催化剂的劣化诊断装置的制造方法
【专利摘要】本发明的课题在于，提供一种催化剂的劣化诊断装置，其对具有氧化功能并且被负载于颗粒过滤器上的催化剂的劣化正确地进行诊断。本发明采用了如下实施方式，即，在向将氧化催化剂负载于颗粒过滤器上而构成的OCF供给预定量的燃料时根据与在该OCF中产生的热量有关的物理量来实施对被负载于所述OCF上的催化剂的劣化进行诊断的处理、即劣化诊断处理的劣化诊断装置中，对向所述OCF供给了所述预定量的燃料时在所述OCF中是否发生了PM氧化反应进行判断，如果在所述OCF中发生了PM氧化反应，则不实施所述劣化诊断处理，如果在所述OCF中未发生PM氧化反应，则实施所述劣化诊断处理。
【专利说明】
催化剂的劣化诊断装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种对具有氧化功能的催化剂的劣化进行诊断的技术，特别涉及一种对被负载于颗粒过滤器上的催化剂的劣化进行诊断的技术。
【背景技术】
[0002]—直以来，作为对具有氧化功能的催化剂的劣化进行诊断的方法而已知有如下方法，即，在向所述催化剂供给燃料时对所述催化剂的温度上升值进行检测，如果该温度上升值小于与燃料的供给量相应的值，则判断为所述催化剂产生了劣化。更详细而言，已知有如下方法，即，在通过处于正常的催化剂与劣化的催化剂的边界上的标准催化剂的内部温度模式而计算出的温度进入到判断容许温度的范围内的情况下，实施催化剂的劣化判断(例如，参照专利文献I)。
[0003]在专利文献2中公开有如下技术，即，在将颗粒过滤器升温至目标温度而实施该颗粒过滤器的再生处理的排气净化装置中，具备:对颗粒过滤器的床温度进行检测的单元、将对该检测出的床温度成为目标床温度以上的期间进行累加而得到的值作为有效再生期间而进行计算的单元、根据该有效再生期间而对作为在过滤器中所堆积的颗粒的燃烧去除量的颗粒再生量进行推断的单元、根据该推断出的颗粒再生量来对颗粒的再生效率进行计算的单元。
[0004]在专利文献3中公开有如下技术，S卩，在根据从内燃机排出的PM(颗粒物)量与在颗粒过滤器中所再生的PM量的差来对颗粒过滤器中的PM堆积量进行推断的排气净化装置中，对废气中所含有的氧所实现的PM再生量与废气中所含有的二氧化氮所实现的PM再生量进行合计，从而就算出PM再生量。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2014-034954号公报
[0008]专利文献2:日本特开2005-201251号公报
[0009]专利文献3:日本特开2013-124631号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]然而，有时会将具有氧化功能的催化剂(以下，称之为“氧化催化剂”)负载于用于对排气中的PM(Particulate Matter:颗粒物)进行捕集的颗粒过滤器中。当向负载有氧化催化剂的颗粒过滤器(以下，称之为“0CF(Oxidat1n Catalytic Filter:氧化催化过滤器)”)供给燃料时，除了由氧化催化剂所实现的燃料的氧化反应之外，有时还会在颗粒过滤器中发生所捕集到的PM的氧化反应。该情况下的OCF的温度上升值除了因燃料的氧化反应热而导致的温度上升量以外，还包括因PM的氧化反应热而导致的温度上升量。因此，在根据所述温度上升值来对氧化催化剂的劣化进行诊断的情况下，难以对所检测出的温度上升值是否为与燃料的氧化反应热相应的值进行判断。其结果为，可能无法对氧化催化剂的劣化进行正确诊断。
[0012]本发明鉴于上述实际情况而完成，其目的在于，对具有氧化功能并且被负载于颗粒过滤器中的催化剂的劣化正确地进行诊断。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]本发明为了解决上述课题而采用了如下方式，S卩，在根据与向OCF供给了预定量的燃料时在该OCF中所产生的热量相关的物理量，而对被负载于所述OCF上的催化剂的劣化进行诊断的催化剂的劣化诊断装置中，当向所述OCF供给了所述预定量的燃料时，如果在所述OCF中未发生PM的氧化反应，则实施基于所述物理量的劣化诊断。
[0015]详细而言为，本发明为一种催化剂的劣化诊断装置，具备:取得单元，其取得与向OCF中供给了预定量的燃料时在该OCF中产生的热量相关的物理量，所述OCF为负载有具有氧化功能的催化剂的颗粒过滤器;诊断单元，其实施劣化诊断处理，所述劣化诊断处理为，根据由所述取得单元取得的物理量而对被负载于所述OCF上的催化剂是否劣化进行诊断的处理，在所述催化剂的劣化诊断装置中，具备判断单元，在向所述OCF供给了所述预定量的燃料时，所述判断单元对该OCF中是否已发生PM的氧化反应进行判断，所述诊断单元在通过所述判断单元而判断为未发生PM的氧化反应的情况下，实施所述劣化诊断处理。
[0016]根据以此方式而构成的催化剂的劣化诊断装置，根据与向OCF供给了预定量的燃料时且判断为在所述OCF中未发生PM的氧化反应时在所述OCF中所产生的热量相关的物理量，而对被负载于OCF上的催化剂的劣化进行诊断。该情况下的物理量能够被视为，与包含燃料发生氧化时的反应热且不包含PM发生氧化时的反应热的热量相关的值。即，所述物理量能够被视为，与通过被负载于所述OCF上的催化剂而氧化的燃料的量相应的量。而且，通过被负载于所述OCF上的催化剂而氧化的燃料的量，在所述催化剂为正常的情况下与劣化的情况下是不同的。由此，当根据上述的物理量而实施催化剂的劣化诊断处理时，能够正确地对催化剂的劣化进行诊断。
[0017]在此，在向OCF供给了预定量的燃料时且在所述OCF中未发生PM的氧化反应时，与所述催化剂为正常的情况相比而在劣化的情况下所述OCF中所产生的热量较少。因此，本发明的诊断单元也可以采用如下方式，即，如果由所述取得单元取得的物理量为预定的阈值以上，则判断为所述催化剂未劣化，在由所述取得单元取得的物理量小于所述预定的阈值时，则判断为所述催化剂已劣化。在此，所谓的“预定的阈值”为相当于在向负载有处于正常与劣化的边界的标准催化剂的OCF供给了所述预定量的燃料时且在该OCF中未发生PM的氧化反应热时在所述OCF中所产生的热量的值。
[0018]此外，如果在向所述OCF供给了所述预定量的燃料时在该OCF中未发生PM的氧化反应，则在向所述OCF供给所述预定量的燃料的期间中的燃料供给量与在所述OCF中所产生的热量的关系为线性。另一方面，如果在向所述OCF供给了所述预定量的燃料时在该OCF中已发生PM的氧化反应，则向所述OCF供给所述预定量的燃料的期间中的燃料供给量与在所述OCF中所产生的热量的关系为非线性。因此，本发明的判断单元也可以采用如下方式，S卩，在向所述OCF供给所述预定量的燃料的期间内的燃料供给量与在所述OCF中产生的热量之间的关系为线性时，判断为在所述OCF中未发生PM的氧化反应。此时，也可以采用如下方式，即，判断单元在向所述OCF供给所述预定量的燃料的期间中，对每单位燃料量在所述OCF中所产生的热量进行多次求取，并且如果该多次的热量的相对差为预定的容许误差以下，则判断为燃料供给量与在所述OCF中所产生的热量的关系为线性。
[0019]另外，本发明的判断单元也可以采用如下方式，S卩，如果由所述取得单元所取得的物理量与大于所述预定的阈值的预定的基准值相比而较大，则判断为在所述OCF中已发生PM的氧化反应，而如果由所述取得单元所取得的物理量在所述预定的基准值以下，则判断为在所述OCF中未产生PM的氧化反应。在此，所谓的“预定的基准值”指的是，例如在所述OCF中未发生PM的氧化反应并且所述预定量的燃料全部氧化的情况下，在所述OCF中所产生的热量。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，能够更加正确地对具有氧化功能并且被负载于颗粒过滤器上的催化剂的劣化进行诊断。
【附图说明】
[0022]图1为表示应用了本发明的内燃机的排气系统的概要结构的图。
[0023]图2为表示向氧化催化剂供给的燃料量与氧化催化剂中所产生的热量之间的关系的图。
[0024]图3为表示在向负载有劣化状态的氧化催化剂的OCF供给了预定量的燃料时所产生的热量的一个示例的图。
[0025]图4为表示在实施劣化诊断处理时由ECU所实施的处理程序的流程图。
[0026]图5为表示向OCF供给的燃料量与OCF中所产生的热量之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，根据附图来对本发明的【具体实施方式】进行说明。本实施例中所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，则其并不会将本发明的技术范围仅限定于其中。
[0028]图1为表示应用了本发明的内燃机的排气系统的概要结构的图。图1所示的内燃机I为，具备将作为燃料的轻油向气缸2内喷射的燃料喷射阀3的压燃式的内燃机。另外，内燃机I也可以为将汽油等作为燃料的火花点火式的内燃机。
[0029]内燃机I与进气管4相连接。在进气管4的中途处配置有空气流量计40，所述空气流量计40输出与在该进气管4内流通的进气(空气)的量(质量)对应的电信号。在与空气流量计40相比靠下游的进气管4上配置有用于通过对该进气管4内的通道截面面积进行变更来对内燃机I的进气量进行调节的进气节流阀41。
[0030]内燃机I与排气管5相连接。在排气管5的中途处配置有过滤器外壳50。过滤器外壳50具备筒状的外壳50a和被收纳在该外壳50a内的0CF50b WCFSOb为负载有氧化催化剂的颗粒过滤器。此处所述的颗粒过滤器指的是，例如通过多孔质的隔壁而划分形成了排气的流动方向的上游侧端部被堵塞的通道与下游侧端部被堵塞的通道的壁流型的颗粒过滤器。而且，氧化催化剂被负载于所述隔壁的表面或所述隔壁的细孔内。另外，被负载于颗粒过滤器上的催化剂并不限定于仅具有氧化功能的催化剂，例如也可以为三元催化剂或吸留还原型催化剂等。
[0031]在与所述过滤器外壳50相比靠上游的排气管5上配置有对向所述过滤器外壳50流入的排气的温度进行测定的第一温度传感器51。此外，在与所述过滤器外壳50相比靠下游的排气管5上配置有对从所述过滤器外壳50流出的排气的温度进行测定的第二温度传感器52。
[0032]此外，在内燃机I中同时还设置有ECU6。E⑶6为由CPU、ROM、RAM、备份RAM等构成的电子控制单元。E⑶6除了上述的空气流量计40、第一温度传感器51以及第二温度传感器52以外，还电连接有加速器位置传感器7和曲轴位置传感器8等各种传感器。加速器位置传感器7为输出与未图不的加速器踏板的操作量(加速器开度)有关的电信号的传感器。曲轴位置传感器8为输出与内燃机I的内燃机输出轴(曲轴)的旋转位置有关的电信号的传感器。
[0033]ECU6根据上述的各种传感器的输出信号来对所述燃料喷射阀3或所述进气节流阀41等的各种设备进行控制。例如，ECU6基于根据加速器位置传感器7或曲轴位置传感器8的测定值而计算出的内燃机负载或内燃机转速来对燃料喷射阀3或进气节流阀41进行控制。此外，ECU6对被0CF50b所捕集到的PM的量(PM捕集量)进行计算，并在该PM捕集量成为预定的再生用阈值以上时，实施对被所述颗粒过滤器所捕集到的PM进行氧化以及去除的处理(过滤器再生处理)。此时，E⑶6也可以根据内燃机I的运转记录(进气量或燃料喷射量等的累加值)来对PM捕集量进行计算，或者也可以通过对被安装于过滤器外壳50的前后的PM传感器的输出差进行累加从而对PM捕集量进行计算。ECU6在PM捕集量成为所述预定的再生阈值以上时，通过在从内燃机I排出的排气的空燃比成为与理论空燃比相比而较高的过稀空燃比的状况下向0CF50b供给燃料，从而实施过滤器再生处理。作为向0CF50b供给燃料的方法，能够使用从排气行程中的气缸2的燃料喷射阀3喷射燃料的(次后喷射)方法、或在过滤器外壳50的上游处安装燃料添加阀并从该燃料添加阀向排气中添加燃料的方法等。当在从内燃机I排出的排气的空燃比成为过稀空燃比的状况下向0CF50b供给燃料时，会因氧化催化剂的作用而使燃料与排气中的氧发生反应(氧化反应)，从而颗粒过滤器会通过该反应热而升温。而且，当颗粒过滤器升温至能够使PM氧化的温度时，被该颗粒过滤器所捕集到的PM会与排气中的氧发生反应而被氧化。ECU6除了实施上述的各种处理之外，还实施用于对0CF50b的氧化催化剂是否劣化进行判断的劣化诊断处理。在以下，对本实施方式的劣化诊断处理的实施方法进行说明。
[0034]作为对具有氧化功能的氧化催化剂是否劣化进行判断的方法而考虑有如下方法，即，除所述过滤器再生处理之外，另外向氧化催化剂供给预定量的燃料，并根据此时产生的热量(由燃料的氧化反应而产生的热量)来对氧化催化剂是否劣化进行判断。在此，图2中示出了向具有氧化功能的氧化催化剂供给的燃料量与在氧化催化剂中所产生的热量间的关系。如图2所示，在氧化催化剂中所产生的热量以与向该氧化催化剂供给的燃料量成比例的方式而增多，并且会随着氧化催化剂的劣化程度增大而减少。由此，预先求出在向处于正常与劣化的边界的标准催化剂供给预定量的燃料时所产生的热量(预定的阈值)，如果在向氧化催化剂供给了预定量的燃料时0CF50b中所产生的热量小于所述预定的阈值，则能够判断为氧化催化剂已劣化。
[0035]然而，在氧化催化剂被负载于颗粒过滤器上的0CF50b中，在供给了预定量的燃料时，除了燃料的氧化反应之外，被颗粒过滤器所捕集到的PM也会发生氧化反应。特别是，如图1所示，在与0CF50b相比靠上游的排气管5上未配置有具有氧化功能的催化剂的结构中，具有在向0CF50b供给燃料时该0CF50b的温度分布难以达到均匀这一特性。这是由于流入到0CF50b中的燃料会从0CF50b的上游侧起而逐渐地被氧化并升温。在向0CF50b供给燃料时，如果该0CF50b的温度分布不均匀，则可能会使该0CF50b的至少一部分升温至能够使PM氧化的温度，从而发生PM发生氧化反应。在0CF50b中发生燃料的氧化反应与PM的氧化反应的情况与仅发生燃料的氧化反应的情况相比，在0CF50b中所产生的热量较多。由此，如图3所示，即使在0CF50b的氧化催化剂已劣化的情况下，向0CF50b供给了预定量的燃料时所产生的热量(图3中的Qocf)也可能大于所述预定的阈值(图3中的Qthre)。在这种情况下，有可能难以正确地对氧化催化剂的劣化进行检测。另外，图3中的实线表示向负载有劣化状态的氧化催化剂的0CF50b供给燃料时发生了燃料的氧化反应与PM的氧化反应的情况下的热量。此外，图3中的单点划线表示在向负载有所述标准催化剂的0CF50b供给燃料时仅发生了燃料的氧化反应的情况下的热量。
[0036]作为避免上述问题的方法而考虑有，在过滤器再生处理结束之后的PM捕集量较少时供给预定量的燃料而对氧化催化剂的劣化进行诊断的方法。然而，当反复实施使过滤器再生处理的间隔较长的运转时，实施劣化诊断处理的机会会变少。因此，有可能无法快速地对氧化催化剂的劣化进行检测。此外，作为避免上述问题的其它方法而考虑有，将不会引起PM的氧化的量的燃料向0CF50b供给的方法。然而，由于由0CF50b中的燃料的氧化反应而产生的热量变少，因此有可能无法正确地对氧化催化剂的劣化进行检测。
[0037]因此，在本实施方式中，如果在向0CF50b供给了预定量的燃料时发生了PM的氧化反应，则不会根据在0CF50b中所产生的热量来实施劣化诊断，而如果未发生PM的氧化反应，则会根据在0CF50b中所产生的热量来实施劣化诊断。以下，根据图4来对本实施方式中的异常诊断处理的实施顺序进行说明。图4为表示在实施异常诊断处理时ECU6所实施的处理程序的流程图。图4所示的处理程序被预先存储在ECU6的RAM中，并且其为由ECU6按照预定的周期而实施的处理程序。
[0038]在图4的处理程序中，ECU6首先在SlOl的处理中读取0CF50b的温度Tocfl ACFSOb的温度Tocfl可以将第一温度传感器51的测定值与第二温度传感器52的测定值作为参数而进行计算，也可以在0CF50b上安装温度传感器而直接进行测定。
[0039]在S102的处理中，E⑶6向0CF50b供给预定量的燃料。具体而言为，E⑶6使预定量的燃料从排气行程中的气缸2的燃料喷射阀3喷射。另外，在与过滤器外壳50相比靠上游的排气管5上安装有燃料添加阀的情况下，也可以从该燃料添加阀向排气中添加预定量的燃料。接下来，E⑶6转移至S103的处理，并对0CF50b的温度Tocf 2进行读取。在此，所谓的温度Tocf2指的是，从燃料喷射阀3喷射的预定量的燃料到达至0CF50b并发生氧化的时刻的0CF50b的温度。从燃料喷射阀3喷射的预定量的燃料到达至0CF50b的时刻只要根据从内燃机I起至0CF50b的路径的长度与排气的流速来计算即可。另外，在根据第一温度传感器51的测定值与第二温度传感器52的测定值的差来对0CF50b的温度进行推断的情况下，只要在所述预定量的燃料与从内燃机I排出的排气一起到达至所述第二温度传感器52的时刻处对第二温度传感器52的测定值进行读取，并使用该测定值来对0CF50b的温度进行计算即可。
[0040]在S104的处理中，对向0CF50b供给了预定量的燃料时在0CF50b中所产生的热量Qocf进行计算。此时，ECU6根据以下的数学式(I)来对热量Qocf进行计算。
[0041]Qocf=m*c* Δ Tocf...(I)
[0042]所述数学式(I)中的m为0CF50b的质量。所述数学式(I)中的c为0CF50b的比热。所述数学式(I)中的△!'0(^为由于向(^^5013供给预定量的燃料所导致的(^?5013的温度上升量，并为从在所述S103的处理中所读取出的0CF50b的温度Tocf2减去在所述SlOl的处理中所读取出的0CF50b的温度Tocfl所得到的值( = Tocf2--TocΠ)。以此方式，通过由ECU6来实施S105的处理，从而实现本发明所涉及的“取得单元”。
[0043]在S105的处理中，对在向0CF50b供给了预定量的燃料时在0CF50b中是否发生了PM氧化反应进行判断。在此，在图5中示出了向0CF50b供给的燃料量与在0CF50b中产生的热量间的关系。图5中的实线表示未发生PM氧化反应的情况下的关系，而图5中的单点划线表示发生了PM氧化反应的情况下的关系。另外，除了PM氧化反应的有无以外的条件均相同。如图5中的实线所示，如果在0CF50b种未发生PM氧化反应，则由于在0CF50b中产生的热量相对于向0CF50b供给的燃料的量的变化率(斜率)为大致固定，因此向0CF50b供给的燃料的量与在0CF50b中产生的热量的关系成为线性。另一方面，如图5中的单点划线所示，如果在0CF50b中已发生PM氧化反应，则由于在0CF50b中产生的热量相对于向0CF50b供给的燃料的量的变化率(斜率)不会为固定，因此向0CF50b供给的燃料的量与在0CF50b中产生的热量的关系成为非线性。由此，在向0CF50b供给了预定量的燃料时，如果向0CF50b供给的燃料量与在0CF50b中产生的热量的关系为线性，则能够判断为在0CF50b中未发生PM氧化反应，而如果向0CF50b供给的燃料量与在0CF50b中产生的热量的关系为非线性，则能够判断为在0CF50b中已发生了PM氧化反应。因此，ECU6在向0CF50b供给预定量的燃料的期间内，在至少三个时刻处对每单位燃料量(与所述预定量相比足够少的量)在0CF50b中产生的热量(热量相对于单位燃料量的变化率)进行检测。而且，ECU6也可以以如下方式来实施判断，S卩，如果多个变化率的相对差在预先决定的容许误差以下，则判断为向0CF50b供给的燃料的量与在0CF50b中产生的热量的关系为线性，而如果所述多个变化率的相对差大于所述容许误差，则判断为向0CF50b供给的燃料的量与在0CF50b中产生的热量的关系为非线性。在此，所谓的“容许误差”指的是，考虑对在0CF50b中产生的热量进行求取时所使用的传感器(例如，第一温度传感器51或第二温度传感器52)的测定误差或偏差等而决定的值，其为通过利用了预先实验等的适当作业而决定的值。另外，第一温度传感器51或第二温度传感器52具有在低温区域中的测定精度会变得较低的倾向。因此，优选为，在第一温度传感器51以及第二温度传感器52的测定值为预定的下限温度以上时对所述多个变化率进行检测。在此所谓的“预定的下限温度”指的是，与第一温度传感器51以及第二温度传感器52的测定误差相比足够高的温度，其为通过预先实验而求出的温度。以此方式，通过由ECU6来实施S105的处理，从而会实现本发明所涉及的“判断单元”。
[0044]在此，返回图4的处理程序，当在所述S105的处理中判断为已发生了 PM氧化反应的情况下，ECU6不实施氧化催化剂的劣化诊断，并结束本处理程序的实施。另一方面，当在所述S105的处理中判断为未发生PM氧化反应的情况下，E⑶6向S106的处理转移。在S106的处理中，ECU6根据在所述S104的处理中所计算出的热量Qocf来对0CF50b的氧化催化剂是否劣化进行判断。具体而言为，ECU6对在所述S104中所计算出的热量Qocf是否为预定的阈值Qthre以上进行判断。如前文所述，所述预定的阈值Qthre为，在向负载有处于正常与劣化的边界的标准催化剂的OCF供给预定量的燃料时且在该OCF中未发生PM的氧化反应热时在该OCF中产生的热量，其为通过预先实验而计算出的值。
[0045]当在所述S106的处理中作出了肯定判断的情况(Qocf > Qthre)下，EQJ6向S107的处理转移，并判断为0CF50b的氧化催化剂为正常。另一方面，当在所述S106的处理中作出了否定判断的情况(Qocf<Qthre)下，ECU6向S108转移，并判断为0CF50b的氧化催化剂已劣化。另外，也可以为，当在S108的处理中判断为0CF50b的氧化催化剂已劣化的情况下，ECU6将氧化催化剂的劣化信息存储在备份RAM等中，并使设置在车辆驾驶室内的警告灯(MIL:Malfunct1n Indicat1n Lamp)闪烁。另外，通过由ECU6实施S106至S108的处理来实现本发明所涉及的“诊断单元”。
[0046]当如上述那样根据图4的处理程序来实施劣化诊断处理时，由于在判断为向0CF50b供给了预定量的燃料时在该0CF50b中未发生PM氧化反应的情况下，不实施氧化催化剂的劣化诊断，因此能够抑制误诊断的产生。其结果为，能够正确地对氧化催化剂的劣化进行诊断。
[0047]另外，虽然在前文所述的图4的处理程序中叙述了，根据所述数学式(I)而对热量Qocf进行运算，并根据该热量Qocf来实施PM氧化反应的有无以及氧化催化剂的劣化诊断的示例，但是由于0CF50b的质量m与比热c为不依赖于氧化催化剂的劣化状态或内燃机I的运转状态的固定的物性值，因此也可以将向0CF50b供给了预定量的燃料时的0CF50b的温度上升量(ATocf)作为参数来实施PM氧化反应的有无以及氧化催化剂的劣化诊断。在该情况下，通过ECU6对0CF50b的温度上升量(Δ Tocf)进行计算来实施本发明所涉及的“判断单元”。此外，如果从0CF50b中产生的热会通过排气而被带走这一观点出发，则也可以将第一温度传感器51的测定值与第二温度传感器52的测定值的差(排气的温度上升量)作为参数来实施PM氧化反应的有无以及氧化催化剂的劣化诊断。在该情况下，通过ECU6对排气的温度上升量进行计算来实现本发明所涉及的“判断单元”。另外，通过排气而被从0CF50b带走的热量会根据排气的流量或排气的温度而变化。因此，在将排气的温度上升量作为参数来实施PM氧化反应的有无以及氧化催化剂的劣化诊断的情况下，需要在从预定量的燃料的供给开始起至供给结束的期间内使排气的流量或排气的温度稳定。由此，在从预定量的燃料的供给开始至供给结束的期间内的排气的流量或排气的温度的变化幅度超过预先决定的容许值的情况下，不实施PM氧化反应的有无的判断以及氧化催化剂的劣化诊断。
[0048]此外，虽然在前文所述的图4的处理程序中叙述了，通过对向0CF50b所供给的燃料量与在0CF50b中所产生的热量的关系是否为线性进行判断来对PM氧化反应的有无进行判断的示例，但是在具有对与0CF50b相比靠上游的排气压力、和与0CF50b相比靠下游的排气压力的差压进行检测的传感器并根据该传感器的检测值来对0CF50b的PM捕集量进行计算的结构中，也可以通过对向0CF50b供给预定量的燃料的期间内的PM捕集量的减少量进行求取，并对该减少量是否为预定的判断基准值以下进行判断，从而对颗粒物PM氧化反应的有无进行判断。在此，所谓的“预定的判断基准值”指的是，在向0CF50b供给预定量的燃料的期间中，当与该判断基准值相比而较多的PM发生了氧化时，则会认为不能够正确地对氧化催化剂的劣化进行诊断的值。
[0049]此外，除本实施方式的劣化诊断处理之外，E⑶6也可以在过滤器再生处理刚结束之后向0CF50b供给预定量的燃料，并根据此时所产生的热量来对氧化催化剂的劣化进行诊断。由于过滤器再生处理刚结束后为对被0CF50b所捕集到的PM进行了氧化以及去除的状态，因此在向0CF50b供给了预定量的燃料时所产生的热量能够被视为，不包含PM的氧化反应热(未发生PM的氧化反应)。由此，能够正确地对氧化催化剂的劣化进行诊断。另外，在此，所谓的“过滤器再生处理刚结束后”指的是，在过滤器再生处理结束后0CF50b处于充分冷却的状态，且为0CF50b的PM捕集量成为预定的上限量以下的时刻。预定的上限量为，即使在向0CF50b供给了预定量的燃料的情况下该预定的上限量以下的PM被氧化，也不影响到诊断精度的程度的量。
[0050]此外，当在图4的处理程序的S106的处理中作出了否定判断的情况(Qocf <Qthre)下，E⑶6也可以不立即诊断为0CF50b的氧化催化剂为异常，而是在过滤器再生处理的结束之后再度实施异常诊断处理，从而对氧化催化剂的异常进行确定。此时的过滤器再生处理可以在0CF50b的PM捕集量成为所述预定的再生阈值以上时实施，或者也可以在所述S106的处理中判断为否定时立即实施。
[0051 ]另外，能够应用本发明的劣化诊断装置的结构并不限定于图1所示的结构，例如也可以为在与0CF50b相比靠上游处配置氧化能力较弱的催化剂的结构。也就是说，只要为在向OCF供给了预定量的燃料时该OCF的温度分布会变得不均匀的结构，便能够应用本发明的劣化诊断装置。
[0052]符号说明
[0053]1:内燃机；
[0054]2:气缸；
[0055]3:燃料喷射阀；
[0056]4:进气管；
[0057]5:排气管；
[0058]6:ECU;
[0059]40:空气流量计；
[0060]50:过滤器外壳；
[0061]50a:外壳；
[0062]50b:OCF；
[0063]51:第一温度传感器；
[0064]52:第二温度传感器。
【主权项】
1.一种催化剂的劣化诊断装置，具备: 取得单元，其取得与向氧化催化过滤器中供给了预定量的燃料时在该氧化催化过滤器中产生的热量相关的物理量，所述氧化催化过滤器为负载有具有氧化功能的催化剂的颗粒过滤器； 诊断单元，其实施劣化诊断处理，所述劣化诊断处理为，根据由所述取得单元取得的物理量而对被负载于所述氧化催化过滤器上的催化剂是否劣化进行诊断的处理， 在所述催化剂的劣化诊断装置中， 具备判断单元，在向所述氧化催化过滤器供给了所述预定量的燃料时，所述判断单元对该氧化催化过滤器中是否已发生颗粒物的氧化反应进行判断， 所述诊断单元在通过所述判断单元而判断为未发生颗粒物的氧化反应的情况下，实施所述劣化诊断处理。2.如权利要求1所述的催化剂的劣化诊断装置，其中， 在由所述取得单元取得的物理量为预定的阈值以上时，所述诊断单元判断为所述催化剂未劣化，在由所述取得单元取得的物理量小于所述预定的阈值时，所述诊断单元判断为所述催化剂已劣化。3.如权利要求1或2所述的催化剂的劣化诊断装置，其中， 在向所述氧化催化过滤器供给所述预定量的燃料的期间内的燃料供给量与在所述氧化催化过滤器中产生的热量之间的关系为线性时，所述判断单元判断为在所述氧化催化过滤器中未发生颗粒物的氧化反应。
【文档编号】F01N3/035GK105937429SQ201610125784
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】藤原清, 山下芳雄, 西冈宽真, 今井大地
【申请人】丰田自动车株式会社