排氣凈化系統的故障診斷裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種排氣凈化系統的故障診斷裝置，其目的在于提高對具備SCR過濾器的排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷時的診斷精度。在本發明專利技術中，當使用被設置在與SCR過濾器相比靠下游側的NO

Fault diagnosis device for exhaust purification system

The invention provides a fault diagnosis device for an exhaust purification system, with the aim of improving the diagnostic accuracy of an exhaust purification system having a SCR filter when a fault occurs. In the present invention, when used, the NO is set downstream in comparison with the SCR filter

【技術實現步驟摘要】
排氣凈化系統的故障診斷裝置
本專利技術涉及一種對內燃機的排氣進行凈化的排氣凈化系統的故障診斷裝置。
技術介紹
已知一種在內燃機的排氣通道中設置如下的SCR過濾器的技術，該SCR過濾器具有在過濾器中負載有SCR催化劑(選擇還原型NOX催化劑)的結構。在此，SCR催化劑具有將氨作為還原劑而對排氣中的NOX進行還原的功能。此外，過濾器具有對排氣中的顆粒狀物質(ParticulateMatter：以下,有時也稱之為“PM”)進行捕集的功能。在具備這種SCR過濾器的內燃機的排氣凈化系統中，通過被設置在排氣通道中的氨供給裝置而向該SCR過濾器中供給相當于還原劑的氨。此外，在專利文獻1中，公開了一種涉及排氣凈化系統的故障診斷裝置的技術，該排氣凈化系統具備被設置在排氣通道中的SCR催化劑。在該專利文獻1所記載的技術中，基于排氣凈化系統為正常時的凈化特性與排氣凈化系統發生故障時的凈化特性之間的中間特性，來設定用于故障診斷的預定的閾值以及補正系數。而且，通過所設定的補正系數，來對將從SCR催化劑流出的NOX流出量作為參數而計算出的NOX凈化率進行補正。通過對補正后的NOX凈化率與預定的閾值進行比較，從而對排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷。此外，在非專利文獻1中，公開了如下情況，即，當SCR過濾器中的PM堆積量增加時，存在被吸附在該SCR過濾器中所負載的SCR催化劑上的氨量即氨吸附量變得易于增加的傾向。在先技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2015-010589號公報非專利文獻非專利文獻1："Physico-ChemicalModelingofanIntegratedSCRonDPF(SCR/DPF)System,"SAEInternationalJournalofEngines,August2012vol.5no.3,958-974
技術實現思路
專利技術所要解決的課題已知一種基于SCR過濾器中的NOX凈化率(在SCR過濾器中被還原的NOX量相對于流入SCR過濾器的NOX量的比例)而對具備該SCR過濾器的排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷的技術。在此，如上述的在先技術文獻中所公開的那樣，在SCR過濾器中，存在由于PM的堆積狀況的影響從而使該SCR過濾器中所負載的SCR催化劑中的氨吸附量發生變動的情況。當SCR催化劑中的氨吸附量發生變動時，伴隨于此，SCR過濾器的NOX凈化率也會發生變動。因此，為了使用SCR過濾器的NOX凈化率而以較高精度實施排氣凈化系統的故障診斷，需要考慮該SCR過濾器中的PM的堆積狀況的影響。本專利技術為鑒于上述問題而完成的專利技術，其目的在于，提高在對具備SCR過濾器的排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷時的診斷精度。用于解決課題的方法在SCR過濾器中，排氣中的PM會被進行捕集，并且被捕集到的PM會逐漸地堆積。此時，在SCR過濾器中，PM首先會堆積在隔壁內(即，在隔壁上所形成的細孔內)。并且，在隔壁內的PM的堆積量達到了上限值之后，PM會堆積到隔壁的表面上。以下，有時也將PM堆積在SCR過濾器的隔壁內的情況稱為“壁內PM堆積”，將壁內PM堆積正在進行的期間稱為“壁內PM堆積期間”。此外，有時也將SCR過濾器的隔壁內的PM的堆積量稱為“壁內PM堆積量”。此外，有時也將PM堆積在SCR過濾器的隔壁的表面上的情況稱為“表層PM堆積”，將表層PM堆積正在進行的期間稱為“表層PM堆積期間”。此外，有時也將SCR過濾器的隔壁的表面上的PM的堆積量稱為“表層PM堆積量”。如上文所述，一直以來，認為當SCR過濾器中的PM堆積量增加時，該SCR過濾器中所負載的SCR催化劑中的氨吸附量處于變得易于增加的傾向之下。不過，到目前為止，SCR過濾器中的PM的堆積狀況與SCR催化劑中的氨吸附量的增加傾向的詳細的相關關系仍不明朗。然而，本專利技術的專利技術人新發現了如下傾向，即，雖然在SCR過濾器的壁內PM堆積量較多時與壁內PM堆積量較少時相比，SCR催化劑中的氨吸附量易于增加，但另一方面，SCR過濾器中的表層PM堆積量的增減幾乎不會影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。在此，在壁內PM堆積量較多時與壁內PM堆積量較少時相比SCR催化劑中的氨吸附量容易增加的原因被認為是，當壁內PM堆積量增加時該SCR催化劑中的氨的飽和吸附量將增加，伴隨于此，從該SCR催化劑脫離的氨量將會減少。另一方面，由于即使表層PM堆積量發生變化，但該SCR催化劑中的氨的飽和吸附量幾乎不會發生變化，因此從該SCR催化劑脫離的氨量幾乎不會發生變化。因此，認為表層PM堆積量的增減幾乎不會影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。本專利技術是使以上這種新的見解反映在使用了SCR過濾器中的NOX凈化率的排氣凈化系統的故障診斷中的專利技術。更詳細而言，第一專利技術所涉及的排氣凈化系統的故障診斷裝置對排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷，所述排氣凈化系統具有SCR過濾器和氨供給裝置，所述SCR過濾器被設置在內燃機的排氣通道中且具有在過濾器中負載有SCR催化劑的結構，所述SCR催化劑具有將氨作為還原劑而對排氣中的NOX進行還原的功能，所述過濾器具有對排氣中的顆粒狀物質進行捕集的功能，所述氨供給裝置向所述SCR過濾器中供給氨，在所述排氣凈化系統的故障診斷裝置中，具備：NOX傳感器，其被配置在與所述SCR過濾器相比靠下游側的排氣通道中；NOX凈化率計算部，其使用所述NOX傳感器的檢測值來對所述SCR過濾器中的NOX凈化率進行計算；判斷部，其在由所述NOX凈化率計算部所計算出的所述SCR過濾器中的NOX凈化率為預定的判斷凈化率以下時，判斷為所述排氣凈化系統發生了故障；設定部，其設定所述判斷凈化率，所述排氣凈化系統的故障診斷裝置將利用排氣的流量而對所述SCR過濾器的上游與下游之間的排氣壓力之差實施了標準化所得到的變換值設為差壓變換值，且將基于所述差壓變換值以外的參數而推斷出的所述SCR過濾器中的顆粒狀物質的堆積量被設為過濾器顆粒物堆積量時的、與所述過濾器顆粒物堆積量的每單位增加量相對應的所述差壓變換值的增加量設為差壓變化率，并將檢測到由所述NOX凈化率計算部所實施的NOX凈化率的計算中所使用的所述NOX傳感器的檢測值的時期設為傳感器檢測時期，所述設定部在所述傳感器檢測時期內的所述差壓變化率小于預定的閾值時，與該差壓變化率在該預定的閾值以上時相比將所述判斷凈化率設定為較大的值。在本專利技術所涉及的排氣凈化系統中，通過氨供給裝置而向SCR過濾器供給作為還原劑的氨。而且，被供給的氨被吸附到SCR過濾器中所負載的SCR催化劑中。另外，氨供給裝置可以是將氨作為氣體或液體來進行供給的裝置，此外，也可以是供給氨的前驅體的裝置。此外，當由于SCR過濾器中所負載的SCR催化劑的劣化等而導致該SCR過濾器的NOX凈化功能下降時，該SCR過濾器中的NOX凈化率將會下降。此外，在由于氨供給裝置中發生異常從而使被供給至SCR過濾器中的氨量少于所需的量的情況下，該SCR過濾器中的NOX凈化率也會下降。因此，在本專利技術所涉及的排氣凈化系統的故障中，不僅包括SCR過濾器的NOX凈化功能的下降，也包括氨供給裝置的異常。在本專利技術中，通過NOX凈化率計算部，使用被設置在與SCR過濾器相比靠下游側的排氣通道中的NOX傳感器的檢測值來對SCR過濾器中的NO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種排氣凈化系統的故障診斷裝置，其對排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷，所述排氣凈化系統具有選擇性催化還原過濾器和氨供給裝置，所述選擇性催化還原過濾器被設置在內燃機的排氣通道中且具有在過濾器中負載有選擇性催化還原催化劑的結構，所述選擇性催化還原催化劑具有將氨作為還原劑而對排氣中的NO

【技術特征摘要】
2015.11.27 JP 2015-2324671.一種排氣凈化系統的故障診斷裝置，其對排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷，所述排氣凈化系統具有選擇性催化還原過濾器和氨供給裝置，所述選擇性催化還原過濾器被設置在內燃機的排氣通道中且具有在過濾器中負載有選擇性催化還原催化劑的結構，所述選擇性催化還原催化劑具有將氨作為還原劑而對排氣中的NOX進行還原的功能，所述過濾器具有對排氣中的顆粒狀物質進行捕集的功能，所述氨供給裝置向所述選擇性催化還原過濾器中供給氨，在所述排氣凈化系統的故障診斷裝置中，具備：NOX傳感器，其被設置在與所述選擇性催化還原過濾器相比靠下游側的排氣通道中；NOX凈化率計算部，其使用所述NOX傳感器的檢測值來對所述選擇性催化還原過濾器中的NOX凈化率進行計算；判斷部，其在由所述NOX凈化率計算部所計算出的所述選擇性催化還原過濾器中的NOX凈化率為預定的判斷凈化率以下時，判斷為所述排氣凈化系統發生了故障；設定部，其設定所述判斷凈化率，所述排氣凈化系統的故障診斷裝置將利用排氣的流量而對所述選擇性催化還原過濾器的上游與下游之間的排氣壓力之差實施了標準化所得到的變換值設為差壓變換值，且將基于所述差壓變換值以外的參數而推斷出的所述選擇性催化還原過濾器中的顆粒狀物質的堆積量被設為過濾器顆粒物堆積量時的、與所述過濾器顆粒物堆積量的每單位增加量相對應的所述差壓變換值的增加量設為差壓變化率，并將檢測到由所述NOX凈化率計算部所實施的NOX凈化率的計算中所使用的所述NOX傳感器的檢測值的時期設為傳感器檢測時期，所述設定部在所述傳感器檢測時期內的所述差壓變化率小于預定的閾值時，與該差壓變化率在該預定的閾值以上時相比將所述判斷凈化率設定為較大的值。2.如權利要求1所述的排氣凈化系統的故障診斷裝置，其中，在所述傳感器檢測時期內的所述差壓變化率小于所述預定的閾值的情況下，所述設定部將相對于所述傳感器檢測時期內的所述過濾器顆粒狀物質堆積量的變化量的、所述判斷凈化率的變化量設為零，而設定所述判斷凈化率。3.如權利要求1或2所述的排氣凈化系統的故障診斷裝置，其中，在所述傳感器檢測時期內的所述差壓變化率小于所述預定的閾值的情況下，所述設定部在所述傳感器檢測時期內的所述選擇性催化還原過濾器的溫度較低時，與該選擇性催化還原過濾器的溫度較高時相比將所述判斷凈化率設定為較大的值。4.一種排氣凈化系統的故障診斷裝置，其對排氣凈化系統是否發生了故障進行診斷，所述排...

【專利技術屬性】
技術研發人員：木所徹，小木曾誠人，古井憲治，松本有史，白澤健，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP