內(nèi)燃機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。內(nèi)燃機(jī)(2)具備配置在排氣路徑(4)上的SCR系統(tǒng)(8)、和被配置在SCR系統(tǒng)的下游并發(fā)出與附著在元件部上的微粒量相對(duì)應(yīng)的輸出的微粒傳感器(14)。對(duì)該內(nèi)燃機(jī)(2)進(jìn)行控制的控制裝置(16)具有對(duì)在元件部上附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)單元，另外，還具有在檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下使元件部上升至第一溫度區(qū)域的溫度控制單元。在此，第一溫度區(qū)域?yàn)?，高于尿素相關(guān)物質(zhì)發(fā)生氣化的溫度、且低于微粒發(fā)生燃燒的溫度的溫度區(qū)域。由此，抑制了尿素相關(guān)物質(zhì)向微粒傳感器的電極的附著，并抑制了輸出偏差。
【專利說明】?jī)?nèi)燃機(jī)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。更具體而言，涉及一種對(duì)具有微粒傳感器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在專利文獻(xiàn)I的系統(tǒng)中，配置有用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排氣路徑的微粒(particulate matter ;以下,也稱為“PM”)進(jìn)行檢測(cè)的PM傳感器(微粒傳感器)。該P(yáng)M傳感器具備絕緣基材、和相互隔開間隔而被配置在絕緣基材上的一對(duì)電極。當(dāng)廢氣中的PM堆積在PM傳感器的一對(duì)電極之間時(shí)，由于電極間的導(dǎo)電性會(huì)根據(jù)PM堆積量而發(fā)生變化，因此電極間的電阻將發(fā)生變化。因此，通過對(duì)PM傳感器的電極間的電阻值進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠?qū)εc堆積在電極間的PM量相關(guān)的廢氣中的PM量進(jìn)行檢測(cè)。
[0003]可是，在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，PM傳感器被配置在微粒捕集用過濾器(DieselParticulate Filter ;以下,也稱為“DPF”)的下游。在專利文獻(xiàn)I中，通過根據(jù)PM傳感器的電極間的電阻值而對(duì)被向DPF下游排放的PM量進(jìn)行檢測(cè)，從而執(zhí)行DPF有無故障的判斷
坐寸ο
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-144577號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]可是，有一種如下的系統(tǒng)，其在內(nèi)燃機(jī)的排氣路徑上配置有用于凈化NOx的尿素SCR(Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原)系統(tǒng),且在其下游配置有PM傳感器。在此，在SCR系統(tǒng)中，向排氣路徑噴射供給尿素水，由尿素水生成的氨被向催化劑供給，從而使NOx被還原。
[0009]但是，所供給的尿素及源自尿素的物質(zhì)(以下，包括尿素及源自尿素的物質(zhì)在內(nèi)而稱為“尿素相關(guān)物質(zhì)”)有時(shí)會(huì)通過SCR系統(tǒng)而被向下游側(cè)排放，并附著于PM傳感器的電極上。在這種情況下，如果所附著的尿素相關(guān)物質(zhì)具有導(dǎo)電性，則可以認(rèn)為，會(huì)使PM傳感器的電極間的電阻值大幅發(fā)生變化，從而使PM傳感器的輸出產(chǎn)生偏差。PM傳感器的輸出偏差由于可能導(dǎo)致產(chǎn)生例如使DPF的故障判斷發(fā)生誤判等的狀況，因此并不優(yōu)選。
[0010]本發(fā)明為了解決上述課題，提供一種改良后的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置對(duì)尿素相關(guān)物質(zhì)向PM傳感器的電極上的附著進(jìn)行抑制，從而能夠以更高的精度執(zhí)行PM量的檢測(cè)及DPF的故障判斷。
[0011]用于解決問題的方法
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，被控制的內(nèi)燃機(jī)具備:SCR系統(tǒng)，其被配置在排氣路徑上；微粒傳感器，其被配置在SCR系統(tǒng)的下游，并發(fā)出與附著在元件部上的微粒量相對(duì)應(yīng)的輸出。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具有對(duì)在元件部上附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)單元，另外，還具有在檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下使元件部上升至第一溫度區(qū)域的溫度控制單元。在此，第一溫度區(qū)域設(shè)為高于尿素相關(guān)物質(zhì)發(fā)生氣化的溫度、且低于微粒發(fā)生燃燒的溫度的溫度區(qū)域。另外，“尿素相關(guān)物質(zhì)”包括尿素和源自尿素的物質(zhì)。
[0013]在此，檢測(cè)單元可以根據(jù)微粒傳感器的輸出的變化量，而對(duì)附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
[0014]另外，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置可以還具備去除單元，在檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，所述去除單元執(zhí)行對(duì)附著在SCR系統(tǒng)的催化劑上的微粒進(jìn)行去除的處理。
[0015]另外，在本發(fā)明為對(duì)如下的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的情況下，去除單元可以通過執(zhí)行對(duì)堆積在微粒捕集用過濾器中的微粒進(jìn)行去除的處理，從而對(duì)附著在催化劑上的微粒進(jìn)行去除，所述內(nèi)燃機(jī)在排氣路徑上的微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器。
[0016]去除單元可以通過執(zhí)行使內(nèi)燃機(jī)的廢氣的溫度上升的控制，從而執(zhí)行微粒的去除。
[0017]去除單元可以在通過檢測(cè)單元而連續(xù)多次檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，執(zhí)行對(duì)微粒進(jìn)行去除的處理。
[0018]另外，在本發(fā)明為對(duì)如下的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的情況下，本發(fā)明還具備判斷單元，所述判斷單元根據(jù)微粒傳感器的輸出，而實(shí)施微粒捕集用過濾器的故障判斷，在上一次通過檢測(cè)單元而檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，在本次的故障判斷被執(zhí)行時(shí)，溫度控制單元可以使元件部升溫至第一溫度區(qū)域，所述內(nèi)燃機(jī)在排氣路徑上的微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器。在這種情況下，判斷單元在元件部被控制于第一溫度區(qū)域的狀態(tài)下，實(shí)施微粒捕集用過濾器的故障判斷。
[0019]另外，在本發(fā)明為對(duì)如下的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的情況下，本發(fā)明還具備判斷單元，所述判斷單元根據(jù)微粒傳感器的輸出，而實(shí)施微粒捕集用過濾器的故障判斷，在上一次的故障判斷中判斷出微粒捕集用過濾器存在故障的情況下，在執(zhí)行本次的微粒捕集用過濾器的故障判斷時(shí)，溫度控制單元可以使元件部升溫至第一溫度區(qū)域，所述內(nèi)燃機(jī)在排氣路徑上的微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器。在這種情況下，判斷單元在元件部被控制在第一溫度區(qū)域的狀態(tài)下，實(shí)施本次的微粒捕集用過濾器的故障判斷。
[0020]另外，在本發(fā)明中，在檢測(cè)出處于尿素相關(guān)物質(zhì)被排放的預(yù)定的運(yùn)行條件的情況下，溫度控制單元可以將元件部的溫度控制為，尿素的液相溫度區(qū)域及縮二脲的分解溫度區(qū)域之外的溫度、且與微粒發(fā)生燃燒的溫度相比而較低的溫度。
[0021]或者，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，被控制的內(nèi)燃機(jī)具備:SCR系統(tǒng)，其被配置在排氣路徑上；微粒傳感器，其被配置在SCR系統(tǒng)的下游，并發(fā)出與附著在元件部上的微粒量相對(duì)應(yīng)的輸出。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置在檢測(cè)出處于尿素相關(guān)物質(zhì)被排放到排氣路徑中的預(yù)定的運(yùn)行條件的情況下，將微粒傳感器的元件部的溫度控制為，尿素的液相溫度區(qū)域及縮二脲的分解溫度區(qū)域之外的溫度、且與微粒發(fā)生燃燒的溫度相比而較低的溫度。
[0022]發(fā)明效果
[0023]在被排放到SCR系統(tǒng)下游的尿素相關(guān)物質(zhì)附著在元件部上的情況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)PM傳感器的輸出急劇變化而無法對(duì)微粒量正確地進(jìn)行檢測(cè)的狀態(tài)。關(guān)于這一點(diǎn)，在本發(fā)明的、檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，只要使元件部上升至第一溫度區(qū)域，就能夠通過該溫度控制，從而去除附著在元件部上的尿素相關(guān)物質(zhì)。因此，能夠抑制伴隨尿素相關(guān)物質(zhì)的排放的、PM傳感器的輸出偏差。
[0024]另外，關(guān)于根據(jù)傳感器輸出的變化量而對(duì)尿素相關(guān)物質(zhì)的附著進(jìn)行檢測(cè)的情況，無需追加特殊的部件，就能夠判斷出傳感器的異?；蛘?。
[0025]另外，在檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的情況下，只要對(duì)附著在SCR系統(tǒng)的催化劑上的微粒進(jìn)行去除，就能夠恢復(fù)SCR催化劑的凈化性能，從而能夠抑制尿素相關(guān)物質(zhì)向SCR系統(tǒng)下游的排放。
[0026]另外，在上一次檢測(cè)出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的情況下、或者通過上一次的故障判斷而判斷出微粒捕集用過濾器存在故障的情況下，當(dāng)使元件部升溫至第一溫度并實(shí)施故障判斷時(shí)，在抑制了尿素相關(guān)物質(zhì)的影響的狀態(tài)下，能夠確認(rèn)故障判斷的結(jié)果。因此，能夠提高微粒捕集用過濾器的故障判斷的精度。
[0027]另外，在尿素相關(guān)物質(zhì)被排放的運(yùn)行條件下，關(guān)于將元件部的溫度控制為尿素的液相溫度區(qū)域及縮二脲的分解溫度區(qū)域之外的溫度的溫度控制單元，其能夠預(yù)先有效地抑制尿素相關(guān)物質(zhì)中的尤其是具有導(dǎo)電性的物質(zhì)附著在元件部上的情況，能夠抑制因尿素相關(guān)物質(zhì)的附著而產(chǎn)生的輸出偏差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式中的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。
[0029]圖2為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的PM傳感器的元件部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。
[0030]圖3為用于對(duì)尿素水相對(duì)于溫度的狀態(tài)變化進(jìn)行說明的圖。
[0031]圖4為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式I中控制裝置所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明的流程圖。
[0032]圖5為用于將本發(fā)明的實(shí)施方式I的PM傳感器的輸出偏差與現(xiàn)有的PM傳感器的輸出偏差進(jìn)行比較并進(jìn)行說明的圖。
[0033]圖6為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式2中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。
[0034]圖7為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式3中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。
[0035]圖8為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式4中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。并且，在各圖中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記相同的符號(hào)，并簡(jiǎn)化或省略對(duì)它們的說明。
[0037]實(shí)施方式1.[0038][關(guān)于本實(shí)施方式I的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)]
[0039]圖1為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。在圖1所示的系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機(jī)2的排氣路徑4上，設(shè)置有作為微粒捕集用過濾器的DPF(DieselParticulate Filter，柴油機(jī)微粒濾清器)6。DPF6為，對(duì)廢氣所包含的微粒狀物質(zhì)(PM;particulate matter,微粒)進(jìn)行捕集的過濾器。
[0040]在排氣路徑4的DPF6的下游，配置有尿素SCR系統(tǒng)8 (以下，也稱為“SCR系統(tǒng)”)。SCR系統(tǒng)8具有設(shè)置于排氣路徑4上的尿素水的噴射閥10、和配置于排氣路徑4的噴射閥10的下游的選擇還原型NOx催化劑12 (以下，也簡(jiǎn)稱為“NOx催化劑”)。噴射閥10與未圖示的尿素水罐連接。噴射閥10在NOx催化劑12的上游向排氣路徑4內(nèi)噴射尿素水。如后文所述，被噴射的尿素水被分解，并生成氨。NOx催化劑12以氨為還原劑，對(duì)廢氣中的NOx進(jìn)行還原，從而對(duì)廢氣進(jìn)行凈化。在NOx催化劑12的下游，設(shè)置有PM傳感器14 (微粒傳感器)。
[0041]該系統(tǒng)具備控制裝置16。在控制裝置16的輸入側(cè)，除了連接有PM傳感器14之夕卜，還連接有內(nèi)燃機(jī)2的各種傳感器。另外，在控制裝置16的輸出側(cè)，連接有內(nèi)燃機(jī)2的PM傳感器14的電路、尿素水噴射閥10、以及其他各種作動(dòng)器。控制裝置16根據(jù)來自各種傳感器的輸入信息而執(zhí)行預(yù)定的程序，并通過使各種作動(dòng)器等進(jìn)行工作，從而執(zhí)行與內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行相關(guān)的各種控制。
[0042]圖2為用于對(duì)本實(shí)施方式I的PM傳感器14的元件部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。如圖2所示，PM傳感器14的元件部具備絕緣基材18。在絕緣基材18的表面上,形成有一對(duì)電極20、22。一對(duì)電極20、22在相互未接觸的狀態(tài)下，以隔開固定的間隔的方式配置。電極20、22分別具有被形成為梳齒形狀的部分，并以在該部分處相互嚙合的方式形成。并且，雖然在本實(shí)施方式I中例示了具有梳齒形狀的電極20、22，但是，在本發(fā)明中，并不限于這種形狀，只要是一對(duì)電極相互面對(duì)的電極即可。在絕緣基材18內(nèi)部的電極20、22的下層，埋入有未圖示的加熱器。
[0043]一對(duì)電極20、22經(jīng)由電路等而與電源(未圖示)連接。由此，在電極20和電極22之間被施加了高電壓。另外，加熱器經(jīng)由電路等而與電源(未圖示)連接，由此向加熱器供給預(yù)定的電力，其結(jié)果為，元件部被加熱。這些電力供給由控制裝置16進(jìn)行控制。
[0044][本實(shí)施方式I中的控制的概要]
[0045]在本實(shí)施方式I中，在控制裝置16所實(shí)施的控制中，包括:下述的PM量的檢測(cè)、PM傳感器14的復(fù)位、DPF6的故障判斷及DPF6的再生等控制。
[0046]并且，在以下的實(shí)施方式中，作為DPF6的捕集對(duì)象以及PM傳感器14的測(cè)量對(duì)象的PM是指,煙塵(碳等的煤煙狀物質(zhì))或SOF(Soluble OrganicFraction ;可溶性有機(jī)成分)等的因內(nèi)燃機(jī)的燃燒而產(chǎn)生的物質(zhì)、或源自潤滑油的灰分(煤煙)等的、通過內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行而從內(nèi)燃機(jī)2排放出的顆粒狀物質(zhì)。
[0047](I) PM量的檢測(cè)
[0048]在對(duì)PM排放量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在電極20、22之間施加有作為用于對(duì)微粒進(jìn)行捕集的高電壓的“捕集用電壓”。當(dāng)在電極20、22之間施加有捕集用電壓時(shí)，廢氣中的PM將被捕集，并在電極20、22之間堆積。隨著在電極20、22之間堆積的PM的增加，電極20、22之間的導(dǎo)通處將增加,從而電極20、22之間的電阻值會(huì)變小。在此，作為PM傳感器14的傳感器輸出，對(duì)與電極20、22之間的電阻相關(guān)的電氣特性進(jìn)行檢測(cè)?？梢哉J(rèn)為，在電極20、22上堆積的PM量以與廢氣中所包含的PM量的變化聯(lián)動(dòng)的方式而發(fā)生變化。因此，根據(jù)PM傳感器14的輸出，對(duì)廢氣中的PM量進(jìn)行檢測(cè)。并且，在以下的實(shí)施方式中，為了便于說明，將傳感器輸出設(shè)為隨著電極20、22之間的PM堆積量的增加而變大，從而對(duì)其進(jìn)行說明。
[0049]⑵PM復(fù)位(對(duì)微粒進(jìn)行燃燒去除的控制)
[0050]PM傳感器14的輸出隨著向電極20、22之間堆積的PM堆積量的增加而增加。但是，當(dāng)向電極20、22之間堆積的堆積量達(dá)到極限值時(shí)，PM傳感器14的輸出將變得不再發(fā)生變化。當(dāng)成為該狀態(tài)時(shí)，PM傳感器14將無法產(chǎn)生與廢氣中的PM量相對(duì)應(yīng)的輸出。因此，在預(yù)定的時(shí)刻，需要對(duì)堆積于元件部上的PM進(jìn)行一次去除。將去除該P(yáng)M的處理稱為“PM復(fù)位”。
[0051]在PM復(fù)位時(shí)，控制裝置16向PM傳感器14的加熱器供給預(yù)定的電力，從而使PM傳感器14的元件部過熱并升溫。由此，使附著于PM傳感器14的元件部上的PM燃燒并去除。并且，此處PM復(fù)位期間內(nèi)的元件部的溫度被設(shè)為高于500°C，更優(yōu)選被設(shè)為高于700°C?；蛘?，也可以將PM復(fù)位期間內(nèi)的元件部的目標(biāo)溫度設(shè)定為高于500°C，更優(yōu)選設(shè)定為高于7000C，并向加熱器供給電力。由于PM燃燒的溫度為約500°C?約650°C，因此當(dāng)將復(fù)位溫度設(shè)為700°C以上(優(yōu)選為700°C?800°C )時(shí)，能夠提高PM燃燒的可靠性。
[0052](3) DPF的故障判斷
[0053]當(dāng)DPF6發(fā)生故障時(shí)，通過DPF6而向DPF6的下游排放的PM量增加。與此相伴，在PM傳感器14的電極20、22之間堆積的PM堆積量逐漸增加，傳感器輸出增大。也就是說，能夠根據(jù)傳感器輸出來實(shí)施DPF6的故障判斷。
[0054]具體而言，在本實(shí)施方式I中，控制裝置16在執(zhí)行PM復(fù)位從而將堆積于元件部上的PM去除后，根據(jù)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后的PM傳感器14的輸出，對(duì)在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)向DPF6下游排放的PM排放量進(jìn)行檢測(cè)。另一方面，在DPF6正常發(fā)揮功能的情況下，按照模型，對(duì)被推斷為在該預(yù)定的期間內(nèi)向DPF6的后方(下游)排放的PM量(以下，也稱為“推斷PM排放量”)進(jìn)行推斷?？刂蒲b置16對(duì)所推斷出的PM量、和基于PM傳感器14的輸出的PM排放量進(jìn)行比較。其結(jié)果為，在基于PM傳感器14的輸出的PM排放量大于推斷PM排放量的情況下，判斷為DPF6存在故障。并且，由于在該判斷中所使用的推斷PM排放量包括被容許的誤差，因此成為加上了某種程度的富余量的值。
[0055](4)DPF6 的再生
[0056]當(dāng)DPF6繼續(xù)捕集廢氣中的PM時(shí)，不久后，堆積于DPF6中的PM的量達(dá)到極限，成為再也無法捕集PM的狀態(tài)。為了避免這種狀態(tài)，在DPF6的PM堆積量達(dá)到某種程度的階段，將PM燃燒去除，從而實(shí)施DPF6的再生處理。
[0057]具體而言，在DPF6的再生處理中，控制裝置16例如實(shí)施在燃料噴射后再次噴射燃料的控制、延遲噴射正時(shí)的控制等的、按照預(yù)定的控制程序而使排放溫度上升的控制。由此，堆積于DPF6中的PM被燃燒去除。通過在固定時(shí)間執(zhí)行這種PM的燃燒去除，從而去除了堆積于DPF6中的大部分的PM，DPF6的再生完畢。
[0058]并且，通常，控制裝置16通過根據(jù)模型等來對(duì)從內(nèi)燃機(jī)2排放的廢氣的PM量進(jìn)行推斷，從而對(duì)堆積于DPF6中的PM的量進(jìn)行推斷。而且，以所推斷出的量達(dá)到預(yù)定的量之時(shí)作為DPF6的再生時(shí)刻，而執(zhí)行上述的再生處理。另外，在DPF6的再生處理之后，為了對(duì)堆積于元件部上的PM進(jìn)行一次去除，而執(zhí)行PM復(fù)位。
[0059][本實(shí)施方式I的特征控制]
[0060]可是，在本實(shí)施方式I中配置有SCR系統(tǒng)8。在SCR系統(tǒng)中，從尿素水噴射閥10向排氣路徑4噴出尿素水。
[0061]排氣路徑4內(nèi)及NOx催化劑12中的、下式(I)的熱解反應(yīng)和下式(2)的加水分解反應(yīng)的結(jié)果為，由尿素水生成氨(NH3)。
[0062]CO (NH2) 2 — NH3+HCN0....(I)
[0063]HCN0+H20 — NH3+C02....(2)
[0064]NOx催化劑12以如上所述通過尿素水的分解而生成的氨作為還原劑將NOx還原，從而對(duì)廢氣進(jìn)行凈化。
[0065]圖3為用于對(duì)以尿素水為試樣且該試樣相對(duì)于溫度的狀態(tài)變化進(jìn)行說明的圖。如圖3所示，在高于約190°C的溫度區(qū)域內(nèi)，試樣如上述(I)、(2)所示充分分解，從而生成了氨。
[0066]另一方面，在低于約10CTC的低溫下，試樣以尿素水的狀態(tài)存在，但是，當(dāng)超過約10CTC時(shí)水分蒸發(fā)而尿素結(jié)晶化。此時(shí)，試樣作為絕緣體而存在。尿素在達(dá)到約130°c時(shí)發(fā)生液化。而且，在約135°C下，試樣開始熱解反應(yīng)(上述(I)式)。在圖3的約130?135°C的第二溫度區(qū)域T2內(nèi)，尿素成為液體的狀態(tài)。此時(shí)，試樣作為衍生物而存在。達(dá)到約135°C時(shí)，尿素發(fā)生氣化，在上述(I)的被熱解后的狀態(tài)下，試樣再次成為絕緣體。
[0067]在約160°C下尿素與異氰酸發(fā)生反應(yīng)，開始生成縮二脲(C2H5N302)。而且，含有縮二脲的試樣在約175?190°C的第三溫度區(qū)域T3內(nèi)變成液體，試樣成為導(dǎo)電體。之后，當(dāng)達(dá)到約190°C時(shí)縮二脲被分解。在高于約190°C的第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)，試樣為絕緣體。
[0068]根據(jù)上述的變化，當(dāng)在上述的尿素水的熱解反應(yīng)(I)或加水分解反應(yīng)(2)不充分的狀態(tài)下被向NOx催化劑12供給時(shí)，存在尿素水或異氰酸、縮二脲等的、尿素及源自尿素的物質(zhì)(以下，也稱為“尿素相關(guān)物質(zhì)”)被向NOx催化劑12的下游排放的情況。并且，在以下的實(shí)施方式中，源自尿素水的尿素相關(guān)物質(zhì)未包含在上述的因內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行而產(chǎn)生的PM中，而是區(qū)別地被表示。
[0069]由于所排放的尿素相關(guān)物質(zhì)在如上所述尤其處于具有導(dǎo)電性的狀態(tài)時(shí)，附著于PM傳感器14的電極20、22上，因此，可以認(rèn)為傳感器輸出將急劇地發(fā)生變動(dòng)。這種情況下的傳感器輸出的變化與廢氣中的實(shí)際的PM堆積量無關(guān)。因此，在這種情況下，成為難以以高精度且穩(wěn)定地執(zhí)行DPF6的故障判斷等的狀態(tài)。
[0070]在此，在本實(shí)施方式I中，在推斷出影響傳感器輸出這樣的尿素相關(guān)物質(zhì)附著于PM傳感器14的元件部上的狀態(tài)的情況下，實(shí)施使元件部的溫度上升的控制，直到上升至能夠分解并去除尿素相關(guān)物質(zhì)的溫度為止。并且，在以下的實(shí)施方式中，根據(jù)情況，“附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)”是指附著有能夠影響傳感器輸出的尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)。
[0071]在本實(shí)施方式I的控制中，具體而言，使PM傳感器14的元件部上升至與縮二脲的分解溫度相比而較高、且與PM開始燃燒的溫度相比而較低的第一溫度區(qū)域Tl。更加優(yōu)選為，使元件部升溫，以使元件部的溫度高于190°C、且處于作為190°C附近的溫度的溫度區(qū)域內(nèi)。雖然PM在約300°C下燃燒，但是如果連附著于元件部上的PM都去除掉，則認(rèn)為DPF6的故障檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生誤差。另外，當(dāng)元件溫度達(dá)到高溫時(shí)，傳感器的檢測(cè)性能將降低。因此，為了避免過度的升溫，而設(shè)定為高于縮二脲的分解溫度(190°C)的高溫、且接近分解溫度的溫度。
[0072]“附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)”能夠根據(jù)傳感器輸出的變化量而進(jìn)行推斷。如上所述，在影響傳感器的尿素相關(guān)物質(zhì)、即作為導(dǎo)電體而存在的尿素相關(guān)物質(zhì)附著于PM傳感器14的電極20、22之間的情況下，由于電阻因電極20、22之間的導(dǎo)電性的變化而大幅發(fā)生變化，因此傳感器輸出也大幅發(fā)生變化。該變化與PM的堆積所導(dǎo)致的傳感器輸出的緩慢的變化相比，將變?yōu)榧眲∏掖蠓淖兓?br>
[0073]因此，在本實(shí)施方式I中，對(duì)某一時(shí)間的傳感器輸出的變化的斜率進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該斜率是否大于第一基準(zhǔn)值Refl，來辨別是否處于“附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)”。此處的第一基準(zhǔn)值Refl為，與通常的PM堆積時(shí)所發(fā)生的輸出變化的斜率的范圍的上限值相比而較大的值，并且是作為導(dǎo)電體的尿素相關(guān)物質(zhì)的附著所引起的變化的范圍的下限值附近的值。作為第一基準(zhǔn)值Refl，最優(yōu)值可以通過實(shí)驗(yàn)等而預(yù)先求出，并被存儲(chǔ)于控制裝置16中。
[0074]圖4為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式I中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。圖4的程序?yàn)樵趦?nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行中每隔固定時(shí)間而被重復(fù)執(zhí)行的程序。在圖4的程序中，首先，辨別內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)后的排氣路徑4的干燥、排水是否完畢(S102)。為了防止PM傳感器14的元件開裂，PM傳感器14需要在排氣路徑4的干燥、排水完畢后開始使用。因此，在內(nèi)燃機(jī)2啟動(dòng)后，需要等待排氣路徑4的干燥、排水成為完畢的狀態(tài)。因此，在步驟S102中，每隔固定時(shí)間重復(fù)執(zhí)行步驟S102的辨別處理，直到確認(rèn)干燥、排水完畢為止。
[0075]在步驟S102中，當(dāng)確認(rèn)到干燥、排水完畢時(shí)，接下來，對(duì)PM傳感器14的傳感器輸出進(jìn)行檢測(cè)(S104)，對(duì)是否達(dá)到第二基準(zhǔn)值Ref2進(jìn)行辨別(S106)。第二基準(zhǔn)值Ref2為如下的值，即，在PM傳感器14的電極20、22之間堆積某種程度的PM，在成為穩(wěn)定地獲得與PM堆積量相對(duì)應(yīng)的傳感器輸出的狀態(tài)時(shí)所發(fā)出的輸出的下限值附近的值。該值預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等而求出，并被存儲(chǔ)在控制裝置16中。在此，在傳感器輸出未達(dá)到第二基準(zhǔn)值的狀態(tài)下，傳感器輸出的偏差較多，從而難以穩(wěn)定地執(zhí)行DPF6的故障判斷。因此，當(dāng)在步驟S106中未確認(rèn)為傳感器輸出 >第二基準(zhǔn)值Ref2成立的情況下，則返回步驟S104，再次執(zhí)行步驟S104?S106的傳感器輸出的檢測(cè)和基于此的辨別處理。
[0076]另一方面，當(dāng)在步驟S106中確認(rèn)傳感器輸出 >第二基準(zhǔn)值Ref2的成立時(shí)，接下來，對(duì)現(xiàn)在的傳感器輸出的變化斜率進(jìn)行計(jì)算(S108)。具體而言，在傳感器輸出>第二基準(zhǔn)值Ref2之后，連續(xù)對(duì)固定時(shí)間的傳感器輸出進(jìn)行檢測(cè)，從而計(jì)算出該期間的傳感器輸出的變化的平均斜率。
[0077]接下來，在步驟S108中，對(duì)計(jì)算出的傳感器輸出的變化斜率是否大于第一基準(zhǔn)值Refl進(jìn)行辨別(S110)。第一基準(zhǔn)值Refl為如下的值，即，如上所述被預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置16中的、用于對(duì)在元件部上附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行辨別的基準(zhǔn)值。在步驟SllO中，在未確認(rèn)到傳感器輸出變化的斜率>第一基準(zhǔn)值Refl成立的情況下，則未確認(rèn)到附著有尿素相關(guān)物質(zhì)。也就是說，傳感器輸出被判斷為與PM量相對(duì)應(yīng)的值。因此，加熱器被維持在斷開的狀態(tài)(S112)，本次的處理結(jié)束。在這種情況下，繼續(xù)實(shí)施根據(jù)其他控制程序而被執(zhí)行的、基于傳感器輸出的DPF6的故障判斷等的處理。
[0078]另一方面，在步驟SllO中確認(rèn)傳感器輸出變化的斜率>第一基準(zhǔn)值Refl成立的情況下，傳感器輸出變化異常，推斷出處于在元件部上附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)。在這種情況下，為了去除附著在PM傳感器14的元件部上的尿素相關(guān)物質(zhì)，開始使元件部升溫(S114) ο具體而言，將PM傳感器14向加熱器的電力供給設(shè)為導(dǎo)通。
[0079]接下來，對(duì)開始使元件部升溫后的保持時(shí)間是否長于基準(zhǔn)時(shí)間tl進(jìn)行辨別(S116)?；鶞?zhǔn)時(shí)間tl是指，元件部被升溫至作為縮二脲分解溫度的第一溫度區(qū)域Tl，縮二脲進(jìn)行完全分解所需的充分的時(shí)間。該時(shí)間通過實(shí)驗(yàn)等而求出，并被預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置16中。在步驟SI 16中，在未確認(rèn)保持時(shí)間>基準(zhǔn)時(shí)間tl成立的情況下，返回步驟SI 14，維持被設(shè)為加熱器導(dǎo)通的狀態(tài)，再次執(zhí)行步驟S116的辨別處理。
[0080]另一方面，在步驟S116中，在確認(rèn)到保持時(shí)間>基準(zhǔn)時(shí)間tl成立的情況下，判斷為附著在元件部上的尿素相關(guān)物質(zhì)已被去除。在這種情況下，接下來，加熱器被設(shè)為斷開(S112)。之后，本次的處理結(jié)束，繼續(xù)實(shí)施根據(jù)其他控制程序而被執(zhí)行的、基于傳感器輸出的DPF6的故障判斷等的處理。
[0081]如以上說明，在本實(shí)施方式I中，能夠推斷附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)。另外，在推斷附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的情況下，能夠通過元件部的升溫從而去除作為導(dǎo)電體的尿素相關(guān)物質(zhì)。
[0082]圖5為在檢測(cè)到相同的PM量的氣體的情況下的、對(duì)實(shí)施方式I的傳感器輸出與現(xiàn)有的傳感器輸 出之間的偏差進(jìn)行比較的圖。如圖5所示，通過本實(shí)施方式I的控制，從而能夠通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)去除元件部的尿素相關(guān)物質(zhì)，來抑制傳感器輸出的偏差。因此，根據(jù)本實(shí)施方式I的系統(tǒng)，能夠穩(wěn)定地執(zhí)行DPF6的故障判斷等。
[0083]另外，在本實(shí)施方式I中，使PM傳感器14的元件部升溫的情況僅為，推斷出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的情況，并且，該升溫時(shí)的溫度為，作為尿素相關(guān)物質(zhì)的縮二脲的分解溫度附近的溫度(第一溫度區(qū)域Tl)。因此，能夠抑制由于PM傳感器14的元件部的過度加熱而造成檢測(cè)精度反而降低的情況。
[0084]并且，在本實(shí)施方式I中，對(duì)根據(jù)傳感器輸出的變化的斜率而對(duì)尿素相關(guān)物質(zhì)向PM傳感器14的附著實(shí)施推斷的情況進(jìn)行了說明。但是，在本發(fā)明中，附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)也可以通過其他方法進(jìn)行推斷。
[0085]另外，在本發(fā)明中，對(duì)在內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行期間反復(fù)執(zhí)行圖4的程序的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此。圖4的程序可以為對(duì)內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)后的特定期間進(jìn)行限定而執(zhí)行的程序，所述啟動(dòng)后的特定期間包括:例如在PM量的檢測(cè)中，DPF6的故障判斷期間；或者內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)時(shí)的、特別是排氣路徑4或者元件部處于低溫的期間等。
[0086]實(shí)施方式2.[0087]本實(shí)施方式2的系統(tǒng)及PM傳感器14具有與實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)。實(shí)施方式2的系統(tǒng)在實(shí)施方式I的控制的基礎(chǔ)上追加實(shí)施以下的控制。
[0088]如實(shí)施方式I所示，在根據(jù)傳感器輸出的變化的斜率而推斷出附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，推斷出尿素相關(guān)物質(zhì)正在被向NOx催化劑12的下游排放。這樣，作為尿素相關(guān)物質(zhì)被向NOx催化劑12下游排放的一種可能性，可以認(rèn)為，被向DPF6的下游排放的PM附著在NOx催化劑12上，NO催化劑12的凈化性能降低。因此，在確認(rèn)附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，在本實(shí)施方式2中，實(shí)施對(duì)附著在NOx催化劑12上的PM進(jìn)行去除的控制。
[0089]具體而言，通過執(zhí)行上述的DPF6的再生處理，從而執(zhí)行附著在NOx催化劑12上的PM去除處理。即，通過執(zhí)行DPF6的再生處理，從而高溫的廢氣也流入NOx催化劑12。由此，能夠去除附著在NOx催化劑12上的PM。
[0090]在此，在實(shí)施方式2中，根據(jù)傳感器輸出的變化的大小，對(duì)尿素相關(guān)物質(zhì)的附著進(jìn)行推斷。但是，也可以認(rèn)為，傳感器輸出的變化是由與尿素相關(guān)物質(zhì)無關(guān)的其他因素導(dǎo)致的偏差而引起的。
[0091]因此，在本實(shí)施方式2中，例如，在對(duì)某一次的有無尿素相關(guān)物質(zhì)的附著進(jìn)行判斷的處理中，在推斷出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下，即，在傳感器輸出變化的斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl的情況下，首先，如實(shí)施方式I所示，執(zhí)行使元件部的溫度上升的處理。然后，在下一次對(duì)有無尿素相關(guān)物質(zhì)的附著進(jìn)行判斷的處理中，再次推斷出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下，確認(rèn)尿素相關(guān)物質(zhì)向NOx催化劑12下游流出，從而執(zhí)行上述的DPF6再生處理。也就是說，在本實(shí)施方式2中，僅在連續(xù)兩次推斷出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著狀態(tài)的情況下，執(zhí)行DPF6的再生處理。
[0092]圖6為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式2中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。圖6的程序除了在圖4的程序的SllO的處理之后加入了 S200?S208的處理這一點(diǎn)之外，與圖4的程序相同。
[0093]在圖6的程序中，如在圖4的程序中所說明的那樣，首先，執(zhí)行步驟S102?SllO的處理。在步驟SllO中，在未確認(rèn)傳感器輸出變化的斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl的情況下，本次的判斷結(jié)果作為“未附著有尿素相關(guān)物質(zhì)”而被存儲(chǔ)(S200)。之后，與圖4相同，加熱器被設(shè)為斷開狀態(tài)，本次的處理以這種狀態(tài)結(jié)束。
[0094]另一方面，在步驟SllO中，在確認(rèn)到傳感器輸出變化的斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl的情況下，接下來，對(duì)上一次的步驟SllO中的判斷結(jié)果是否為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”進(jìn)行辨別(S202)。上一次的步驟SllO的辨別處理的結(jié)果在上一次的處理中，與各種情況相對(duì)應(yīng)地被存儲(chǔ)在控制裝置16中。
[0095]在步驟S202中，在未確認(rèn)到上一次判斷為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”的情況下，與圖4的程序同樣地，執(zhí)行S114、S116的處理，之后，本次的判斷結(jié)果作為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”而被存儲(chǔ)(S204)。
[0096]之后，執(zhí)行S112的處理，本次的處理結(jié)束。即，加熱器在被通電的狀態(tài)下被保持基準(zhǔn)時(shí)間tl(S114、S116)。由此，元件部升溫至第一溫度區(qū)域Tl，電極20、22的尿素相關(guān)物質(zhì)被去除。之后，加熱器被斷開(S112)，本次的處理結(jié)束。
[0097]另一方面，在步驟S202中，在確認(rèn)上一次判斷為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”的情況下，接下來，執(zhí)行DPF6的再生處理(S206)。根據(jù)與本程序不同的被存儲(chǔ)在控制裝置16中的控制程序，執(zhí)行DPF6的再生處理。并且，在該DPF6的再生處理中，在再生處理結(jié)束后，還執(zhí)行PM復(fù)位。
[0098]因此，在執(zhí)行DPF6再生處理之后，本次的步驟SllO的判斷結(jié)果作為“不存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”而被存儲(chǔ)(S208)。之后，本次的處理結(jié)束，PM傳感器14通常根據(jù)測(cè)量的繼續(xù)等的各個(gè)控制程序而被使用。[0099]如以上說明的那樣，根據(jù)實(shí)施方式2，在連續(xù)判斷出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著狀態(tài)的情況下，通過執(zhí)行DPF6的再生處理，從而實(shí)施將附著在NOx催化劑12上的PM去除的處理。由此，能夠恢復(fù)由SCR系統(tǒng)8實(shí)施的凈化性能，并能夠抑制被向下游側(cè)排放的尿素相關(guān)物質(zhì)。
[0100]并且，在本實(shí)施方式2中，對(duì)為了去除NOx催化劑12的PM而執(zhí)行使廢氣的溫度上升的DPF6的再生處理的情況進(jìn)行了說明。但是，在本發(fā)明中，附著在NOx催化劑12上的PM的去除方法并不限定于此，也可以使用能夠有效地去除PM的其他方法。因此，在此，既可以通過DPF6的再生處理的其他方法而同時(shí)對(duì)NOx催化劑12的PM進(jìn)行去除，也可以與DPF6的再生無關(guān)而僅通過使NOx催化劑12升溫等來獨(dú)立地實(shí)施NOx催化劑12的PM去除處理。
[0101]另外，在本實(shí)施方式2中，對(duì)在連續(xù)兩次辨別出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著狀態(tài)的情況下實(shí)施NOx催化劑12的PM去除的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此，例如，在圖6的程序的SllO中，在一次辨別出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著狀態(tài)的情況下，也可以不執(zhí)行S202的處理，而直接實(shí)施DPF6的再生控制等的、NOx催化劑12的PM去除處理。另外，并不限于連續(xù)兩次辨別出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著狀態(tài)的情況，也可以僅在連續(xù)三次以上的多次辨別出附著狀態(tài)的情況下，執(zhí)行DPF6的再生控制。
[0102]實(shí)施方式3.[0103]本實(shí)施方式3的系統(tǒng)及PM傳感器具有與圖1、圖2相同的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方式3的系統(tǒng)中，控制裝置16在實(shí)施方式I的控制的基礎(chǔ)上實(shí)施以下的控制。
[0104]在實(shí)施方式I的某一次的判斷有無尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的處理中，在推斷出尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下，即，在傳感器輸出變化的斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl的情況下，在該次處理中，如實(shí)施方式I那樣，實(shí)施使元件部的溫度上升的處理。在這種情況下，可以推測(cè)在下一次處理中處于尿素相關(guān)物質(zhì)被繼續(xù)排放的環(huán)境。因此，在上一次確認(rèn)了尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下，在使元件溫度維持于Tl從而尿素相關(guān)物質(zhì)未附著的狀態(tài)下，執(zhí)行本次的DPF6的故障判斷。
[0105]其結(jié)果為，例如，在得到與上一次的DPF6的故障判斷相同的結(jié)果的情況下，確認(rèn)PM傳感器14及其判斷結(jié)果為正常。另一方面，在第一次的判斷與第二次的判斷不同的情況下，可以認(rèn)為，PM傳感器14所產(chǎn)生的輸出偏差并非是尿素相關(guān)物質(zhì)的影響，而是由PM傳感器14的故障或其他因素所引起的。另外，在這種情況下，DPF6的故障檢測(cè)可能為誤判。因此，在這種情況下，執(zhí)行PM復(fù)位等的必要的控制。
[0106]圖7為在本發(fā)明的實(shí)施方式3中控制裝置16所執(zhí)行的控制的程序。圖7的程序除了加入S302~S306的處理這一點(diǎn)之外，與圖4的程序相同。在該程序中，首先，辨別是否確認(rèn)開始用于本次的故障判斷的傳感器輸出檢測(cè)(S302)。在確認(rèn)到開始實(shí)施傳感器輸出的檢測(cè)之前的期間內(nèi)，反復(fù)執(zhí)行步驟S302的處理。
[0107]在步驟S302中，當(dāng)確認(rèn)到開始實(shí)施傳感器檢測(cè)時(shí)，接下來，確認(rèn)排水是否完畢(S102)。在未確認(rèn)排氣路徑4的排水、干燥的處理完畢的情況下，返回步驟S102。即，在確認(rèn)到排水完畢之前的期間內(nèi)，反復(fù)執(zhí)行步驟S102的辨別處理。
[0108] 接下來，辨別在上一次執(zhí)行該程序時(shí)的判斷中是否判斷為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”(S304)。也就是說，辨別在上一次的程序中是否確認(rèn)傳感器輸出的變化的斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl。上一次的程序中的辨別結(jié)果被存儲(chǔ)在控制裝置16中。
[0109]在步驟S304中，在上一次未確認(rèn)判斷為“存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著”的情況下，接下來，與圖4相同，執(zhí)行步驟S104~S116及S112的處理。即，在檢測(cè)出傳感器輸出的斜率且該斜率大于第一基準(zhǔn)值Refl的情況下，元件部被加熱至第一溫度區(qū)域。并且，此時(shí)的步驟SllO的結(jié)果作為本次的處理結(jié)果而被存儲(chǔ)在控制裝置中。
[0110]另一方面，在步驟S304中，在確認(rèn)尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下，接下來，元件溫度被維持在第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)(S306)。在此，第一溫度區(qū)域Tl為，高于作為尿素相關(guān)物質(zhì)的縮二脲被分解的溫度、且低于PM燃燒的溫度的溫度區(qū)域。通過將元件部維持在第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)，從而附著在元件部上的尿素相關(guān)物質(zhì)被去除，能夠排除由導(dǎo)電體的尿素相關(guān)物質(zhì)引起的、對(duì)傳感器輸出的影響。在該狀態(tài)下，另外根據(jù)存儲(chǔ)在控制裝置16中的控制程序，將DPF6的故障判斷設(shè)為繼續(xù)狀態(tài)(S308)，本次的處理結(jié)束。
[0111]之后，例如，根據(jù)其他的控制程序，確認(rèn)上一次與本次的DPF6的故障判斷結(jié)果是否相同等。由此，提高了 DPF6的故障判斷的精度。
[0112]如以上說明的那樣，在本實(shí)施方式3中，對(duì)在上一次確認(rèn)存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的情況下本次將元件溫度維持在第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)從而實(shí)施PM量的檢測(cè)的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此。例如，代替步驟S304，在上一次的故障判斷中，對(duì)是否辨別為存在DPF6的故障進(jìn)行辨別，在辨別為存在DPF6的故障的情況下，可以將元件溫度控制在第一基準(zhǔn)溫度區(qū)域Tl內(nèi)。在這種情況下，也能夠在抑制尿素相關(guān)物質(zhì)的附著的影響的狀態(tài)下，再次對(duì)上一次的故障判斷結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。因此，能夠以更高的精度實(shí)現(xiàn)DPF6的故障檢測(cè)。
[0113]實(shí)施方式4.[0114]實(shí)施方式4的系統(tǒng)及PM傳感器具有與圖1、圖2的PM傳感器相同的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方式4的系統(tǒng)中，在圖1的附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的情況下對(duì)該尿素相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行去除的處理的基礎(chǔ)上，實(shí)施維 持未附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的處理。
[0115]在此，例如，在吸入空氣量Ga較大的情況下，由于廢氣的流動(dòng)加快，因此，尿素相關(guān)物質(zhì)容易被向SCR系統(tǒng)8的下游排放。同樣，在尿素當(dāng)量比比較高、即尿素的投入量較多的情況下、或者NOx催化劑12的溫度為低溫的情況下等，尿素相關(guān)物質(zhì)也容易被向SCR系統(tǒng)8的下游排放。
[0116]因此，在實(shí)施方式4的系統(tǒng)中，在上述這種預(yù)測(cè)出尿素相關(guān)物質(zhì)的排放的環(huán)境中，執(zhí)行預(yù)先抑制尿素相關(guān)物質(zhì)在元件部上的附著的處理。具體而言，在推測(cè)尿素相關(guān)物質(zhì)的排放量增加的運(yùn)行條件下實(shí)施控制，以使元件部的溫度不在作為尿素的液相溫度的130~135°C的第二溫度區(qū)域T2、作為縮二脲的分解溫度區(qū)域的175~190°C的第三溫度區(qū)域T3內(nèi)。由此，特別是能夠預(yù)先防止給傳感器輸出帶來影響的導(dǎo)電性的尿素相關(guān)物質(zhì)的附著，從而抑制傳感器輸出的偏差。
[0117]圖8為用于對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式4中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序進(jìn)行說明的流程圖。圖8的程序?yàn)橄扔趫D4的程序而被執(zhí)行的程序。具體而言，在圖8的程序中，首先，對(duì)現(xiàn)在是否處于預(yù)想到尿素相關(guān)物質(zhì)的排放的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行辨別(S402)。推測(cè)尿素相關(guān)物質(zhì)的排放的運(yùn)行狀態(tài)被實(shí)現(xiàn)的條件，被預(yù)先確定并被存儲(chǔ)在控制裝置16內(nèi)。因此，在此，對(duì)是否處于滿足存儲(chǔ)于控制裝置16中的條件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行辨別。
[0118]在步驟S402中，在未確認(rèn)到推測(cè)尿素相關(guān)物質(zhì)的排放的情況下，本次的處理結(jié)束。另一方面，在步驟S402中，當(dāng)確認(rèn)到處于尿素被排放的環(huán)境時(shí)，接下來，對(duì)現(xiàn)在的元件溫度進(jìn)行檢測(cè)(S404)。在此，通過對(duì)加熱器的電阻進(jìn)行檢測(cè)，從而求出元件溫度。[0119]接下來，對(duì)元件溫度是否為第二溫度區(qū)域T2或者第三溫度區(qū)域T3內(nèi)的溫度進(jìn)行辨別(S406)。溫度區(qū)域Τ2為尿素的液相溫度區(qū)域，溫度區(qū)域Τ3為縮二脲的分解溫度區(qū)域。在步驟S406中，在未確認(rèn)溫度在第二溫度區(qū)域Τ2內(nèi)或者第三溫度區(qū)域Τ3內(nèi)的情況下，加熱器被設(shè)為斷開(S408)。之后，本次的處理結(jié)束。
[0120]另一方面，在步驟S406中，當(dāng)確認(rèn)元件溫度在第二溫度區(qū)域Τ2內(nèi)或者第三溫度區(qū)域Τ3內(nèi)時(shí)，接下來，加熱器被通電，元件部被升溫(S410)。由此，例如在溫度在第二溫度區(qū)域Τ2內(nèi)的情況下，元件溫度被控制在高于第二溫度區(qū)域Τ2且低于第三溫度區(qū)域Τ3的范圍內(nèi)，或者被控制與第三溫度區(qū)域Τ3相比為高溫的第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)。另外，在元件溫度在第三溫度區(qū)域Τ3內(nèi)的情況下，元件溫度被控制在第一溫度區(qū)域Tl內(nèi)。由此，能夠抑制尿素相關(guān)物質(zhì)以導(dǎo)電體的狀態(tài)附著在元件部上的情況。然后，本次的處理結(jié)束。
[0121]在本實(shí)施方式4中，以上的圖8的程序結(jié)束后，繼續(xù)執(zhí)行圖4的程序。在此，假設(shè)即使在尿素相關(guān)物質(zhì)容易被排放的環(huán)境下，也預(yù)先實(shí)施控制以使導(dǎo)電性物質(zhì)難以附著在元件部上。因此，在步驟SllO中，容易辨別不存在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著(B卩，容易辨別輸出變化的斜率>第一基準(zhǔn)值Refl)，在這種情況下，能夠有效地繼續(xù)執(zhí)行PM量的測(cè)量及基于此的DPF6的故障判斷。
[0122]但是，本發(fā)明并不限定于在圖8的程序之后立即執(zhí)行圖4的程序的情況。圖8中所說明的本實(shí)施方式4的控制與圖4無關(guān)，在尿素相關(guān)物質(zhì)的附著不令人滿意的環(huán)境中，能夠適當(dāng)獨(dú)立地執(zhí)行。由此，根據(jù)需要，能夠有效地抑制以導(dǎo)電體的狀態(tài)存在的尿素相關(guān)物質(zhì)附著在PM傳感器14的元件部上的情況。
[0123]除了在以上的實(shí)施方式中提及各個(gè)要素的個(gè)數(shù)、數(shù)量、量、范圍等的數(shù)字的情況、特別是明示的情況或者理 論性地明確限定于該數(shù)字的情況外，本發(fā)明并不現(xiàn)定于所提及的數(shù)字。另外，在該實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)或制造工序等，除了特別明示的情況或理論性地明確限定于該結(jié)構(gòu)或制造工序的情況外，并非是本發(fā)明所必要的。
[0124]符號(hào)說明
[0125]2 內(nèi)燃機(jī)
[0126]4 排氣路徑
[0127]8 SCR 系統(tǒng)
[0128]10 噴射閥
[0129]12 NOx 催化劑
[0130]14 PM 傳感器
[0131]16 控制裝置
[0132]18 絕緣基材
[0133]20、22 電極
[0134]Refl第一基準(zhǔn)值
[0135]Ref 2第二基準(zhǔn)值
[0136]Tl 第一溫度區(qū)域
[0137]Τ2 第二溫度區(qū)域
[0138]Τ3 第三溫度區(qū)域
[0139]tl 基準(zhǔn)時(shí)間
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制， 所述內(nèi)燃機(jī)具備: 選擇性催化還原系統(tǒng)，其被配置在排氣路徑上； 微粒傳感器，其被配置在所述選擇性催化還原系統(tǒng)的下游，并發(fā)出與附著在元件部上的微粒量相對(duì)應(yīng)的輸出， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，具備: 檢測(cè)單元，其對(duì)在所述元件部上附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)； 溫度控制單元，在檢測(cè)出所述附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，所述溫度控制單元使所述元件部上升至第一溫度區(qū)域，所述第一溫度區(qū)域高于所述尿素相關(guān)物質(zhì)發(fā)生氣化的溫度、且低于所述微粒發(fā)生燃燒的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)單元根據(jù)所述微粒傳感器的輸出的變化量，而對(duì)所述附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具備去除單元，在 檢測(cè)出所述附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，所述去除單元執(zhí)行對(duì)附著在所述選擇性催化還原系統(tǒng)的催化劑上的微粒進(jìn)行去除的處理。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在所述排氣路徑上的所述微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器， 所述去除單元通過執(zhí)行對(duì)堆積在所述微粒捕集用過濾器中的微粒進(jìn)行去除的處理，從而對(duì)附著在所述催化劑上的微粒進(jìn)行去除。
5.如權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述去除單元通過執(zhí)行使所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣的溫度上升的控制，從而執(zhí)行所述微粒的去除。
6.如權(quán)利要求3至5中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在通過所述檢測(cè)單元而連續(xù)多次檢測(cè)出所述附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，所述去除單元執(zhí)行對(duì)所述微粒進(jìn)行去除的處理。
7.如權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在所述排氣路徑上的所述微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備判斷單元，所述判斷單元根據(jù)所述微粒傳感器的輸出，而實(shí)施所述微粒捕集用過濾器的故障判斷， 在上一次通過所述檢測(cè)單元而檢測(cè)出所述附著有尿素相關(guān)物質(zhì)的狀態(tài)的情況下，在本次的所述故障判斷被執(zhí)行時(shí)，所述溫度控制單元使所述元件部升溫至所述第一溫度區(qū)域， 所述判斷單元在所述元件部被控制于所述第一溫度區(qū)域的狀態(tài)下，實(shí)施所述微粒捕集用過濾器的故障判斷。
8.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在所述排氣路徑上的所述微粒傳感器的上游，配置有用于對(duì)廢氣中的微粒進(jìn)行捕集的微粒捕集用過濾器，所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備判斷單元，所述判斷單元根據(jù)所述微粒傳感器的輸出，而實(shí)施所述微粒捕集用過濾器的故障判斷， 在上一次的故障判斷中判斷出所述微粒捕集用過濾器存在故障的情況下，在執(zhí)行本次的所述微粒捕集用過濾器的故障判斷時(shí)，所述溫度控制單元使所述元件部升溫至所述第一溫度區(qū)域， 所述判斷單元在所述元件部被控制在所述第一溫度區(qū)域的狀態(tài)下，實(shí)施本次的所述微粒捕集用過濾器的故障判斷。
9.如權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在檢測(cè)出處于所述尿素相關(guān)物質(zhì)被排放的預(yù)定的運(yùn)行條件的情況下，所述溫度控制單元將所述元件部的溫度控制為，尿素的液相溫度區(qū)域及縮二脲的分解溫度區(qū)域之外的溫度、且與所述微粒發(fā)生燃燒的溫度相比而較低的溫度。
10.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制， 所述內(nèi)燃機(jī)具備: 選擇性催化還原系統(tǒng)，其被配置在排氣路徑上； 微粒傳感器，其被配置在所述選擇性催化還原系統(tǒng)的下游，并發(fā)出與附著在元件部上的微粒量相對(duì)應(yīng)的輸出， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 在檢測(cè)出處于尿素相關(guān)物質(zhì)被排放到所述排氣路徑中的預(yù)定的運(yùn)行條件的情況下，將所述元件部的溫度控制為，尿素的液相溫度區(qū)域及縮二脲的分解溫度區(qū)域之外的溫度、且與微粒發(fā)生燃燒的溫度相比而較低的溫度。
【文檔編號(hào)】F01N3/023GK104024589SQ201180074397
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】橋田達(dá)弘, 西嶋大貴 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社