诊断装置的制造方法_2

文档序号:9793636阅读:来源:国知局
分设 置于分体的硬件中。
[0035] NOx净化率运算部41是本发明的第1净化率运算单元的一个例子,基于以下的数式 1,运算SCR22的低温侧NOx净化率NCurns、高温侧NOx净化率NChigh%。低温侧NOx净化率NClow 在由SCR入口温度传感器23取得的SCR入口排气温度例如处于180~280度的范围内时被运 算。此外,高温侧NOx净化率NC HICH%在由SCR入口温度传感器23取得的SCR入口排气温度例如 超过280度时被运算。
[0036] [数式 1]
[0037]
[0038] 在数式1中,N0xin是向SCR22流入的排气中的NOx值,由SCR入口 NOx传感器24取得。 此外,ΝΟχουτ是从SCR22流出的排气中的NOx值,由SCR出口 NOx传感器25取得。
[0039] HC发热率运算部42是本发明的第2净化率运算单元的一个例子,运算DPF16的强制 再生时在D0C15内被氧化的HC的发热率(净化率)。以下,对发热率的详细的推测运算步骤进 行说明。
[0040] 如图2所示,在强制再生时从排气管内喷射装置13供给至D0C15的HC的实际发热量 Cact通过对D0C15的上游侧的排气能量Qin与下游侧的排气能量Qcmt的排气能量差Δ Q加上从 D0C15向外界空气放出的热损失量〇1_而得到。
[0041] 上游侧的排气能量Qin基于以下的数式2来运算,下游侧的排气能量Qcmt基于以下的 数式3来运算。
[0042] [数式2]
[0043] Qin = Cexh · mexh · Td〇C-in
[0044] [数式 3]
[0045] Q〇ut -Cexh * Hlexh * Td〇C-out
[0046] 在数式2、3中,cexh表示排气比热容。此外,mexh为排气流量,根据MAF传感器31的检 测值及发动机10的燃料喷射量等来取得。另外,排气流量m exh也可以是直接从排气流量传感 器(未图示)等取得。TDQC_in为D0C15的入口排气温度,由D0C入口温度传感器18来取得。 TD0C_cmt为D0C15的出口排气温度,由D0C出口温度传感器19来取得。
[0047] 热损失量Qiost能够假定为由自然对流引起的热损失量Qnaturai和由强制对流引起的 热损失量Qf orced的总和(Ql ost - Qnatural+Qf orced ) 〇
[0048] 由自然对流引起的热损失量QnaturalS于以下的数式4来运算。
[0049] [数式 4]
[0050] Qnatural - hn * As * ( TDOC brick-Tambient)
[0051 ]在数式4中,As表示D0C15的外周面(或者,催化剂壳体14a的设置有D0C15的部分的 外周面)的有效面积。TDQC_brick为DOC 15的内部温度,作为D0C入口排气温度TDQC_in与D0C出口 排气温度的平均值来取得。T amblent为外界空气温度,由外界空气温度传感器36来取 得。1^为自然对流的热传递率,能够从以下的数式5得到。
[0052] [数式5]
[0053]
[0054] 在数式5中,k表示空气的热传导率。Ln*D0C15的代表长度,与D0C15的容量等相应 地适当设定。NUn表示自然对流的努塞尔数。
[0055] 一般来讲,D0C15为圆柱状,而且收容D0C15的催化剂壳体14a形成为大致圆筒状。 因此,可以认为D0C15内产生的氧化热经由这些D0C15及催化剂壳体14a的圆筒外周面的整 面向外界空气散热。假定为由自然对流引起的散热从轴心朝向水平方向的圆筒外周面的整 面进行传递时,努塞尔数Nun能够从以下的数式6得到,其中,Gr是格拉斯霍夫数,Pr是普朗 特数。
[0056] [数式 6]
[0057] Nun=0.53X(Gr · Pr)0'25
[0058] 由强制对流引起的热损失量Qforced基于以下的数式7来运算。
[0059] [数式 7]
[0060] Qf〇rced = hf · Af · (Tdoc_ brick-Tambient)
[0061 ]在数式7中,Af表示D0C15的外周面(或者,催化剂壳体14a的设置有D0C15的部分的 外周面)的有效面积。TDQC_brick为DOC 15的内部温度,作为D0C入口排气温度TDQC_in与D0C出口 排气温度的平均值来取得。T amblent为外界空气温度,由外界空气温度传感器36来取 得。hf为强制对流的热传递率,能够从以下的数式8得到。
[0062][数式8]
[0063]
[0064] 在数式8中,Lf为D0C15的代表长度,与D0C15的容量等相应地适当设定。Nuf表示强 制对流的努塞尔数。
[0065]如图3所示,一般来讲,收容D0C15的催化剂壳体14a被固定在车体的车架S的下部, 在其前方配置有变速器TM等。因此,行驶时从车体前方向下部流入的行驶风能够假定为仅 给D0C15(或者催化剂壳体14a)的下表面部带来影响的平板紊流。即,强制对流的努塞尔数 Nuf能够从对平板紊流热传递式求解而导出的以下的数式9得到。
[0066] [数 9]
[0067] Nuf = 0.037XRe°-8XPr°·33
[0068] 在数式9中,Re表示雷诺数。雷诺数Re能够从以下的数式10得到,该数式10中,v是 空气的平均速度,P是空气密度,L是D0C15的代表长度,μ是动粘性系数。
[0069] [数 10]
[0070]
[0071] HC发热率运算部41通过对基于上述的数式2运算出的上游侧的排气能量Qin与基于 上述的数式3运算出的下游侧的排气能量Qc>ut的排气能量差△ Q,加上基于上述的数式4~10 运算出的热损失量Qiost,来运算强制再生时的D0C15内的HC实际发热量Cact。然后,通过将HC 实际发热量Cact除以排气管内喷射(或者后喷射)的理论发热量Cthe。,来运算D0C15内的HC实 际发热率Cact%。
[0072] NOx净化率判定部43是本发明的判定单元的一个例子,基于由NOx净化率运算部41 运算出的低温侧NOx净化率NCurns及高温侧NOx净化率NChigh%,判定SCR22中的NOx净化率的 下降。更详细地讲,ECU40中存储有预先通过实验等求出的、向SCR22流入的排气中的N0及 N〇2在D0C15正常的情况下的NOx净化率阈值NCSTD%(例如,图4的实线)JOx净化率判定部43 在低温侧NOx净化率NClot%与NOx净化率阈值NCstd%之差Δ NClot%、以及尚温侧NOx净化率 NChigh%与NOx净化率阈值NCstd%之差Δ NChigh%达到规定的上限阈值Δ NCmax时,将这些低温侧 及高温侧的NOx净化率判定为下降。
[0073] HC净化率判定部44是本发明的判定单元的一个例子,基于由HC发热率运算部42运 算出的HC实际发热率Cactc,判定D0C15中的HC净化率的下降。更详细地讲,在ECU40中存储有 预先通过实验等求出的、在D0C15内规定量的HC被大致完全地氧化的情况下的HC发热率阈 值CSTD%』C净化率判定部44在HC实际发热率Cact%与HC发热率阈值C STD%之差Δ C%达到规定的 上限阈值Δ Cmax时,将D0C22的HC净化率判定为下降。
[0074]劣化判定部45是本发明的判定单元的一个例子,基于NOx净化率判定部43的NOx净 化率的判定结果、以及HC净化率判定部44的HC净化率的判定结果,判定DOC 15的N02生成性 能的劣化。以下,对详细的劣化的判定步骤进行说明。
[0075] 一般来讲,在SCR22中,如果配置在上游侧的D0C15的N0氧化能力(N02生成性能)下 降,则如图4所示,特别是在低温区(例如180~280度)NOx净化性能下降。另一方面,在高温 区(例如280以上)NOx净化性能处于不降低的倾向。即,在低温侧NOx净化率NCums下降而高 温侧NOx净化率NCHIGH%未下降的情况下,推测为SCR22为正常而D0C15的N0
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