过滤器的故障诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种被设置于内燃机的排气通道中并对排气中的PM(ParticulateMatter:颗粒物)进行捕集的过滤器的故障诊断装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，已知一种在内燃机的排气通道中设置对排气中的PM进行捕集的过滤器的技术。过滤器中存在发生熔损或破损等的故障的情况。当发生这样的过滤器的故障时，未被该过滤器捕集而从该过滤器流出的PM的量会增加。当发生这样的过滤器的故障时，会引起向大气中放出的PM的增加。因此，开发出一种对过滤器的前后的排气的压力差(以下，有时也称之为“过滤器差压”)进行检测，并根据该过滤器差压来对过滤器是否处于故障中进行诊断的技术。
[0003]此外，还已知一种在内燃机的排气通道中设置尿素水添加装置以及选择还原型NOx催化剂(以下，有时也称之为“SCR催化剂”)的结构。在这样的结构中，通过使从尿素水添加装置所添加的尿素水解而生成氨。而且，将该氨作为还原剂而在SCR催化剂中使排气中的NOx还原。此外，在专利文献I中公开了如下内容，S卩，在这样的结构中，存在从尿素水添加装置所添加的源自尿素水的析出物(以下，有时也称之为“尿素析出物”)堆积于排气通道中的情况。此外，在专利文献2中，公开了用于对排气系统中的尿素析出物的堆积量进行推断的方法。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2010-121478号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-220232号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在内燃机的排气通道中，具有在与尿素水添加装置相比靠下游侧处除了设置有添加SCR催化剂以外还设置有过滤器的情况。在这样的结构中，存在如下情况，S卩，在过滤器中不仅堆积有从内燃机排出的PM，还堆积有尿素析出物。此外，还存在如下情况，S卩，暂时堆积于过滤器中的尿素析出物会通过气化或成为氨气而成为气体并从该过滤器脱离。而且，已知存在过滤器差压因这种尿素析出物的状况而发生变化的情况。
[0010]本发明的目的在于，在如上所述而在内燃机的排气通道中的与尿素水添加装置相比靠下游侧处除了设置有SCR催化剂之外还设置有过滤器的结构中，对根据过滤器差压来实施该过滤器的故障诊断的情况下的误诊断进行抑制。
[0011]用于解决课题的方法
[0012]堆积于排气通道中的与尿素水添加装置相比靠下游侧处所设置的过滤器中的尿素析出物，在低于PM的氧化温度的温度下，会通过气化或者成为氨气而成为气体并从该过滤器脱离。此时，当在过滤器上以与尿素析出物重叠的方式而堆积有PM时，该PM也会随着尿素析出物的脱离而从过滤器脱离。已知其结果会导致如下情况，即，即使过滤器本身处于正常的状态、或处于该过滤器的温度未达到PM的氧化温度的状态，过滤器差压也会下降。因此，在本发明中，在考虑到由随着尿素析出物的脱离而发生的PM的脱离所引起的过滤器差压的下降的条件下，实施过滤器的故障诊断。
[0013]更详细而言，第一发明所涉及的过滤器的故障诊断装置在具备过滤器、选择还原型NOx催化剂和尿素水添加装置的内燃机的排气净化系统中，对所述过滤器是否处于故障中进行诊断，其中，所述过滤器被设置于内燃机的排气通道中并对排气中的PM进行捕集，所述选择还原型NOx催化剂被设置于所述排气通道中并将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原，所述尿素水添加装置被设置于所述排气通道中的与所述过滤器以及所述选择还原型NOx催化剂相比靠上游侧并向排气中添加尿素水，所述过滤器的故障诊断装置具备:差压取得部，其取得所述过滤器的前后的排气的压力差、即过滤器差压;PM堆积量推断部，其使用所述过滤器差压以外的参数而对所述过滤器上的PM堆积量的推断值、即推断PM堆积量进行计算；诊断部，其通过对基于所述推断PM堆积量而被设定的判断差压与所述过滤器差压进行比较，来执行对所述过滤器是否处于故障中进行诊断的故障诊断处理，且在所述故障诊断处理中，在与所述判断差压相比所述过滤器差压较小的情况下，诊断为所述过滤器处于故障中；辨别部，其对作为脱离PM的量可能成为预定脱离量以上的条件而被设定的预定条件是否成立进行辨别，其中，所述脱离PM为，随着暂时堆积于所述过滤器上的源自尿素水的析出物成为气体而从所述过滤器脱离的PM，在通过所述辨别部而判断为所述预定条件已成立的情况下，在从判断为所述预定条件成立的时间点起至经过了预定期间为止的期间内，所述诊断部不执行所述故障诊断处理。
[0014]当过滤器产生故障时，与该过滤器处于正常的状态时相比，通过差压取得部而取得的过滤器差压会下降。因此，能够通过对由差压取得部而取得的过滤器差压与判断差压进行比较来对过滤器是否处于故障中进行诊断。在通过本发明所涉及的诊断部而执行的故障诊断处理中，在过滤器差压小于判断差压的情况下，则诊断为过滤器处于故障中。此时，在因随着尿素析出物的脱离而使PM从过滤器脱离从而使过滤器差压大幅度地下降时，如果通过诊断部而执行故障诊断处理，则实际上尽管过滤器处于正常的状态，但也可能会误诊断为过滤器处于故障中。
[0015]因此，在本发明中，通过辨别部来对如下的预定条件是否成立进行辨别，所述预定条件作为随着尿素析出物的脱离而从过滤器脱离的PM、即脱离PM的量可能成为预定脱离量以上的条件而被设定。在此，预定脱离量是指，能够判断出因PM的脱离而引起的过滤器差压的下降量变为大于所能够容许的量的、脱离PM的量的阈值。
[0016]而且，在通过辨别部而判断为预定条件已成立的情况下，在从作出了该判断的时间点起至经过了预定期间为止的期间内，诊断部不执行故障诊断处理。换言之，在通过辨别部而判断为预定条件已成立的情况下，从作出了该判断的时间点起经过了预定期间之后，诊断部执行故障诊断处理。在此，随着尿素析出物的脱离而从过滤器脱离的脱离PM将再次被捕集到过滤器中。此外，在过滤器中，持续地对新流入该过滤器的PM(以下，有时也称之为“流入PM”)进行捕集。因此，即使因随着尿素析出物的脱离而使PM从过滤器脱离从而导致过滤器差压暂时下降，也会通过脱离PM与流入PM堆积于过滤器上而使过滤器差压恢复。上述的预定期间为被设定为，假定从因PM自过滤器脱离而使过滤器差压开始下降起、至该过滤器差压恢复为止所需最低限度的期间以上的长度的期间。该预定期间的长度可以为预先规定的固定的长度，此外也可以如后文所述而进行变化。
[0017]根据本发明，能够避免在产生误诊断的可能性较高的状态下通过诊断部来执行故障诊断处理的情况。因此，能够对根据过滤器差压来实施过滤器的故障诊断时的误诊断进行抑制。
[0018]第二发明所涉及的过滤器的故障诊断装置在具备过滤器、选择还原型NOx催化剂和尿素水添加装置的内燃机的排气净化系统中，对所述过滤器是否处于故障中进行诊断，其中，所述过滤器被设置于内燃机的排气通道中并对排气中的PM进行捕集，所述选择还原型NOx催化剂被设置于所述排气通道中并将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原，所述尿素水添加装置被设置于所述排气通道中的与所述过滤器以及所述选择还原型NOx催化剂相比靠上游侧并向排气中添加尿素水，所述过滤器的故障诊断装置具备:差压取得部，其取得所述过滤器的前后的排气的压力差、即过滤器差压;PM堆积量推断部，其使用所述过滤器差压以外的参数而对所述过滤器上的PM堆积量的推断值、即推断PM堆积量进行计算；诊断部，其通过对基于所述推断PM堆积量而被设定的判断差压与所述过滤器差压进行比较，来执行对所述过滤器是否处于故障中进行诊断的故障诊断处理，且在所述故障诊断处理中与所述判断差压相比所述过滤器差压较小的情况下，诊断为所述过滤器处于故障中；辨别部，其对作为脱离PM的量可能成为预定脱离量以上的条件而被设定的预定条件是否成立进行辨别，其中，所述脱离PM为，随着暂时堆积于所述过滤器上的源自尿素水的析出物成为气体而从所述过滤器脱离的PM，在通过所述辨别部而判断为所述预定条件已成立的情况下，在从判断为所述预定条件成立的时间点起至经过了预定期间为止的期间内，所述诊断部在执行所述故障诊断处理时，与通过所述辨别部而判断为所述预定条件未成立的情况相比，在实施了将相对于所述推断PM堆积量的所述判断差压补正为较小的值、或者将所述过滤器差压补正为较大的值中的至少一项补正的基础上，执行所述故障诊断处理。
[0019]本发明所涉及的通过诊断部而执行的故障诊断处理、预定条件以及预定期间与第一发明相同。而且，在本发明中，在通过辨别部而判断为预定条件已成立的情况下，在从作出了该判断的时间点起至经过了预定期间为止的期间内通过诊断部而执行故障诊断处理时，实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项的补正。此时，在对判断差压实施补正的情况下，与通过辨别部而判断为预定条件未成立的情况相比，该判断差压被补正为相对于推断PM堆积量而较小的值。此外，在对过滤器差压实施补正的情况下，与通过辨别部而判断为预定条件未成立的情况相比，过滤器差压被补正为较大的值。
[0020]通过使诊断部在实施了上述那样的补正的基础上执行故障诊断处理，从而即使在因PM从过滤器脱离而导致过滤器差压下降了的情况下，与未实施该补正而执行该故障诊断处理的情况相比，也变得难以诊断为过滤器处于故障中。因此，通过本发明也能够对根据过滤器差压而实施过滤器的故障诊断的情况下的误诊断进行抑制。
[0021 ] 在此，过滤器的温度越高，则越促进堆积于该过滤器的尿素析出物的脱离。因此，过滤器的温度越高，则随着尿素析出物的脱离而从过滤器脱离的脱离PM的量越多。此外，过滤器中的PM堆积量越多，则在尿素析出物从过滤器脱离的情况下，随之而从过滤器脱离的脱离PM的量越多。因此，第一发明以及第二发明的预定条件也可以为，过滤器的温度在预定温度以上且推断PM堆积量在预定PM堆积量以上。此时，也可以采用如下方式，S卩，推断PM堆积量较多时与推断PM堆积量较少时相比，预定温度被设定为较低的温度。此外，也可以采用如下方式，即，过滤器的温度较高时与过滤器的温度较低时相比，预定PM堆积量被设定为较小的值。
[0022]此外，过滤器中的尿素析出物的堆积量越多，则在尿素析出物从过滤器脱离的情况下，伴随于此而从过滤器脱离的脱离PM的量越增多。因此，第一发明以及第二发明所涉及的过滤器的故障诊断装置还可以具备析出物堆积量推断部，所述析出物堆积量推断部对过滤器中的尿素析出物的堆积量的推断值、即推断析出物堆积量进行计算。而且，在预定条件为上述那样的条件的情况下，也可以考虑推断析出物堆积量来对预定温度或预定PM堆积量进行设定。换言之，也可以采用如下方式，即，推断析出物堆积量较多时与推断析出物堆积量较少时相比，预定温度被设定为较低的温度。此外，也可以采用如下方式，即，推断析出物堆积量较多时与推断析出物堆积量较少时相比，预定PM堆积量被设定为较小的值。
[0023]此外，在第一发明以及第二发明所涉及的过滤器的故障诊断装置还具备析出物堆积量推断部的情况下，预定条件也可以为，过滤器的温度在预定温度以上且推断析出物堆积量在预定析出物堆积量以上。此时，也可以采用如下方式，即，推断析出物堆积量较多时与推断析出物堆积量较少时相比，预定温度被设定为较低的温度。此外，也可以采用如下方式，即，过滤器的温度较高时与过滤器的温度较低时相比，预定析出物堆积量被设定为较小的值。
[0024]此外，在预定条件为上述那样的条件的情况下，也可以考虑推断PM堆积量来设定预定温度或者预定析出物堆积量。换言之，也可以采用如下方式，即，推断PM堆积量较多时与推断PM堆积量较少时相比，预定温度被设定为更低的温度。此外，也可以采用如下方式，即，推断PM堆积量较多时与推断PM堆积量较少时相比，预定析出物堆积量被设定为较小的值。
[0025]此外，在第二发明中，也可以采用如下方式，S卩，在通过辨别部而判断为预定条件已成立的情况下，因该预定条件成立而假定从过滤器脱离的脱离PM的量较多时与假定该脱离PM的量较少时相比，将在预定期间中所述诊断部实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项补正时的补正量设为较大。由此，能够以更高的准确率来对根据过滤器差压而实施过滤器的故障诊断的情况下的误诊断进行抑制。
[0026]例如，假定过滤器的温度越高则脱离PM的量越多。因此，通过辨别部而判断为预定条件已成立的时间点处的过滤器的温度较高时与该过滤器的温度较低时相比，将在预定期间中诊断部实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项补正时的补正量设为较大。
[0027]此外，假定推断PM堆积量越多则脱离PM的量越多。因此，也可以采用如下方式，即，通过辨别部而判断为预定条件已成立的时间点处的推断PM堆积量较多时与该推断PM堆积量较少时相比，将在预定期间中诊断部实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项补正时的补正量设为较大。
[0028]此外，假定推断析出物堆积量越多则脱离PM的量越多。因此，在第二发明所涉及的过滤器的故障诊断装置还具备析出物堆积量推断部的情况下，也可以采用如下方式，即，通过辨别部而判断为预定条件已成立的时间点处的推断析出物堆积量较多时与该推断析出物堆积量较少时相比，将在预定期间中诊断部实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项补正时的补正量设为较大。
[0029]在此，可认为从过滤器脱离的PM脱离量越多，则至暂时降低的过滤器差压恢复为止所需的期间越长。因此，在通过辨别部而判断为预定条件已成立的情况下，也可以采用如下方式，即，因该预定条件成立而假定从过滤器脱离的脱离PM的量较多时与假定该脱离PM的量较少时相比，将预定期间设定为较长的期间。由此，在第一发明中，能够将不执行由诊断部而实施的故障诊断处理的期间设为较适当的期间。此外，在第二发明中，能够在执行由诊断部实施的故障诊断处理时，将实施判断差压的补正或者过滤器差压的补正中的至少一项补正的期间设为较适当的期间。
[0030]如上文所述，假定过滤器的温度越高、或者推断PM堆积量越多、或者推断析出物堆积量越多，则由于预定条件已成立而从过滤器脱离的脱离PM的量越多。因此，也可以采用如下方式，即，通过辨别部而判断为预定条件已成立的时间点处的过滤器的温度较高时与该过滤器的温度较低时相比，预定期间被设定为较长的期间。此外，也可以采用如下方式，即，通过辨别部而判断为预定条件已成立的时间点处的推断PM堆积量较多时与该推断PM堆积量较少时相比，预定期间被设定为较长的期间。此外，在第一发明或者第二发明所涉及的过滤器的故障诊断装置还具备析出物堆积量推断部的情况下，也可以采用如下方式，即，通过辨