УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТИ Российский патент 2017 года по МПК F01N11/00 F01N3/20 

Уровень техники

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к устройству диагностики неисправности и способу диагностики неисправности.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Известен каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx (далее здесь называемый просто каталитическим нейтрализатором NOx), который очищает NOx, содержащийся в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, с помощью аммиака в качестве восстановителя. Например, добавляющий клапан, который добавляет аммиак или прекурсор аммиака в выхлопной газ, устанавливается выше по потоку от каталитического нейтрализатора NOx в направлении потока выхлопного газа. Примером прекурсора аммиака является мочевина. Далее здесь прекурсор аммиака или аммиак также совокупно называется восстановителем.

[0003] Опубликованный японский перевод PCT заявки № 2009-510324 (JP 2009-510324 A) описывает систему доочистки выхлопного газа, которая включает в себя NOx-датчик, предусмотренный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора NOx. Система доочистки отработавшего газа, описанная в JP 2009-510324 A, определяет, что присутствует неисправность в подаче восстановителя, если обнаруженное значение NOx-датчика остается неизменным или уменьшается во время, когда добавляющий клапан приводится в действие, так что количество восстановителя, который подается к каталитическому нейтрализатору NOx, увеличивается. В случае, когда количество восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана в единицу времени, уменьшается, количество подаваемого восстановителя приближается к надлежащему значению, когда добавляющий клапан приводится в действие, так что количество подаваемого восстановителя увеличивается. Следовательно, степень очистки NOx снижается, приводя в результате к тому, что обнаруженное значение NOx-датчика уменьшается. Когда восстановитель вовсе не подается из добавляющего клапана, восстановитель не подается, даже когда добавляющий клапан приводится в действие, так что количество подаваемого восстановителя увеличивается, таким образом, обнаруженное значение NOx-датчика остается неизменным.

Сущность изобретения

[0004] Может быть предусмотрено множество каталитических нейтрализаторов NOx вдоль потока выхлопного газа. Также возможно, что восстановитель подается из единственного добавляющего клапана к множеству каталитических нейтрализаторов NOx. Т.е. восстановитель заставляют вытекать из расположенного выше по потоку каталитического нейтрализатора NOx при подаче восстановителя в количестве, большем или равном абсорбируемому количеству расположенного выше по потоку каталитического нейтрализатора NOx. В результате, восстановитель подается в расположенный ниже по потоку каталитический нейтрализатор NOx. Возможен случай, когда NOx-датчик предусматривается в выпускном канале между расположенным выше по потоку каталитическим нейтрализатором NOx и расположенным ниже по потоку каталитическим нейтрализатором NOx, и восстановитель подается на основе обнаруженного значения NOx-датчика. В конфигурации, в которой NOx-датчик и катализатор разложения аммиака, который окисляет аммиак, предусматриваются ниже по потоку от каталитического нейтрализатора NOx, восстановитель может подаваться на основе обнаруженного значения NOx-датчика.

[0005] NOx-датчик обнаруживает не только NOx, но также аммиак. По этой причине, когда восстановитель вытекает из расположенного выше по потоку каталитического нейтрализатора NOx, NOx-датчик, предусмотренный ниже по потоку от расположенного выше по потоку каталитического нейтрализатора NOx, обнаруживает NOx и восстановитель. Следовательно, когда диагностика того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, выполняется на основе обнаруженного значения NOx-датчика, точность диагностики уменьшается, если влияние восстановителя не принимается во внимание.

[0006] Изобретение предоставляет технический прием для предотвращения снижения точности диагностики во время, когда диагностика того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, выполняется на основе обнаруженного значения NOx-датчика, предусмотренного ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx.

[0007] Первый аспект изобретения предоставляет устройство диагностики неисправности для системы управления выбросом выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, включающей в себя устройство подачи восстановителя, каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx и NOx-датчик, при этом устройство подачи восстановителя предусмотрено в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания и предназначено для подачи в выпускной канал в качестве восстановителя прекурсора аммиака или аммиака, при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx предусматривается в выпускном канале ниже по потоку от устройства подачи восстановителя в направлении потока выхлопного газа и предназначен для избирательного восстановления NOx с помощью восстановителя, который адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx, при этом NOx-датчик предусматривается в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx в направлении потока выхлопного газа и предназначен для обнаружения NOx и аммиака, при этом устройство диагностики неисправности включает в себя электронный блок управления. Электронный блок управления предназначен для: выполнения диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика; оценки оцениваемую величину адсорбции, когда устройство подачи восстановителя является исправным, при этом оцениваемая величина адсорбции является оцениваемым количеством восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; оценки соответствующего обнаруженного значения, являющегося обнаруженным значением NOx-датчика, при этом обнаруженное значение NOx-датчика соответствует количеству восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; и запрета диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине адсорбции и меньше или равна второй величине адсорбции, при этом первая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения, при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим соответствующему обнаруженному значению, такому же, как и первое обнаруженное значение, являющееся соответствующим обнаруженным значением, когда количество адсорбированного восстановителя равно нулю, при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, большим, чем первая величина адсорбции.

[0008] Электронный блок управления выполняет диагностику того, имеется ли такая неисправность, что количество восстановителя, подаваемого из устройства подачи восстановителя, уменьшается, например, при сравнении фактического обнаруженного значения NOx-датчика с пороговым значением. Отношение величин между фактическим обнаруженным значением NOx-датчика и пороговым значением может изменяться в зависимости от заданного порогового значения. Оцениваемая величина адсорбции является количеством восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе NOx в случае, когда устройство подачи восстановителя является исправным. Соответствующее обнаруженное значение является обнаруженным значением NOx-датчика, соответствующим каждому количеству адсорбированного восстановителя. Электронный блок управления оценивает обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее количеству адсорбированного восстановителя, для каждого количества адсорбированного восстановителя. Электронный блок управления должен оценивать обнаруженное значение NOx-датчика в диапазоне количества восстановителя, которое может адсорбироваться на каталитическом нейтрализаторе NOx. Когда возникает неисправность в устройстве подачи восстановителя, количество подаваемого восстановителя уменьшается в ответ на степень неисправности, так что количество адсорбированного восстановителя уменьшается в ответ на степень неисправности. Следовательно, электронный блок управления оценивает обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее количеству адсорбируемого восстановителя, которое изменилось в ответ на степень неисправности, для каждого количества адсорбируемого восстановителя. В диапазоне количества восстановителя, которое может быть адсорбировано на каталитическом нейтрализаторе NOx, соответствующее обнаруженное значение имеет минимальное значение. Минимальное значение соответствующего обнаруженного значения может изменяться в зависимости, например, от рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

[0009] NOx-датчик обнаруживает NOx и аммиак. Когда количество восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе NOx, равно нулю или относительно мало, NOx, который не был восстановлен в каталитическом нейтрализаторе NOx, проходит через каталитический нейтрализатор NOx, так что NOx-датчиком обнаруживается NOx. По мере того, как количество адсорбированного восстановителя увеличивается, количество NOx, восстановленного в каталитическом нейтрализаторе NOx, увеличивается, так что обнаруженное значение NOx-датчика уменьшается. С другой стороны, по ере того, как количество адсорбированного восстановителя увеличивается, количество восстановителя, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, увеличивается. По этой причине, в соотношении между количеством адсорбированного восстановителя и обнаруженным значением NOx-датчика (соответствующим обнаруженным значением), существует количество адсорбированного восстановителя, при котором обнаруженное значение NOx-датчика является минимальным значением. Это количество адсорбированного восстановителя, при котором обнаруженное значение NOx-датчика является минимальным значением, задается в качестве первой величины адсорбции.

[0010] Когда оцениваемая величина адсорбции попадает в диапазон меньше первой величины адсорбции, NOx, вытекающий из каталитического нейтрализатора NOx, увеличивается по мере того, как количество адсорбируемого восстановителя уменьшается в результате возникновения неисправности в устройстве подачи восстановителя. Следовательно, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика постоянно больше обнаруженного значения NOx-датчика, соответствующего оцениваемой величине адсорбции. Представляется возможным выполнять диагностику того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе этого соотношения.

[0011] Когда оцениваемая величина адсорбции попадает в диапазон больше второй величины адсорбции, количество восстановителя, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, уменьшается по мере того, как количество адсорбированного восстановителя уменьшается в результате возникновения неисправности в устройстве подачи восстановителя. Следовательно, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика постоянно меньше обнаруженного значения NOx-датчика, соответствующего оцениваемой величине адсорбции. Представляется возможным выполнять диагностику того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе этого соотношения.

[0012] Когда оцениваемая величина адсорбции попадает в диапазон, больший или равный первой величине адсорбции и меньший или равный второй величине адсорбции, по мере того, как количество адсорбированного восстановителя уменьшается в результате возникновения неисправности в устройстве подачи восстановителя, соответствующее обнаруженное значение уменьшается по мере того, как количество адсорбированного восстановителя уменьшается в диапазоне от оцениваемой величины адсорбции до первой величины адсорбции. Однако, когда количество адсорбированного восстановителя становится меньше первой величины адсорбции, соответствующее обнаруженное значение увеличивается по мере того, как количество адсорбированного восстановителя уменьшается. По этой причине, когда количество адсорбированного восстановителя уменьшилось в результате возникновения неисправности в устройстве подачи восстановителя, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика может становиться больше обнаруженного значения NOx-датчика, соответствующего оцениваемой величине адсорбции, или может становиться меньше обнаруженного значения NOx-датчика, соответствующего оцениваемой величине адсорбции. По этой причине, становится затруднительным выполнять диагностику того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика. Следовательно, в таком случае диагностика, использующая обнаруженное значение NOx-датчика, запрещается. Таким образом, представляется возможным предотвращать или уменьшать снижение точности диагностики во время выполнения диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя.

[0013] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для установки значения, меньшего, чем обнаруженное значение NOx-датчика, при этом обнаруженное значение NOx-датчика соответствует оцениваемой величине адсорбции, в качестве порогового значения, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и электронный блок управления может быть предназначен для диагностики устройства подачи восстановителя как неисправного, когда обнаруженное значение NOx-датчика меньше или равно пороговому значению.

[0014] В случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в вышеописанный диапазон, когда возникает неисправность в устройстве подачи восстановителя, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика постоянно меньше обнаруженного значения NOx-датчика, соответствующего оцениваемой величине адсорбции. Следовательно, когда значение, меньшее, чем обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее оцениваемой величине адсорбции, задается в качестве порогового значения, представляется возможным диагностировать устройство подачи восстановителя как неисправное, когда фактическое обнаруженное значение NOx-датчика становится меньше порогового значения. Пороговое значение может быть значением, меньшим, чем обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее оцениваемой величине адсорбции, и обнаруженным значением NOx-датчика на границе относительно того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя. Пороговое значение может быть заданным значением или может быть установлено в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Например, значение, меньшее на заданную величину или заданный процент, чем обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее оцениваемой величине адсорбции, может быть задано в качестве порогового значения.

[0015] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для запрета диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению.

[0016] Когда пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, фактическое количество адсорбированного восстановителя может быть больше первой величины адсорбции или может быть меньше первой величины адсорбции. По этой причине, представляется возможным предотвращать или уменьшать снижение точности диагностики, запрещая диагностику, использующую обнаруженное значение NOx-датчика.

[0017] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для диагностики устройства подачи восстановителя как неисправного, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и обнаруженное значение NOx-датчика меньше или равно первому обнаруженному значению.

[0018] Когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика постоянно больше первого обнаруженного значения, когда устройство подачи восстановителя является исправным. С другой стороны, когда устройство подачи восстановителя неисправно, фактическое обнаруженное значение NOx-датчика может быть меньше первого обнаруженного значения. Т.е. при использовании первого обнаруженного значения в качестве порогового значения также представляется возможным выполнять диагностику того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя.

[0019] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для выполнения первого управления для изменения соответствующего обнаруженного значения или оцениваемой величины адсорбции изменением по меньшей мере концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, или количества восстановителя, подаваемого из устройства подачи восстановителя, когда диагностика на основе обнаруженного значения NOx-датчика была запрещена. Электронный блок управления может быть предназначен для разрешения диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции становится меньше первой величины адсорбции или становится больше второй величины адсорбции в результате выполнения первого управления.

[0020] Количество восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе NOx, увеличивается в результате увеличения количества подаваемого восстановителя, так что оцениваемая величина адсорбции также увеличивается. Следовательно, оцениваемая величина адсорбции может быть больше второй величины адсорбции. С другой стороны, количество восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе NOx, уменьшается в результате уменьшения в количестве подаваемого восстановителя, так что оцениваемая величина адсорбции также уменьшается. Следовательно, оцениваемая величина адсорбции может быть меньше первой величины адсорбции. В этом случае оцениваемая величина адсорбции может выпадать за пределы диапазона, в котором диагностика, которая выполняется посредством блока диагностики с помощью обнаруженного значения NOx-датчика, запрещается. Концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора NOx, увеличивается в результате увеличения концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, так что обнаруженное значение NOx-датчика увеличивается. В этом случае соответствующее обнаруженное значение, которое должно быть оценено, увеличивается, и первая величина адсорбции и вторая величина адсорбции могут изменяться. Аналогично, соответствующее обнаруженное значение, которое должно быть оценено, уменьшается в результате уменьшения концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, так что первая величина адсорбции и вторая величина адсорбции могут изменяться. Таким образом, при увеличении или уменьшении концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, соотношение между оцениваемой величиной адсорбции и каждой из первой величины адсорбции и второй величины адсорбции изменяется. В этом случае, оцениваемая величина адсорбции может выходить за пределы диапазона, в котором диагностика с помощью обнаруженного значения NOx-датчика запрещается. В этом случае точная диагностика возможна, если диагностика разрешается. Следовательно, представляется возможным увеличивать потенциал диагностики при выполнении диагностики.

[0021] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для выполнения первого управления для изменения соответствующего обнаруженного значения или оцениваемой величины адсорбции изменением по меньшей мере одного из концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, или количества восстановителя, подаваемого из устройства подачи восстановителя, когда диагностика на основе обнаруженного значения NOx-датчика была запрещена, и электронный блок управления может быть предназначен для разрешения диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения в результате выполнения первого управления.

[0022] Пороговое значение может становиться больше первого обнаруженного значения в результате изменения в минимальном значении соответствующего обнаруженного значения или изменения в обнаруженном значении NOx-датчика, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения. В этом случае возможна точная диагностика, если диагностика разрешается. Следовательно, представляется возможным увеличивать потенциал диагностики при выполнении диагностики.

[0023] В устройстве диагностики неисправности электронный блок управления может быть предназначен для оценки соответствующего обнаруженного значения на основе количества восстановителя, вытекающего из каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx, количества NOx, втекающего в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, температуры каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx, количества восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического нейтрализатора NOx, и расхода выхлопного газа.

[0024] NOx-датчик обнаруживает NOx и восстановитель, вытекающий из каталитического нейтрализатора NOx. Концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора NOx, коррелирует с концентрацией NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, температурой каталитического нейтрализатора NOx, количеством восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе NOx, и расходом выхлопного газа. Концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, вычисляется на основе количества NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, и расхода выхлопного газа. Концентрация восстановителя в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора NOx, коррелирует с температурой каталитического нейтрализатора NOx и количеством восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе NOx. Следовательно, представляется возможным оценивать обнаруживаемое значение NOx-датчика, используя эти соотношения.

[0025] Второй аспект изобретения предоставляет способ диагностики неисправности для системы управления выбросом выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, при этом система управления выбросами выхлопных газов включает в себя устройство подачи восстановителя, каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx и NOx-датчик, при этом устройство подачи восстановителя предусмотрено в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания и предназначено для подачи в выпускной канал в качестве восстановителя прекурсора аммиака или аммиака, при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx предусмотрен в выпускном канале ниже по потоку от устройства подачи восстановителя в направлении течения выхлопного газа и предназначен для избирательного восстановления NOx с помощью восстановителя, который адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx, при этом NOx-датчик предусматривается в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx в направлении потока выхлопного газа и предназначен для обнаружения NOx и аммиака, при этом способ диагностики неисправности включает в себя: выполнение диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика; оценку оцениваемой величины адсорбции, когда устройство подачи восстановителя является исправным, при этом оцениваемая величина адсорбции является оцениваемым количеством восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; оценку соответствующего обнаруженного значения, при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления является обнаруженным значением NOx-датчика, соответствующее количеству восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; и запрет диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине адсорбции и меньше или равна второй величине адсорбции, при этом первая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения, при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим соответствующему обнаруженному значению, такому же, как и первое обнаруженное значение, являющееся соответствующим обнаруженным значением, когда количество адсорбированного восстановителя равно нулю, при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, большим, чем первая величина адсорбции.

[0026] Согласно изобретению, представляется возможным предотвращать или снижать уменьшение в точности диагностики во время выполнения диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика, предусмотренного ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx.

Краткое описание чертежей

[0027] Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные позиции обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 - это вид, который показывает схематичную конфигурацию двигателя внутреннего сгорания и впускной системы и выпускной системы двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления;

Фиг. 2 - это блок-схема для получения оцениваемой величины адсорбции в каталитическом нейтрализаторе NOx согласно варианту осуществления;

Фиг. 3 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и концентрацией NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, согласно варианту осуществления;

Фиг. 4 - это блок-схема для оценки обнаруженного значения датчика согласно варианту осуществления;

Фиг. 5 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан исправен, попадает в первый диапазон согласно варианту осуществления;

Фиг. 6 - это график, который показывает соотношение между обнаруженными значениями датчика во время, когда добавляющий клапан исправен и неисправен, и пороговым значением для диагностики неисправности добавляющего клапана в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает в первый диапазон, когда добавляющий клапан исправен согласно варианту осуществления;

Фиг. 7 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан исправен, попадает во второй диапазон согласно варианту осуществления;

Фиг. 8 - это график, который показывает соотношение между обнаруженными значениями датчика во время, когда добавляющий клапан исправен и неисправен, и пороговым значением для диагностики неисправности добавляющего клапана в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает во второй диапазон, когда добавляющий клапан исправен согласно варианту осуществления;

Фиг. 9 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан исправен, попадает в третий диапазон согласно варианту осуществления;

Фиг. 10 - это график, который показывает соотношение между обнаруженными значениями датчика во время, когда добавляющий клапан исправен и неисправен, и пороговым значением для диагностики неисправности добавляющего клапана в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает в третий диапазон, когда добавляющий клапан исправен, согласно варианту осуществления;

Фиг. 11 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс выполнения диагностики неисправности добавляющего клапана согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 12 - это график в случае, когда концентрация входного NOx увеличивается относительно соотношения, показанного на фиг. 3;

Фиг. 13 - это график в случае, когда температура каталитического нейтрализатора NOx повышается по сравнению с соотношением, показанным на фиг. 3;

Фиг. 14 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx (т.е. обнаруженным значением датчика) в случае, когда количество подаваемого восстановителя увеличивается или уменьшается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона;

Фиг. 15 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, увеличивается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона;

Фиг. 16 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, уменьшается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона;

Фиг. 17 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, в случае, когда второе пороговое значение задается так, чтобы быть меньше первого обнаруженного значения, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон;

Фиг. 18 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор NOx, уменьшается, так что пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон;

Фиг. 19 - это блок-схема последовательности операций, показывающая процесс активного управления согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 20 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс активного управления, касающегося этапа S202;

Фиг. 21 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс активного управления, касающегося этапа S203;

Фиг. 22 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда активное управление, касающееся этапа S202, выполняется посредством увеличения концентрации NOx в газе, который испускается из двигателя внутреннего сгорания;

Фиг. 23 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда активное управление, касающееся этапа S202, выполняется посредством уменьшения концентрации NOx в газе, который испускается из двигателя внутреннего сгорания; и

Фиг. 24 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда активное управление, касающееся этапа S202, выполняется посредством увеличения количества подаваемого восстановителя.

Подробное описание вариантов осуществления

[0028] Далее описываются варианты осуществления этого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако рамки изобретения не подразумевают ограничения размерами, материалами, формами, относительным размещением и т.п. компонентов, описанных в вариантах осуществления, пока не указано иное. Следующие варианты осуществления могут быть объединены друг с другом повсюду, где возможно.

[0029] Сначала будет описан первый вариант осуществления. Фиг. 1 - это вид, который показывает схематичную конфигурацию двигателя внутреннего сгорания и впускной системы и выпускной системы двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Двигатель 1 внутреннего сгорания является дизельным двигателем для приведения в движение транспортного средства. Однако двигатель 1 внутреннего сгорания может быть бензиновым двигателем. Выпускной канал 2 соединяется с двигателем 1 внутреннего сгорания. Каталитический нейтрализатор 3 избирательного каталитического восстановления NOx (далее здесь называемый каталитическим нейтрализатором 3 NOx) предусматривается в выпускном канале 2. Каталитический нейтрализатор 3 NOx избирательно восстанавливает NOx в выхлопном газе с помощью аммиака в качестве восстановителя.

[0030] Добавляющий клапан 4 предусматривается в выпускном канале 2 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx в направлении потока выхлопного газа (выпускном канале 2, который соединяет двигатель 1 внутреннего сгорания с каталитическим нейтрализатором 3 NOx). Добавляющий клапан 4 впрыскивает восстановитель. Аммиак (NH₃) используется в качестве восстановителя. Добавляющий клапан 4 может впрыскивать водный раствор мочевины вместо аммиака. Водный раствор мочевины является прекурсором аммиака. Водный раствор мочевины, впрыскиваемый из добавляющего клапана 4, гидролизируется в аммиак посредством тепла выхлопного газа или тепла от каталитического нейтрализатора 3 NOx и адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Этот аммиак используется в качестве восстановителя в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Т.е. аммиак или вещество, которое преобразуется в аммиак, должен подаваться из добавляющего клапана 4. Они могут подаваться в любом из газообразного состояния, жидкого состояния и твердого состояния. Добавляющий клапан 4 является примером устройства подачи восстановителя.

[0031] Расположенный выше по потоку NOx-датчик 11 предусматривается выше по потоку от добавляющего клапана 4 в направлении потока выхлопных газов. Расположенный выше по потоку NOx-датчик 11 обнаруживает NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx. Расположенный ниже по потоку NOx-датчик 12 и температурный датчик 13 предусматриваются ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx в направлении течения выхлопного газа. Расположенный ниже по потоку NOx-датчик 12 обнаруживает NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx. Температурный датчик 13 обнаруживает температуру выхлопного газа. Расположенный ниже по потоку NOx-датчик 12 является примером NOx-датчика.

[0032] Впускной канал 6 соединен с двигателем 1 внутреннего сгорания. Во впускном канале 6 предусмотрена дроссельная заслонка 7. Дроссельная заслонка 7 регулирует объем всасываемого воздуха двигателя 1 внутреннего сгорания. Расходомер 16 воздуха присоединен к впускному каналу 6 выше по потоку от дроссельной заслонки 7. Расходомер 16 воздуха обнаруживает объем всасываемого воздуха двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0033] Двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя EGR-устройство 30. EGR-устройство 30 осуществляет рециркуляцию части выхлопного газа, протекающего через выпускной канал 2 (далее здесь называемого EGR-газом), во впускной канал 6. EGR-устройство 30 включает в себя EGR-канал 31 и EGR-клапан 32. EGR-канал 31 соединяет выпускной канал 2 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx с впускным каналом 6 ниже по потоку от дроссельной заслонки 7. EGR-газ рециркулирует через EGR-канал 31. EGR-клапан 32 регулирует объем EGR-газа, протекающего через EGR-канал 31, регулируя площадь поперечного сечения канала для EGR-канала 31.

[0034] В соединении с двигателем 1 внутреннего сгорания предусмотрен ECU 10. ECU 10 является электронным блоком управления. ECU 10 управляет рабочим режимом двигателя 1 внутреннего сгорания, системой управления выбросами выхлопного газа и т.п. Расположенный выше по потоку NOx-датчик 11, расположенный ниже по потоку NOx-датчик 12, температурный датчик 13, расходомер 16 воздуха, датчик 14 положения коленчатого вала и датчик 15 величины срабатывания акселератора электрически соединены с ECU 10. ECU 10 принимает выходные значения датчиков.

[0035] ECU 10 предназначен для получения рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания, такого как скорость вращения двигателя на основе обнаружения датчика 14 положения коленчатого вала и нагрузка двигателя на основе обнаружения датчика 15 величины срабатывания акселератора. В настоящем варианте осуществления NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, является обнаруживаемым расположенным выше по потоку NOx-датчиком 11. Однако, NOx, содержащийся в выхлопном газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания (выхлопном газе, еще неочищенном каталитическим нейтрализатором 3 NOx, т.е. выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx), находится в соответствии с рабочим состоянием двигателя 1 внутреннего сгорания. Следовательно, NOx, содержащийся в выхлопном газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, может быть оценен на основе рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания. ECU 10 приспособлен оценивать температуру каталитического нейтрализатора 3 NOx на основе температуры выхлопного газа, которая обнаруживается температурным датчиком 13. ECU 10 также приспособлен оценивать температуру каталитического нейтрализатора 3 NOx на основе рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания. С другой стороны, добавляющий клапан 4, дроссельная заслонка 7 и EGR-клапан 32 соединены с ECU 10 через электрическую проводку. Таким образом, эти устройства управляются посредством ECU 10.

[0036] ECU 10 оценивает количество аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Количество аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, которое оценивается посредством ECU 10, далее здесь называется оцениваемой величиной адсорбции. Оцениваемая величина адсорбции является количеством адсорбированного аммиака в настоящий момент времени, которое вычисляется при предположении, что добавляющий клапан 4 исправен. Фиг. 2 - это блок-схема для получения оцениваемой величины адсорбции на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. В настоящем варианте осуществления ECU 10 получает оцениваемую величину адсорбции, интегрируя величину изменения в количестве аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, в единицу времени. Величина изменения в количестве аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени, получается вычитанием величины уменьшения в количестве адсорбированного аммиака в единицу времени из величины увеличения в количестве адсорбированного аммиака в единицу времени. Величина увеличения в количестве аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени, может рассматриваться как количество восстановителя, которое добавляется из добавляющего клапана 4 в единицу времени (количество подаваемого NH₃ на фиг. 2). Величина уменьшения в количестве аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени, может рассматриваться как количество восстановителя, которое расходуется в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени (количество расходуемого NH₃ на фиг. 2), и количество восстановителя, которое десорбируется из каталитического нейтрализатора 3 NOx в единицу времени (количество десорбированного NH₃ на фиг. 2). ECU 10 вычисляет количество адсорбированного аммиака (величину адсорбции на фиг. 2) в текущий момент времени, интегрируя величину изменения в количестве аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени.

[0037] Количество восстановителя, которое добавляется из добавляющего клапана 4 в единицу времени (количество подаваемого NH₃ на фиг. 2), получается заранее на основе количества подаваемого восстановителя, которое вычисляется посредством ECU 10 на основе рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания. Количество восстановителя, которое расходуется в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени (количество расходуемого NH₃ на фиг. 2), связано со степенью очистки NOx (степенью очистки NOx на фиг. 2) в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, расходом выхлопного газа из двигателя 1 внутреннего сгорания в единицу времени (расходом выхлопного газа на фиг. 2) и концентрацией NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (концентрацией входного NOx на фиг. 2). Следовательно, количество восстановителя, которое потребляется в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени, вычисляется на основе этих значений. Расход выхлопного газа может вычисляться на основе объема всасываемого воздуха и количества впрыскиваемого топлива или может быть обнаружен датчиком.

[0038] Степень очистки NOx является количеством NOx, которое очищается в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx относительно количества NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которое может быть концентрацией NOx). Степень очистки NOx связана с температурой каталитического нейтрализатора 3 NOx (температурой на фиг. 2), расходом выхлопного газа и количеством аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx (последним значением величины адсорбции на фиг. 2). Следовательно, степень очистки NOx может быть вычислена на основе этих значений. Значение, вычисленное в прошлый раз, используется в качестве количества аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Степень очистки NOx в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx коррелирует с температурой каталитического нейтрализатора 3 NOx, расходом выхлопного газа и количеством аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Следовательно, степень очистки NOx вычисляется при получении соотношения между ними заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Соотношение между ними может быть установлено заранее.

[0039] Количество восстановителя, которое десорбируется из каталитического нейтрализатора 3 NOx в единицу времени (количество десорбируемого NH₃ на фиг. 2) связано с температурой каталитического нейтрализатора 3 NOx (температурой на фиг. 2) и количеством аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx (последним значением величины адсорбции на фиг. 2). Следовательно, количество восстановителя, которое десорбируется из каталитического нейтрализатора 3 NOx в единицу времени, вычисляется на основе этих значений. Когда соотношение между температурой каталитического нейтрализатора 3 NOx, количеством адсорбированного аммиака и количеством десорбированного NH₃ получено заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п., количество десорбированного NH₃ получается на основе температуры каталитического нейтрализатора 3 NOx и количества адсорбированного аммиака. Соотношение между ними может быть установлено заранее.

[0040] Как описано выше, величина изменения в количестве аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx в единицу времени, вычисляется. Количество адсорбированного аммиака в текущий момент времени вычисляется при интегрировании этого значения. Количество адсорбированного аммиака в текущий момент времени может быть вычислено при вычислении величины изменения в количестве адсорбированного аммиака в интервалах вычисления ECU 10 и интегрирования величины изменения.

[0041] ECU 10 оценивает обнаруженное значение расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12 на основе концентрации NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, и концентрации аммиака в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx. NOx-датчик обнаруживает NOx и аммиак, так что значение, полученное посредством сложения концентрации NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, и концентрации аммиака в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора NOx, является обнаруживаемым значением расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12. Концентрация аммиака в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx (далее здесь также называемая концентрацией выходного NH₃), вычисляется на основе количества десорбированного NH₃ и расхода выхлопного газа на фиг. 2. Концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx (далее здесь также называемая концентрацией выходного NOx), вычисляется на основе концентрации входного NOx и степени очистки NOx на фиг. 2 с помощью следующего математического выражения.

Концентрация выходного NOx=концентрация входного NOx⋅(1 - степень очистки NOx)

При сложении концентрации выходного NOx и концентрации выходного NH₃ оценивается обнаруженное значение расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12. Оцениваемое значение обнаруженного значения расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12, которое соответствует оцениваемой величине адсорбции, далее здесь также называется оцениваемым обнаруженным значением датчика.

[0042] ECU 10 выполняет диагностику неисправности добавляющего клапана 4 на основе обнаруженного значения расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12 (далее в документе называемого обнаруженным значением датчика). Неисправность добавляющего клапана 4 - это такая неисправность, когда количество восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4 в единицу времени, уменьшается. Уменьшение в количестве восстановителя, подаваемого в единицу времени, включает в себя случай, когда количество подаваемого восстановителя уменьшается по сравнению с количеством в течение времен исправной работы, и случай, когда количество подаваемого восстановителя становится нулевым. Например, поскольку восстановитель или PM устойчиво прилипает к добавляющему клапану 4, количество восстановителя, подаваемого в единицу времени, уменьшается. Когда возникает неисправность в добавляющем клапане 4, в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx становится недостаточно восстановителя, так что количество NOx, которое не уменьшается в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx и которое вытекает из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается. Следовательно, когда количество NOx или концентрация NOx ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx превышает нормальный диапазон, определяется, что присутствует неисправность в добавляющем клапане 4. Тот факт, что неисправность не присутствует в других устройствах, отличных от добавляющего клапана 4, должен быть подтвержден с помощью известного технического приема.

[0043] Однако, когда NOx, вытекающий из каталитического нейтрализатора 3 NOx, обнаруживается посредством расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12, расположенный ниже по потоку NOx-датчик 12 также обнаруживает аммиак. Следовательно, когда аммиак вытекает из каталитического нейтрализатора 3 NOx, обнаруженное значение датчика увеличивается.

[0044] Фиг. 3 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и концентрациями NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx. На фиг. 3 NH₃ обозначает концентрацию аммиака, NOx обозначает концентрацию NOx, а NH₃+NOx обозначает сумму концентрации NOx и концентрации аммиака. NH₃+NOx является значением, полученным посредством сложения концентрации NOx и концентрации аммиака вместе, и также рассматривается в качестве обнаруженного значения датчика, так что NH₃+NOx далее здесь описывается как обнаруженное значение датчика. Непрерывная линия на фиг. 3 также рассматривается как указывающая обнаруженное значение датчика, соответствующее каждому количеству адсорбированного аммиака. Обнаруженное значение датчика, которое соответствует каждому количеству адсорбированного аммиака и которое получается из непрерывной линии, показанной на фиг. 3, является примером соответствующего обнаруженного значения.

[0045] Концентрация выходного NOx и концентрация выходного NH₃ определяются на основе количества аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, как описано со ссылкой на фиг. 2. Т.е. по мере того, как количество адсорбированного аммиака увеличивается, концентрация выходного NH₃ увеличивается, и концентрация выходного NOx уменьшается. По мере того, как количество адсорбированного аммиака уменьшается, концентрация выходного NH₃ уменьшается, и концентрация выходного NOx увеличивается. По мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, концентрация выходного NH₃ увеличивается. Когда температура каталитического нейтрализатора 3 NOx попадает в предварительно определенный диапазон температур (например, диапазон выше или равный 250°C и ниже или равный 350°C), степень очистки NOx увеличивается. Когда температура каталитического нейтрализатора 3 NOx выходит за пределы предварительно определенного диапазона температуры, степень очистки NOx уменьшается. По мере того, как количество адсорбированного аммиака увеличивается, степень очистки NOx увеличивается. По мере того, как расход выхлопного газа увеличивается, степень очистки NOx уменьшается. Это соотношение может быть получено, как показано на фиг. 4, заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Фиг. 4 - это блок-схема для оценки обнаруженного значения датчика. Соотношение, показанное на фиг. 3, может быть сохранено в ECU 10 в виде таблицы соответствия, математического выражения, модели или т.п. Таблица соответствия может быть создана при необходимости, или, как будет описано позже, оцениваемое обнаруженное значение датчика и фактическое обнаруженное значение датчика можно сравнивать друг с другом без подготовки таблицы соответствия. По мере того, как количество адсорбируемого аммиака увеличивается, степень очистки NOx увеличивается, так что концентрация NOx уменьшается. С другой стороны, по мере того, как количество адсорбированного аммиака увеличивается, аммиак легко десорбируется из каталитического нейтрализатора 3 NOx, так что концентрация аммиака увеличивается. Обнаруженное значение датчика имеет локальное минимальное значение. Количество адсорбированного аммиака, при котором обнаруженное значение датчика становится локальным минимальным значением, определяется как первая величина адсорбции. По мере того, как количество аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, уменьшается относительно первой величины адсорбции, обнаруженное значение датчика увеличивается. По мере того, как количество аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, увеличивается относительно первой величины адсорбции, обнаруженное значение датчика увеличивается.

[0046] На фиг. 3, когда величина адсорбируемого аммиака равна нулю, невозможно уменьшать NOx в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, и аммиак не вытекает из каталитического нейтрализатора 3 NOx, так что обнаруженное значение датчика указывает концентрацию NOx. Обнаруженное значение датчика во время, когда количество адсорбируемого аммиака равно нулю, также далее здесь называется первым обнаруженным значением. Первое обнаруженное значение равно концентрации NOx, втекающего в каталитический нейтрализатор 3 NOx. Т.е. первое обнаруженное значение равно обнаруженному значению расположенного выше по потоку NOx-датчика 11.

[0047] На фиг. 3 количество адсорбируемого аммиака во время, когда обнаруженное значение датчика является таким же значением, как и первое обнаруженное значение в случае, когда количество адсорбируемого аммиака больше первой величины адсорбции, далее здесь называется второй величиной адсорбции. В настоящем варианте осуществления три раздельных диапазона, т.е. первый диапазон, второй диапазон и третий диапазон, определяются в зависимости от количества аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. На фиг. 3 диапазон, в котором количество адсорбируемого аммиака больше или равно нулю и меньше первой величины адсорбции, является первым диапазоном, диапазон, в котором количество адсорбируемого аммиака больше или равно первой величине адсорбции и меньше или равно второй величине адсорбции, является вторым диапазоном, а диапазон, в котором количество адсорбируемого аммиака больше второй величины адсорбции, является третьим диапазоном. Когда количество адсорбируемого аммиака попадает во второй диапазон, ECU 10 запрещает диагностику неисправности добавляющего клапана 4. Далее здесь будет описан каждый из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона.

[0048] Фиг. 5 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен, попадает в первый диапазон. Q11 - это количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен. Q12 - это количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 неисправен. Q11 также рассматривается как оцениваемая величина адсорбции. Следовательно, обнаруженное значение S11 датчика, соответствующее Q11, также рассматривается как оцениваемое обнаруженное значение датчика. Q12 также рассматривается как фактическое количество адсорбированного аммиака.

[0049] Количество адсорбированного аммиака меньше, когда добавляющий клапан 4 неисправен, чем когда добавляющий клапан 4 исправен. В этом случае, как указано штрих-пунктирной стрелкой на фиг. 5, фактическое обнаруженное значение S12 датчика, соответствующее количеству адсорбированного аммиака Q12, в случае неисправного состояния больше оцениваемого обнаруженного значения S11 датчика. Фактическое обнаруженное значение датчика далее здесь также называется фактическим обнаруженным значением датчика. В первом диапазоне, когда возникает неисправность в добавляющем клапане 4, NOx, вытекающий из каталитического нейтрализатора 3 NOx вследствие нехватки аммиака, более заметен, чем аммиак, вытекающий из каталитического нейтрализатора 3 NOx. По этой причине, в первом диапазоне, когда возникает неисправность в добавляющем клапане 4, фактическое обнаруженное значение S12 датчика становится больше оцениваемого обнаруженного значения S11 датчика благодаря главным образом увеличению в NOx. Следовательно, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон, пороговое значение для выполнения диагностики неисправности устанавливается на значение, большее, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, и когда фактическое обнаруженное значение датчика больше или равно пороговому значению, определяется, что добавляющий клапан 4 неисправен.

[0050] Фиг. 6 - это график, который показывает соотношение между обнаруженными значениями датчика во время, когда добавляющий клапан 4 исправен и неисправен, и пороговым значением для выполнения диагностики неисправности добавляющего клапана 4 в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает в первый диапазон, когда добавляющий клапан 4 исправен. Когда кроме добавляющего клапана 4 условия являются одинаковыми, фактическое обнаруженное значение датчика больше, когда добавляющий клапан 4 неисправен, чем когда добавляющий клапан 4 исправен. Следовательно, когда значение, большее, чем значение в течение времен исправной работы, устанавливается в качестве первого порогового значения, определяется, что добавляющий клапан 4 неисправен, когда фактическое обнаруженное значение датчика больше или равно первому пороговому значению. Первое пороговое значение может быть заданным значением или может быть задано в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Например, оцениваемое обнаруженное значение датчика может быть получено на основе оцениваемой величины адсорбции, значение, большее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, может быть задано в качестве первого порогового значения.

[0051] Далее, фиг. 7 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен, попадает во второй диапазон. Q21 - это количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен. Q22 и Q23, каждое, являются количеством адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 неисправен. Q21 также рассматривается как оцениваемая величина адсорбции. Следовательно, обнаруженное значение S21 датчика, соответствующее Q21, также рассматривается как оцениваемое обнаруженное значение датчика. Q22 указывает количество адсорбированного аммиака в случае, когда величина уменьшения в количестве восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4, вследствие неисправности добавляющего клапана 4, является относительно небольшой (в случае, когда степень неисправности является относительно низкой). Q23 указывает количество адсорбированного аммиака в случае, когда величина уменьшения в количестве восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4, вследствие неисправности добавляющего клапана 4, является относительно большой (в случае, когда степень неисправности является относительно высокой).

[0052] Как показано на фиг. 7, фактическое обнаруженное значение S22 датчика, соответствующее количеству адсорбированного аммиака Q22 в случае, когда величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя является относительно небольшой, меньше оцениваемого обнаруженного значения S21 датчика; однако, фактическое обнаруженное значение S23 датчика, соответствующее количеству адсорбированного аммиака Q23 в случае, когда величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя является относительно большой, больше, чем оцениваемое обнаруженное значение S21 датчика. Когда предполагается, что количество восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4, постепенно уменьшается в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, изначально, количество аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, уменьшается в результате уменьшения в количестве аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Т.е., когда величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя является относительно небольшой, фактическое обнаруженное значение датчика уменьшается вследствие главным образом влияния уменьшения в количестве аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx. С другой стороны, когда количество аммиака, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, уменьшается с уменьшением в количестве восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4, влияние NOx, который не восстанавливается в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx и который вытекает из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается. Т.е., когда величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя относительно большая, фактическое обнаруженное значение датчика увеличивается вследствие главным образом влияния NOx, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx. Таким образом, в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, по мере того, как количество адсорбируемого аммиака уменьшается от оцениваемой величины адсорбции, фактическое обнаруженное значение датчика однократно уменьшается, но увеличивается после этого. По этой причине во втором диапазоне фактическое обнаруженное значение датчика в случае, когда возникает неисправность в добавляющем клапане 4, может становиться больше оцениваемого обнаруженного значения датчика или становиться меньше оцениваемого обнаруженного значения датчика в ответ на степень неисправности.

[0053] Фиг. 8 - это график, который показывает обнаруженные значения датчика во время, когда добавляющий клапан 4 исправен и неисправен в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает во второй диапазон, когда добавляющий клапан 4 исправен. Когда кроме добавляющего клапана 4 условия являются одинаковыми, обнаруженное значение датчика может быть больше или может быть меньше, когда добавляющий клапан 4 неисправен, чем когда добавляющий клапан 4 исправен. Возможно, что задается пороговое значение A меньше оцениваемого обнаруженного значения S21 датчика, и добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный, когда фактическое обнаруженное значение датчика меньше или равно пороговому значению A. В этом случае, когда фактическое обнаруженное значение датчика равно S22 на фиг. 8, добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный; однако, когда фактическое обнаруженное значение датчика равно S23 на фиг. 8, добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный, хотя добавляющий клапан 4 фактически неисправен. С другой стороны, возможно, что задается пороговое значение B больше оцениваемого обнаруженного значения S21 датчика, и добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный, когда фактическое обнаруженное значение датчика меньше или равно пороговому значению B. В этом случае, когда фактическое обнаруженное значение датчика равно S23 на фиг. 8, добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный; однако, когда фактическое обнаруженное значение датчика равно S22 на фиг. 8, добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный, хотя добавляющий клапан 4 фактически неисправен. Т.е., даже когда значение, большее, чем значение в течение времен исправной работы, или значение, меньшее, чем значение в течение времен исправной работы, задается в качестве порогового значения, затруднительно выполнять диагностику неисправности добавляющего клапана 4. Таким образом, даже когда пороговое значение задается на основе оцениваемого обнаруженного значения датчика, затруднительно выполнять диагностику того, имеется ли неисправность в добавляющем клапане 4. По этой причине, в настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, диагностика неисправности добавляющего клапана 4 запрещается.

[0054] Фиг. 9 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика в случае, когда количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен, попадает в третий диапазон. Q31 - это количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 исправен. Q32 - это количество адсорбированного аммиака во время, когда добавляющий клапан 4 неисправен. Q31 также рассматривается как оцениваемая величина адсорбции. Следовательно, обнаруженное значение S31 датчика, соответствующее Q31, также рассматривается как оцениваемое обнаруженное значение датчика.

[0055] Как показано на фиг. 9, фактическое обнаруженное значение S32 датчика, соответствующее количеству адсорбированного аммиака Q32 в случае неисправного состояния, меньше оцениваемого обнаруженного значения S31 датчика. В случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, даже когда фактическое количество адсорбированного аммиака уменьшается вследствие неисправности добавляющего клапана 4, фактическое обнаруженное значение датчика слегка уменьшается до первой величины адсорбции, так что фактическое обнаруженное значение датчика меньше оцениваемого обнаруженного значения датчика. В случае, когда фактическое количество адсорбированного аммиака меньше первой величины адсорбции, фактическое обнаруженное значение датчика увеличивается по мере того, как фактическое количество адсорбированного аммиака уменьшается; однако, даже когда количество адсорбированного аммиака равно нулю, т.е., когда фактическое обнаруженное значение датчика является наибольшим, фактическое обнаруженное значение датчика меньше оцениваемого обнаруженного значения S31 датчика. По этой причине, фактическое обнаруженное значение датчика в случае, когда возникает неисправность в добавляющем клапане 4, постоянно меньше оцениваемого обнаруженного значения датчика. Следовательно, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, пороговое значение для выполнения диагностики неисправности устанавливается на значение, меньшее, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, и когда фактическое обнаруженное значение датчика меньше или равно пороговому значению, определяется, что добавляющий клапан 4 неисправен.

[0056] Фиг. 10 - это график, который показывает соотношение между обнаруженными значениями датчика во время, когда добавляющий клапан 4 исправен и неисправен, и пороговым значением для выполнения диагностики неисправности добавляющего клапана 4 в случае, когда количество адсорбированного аммиака попадает в третий диапазон, когда добавляющий клапан 4 исправен. Когда кроме добавляющего клапана 4 условия являются одинаковыми, обнаруженное значение датчика меньше, когда добавляющий клапан 4 неисправен, чем значение, когда добавляющий клапан 4 исправен. Следовательно, когда значение, меньшее, чем значение в течение времен исправной работы, задается в качестве второго порогового значения для выполнения диагностики неисправности, определяется, что добавляющий клапан 4 неисправен, в случае, когда фактическое обнаруженное значение датчика меньше или равно второму пороговому значению. Если второе пороговое значение устанавливается на значение, меньшее, чем первое обнаруженное значение, фактическое обнаруженное значение датчика может быть больше второго порогового значения, когда фактическое количество адсорбированного аммиака равно нулю или близко к нулю. Следовательно, имеется проблема, что добавляющий клапан 4 ошибочно диагностируется как исправный, хотя добавляющий клапан 4 фактически неисправен. По этой причине, второе пороговое значение в третьем диапазоне может быть больше первого обнаруженного значения. Первое обнаруженное значение может быть задано в качестве второго порогового значения. Второе пороговое значение может быть заданным значением или может быть задано в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Например, оцениваемое обнаруженное значение датчика может быть получено на основе оцениваемой величины адсорбции, и значение, меньшее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, может быть задано в качестве второго порогового значения. Когда заданное таким образом второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, диагностика неисправности добавляющего клапана 4 может быть запрещена.

[0057] Как описано выше, в настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон, значение, большее, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, задается в качестве первого порогового значения. Когда обнаруженное значение датчика больше или равно первому пороговому значению, добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный. Когда обнаруженное значение датчика меньше первого порогового значения, добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный. Когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, диагностика неисправности добавляющего клапана 4 запрещается. Когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, значение, меньшее, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, задается в качестве второго порогового значения. Когда обнаруженное значение датчика меньше или равно второму пороговому значению, добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный. Когда обнаруженное значение датчика больше второго порогового значения, добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный.

[0058] Фиг. 11 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс выполнения диагностики неисправности добавляющего клапана 4 согласно настоящему варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций выполняется посредством ECU 10 на заданных интервалах.

[0059] На этапе S101 получается оцениваемая величина адсорбции. Оцениваемая величина адсорбции вычисляется посредством ECU 10, когда необходимо, как описано со ссылкой на фиг. 2.

[0060] На этапе S102 определяется, меньше ли оцениваемая величина адсорбции, чем первая величина адсорбции. Первая величина адсорбции получается в соответствии с соотношением, показанным на фиг. 3. Т.е. количество адсорбированного аммиака во время, когда обнаруженное значение датчика является локальным минимальным значением на фиг. 3, равно первой величине адсорбции. Соотношение, показанное на фиг. 3, получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохраняется в ECU 10. На этапе S102 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в первый диапазон. Когда утвердительное определение выполняется на этапе S102, процесс переходит к этапу S103; тогда как, когда на этапе S102 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S106.

[0061] На этапе S103 определяется, больше или равно фактическое обнаруженное значение датчика первому пороговому значению. Первое пороговое значение является пороговым значением обнаруженного значения датчика, которое задается в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон, и является обнаруженным значением датчика во время, когда добавляющий клапан 4 находится на границе между исправным состоянием и неисправным состоянием. Первое пороговое значение является значением, большим, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, как показано на фиг. 6. Первое пороговое значение может быть заданным значением или может быть задано в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Например, может быть получено оцениваемое обнаруженное значение датчика, соответствующее оцениваемой величине адсорбции, и в качестве первого порогового значения может быть задано значение, большее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика.

[0062] Когда на этапе S103 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S104, и добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный. С другой стороны, когда на этапе S103 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S105, и добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный.

[0063] С другой стороны, на этапе S106 определяется, больше ли оцениваемая величина адсорбции, чем вторая величина адсорбции. Вторая величина адсорбции получается в соответствии с соотношением, показанным на фиг. 3. Т.е. количество адсорбированного аммиака, большее, чем первая величина адсорбции, во время, когда обнаруженное значение датчика является таким же значением, что и первое обнаруженное значение датчика, является второй величиной адсорбции. На этапе S106 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в третий диапазон.

[0064] На этапе S106 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в третий диапазон, при сравнении количества адсорбированного аммиака. Вместо этого может быть определено, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в третий диапазон, на основе обнаруженного значения датчика. Т.е., как показано на фиг. 3, существует корреляция между количеством адсорбированного аммиака и обнаруженным значением датчика, так что представляется возможным вычислять оцениваемое обнаруженное значение датчика в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Когда вычисленное таким образом оцениваемое обнаруженное значение датчика больше первого обнаруженного значения, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда на этапе S106 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S107; тогда как, когда на этапе S106 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S110.

[0065] На этапе S107 определяется, меньше или равно фактическое обнаруженное значение датчика второму пороговому значению. Второе пороговое значение является пороговым значением обнаруженного значения датчика в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, и является обнаруженным значением датчика во время, когда добавляющий клапан 4 находится на границе между исправным состоянием и неисправным состоянием. Второе пороговое значение является значением, меньшим, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, как показано на фиг. 10. Второе пороговое значение может быть задано в качестве предварительно определенного значения или может быть задано в ответ на оцениваемую величину адсорбции. Например, может быть получено оцениваемое обнаруженное значение датчика, соответствующее оцениваемой величине адсорбции, и в качестве первого порогового значения может быть задано значение, меньшее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика. Первое обнаруженное значение может быть задано в качестве второго порогового значения.

[0066] Когда на этапе S107 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S108; и добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный. С другой стороны, когда на этапе S107 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S109, и добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный.

[0067] Когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине адсорбции и меньше или равна второй величине адсорбции, оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, так что ECU 10 запрещает диагностику неисправности добавляющего клапана 4 на этапе S110.

[0068] Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, диагностика неисправности добавляющего клапана 4 запрещается, так что представляется возможным предотвращать или уменьшать снижение точности диагностики неисправности. Когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, диагностика неисправности добавляющего клапана 4 может выполняться с помощью другого известного технического приема.

[0069] Далее будет описан второй вариант осуществления. В настоящем варианте осуществления будут описаны первый-четвертый технические приемы для простого определения без использования соотношения, показанного на фиг. 3, в какой один из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона попадает количество адсорбированного аммиака,. Следующие технические приемы могут быть объединены друг с другом. Обнаруженное значение датчика является суммой концентрации NOx и концентрации аммиака, так что обнаруженное значение датчика может изменяться вследствие факторов, которые влияют на концентрацию NOx и концентрацию аммиака. Количество адсорбированного аммиака, которое находится на границе между первым диапазоном и вторым диапазоном и которое получается с помощью следующих способов, называется первой величиной адсорбции, а количество адсорбированного аммиака, которое находится на границе между вторым диапазоном и третьим диапазоном, называется второй величиной адсорбции. Т.е. обнаруженное значение датчика становится минимальным значением на границе между первым диапазоном и вторым диапазоном, и обнаруженное значение датчика на границе между вторым диапазоном и третьим диапазоном равно первому обнаруженному значению.

[0070] Первый технический прием будет описан ниже. Фиг. 12 - это график в случае, когда концентрация входного NOx увеличивается по сравнению с соотношением, показанным на фиг. 3. Непрерывные линии указывают случай, показанный на фиг. 3. Линия с попеременными длинными и короткими штрихами указывает концентрацию NOx после того, как концентрация входного NOx увеличивается. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает сумму концентрации NOx и концентрации аммиака, т.е. обнаруженное значение датчика после того, как концентрация входного NOx увеличивается. По мере того, как концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (концентрация входного NOx), увеличивается, концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx (концентрация выходного NOx), также увеличивается. Когда концентрация выходного NH₃ не изменяется, обнаруженное значение датчика увеличивается на величину увеличения концентрации выходного NOx. В этом случае, по мере того, как концентрация выходного NOx увеличивается, локальное минимальное значение обнаруженного значения датчика увеличивается, и первая величина адсорбции увеличивается. По этой причине, по мере того, как концентрация входного NOx увеличивается, первый диапазон расширяется, так что оцениваемая величина адсорбции легко попадает в первый диапазон. Аналогично, по мере того, как концентрация входного NOx увеличивается, третий диапазон расширяется, так что оцениваемая величина адсорбции легко попадает в третий диапазон. Первый технический прием - это технический прием для простой настройки диапазона, в который попадает оцениваемая величина адсорбции, посредством получения диапазона, в который высоковероятно должна попадать оцениваемая величина адсорбции, на основе концентрации входного NOx. Когда концентрация входного NOx является высокой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Когда концентрация входного NOx является низкой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда концентрация входного NOx является средней, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон. Соотношение между концентрацией входного NOx и каждым из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Концентрация входного NOx обнаруживается посредством расположенного выше по потоку NOx-датчика 11.

[0071] Далее будет описан второй технический прием. По мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, количество аммиака, адсорбируемого каталитическим нейтрализатором 3 NOx, уменьшается, так что количество аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается. Следовательно, по мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, аммиак, который обнаруживается расположенным ниже по потоку NOx-датчиком 12, увеличивается. С другой стороны, по мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, степень очистки NOx в каталитическом нейтрализаторе 3 NOx увеличивается. Следовательно, когда оцениваемая величина адсорбции является одинаковой, концентрация выходного NOx уменьшается. Следовательно, по мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, количество NOx, которое обнаруживается посредством расположенного ниже по потоку NOx-датчика 12, уменьшается. Фиг. 13 - это график в случае, когда температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается по сравнению с соотношением, показанным на фиг. 3. Непрерывные линии указывают случай, показанный на фиг. 3. Линия с попеременными длинными и короткими штрихами указывает концентрацию NOx или концентрацию NOx после того, как температура повысилась. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает сумму концентрации NOx и концентрации аммиака, т.е. обнаруженное значение датчика, после того, как температура повысилась. По мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, первая величина адсорбции уменьшается. По этой причине, по мере того, как температура повышается, оцениваемая величина адсорбции легко попадает в третий диапазон. Т.е. по мере того, как температура каталитического нейтрализатора 3 NOx повышается, влияние аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается, так что оцениваемая величина адсорбции легко попадает в третий диапазон. Второй технический прием - это технический прием для простой настройки диапазона, в который попадает оцениваемая величина адсорбции, посредством получения диапазона, в который высоковероятно должна попадать оцениваемая величина адсорбции, на основе температуры каталитического нейтрализатора 3 NOx. Когда температура является высокой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда температура является низкой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Когда температура является средней, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон. Соотношение между концентрацией входного NOx и каждым из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0072] Третий технический прием будет описан. В соотношении, показанном на фиг. 3, каждый из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона определяется на основе оцениваемой величины адсорбции и обнаруженного значения датчика. Вместо этого, каждый из диапазонов может быть получен на основе только оцениваемой величины адсорбции. По мере того, как оцениваемая величина адсорбции увеличивается, концентрация аммиака в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается, а концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, уменьшается. Следовательно, по мере того, как оцениваемая величина адсорбции увеличивается, влияние аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается, так что оцениваемая величина адсорбции легко попадает в третий диапазон. Третий технический прием - это технический прием для простой настройки диапазона, в который попадает оцениваемая величина адсорбции, на основе диапазона, в который высоковероятно должна попадать оцениваемая величина адсорбции. Когда оцениваемая величина адсорбции является большой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда оцениваемая величина адсорбции является небольшой, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Когда оцениваемая величина адсорбции является средней, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон. Соотношение между оцениваемой величиной адсорбции и каждым из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0073] Четвертый технический прием будет описан. По мере того, как количество восстановителя, подаваемого из добавляющего клапана 4, увеличивается, количество аммиака, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx, увеличивается, так что концентрация аммиака в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается, и концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, уменьшается. Следовательно, По мере того, как количество подаваемого восстановителя увеличивается, влияние аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, увеличивается, так что оцениваемая величина адсорбции легко попадает в третий диапазон. Четвертый технический прием - это технический прием для простой настройки диапазона, в который попадает оцениваемая величина адсорбции, посредством получения диапазона, в который высоковероятно должна попадать оцениваемая величина адсорбции, на основе количества подаваемого восстановителя. Когда количество подаваемого восстановителя является большим, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда количество подаваемого восстановителя является небольшим, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Когда количество подаваемого восстановителя является средним, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон. Соотношение между количеством подаваемого восстановителя и каждым из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0074] В четвертом техническом приеме определение может выполняться на основе отношения фактического количества подаваемого восстановителя к эталонному количеству подаваемого восстановителя вместо количества подаваемого восстановителя. Эталонное количество подаваемого восстановителя - это количество подаваемого восстановителя, которое определяется в ответ на количество входного NOx. Количество адсорбируемого аммиака может временно уменьшаться в зависимости от рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания. В таком случае, для того, чтобы быстро увеличить количество адсорбируемого аммиака, восстановитель может подаваться в количестве, большем, чем эталонное количество подаваемого восстановителя. С другой стороны, в зависимости от рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания, восстановитель может подаваться в количестве, меньшем, чем эталонное количество подаваемого восстановителя, для того, чтобы уменьшать количество аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx. Когда количество подаваемого восстановителя больше эталонного количества подаваемого восстановителя, аммиак легко вытекает из каталитического нейтрализатора 3 NOx, а степень очистки NOx увеличивается. С другой стороны, когда количество подаваемого восстановителя меньше эталонного количества подаваемого восстановителя, аммиаку затруднительно вытекать из каталитического нейтрализатора 3 NOx, а степень очистки NOx уменьшается. Следовательно, когда отношение количества подаваемого восстановителя к эталонному количеству подаваемого восстановителя является большим, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда отношение является небольшим, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Когда отношение является средним, определяется, что оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон. Соотношение между отношением количества подаваемого восстановителя к эталонному количеству подаваемого восстановителя и каждым из первого диапазона, второго диапазона и третьего диапазона получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0075] Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, представляется возможным легко получать то, в какой диапазон попадает оцениваемая величина адсорбции.

[0076] Далее ниже будет описан третий вариант осуществления. В настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, выполняется управление, служащее причиной того, чтобы оцениваемая величина адсорбции выходила за пределы второго диапазона. В настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, и второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, выполняется управление, служащее причиной того, чтобы второе пороговое значение становилось больше первого обнаруженного значения. Эти управления далее здесь называются активным управлением.

[0077] Оцениваемая величина адсорбции вынуждается выходить за пределы второго диапазона при увеличении количества подаваемого восстановителя, уменьшении количества подаваемого восстановителя, увеличении концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может также быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx), или уменьшении концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx).

[0078] Фиг. 14 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx (т.е обнаруженным значением датчика), в случае, когда количество подаваемого восстановителя увеличивается или уменьшается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона. Оцениваемая величина адсорбции увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением в количестве подаваемого восстановителя, так что оцениваемое обнаруженное значение датчика также изменяется. Т.е. увеличение в количестве подаваемого восстановителя увеличивает количество NH₃, подаваемого на фиг. 2, так что оцениваемая величина адсорбции перемещается в сторону увеличения. Следовательно, количество подаваемого восстановителя должно увеличиваться до тех пор, пока оцениваемая величина адсорбции не попадет в третий диапазон. С другой стороны, уменьшение в количестве подаваемого восстановителя вынуждает оцениваемую величину адсорбции перемещаться в сторону уменьшения. Следовательно, количество подаваемого восстановителя должно уменьшаться до тех пор, пока оцениваемая величина адсорбции не попадет в первый диапазон.

[0079] Фиг. 15 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающих из каталитического нейтрализатора 3 NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может также быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx), увеличивается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона. Непрерывная линия указывает состояние перед тем, как концентрация NOx увеличивается. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает состояние после того, как концентрация NOx увеличилась. Как описано со ссылкой на фиг. 12, по мере того, как концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, увеличивается, концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, также увеличивается, так что обнаруженное значение датчика также увеличивается. Таким образом, первая величина адсорбции перемещается в сторону увеличения. В этом случае, предоставляется возможность изменять позиционное соотношение между оцениваемой величиной адсорбции и первой величиной адсорбции, так что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон. Следовательно, концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, должна увеличиваться до тех пор, пока оцениваемая величина адсорбции не попадет в первый диапазон. Возможность увеличения концентрации NOx обеспечивается, например, уменьшением количества EGR-газа. Степень открытия EGR-клапана 32 может быть получена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохранена в ECU 10.

[0080] Фиг. 16 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающих из каталитического нейтрализатора 3 NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может также быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx), уменьшается, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона. Непрерывная линия указывает состояние перед тем, как концентрация NOx уменьшается. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает состояние после того, как концентрация NOx уменьшилась. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами на фиг. 16 указывает случай, когда концентрация NOx практически равна нулю. Т.е. обнаруженное значение датчика указывает концентрацию аммиака. По мере того, как концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, уменьшается, концентрация NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx, также уменьшается, так что обнаруженное значение датчика также уменьшается. Прежде, чем концентрация NOx уменьшается, NOx, вытекающий из каталитического нейтрализатора 3 NOx, заметен в диапазоне, в котором количество адсорбированного аммиака является относительно небольшим. Следовательно, уменьшение в обнаруженном значении датчика заметно вследствие уменьшения концентрации NOx в диапазоне, в котором количество адсорбированного аммиака является относительно небольшим. Таким образом, вторая величина адсорбции перемещается в сторону уменьшения. В этом случае представляется возможным изменять позиционное соотношение между оцениваемой величиной адсорбции и второй величиной адсорбции, так что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Следовательно, концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, должна уменьшаться до тех пор, пока оцениваемая величина адсорбции не попадет в третий диапазон. Возможность уменьшения концентрации NOx обеспечивается, например, увеличением количества EGR-газа. Степень открытия EGR-клапана 32 может быть получена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохранена в ECU 10.

[0081] В настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, значение, меньшее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, задается в качестве второго порогового значения. Однако когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, если значение, меньшее на заданную величину или заданный процент, чем оцениваемое обнаруженное значение датчика, задается в качестве второго порогового значения, второе пороговое значение может быть меньше или равно первому обнаруженному значению. Фиг. 17 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающего из каталитического нейтрализатора 3 NOx, в случае, когда второе пороговое значение задается так, чтобы быть меньше первого обнаруженного значения, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Когда фактическое обнаруженное значение датчика меньше или равно второму пороговому значению, добавляющий клапан 4 диагностируется как неисправный. Когда фактическое обнаруженное значение датчика больше второго порогового значения, добавляющий клапан 4 диагностируется как исправный. В этом случае, когда фактическое обнаруженное значение датчика больше второго порогового значения и меньше или равно первому пороговому значению, добавляющий клапан 4 ошибочно диагностируется как исправный, хотя добавляющий клапан 4 фактически неисправен. Т.е. имеется проблема относительно ошибочной диагностики в заштрихованном диапазоне на фиг. 17. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, и второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, выполняется активное управление таким образом, что второе пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения. Т.е. в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, когда второе пороговое значение для выполнения диагностики неисправности добавляющего клапана 4 меньше или равно первому обнаруженному значению, концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx), уменьшается, так что второе пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения. В этом случае вторая величина адсорбции рассматривается как изменяющаяся, так что второе пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения.

[0082] Фиг. 18 - это график, который показывает соотношение между количеством адсорбированного аммиака и суммой концентраций NOx и аммиака, вытекающих из каталитического нейтрализатора 3 NOx, в случае, когда концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx (которая может быть концентрацией NOx в выхлопном газе, вытекающем из каталитического нейтрализатора 3 NOx), уменьшается, так что пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения в случае, когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон. Непрерывная линия указывает состояние перед тем, как концентрация NOx уменьшается. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает состояние после того, как концентрация NOx уменьшилась. Линия с попеременными длинными и двойными короткими штрихами указывает случай, когда концентрация NOx практически равна нулю. Первое обнаруженное значение указывает концентрацию NOx в состоянии, когда аммиак адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе 3 NOx. Следовательно, по мере того, как концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, уменьшается, первое обнаруженное значение также уменьшается. В этом случае второе пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения в результате перемещения первого обнаруженного значения. Следовательно, концентрация NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор 3 NOx, должна уменьшаться до тех пор, пока второе пороговое значение не станет больше первого обнаруженного значения.

[0083] Фиг. 19 - это блок-схема последовательности операций, показывающая процесс активного управления согласно настоящему варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций выполняется посредством ECU 10 вместо блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг. 11. Аналогичные номера этапов обозначают этапы, на которых те же процессы, что и процессы вышеописанной блок-схемы последовательности операций, выполняются, и их описание пропускается.

[0084] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 19, когда на этапе S106 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S201. На этапе S201 определяется, больше ли второе пороговое значение, чем первое обнаруженное значение. На этом этапе определяется, является ли второе пороговое значение значением, при котором диагностике неисправности предоставляется возможность точно выполняться в третьем диапазоне. Т.е., если второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, фактическое обнаруженное значение датчика может быть больше второго порогового значения, даже когда присутствует неисправность в добавляющем клапане 4. По этой причине, когда второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, диагностика неисправности выполняется после того, как выполняется активное управление. Второе пороговое значение получается как в случае этапа S107. Когда на этапе S201 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S107.

[0085] Когда на этапе S106 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S202. На этапе S202 выполняется активное управление. Блок-схема последовательности операций активного управления, касающегося этапа S202, будет описана позже. Когда процесс этапа S202 завершается, процесс переходит к этапу S101. Когда на этапе S201 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к этапу S203, и выполняется активное управление. Блок-схема последовательности операций активного управления согласно этапу S203 будет описана позже. Когда процесс этапа S203 завершается, процесс переходит к этапу S101.

[0086] Фиг. 20 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс активного управления, касающегося этапа S202. Блок-схема последовательности операций выполняется посредством ECU 10 на этапе S202.

[0087] На этапе S301 определяется, удовлетворяется ли условие выполнения активного управления. Возможен случай, когда рабочее состояние двигателя 1 внутреннего сгорания изменяется, и, в результате, становится затруднительным выполнять активное управление. В таком случае также затруднительно выполнять диагностику неисправности добавляющего клапана 4, так что активное управление заканчивается, и блок-схема последовательности операций, показанная на фиг. 19, также заканчивается.

[0088] Когда на этапе S301 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S302. С другой стороны, когда на этапе S301 выполняется отрицательное определение, эта блок-схема последовательности операций и блок-схема последовательности операций, показанная на фиг. 19, заканчиваются. В этом случае состояние, когда диагностика неисправности добавляющего клапана 4 запрещается, сохраняется.

[0089] На этапе S302 количество подаваемого восстановителя уменьшается. В этой блок-схеме, как показано на фиг. 14, оцениваемая величина адсорбции перемещается в первый диапазон при уменьшении количества подаваемого восстановителя. На этапе S302 величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя может быть задана в ответ на разницу или отношение между оцениваемой величиной адсорбции и первой величиной адсорбции или величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя может быть задана для предварительно определенного количества. Величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя может быть получена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0090] На этапе S303 получается оцениваемая величина адсорбции. Оцениваемая величина адсорбции получается как в случае этапа S101.

[0091] На этапе S304 определяется, меньше ли оцениваемая величина адсорбции, чем первая величина адсорбции. Первая величина адсорбции получается как в случае этапа S102. На этапе S304 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в первый диапазон в результате уменьшения в количестве подаваемого восстановителя. Когда на этапе S304 выполняется утвердительное определение, блок-схема последовательности операций заканчивается. В результате окончания блок-схемы последовательности операций процесс этапа S202 на фиг. 19 завершается, и процесс возвращается к этапу S101. Оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон, так что процесс может переходить к этапу S103, на котором выполняется диагностика неисправности в первом диапазоне. С другой стороны, когда на этапе S304 выполняется отрицательное определение, процесс возвращается к этапу S301, и количество подаваемого восстановителя дополнительно уменьшается.

[0092] Далее, фиг. 21 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс активного управления, касающегося этапа S203. Блок-схема последовательности операций выполняется посредством ECU 10 на этапе S203.

[0093] На этапе S401 определяется, удовлетворяется ли условие выполнения активного управления. Возможен случай, когда рабочее состояние двигателя 1 внутреннего сгорания изменяется, и, в результате, становится затруднительным выполнять активное управление. В таком случае также затруднительно выполнять диагностику неисправности добавляющего клапана 4, так что активное управление заканчивается, и блок-схема последовательности операций, показанная на фиг. 19, также заканчивается.

[0094] Когда на этапе S401 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S402. С другой стороны, когда на этапе S401 выполняется отрицательное определение, эта блок-схема последовательности операций и блок-схема последовательности операций, показанная на фиг. 19, заканчиваются.

[0095] На этапе S402 концентрация NOx уменьшается. В этой блок-схеме последовательности операций концентрация NOx, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, уменьшается, например, при увеличении количества EGR-газа. В этом случае концентрация NOx ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx также уменьшается. Таким образом, как показано на фиг. 18, первое обнаруженное значение уменьшается. На этапе S402 величина уменьшения концентрации NOx (т.е. величина увеличения EGR-газа) может быть задана в ответ на разницу или отношение между первым обнаруженным значением и вторым пороговым значением, или величина уменьшения концентрации NOx (т.е. величина увеличения EGR-газа) может быть задана на предварительно определенную величину. Величина уменьшения концентрации NOx или величина увеличения EGR-газа получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Степень открытия EGR-клапана 32 может быть получена и сопоставлена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохранена в ECU 10.

[0096] На этапе S403 получается первое обнаруженное значение. Т.е. вычисляется оцениваемое обнаруженное значение датчика во время, когда оцениваемая величина адсорбции равна нулю. В результате уменьшения концентрации NOx оцениваемое обнаруженное значение датчика перемещается, как указано линией с попеременными длинными и двойными короткими штрихами на фиг. 18. Оцениваемое обнаруженное значение датчика вычисляется посредством ECU 10 как в случае, описанном со ссылкой на фиг. 3.

[0097] На этапе S404 определяется, больше ли второе пороговое значение, чем первое обнаруженное значение. Второе пороговое значение получается как в случае этапа S107. На этапе S404 определяется, меньше ли первое обнаруженное значение, чем второе пороговое значение, в результате уменьшения концентрации NOx. Когда на этапе S404 выполняется утвердительное определение, блок-схема последовательности операций заканчивается. В результате окончания блок-схемы последовательности операций процесс этапа S203 на фиг. 19 завершается, и процесс возвращается к этапу S101. Когда на этапе S404 выполняется утвердительное определение, оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, так что оцениваемая величина адсорбции может быть получена, и затем процесс может переходить к этапу S107, на котором выполняется диагностика неисправности в третьем диапазоне. С другой стороны, когда на этапе S404 выполняется отрицательное определение, процесс возвращается к этапу S401, и концентрация NOx дополнительно уменьшается.

[0098] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 20, количество подаваемого восстановителя уменьшается при активном управлении, касающемся этапа S202. Вместо этого, концентрация NOx в газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, может быть увеличена, как описано со ссылкой на фиг. 15.

[0099] Фиг. 22 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда активное управление, касающееся этапа S202, выполняется при увеличении концентрации NOx в газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания. Блок-схема последовательности операций выполняется посредством ECU 10 на этапе S202. Аналогичные номера этапов обозначают этапы, на которых выполняются те же процессы, что и процессы вышеописанной блок-схемы последовательности операций, и их описание пропускается.

[0100] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 22, когда на этапе S301 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S501. На этапе S501 концентрация NOx увеличивается. Таким образом, оцениваемая величина адсорбции вынуждается попадать в первый диапазон. Концентрация NOx, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, увеличивается, например, при уменьшении количества EGR-газа. В этом случае концентрация NOx ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx также увеличивается. Таким образом, первая величина адсорбции перемещается в сторону увеличения, так что оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон.

[0101] На этапе S501 величина увеличения концентрации NOx (т.е. величина уменьшения EGR-газа) может быть задана в ответ на разницу или отношение между оцениваемой величиной адсорбции и первой величиной адсорбции, или величина увеличения концентрации NOx (т.е. величина уменьшения EGR-газа) может быть задана на предварительно определенную величину. Величина увеличения концентрации NOx или величина уменьшения EGR-газа получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Степень открытия EGR-клапана 32 может быть получена и сопоставлена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохранена в ECU 10.

[0102] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 22, когда процесс этапа S303 завершается, процесс переходит к этапу S502. На этапе S502 определяется, меньше ли оцениваемая величина адсорбции, чем первая величина адсорбции. Первая величина адсорбции получается как в случае этапа S102. На этапе S502 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в первый диапазон в результате увеличения концентрации NOx. Когда на этапе S502 выполняется утвердительное определение, блок-схема последовательности операций заканчивается. В результате окончания блок-схемы последовательности операций процесс этапа S202 на фиг. 19 завершается, и процесс возвращается к этапу S101. Оцениваемая величина адсорбции попадает в первый диапазон, так что процесс может переходить к этапу S103, на котором диагностика неисправности в первом диапазоне выполняется. С другой стороны, когда на этапе S502 выполняется отрицательное определение, процесс возвращается к этапу S301, и концентрация NOx дополнительно уменьшается.

[0103] В настоящем варианте осуществления количество подаваемого восстановителя уменьшается при активном управлении, касающемся этапа S202. Вместо этого, концентрация NOx в газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, может быть уменьшена, как описано со ссылкой на фиг. 16.

[0104] Фиг. 23 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда активное управление, касающееся этапа S202, выполняется при уменьшении концентрации NOx в газе, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания. Аналогичные номера этапов обозначают этапы, на которых выполняются те же процессы, что и процессы вышеописанной блок-схемы последовательности операций, и их описание пропускается.

[0105] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 23, когда на этапе S301 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S601. На этапе S601 концентрация NOx уменьшается. Таким образом, представляется возможным вынуждать оцениваемую величину адсорбции попадать в третий диапазон. Концентрация NOx, который испускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, уменьшается, например, при увеличении количества EGR-газа. В этом случае концентрация NOx ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 3 NOx также уменьшается. Таким образом, вторая величина адсорбции перемещается в сторону уменьшения. В этом случае позиционное соотношение между оцениваемой величиной адсорбции и второй величиной адсорбции изменяется, так что оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон.

[0106] На этапе S601 величина уменьшения концентрации NOx (т.е. величина увеличения EGR-газа) может быть задана в ответ на разницу или отношение между второй величиной адсорбции и оцениваемой величиной адсорбции, или величина уменьшения концентрации NOx (т.е. величина увеличения EGR-газа) может быть задана на предварительно определенную величину. Величина уменьшения концентрации NOx или величина увеличения EGR-газа получается заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. Степень открытия EGR-клапана 32 может быть получена и сопоставлена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п. и сохранена в ECU 10.

[0107] В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 23, когда процесс этапа S303 завершается, процесс переходит к этапу S602. На этапе S602 определяется, больше ли оцениваемая величина адсорбции, чем вторая величина адсорбции. На этапе S602 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в третий диапазон. Вторая величина адсорбции получается как в случае этапа S106. В состоянии, указанном посредством линии с попеременными длинными и двойными короткими штрихами на фиг. 16, первое обнаруженное значение равно нулю. Следовательно, когда оцениваемая величина адсорбции больше нуля, оцениваемая величина адсорбции, как предполагается, больше второй величины адсорбции. Т.е., когда оцениваемая величина адсорбции больше нуля, оцениваемая величина адсорбции, как предполагается, попадает в третий диапазон.

[0108] Когда на этапе S602 выполняется утвердительное определение, блок-схема последовательности операций заканчивается. В результате окончания блок-схемы последовательности операций процесс этапа S202 на фиг. 19 завершается, и процесс возвращается к этапу S101. Когда на этапе S602 выполняется утвердительное определение, оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, так что процесс может переходить к этапу S201, на котором выполняется диагностика неисправности в третьем диапазоне. С другой стороны, когда на этапе S602 выполняется отрицательное определение, процесс возвращается к этапу S601, и концентрация NOx уменьшается.

[0109] В настоящем варианте осуществления при активном управлении, касающемся этапа S202, количество подаваемого восстановителя уменьшается. Вместо этого также возможно, что количество подаваемого восстановителя увеличивается, как описано со ссылкой на фиг. 14. Т.е. возможно, что оцениваемая величина адсорбции перемещается в третий диапазон.

[0110] Фиг. 24 - это блок-схема последовательности операций, которая показывает процесс в случае, когда выполняется активное управление, касающееся этапа S202, при увеличении количества подаваемого восстановителя. Аналогичные номера этапов обозначают этапы, на которых выполняются те же процессы, что и процессы вышеописанной блок-схемы последовательности операций, и их описание пропускается. В блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 24, когда на этапе S301 выполняется утвердительное определение, процесс переходит к этапу S701.

[0111] На этапе S701 количество подаваемого восстановителя увеличивается. В блок-схеме последовательности операций оцениваемая величина адсорбции перемещается в третий диапазон посредством увеличения количества подаваемого восстановителя. На этапе S701 величина уменьшения в количестве подаваемого восстановителя может быть задана в ответ на разницу или отношение между второй величиной адсорбции и оцениваемой величиной адсорбции, или величина увеличения в количестве подаваемого восстановителя может быть задана на предварительно определенную величину. Величина увеличения в количестве подаваемого восстановителя может быть получена заранее посредством эксперимента, моделирования или т.п.

[0112] На этапе S702 определяется, больше ли оцениваемая величина адсорбции, чем вторая величина адсорбции. Вторая величина адсорбции получается как в случае этапа S106. На этапе S702 определяется, попадает ли оцениваемая величина адсорбции в третий диапазон в результате увеличения в количестве подаваемого восстановителя. Когда на этапе S702 выполняется утвердительное определение, блок-схема последовательности операций заканчивается. В результате окончания блок-схемы последовательности операций, процесс этапа S202 на фиг. 19 завершается. В этом случае, на фиг. 19, процесс переходит к этапу S101. В это время оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, так что процесс может переходить к этапу S201, на котором выполняется диагностика неисправности в третьем диапазоне.

[0113] Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, даже когда оцениваемая величина адсорбции попадает во второй диапазон, представляется возможным увеличивать возможность выполнять диагностику неисправности добавляющего клапана 4 при выполнении активного управления, так что оцениваемая величина адсорбции выходит за пределы второго диапазона. Когда оцениваемая величина адсорбции попадает в третий диапазон, и второе пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению, представляется возможным увеличивать возможность осуществления диагностики неисправности добавляющего клапана 4 при выполнении активного управления таким образом, что второе пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения. Множество активных управлений могут быть объединены друг с другом.

Изобретение относится к устройству диагностики неисправности и способу диагностики неисправности. Оценивают количество восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе NOx, когда устройство подачи восстановителя является исправным, и соответствующее обнаруженное значение. Соответствующее обнаруженное значение обнаруживается NOx-датчиком, и при этом обнаруженное значение соответствует каждому количеству восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе NOx. Когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине и меньше или равна второй величине, запрещается диагностика каталитического нейтрализатора NOx на основе обнаруженного значения NOx-датчика. Первая величина является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения. Вторая величина является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим соответствующему обнаруженному значению, когда количество адсорбированного восстановителя равно нулю, и больше первой величины. Техническим результатом является предотвращение снижения точности диагностики. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Устройство диагностики неисправности для системы управления выбросом выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания,

включающей в себя устройство подачи восстановителя, каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx и NOx-датчик,

при этом устройство подачи восстановителя предусмотрено в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания и предназначено для подачи в выпускной канал в качестве восстановителя прекурсора аммиака или аммиака,

при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx предусмотрен в выпускном канале ниже по потоку от устройства подачи восстановителя в направлении потока выхлопного газа и предназначен для избирательного восстановления NOx с помощью восстановителя, который адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx,

при этом NOx-датчик предусмотрен в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx в направлении потока выхлопного газа и предназначен для обнаружения NOx и аммиака,

при этом устройство диагностики неисправности содержит

электронный блок управления, предназначенный для:

выполнения диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика;

оценки оцениваемой величины адсорбции, когда устройство подачи восстановителя является исправным, при этом оцениваемая величина адсорбции является оцениваемым количеством восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx;

оценки соответствующего обнаруженного значения, являющегося обнаруженным значением NOx-датчика, при этом обнаруженное значение NOx-датчика соответствует количеству восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; и

запрета диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине адсорбции и меньше или равна второй величине адсорбции,

при этом первая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения,

при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим соответствующему обнаруженному значению, такому же, как и первое обнаруженное значение, являющееся соответствующим обнаруженным значением, когда количество адсорбированного восстановителя равно нулю,

при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, большим, чем первая величина адсорбции.

2. Устройство диагностики неисправности по п.1, в котором

электронный блок управления предназначен для задания значения, меньшего, чем обнаруженное значение NOx-датчика, при этом обнаруженное значение NOx-датчика соответствует оцениваемой величине адсорбции, в качестве порогового значения, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и

электронный блок управления предназначен для диагностики устройства подачи восстановителя как неисправного, когда обнаруженное значение NOx-датчика меньше или равно пороговому значению.

3. Устройство диагностики неисправности по п.2, в котором

электронный блок управления предназначен для запрета диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и пороговое значение меньше или равно первому обнаруженному значению.

4. Устройство диагностики неисправности по п.1, в котором

электронный блок управления предназначен для диагностики устройства подачи восстановителя как неисправного, когда оцениваемая величина адсорбции больше второй величины адсорбции, и обнаруженное значение NOx-датчика меньше или равно первому обнаруженному значению.

5. Устройство диагностики неисправности по п.1, в котором

электронный блок управления предназначен для выполнения первого управления для изменения соответствующего обнаруженного значения или оцениваемой величины адсорбции изменением по меньшей мере концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, или количества восстановителя, подаваемого из устройства подачи восстановителя, когда диагностика на основе обнаруженного значения NOx-датчика была запрещена, и

электронный блок управления предназначен для разрешения диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции становится меньше первой величины адсорбции или становится больше второй величины адсорбции в результате выполнения первого управления.

6. Устройство диагностики неисправности по п.3, в котором

электронный блок управления предназначен для выполнения первого управления для изменения соответствующего обнаруженного значения или оцениваемой величины адсорбции изменением по меньшей мере концентрации NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, или количества восстановителя, подаваемого из устройства подачи восстановителя, когда диагностика на основе обнаруженного значения NOx-датчика была запрещена, и

электронный блок управления предназначен для разрешения диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда пороговое значение становится больше первого обнаруженного значения в результате выполнения первого управления.

7. Устройство диагностики неисправности по любому из пп. 1-6, в котором

электронный блок управления предназначен для оценки соответствующего обнаруженного значения на основе количества восстановителя, вытекающего из каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx, количества NOx, втекающего в каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx, температуры каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx, количества восстановителя, адсорбируемого на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx, и расхода выхлопного газа.

8. Способ диагностики неисправности для системы управления выбросом выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания,

включающей в себя устройство подачи восстановителя, каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx и NOx-датчик,

при этом устройство подачи восстановителя предусмотрено в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания и предназначено для подачи в выпускной канал в качестве восстановителя прекурсора аммиака или аммиака,

при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления NOx предусмотрен в выпускном канале ниже по потоку от устройства подачи восстановителя в направлении потока выхлопного газа и предназначен для избирательного восстановления NOx с помощью восстановителя, который адсорбируется на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx,

при этом NOx-датчик предусмотрен в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора избирательного каталитического восстановления NOx в направлении потока выхлопного газа и предназначен для обнаружения NOx и аммиака,

при этом способ диагностики неисправности содержит:

выполнение диагностики того, имеется ли неисправность в устройстве подачи восстановителя, на основе обнаруженного значения NOx-датчика;

оценку оцениваемой величины адсорбции, когда устройство подачи восстановителя является исправным, являющейся оцениваемым количеством восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx;

оценку соответствующего обнаруженного значения, при этом каталитический нейтрализатор избирательного каталитического восстановления имеет обнаруженное значение NOx-датчика, соответствующее количеству восстановителя, адсорбированного на каталитическом нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления NOx; и

запрет диагностики на основе обнаруженного значения NOx-датчика, когда оцениваемая величина адсорбции больше или равна первой величине адсорбции и меньше или равна второй величине адсорбции,

при этом первая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим минимальному значению соответствующего обнаруженного значения,

при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, соответствующим соответствующему обнаруженному значению, такому же, как и первое обнаруженное значение, являющееся соответствующим обнаруженным значением, когда количество адсорбированного восстановителя равно нулю, при этом вторая величина адсорбции является количеством адсорбированного восстановителя, большим, чем первая величина адсорбции.