsvorgangs entspricht der Stroppzeitreinigungsrate ηzuletzt, die bei S14 berechnet wird. Ein Wert der durchgezogenen Linie zu dem Zeitpunkt t3 unmittelbar nach dem Start des vorliegenden Betriebsvorgangs entspricht der Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart, die bei S25 berechnet wird. Eine gestrichelte Linie in 4 oder 5 gibt einen Übergang der Reinigungsrate in dem Fall an, bei dem sich die Qualität der Harnstofflösung während der Stoppdauer nicht ändert, d. h. einen Übergang der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt.
Wenn bestimmt wird, dass die Reinigungsrate auf die Verringerungsseite abgewichen ist (S28: JA), wird bei S29 diagnostiziert, dass dort eine Niederkonzentrationsabnormalität einer abnormalen Verringerung der Harnstofflösungskonzentration auftritt. Eine Warnung, die die Niederkonzentrationsabnormalität angibt, wird dann dem Fahrzeugbetreiber berichtet. Wenn bestimmt wird, das die Reinigungsrate auf die Erhöhungsseite abgewichen ist (S32: JA), wird bei S33 diagnostiziert, dass eine Hochkonzentrationsabnormalität einer abnormalen Erhöhung der Harnstofflösungskonzentration auftritt. Eine Warnung, die die Hochkonzentrationsabnormalität angibt, wird dann dem Fahrzeugbetreiber berichtet. Der Warnbericht wird durch die Warnanzeige oder den Warnton mit dem Anzeigefeld 33 durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass die Reinigungsrate auf keine Seite abgewichen ist (S28: NEIN, S32: NEIN) wird diagnostiziert, dass die Qualität der Harnstofflösung normal ist, und das Verarbeiten von 3 wird beendet.
Wenn bei S29 die Niederkonzentrationsabnormalität diagnostiziert wird, wird die Anzahl von Malen der Diagnose der Abnormalität inkrementiert. Da das Verarbeiten von 3 lediglich unmittelbar durchgeführt wird, nachdem die Maschine gestartet wird, kann die Anzahl von Malen der Diagnose der Abnormalität lediglich einmal pro Fahrt inkrementiert werden. Bei dem folgenden S30 wird bestimmt, ob die Anzahl von Malen der Diagnose der Niederkonzentrationsabnormalität „gleich oder größer als” eine vorbestimmte Anzahl von Malen N ist. Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl von Malen der Diagnose der Niederkonzentrationsabnormalität gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl von Malen N ist (S30: JA), wird bei dem folgenden S31 bestimmt, dass ein abnormaler Zustand vorliegt, bei dem sich die Reinigungsleistung des SCR- Katalysators 13 aufgrund einer Degradation oder dergleichen verschlechtert hat. Eine Warnung, die die Katalysatorleistungsverschlechterungsabnormalität angibt, wird bei S31 dem Fahrzeugbetreiber berichtet. Wenn bestimmt wird, dass die Katalysatorleistungsverschlechterungsabnormalität existiert, ist es vorzuziehen, eine Ausführungs-Flag des Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeitens auf AUS einzustellen, um eine fehlerhafte Diagnose der Harnstofflösungsqualität zu vermeiden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das im Vorhergehenden beschrieben ist, bewirkt die folgenden Effekte.

(1) Wenn diagnostiziert wird, ob sich die Qualität der Harnstofflösung während der Maschinenstoppdauer geändert hat, wird die Qualität der Harnstofflösung basierend auf dem Grad der Abweichung der Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt diagnostiziert. Die Reinigungsraten ηzuletzt, ηstart die für die Diagnose verwendet werden, können unter Verwendung der Erfassungswerte der NOx-Sensoren 16, 17, die für die Steuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge verwendet werden, berechnet werden. Die Qualität der Harnstofflösung kann daher diagnostiziert werden, während die Notwendigkeit eines Konzentrationssensors, der in dem Patentdokument 1 und dergleichen beschrieben ist und der lediglich für die Diagnose verwendet wird, eliminiert wird.
(2) Wenn der Abweichungsgrad der Reinigungsrate vor und nach dem Maschinenstopp berechnet wird, wird der Wert der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt für die Berechnung des Abweichungsgrads nicht direkt verwendet. Der Wert (geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt), der vielmehr durch Subtrahieren der Verringerungsmenge der Reinigungsrate, die der Adsorptionsverringerungsmenge entspricht, und der Verringerungsmenge der Reinigungsrate, die der verwendeten Menge einer Aufwärmdauer entspricht, von der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt berechnet wird, wird für die Berechnung des Abweichungsgrads verwendet. Die Qualität der Harnstofflösung wird dementsprechend durch Berücksichtigen der Verringerungsmenge der NH₃-Adsorptionsmenge, die während der Maschinenstoppdauer verursacht wird, und der Verringerungsmenge der NH₃-Adsorptionsmenge, die für die NOx-Reinigung während der Ka talysatoraufwärmdauer verwendet wird, aus der NH₃-Adsorptionsmenge diagnostiziert. Die diagnostische Genauigkeit kann daher verbessert werden.
(3) Der Wert der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt, der für die Berechnung des Abweichungsgrads verwendet wird, wird gemäß den Betriebsverlaufsinformationen, die die NH₃-Adsorptionsmenge zu dem Maschinenstoppzeitpunkt beeinflussen, das heißt dem Hinzufügungsmengenverlauf der Harnstofflösung, dem NOx-Abflussmengenverlauf von dem SCR-Katalysator 13 und der Temperatur des SCR-Katalysators 13 korrigiert. Die Genauigkeit der Qualitätsdiagnose der Harnstofflösung kann daher verbessert werden.
(4) Das Harnstofflösungsqualitäts-Diagnoseverarbeiten wird unter der Bedingung durchgeführt, dass es in dem Hardwaresystem des Abgasreinigungssystems, das das Harnstofflösungshinzufügungsventil 15, den Stromaufwärts-NOx-Sensor 16, den Stromabwärts-NOx-Sensor 17, die Harnstofflösungspumpe 23 und dergleichen aufweist, keine Abnormalität gibt. Eine Berechnung der Reinigungsrate basierend auf dem Erfassungswert des abnormalen Stromabwärts-NOx-Sensor 17 kann daher beispielsweise vermieden werden. Eine fehlerhafte Diagnose der Qualität der Harnstofflösung kann schließlich vermieden werden.
(5) Wenn die Anzahl von Malen der Diagnose der Niederkonzentrationsabnormalität kleiner oder größer als die vorbestimmte Anzahl von Malen N wird, wird bestimmt, dass der abnormale Zustand auftritt, bei dem die Reinigungsleistung des SCR-Katalysators 13 verschlechtert wurde. Der abnormale Zustand des SCR-Katalysators 13 kann unter Verwendung des diagnostischen Resultats der Harnstofflösungsqualität detektiert werden.

(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, kann jedoch beispielsweise wie folgt modifiziert und implementiert sein.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen S14 und S27 wird die Reinigungsrate basierend auf den Erfassungswerten der NOx-Sensoren 16, 17 berechnet. Die NH₃-Adsorptionsmenge kann alternativ basierend auf den Erfassungswerten der NOx-Sensoren 16, 17 und der Hinzufügungsmenge der Harnstofflösung berechnet werden, und die Qualität der Harnstofflösung kann durch Vergleichen der NH₃-Adsorptionsmengen vor und nach dem Maschinenstopp diagnostiziert werden.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen S14 und S27 wird die NOx-Zuflussmenge, die für die Berechnung der Reinigungsrate verwendet wird, basierend auf dem Erfassungswert des Stromaufwärts-NOx-Sensors 16 berechnet. Die NOx-Zuflussmenge kann alternativ basierend auf dem Maschinenbetriebszustand, wie zum Beispiel der Maschinendrehgeschwindigkeit, der Maschinenlast, der Kraftstoffeinspritzmenge, einer EGR-Rate und einem Aufladedruck, berechnet werden. In diesem Fall kann der Stromaufwärts-NOx-Sensor 16 unnötig gemacht werden.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Katalysatoraufwärmabschlusszeitpunkt, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 13 die vorbestimmte Temperatur erreicht, als der Startzeitpunkt verwendet, und die Reinigungsrate zu dem Zeitpunkt wird bei S26 und S27 geschätzt und berechnet. Statt eines Schätzens und Berechnens der Reinigungsraten zu dem Katalysatoraufwärmabschlusszeitpunkt kann alternativ eine Reinigungsrate zu einem Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit nach dem Abschluss des Katalysatoraufwärmens verstreicht, geschätzt und berechnet werden. Eine Reinigungsrate zu einem Zeitpunkt, zu dem die Hinzufügung der Harnstofflösung gestartet wird, kann alternativ geschätzt und berechnet werden.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen S28 und S32 wird der Wert, der durch Subtrahieren der Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt berechnet wird, als der Abweichungsgrad der Startzeitpunkts-Reinigungsrate ηstart von der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt (korrekter ausgedrückt: geschätzte Reinigungsrate ηgeschätzt, die unter Verwendung der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt berechnet wird) verwendet. Ein Verhältnis der Startzeit punkts-Reinigungsrate ηstart zu der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt oder zu der geschätzten Reinigungsrate ηgeschätzt, die unter Verwendung der Stoppzeitpunkts-Reinigungsrate ηzuletzt berechnet wird, kann als der Abweichungsgrad verwendet sein.
Zusätzlich zu der praktischen Realisierung als das Harnstoff-SCR-System für die fahrzeuginterne Dieselmaschine ist ferner eine praktische Realisierung als ein Harnstoff-SCR-System für eine Benzinmaschine (genauer gesagt eine Magermaschine) ebenfalls möglich. Die vorliegende Erfindung kann ferner auf ein Abgasreinigungssystem angewendet sein, das ein anderes reduzierendes Mittel als die Harnstofflösung verwendet. Eine wässrige Lösung, die das Ammoniak enthält, kann beispielsweise als ein reduzierendes Mittel verwendet sein.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Konzentrationsabnormalität der Harnstofflösung diagnostiziert, und die Abnormalität des SCR-Katalysators 13 wird basierend auf dem Abweichungsgrad ebenfalls diagnostiziert. Lediglich entweder die Konzentrationsabnormalitätsdiagnose der Harnstofflösung oder die Abnormalitätsdiagnose des SCR-Katalysators 13 kann alternativ durchgeführt werden.
Unter den Abnormalitäten des Abgasreinigungssystems können ferner andere Abnormalitäten als die Qualität der Harnstofflösung, die Degradation des SCR-Katalysators 13 und die Hardwareabnormalität, die bei S11 und S21 bestimmt werden, mit dem einfachen Hardwareaufbau diagnostiziert werden, indem die Diagnose basierend auf dem Abweichungsgrad durchgeführt wird. Bei dem Fall, bei dem beispielweise ein Konzentrationssensor zum Erfassen der Konzentration der Harnstofflösung vorgesehen ist, kann diagnostiziert werden, dass es eine Abnormalität in dem Hardwareaufbau des Abgasreinigungssystems gibt, wenn der Abweichungsgrad eine vorbestimmte Menge einer Abnormalität verursacht, obwohl der Konzentrationssensor eine Normalität der Konzentration (Qualität) des reduzierenden Mittels detektiert.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, kann jedoch auf viele andere Weisen implementiert sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-127262 A [0004]

Claims

Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) für ein Abgasreinigungssystem, die auf ein Abgasreinigungssystem angewandt ist, das eine ein reduzierendes Mittel hinzufügende Einrichtung (15), die in einem Abgaskanal (11) einer Verbrennungsmaschine zum Hinzufügen eines reduzierenden Mittels vorgesehen ist, und einen Katalysator (13) zum Reinigen von NOx in dem Abgas unter Verwendung des hinzugefügten reduzierenden Mittels hat, gekennzeichnet durch eine Reinigungsraten berechnende Einrichtung (S14, S27) zum Berechnen einer Reinigungsrate von NOx; eine diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) zum Diagnostizieren, ob in dem Abgasreinigungssystem eine Abnormalität existiert, basierend auf einem Grad einer Abweichung der Reinigungsrate zu einem derzeitigen Startzeitpunkt der Verbrennungsmaschine von der Reinigungsrate zu einem letzten Stoppzeitpunkt der Verbrennungsmaschine, die durch die Reinigungsraten berechnende Einrichtung (S14, S27) berechnet werden.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 1, bei der die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) diagnostiziert, dass eine Niederkonzentrationsabnormalität auftritt, bei der sich eine Reduzierendes-Mittel-Konzentration des reduzierenden Mittels verringert, wenn die Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt um mindestens eine vorbestimmte Menge auf eine Verringerungsseite abweicht.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) diagnostiziert, dass eine Hochkonzentrati onsabnormalität auftritt, bei der sich eine Reduzierendes-Mittel-Konzentration des reduzierenden Mittels erhöht, wenn die Reinigungsrate zu dem derzeitigen Startzeitpunkt von der Reinigungsrate zu dem letzten Stoppzeitpunkt um mindestens eine vorbestimmte Menge auf eine Erhöhungsseite abweicht.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit ferner: einer Adsorptionsverringerungsmengen erhaltenden Einrichtung (S23) zum Erhalten von Informationen, die mit einer Verringerungsmenge des reduzierenden Mittels, das an dem Katalysator (13) adsorbiert wurde, die während einer Stoppdauer der Verbrennungsmaschine verursacht wird, korreliert sind, als Adsorptionsverringerungsmengeninformationen, wobei die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) basierend auf den Adsorptionsverringerungsmengeninformationen die Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem zusätzlich zu dem Abweichungsgrad diagnostiziert.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 4, bei der die Adsorptionsverringerungsmengeninformationen mindestens entweder die Länge der Stoppdauer der Verbrennungsmaschine oder die Umgebungstemperatur während der Stoppdauer aufweisen.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Reinigungsraten berechnende Einrichtung (S14, S27) eine Reinigungsrate zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Temperatur des Katalysators (13) eine vorbestimmte Temperatur erreicht und eine Katalysatoraufwärmdauer endet, als die Reinigungsrate zu dem Startzeitpunkt berechnet, mit ferner: einer eine verwendete Menge berechnenden Einrichtung (S25) einer zum Berechnen einer Menge des reduzierenden Mittels, das an dem Katalysator (13) adsorbiert wurde, und das für die NOx-Reinigung während der Katalysatoraufwärmdauer verwendet wird, als eine verwendete Menge einer Aufwärmdauer, wobei die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) die Abnormalität bei dem Abgasreinigungssystem basierend auf der verwendeten Menge einer Aufwärmdauer zusätzlich zu dem Abweichungsgrad diagnostiziert.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit ferner: einer Adsorptionsmengen erhaltenden Einrichtung (S15) zum Erhalten von Verlaufsinformationen, die mit einer Adsorptionsmenge eines reduzierenden Mittels zu dem letzten Stoppzeitpunkt korreliert sind, aus Betriebsverläufen der Verbrennungsmaschine als Betriebsverlaufsinformationen, wobei die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) basierend auf den Betriebsverlaufsinformationen zusätzlich zu dem Abweichungsgrad die Abnormalität in dem Abgasreinigungssystem diagnostiziert.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 7, bei der die Betriebsverlaufsinformationen mindestens entweder einen zusätzlichen Mengenverlauf des reduzierenden Mittels bis zu dem letzten Stoppzeitpunkt, einen NOx-Abflussmengenverlauf von dem Katalysator (13) bis zu dem letzten Stoppzeitpunkt oder eine Temperatur des Katalysators (13) zu dem letzten Stoppzeitpunkt aufweisen.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Abgasreinigungssystem einen NOx-Sensor (17) zum Erfassen einer Menge von NOx, die aus dem Katalysator (13) fließt, und eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Hinzufügungsmenge eines reduzierenden Mittels, die durch die ein reduzierendes Mittel hinzufügende Einrichtung (15) hinzugefügt wird, basierend auf der NOx-Menge, die durch den NOx-Sensor (17) erfasst wird, hat, mit ferner: einer eine Hardwareabnormalität bestimmenden Einrichtung (S11, S21) zum Bestimmen, ob in mindestens entweder dem NOx-Sensor (17) oder der ein reduzierendes Mittel hinzufügenden Einrichtung (15) eine Abnormalität existiert, wobei die diagnostizierende Einrichtung (S28, S32) ein diagnostisches Resultat ausgibt, das eine Abnormalität einer Qualität des reduzierenden Mittels unter einer Bedingung angibt, dass die eine Hardwareabnormalität bestimmende Einrichtung (S11, S21) bestimmt, das es keine Abnormalität gibt.
Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit ferner: einer eine Katalysatorabnormalität bestimmenden Einrichtung (S31) zum Bestimmen, dass es einen abnormalen Zustand gibt, bei dem sich eine Reinigungsleistung des Katalysators (13) verschlechtert, wenn ein diagnostisches Resultat, das angibt, dass der Abweichungsgrad gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge ist, eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder darüber ausgegeben wird.
Abgasreinigungssystem mit: der Abnormalitätsdiagnosevorrichtung (40) für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und mindestens entweder der ein reduzierendes Mittel hinzufügenden Einrichtung (15), dem Katalysator (13) oder einem NOx-Sensor (17) zum Erfassen einer Menge von NOx, die aus dem Katalysator (13) fließt.