УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТИ УСТРОЙСТВА ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНОГО ГАЗА Российский патент 2017 года по МПК F01N3/08 F01N3/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технологии диагностики неисправности для устройства очистки выхлопного газа, обеспеченного в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

Патентный документ 1 описывает конфигурацию, включающую в себя катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), добавляющий клапан, который добавляет водный раствор мочевины в выхлопной газ, втекающий в катализатор SCR, и систему EGR (рециркуляции выхлопного газа) низкого давления, которая направляет часть выхлопного газа (газа EGR) из выхлопного канала на нижней по потоку стороне катализатора SCR во впускной канал.

Патентный документ 2 описывает конфигурацию, включающую в себя катализатор SCR, добавляющий клапан, который добавляет водный раствор мочевины в выхлопной газ, втекающий в катализатор SCR, и систему EGR низкого давления, которая направляет часть выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне катализатора SCR во впускной канал. Патентный документ 2 также описывает технологию для уменьшения количества газа EGR при добавлении водного раствора мочевины из добавляющего клапана.

Патентный документ 3 описывает конфигурацию, включающую в себя катализатор SCR, добавляющий клапан, который добавляет водный раствор мочевины в выхлопной газ, втекающий в катализатор SCR, и систему EGR низкого давления, которая направляет часть выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне катализатора SCR во впускной канал. Патентный документ 3 также описывает технологию подачи водного раствора мочевины из добавляющего клапана при рециркуляции газа EGR, когда необходимо нейтрализовать конденсированную воду, которая имеется в канале газа EGR низкого давления.

Патентный документ 4 описывает конфигурацию двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, включающего в себя устройство, которое подает аммиак во впускной канал и катализатор SCR, расположенный в выхлопном канале.

Патентные документы

Патентный документ 1: WO 2012/164713

Патентный документ 2: WO 2011/030433

Патентный документ 3: WO 2011/070647

Патентный документ 4: Выложенная заявка на патент Японии № 2010-159705

Задачи, на решение которых направлено изобретение

В качестве технологии обнаружения неисправности в устройстве очистки выхлопного газа, включающем в себя катализатор SCR и т.п., известна технология, в которой количество NO_x, которое втекает в катализатор SCR (далее называемое «количество притока NO_x»), и количество NO_x, вытекающее из катализатора SCR (далее называемое «количество оттока NO_x») используются в качестве параметров для вычисления отношения очищенного NO_x (доля количества NO_x, очищенного катализатором SCR, относительно количества притока NO_x) катализатора SCR, и неисправность в устройстве очистки выхлопного газа диагностируется на основании отношения очищенного NO_x.

Хотя количество притока NO_x и количество оттока NO_x могут быть вычислены на основании значений измерения датчика NO_x, так как требуются два датчика NO_x, возможность установки на транспортное средство может снижаться, или стоимость изготовления может увеличиваться. С учетом этого предложен способ, в котором только количество оттока NO_x вычисляется с использованием датчика NO_x, а количество притока NO_x оценивается (вычисляется) на основании рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

В транспортном средстве с установленной системой EGR низкого давления, как описано в вышеуказанных патентных документах 1-3, прекурсор аммиака, такой как водный раствор мочевины или аммиак, может быть введен в двигатель внутреннего сгорания системой EGR низкого давления. Когда прекурсор аммиака или аммиак сгорает в двигателе внутреннего сгорания, образуется NO_x, например, монооксид азота (NO). В результате количество NO_x, выпускаемое из двигателя внутреннего сгорания или, другими словами, количество притока NO_x к катализатору SCR увеличивается. В таком случае, количество притока NO_x, которое вычисляется на основании рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, становится меньше, чем фактическое количество притока NO_x. С другой стороны, количество оттока NO_x, которое вычисляется на основании значения измерения датчика NO_x, имеет тенденцию проявлять немалое увеличение, так как фактическое количество притока NO_x увеличивается. В связи с этим имеется возможность, что отношение очищенного NO_x, которое вычисляется с использованием вычисленного значения количества притока NO_x и измеренного значения количества оттока NO_x в качестве параметров, может становиться меньше, чем фактическое отношение очищенного NO_x, и ошибочная диагностика того, что в устройстве очистки выхлопного газа возникла неисправность, может быть выполнено, хотя неисправность в устройстве очистки выхлопного газа не возникала.

С учетом этого, способ запрета диагностики неисправности является возможным, когда газ EGR рециркулирует. Однако, когда рабочее состояние, в котором газ EGR рециркулирует, продолжается, имеется возможность, что диагностика неисправности не может быть выполнена, и неисправность в устройстве очистки выхлопного газа больше не может быть обнаружена предложенным образом.

Настоящее изобретение выполнено с учетом различных обстоятельств, описанных выше, и его задача с помощью устройства диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа, причем устройство диагностики неисправности включает в себя: устройство очистки выхлопного газа, которое включает в себя катализатор селективного каталитического восстановления; устройство подачи, которое подает аммиак или добавку, которая представляет собой прекурсор аммиака, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, которое направляет часть выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки во впускной канал; и средство диагностики, которое выполняет диагностику неисправности устройства очистки выхлопного газа с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра, заключается в том, чтобы предотвращать снижение точности диагностики неисправности, даже когда часть добавки вводится в двигатель внутреннего сгорания устройством EGR.

Средство для решения задач

Для решения задач, описанных ранее, настоящее изобретение обеспечивает устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа, включающее в себя: устройство очистки выхлопного газа, которое размещено в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, и которое включает в себя катализатор селективного каталитического восстановления; устройство подачи, которое подает добавку, которая представляет собой аммиак или прекурсор аммиака, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, которое обеспечивает рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки посредством устройства подачи во впускной канал; средство вычисления для вычисления количества притока NO_x, которое представляет собой количество NO_x, которое втекает в устройство очистки выхлопного газа, при использовании параметра, указывающего рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания; и средство диагностики для диагностики неисправности в устройстве очистки выхлопного газа при использовании количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления в качестве параметра, причем количество притока NO_x, вычисленное средством вычисления, корректируется в соответствии с количеством добавки, рециркулирующей вместе с выхлопным газом посредством устройства EGR.

В частности, устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа согласно настоящему изобретению включает в себя:

устройство очистки выхлопного газа, которое размещено в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, и которое включает в себя катализатор селективного каталитического восстановления;

устройство подачи, которое подает добавку, которая представляет собой аммиак или прекурсор аммиака, устройству очистки выхлопного газа;

устройство EGR, которое обеспечивает рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки посредством устройства подачи во впускной канал;

средство вычисления для вычисления количества притока NO_x, которое представляет собой количество NO_x, которое втекает в устройство очистки выхлопного газа, при использовании параметра, указывающего рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания;

средство диагностики для диагностики неисправности в устройстве очистки выхлопного газа с использованием количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления в качестве параметра; и

средство корректировки для корректировки в сторону увеличения количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления, в соответствии с количеством добавки, рециркулирующей вместе с выхлопным газом, когда часть выхлопного газа рециркулирует с помощью устройства EGR.

Когда часть выхлопного газа (газа EGR) рециркулирует с помощью устройства EGR, часть добавки, подаваемой из устройства подачи, возможно, может рециркулировать вместе с газом EGR. В таком случае, так как добавка сгорает в двигателе внутреннего сгорания, количество NO_x, выпускаемое из двигателя внутреннего сгорания, увеличивается. В частности, когда добавка сгорает вместе с топливно-воздушной смесью в двигателе внутреннего сгорания, образуется монооксид азота (NO), когда аммиак (NH₃) окисляется. В результате количество NO_x, фактически выпущенное из двигателя внутреннего сгорания (количество NO_x, которое фактически течет в устройство очистки выхлопного газа и далее называемое «фактическое количество притока NO_x»), становится больше, чем количество притока NO_x, вычисленное средством вычисления (далее называемое «вычисленное значение количества притока NO_x»). Другими словами, вычисленное значение количества притока NO_x становится меньше, чем фактическое количество притока NO_x. В связи с этим, когда диагностика неисправности устройства очистки выхлопного газа выполняется с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра, точность диагностики, возможно, может снижаться.

Для сравнения, когда диагностика неисправности устройства очистки выхлопного газа выполняется в состоянии, в котором газ EGR сгорает в двигателе внутреннего сгорания, средство корректировки согласно настоящему изобретению корректирует вычисленное значение количества притока NO_x в соответствии с количеством добавки, которая рециркулирует вместе с газом EGR. В частности, средство корректировки согласно настоящему изобретению корректирует в сторону увеличения вычисленное значение количества притока NO_x так, что вычисленное значение количества притока NO_x становится больше, когда количество добавки, рециркулирующей вместе с газом EGR, является большим, чем, когда количество добавки, рециркулирующей вместе с газом EGR, является небольшим. Когда вычисленное значение количества притока NO_x корректируется таким образом, разница между вычисленным значением количества притока NO_x и фактическим количеством притока NO_x уменьшается. В связи с этим может быть предотвращено снижение точности диагностики, когда средство диагностики выполняет диагностику неисправности устройства очистки выхлопного газа с использованием вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки в качестве параметра.

В случае, когда устройство EGR выполнено с возможностью рециркуляции газа EGR из выхлопного канала на нижней по потоку стороне устройства очистки выхлопного газа во впускной канал, количество добавки, которая рециркулирует вместе с газом EGR, должно быть точно получено для того, чтобы увеличивать точность диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа. Количество добавки, которое рециркулирует вместе с газом EGR, может быть вычислено с использованием количества добавки, которое просачивается через устройство очистки выхлопного газа (далее называемое «просочившееся количество»), доли количества выхлопного газа, рециркулирующего в качестве газа EGR, относительно количества выхлопного газа, вытекающего из устройства очистки выхлопного газа (соответствующее отношению EGR), и периода времени, требуемого для части выхлопного газа, вытекающей из устройства очистки выхлопного газа, чтобы снова втекать в устройство очистки выхлопного газа через впускной канал и двигатель внутреннего сгорания (время запаздывания перемещения) в качестве параметров. В этом случае приблизительно все количество добавки, которое рециркулирует вместе с газом EGR, предположительно окисляется в двигателе внутреннего сгорания. В связи с этим прирост количества NO_x, фактически выпущенного из двигателя внутреннего сгорания (разница между вычисленным значением количества притока NO_x и фактическим количеством притока NO_x) коррелирует с рециркулирующим количеством добавки, которое вычислено с использованием параметров, описанных выше. С учетом этого, средство корректировки может корректировать вычисленное значение количества притока NO_x посредством способа, включающего в себя этапы, на которых вычисляют рециркулирующее количество добавки с использованием параметров, описанных выше, и прибавляют рециркулирующее количество добавки к вычисленному значению количества притока NO_x в момент времени, когда время запаздывания перемещения истекло.

Просочившееся количество добавки может быть вычислено с использованием температуры катализатора селективного каталитического восстановления, расхода потока выхлопного газа, текущего через катализатор селективного каталитического восстановления, и количества аммиака, адсорбированного катализатором селективного каталитического восстановления в качестве параметров. Например, просочившееся количество добавки, когда температура катализатора селективного каталитического восстановления является высокой, больше, чем, когда температура катализатора селективного каталитического восстановления является низкой. Просочившееся количество добавки, когда расход потока выхлопного газа, текущего через катализатор селективного каталитического восстановления, является большим, больше, чем, когда расход потока выхлопного газа, текущего через катализатор селективного каталитического восстановления, является небольшим. Просочившееся количество добавки, когда количество аммиака, адсорбированного катализатором селективного каталитического восстановления, является большим, больше, чем, когда количество аммиака, адсорбированного катализатором селективного каталитического восстановления, является небольшими. С учетом этого, на основании этих тенденций график или функция, представляющая зависимость между температурой катализатора селективного каталитического восстановления, расходом потока выхлопного газа, текущего через катализатор селективного каталитического восстановления, количеством аммиака, адсорбированного катализатором селективного каталитического восстановления, и просочившимся количеством добавки, может быть получена заранее, и просочившееся количество добавки может быть получено на основании графика или функции.

В дополнение, время запаздывания перемещения может быть вычислено с использованием длины канала, проходимого частью выхлопного газа, вытекающего из устройства очистки выхлопного газа, до втекания снова в устройство очистки выхлопного газа через канал EGR, впускной канал и двигатель внутреннего сгорания, пропускной способности канала и скорости потока выхлопного газа (коррелирует с количеством впускаемого воздуха в единицу времени) в качестве параметров. Например, чем больше длина канала, тем больше время запаздывания перемещения. Чем больше пропускная способность канала, тем больше время запаздывания перемещения. Чем медленнее скорость потока выхлопного газа, тем больше время запаздывания перемещения. Более того, так как длина канала и пропускная способность канала представляют собой фиксированные значения, график или функция, представляющая зависимость между скоростью потока выхлопного газа и временем запаздывания перемещения, может быть получена заранее, и время запаздывания перемещения может быть получено на основании графика или функции.

Когда рециркулирующее количество восстановителя и время запаздывания перемещения получены способом, таким как способ, описанный выше, средство корректировки может корректировать вычисленное значение количества притока NO_x путем прибавления рециркулирующего количества добавки к вычисленному значению количества притока NO_x в момент времени, когда время запаздывания перемещения истекло. В дополнение, средство диагностики может диагностировать неисправность в устройстве очистки выхлопного газа на основании вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки. В результате может быть предотвращено снижение точности диагностики неисправности, даже когда часть добавки введена в двигатель внутреннего сгорания устройством EGR.

Далее, в случае, когда устройство EGR выполнено с возможностью обеспечения рециркуляции газа EGR из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки и на верхней по потоку стороне устройства очистки выхлопного газа во впускной канал, рециркулирующее количество добавки может быть вычислено с использованием отношения EGR и времени запаздывания перемещения в качестве параметров. С учетом этого, средство корректировки может вычислять рециркулирующее количество добавки с использованием отношения EGR и времени запаздывания перемещения в качестве параметров и корректировать количество притока NO_x, вычисленное средством вычисления в соответствии с его результатом вычисления.

Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа согласно настоящему изобретению может дополнительно включать в себя средство изменения для изменения количества добавки, которое подается из устройства подачи в соответствии с корректирующим количеством, когда средство корректировки корректирует в сторону увеличения вычисленное значение количества притока NO_x. В этом случае количество добавки, которое подается из устройства подачи, представляет собой количество в соответствии с фактическим количеством притока NO_x. В результате количество NO_x, не очищенное устройством очистки выхлопного газа, может быть уменьшено.

Эффект изобретения

Согласно настоящему изобретению в устройстве диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа, причем устройство диагностики неисправности включает в себя: устройство очистки выхлопного газа, которое включает в себя катализатор селективного каталитического восстановления; устройство подачи, которое подает добавку, которая представляет собой аммиак или прекурсор аммиака, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, которое направляет часть выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки во впускной канал; и средство диагностики, которое выполняет диагностику неисправности устройства очистки выхлопного газа с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра, может быть предотвращено снижение точности диагностики неисправности, даже когда часть добавки введена в двигатель внутреннего сгорания устройством EGR.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схему, показывающую схематическую конфигурацию двигателя внутреннего сгорания и его систему впуска и выхлопа, к которой применено настоящее изобретение;

Фиг. 2 представляет собой схему, показывающую зависимость между фактическим количеством притока NO_x и отношением очищенного NO_x;

Фиг. 3 представляет собой блок-схему, показывающую процедуру обработки, выполняемую посредством ЭБУ при корректировке вычисленного значения количества притока NO_x;

Фиг. 4 представляет собой схему, показывающую зависимость между адсорбированным количеством аммиака катализатора SCR, температурой катализатора SCR и просочившимся количеством аммиака;

Фиг. 5 представляет собой схему, показывающую зависимость между расходом потока выхлопного газа, который проходит через катализатор SCR, температурой катализатора SCR и отношением очищенного NO_x; и

Фиг. 6 представляет собой схему, показывающую другой пример конфигурации двигателя внутреннего сгорания и его системы впуска и выхлопа, к которой применено настоящее изобретение.

Способы осуществления изобретения

Далее конкретный вариант выполнения настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи. Должно быть понятно, что размеры, материалы, формы, относительные конструкции и т.п. компонентов, описанных в настоящем варианте выполнения, не предназначены для ограничения технического объема охраны изобретения кроме тех случаев, когда указано иное.

Фиг. 1 представляет собой схему, показывающую схематическую конфигурацию двигателя внутреннего сгорания и его систему впуска и выхлопа, к которой применено настоящее изобретение. Двигатель 1 внутреннего сгорания, показанный на Фиг. 1, представляет собой двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизельный двигатель), который использует дизельное топливо в качестве основного топлива, или двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (бензиновый двигатель), который использует бензин в качестве основного топлива.

Впускной канал 2 соединен с двигателем 1 внутреннего сгорания. Впускной канал 2 представляет собой канал для направления наружного воздуха (воздуха), взятого из атмосферы, в двигатель 1 внутреннего сгорания. Компрессор 30 центробежного нагнетателя (турбонагнетателя) 3 размещен на промежуточной части впускного канала 2. Впускной дроссельный клапан 4, который изменяет площадь сечения канала впускного канала 2, размещен во впускном канале 2 на верхней по потоку стороне компрессора 30.

Выхлопной канал 5 соединен с двигателем 1 внутреннего сгорания. Выхлопной канал 5 представляет собой канал для направления газа (выхлопного газа), сгоревшего внутри цилиндра двигателя 1 внутреннего сгорания, в устройство очистки выхлопного газа и т.п. Турбина 31 турбонагнетателя 3 размещена на промежуточной части выхлопного канала 5. Первый корпус 6 катализатора размещен в выхлопном канале 5 на нижней по потоку стороне турбины 31.

Первый корпус 6 катализатора вмещает сажевый фильтр, окислительный катализатор и т.п. внутри цилиндрического корпуса. Более того, первый корпус 6 катализатор может вмещать трехкомпонентный катализатор или катализатор для восстановления окклюдированных оксидов вместо окислительного катализатора. В этом случае трехкомпонентный катализатор или катализатор для восстановления окклюдированных оксидов может быть выполнен посредством сажевого фильтра.

Второй корпус 7 катализатора размещен в выхлопном канале 5 на нижней по потоку стороне первого корпуса 6 катализатора. Второй корпус 7 катализатора вмещает катализатор селективного каталитического восстановления (катализатор SCR), окислительный катализатор или т.п. внутри цилиндрического корпуса. Более того, второй корпус 7 катализатора может вмещать сажевый фильтр, удерживающий катализатор SCR. В этом случае первый корпус 6 катализатора может вмещать окислительный катализатор, или альтернативно окислительный катализатор может быть размещен внутри второго корпуса 7 катализатора без обеспечения первого корпуса 6 катализатора. Второй корпус 7 катализатора выполнен таким образом, чтобы соответствовать устройству очистки выхлопного газа согласно настоящему изобретению.

Добавляющий клапан 8 прикреплен к выхлопному каналу 5 между первым корпусом 6 катализатора и вторым корпусом 7 катализатора. Добавляющий клапан 8 представляет собой клапан впрыска для впрыска аммиака или добавки, которая представляет собой прекурсор аммиака, в выхлопной канал 5. В этом случае водный раствор мочевины, карбамат аммония или т.п. могут использоваться в качестве прекурсора аммиака, но в настоящем варианте выполнения использован водный раствор мочевины. Добавляющий клапан 8 соответствует устройству подачи согласно настоящему изобретению. Более того, когда первый корпус 6 катализатор вмещает трехкомпонентный катализатор или катализатор для восстановления окклюдированных оксидов, путем образования обогащенной атмосферы выхлопного газа, который втекает в первый корпус 6 катализатора, аммиак также может быть образован в трехкомпонентном катализаторе или катализаторе для восстановления окклюдированных оксидов.

Водный раствор мочевины, впрыскиваемый из добавляющего клапана 8 в выхлопной канал 5, втекает во второй корпус 7 катализатора вместе с выхлопным газом. В этот момент водный раствор мочевины пиролизуется теплом выхлопного газа или гидролизуется катализатором SCR. Когда водный раствор мочевины пиролизуется или гидролизуется, образуется аммиак (NH3). Аммиак (NH3), образованный таким образом, адсорбируется или сохраняется катализатором SCR. Аммиак (NH3), адсорбированный или сохраненный катализатором SCR, вступает в реакцию с оксидами азота (NO_x), содержащимися в выхлопном газе, и образует азот (N₂) и воду (H₂O). Другими словами, аммиак (NH₃) функционирует в качестве восстановителя оксидов азота (NO_x).

Далее основной конец канала 90 EGR соединен с выхлопным каналом 5 на нижней по потоку стороне второго корпуса 7 катализатора. Завершающий конец канала 90 EGR соединен с впускным каналом 2 на нижней по потоку стороне впускного дроссельного клапана 4 и на верхней по потоку стороне компрессора 30. Канал 90 EGR представляет собой канал для направления части выхлопного газа (газа EGR) из выхлопного канала 5 во впускной канал 2.

Клапан 91 EGR и охладитель 92 EGR расположены посередине вдоль канала 90 EGR. Клапан 91 EGR представляет собой клапанный механизм, который изменяет площадь сечения канала канала 90 EGR, и который регулирует количество газа EGR, которое течет через канал 90 EGR. Охладитель 92 EGR представляет собой устройство, которое охлаждает газ EGR, текущий через канал 90 EGR, и может представлять собой, например, теплообменник, который вызывает обмен тепла между газом EGR и охлаждающей водой. Более того, канал 90 EGR, клапан 91 EGR и охладитель 92 EGR представляют собой элементы, образующие устройство 9 EGR.

ЭБУ 10 прилагается к двигателю 1 внутреннего сгорания, выполненному как описано выше. ЭБУ 10 представляет собой электронный блок управления, образованный ЦП, ПЗУ, ОЗУ, резервным ОЗУ и т.п. ЭБУ 10 электрически соединен с различными датчиками, включая измеритель 11 потока воздуха, датчик 12 NO_x, датчик 13 положения акселератора и датчик 14 положения коленчатого вала.

Измеритель 11 потока воздуха размещен во впускном канале 2 на верхней по потоку стороне впускного дроссельного клапана 4 и выводит электрический сигнал, коррелированный с количеством (массой) воздуха, который течет через впускной канал 2. Датчик 12 NO_x прикреплен к выхлопному каналу 5 на нижней по потоку стороне второго корпуса 7 катализатора и выводит электрический сигнал, коррелированный с концентрацией NO_x в выхлопном газе, который вытекает из второго корпуса 7 катализатора. Датчик 13 положения акселератора выводит электрический сигнал, коррелированный с величиной работы (величиной нажатия акселератора) педали акселератора (не показана). Датчик 14 положения коленчатого вала выводит электрический сигнал, коррелированный с вращательным положением выходного вала (коленчатого вала) двигателя 1 внутреннего сгорания.

Более того, в дополнение к впускному дроссельному клапану 4, добавляющему клапану 8 и клапану 91 EGR, описанным выше, ЭБУ 10 электрически соединен различными устройствами, такими как клапан впрыска топлива (не показан). ЭБУ 10 электрически управляет различными устройствами, описанными выше, на основании выходных сигналов различных датчиков, описанных выше.

Например, ЭБУ 10 вычисляет нагрузку двигателя или скорость вращения двигателя на основании выходных сигналов от датчика 13 положения акселератора и датчика 14 положения коленчатого вала и управляет количеством впрыска топлива или моментом впрыска топлива в соответствии с его результатами вычисления. В дополнение, ЭБУ 10 диагностирует неисправность катализатора SCR с использованием количества NO_x, которое втекает в катализатор SCR (количество притока NO_x), размещенный во втором корпусе 7 катализатора, в качестве параметра.

Далее будет описан способ диагностики неисправности катализатора SCR. Сначала ЭБУ 10 вычисляет количество NO_x, выпускаемое из двигателя 1 внутреннего сгорания (другими словами, количество NO_x, которое течет в катализатор SCR второго корпуса 7 катализатора (количество притока NO_x)) на основании параметра, указывающего рабочее состояние двигателя 1 внутреннего сгорания.

Количество NO_x, выпускаемое из двигателя внутреннего сгорания или, другими словами, количество NO_x, образуемое, когда топливно-воздушная смесь сгорает в двигателе 1 внутреннего сгорания, коррелирует с количеством кислорода, содержащимся в топливно-воздушной смеси, количеством топлива, содержащимся в топливно-воздушной смеси, моментом впрыска топлива и скоростью вращения двигателя. Количество кислорода, содержащееся в топливно-воздушной смеси, коррелирует с количеством впускаемого воздуха (выходным сигналом измерителя 11 потока воздуха). Количество топлива, содержащееся в топливно-воздушной смеси, коррелирует с количеством впрыска топлива. В связи с этим ЭБУ 10 может вычислять количество притока NO_x с использованием выходного сигнала измерителя 11 потока воздуха, количества впрыска топлива, момента впрыска топлива и скорости вращения двигателя в качестве параметров. Более того, зависимость между различными параметрами, описанными выше, и количеством притока NO_x может быть эмпирически получена и сохранена в ПЗУ ЭБУ 10 заранее в виде графика или функционального выражения. Средство получения согласно настоящему изобретению, выполненное в виде ЭБУ 10, вычисляет количество притока NO_x, как описано выше.

ЭБУ 10 диагностирует неисправность катализатора SCR с использованием вычисленного значения количества притока NO_x (вычисленное значение количества притока NO_x) в качестве параметра. В качестве способа диагностики неисправности катализатора SCR с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра, например, способ, в котором отношение очищенного NO_x, количество очищенного NO_x или т.п. вычисляют с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра, и результат вычисления сравнивают с пороговым значением, может быть использован. Далее будет описан пример, в котором отношение очищенного NO_x и пороговое значение сравнивают друг с другом. Отношение очищенного NO_x в этом случае относится к доле количества NO_x, очищенного катализатором SCR, относительно количества NO_x, которое втекает в катализатор SCR, и может быть вычислено с помощью выражения (1), приведенного ниже.

Enox=(Anoxin-Anoxout)/Anoxin (1)

В выражении (1), приведенном выше, Enox обозначает отношение очищенного NO_x. Anoxin обозначает количество притока NO_x, и вычисленное значение количества притока NO_x, вычисленное способом, описанным выше, сохранено в Anoxin. Anoxout обозначает количество оттока NO_x, и значение, полученное умножением выходного сигнала (концентрации NO_x) датчика 12 NO_x на расход потока выхлопного газа в единицу время (сумма количества впускаемого воздуха в единицу времени и количества впрыска топлива в единицу времени), сохранено в Anoxout.

После того, как отношение Enox очищенного NO_x вычислено с помощью выражения (1), приведенного выше, ЭБУ 10 определяет, является ли отношение Enox очищенного NO_x равным или выше, чем пороговое значение. «Пороговое значение» в этом случае относится к минимальному отношению очищенного NO_x или значению, полученному прибавлением запаса к минимальному отношению очищенного NO_x, когда неисправность катализатора SCR не возникает. ЭБУ 10 определяет, что неисправность катализатора SCR не возникла, когда отношение Enox очищенного NO_x равно или выше, чем пороговое значение. С другой стороны, определение того, что неисправность катализатора SCR возникла, выполняется, когда отношение Enox очищенного NO_x ниже порогового значения. Средство диагностики согласно настоящему изобретению, выполненное в виде ЭБУ 10, выполняет обработку диагностики неисправности катализатора SCR, как описано выше, с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра.

Когда обработка диагностики неисправности катализатора SCR выполняется во время рециркуляции части выхлопного газа во впускной канал 2 из выхлопного канала 5, с помощью устройства 9 EGR, или, конкретнее, во время перетекания части выхлопного газа (газа EGR), рециркулирующего с помощью устройства 9 EGR, в катализатор SCR, имеется возможность того, что будет выполнена ошибочная диагностика.

Когда часть аммиака, просачивается через катализатор SCR, когда газ EGR рециркулирует, часть аммиака всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR. Аммиак, всасываемый в двигатель 1 внутреннего сгорания, сгорает вместе с топливно-воздушной смесью. В этом случае, так как аммиак вступает в контакт с кислородом при высокой температуре, аммиак окисляется, и образуется NO_x, например, монооксид азота (NO). В результате, когда аммиак всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR, количество NO_x, выпускаемое из двигателя 1 внутреннего сгорания, увеличивается по сравнению с тем, когда аммиак не всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания.

Когда количество NO_x, выпускаемое из двигателя 1 внутреннего сгорания, увеличивается по причине, описанной выше, возникает погрешность между вычисленным значением количества притока NO_x и фактическим количеством притока NO_x. В дополнение, когда фактическое количество притока NO_x увеличивается, количество NO_x, не очищенного катализатором SCR, может увеличиваться, и количество оттока NO_x может увеличиваться. В частности, когда количество водного раствора мочевины, впрыскиваемое из добавляющего клапана 8, регулируется на основании вычисленного значения количества притока NO_x, так как количество водного раствора мочевины, впрыскиваемое из добавляющего клапана 8, становится меньше, чем количество, подходящее для фактического количества притока NO_x, количество оттока NO_x увеличивается. В результате, как показано на Фиг. 2, даже когда неисправность катализатора SCR не возникает, отношение Enox очищенного NO_x, которое вычислено с помощью выражения (1), приведенного выше, может опускаться ниже порогового значения. Более того, сплошная линия на Фиг. 2 обозначает отношение очищенного NO_x, которое вычислено с использованием фактического количества притока NO_x в качестве параметра, а штрихпунктирная линия на Фиг. 2 обозначает отношение очищенного NO_x, которое вычислено с использованием вычисленного значения количества притока NO_x в качестве параметра. В дополнение, точечная линия на Фиг. 2 обозначает пороговое значение.

В дополнение, в способе сравнения количества очищенного NO_x катализатора SCR с пороговым значением количество очищенного NO_x катализатора SCR могут вычислять путем вычитания количества оттока NO_x из вычисленного значения количества притока NO_x. В этом случае, когда вычисленное значение количества притока NO_x меньше, чем фактическое количество притока NO_x, вычисленное значение количества очищенного NO_x становится меньше, чем фактическое количество очищенного NO_x. В результате, вычисленное значение количества очищенного NO_x, возможно, может опускаться ниже порогового значения.

С учетом этого, устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа согласно настоящему варианту выполнения выполнено так, что, когда диагностика неисправности катализатора SCR выполняется в состоянии, в котором газ EGR рециркулирует, вычисленное значение количества притока NO_x корректируется в соответствии с количеством аммиака, всасываемого в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR, отношение очищенного NO_x вычисляется с использованием вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки, а количество впрыска водного раствора мочевины определяется с использованием вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки.

Процедура корректировки вычисленного значения количества притока NO_x далее будет описана на Фиг. 3. Фиг. 3 представляет собой блок-схему, показывающую процедуру обработки, которая выполняется ЭБУ 10 при корректировке вычисленного значения Anoxin количества притока NO_x. Этот процедура обработки сохранена в ПЗУ ЭБУ 10 заранее и периодически выполняется ЭБУ 10 (ЦП).

В процедуре обработки, показанной на Фиг. 3, сначала в процессе S101 ЭБУ 10 определяет, впрыскивает или нет добавляющий клапан 8 водный раствор мочевины. Когда в процессе S101 выполняется отрицательное определение, так как аммиак не всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR, или даже когда некоторое количество аммиака десорбируется из катализатора SCR, так как количество аммиака, которое всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR, является небольшим, ЭБУ 10 завершает выполнение настоящей процедуры без корректировки вычисленного значения Anoxin количества притока NO_x. С другой стороны, когда в процессе S101 выполняется положительное определение, ЭБУ 10 переходит к процессу S102.

В процессе S102 ЭБУ 10 определяет, работает или нет устройство 9 EGR, или, другими словами, рециркулирует или нет часть выхлопного газа из выхлопного канала 5 во впускной канал 2 с помощью устройства 9 EGR. ЭБУ 10 выполняет отрицательное определение, когда величина открытия клапана 91 EGR является нулевой (полностью закрыт), и выполняет положительное определение, когда величина открытия клапана 91 EGR больше нулевой. Когда в процессе S102 выполняется отрицательное определение, так как аммиак, просочившийся через катализатор SCR, не всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания, ЭБУ 10 завершает выполнение настоящей процедуры.

Более того, когда отрицательное определение выполняется в процессе S101, и когда отрицательное определение выполняется в процессе S102, ЭБУ 10 выполняет процесс диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа и управление количеством впрыска водного раствора мочевины на основании неоткорректированного вычисленного значения количества притока NO_x.

Когда в процессе S102 выполняется положительное определение, аммиак, просочившийся через катализатор SCR, может всасываться в двигатель 1 внутреннего сгорания. В связи с этим ЭБУ 10 корректирует вычисленное значение количества притока NO_x в процессах S103 и далее.

Сначала в процессе S103 ЭБУ 10 вычисляет количество аммиака, которое вытекает из катализатора SCR, или, другими словами, просочившееся количество Anh3slp аммиака. В этом случае, просочившееся количество Anh3slp аммиака вычисляется с использованием расхода потока выхлопного газа, температуры катализатора SCR и адсорбированного количества аммиака катализатора SCR в качестве параметров.

Фиг. 4 представляет собой схему, показывающую зависимость между количеством (адсорбированным количеством) аммиака, адсорбированного катализатором SCR, температурой катализатора SCR и концентрацией аммиака выхлопного газа, вытекающего из катализатора SCR, в случае, когда расход потока выхлопного газа, проходящего через катализатор SCR, является постоянным. На Фиг. 4, концентрация аммиака выхлопного газа, вытекающего из катализатора SCR, становится выше, когда адсорбированное количество аммиака катализатором SCR увеличивается, и становится выше, когда температура катализатора SCR поднимается. В связи с этим можно сказать, что, когда расход потока выхлопного газа, проходящего через катализатор SCR, является постоянным, просочившееся количество аммиака увеличивается, когда адсорбированное количество аммиака катализатором SCR увеличивается, и когда температура катализатора SCR поднимается.

В дополнение, когда концентрация аммиака выхлопного газа, вытекающего из катализатора SCR, является постоянной, чем больше расход потока выхлопного газа, проходящего через катализатор SCR в единицу времени, тем больше просочившееся количество в единицу времени. В связи с этим просочившееся количество аммиака увеличивается, когда расход потока выхлопного газа, проходящего через катализатор SCR в единицу времени, увеличивается.

С учетом этого, в настоящем варианте выполнения концентрация аммиака выхлопного газа, вытекающего из катализатора SCR, получается на основании зависимости, такой как показана на Фиг. 4, а просочившееся количество Anh3slp аммиака получается умножением концентрации аммиака на расход потока выхлопного газа в единицу времени (сумма количества впускаемого воздуха в единицу времени и количества впрыска топлива в единицу времени).

Более того, адсорбированное количество аммиака, используемое при получении просочившегося количества Anh3slp аммиака, оценивается подходящим способом. Например, адсорбированное количество аммиака получается путем вычитания количества аммиака, потребляемого в катализаторе SCR (количества аммиака, потребляемого для уменьшения NO_x), и просочившегося количества из количества аммиака, втекающего в катализатор SCR.

Количество аммиака, потребляемого в катализаторе SCR, вычисляется с использованием количества притока NO_x и отношения очищенного NO_x в качестве параметров. Вычисленное значение количества притока NO_x, описанное ранее, используется в качестве количества притока NO_x в этом месте. В дополнение, когда отношение очищенного NO_x может быть получено способом, подобным способу для отношения очищенного NO_x, используемому в процессе диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа, отношение очищенного NO_x может быть оценено с использованием расхода потока выхлопного газа, втекающего в катализатор SCR (сумма количества впускаемого воздуха в единицу времени и количества впрыска топлива в единицу времени), и температуры катализатора SCR в качестве параметров. Например, отношение очищенного NO_x, используемое для вычисления потребления аммиака, может быть оценено на основании зависимости, такой как показана на Фиг. 5. Фиг. 5 представляет собой схему, показывающую зависимость между расходом потока выхлопного газа (сумма количества впускаемого воздуха в единицу времени и количества впрыска топлива в единицу времени), температурой катализатора SCR и отношением очищенного NO_x. Отношение очищенного NO_x имеет тенденцию к уменьшению, когда расход потока выхлопного газа увеличивается, и к увеличению, когда температура катализатора SCR поднимается (однако, когда температура катализатора SCR превышает верхнюю предельную температуру (например, 350°C), отношение очищенного NO_x уменьшается, когда температура катализатора SCR поднимается). В связи с этим график или функция, определяющая зависимость, такая как показана на Фиг. 5, может быть получена заранее, и отношение очищенного NO_x может быть получено на основании графика или функции.

Процесс вычисления адсорбированного количества аммиака, описанный выше, предполагает начало до начала рециркуляции газа EGR после запуска двигателя 1 внутреннего сгорания, и впоследствии повторно выполняется в заданном цикле. В дополнение, значение, полученное в непосредственно предыдущем процессе вычисления (предыдущее значение), предполагается для использования в качестве адсорбированного количества аммиака, используемого для вычисления просочившегося количества Anh3slp аммиака.

В процессе S104 ЭБУ 10 определяет, является ли просочившееся количество Anh3slp аммиака, полученное с помощью процесса S103, описанного выше, равным или большим, чем заданное количество α. Заданное количество α в этом случае относится к минимальному значению просочившегося количества аммиака, которое предположительно вызывает ошибочную диагностику, и представляет собой значение, полученное заранее с помощью соответствующего процесса с использованием эксперимента или т.п. Когда в процессе S104 выполняется отрицательное определение, ЭБУ 10 временно завершает обработку настоящей процедуры. С другой стороны, когда в процессе S104 выполняется положительное определение, ЭБУ 10 переходит к процессу S105.

В процессе S105 ЭБУ 10 вычисляет прирост ΔAnoxin количества притока NO_x, вызываемый аммиаком, всасываемым в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR. Сначала ЭБУ 10 вычисляет количество аммиака, которое всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания, вместе с газом EGR, с использованием просочившегося количества Anh3slp аммиака, вычисленного в процессе S103, описанном ранее, и долю количества газа EGR относительно расхода потока выхлопного газа. В этом случае, доля количества газа EGR относительно расхода потока выхлопного газа может быть вычислена на основании отношения EGR и выходного сигнала (количества впускаемого воздуха) измерителя 11 потока воздуха. Далее ЭБУ 10 вычисляет количество NO_x, образуемое при условии, что весь аммиак, который всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом EGR, окисляется (прирост ΔAnoxin количества притока NO_x).

В процессе S106 ЭБУ 10 вычисляет время, требуемое до того, как прирост ΔAnoxin в NO_x втечет в катализатор SCR. Другими словами, ЭБУ 10 вычисляет время (время запаздывания перемещения), требуемое для части выхлопного газа, вытекающего из второго корпуса 7 катализатора, чтобы снова втекать во второй корпус 7 катализатора через канал 90 EGR, впускной канал 2 и двигатель 1 внутреннего сгорания. Время запаздывания перемещения может быть вычислено с использованием длины канала, проходимого частью выхлопного газа, вытекающего из второго корпуса 7 катализатора до того, как он снова втекает во второй корпус 7 катализатора, пропускной способности канала и скорости потока выхлопного газа (количества впускаемого воздуха в единицу времени) в качестве параметров. Например, чем больше длина канала, тем больше время запаздывания перемещения. Чем больше пропускная способность канала, тем больше время запаздывания перемещения. Чем медленнее скорость потока выхлопного газа, тем больше время запаздывания перемещения. Более того, так как длина канала и пропускная способность канала представляют собой фиксированные значения, график или функция, представляющая зависимость между скоростью потока выхлопного газа и временем запаздывания перемещения, может быть получена заранее, и время запаздывания перемещения может быть получено на основании графика или функции. В этом случае, так как длина канала и пропускная способность канала различаются согласно спецификаций двигателя внутреннего сгорания, типа транспортного средства, на котором установлен двигатель внутреннего сгорания, или т.п., график или функция, соответствующая спецификациям двигателя внутреннего сгорания, типу транспортного средства или т.п., желательно создается заранее.

В процессе S107 ЭБУ 10 определяет, истекает или нет время запаздывания перемещения, полученное в процессе S106. Когда в процессе S107 выполняется отрицательное определение, ЭБУ 10 повторно выполняет процесс S107. С другой стороны, когда в процессе S107 выполняется положительное определение, ЭБУ 10 переходит к процессу S108.

В процессе S108 ЭБУ 10 корректирует вычисленное значение Anoxin количества притока NO_x с использованием прироста ΔAnoxin, полученного в процессе S105. Другими словами, ЭБУ 10 складывает вычисленное значение Anoxin количества притока NO_x и прирост ΔAnoxin для вычисления количества Anoxinr притока NO_x, соответствующего фактическому количеству притока NO_x.

Средство корректировки согласно настоящему изобретению, выполненное в виде ЭБУ 10, выполняет процедуру обработки, показанную на Фиг. 3, как описано выше. В результате, когда часть аммиака, просочившаяся через катализатор SCR, вводится в двигатель 1 внутреннего сгорания устройством 9 EGR, погрешность между фактическим количеством притока NO_x и вычисленным значением количества притока NO_x может быть уменьшена. В дополнение, путем вычисления отношения очищенного NO_x с использованием вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки, так как более точное отношение очищенного NO_x может быть получено, точность диагностики неисправности катализатора SCR может быть улучшена. Более того, путем регулировки количества впрыска водного раствора мочевины с использованием вычисленного значения количества притока NO_x после корректировки в качестве параметра (соответствует средству изменения согласно настоящему изобретению), аммиак может быть подан катализатору SCR в количестве, подходящем для фактического количества притока NO_x, и количество аммиака, не очищенного катализатором SCR, может быть снижено до низкого уровня.

В связи с этим, с помощью устройства диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа согласно настоящему варианту выполнения, когда часть аммиака, вводится в двигатель 1 внутреннего сгорания устройством 9 EGR, может быть предотвращено выполнение ошибочной диагностики, того что неисправность катализатора SCR возникла, хотя неисправность катализатора SCR не возникала. В результате, точность процесса диагностики неисправности катализатора SCR может быть улучшена.

Более того, в примере, показанном на Фиг. 3, вычисленное значение количества притока NO_x корректируется на условие, что добавляющий клапан 8 впрыскивает водный раствор мочевины, устройство 9 EGR работает, и просочившееся количество аммиака равно или больше, чем заданное количество α. Альтернативно вычисленное значение количества притока NO_x может быть скорректировано, даже когда добавляющий клапан 8 не впрыскивает водный раствор мочевины, если устройство 9 EGR работает, и просочившееся количество аммиака равно или больше, чем заданное количество α. Это, в частности, справедливо, когда температура катализатора SCR является высокой. Другими словами, когда температура катализатора SCR поднимается, так как аммиак, адсорбированный катализатором SCR, десорбируется из катализатора SCR, количество аммиака, которое вытекает из катализатора SCR, возможно, может превосходить заданное количество α. В связи с этим, даже если добавляющий клапан 8 не впрыскивает водный раствор мочевины, когда температура катализатора SCR находится в пределах диапазона температур, который способствует десорбции аммиака, вычисленное значение количества притока NO_x может быть скорректировано на основании количества аммиака, которое вытекает из катализатора SCR.

В дополнение, после того, как диагностика неисправности катализатора SCR выполнена точно, процесс диагностики отклонения водного раствора мочевины также может быть выполнен более точно. «Процесс диагностики отклонения водного раствора мочевины» в этом случае относится к процессу диагностики того, находится или нет концентрация мочевины, содержащейся в водном растворе мочевины, ниже нижнего предельного значения. Когда концентрация мочевины, содержащейся в водном растворе мочевины, становиться чрезмерно низкой, количество аммиака, подаваемого катализатору SCR, может становиться чрезмерно малым, а количество NO_x, которое не очищено катализатором SCR, может становиться чрезмерно большим. В дополнение, когда управление с обратной связью количеством впрыска водного раствора мочевины выполняется на основании разницы между отношением очищенного NO_x катализатора SCR и целевым значением, количество впрыска водного раствора мочевины может становиться чрезмерно большим, и потребление водного раствора мочевины может становиться чрезмерно большим.

Для решения таких проблем отклонение водного раствора мочевины диагностируется с использованием отношения очищенного NO_x, когда количество впрыска водного раствора мочевины устанавливается больше, чем целевое значение, в качестве параметра. Например, когда концентрация мочевины, содержащейся в водном растворе мочевины, равна или выше нижнего предельного значения, просочившееся количество аммиака увеличивается. В этом случае, датчик 12 NO_x характерно реагирует на аммиак в дополнение к NO_x в выхлопном газе. В связи с этим, когда просочившееся количество аммиака увеличивается, выходной сигнал от датчика 12 NO_x также увеличивается. Когда выходной сигнал от датчика 12 NO_x увеличивается, отношение Enox очищенного NO_x, которое может быть получено с помощью выражения (1), приведенного выше, снижается.

С другой стороны, когда концентрация мочевины, содержащейся в водном растворе мочевины, ниже нижнего предельного значения, просочившееся количество аммиака почти не увеличивается, а адсорбированное количество аммиака катализатором SCR увеличивается. В результате, выходной сигнал датчика 12 NO_x либо остается неизменным, либо уменьшается. Вследствие этого отношение Enox очищенного NO_x, которое может быть получено с помощью выражения (1), приведенного выше, либо почти не изменяется, либо увеличивается.

В связи с этим, отклонение водного раствора мочевины может быть более точно диагностировано путем выполнения процесса диагностики отклонения водного раствора мочевины, когда диагностика того, что неисправность катализатора SCR не возникла, выполняется в процессе диагностики неисправности катализатора SCR.

Когда процесс диагностики отклонения водного раствора мочевины выполняется способом, описанным выше, так как количество аммиака, вытекающего из катализатора SCR, увеличивается, когда отклонение водного раствора мочевины не возникает, имеется возможность, что относительно большое количество аммиака может быть соответственно выпущено в атмосферу. С учетом этого, устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа согласно настоящему варианту выполнения выполнено с возможностью управления устройством 9 EGR (открытия клапана 91 EGR) при выполнении процесса диагностики отклонения водного раствора мочевины в нерабочем состоянии устройства 9 EGR, или увеличения отношения EGR при выполнении процесса диагностики отклонения водного раствора мочевины в рабочем состоянии устройства 9 EGR. Согласно такому способу процесс диагностики отклонения водного раствора мочевины может быть выполнен при уменьшении количества аммиака, которое выпускается в атмосферу.

Более того, хотя пример, в котором основной конец (конец верхней по потоку стороны) канала 90 EGR соединен с выхлопным каналом 5 на нижней по потоку стороне второго корпуса 7 катализатора, описан в настоящем варианте выполнения, альтернативно основной конец канала 90 EGR может быть соединен с выхлопным каналом 5 между добавляющим клапаном 8 и вторым корпусом 7 катализатора, как показано на Фиг. 6. В этом случае, когда добавляющий клапан 8 впрыскивает водный раствор мочевины, и устройство 9 EGR работает, прирост ΔAnoxin количества притока NO_x может быть вычислен с использованием количества водного раствора мочевины, впрыскиваемого из добавляющего клапана 8, доли количества газа EGR относительно расхода потока выхлопного газа и времени запаздывания перемещения в качестве параметров.

Перечень ссылочных позиций

1 - двигатель внутреннего сгорания

2 - впускной канал

3 - турбонагнетатель

4 - впускной дроссельный клапан

5 - выхлопной канал

6 - первый корпус катализатора

7 - второй корпус катализатора (устройство очистки выхлопного газа)

8 - добавляющий клапан

9 - устройство EGR

10 - ЭБУ

11 - измеритель потока воздуха

12 - датчик NO_x

13 - датчик положения акселератора

14 - датчик положения коленчатого вала

30 - компрессор

31 - турбина

90 - канал EGR

91 - клапан EGR

92 - охладитель EGR

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство диагностики неисправности включает в себя: устройство очистки выхлопного газа, расположенное в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания и включающее в себя катализатор селективного каталитического восстановления; устройство подачи, подающее добавку, такую как аммиак, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, обеспечивающее рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки во впускной канал; средство вычисления для вычисления количества притока NO_x в устройство очистки выхлопного газа с использованием параметра, указывающего рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания; средство диагностики для диагностики неисправности в устройстве очистки выхлопного газа с использованием вычисленного количества притока NO_x в качестве параметра; и средство корректировки для корректировки в сторону увеличения вычисленного количества притока NO_x в соответствии с количеством добавки, рециркулирующей вместе с выхлопным газом, когда часть выхлопного газа рециркулирует. При использовании изобретения предотвращается снижение точности диагностики неисправностей. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа, содержащее:

устройство очистки выхлопного газа, которое размещено в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания и которое включает в себя катализатор селективного каталитического восстановления;

устройство подачи, которое подает добавку, представляющую собой аммиак или прекурсор аммиака, в устройство очистки выхлопного газа;

устройство EGR, которое обеспечивает рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки посредством устройства подачи во впускной канал;

средство вычисления для вычисления количества притока NO_x, которое представляет собой количество NO_x, которое втекает в устройство очистки выхлопного газа при использовании параметра, указывающего рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания;

средство диагностики для диагностики неисправности в устройстве очистки выхлопного газа при использовании количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления, в качестве параметра; и

средство корректировки, когда часть выхлопного газа рециркулирует с помощью устройства EGR, для корректировки в сторону увеличения количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления, в соответствии с количеством добавки, рециркулирующей вместе с выхлопным газом.

2. Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа по п. 1, в котором:

устройство EGR обеспечивает рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне устройства очистки выхлопного газа во впускной канал, и

когда часть выхлопного газа рециркулирует с помощью устройства EGR, а добавка вытекает из устройства очистки выхлопного газа, средство корректировки корректирует в сторону увеличения количество притока NO_x, вычисленное средством

вычисления, в соответствии с количеством добавки, которая рециркулирует вместе с выхлопным газом.

3. Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа по п. 2, в котором средство корректировки вычисляет количество добавки, которая рециркулирует вместе с выхлопным газом, при использовании в качестве параметров количества добавки, которая вытекает из устройства очистки выхлопного газа, доли количества выхлопного газа, который рециркулирует с помощью устройства EGR, относительно количества выхлопного газа, который вытекает из устройства очистки выхлопного газа, и времени, требуемого для части выхлопного газа, вытекающего из устройства очистки выхлопного газа, чтобы снова втекать в устройство очистки выхлопного газа через впускной канал и двигатель внутреннего сгорания, и увеличивает корректирующее количество при корректировке в сторону увеличения количества притока NO_x, вычисленного средством вычисления в случае, когда результат его вычисления является большим по сравнению со случаем, когда результат его вычисления является меньшим.

4. Устройство диагностики неисправности устройства очистки выхлопного газа по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее средство изменения для изменения количества добавки, подаваемой из устройства подачи, в соответствии с корректирующим количеством, когда средство корректировки корректирует в сторону увеличения количество притока NO_x, вычисленного средством вычисления.