排氣凈化裝置的異常診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種排氣凈化裝置的異常診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知將氨作為還原劑而對(duì)來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的排氣中所包含的NOx進(jìn)行凈化的選擇還原型NOx催化劑(以下，簡(jiǎn)稱為“NOx催化劑”)。在與NOx催化劑相比靠上游的排氣中被供給有氨或者氨的前驅(qū)體(例如，尿素)。此外，當(dāng)對(duì)NOx催化劑中的NOx的凈化是否正常地被實(shí)施進(jìn)行判斷時(shí)，或者，對(duì)NOx催化劑是否為正常進(jìn)行判斷時(shí)，有時(shí)會(huì)使用被設(shè)置在與該NOx催化劑相比靠下游處的NOx傳感器的輸出值。
[0003]在此，已知一種如下的技術(shù)，S卩，在盡管流入NOx催化劑的NOx量增加了但被設(shè)置于與NOx催化劑相比靠下游處的NOx傳感器的輸出值處于減少的傾向的情況下，判斷為產(chǎn)生了氨從NOx催化劑中流出的氨泄露，且氨的供給量過多(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另外，由于NOx傳感器與NOx同樣地也會(huì)對(duì)氨進(jìn)行檢測(cè)，因此NOx傳感器的輸出值會(huì)成為與排氣中的NOx濃度及氨濃度相對(duì)應(yīng)的值。因此，已知一種如下的技術(shù)，即，在添加了氨時(shí)，認(rèn)為NOx傳感器的檢測(cè)精度會(huì)下降，從而使由NOx傳感器進(jìn)行的NOx的檢測(cè)停止(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]此外，已知一種如下的技術(shù)，S卩，串聯(lián)地設(shè)置兩個(gè)NOx催化劑，并以使上游側(cè)的NOx催化劑與下游側(cè)的NOx催化劑之間的氨濃度成為預(yù)定濃度的方式而向上游側(cè)的NOx催化劑供給氨(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
[0006]另外，隨著NOx催化劑的惡化而氨的吸附性能會(huì)降低。此外，由于氨的吸附性能降低，從而當(dāng)被吸附在NOx催化劑中的氨量減少時(shí)，NOx的凈化性能會(huì)降低。并且，由于氨的吸附性能降低，從而在向NOx催化劑供給氨時(shí)從該NOx催化劑流出的氨量會(huì)增加。而且，已知一種如下的技術(shù)，即，如果處于與NOx催化劑相比靠下游處的氨濃度的實(shí)測(cè)值與推斷值之差為預(yù)定值以上，則判斷為NOx催化劑發(fā)生了惡化(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
[0007]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-094540號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開第2011/033620號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開第2010/095221號(hào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:國(guó)際公開第2006/046339號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的課題
[0014]在此，當(dāng)流入NOx傳感器的排氣中存在NOx及氨時(shí)，在NOx傳感器中NOx將通過氨而被還原。在該NOx中包括與NOx傳感器相比靠上游的排氣中所包含的ΝΟχ、以及在NOx傳感器中通過氨被氧化而產(chǎn)生的NOx。而且，通過NOx與氨在NOx傳感器中進(jìn)行反應(yīng)，從而NOx及氨會(huì)減少。NOx傳感器的輸出值成為與NOx及氨減少之后的剩余的NOx及氨相對(duì)應(yīng)的值。因此，在與NOx催化劑相比靠下游處設(shè)置了 NOx傳感器的情況下的NOx傳感器的輸出值會(huì)變得低于從NOx催化劑流出的NOx及氨的濃度。
[0015]因此，當(dāng)在排氣中存在NOx及氨時(shí)，基于NOx傳感器的輸出值而實(shí)施NOx催化劑的異常診斷時(shí)，診斷精度可能會(huì)變得較低。
[0016]本發(fā)明為鑒于上述的問題點(diǎn)而完成的發(fā)明，其目的在于，抑制在選擇還原型NOx催化劑的異常診斷中作出錯(cuò)誤的診斷的情況。
[0017]用于解決課題的方法
[0018]為了完成上述課題，本發(fā)明提供了如下的排氣凈化裝置的異常診斷裝置，該排氣凈化裝置的異常診斷裝置為內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中的該排氣凈化裝置的異常診斷裝置，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具備:選擇還原型NOx催化劑，其被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，并將氨作為還原劑;供給部，其位于與所述選擇還原型NOx催化劑相比靠上游側(cè)處，并且向流入該選擇還原型NOx催化劑的排氣中供給氨或者氨的前驅(qū)體;傳感器，其被設(shè)置在與所述選擇還原型NOx催化劑相比靠下游側(cè)處，并且對(duì)從該選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx及氨進(jìn)行檢測(cè)，且使NOx與氨進(jìn)行反應(yīng)，所述排氣凈化裝置的異常診斷裝置具備:Ν0χ濃度推斷部，其對(duì)從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度進(jìn)行推斷;氨濃度推斷部，其對(duì)從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的氨濃度進(jìn)行推斷;計(jì)算部，其基于由所述NOx濃度推斷部所推斷出的NOx濃度、與由所述氨濃度推斷部所推斷出的氨濃度，而對(duì)在所述傳感器中通過NOx與氨發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的所述傳感器的輸出降低量進(jìn)行計(jì)算;診斷部，其基于所述傳感器的輸出值而實(shí)施所述選擇還原型NOx催化劑的診斷；診斷控制部，其基于由所述計(jì)算部計(jì)算出的所述傳感器的輸出降低量，而對(duì)所述診斷部中的診斷進(jìn)行控制。
[0019]NOx催化劑對(duì)排氣中的氨進(jìn)行吸附并將氨作為還原劑而選擇性地對(duì)NOx進(jìn)行還原。供給裝置供給氨或者氨的前驅(qū)體(例如，尿素)O流入NOx催化劑的氨例如被吸附在該NOx催化劑中。
[0020]在此，在NOx催化劑的下游側(cè)設(shè)置有對(duì)從該NOx催化劑流出的排氣中的NOx進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。該傳感器會(huì)受到氨的干涉。也就是說(shuō)，其具有如下的特性，即，在排氣中含有氨的情況下，會(huì)將該氨也作為NOx而進(jìn)行檢測(cè)。因此，傳感器的輸出值將會(huì)以排氣中所包含的NOx及氨為依據(jù)。而且，診斷部利用該傳感器的輸出值來(lái)實(shí)施NOx催化劑的異常診斷。異常是指，例如NOx催化劑中的氨吸附性能或NOx凈化率低于容許范圍的情況。也可以在惡化的程度超過了容許范圍的情況下，認(rèn)為NOx催化劑為異常。
[0021 ]在此，當(dāng)NOx催化劑惡化時(shí)，由于氨吸附性能或NOx凈化率降低，從而存在NOx及氨從NOx催化劑中流出的情況。因此，在從NOx催化劑的NOx及氨的流出較多的情況下，能夠診斷為NOx催化劑中存在異常。該NOx及氨通過被設(shè)置在與NOx催化劑相比靠下游處的傳感器而被檢測(cè)出。然而，在傳感器中，由于NOx和氨進(jìn)行反應(yīng)，因此NOx及氨減少，從而傳感器的輸出會(huì)降低。因此，與實(shí)際的NOx及氨的濃度相比，由傳感器檢測(cè)出的濃度會(huì)變得較低。在該情況下，基于傳感器的輸出值而計(jì)算出的NOx凈化率在表觀上將變高。在這樣的狀態(tài)下，當(dāng)基于傳感器的輸出值或根據(jù)傳感器的輸出值而計(jì)算出的NOx凈化率來(lái)實(shí)施異常診斷時(shí)，可能會(huì)作出誤診斷。
[0022]因此，診斷控制部基于傳感器的輸出降低量而對(duì)診斷部中的診斷進(jìn)行控制。在此，傳感器的輸出降低量與從NOx催化劑流出的NOx及氨的濃度關(guān)聯(lián)。因此，能夠基于從NOx催化劑流出的NOx及氨的濃度而求出傳感器的輸出降低量。而且，只要明確傳感器的輸出降低量，則能夠基于該輸出降低量而對(duì)例如異常診斷時(shí)所使用的閾值或各種的值進(jìn)行補(bǔ)正。此夕卜，能夠基于傳感器的輸出降低量而也對(duì)是否實(shí)施異常診斷進(jìn)行判斷。由此，能夠提高NOx催化劑的異常診斷的精度。另外，對(duì)診斷部中的診斷進(jìn)行控制的情況包括:對(duì)閾值進(jìn)行補(bǔ)正的情況、對(duì)傳感器輸出值進(jìn)行補(bǔ)正的情況、對(duì)基于傳感器輸出值而計(jì)算出的NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正的情況、或者對(duì)是否實(shí)施診斷進(jìn)行判斷的情況。
[0023]而且，也可以采用如下方式，S卩，所述診斷控制部在基于由所述計(jì)算部計(jì)算出的所述傳感器的輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量為預(yù)定量以下的情況下，實(shí)施所述選擇還原型NOx催化劑的異常診斷，在基于由所述計(jì)算部計(jì)算出的所述傳感器的輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量大于所述預(yù)定量的情況下，所述診斷控制部不實(shí)施所述選擇還原型NOx催化劑的異常診斷。
[0024]NOx凈化率為，相對(duì)于流入NOx催化劑的排氣中的NOx濃度的、通過在NOx催化劑中被凈化而減少的NOx濃度的比。流入NOx催化劑的排氣中的NOx濃度能夠通過例如基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而進(jìn)行推斷、或者在與NOx催化劑相比靠上游處安裝例如NOx傳感器而進(jìn)行檢測(cè)。此外，因在NOx催化劑中被凈化而減少的NOx濃度能夠通過從流入NOx催化劑的排氣中的NOx濃度減去由被設(shè)置在與NOx催化劑相比靠下游的傳感器所檢測(cè)出的NOx濃度來(lái)求出。由于該傳感器受到氨的影響，基于傳感器的輸出值所計(jì)算出的NOx凈化率也受到氨的影響。而且，當(dāng)因排氣中所包含的NOx及氨的影響而使傳感器的輸出值降低時(shí)，被計(jì)算出的NOx凈化率會(huì)上升。
[0025]在此，由于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而從NOx催化劑流出的NOx及氨的濃度變高，因此由計(jì)算部計(jì)算出的傳感器的輸出降低量會(huì)變大。而且，在傳感器的輸出降低量較大的情況下，基于傳感器的輸出值而計(jì)算出的NOx凈化率的上升量變大，即使NOx催化劑為異常，所計(jì)算出的NOx凈化率也會(huì)變大。因此，由于在NOx催化劑異常時(shí)與正常時(shí)所計(jì)算出的NOx凈化率的差變小，因此基于NOx凈化率而進(jìn)行的NOx催化劑的異常診斷的精度會(huì)下降。此外，如下文所述，在基于NOx凈化率的上升量對(duì)閾值等進(jìn)行了變更的情況下，NOx凈化率的上升量越增大，閾值的變更量也會(huì)越增大。而且，NOx凈化率的上升量越增大，閾值越接近NOx催化劑為正常的情況下的NOx凈化率。因此，盡管NOx催化劑為正常，但NOx凈化率也會(huì)變得小于閾值，從而存在診斷為NOx催化劑為異常的可能。在該情況下，如果設(shè)為不實(shí)施異常診斷，則能夠抑制NOx催化劑的異常診斷的精度下降的情況。另外，預(yù)定量被決定為異常診斷的精度在能夠容許的范圍內(nèi)。在不實(shí)施異常診斷的情況中，例如包括雖然讀取傳感器的輸出值但不利用該輸出值而實(shí)施異常診斷的情況。此外，在不實(shí)施異常診斷的情況中，例如包括雖然基于傳感器的輸出值而實(shí)施異常診斷但取消該診斷結(jié)果的情況。此外，在不實(shí)施異常診斷的情況中，例如包括不讀取傳感器的輸出值的情況。
[0026]此外，也可以采用如下的方式，S卩，所述診斷部在基于所述傳感器的輸出值而被計(jì)算出的NOx凈化率為閾值以上的情況下，診斷為所述選擇還原型NOx催化劑為正常，所述診斷部在基于所述傳感器的輸出值而被計(jì)算出的NOx凈化率小于所述閾值的情況下，診斷為所述選擇還原型NOx催化劑為異常，所述診斷控制部基于由所述計(jì)算部計(jì)算出的所述傳感器的輸出降低量，而對(duì)所述閾值或所述NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。
[0027]S卩，診斷部通過對(duì)基于傳感器的輸出值而被計(jì)算出的NOx凈化率與閾值進(jìn)行比較，從而實(shí)施NOx催化劑的異常診斷。在此，傳感器的輸出值變得低于從NOx催化劑流出的NOx及氨的實(shí)際的濃度。而且，由于因傳感器的輸出值的降低而被計(jì)算出的NOx凈化率變高，因此盡管NOx催化劑為異常，但所計(jì)算出的NOx凈化率也可能會(huì)變得大于閾值。對(duì)此，如果基于傳感器的輸出降低量而對(duì)閾值或NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正，則能夠抑制盡管NOx催化劑為異常但NOx凈化率也變?yōu)榇笥陂撝档那闆r。另外，閾值作為NOx催化劑為正常時(shí)的NOx凈化率的下限值而被確定。
[0028]此外，也可以采用如下方式，S卩，所述診斷控制部通過在所述閾值上加上基于所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量而對(duì)該閾值進(jìn)行補(bǔ)正。
[0029]S卩，通過將閾值僅增加NOx凈化率的上升量的量，從而能夠抑制盡管NOx催化劑為異常但NOx凈化率也變?yōu)榇笥陂撝档那闆r。另外，也可以通過使閾值乘于基于NOx凈化率的上升量而得到的補(bǔ)正系數(shù)而對(duì)該閾值進(jìn)行補(bǔ)正。
[0030]此外，也可以采用如下方式，S卩，所述診斷控制部通過從基于所述傳感器的輸出值而被計(jì)算出的NOx凈化率中減去基于所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量而對(duì)該NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。
[0031 ]即，通過使NOx凈化率僅減小NOx凈化率的上升量的量，從而能夠抑制盡管NOx催化劑為異常但NOx凈化率也變?yōu)榇笥陂撝档那闆r。另外，也可以通過使NOx凈化率乘于基于NOx凈化率的上升量而得到的補(bǔ)正系數(shù)而對(duì)該NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。
[0032]此外，也可以采用如下方式，S卩，所述NOx濃度推斷部對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度進(jìn)行推斷，所述氨濃度推斷部對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的氨濃度進(jìn)行推斷，所述計(jì)算部基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度及氨濃度，而對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下的所述輸出降低量進(jìn)行計(jì)算，所述診斷控制部通過在所述閾值上加上基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下的所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量，從而對(duì)該閾值進(jìn)行補(bǔ)正。
[0033]在此，由于與NOx催化劑為正常時(shí)相比，Ν0χ催化劑為異常時(shí)從NOx催化劑流出的排氣中的NOx及氨的濃度會(huì)變高，因此傳感器的輸出降低量會(huì)變大。以這種方式假定處于傳感器的輸出降低量變大的狀態(tài)，而對(duì)傳感器的輸出降低量進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而對(duì)NOx凈化率的上升量進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)基于以此方式被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量而對(duì)閾值進(jìn)行補(bǔ)正時(shí)，在NOx催化劑實(shí)際上為異常的情況下，即使NOx凈化率大幅度上升，也能夠抑制其成為閾值以上。由此，能夠診斷為NOx催化劑為異常。另外，計(jì)算部也可以對(duì)假定NOx催化劑處于預(yù)定的惡化狀態(tài)的情況下的NOx凈化率的上升量進(jìn)行計(jì)算。另外，也可以代替在閾值上加上NOx凈化率的上升量而對(duì)閾值進(jìn)行補(bǔ)正的方式，而從NOx凈化率中減去NOx凈化率的上升量而對(duì)NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。并且，也可以使閾值或NOx凈化率乘以補(bǔ)正系數(shù)而對(duì)閾值或NOx凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。
[0034]此外，也可以采用如下方式，S卩，所述NOx濃度推斷部對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為正常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度以及假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度進(jìn)行推斷，所述氨濃度推斷部對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為正常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的氨濃度以及假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的氨濃度進(jìn)行推斷，所述計(jì)算部基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為正常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度及氨濃度，而對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為正常的情況的所述輸出降低量進(jìn)行計(jì)算，并且，基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下從所述選擇還原型NOx催化劑流出的排氣中的NOx濃度及氨濃度，而對(duì)假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下的所述輸出降低量進(jìn)行計(jì)算，所述診斷控制部在所述閾值上加上如下的值從而對(duì)該閾值進(jìn)行補(bǔ)正，所述值在基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下的所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量以上、且在基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為異常的情況下的所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量與基于假定所述選擇還原型NOx催化劑為正常的情況下的所述輸出降低量而被計(jì)算出的NOx凈化率的上升量的合計(jì)值以下。
[0035]在此，即使NOx催化劑為正常，也存在NOx及氨從NOx催化劑流出的情況。然而，傳感器的輸出的降低在NOx催化劑為異常時(shí)與NOx催化劑為正常相比而變得更為顯著。而且，由于通過進(jìn)一步考慮到基于假定NOx催化劑為正常時(shí)的傳感器的輸出降低量