排气净化装置的故障判断系统的制作方法_2

文档序号:8515873阅读:来源:国知局
催化剂中的氨吸附量与平衡吸附量之差作为假定故障时吸附量差、即由NOx催化剂实现的NO一争化率暂时性地提高的主要原因,而合理地对其进行计算。
[0028]此外,在假定故障时吸附量的计算时,还可以利用其他的参数。即,在上述排气净化装置的故障判断系统中,所述计算部还可以基于剩余氨吸附量、消耗氨增加量、氨脱离量中的至少一个量来对所述假定故障时吸附量差进行计算,所述剩余氨吸附量为,由于从所述还原剂供给部所供给的还原剂中的剩余的还原剂,从而剩余地吸附于所述选择还原型NOx催化剂中的氨吸附量,所述消耗氨增加量为,与关于氨吸附而言处于平衡状态下的该选择还原型NO5^f化剂中的用于NOx还原的氨消耗量相比,处于所述过渡时催化剂温度的所述选择还原型NO5^f化剂中的用于NOx还原的氨消耗量的增加量,所述氨脱离量为,从所述选择还原型NO5^f化剂中脱离的氨量。剩余地吸附于NO5^f化剂中的氨为,在还原剂供给部处于故障状态时的、相对于与关于氨的吸附而言处于平衡状态下的吸附氨而剩余的氨。例如,存在以还原剂供给部的冷却作为目的,向NOx的还原供给与所需的氨量相比而较多的氨的情况。即使在这种情况下,也可以使与平衡状态相比而更多的氨吸附于NO5^f化剂。而且,由于剩余地吸附于NOx催化剂中的氨量为作用于使假定故障时吸附量差增加的方向上的量,因此考虑到这一点,也可以如上文所述而对假定故障时吸附量差进行计算。
[0029]此外,被吸附于NOx催化剂中的氨量越多,则越易于还原N0X。S卩,即使还原剂供给部处于故障状态但只要NO5^f化剂本身正常,则其还原能力就将处于被维持的状态。因此,在被吸附于NOx催化剂中的氨量与平衡状态下的吸附量相比而较多的情况下,氨的消耗量与平衡状态时相比而增加。而且,由于与平衡状态时相比被较多地消耗的氨量为作用于使假定故障时吸附量差减少的方向上的量,因此考虑这一点,也可以如上文所述而对假定故障时吸附量差进行计算。
[0030]而且,从NOx催化剂脱离的氨的脱离量根据被吸附于NO x催化剂中的氨量而变化。即,由于被吸附于NOx催化剂中的氨量越多则氨越易于脱离,因此,氨的脱离量增多。而且,从NO5^f化剂脱离的氨的脱离量越多,则被吸附于NO x催化剂中的氨量减少,从而假定故障时吸附量差减小。由此,被吸附于NOx催化剂中的氨量和从NOx脱离的氨量相互影响,并且由于从NOx催化剂脱离的氨脱离量作用于使假定故障吸附量差减少的方向,因此考虑这一点,也可以如上文所述而对假定故障时吸附量差进行计算。
[0031]由此,通过考虑与假定故障时吸附量差关联的参数来计算假定故障时吸附量差,从而能够提高其计算精度。其结果为,能够将由故障判断限制部实施的故障判断的限制尽可能地控制在所需最低限度,从而保证适当的故障判断的实施。
[0032]此外,能够从实施排气净化装置所具有的选择还原型NO5^f化剂的故障判断的系统的侧面来理解本发明所涉及的系统。即,在上述排气净化装置的故障判断系统中,在所述叫传感器为将排气中的氨也作为NO沐进行检测的传感器的情况下,所述故障判断部可以基于所述NO5^f感器的检测值,来实施与所述排气净化装置所具有的所述选择还原型NOdf化剂的劣化相关的故障判断,而且,所述计算部也可以对假定所述排气净化装置所具有的所述选择还原型NO5^f化剂处于预定的故障状态的情况下的所述假定故障时吸附量差、即该选择还原型NOx催化剂的温度下降的过程中实际的该选择还原型NOx催化剂中的氨吸附量与该氨平衡吸附量相比而较小的状态下的该假定故障时吸附量差进行计算。
[0033]在本发明所涉及的排气净化装置的故障判断系统中,实施与被设置于内燃机的排气通道上的NO5^f化剂的劣化相关的故障判断。另外,在本说明书中,将选择还原型顯^崔化剂无法发挥所期望的NOx净化功能的状态,以“劣化”或“故障”中的任意一个词语来表现。
[0034]此处,在NOx催化剂的下游侧处,设置有对从该催化剂流出的排气中的NO x进行检测的NO5^f感器。由于该NO5^f感器为所谓的受到氨干扰的类型的NO5^f感器,因此,在氨排气中含有氨时,具有使该氨也作为NOx而被检测出的特性。因此,NOx传感器的检测值成为依赖于被包含于排气中的NOx以及氨的检测值。而且,在本发明所涉及的排气净化装置的故障判断系统中,利用该NOx传感器的检测值并由故障判断部来实施NOdf化剂的故障判断。即,通过至少作为从NO5^f化剂流出的排气中的勵)(量而利用NO5^f感器的检测值,从而能够实施例如基于NOx的净化率而进行的NO x催化剂的故障判断。一般而言,在NO x催化剂的NOx净化率低于了成为基准的值时,能够判断为该催化剂已劣化。
[0035]此处,在NOx催化剂中,吸附于催化剂载体上的氨吸附量与从催化剂载体脱离的氨量为,可能根据NOx催化剂所放置的环境(催化剂温度等)而逐渐变化的量。但是,在NOdf化剂被放置的环境稳定时,将会达到吸附于催化剂载体上的氨量与从催化剂载体中脱离的氨量均衡的状态、即平衡状态。在本申请中,将关于氨的吸附而言达到平衡状态的N0x催化剂中的氨吸附量称为氨平衡吸附量。在排气净化装置为正常的情况下,即,通过故障判断部而未被判断为发生故障的情况下,随着催化剂温度升高该氨平衡吸附量表现出减少的特性(以下,也称为“吸附特性”)。此外,即使在NOx催化剂发生故障的情况下、即应当由故障判断部而判断为发生了故障的情况下,虽然因陷入故障状态而NO5^f化剂的NOx净化率降低、即NOx中能够吸附于催化剂载体上的氨量减少,但也能够确认到上述吸附特性。
[0036]考虑到以上情况,本申请人发现,在利用了与NOx催化剂相关的NO x传感器的检测值并由故障判断部来实施故障判断时,存在应被判断为发生故障的NOx催化剂被错误地判断为正常(未发生故障)的可能性。如上文所述,在NOx催化剂处于并非完全故障的状态的故障状态下,也存在如下情况,即,在NOx催化剂中虽然较少但也吸附有氨,且该吸附也会达到平衡状态。但是,在NOx催化剂的温度处于下降过程中的情况下,且该温度变化较为急剧的情况下,NOx催化剂中的关于氨吸附而言的平衡状态存在破坏的可能性。根据上述的NOx催化剂的吸附特性,当N0#化剂的温度下降时,NOx催化剂中的氨的吸附会来不及进行,从而将会产生实际的氨吸附量少于与NO5^f化剂温度相对应的氨平衡吸附量的状态。因此,在该状态下,在实际的NOx催化剂中将产生可吸附氨的余量。
[0037]由此,当发生由NOx催化剂的温度下降而引起的、在实际的NOx催化剂上剩余地吸附氨的情况时,作为结果,从NOdf化剂流出的排气中的氨量(氨泄漏量)将减少。由于被配置在NOx催化剂的下游侧处的NO x传感器为受到氨的干扰的NO ^专感器,因此,如上文所述,当氨泄漏量减少时,基于NO5^f感器的检测值而被计算出的NO ^崔化剂的NO 一争化率在外表上将会上升。因此,即使在NO5^f化剂处于应被判断为NOx催化剂发生了故障的状态的情况下,但由于该外表上的NOx净化率上升,因此也可能存在错误地判断为NOx催化剂为正常(未发生故障)的情况。
[0038]因此,在本发明所涉及的排气净化装置的故障判断系统中,计算部对假定故障时吸附量差进行计算,所述假定故障时吸附量差为,发生上述误判断的可能性的NO5^f化剂的温度下降过程中的、假定NOx催化剂处于预定的故障状态的情况下的、氨平衡吸附量与实际的NOx催化剂中的氨吸附量之差。该假定故障时吸附量差相当于可以吸附上述氨的余量。而且,在被计算出的假定故障时吸附量差超过预定值的情况下,作为存在发生上述误判断的可能性的情况,通过故障判断限制部而对由故障判断部实施的故障判断进行某种限制。
[0039]由于NOx传感器为受到氨的干扰的传感器,因此,认为通过发生假定故障时吸附量差从而可能引起上述的误判断。因此,对于由故障判断限制部实施的限制,只需实施至少成为误判断的一个原因的、与NOx传感器的使用相关的限制即可。因此,作为一个示例,可以在由故障判断部实施的故障判断中限制NOx传感器的检测值被利用的情况。在该情况下,只需考虑使用由叽传感器以外的代替单元来检测、推断从NO屑化剂流出的排气中的NO x从而被计算出的NOx净化率,并实施排气净化装置的故障判断即可。此外,在无法由代替单元而实施N0x检测等的情况下,故障判断限制部也可以禁止由故障判断部实施的故障判断本身。由此,在本发明所涉及的排气净化装置的故障判断系统中,能够避免由假定故障时吸附量差所引起的上述误判断。
[0040]认为由假定故障时吸附量差引起的上述误判断易于发生在如下状态时,S卩,在由于氨泄漏量暂时性地减少从而作出的NOx催化剂处于故障状态的判断能够被切换为处于正常状态的判断的故障状态时。因此,在上述排气净化装置的故障判断系统中,所述故障判断部基于由该选择还原型NO5^f化剂而实现的NOx*化率来实施故障判断,所述由该选择还原型NO5^f化剂而实现的NO 化率根据所述NO x传感器的检测值以及流入所述选择还原型NOx催化剂的排气中的NO x量而被计算出,所述预定的故障状态可以为,与通过所述故障判断部而被判断为该选择还原型NOx催化剂处于劣化的情况下的所述NO x净化率的阈值相对应而被设定的故障状态。由此,通过基于NCVf化率来进行设定预定的状态,从而能够可靠地推断出由假定故障时吸附量差而引起的上述误判断的发生的可能性,并在存在误判断发生的可能性的情况下施加由故障判断限制部实施的上述限制,从而能够更可靠地避免误判断,其中,所述NOx净化率为,成为基于NO x净化率的故障判断的阈值的NO ^争化率。
[0041]此处,在上文所述的排气净化装置的故障判断系统中,所述计算部至少基于与过渡时催化剂温度相对应的实际的该选择还原型NOx催化剂中的氨吸附量、和与该过渡时催化剂温度相对应的该选择还原型NO5^f化剂的所述平衡吸附量之间的吸附量差,来对所述假定故障时吸附量差进行计算,所述过渡时催化剂温度为,温度上升过程中的所述选择还原型NO5^f化剂的温度。如上文所述,NO x催化剂的吸附特性具有以NO x催化剂的温度为依据的趋势。因此,能够以NO5^f化剂的过渡时催化剂温度作为指标,将实际的NO ^崔化剂中的氨吸附量与平衡吸附量之差作为假定故障时吸附量差、即可吸附氨的余量而合理地对其进行计算。
[0042]此外,在假定故障时吸附量的计算时,还可以利用其他的参数。即,在上述排气净化装置的故障判断系统中,所述计算部还根据剩余氨吸附量和消耗氨减少量中的至少任意一方而对所述假定故障时吸附量差进行计算,所述剩余氨吸附量为,由于从所述还原剂供给部被供给的还原剂之中对应于所述预定的故障状态而成为剩余的还原剂的剩余还原剂,从而剩余地吸附在处于所述过渡时催化剂温度的所述选择还原型NOx催化剂上的氨吸附量;所述消耗氨减少量为,与关于氨吸附而言处于平衡状态下的该选择还原型NO5^f化剂中的用于NOx还原的氨消耗量相比,处在所述过渡时催化剂温度的所述选择还原型NOx催化剂中的用于NOx还原的氨消耗量的减少量。
[0043]当NOx催化剂处于预定的故障状态时,由还原剂供给部而被供给的氨等之中、未被供给于NOx催化剂中的NOx还原的氨等作为剩余还原剂,而剩余地吸附于NOx催化剂上。而且,由于该剩余还原剂为,缩小与过渡时催化剂温度相对应的该NO5^f化剂中的实际的氨吸附量、和与过渡时催化剂温度相对应的NO5^f化剂的平衡吸附量之间的吸附量差的量,因此,考虑到这一点,也可以如上文所述而对假定故障时吸附量差进行计算。
[0044]此外,通过由NOx催化剂的温度下降而引起的NOx催化剂中的氨的吸附状态从平衡状态偏离,从而使NOx催化剂中的、在NO x还原中被消耗的氨量降低。该降低量为上述消耗氨降低量,由于其是缩小与过渡时催化剂温度相对应的该NO5^f化剂中的实际的氨吸附量、和与过渡时催化剂温度相对应的NO5^f化剂的平衡吸附量之间的吸附量差的量,因此,考虑到这一点,也可以如上文所述而对假定故障时吸附量差进行计算。
[0045]此外,所述消耗氨降低量也可以被设定为零。NOx催化剂处于预定的故障状态的情况被设想为,由NO5^f化剂而实现的NO 还原能力处于极小的状态。在这种情况下,将消耗氨降低量设定为零,从而即使忽略实际的消耗氨降低量而对假定故障时吸附量差进行计算,其计算精度也不会发生恶化。
[0046]发明效果
[0047]根据本发明,在具有NOx催化剂的排气净化装置的故障判断系统中,能够适当地避免与排气净化装置的故障判断相关的误判断发生。
【附图说明】
[0048]图1为表示本发明的实施例所涉及的内燃机的进气系统以及排气系统的概要结构的图。
[0049]图2为表示本发明的第一实施例中的、选择还原型NOx催化剂中的氨吸附量与催化剂温度的相关关系的图。
[0050]图3为表示本发明的第一实施例中的、供给阀处于故障状态情况下的选择还原型NOx催化剂中的氨吸附量与催化剂温度的相关关系的图。
[0051]图4为表示本发明的第一实施例中的、在供给阀处于故障状态的情况下选择还原型NOx催化剂的催化剂温度上升时的氨吸附状态的变化的图。
[0052]图5为模式化地表示本发明的第一实施例
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