過濾器的故障診斷裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種被設置于內(nèi)燃機的排氣通道中并對排氣中的PM(ParticulateMatter:顆粒物)進行捕集的過濾器的故障診斷裝置。
【背景技術】
[0002]一直以來，已知一種在內(nèi)燃機的排氣通道中設置對排氣中的PM進行捕集的過濾器的技術。過濾器中存在發(fā)生熔損或破損等的故障的情況。當發(fā)生這樣的過濾器的故障時，未被該過濾器捕集而從該過濾器流出的PM的量會增加。當發(fā)生這樣的過濾器的故障時，會引起向大氣中放出的PM的增加。因此，開發(fā)出一種對過濾器的前后的排氣的壓力差(以下，有時也稱之為“過濾器差壓”)進行檢測，并根據(jù)該過濾器差壓來對過濾器是否處于故障中進行診斷的技術。
[0003]此外，還已知一種在內(nèi)燃機的排氣通道中設置尿素水添加裝置以及選擇還原型NOx催化劑(以下，有時也稱之為“SCR催化劑”)的結(jié)構。在這樣的結(jié)構中，通過使從尿素水添加裝置所添加的尿素水解而生成氨。而且，將該氨作為還原劑而在SCR催化劑中使排氣中的NOx還原。此外，在專利文獻I中公開了如下內(nèi)容，S卩，在這樣的結(jié)構中，存在從尿素水添加裝置所添加的源自尿素水的析出物(以下，有時也稱之為“尿素析出物”)堆積于排氣通道中的情況。此外，在專利文獻2中，公開了用于對排氣系統(tǒng)中的尿素析出物的堆積量進行推斷的方法。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2010-121478號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2011-220232號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在內(nèi)燃機的排氣通道中，具有在與尿素水添加裝置相比靠下游側(cè)處除了設置有添加SCR催化劑以外還設置有過濾器的情況。在這樣的結(jié)構中，存在如下情況，S卩，在過濾器中不僅堆積有從內(nèi)燃機排出的PM，還堆積有尿素析出物。此外，還存在如下情況，S卩，暫時堆積于過濾器中的尿素析出物會通過氣化或成為氨氣而成為氣體并從該過濾器脫離。而且，已知存在過濾器差壓因這種尿素析出物的狀況而發(fā)生變化的情況。
[0010]本發(fā)明的目的在于，在如上所述而在內(nèi)燃機的排氣通道中的與尿素水添加裝置相比靠下游側(cè)處除了設置有SCR催化劑之外還設置有過濾器的結(jié)構中，對根據(jù)過濾器差壓來實施該過濾器的故障診斷的情況下的誤診斷進行抑制。
[0011]用于解決課題的方法
[0012]堆積于排氣通道中的與尿素水添加裝置相比靠下游側(cè)處所設置的過濾器中的尿素析出物，在低于PM的氧化溫度的溫度下，會通過氣化或者成為氨氣而成為氣體并從該過濾器脫離。此時，當在過濾器上以與尿素析出物重疊的方式而堆積有PM時，該PM也會隨著尿素析出物的脫離而從過濾器脫離。已知其結(jié)果會導致如下情況，即，即使過濾器本身處于正常的狀態(tài)、或處于該過濾器的溫度未達到PM的氧化溫度的狀態(tài)，過濾器差壓也會下降。因此，在本發(fā)明中，在考慮到由隨著尿素析出物的脫離而發(fā)生的PM的脫離所引起的過濾器差壓的下降的條件下，實施過濾器的故障診斷。
[0013]更詳細而言，第一發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置在具備過濾器、選擇還原型NOx催化劑和尿素水添加裝置的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，對所述過濾器是否處于故障中進行診斷，其中，所述過濾器被設置于內(nèi)燃機的排氣通道中并對排氣中的PM進行捕集，所述選擇還原型NOx催化劑被設置于所述排氣通道中并將氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原，所述尿素水添加裝置被設置于所述排氣通道中的與所述過濾器以及所述選擇還原型NOx催化劑相比靠上游側(cè)并向排氣中添加尿素水，所述過濾器的故障診斷裝置具備:差壓取得部，其取得所述過濾器的前后的排氣的壓力差、即過濾器差壓;PM堆積量推斷部，其使用所述過濾器差壓以外的參數(shù)而對所述過濾器上的PM堆積量的推斷值、即推斷PM堆積量進行計算；診斷部，其通過對基于所述推斷PM堆積量而被設定的判斷差壓與所述過濾器差壓進行比較，來執(zhí)行對所述過濾器是否處于故障中進行診斷的故障診斷處理，且在所述故障診斷處理中，在與所述判斷差壓相比所述過濾器差壓較小的情況下，診斷為所述過濾器處于故障中；辨別部，其對作為脫離PM的量可能成為預定脫離量以上的條件而被設定的預定條件是否成立進行辨別，其中，所述脫離PM為，隨著暫時堆積于所述過濾器上的源自尿素水的析出物成為氣體而從所述過濾器脫離的PM，在通過所述辨別部而判斷為所述預定條件已成立的情況下，在從判斷為所述預定條件成立的時間點起至經(jīng)過了預定期間為止的期間內(nèi)，所述診斷部不執(zhí)行所述故障診斷處理。
[0014]當過濾器產(chǎn)生故障時，與該過濾器處于正常的狀態(tài)時相比，通過差壓取得部而取得的過濾器差壓會下降。因此，能夠通過對由差壓取得部而取得的過濾器差壓與判斷差壓進行比較來對過濾器是否處于故障中進行診斷。在通過本發(fā)明所涉及的診斷部而執(zhí)行的故障診斷處理中，在過濾器差壓小于判斷差壓的情況下，則診斷為過濾器處于故障中。此時，在因隨著尿素析出物的脫離而使PM從過濾器脫離從而使過濾器差壓大幅度地下降時，如果通過診斷部而執(zhí)行故障診斷處理，則實際上盡管過濾器處于正常的狀態(tài)，但也可能會誤診斷為過濾器處于故障中。
[0015]因此，在本發(fā)明中，通過辨別部來對如下的預定條件是否成立進行辨別，所述預定條件作為隨著尿素析出物的脫離而從過濾器脫離的PM、即脫離PM的量可能成為預定脫離量以上的條件而被設定。在此，預定脫離量是指，能夠判斷出因PM的脫離而引起的過濾器差壓的下降量變?yōu)榇笥谒軌蛉菰S的量的、脫離PM的量的閾值。
[0016]而且，在通過辨別部而判斷為預定條件已成立的情況下，在從作出了該判斷的時間點起至經(jīng)過了預定期間為止的期間內(nèi)，診斷部不執(zhí)行故障診斷處理。換言之，在通過辨別部而判斷為預定條件已成立的情況下，從作出了該判斷的時間點起經(jīng)過了預定期間之后，診斷部執(zhí)行故障診斷處理。在此，隨著尿素析出物的脫離而從過濾器脫離的脫離PM將再次被捕集到過濾器中。此外，在過濾器中，持續(xù)地對新流入該過濾器的PM(以下，有時也稱之為“流入PM”)進行捕集。因此，即使因隨著尿素析出物的脫離而使PM從過濾器脫離從而導致過濾器差壓暫時下降，也會通過脫離PM與流入PM堆積于過濾器上而使過濾器差壓恢復。上述的預定期間為被設定為，假定從因PM自過濾器脫離而使過濾器差壓開始下降起、至該過濾器差壓恢復為止所需最低限度的期間以上的長度的期間。該預定期間的長度可以為預先規(guī)定的固定的長度，此外也可以如后文所述而進行變化。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠避免在產(chǎn)生誤診斷的可能性較高的狀態(tài)下通過診斷部來執(zhí)行故障診斷處理的情況。因此，能夠?qū)Ω鶕?jù)過濾器差壓來實施過濾器的故障診斷時的誤診斷進行抑制。
[0018]第二發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置在具備過濾器、選擇還原型NOx催化劑和尿素水添加裝置的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，對所述過濾器是否處于故障中進行診斷，其中，所述過濾器被設置于內(nèi)燃機的排氣通道中并對排氣中的PM進行捕集，所述選擇還原型NOx催化劑被設置于所述排氣通道中并將氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原，所述尿素水添加裝置被設置于所述排氣通道中的與所述過濾器以及所述選擇還原型NOx催化劑相比靠上游側(cè)并向排氣中添加尿素水，所述過濾器的故障診斷裝置具備:差壓取得部，其取得所述過濾器的前后的排氣的壓力差、即過濾器差壓;PM堆積量推斷部，其使用所述過濾器差壓以外的參數(shù)而對所述過濾器上的PM堆積量的推斷值、即推斷PM堆積量進行計算；診斷部，其通過對基于所述推斷PM堆積量而被設定的判斷差壓與所述過濾器差壓進行比較，來執(zhí)行對所述過濾器是否處于故障中進行診斷的故障診斷處理，且在所述故障診斷處理中與所述判斷差壓相比所述過濾器差壓較小的情況下，診斷為所述過濾器處于故障中；辨別部，其對作為脫離PM的量可能成為預定脫離量以上的條件而被設定的預定條件是否成立進行辨別，其中，所述脫離PM為，隨著暫時堆積于所述過濾器上的源自尿素水的析出物成為氣體而從所述過濾器脫離的PM，在通過所述辨別部而判斷為所述預定條件已成立的情況下，在從判斷為所述預定條件成立的時間點起至經(jīng)過了預定期間為止的期間內(nèi)，所述診斷部在執(zhí)行所述故障診斷處理時，與通過所述辨別部而判斷為所述預定條件未成立的情況相比，在實施了將相對于所述推斷PM堆積量的所述判斷差壓補正為較小的值、或者將所述過濾器差壓補正為較大的值中的至少一項補正的基礎上，執(zhí)行所述故障診斷處理。
[0019]本發(fā)明所涉及的通過診斷部而執(zhí)行的故障診斷處理、預定條件以及預定期間與第一發(fā)明相同。而且，在本發(fā)明中，在通過辨別部而判斷為預定條件已成立的情況下，在從作出了該判斷的時間點起至經(jīng)過了預定期間為止的期間內(nèi)通過診斷部而執(zhí)行故障診斷處理時，實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項的補正。此時，在對判斷差壓實施補正的情況下，與通過辨別部而判斷為預定條件未成立的情況相比，該判斷差壓被補正為相對于推斷PM堆積量而較小的值。此外，在對過濾器差壓實施補正的情況下，與通過辨別部而判斷為預定條件未成立的情況相比，過濾器差壓被補正為較大的值。
[0020]通過使診斷部在實施了上述那樣的補正的基礎上執(zhí)行故障診斷處理，從而即使在因PM從過濾器脫離而導致過濾器差壓下降了的情況下，與未實施該補正而執(zhí)行該故障診斷處理的情況相比，也變得難以診斷為過濾器處于故障中。因此，通過本發(fā)明也能夠?qū)Ω鶕?jù)過濾器差壓而實施過濾器的故障診斷的情況下的誤診斷進行抑制。
[0021 ] 在此，過濾器的溫度越高，則越促進堆積于該過濾器的尿素析出物的脫離。因此，過濾器的溫度越高，則隨著尿素析出物的脫離而從過濾器脫離的脫離PM的量越多。此外，過濾器中的PM堆積量越多，則在尿素析出物從過濾器脫離的情況下，隨之而從過濾器脫離的脫離PM的量越多。因此，第一發(fā)明以及第二發(fā)明的預定條件也可以為，過濾器的溫度在預定溫度以上且推斷PM堆積量在預定PM堆積量以上。此時，也可以采用如下方式，S卩，推斷PM堆積量較多時與推斷PM堆積量較少時相比，預定溫度被設定為較低的溫度。此外，也可以采用如下方式，即，過濾器的溫度較高時與過濾器的溫度較低時相比，預定PM堆積量被設定為較小的值。
[0022]此外，過濾器中的尿素析出物的堆積量越多，則在尿素析出物從過濾器脫離的情況下，伴隨于此而從過濾器脫離的脫離PM的量越增多。因此，第一發(fā)明以及第二發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置還可以具備析出物堆積量推斷部，所述析出物堆積量推斷部對過濾器中的尿素析出物的堆積量的推斷值、即推斷析出物堆積量進行計算。而且，在預定條件為上述那樣的條件的情況下，也可以考慮推斷析出物堆積量來對預定溫度或預定PM堆積量進行設定。換言之，也可以采用如下方式，即，推斷析出物堆積量較多時與推斷析出物堆積量較少時相比，預定溫度被設定為較低的溫度。此外，也可以采用如下方式，即，推斷析出物堆積量較多時與推斷析出物堆積量較少時相比，預定PM堆積量被設定為較小的值。
[0023]此外，在第一發(fā)明以及第二發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置還具備析出物堆積量推斷部的情況下，預定條件也可以為，過濾器的溫度在預定溫度以上且推斷析出物堆積量在預定析出物堆積量以上。此時，也可以采用如下方式，即，推斷析出物堆積量較多時與推斷析出物堆積量較少時相比，預定溫度被設定為較低的溫度。此外，也可以采用如下方式，即，過濾器的溫度較高時與過濾器的溫度較低時相比，預定析出物堆積量被設定為較小的值。
[0024]此外，在預定條件為上述那樣的條件的情況下，也可以考慮推斷PM堆積量來設定預定溫度或者預定析出物堆積量。換言之，也可以采用如下方式，即，推斷PM堆積量較多時與推斷PM堆積量較少時相比，預定溫度被設定為更低的溫度。此外，也可以采用如下方式，即，推斷PM堆積量較多時與推斷PM堆積量較少時相比，預定析出物堆積量被設定為較小的值。
[0025]此外，在第二發(fā)明中，也可以采用如下方式，S卩，在通過辨別部而判斷為預定條件已成立的情況下，因該預定條件成立而假定從過濾器脫離的脫離PM的量較多時與假定該脫離PM的量較少時相比，將在預定期間中所述診斷部實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項補正時的補正量設為較大。由此，能夠以更高的準確率來對根據(jù)過濾器差壓而實施過濾器的故障診斷的情況下的誤診斷進行抑制。
[0026]例如，假定過濾器的溫度越高則脫離PM的量越多。因此，通過辨別部而判斷為預定條件已成立的時間點處的過濾器的溫度較高時與該過濾器的溫度較低時相比，將在預定期間中診斷部實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項補正時的補正量設為較大。
[0027]此外，假定推斷PM堆積量越多則脫離PM的量越多。因此，也可以采用如下方式，即，通過辨別部而判斷為預定條件已成立的時間點處的推斷PM堆積量較多時與該推斷PM堆積量較少時相比，將在預定期間中診斷部實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項補正時的補正量設為較大。
[0028]此外，假定推斷析出物堆積量越多則脫離PM的量越多。因此，在第二發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置還具備析出物堆積量推斷部的情況下，也可以采用如下方式，即，通過辨別部而判斷為預定條件已成立的時間點處的推斷析出物堆積量較多時與該推斷析出物堆積量較少時相比，將在預定期間中診斷部實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項補正時的補正量設為較大。
[0029]在此，可認為從過濾器脫離的PM脫離量越多，則至暫時降低的過濾器差壓恢復為止所需的期間越長。因此，在通過辨別部而判斷為預定條件已成立的情況下，也可以采用如下方式，即，因該預定條件成立而假定從過濾器脫離的脫離PM的量較多時與假定該脫離PM的量較少時相比，將預定期間設定為較長的期間。由此，在第一發(fā)明中，能夠?qū)⒉粓?zhí)行由診斷部而實施的故障診斷處理的期間設為較適當?shù)钠陂g。此外，在第二發(fā)明中，能夠在執(zhí)行由診斷部實施的故障診斷處理時，將實施判斷差壓的補正或者過濾器差壓的補正中的至少一項補正的期間設為較適當?shù)钠陂g。
[0030]如上文所述，假定過濾器的溫度越高、或者推斷PM堆積量越多、或者推斷析出物堆積量越多，則由于預定條件已成立而從過濾器脫離的脫離PM的量越多。因此，也可以采用如下方式，即，通過辨別部而判斷為預定條件已成立的時間點處的過濾器的溫度較高時與該過濾器的溫度較低時相比，預定期間被設定為較長的期間。此外，也可以采用如下方式，即，通過辨別部而判斷為預定條件已成立的時間點處的推斷PM堆積量較多時與該推斷PM堆積量較少時相比，預定期間被設定為較長的期間。此外，在第一發(fā)明或者第二發(fā)明所涉及的過濾器的故障診斷裝置還具備析出物堆積量推斷部的情況下，也可以采用如下方式，即，通過辨