排气净化装置的异常诊断装置的制造方法_2

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迟时间越长。所述路径的容积越大,则输送延迟时间越长。排气的流速越小,则输送延迟时间越长。另外,由于所述路径的长度和所述路径的容积为固定值,因此,也可以预先求出表示排气的流速和输送延迟时间之间的关系的映射或函数,并基于该映射或函数来求出输送延迟时间。
[0032]若利用上述那样的方法求出还原剂的回流量和输送延迟时间,则修正机构通过将添加剂的回流量与经过了输送延迟时间的时刻处的N0X流入量运算值相加来修正N0 χ?^Λ量运算值即可。而且,诊断机构基于修正后的勵^流入量运算值对排气净化装置的异常进行诊断即可。其结果是,即便在利用EGR装置向内燃机导入一部分添加剂的情况下也可以抑制异常诊断精度降低。
[0033]接着,在EGR装置构成为使EGR气体从比添加剂的供给位置更靠下游且比排气净化装置更靠上游的排气通路向进气通路回流的情况下,添加剂的回流量能够以EGR率和输送延迟时间为参数进行运算。于是,修正机构以EGR率和输送延迟时间为参数运算添加剂的回流量,并与其运算结果相应地修正利用所述运算机构算出的入量即可。
[0034]本发明的排气净化装置的异常诊断装置也可以还具有变更机构,所述变更机构与修正机构对^^^流入量运算值进行增加修正时的修正量相应地变更从供给装置供给的添加剂的量。在该情况下,从供给装置供给的添加剂的量成为与实际入量相适应的量。其结果是,能够降低没有被排气净化装置净化的N0X的量。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明,在排气净化装置的异常诊断装置,即便在利用EGR装置向内燃机导入一部分添加剂的情况下,也可以抑制异常诊断精度降低。所述排气净化装置的异常诊断装置具有:包含选择还原型催化剂的排气净化装置;向排气净化装置供给添加剂的供给装置,所述添加剂是氨或氨的前体;将一部分排气从比添加剂的供给位置更靠下游的排气通路向进气通路引导的EGR装置;以及以叽流入量的运算值为参数进行排气净化装置的异常诊断的诊断机构。
【附图说明】
[0037]图1是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的概略结构的图。
[0038]图2是表示实际勵^流入量与NO x净化率之间的关系的图。
[0039]图3是表示对N0X流入量的运算值进行修正时EOT执行的处理程序的流程图。
[0040]图4是表示SCR催化剂的氨吸附量、SCR催化剂的温度以及氨的滑过量之间的关系的图。
[0041 ] 图5是表示通过SCR催化剂的排气的流量、SCR催化剂的温度以及N0X净化率之间的关系的图。
[0042]图6是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的其他结构例的图。
【具体实施方式】
[0043]以下,基于【附图说明】本发明的【具体实施方式】。本实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等只要没有特别记载,其主旨并非将发明的技术范围仅限定于此。
[0044]图1是表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的概略结构的图。图1所示的内燃机1是以轻油为主燃料的压燃式的内燃机(柴油发动机)或以汽油为主燃料的火花点火式的内燃机(汽油发动机)。
[0045]进气通路2与内燃机1连接。进气通路2是用于将从大气中取入的新鲜空气(空气)向内燃机1引导的通路。在进气通路2的中途配置有离心增压器(涡轮增压器)3的压缩机30。在比压缩机30更靠上游的进气通路2中,配置有变更该进气通路2的通路截面积的进气节流阀4。
[0046]排气通路5与内燃机1连接。排气通路5是用于将在内燃机1的气缸内已燃烧的气体(排气)向后述的排气净化装置等引导的通路。在排气通路5的中途配置有涡轮增压器3的涡轮机31。在比涡轮机31更靠下游的排气通路5中配置有第一催化剂壳体6。
[0047]第一催化剂壳体6在圆筒状的壳体内收容有颗粒过滤器、氧化催化剂等。另外,第一催化剂壳体6也可以代替氧化催化剂而收容有三元催化剂或吸留还原型催化剂。此时,三元催化剂或吸留还原型催化剂也可以载置于颗粒过滤器。
[0048]在比第一催化剂壳体6更靠下游的排气通路5中配置有第二催化剂壳体7。第二催化剂壳体7在圆筒状的壳体内收容有选择还原型催化剂(SCR催化剂)、氧化催化剂等。另外,第二催化剂壳体7也可以收容有载置有SCR催化剂的颗粒过滤器。在该情况下,也可以构成为,第一催化剂壳体6收容氧化催化剂,或者不设置第一催化剂壳体6而在第二催化剂壳体7内收容氧化催化剂。这样构成的第二催化剂壳体7相当于本发明的排气净化装置。
[0049]在第一催化剂壳体6与第二催化剂壳体7之间的排气通路5中安装有添加阀8。添加阀8是将添加剂向排气通路5内喷射的喷射阀,所述添加剂是氨或氨的前体。在此,作为氨的前体,可以使用尿素、氨基甲酸铵等的水溶液,但在本实施例中使用尿素水溶液。添加阀8相当于本发明的供给装置。另外,在第一催化剂壳体6收容有三元催化剂或吸留还原型催化剂的情况下,通过使向第一催化剂壳体6流入的排气为浓气体环境,也可以在三元催化剂或吸留还原型催化剂中生成氨。
[0050]从添加阀8向排气通路5内喷射的尿素水溶液与排气一同向第二催化剂壳体7流入。此时,尿素水溶液受到排气的热量而热分解或由SCR催化剂水解。若尿素水溶液热分解或水解,则生成氨(NH3)。如上所述生成的氨(NH3)被SCR催化剂吸附或吸留。SCR催化剂所吸附或吸留的氨(NH3)与排气中含有的氮氧化物(N0X)反应而生成氮(N2)和水(H20)。SP,氨(NH3)作为氮氧化物(N0X)的还原剂发挥作用。
[0051]接着,EGR通路90的基端与比第二催化剂壳体7更靠下游的排气通路5连接。EGR通路90的终端与比进气节流阀4更靠下游且比压缩机30更靠上游的进气通路2连接。EGR通路90是用于将一部分排气(EGR气体)从排气通路5向进气通路2引导的通路。
[0052]在EGR通路90的中途配置有EGR阀91和EGR冷却器92。EGR阀91是用于变更EGR通路90的通路截面积的阀机构,是调节在EGR通路90中流动的EGR气体量的阀机构。EGR冷却器92是对在EGR通路90中流动的EGR气体进行冷却的设备,例如是在EGR气体和冷却水之间进行热交换的热交换器。另外,EGR通路90、EGR阀91、以及EGR冷却器92是EGR装置9的结构构件。
[0053]在这样构成的内燃机1 一并设置有E⑶10。E⑶10是由CPU、ROM、RAM、备份RAM等构成的电子控制单元。ECU10与空气流量计11、N0X传感器12、油门位置传感器13、曲轴位置传感器14等各种传感器电连接。
[0054]空气流量计11配置在比进气节流阀4更靠上游的进气通路2中,输出与在进气通路2中流动的空气的量(质量)相关的电信号。N0X传感器12安装在比第二催化剂壳体7更靠下游的排气通路5中,输出与从第二催化剂壳体7流出的排气的N(V^度相关的电信号。油门位置传感器13输出与未图示的加速踏板的操作量(油门开度)相关的电信号。曲轴位置传感器14输出与内燃机1的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号。
[0055]另外,E⑶10除与前述进气节流阀4、添加阀8、以及EGR阀91电连接之外,还与未图示的燃料喷射阀等各种设备电连接。ECU10基于上述各种传感器的输出信号,对上述各种设备进行电气控制。
[0056]例如,E⑶10根据油门位置传感器13、曲轴位置传感器14的输出信号来运算发动机负荷、发动机转速,并根据其运算结果对燃料喷射量、燃料喷射正时进行控制。另外,E⑶10以向第二催化剂壳体7所收容的SCR催化剂流入的勵夂的量(NO x流入量)为参数,对该SCR催化剂的异常进行诊断。
[0057]在此,对SCR催化剂的异常诊断方法进行论述。首先,E⑶10基于表示内燃机1的运转状态的参数,对从内燃机1排出的^^^的量(换句话说,向第二催化剂壳体7的SCR催化剂流入的N0X的量(NO x流入量))进行运算。
[0058]从内燃机1排出的N0X的量、即在内燃机1中混合气体燃烧时产生的NO x的量,与混合气体中含有的氧的量、混合气体中含有的燃料的量、燃料喷射正时、以及发动机转速相关。混合气体中含有的氧的量与吸入空气量(空气流量计11的输出信号)相关。混合气体中含有的燃料的量与燃料喷射量相关。因此,ECU10能够以空气流量计11的输出信号、燃料喷射量、燃料喷射正时、以及发动机转速为参数,运算^^(流入量。另外,上述各种参数与NOr^入量之间的关系也可以预先通过实验求出,并将这些关系以映射或函数式的形态存储于Ε⑶10的ROM中。通过如上所述E⑶10运算入量,本发明的运算机构得以实现。
[0059]E⑶10以N0X流入量的运算值(NO x流入量运算值)为参数,对SCR催化剂的异常进行诊断。作为以入量运算值为参数对SCR催化剂的异常进行诊断的方法,例如可以使用以勵^流入量运算值为参数对SCR催化剂的N0 ^争化率、NO x净化量等进行运算并对其运算结果和阈值进行比较的方法。以下,论述对叫净化率和阈值进行比较的例子。在此所说的NO#化率是由SCR催化剂净化了的NO x的量与向SCR催化剂流入的NO x的量的比例,可以利用以下的式(1)进行运算。
[0060]Enox = (Anoxin-Anoxout)/Anoxin......(1)
[0061]上述式(1)中的Enox是化率。Anoxin是NO χ流入量,利用上述方法算出的勵夂流入量运算值被
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