排气净化装置的异常诊断装置的制造方法_3

文档序号:9583366阅读:来源:国知局
代入。Anoxout是NO ^流出量,通过将NO x传感器12的输出信号(N0夂浓度)与每单位时间内的排气流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)相乘而求出的值被代入。
[0062]在利用上述式(1)算出N0X净化率Enox时,E⑶10判别该NO x净化率Enox是否为阈值以上。在此所说的“阈值”是SCR催化剂正常时的最低N0X净化率或将余量与该N0夂净化率相加后的值。若N0X净化率Enox为阈值以上,则E⑶10诊断为SCR催化剂正常。另一方面,若N0X净化率Enox小于阈值,则诊断为SCR催化剂异常。通过如上所述E⑶10以NO x流入量的运算值为参数来执行SCR催化剂的异常诊断处理,本发明的诊断机构得以实现。
[0063]但是,在利用EGR装置9使一部分排气从排气通路5向进气通路2回流时,详细而言,在利用EGR装置9回流了的一部分排气(EGR气体)向SCR催化剂再次流入时,若实施SCR催化剂的异常诊断处理,则有可能导致误诊断。
[0064]在EGR气体回流时,若一部分氨从SCR催化剂穿过,则该一部分氨与EGR气体一同向内燃机1吸入。被吸入到了内燃机1的氨与混合气体一同供燃烧。在该情况下,氨在高温下与氧接触,因此,氨氧化而生成一氧化氮(N0)等N0X。其结果是,在氨与EGR气体一同被吸入到了内燃机1的情况下,与不被吸入的情况相比,从内燃机1排出的N0X的量增加。
[0065]在从内燃机1排出的勵夂的量因上述理由而增加了的情况下,勵^流入量运算值和实际的N0X流入量(实际勵^流入量)之间产生误差。另外,在实际勵^流入量增加了的情况下,也存在没有被SCR催化剂净化的N0X的量增加、NO x流出量增加的情况。尤其是,在基于入量运算值调节从添加阀8喷射的尿素水溶液的量的情况下,从添加阀8喷射的尿素水溶液的量相比与实际入量相适应的量减少,因此,N0 ^流出量增多。其结果是,如图2所示,即便在SCR催化剂正常的情况下,利用上述式(1)算出的N0X净化率Enox也可能低于阈值。另外,图2中的实线表示以实际勵^流入量为参数运算出的NO x净化率,图2中的单点划线表示以勵^流入量运算值为参数运算出的N0夂净化率。另外,图2中的虚线表不阈值。
[0066]另外,在对SCR催化剂的化量和阈值进行比较的方法中,从NO x流入量运算值减去叫流出量,从而算出SCR催化剂的N0為化量。此时,在NO x流入量运算值比实际N0X流入量少时,NO x净化量的运算值比实际的NO x净化量少。其结果是,NO x净化量的运算值有可能低于阈值。
[0067]于是,本实施例的排气净化装置的异常诊断装置在EGR气体回流的状况下,在实施SCR催化剂的异常诊断的情况下,与和EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨的量相应地,对勵^流入量运算值进行修正,并使用修正后的NO x流入量运算值来运算N0 ^争化率,并且,使用修正后的N0X流入量运算值来确定尿素水溶液的喷射量。
[0068]在此,按照图3说明N0X流入量运算值的修正顺序。图3是表示对NO x流入量运算值Anoxin进行修正时ECU10执行的处理程序的流程图。该处理程序预先存储在ECU10的ROM中,是由E⑶10 (CPU)周期性地执行的程序。
[0069]在图3的处理程序中,E⑶10首先在S101的处理中判别添加阀8是否正喷射尿素水溶液。当在S101的处理中判定为否时,氨不与EGR气体一同向内燃机1吸入,或者即便稍微有一些氨从SCR催化剂脱离、与EGR气体一同向内燃机1吸入的氨也是少量的,因此,E⑶10结束本程序的执行而不修正N0X流入量运算值Anoxin。另一方面,当在S101的处理中判定为是时,E⑶10进入S102的处理。
[0070]在S102的处理中,E⑶10判别EGR装置9是否处于工作中,换句话说,是否正利用EGR装置9使一部分排气从排气通路5向进气通路2回流。E⑶10在EGR阀91的开度为零(全闭)时判定为否,在EGR阀91的开度比零大时判定为是。当在S102的处理中判定为否时,穿过了 SCR催化剂的氨不被吸入到内燃机1,因此,ECU10结束本程序的执行。
[0071]另外,当在S101的处理中判定为否时、以及当在S102的处理中被否定了时,E⑶10基于不被修正的入量运算值,执行排气净化装置的异常诊断处理和尿素水溶液的喷射量控制。
[0072]当在S102的处理中判定为是时,穿过了 SCR催化剂的氨有可能被吸入到内燃机1。因此,E⑶10在S103以后的处理中进行^^(流入量运算值的修正。
[0073]首先,在S103的处理中,E⑶10运算从SCR催化剂流出的氨的量、即氨的滑过量Anh3slPo在此,氨的滑过量Anh3slp以排气的流量、SCR催化剂的温度、以及SCR催化剂的氨吸附量为参数进行运算。
[0074]图4是表示通过SCR催化剂的排气的流量恒定的情况下的、SCR催化剂所吸附的氨的量(吸附量)、SCR催化剂的温度以及从SCR催化剂流出的排气的氨浓度之间的关系的图。在图4中,SCR催化剂的氨吸附量越多,则从SCR催化剂流出的排气的氨浓度越浓,并且,SCR催化剂的温度越高,则从SCR催化剂流出的排气的氨浓度越浓。因此,在通过SCR催化剂的排气的流量恒定的情况下,可以说SCR催化剂的氨吸附量越多且SCR催化剂的温度越高、则氨的滑过量越多。
[0075]另外,如果从SCR催化剂流出的排气的氨浓度恒定,那么每单位时间内通过SCR催化剂的排气的流量越多,则每单位时间内的滑过量越多。因此,每单位时间内通过SCR催化剂的排气的流量越多,则氨的滑过量越多。
[0076]于是,在本实施例中,基于图4所示那样的关系,求出从SCR催化剂流出的排气的氨浓度,将该氨浓度与每单位时间内的排气流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)相乘,从而求出氨的滑过量Anh3slp。
[0077]另外,在求取氨的滑过量Anh3slp时所使用的氨吸附量利用适当的方法来推定。例如,从向SCR催化剂流入的氨的量中减去在SCR催化剂中被消耗的氨的量(叫的还原所消耗的氨的量)和滑过量,从而求出氨吸附量。
[0078]在SCR催化剂中被消耗的氨的量以勵^流入量和NOx净化率为参数进行运算。作为此时的勵^流入量,使用上述N0 ^流入量运算值。另外,NO x净化率也可以利用与排气净化装置的异常诊断处理所使用的N0X净化率相同的方法来求出,但也能够以向SCR催化剂流入的排气的流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)和SCR催化剂的温度为参数进行推定。例如,氨消耗量的运算所使用的N0X净化率也可以基于图5所示那样的关系进行推定。图5是表示排气的流量(每单位时间内的吸入空气量和每单位时间内的燃料喷射量的总和)、SCR催化剂的温度、以及叫净化率之间的关系的图。NO#化率存在如下趋势:排气流量越多,则N0X净化率越小,并且,SCR催化剂的温度越高,则NO x净化率越大(但是,在SCR催化剂的温度超过上限温度(例如,350°C )时,SCR催化剂的温度越高,则N0X净化率越小)。因此,也可以预先求出对图5所示那样的关系进行了限定的映射或函数,并基于该映射或函数来求出化率。
[0079]上述那样的氨吸附量的运算处理在内燃机1起动后开始EGR气体的回流之前开始执行,此后以规定的周期反复执行。而且,作为滑过量Anh3slp的运算所使用的氨吸附量,使用在刚刚之前的运算处理中求出的值(前一次值)。
[0080]在S104的处理中,E⑶10判别在上述S103的处理中求出的氨的滑过量Anh3slp是否为规定量α以上。在此所说的规定量α是可认为导致误诊断的氨的滑过量的最小值,是预先通过利用实验等的适应处理求出的值。当在S104的处理中判定为否时,ECU10暂时结束本程序的处理。另一方面,当在S104的处理中判定为是时,Ε⑶10进入S105的处理。
[0081]在S105的处理中,Ε⑶10对由与EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨引起的Ν0Χ流入量的增加量Λ Anoxin进行运算。首先,E⑶10以在上述S103中算出的氨的滑过量Anh3slp、以及EGR气体量与排气流量的比例为参数,对与EGR气体一同被吸入到内燃机1的氨的量进行运算。此时,EGR气体量与排气流量的比例可以根据EGR率和空气流量计11的输出信号(吸入空气量)进行运算。接着,ECU10对在假定与EGR气体一同被吸入到内燃机1的全部氨氧化的情况下生成的叫的量(NO滿入量的增加量Λ Anoxin)进行运算。
[0082]在S106的处理中,E⑶10对直至所述增加量Λ Anoxin的^^(向SCR催化剂流入为止所需要的时间进行运算。即,E⑶10对直至从第二催化剂壳体7流出的一部分排气经过EGR通路90、进气通路2、以及内燃机1再次向第二催化剂壳体7流入为止所花费的时间(输送延迟时间)进行运算。输送延迟时间能够以直至从第二催化剂壳体7流出的一部分排气再次向第二催化剂壳体7流入为止所经过的路径的长度、所述路径的容积、以及排气的流速(每单位时间内的吸入空气量)为参数进行运算。例如,所述路径的长度越长,则输送延迟时间越长。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是固定值,因此,也可以预先求出表示排气的流速与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求出输送延迟时间
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