本發(fā)明涉及一種對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行凈化的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置。

背景技術(shù)：

已知一種在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中設(shè)置如下的SCR過濾器的技術(shù)，該SCR過濾器具有在過濾器中負(fù)載有SCR催化劑(選擇還原型NO_X催化劑)的結(jié)構(gòu)。在此，SCR催化劑具有將氨作為還原劑而對(duì)排氣中的NO_X進(jìn)行還原的功能。此外，過濾器具有對(duì)排氣中的顆粒狀物質(zhì)(Particulate Matter：以下,有時(shí)也稱之為“PM”)進(jìn)行捕集的功能。在具備這種SCR過濾器的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，通過被設(shè)置在排氣通道中的氨供給裝置而向該SCR過濾器中供給相當(dāng)于還原劑的氨。

此外，在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種涉及排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置的技術(shù)，該排氣凈化系統(tǒng)具備被設(shè)置在排氣通道中的SCR催化劑。在該專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，基于排氣凈化系統(tǒng)為正常時(shí)的凈化特性與排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的凈化特性之間的中間特性，來設(shè)定用于故障診斷的預(yù)定的閾值以及補(bǔ)正系數(shù)。而且，通過所設(shè)定的補(bǔ)正系數(shù)，來對(duì)將從SCR催化劑流出的NO_X流出量作為參數(shù)而計(jì)算出的NO_X凈化率進(jìn)行補(bǔ)正。通過對(duì)補(bǔ)正后的NO_X凈化率與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷。

此外，在非專利文獻(xiàn)1中，公開了如下情況，即，當(dāng)SCR過濾器中的PM堆積量增加時(shí)，存在被吸附在該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑上的氨量即氨吸附量變得易于增加的傾向。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2015-010589號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1："Physico-Chemical Modeling of an Integrated SCR on DPF(SCR/DPF)System,"SAE International Journal of Engines,August 2012vol.5no.3,958-974

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

已知一種基于SCR過濾器中的NO_X凈化率(在SCR過濾器中被還原的NO_X量相對(duì)于流入SCR過濾器的NO_X量的比例)而對(duì)具備該SCR過濾器的排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷的技術(shù)。在此，如上述的在先技術(shù)文獻(xiàn)中所公開的那樣，在SCR過濾器中，存在由于PM的堆積狀況的影響從而使該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑中的氨吸附量發(fā)生變動(dòng)的情況。當(dāng)SCR催化劑中的氨吸附量發(fā)生變動(dòng)時(shí)，伴隨于此，SCR過濾器的NO_X凈化率也會(huì)發(fā)生變動(dòng)。因此，為了使用SCR過濾器的NO_X凈化率而以較高精度實(shí)施排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷，需要考慮該SCR過濾器中的PM的堆積狀況的影響。

本發(fā)明為鑒于上述問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提高在對(duì)具備SCR過濾器的排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷時(shí)的診斷精度。

用于解決課題的方法

在SCR過濾器中，排氣中的PM會(huì)被進(jìn)行捕集，并且被捕集到的PM會(huì)逐漸地堆積。此時(shí)，在SCR過濾器中，PM首先會(huì)堆積在隔壁內(nèi)(即，在隔壁上所形成的細(xì)孔內(nèi))。并且，在隔壁內(nèi)的PM的堆積量達(dá)到了上限值之后，PM會(huì)堆積到隔壁的表面上。以下，有時(shí)也將PM堆積在SCR過濾器的隔壁內(nèi)的情況稱為“壁內(nèi)PM堆積”，將壁內(nèi)PM堆積正在進(jìn)行的期間稱為“壁內(nèi)PM堆積期間”。此外，有時(shí)也將SCR過濾器的隔壁內(nèi)的PM的堆積量稱為“壁內(nèi)PM堆積量”。此外，有時(shí)也將PM堆積在SCR過濾器的隔壁的表面上的情況稱為“表層PM堆積”，將表層PM堆積正在進(jìn)行的期間稱為“表層PM堆積期間”。此外，有時(shí)也將SCR過濾器的隔壁的表面上的PM的堆積量稱為“表層PM堆積量”。

如上文所述，一直以來，認(rèn)為當(dāng)SCR過濾器中的PM堆積量增加時(shí)，該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑中的氨吸附量處于變得易于增加的傾向之下。不過，到目前為止，SCR過濾器中的PM的堆積狀況與SCR催化劑中的氨吸附量的增加傾向的詳細(xì)的相關(guān)關(guān)系仍不明朗。然而，本發(fā)明的發(fā)明人新發(fā)現(xiàn)了如下傾向，即，雖然在SCR過濾器的壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)與壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比，SCR催化劑中的氨吸附量易于增加，但另一方面，SCR過濾器中的表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。在此，在壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)與壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比SCR催化劑中的氨吸附量容易增加的原因被認(rèn)為是，當(dāng)壁內(nèi)PM堆積量增加時(shí)該SCR催化劑中的氨的飽和吸附量將增加，伴隨于此，從該SCR催化劑脫離的氨量將會(huì)減少。另一方面，由于即使表層PM堆積量發(fā)生變化，但該SCR催化劑中的氨的飽和吸附量幾乎不會(huì)發(fā)生變化，因此從該SCR催化劑脫離的氨量幾乎不會(huì)發(fā)生變化。因此，認(rèn)為表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。本發(fā)明是使以上這種新的見解反映在使用了SCR過濾器中的NO_X凈化率的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中的發(fā)明。

更詳細(xì)而言，第一發(fā)明所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置對(duì)排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷，所述排氣凈化系統(tǒng)具有SCR過濾器和氨供給裝置，所述SCR過濾器被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中且具有在過濾器中負(fù)載有SCR催化劑的結(jié)構(gòu)，所述SCR催化劑具有將氨作為還原劑而對(duì)排氣中的NO_X進(jìn)行還原的功能，所述過濾器具有對(duì)排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集的功能，所述氨供給裝置向所述SCR過濾器中供給氨，在所述排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置中，具備：NO_X傳感器，其被配置在與所述SCR過濾器相比靠下游側(cè)的排氣通道中；NO_X凈化率計(jì)算部，其使用所述NO_X傳感器的檢測(cè)值來對(duì)所述SCR過濾器中的NO_X凈化率進(jìn)行計(jì)算；判斷部，其在由所述NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的所述SCR過濾器中的NO_X凈化率為預(yù)定的判斷凈化率以下時(shí)，判斷為所述排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了故障；設(shè)定部，其設(shè)定所述判斷凈化率，所述排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置將利用排氣的流量而對(duì)所述SCR過濾器的上游與下游之間的排氣壓力之差實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)化所得到的變換值設(shè)為差壓變換值，且將基于所述差壓變換值以外的參數(shù)而推斷出的所述SCR過濾器中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量被設(shè)為過濾器顆粒物堆積量時(shí)的、與所述過濾器顆粒物堆積量的每單位增加量相對(duì)應(yīng)的所述差壓變換值的增加量設(shè)為差壓變化率，并將檢測(cè)到由所述NO_X凈化率計(jì)算部所實(shí)施的NO_X凈化率的計(jì)算中所使用的所述NO_X傳感器的檢測(cè)值的時(shí)期設(shè)為傳感器檢測(cè)時(shí)期，所述設(shè)定部在所述傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的所述差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)，與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)相比將所述判斷凈化率設(shè)定為較大的值。

在本發(fā)明所涉及的排氣凈化系統(tǒng)中，通過氨供給裝置而向SCR過濾器供給作為還原劑的氨。而且，被供給的氨被吸附到SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑中。另外，氨供給裝置可以是將氨作為氣體或液體來進(jìn)行供給的裝置，此外，也可以是供給氨的前驅(qū)體的裝置。

此外，當(dāng)由于SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑的劣化等而導(dǎo)致該SCR過濾器的NO_X凈化功能下降時(shí)，該SCR過濾器中的NO_X凈化率將會(huì)下降。此外，在由于氨供給裝置中發(fā)生異常從而使被供給至SCR過濾器中的氨量少于所需的量的情況下，該SCR過濾器中的NO_X凈化率也會(huì)下降。因此，在本發(fā)明所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障中，不僅包括SCR過濾器的NO_X凈化功能的下降，也包括氨供給裝置的異常。

在本發(fā)明中，通過NO_X凈化率計(jì)算部，使用被設(shè)置在與SCR過濾器相比靠下游側(cè)的排氣通道中的NO_X傳感器的檢測(cè)值來對(duì)SCR過濾器中的NO_X凈化率進(jìn)行計(jì)算。而且，在SCR過濾器中的NO_X凈化率在預(yù)定的判斷凈化率以下時(shí)，通過判斷部而判斷為排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了故障。在此，判斷凈化率為，作為應(yīng)當(dāng)在SCR過濾器中的NO_X凈化率下降至該判斷凈化率以下的情況下診斷為排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了故障的閾值而被設(shè)定的值。

在此，根據(jù)上述的新的見解，即使SCR過濾器的NO_X凈化功能本身處于相同的狀態(tài)，并且被供給至SCR過濾器中的氨量相同，也會(huì)存在根據(jù)SCR過濾器中的PM堆積狀況從而SCR催化劑中的氨吸附量發(fā)生了不同的情況。若更詳細(xì)地進(jìn)行說明，則如上文所述，SCR過濾器中的PM堆積在壁內(nèi)PM堆積達(dá)到了上限值之后會(huì)向表層PM堆積推移。因此，如果是處于表層PM堆積期間內(nèi)，則壁內(nèi)PM堆積量始終為上限值。也就是說，表層PM堆積期間內(nèi)成為與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比壁內(nèi)PM堆積量較多的狀態(tài)。而且，在壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)，與壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比SCR催化劑內(nèi)的氨吸附量變得易于增加。因此，即使SCR過濾器的NO_X凈化功能本身處于相同的狀態(tài)、并且被供給至SCR過濾器中的氨量為相同，但在表層PM堆積期間內(nèi)，與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比SCR催化劑中的氨吸附量也會(huì)變多。

而且，SCR催化劑內(nèi)的氨吸附量越多，則在該SCR催化劑中被還原的NO_X量越多。因此，如果SCR催化劑內(nèi)的氨吸附量以外的與NO_X凈化率有關(guān)的參數(shù)的值為相同，則SCR催化劑內(nèi)的氨吸附量越多，則NO_X凈化率越升高。因此，即使SCR過濾器的NO_X凈化功能本身處于相同的狀態(tài)、并且被供給至SCR過濾器中的氨量相同，但在表層PM堆積期間內(nèi)，與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比通過NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率也會(huì)變高。

因此，如果在不考慮傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于表層PM堆積期間內(nèi)還是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的條件下而設(shè)定了成為排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷的閾值的判斷凈化率，則有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。因此，在本發(fā)明中，設(shè)定部根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于表層PM堆積期間內(nèi)還是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)而將判斷凈化率設(shè)定為不同的值。在此，傳感器檢測(cè)時(shí)期為，在SCR過濾器中的NO_X凈化率的計(jì)算中所使用的NO_X傳感器的檢測(cè)值被檢測(cè)到的時(shí)期。

具體而言，設(shè)定部在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)，與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)相比將判斷凈化率設(shè)定為較大的值。在此，差壓變化率為，與過濾器PM堆積量的每單位增加量相對(duì)應(yīng)的差壓變換值的增加量。另外，過濾器PM堆積量為基于差壓變換值以外的參數(shù)而推斷出的值。以此方式而被定義的差壓變化率在表層PM堆積期間內(nèi)，與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比成為較小的值。因此，本發(fā)明所涉及的預(yù)定的閾值被確定為，能夠區(qū)別是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)的值。

另外，雖然SCR過濾器中的PM堆積是在壁內(nèi)PM堆積達(dá)到了上限值之后向表層PM堆積推移的，但另一方面，SCR過濾器中的PM的氧化在隔壁內(nèi)以及隔壁的表面上均可能發(fā)生。因此，即使在SCR過濾器中的PM堆積向表層PM堆積暫時(shí)性地進(jìn)行了轉(zhuǎn)移之后，也存在壁內(nèi)PM堆積量由于隔壁內(nèi)的PM的氧化而減少的情況。在該情況下，當(dāng)PM的堆積再次開始時(shí)，PM會(huì)在隔壁內(nèi)再次進(jìn)行堆積(也就是說，從表層PM堆積向壁內(nèi)PM堆積轉(zhuǎn)移)。因此，僅基于自PM在SCR過濾器中開始堆積的時(shí)間點(diǎn)起的經(jīng)過時(shí)間或者過濾器PM堆積量(SCR過濾器整體的PM堆積量)來準(zhǔn)確地對(duì)是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分是較為困難的。因此，在本發(fā)明中，使用差壓變化率來作為用于對(duì)是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分的參數(shù)。

通過以上述方式來設(shè)定判斷凈化率，從而在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況相比，將判斷凈化率設(shè)定為較大的值。由此，即使由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率為受到了SCR過濾器中的PM堆積狀況的影響的值，也會(huì)將作為在故障判斷時(shí)與該NO_X凈化率進(jìn)行比較的比較對(duì)象的判斷凈化率設(shè)定為較為適當(dāng)?shù)闹?。因此，根?jù)本發(fā)明，能夠提高具備SCR過濾器的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，根據(jù)上述的新的見解，SCR過濾器中的表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。因此，SCR過濾器中的表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR過濾器的NO_X凈化率。因此，在本發(fā)明中，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值的情況下，設(shè)定部可以將相對(duì)于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量的變化量的判斷凈化率的變化量設(shè)為零來設(shè)定判斷凈化率。由此，只要傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)，則該傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量本身是多還是少將不會(huì)影響到判斷凈化率的設(shè)定。因此，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，SCR過濾器的溫度越低，則因PM堆積在SCR過濾器的隔壁內(nèi)而引起的SCR催化劑內(nèi)的氨吸附量的增加幅度越大。因此，在表層PM堆積期間內(nèi)，如果SCR過濾器的溫度以外的與NO_X凈化率有關(guān)的參數(shù)的值為相同，則SCR過濾器的溫度越低，NO_X凈化率越升高。因此，在本發(fā)明中，在于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)，與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)相比將判斷凈化率設(shè)定為較大的值的情況下，設(shè)定部也可以在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的SCR過濾器的溫度較低時(shí)，與該SCR過濾器的溫度較高時(shí)相比而將判斷凈化率設(shè)定為較大的值。由此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的SCR過濾器的溫度較低時(shí)，與該SCR過濾器的溫度較高時(shí)相比判斷凈化率將被設(shè)定為較大的值。因此，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

第二發(fā)明所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置對(duì)排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷，所述排氣凈化系統(tǒng)具有SCR過濾器和氨供給裝置，所述SCR過濾器被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中且具有在過濾器中負(fù)載有SCR催化劑的結(jié)構(gòu)，所述SCR催化劑具有將氨作為還原劑而對(duì)排氣中的NO_X進(jìn)行還原的功能，所述過濾器具有對(duì)排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集的功能，所述氨供給裝置向所述SCR過濾器供中供給氨，在所述排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置中，具備：NO_X傳感器，其被設(shè)置在與所述SCR過濾器相比靠下游側(cè)的排氣通道中；NO_X凈化率計(jì)算部，其使用所述NO_X傳感器的檢測(cè)值來對(duì)所述SCR過濾器中的NO_X凈化率進(jìn)行計(jì)算，所述排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置將利用排氣的流量而對(duì)所述SCR過濾器的上游與下游之間的排氣壓力之差實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)化所得到的變換值設(shè)為差壓變換值，且將基于所述差壓變換值以外的參數(shù)而推斷出的所述SCR過濾器中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量被設(shè)為過濾器PM堆積量時(shí)的、與所述過濾器PM堆積量的每單位增加量相對(duì)應(yīng)的所述差壓變換值的增加量設(shè)為差壓變化率，并將檢測(cè)到由所述NO_X凈化率計(jì)算部所實(shí)施的NO_X凈化率的計(jì)算中所使用的所述NO_X傳感器的檢測(cè)值的時(shí)期設(shè)為傳感器檢測(cè)時(shí)期，所述排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷裝置還具備：補(bǔ)正凈化率計(jì)算部，其通過使由所述NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的所述SCR過濾器中的NO_X凈化率以基于所述傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的所述差壓變化率而確定的預(yù)定的減少量而減少，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算；判斷部，其在由所述補(bǔ)正凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的所述補(bǔ)正凈化率在預(yù)定的判斷凈化率以下時(shí)，判斷為所述排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了故障，所述預(yù)定的判斷凈化率是假定所述SCR過濾器中未堆積有顆粒狀物質(zhì)而設(shè)定的值，所述補(bǔ)正凈化率計(jì)算部在所述傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的所述差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)，與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)相比將所述減少量設(shè)為較大。

在本發(fā)明中，判斷凈化率被確定為假定在SCR過濾器中未堆積有PM的情況下的判斷凈化率。也就是說，本發(fā)明所涉及的判斷凈化率為，作為應(yīng)當(dāng)在未堆積有PM的狀態(tài)下的SCR過濾器中的NO_X凈化率下降至該判斷凈化率以下的情況下診斷為排氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了故障的閾值而被設(shè)定的值。此外，在本發(fā)明中，通過使由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率以基于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率而確定的預(yù)定的減少量而減少，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。而且，通過對(duì)補(bǔ)正凈化率與判斷凈化率進(jìn)行比較，從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行判斷。

如上文所述，即使SCR過濾器的NO_X凈化功能本身為相同的狀態(tài)且向SCR過濾器中供給的氨量相同，在表層PM堆積期間內(nèi)，與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率也會(huì)變高。因此，在本發(fā)明中，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)、即傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)，與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)、即傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)相比，將在對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算時(shí)使NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率減少的減少量設(shè)為較大。由此，即使由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率為受到了SCR過濾器中的PM堆積狀況的影響的值，也會(huì)將作為在故障判斷時(shí)與判斷凈化率進(jìn)行比較的比較對(duì)象的補(bǔ)正凈化率計(jì)算為較為適當(dāng)?shù)闹?。因此，根?jù)本發(fā)明，與第一發(fā)明同樣，也能夠提高具備SCR過濾器的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

另外，在本發(fā)明中也可以采用如下方式，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值時(shí)、即傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)，將使NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率減少的減少量設(shè)為零。也就是說，也可以將由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率的值就此作為補(bǔ)正凈化率來使用。

此外，在本發(fā)明中也可以采用如下方式，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值的情況下，補(bǔ)正凈化率計(jì)算部將相對(duì)于所述傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的所述過濾器PM堆積量的變化量的、針對(duì)于由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率的減少量的變化量設(shè)為零，而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。由此，只要傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)，則該傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量本身是較多還是較少均不會(huì)影響到補(bǔ)正凈化率的計(jì)算。因此，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，在本發(fā)明中也可以采用如下方式，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率小于預(yù)定的閾值的情況下，當(dāng)將針對(duì)于由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率的減少量設(shè)為與該差壓變化率在該預(yù)定的閾值以上時(shí)相比而較大時(shí)，補(bǔ)正凈化率計(jì)算部在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的SCR過濾器的溫度較低時(shí)與該SCR過濾器的溫度較高時(shí)相比而將該減少量設(shè)為較大。由此，即使由NO_X凈化率計(jì)算部所計(jì)算出的NO_X凈化率為受到了SCR過濾器中的PM堆積狀況的影響的值，也會(huì)將作為在故障判斷時(shí)成為與判斷凈化率進(jìn)行比較的比較對(duì)象的補(bǔ)正凈化率計(jì)算為較為適當(dāng)?shù)闹怠Ｒ虼?，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高對(duì)具備SCR過濾器的排氣凈化系統(tǒng)是否發(fā)生了故障進(jìn)行診斷時(shí)的診斷精度。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖2為表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的ECU中的PM堆積量計(jì)算部的功能的框圖。

圖3為表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的ECU中的吸附量計(jì)算部的功能的框圖。

圖4為用于對(duì)SCR過濾器中的PM的堆積狀況對(duì)該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑的氨的飽和吸附量所帶來的影響進(jìn)行說明的圖。

圖5為表示SCR過濾器中的PM的堆積狀況與SCR催化劑的氨的飽和吸附量的關(guān)系的圖。

圖6為利用柱形圖來表示SCR過濾器中的NO_X凈化率的第一個(gè)圖。

圖7為表示與過濾器PM堆積量的增加相對(duì)應(yīng)的差壓變換值的推移的圖。

圖8為表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的流程的流程圖。

圖9為表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的過濾器溫度與補(bǔ)正系數(shù)α的關(guān)系的圖。

圖10為通過柱形圖來表示SCR過濾器中的NO_X凈化率的第二個(gè)圖。

圖11為表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的流程的流程圖。

圖12為表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的過濾器溫度與預(yù)定值βx的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖來對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。對(duì)于本實(shí)施例中所記載的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀以及其相對(duì)配置等，只要未特別地記載，則并不表示將發(fā)明的技術(shù)范圍僅限定于此的含義。

實(shí)施例1

圖1為表示本實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的內(nèi)燃機(jī)1為，以輕油為燃料的壓縮點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))。然而，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于以汽油等為燃料的火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)中。

內(nèi)燃機(jī)1具備向氣缸2內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥3。另外，在內(nèi)燃機(jī)1為火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)的情況下，燃料噴射閥3也可以被構(gòu)成為向進(jìn)氣口噴射燃料。

內(nèi)燃機(jī)1與進(jìn)氣通道4連接。在進(jìn)氣通道4中設(shè)置有空氣流量計(jì)40以及節(jié)氣門41?？諝饬髁坑?jì)40輸出與流通于進(jìn)氣通道4內(nèi)的進(jìn)氣(空氣)的量(質(zhì)量)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。節(jié)氣門41被配置在進(jìn)氣通道4中的與空氣流量計(jì)40相比靠下游側(cè)處。節(jié)氣門41通過對(duì)進(jìn)氣通道4內(nèi)的通道截面面積進(jìn)行變更來對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的吸入空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

內(nèi)燃機(jī)1與排氣通道5連接。在排氣通道5中設(shè)置有氧化催化劑50、SCR過濾器51、燃料添加閥52、以及尿素水添加閥53。SCR過濾器51以在通過多孔質(zhì)的基材而形成的壁流型的過濾器中負(fù)載SCR催化劑51a的方式而被構(gòu)成。過濾器具有對(duì)排氣中的PM進(jìn)行捕集的功能。SCR催化劑51a具有將氨作為還原劑而對(duì)排氣中的NO_X進(jìn)行還原的功能。因此，SCR過濾器51具有PM捕集功能以及NO_X凈化功能。氧化催化劑50被設(shè)置在與SCR過濾器51相比靠上游側(cè)的排氣通道5中。燃料添加閥52被設(shè)置在與氧化催化劑50相比進(jìn)一步靠上游側(cè)的排氣通道5中。燃料添加閥52向流通于排氣通道5內(nèi)的排氣中添加燃料。尿素水添加閥53被設(shè)置在與氧化催化劑50相比靠下游側(cè)且與SCR過濾器51相比靠上游側(cè)的排氣通道5中。尿素水添加閥53向流通于排氣通道5內(nèi)的排氣中添加尿素水。當(dāng)從尿素水添加閥53向排氣中添加尿素水時(shí)，該尿素水會(huì)被供給至SCR過濾器51。也就是說，作為氨的前驅(qū)體的尿素被供給至SCR過濾器51。在SCR過濾器51中，被供給的尿素通過水解而生成的氨被吸附在SCR催化劑51a上。然后，將被吸附在該SCR催化劑51a上的氨作為還原劑而將排氣中的NO_X還原。另外，也可以代替尿素水添加閥53而設(shè)置向排氣中添加氨氣的氨添加閥。

在與氧化催化劑50相比靠下游側(cè)且與尿素水添加閥53相比靠上游側(cè)的排氣通道5中，設(shè)置有O₂傳感器54、上游側(cè)溫度傳感器55以及上游側(cè)NO_X傳感器57。在與SCR過濾器51相比靠下游側(cè)的排氣通道5中設(shè)置有下游側(cè)溫度傳感器56以及下游側(cè)NO_X傳感器58。O₂傳感器54輸出與排氣的O₂濃度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。上游側(cè)溫度傳感器55以及下游側(cè)溫度傳感器56輸出與排氣的溫度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58輸出與排氣的NO_X濃度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。此外，在排氣通道5中設(shè)置有差壓傳感器59。差壓傳感器59輸出對(duì)應(yīng)于SCR過濾器51的上游與下游之間的排氣壓力之差(以下，有時(shí)也稱之為“過濾器差壓”)的電信號(hào)。

而且，在內(nèi)燃機(jī)1中同時(shí)設(shè)置有電子控制單元(ECU)10。ECU10是對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等進(jìn)行控制的單元。在ECU10上，除了上述的空氣流量計(jì)40、O₂傳感器54、上游側(cè)溫度傳感器55、上游側(cè)NO_X傳感器57、下游側(cè)溫度傳感器56、下游側(cè)NO_X傳感器58、以及差壓傳感器59之外，還電連接有加速器位置傳感器7以及曲軸位置傳感器8等各種傳感器。加速器位置傳感器7為輸出與未圖示的加速踏板的操作量(加速器開度)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的傳感器。曲軸位置傳感器8為輸出與內(nèi)燃機(jī)1的機(jī)械輸出軸(曲軸)的旋轉(zhuǎn)位置相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的傳感器。而且，這些傳感器的輸出信號(hào)被輸入至ECU10。ECU10基于下游側(cè)溫度傳感器56的輸出值來對(duì)SCR過濾器51的溫度(以下，有時(shí)也稱之為“過濾器溫度”)進(jìn)行推斷。此外，ECU10基于空氣流量計(jì)40的輸出值來對(duì)流入SCR過濾器51的排氣的流量(以下，有時(shí)也僅稱之為“排氣流量”)進(jìn)行推斷。

此外，在ECU10上電連接有上述的燃料噴射閥3、節(jié)氣門41、燃料添加閥52、以及尿素水添加閥53等各種設(shè)備。ECU10基于上述的各傳感器的輸出信號(hào)來對(duì)上述的各種設(shè)備進(jìn)行控制。例如，ECU10為了將SCR催化劑51a中的氨吸附量維持或調(diào)節(jié)為預(yù)定的目標(biāo)吸附量而對(duì)來自尿素水添加閥53的尿素水添加量進(jìn)行控制。另外，預(yù)定的目標(biāo)吸附量為，能夠確保SCR過濾器51中所需的NO_X凈化率、且基于實(shí)驗(yàn)等而被預(yù)先確定的能夠?qū)碜許CR過濾器51的氨的流出量抑制在容許的范圍內(nèi)的值。

此外，ECU10在通過后述的方法而推斷出的SCR過濾器51中的PM堆積量(以下，有時(shí)也稱之為“過濾器PM堆積量”)達(dá)到了預(yù)定堆積量時(shí)，通過從燃料添加閥52添加燃料而執(zhí)行過濾器再生處理。在過濾器再生處理中，通過從燃料添加閥52添加的燃料在氧化催化劑50中被氧化而生成的氧化熱來使SCR過濾器51升溫。其結(jié)果為，堆積于SCR過濾器51中的PM將被燃燒去除。

過濾器PM堆積量的推斷

在本實(shí)施例中，通過ECU10而以預(yù)定的運(yùn)算周期來對(duì)過濾器PM堆積量反復(fù)進(jìn)行計(jì)算。圖2為表示ECU10中的PM堆積量計(jì)算部的功能的框圖。PM堆積量計(jì)算部110為用于對(duì)過濾器PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的功能部，其通過在ECU10中執(zhí)行預(yù)定的程序而實(shí)現(xiàn)。另外，本實(shí)施例所涉及的PM堆積量計(jì)算部110是在未使用后述的差壓變換值的條件下對(duì)過濾器PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的，所述差壓變換值為，利用排氣的流量而對(duì)由差壓傳感器59所檢測(cè)到的過濾器差壓實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)化所得到的變換值。此外，在本實(shí)施例所涉及的PM堆積量計(jì)算部110中，在假定SCR過濾器51的PM捕集功能為正常的狀態(tài)的前提下，對(duì)過濾器PM堆積量進(jìn)行計(jì)算。

在PM堆積量計(jì)算部110中，通過對(duì)作為由SCR過濾器51所捕集的PM量的PM捕集量與作為在SCR過濾器51中被氧化的PM的量的PM氧化量進(jìn)行累計(jì)，從而計(jì)算出當(dāng)前的過濾器PM堆積量。詳細(xì)而言，PM堆積量計(jì)算部110具有PM捕集量計(jì)算部111和PM氧化量計(jì)算部112。PM捕集量計(jì)算部111將在與過濾器PM堆積量的運(yùn)算周期相對(duì)應(yīng)的第一預(yù)定期間內(nèi)通過SCR過濾器51而被捕集的PM量作為PM捕集量而進(jìn)行計(jì)算。PM氧化量計(jì)算部112將在第一預(yù)定期間內(nèi)于SCR過濾器51中被氧化的PM的量作為PM氧化量而進(jìn)行計(jì)算。

在PM捕集量計(jì)算部111中，被輸入有在第一預(yù)定期間內(nèi)從內(nèi)燃機(jī)1排出的PM量(以下，有時(shí)也僅稱之為“PM排出量”)。PM排出量能夠基于內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來進(jìn)行推斷。在PM捕集量計(jì)算部111中，通過使被輸入的PM排出量乘以預(yù)定的PM捕集率(在SCR過濾器51中被捕集到的PM量相對(duì)于流入SCR過濾器51的PM量的比例)，從而對(duì)PM捕集量進(jìn)行計(jì)算。另外，預(yù)定的PM捕集率也可以是基于排氣流量而推斷出的值。

另一方面，在PM氧化量計(jì)算部112中，輸入有過濾器溫度、流入SCR過濾器51的排氣的O₂濃度(以下，有時(shí)也稱之為“流入O₂濃度”)、以及流入SCR過濾器51的排氣的NO₂濃度(以下，有時(shí)也稱之為“流入NO₂濃度”)。過濾器溫度能夠基于下游側(cè)溫度傳感器56的輸出值而進(jìn)行推斷。流入O₂濃度通過O₂傳感器54而被檢測(cè)出。另外，流入O₂濃度也能夠基于排氣的空燃比或內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等而進(jìn)行推斷。流入NO₂濃度能夠基于空氣流量計(jì)40的輸出值、上游側(cè)溫度傳感器55的輸出值、以及上游側(cè)NO_X傳感器57的輸出值等而進(jìn)行推斷。更詳細(xì)而言，能夠基于上游側(cè)NO_X傳感器57的輸出值以及排氣流量而對(duì)排氣中的NO_X量來進(jìn)行推斷。此外，能夠基于根據(jù)上游側(cè)溫度傳感器55的輸出值所推斷出的氧化催化劑50的溫度、以及排氣流量來對(duì)排氣中的NO_X量中的NO₂量的比例進(jìn)行推斷。而且，能夠基于這些排氣中的NO_X量、以及排氣中的NO_X量中的NO₂量的比例的推斷值等來對(duì)流入NO₂濃度進(jìn)行推斷。并且，PM氧化量計(jì)算部112中輸入有在上一次的運(yùn)算中所計(jì)算出的過濾器PM堆積量(以下，有時(shí)也稱之為“堆積量前次值”)。而且，在PM氧化量計(jì)算部112中，基于被輸入的過濾器溫度、流入O₂濃度、流入NO₂濃度、以及堆積量前次值而對(duì)PM氧化量進(jìn)行計(jì)算。

而且，在PM堆積量計(jì)算部110中，通過針對(duì)堆積量前次值而加上作為增加量的PM捕集量，并且減去作為減少量的PM氧化量，從而計(jì)算出本次的過濾器PM堆積量(當(dāng)前的過濾器PM堆積量)。被計(jì)算出的本次的過濾器PM堆積量在下一次的運(yùn)算時(shí)作為堆積量前次值而被使用。

另外，本發(fā)明所涉及的過濾器PM堆積量的計(jì)算方法并不限定于上述那樣的方法。作為本發(fā)明所涉及的過濾器PM堆積量，只要是使用了后述的差壓變換值以外的參數(shù)的計(jì)算方法，則可以采用任何公知的方法。

氨吸附量的推斷

此外，在本實(shí)施例中，通過ECU10而以預(yù)定的運(yùn)算周期對(duì)作為被吸附在SCR催化劑51a中的氨量的氨吸附量反復(fù)進(jìn)行計(jì)算。圖3為表示ECU10中的吸附量計(jì)算部的功能的框圖。吸附量計(jì)算部120為用于對(duì)SCR催化劑51a中的氨吸附量進(jìn)行計(jì)算的功能部，其通過在ECU10中執(zhí)行預(yù)定的程序而實(shí)現(xiàn)。另外，在本實(shí)施例所涉及的吸附量計(jì)算部120中，是在假定SCR過濾器51的NO_X凈化功能為正常的狀態(tài)的前提下來對(duì)氨吸附量進(jìn)行計(jì)算的。此外，在本實(shí)施例所涉及的吸附量計(jì)算部120中，是在假定SCR過濾器51中未堆積有PM的前提下來對(duì)氨吸附量進(jìn)行計(jì)算的(也就是說，通過吸附量計(jì)算部120所計(jì)算出的氨吸附量的值為，未考慮后述的這種由SCR過濾器51中的PM堆積狀況所導(dǎo)致的對(duì)SCR催化劑51a中的氨吸附量造成的影響的值)。

在吸附量計(jì)算部120中，通過對(duì)作為向SCR過濾器51供給的氨量的氨供給量、作為SCR催化劑51a中的NO_X的還原所消耗的氨量的氨消耗量、以及作為從SCR催化劑51a脫離的氨量的氨脫離量進(jìn)行累計(jì)，從而計(jì)算出當(dāng)前的氨吸附量。詳細(xì)而言，吸附量計(jì)算部120具有消耗量計(jì)算部121和脫離量計(jì)算部122。消耗量計(jì)算部121將在與氨吸附量的運(yùn)算周期相對(duì)應(yīng)的第二預(yù)定期間內(nèi)SCR催化劑51a中的NO_X的還原所消耗的氨量作為氨消耗量而進(jìn)行計(jì)算。脫離量計(jì)算部122將在第二預(yù)定期間內(nèi)從SCR催化劑脫離的氨量作為氨脫離量而進(jìn)行計(jì)算。此外，在吸附量計(jì)算部120中，將在第二預(yù)定期間內(nèi)被供給至SCR過濾器51的氨量作為氨供給量進(jìn)行推斷。如上文所述，被供給至SCR過濾器51中的氨是通過使從尿素水添加閥53被添加的尿素水中所包含的尿素水解而生成的。因此，氨供給量能夠基于第二預(yù)定期間內(nèi)從尿素水添加閥53所添加的尿素水量而進(jìn)行推斷。

在消耗量計(jì)算部121中，輸入有流入SCR過濾器51的排氣的NO_X濃度(以下，有時(shí)也稱之為“流入NO_X濃度”)、排氣流量、過濾器溫度、以及在上一次的運(yùn)算中所計(jì)算出的SCR催化劑51a中的氨吸附量(以下，有時(shí)也稱之為“吸附量前次值”)。流入NO_X濃度通過上游側(cè)NO_X傳感器57而被檢測(cè)出。在此，SCR催化劑51a中的NO_X凈化率與排氣流量、過濾器溫度、以及該SCR催化劑51a中的氨吸附量相關(guān)。因此，在消耗量計(jì)算部121中，基于所輸入的排氣流量、過濾器溫度、以及吸附量前次值，來對(duì)被推斷為在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)于SCR催化劑51a中發(fā)揮作用的NO_X凈化率(以下，有時(shí)也稱之為“推斷NO_X凈化率”)。并且，在消耗量計(jì)算部121中，基于所輸入的流入NO_X濃度和排氣流量而對(duì)在第二預(yù)定期間中流入SCR過濾器51的NO_X量(以下，有時(shí)也稱之為“流入NO_X量”)進(jìn)行計(jì)算。而且，基于所計(jì)算出的推斷NO_X凈化率以及流入NO_X量來對(duì)氨消耗量進(jìn)行計(jì)算。

另一方面，在脫離量計(jì)算部122中，輸入有過濾器溫度以及吸附量前次值。如果SCR催化劑51a中的氨吸附量相同，那么過濾器溫度越高則氨脫離量越多。此外，如果過濾器溫度相同，那么SCR催化劑51a中的氨吸附量越多則氨脫離量越多。在脫離量計(jì)算部122中，根據(jù)這些相關(guān)關(guān)系，并基于所輸入的過濾器溫度和吸附量前次值來對(duì)氨脫離量進(jìn)行計(jì)算。

而且，在吸附量計(jì)算部120中，通過針對(duì)吸附量前次值加上作為增加量的氨供給量，并且減去作為減少量的氨消耗量以及氨脫離量，從而對(duì)本次SCR催化劑51a中的氨吸附量進(jìn)行計(jì)算。

PM堆積狀況與氨吸附量的關(guān)系

在此，對(duì)SCR過濾器51中的PM堆積狀況與SCR催化劑51a中的氨吸附量之間的關(guān)系進(jìn)行說明。如上文所述，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)于SCR過濾器中的PM的堆積狀況與SCR催化劑中的氨吸附量的增加傾向的相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)了新的見解。根據(jù)該見解，即使過濾器溫度以及SCR催化劑51a中的氨吸附量相同，在SCR過濾器51的隔壁內(nèi)的PM堆積量(壁內(nèi)PM堆積量)較多時(shí)，與該壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比，氨脫離量也會(huì)變少。其結(jié)果為，即使SCR催化劑51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的參數(shù)的值相同，但在壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)，與壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比SCR催化劑51a中的氨吸附量也會(huì)變得易于增加。此外，在SCR過濾器51中的壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到上限值、且該SCR過濾器51中的PM堆積從壁內(nèi)PM堆積轉(zhuǎn)移到了表層PM堆積之后，只要過濾器溫度以及SCR催化劑51a中的氨吸附量相同，則即使過濾器PM堆積量(即，表層PM堆積量)發(fā)生變化，氨脫離量也幾乎不會(huì)不發(fā)生變化。因此，表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)對(duì)SCR催化劑51a中的氨吸附量的增減造成影響。

這種針對(duì)SCR過濾器51中的PM的堆積狀況的、SCR催化劑51a中的氨吸附量的變動(dòng)傾向被認(rèn)為是，由SCR過濾器51中的PM的堆積狀況與SCR催化劑51a中的氨的飽和吸附量(SCR催化劑51a中所能夠吸附的氨量的上限值。以下，有時(shí)也僅稱之為“飽和吸附量”)的關(guān)系引起的。圖4為用于對(duì)SCR過濾器51中的PM的堆積狀況對(duì)SCR催化劑51a的飽和吸附量所帶來的影響進(jìn)行說明的圖。在圖4中，橫軸表示過濾器溫度，縱軸表示SCR催化劑51a的飽和吸附量。而且，在圖4中，線L1圖示了在SCR過濾器51中未堆積有PM的狀態(tài)時(shí)的過濾器溫度與飽和吸附量的關(guān)系。另一方面，在圖4中，線L2圖示了在SCR過濾器51中堆積有PM的狀態(tài)時(shí)的過濾器溫度與飽和吸附量的關(guān)系。過濾器溫度越高(即，SCR催化劑51a的溫度越高)，則氨越變得易于從SCR催化劑51a脫離。因此，過濾器的溫度越高，則SCR催化劑51a的飽和吸附量越減少。換言之，過濾器溫度越低，則SCR催化劑51a的飽和吸附量越增多。此時(shí)，如圖4所示，如果過濾器溫度相同，則在SCR過濾器51中堆積有PM的狀態(tài)時(shí)，與SCR過濾器51中未堆積有PM的狀態(tài)時(shí)相比SCR催化劑51a的飽和吸附量變多。

在此，基于圖5來對(duì)SCR過濾器51中的PM的堆積狀況與SCR催化劑51a的飽和吸附量的更詳細(xì)的關(guān)系進(jìn)行說明。圖5為表示所設(shè)想的SCR過濾器51中的PM的堆積狀況與SCR催化劑51a的飽和吸附量的關(guān)系的圖。在圖5中，橫軸表示過濾器PM堆積量，縱軸表示SCR催化劑51a的飽和吸附量。另外，圖5表示過濾器溫度為固定的情況下的SCR催化劑51a的飽和吸附量的推移。

如圖5所示，當(dāng)在SCR過濾器51中堆積有PM時(shí)，首先，PM會(huì)堆積在隔壁內(nèi)(即，隔壁上所形成的細(xì)孔內(nèi))。而且，在壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到了上限值之后，PM會(huì)堆積在隔壁的表面上。也就是說，從壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到上限值起，SCR過濾器51中的PM堆積會(huì)從壁內(nèi)PM堆積向表層PM堆積轉(zhuǎn)移。此時(shí)，如圖5所示，在壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)，SCR催化劑51a的飽和吸附量對(duì)應(yīng)于過濾器PM堆積量(即，壁內(nèi)PM堆積量)的增加而增加。另一方面，在表層PM堆積期間內(nèi)，即使過濾器PM堆積量(即，表層PM堆積量)增加，SCR催化劑51a的飽和吸附量也不增加。然而，在表層PM堆積期間內(nèi)，壁內(nèi)PM堆積量成為了上限值。因此，在表層PM堆積期間內(nèi)，SCR催化劑51a的飽和吸附量固定在壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到上限值時(shí)的量上。也就是說，如圖4所示那樣的、SCR過濾器51中堆積有PM的狀態(tài)時(shí)與SCR過濾器51中未堆積有PM的狀態(tài)時(shí)的SCR催化劑51a的飽和吸附量的差異，被認(rèn)為是由于壁內(nèi)PM堆積而導(dǎo)致的。

而且，當(dāng)SCR催化劑51a的飽和吸附量變多時(shí)，氨會(huì)變得難以從該SCR催化劑51a脫離。因此，如果作為與氨脫離量有關(guān)的其他參數(shù)的過濾器溫度以及SCR催化劑51a中的氨吸附量為相同的狀態(tài)，則壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)與壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比氨脫離量將會(huì)變少。因此，如果過濾器溫度以及SCR催化劑51a中的氨吸附量為相同的狀態(tài)，則表層PM堆積期間內(nèi)與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比，氨脫離量變少。因此認(rèn)為，在表層PM堆積期間內(nèi)，與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比SCR催化劑51a中的氨吸附量變得易于增加。因此，當(dāng)SCR催化劑51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的參數(shù)的值相同時(shí)，表層PM堆積期間內(nèi)與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比，SCR催化劑51a中的氨吸附量會(huì)變得更多。

此外，在表層PM堆積期間內(nèi)，即使過濾器PM堆積量增加(即，表層PM堆積量的增加)，SCR催化劑51a的飽和吸附量也不會(huì)增加。因此，在表層PM堆積期間內(nèi)，如果過濾器溫度以及SCR催化劑51a中的氨吸附量為相同的狀態(tài)，則即使表層PM堆積量發(fā)生變化，氨脫離量也不會(huì)發(fā)生變化。因此認(rèn)為，在表層PM堆積期間內(nèi)，過濾器PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR催化劑中的氨吸附量的增減。

故障診斷

在本實(shí)施例中，當(dāng)因SCR催化劑51a的劣化等而導(dǎo)致SCR過濾器51的NO_X凈化功能下降時(shí)，該SCR過濾器51中的NO_X凈化率將會(huì)下降。此外，在因尿素水添加閥53中產(chǎn)生有異常從而使尿素水添加量減少，并且由此使被供給至SCR過濾器51的氨量少于所需的量的情況下，SCR過濾器51中的NO_X凈化率會(huì)下降。因此，在本實(shí)施例中，SCR過濾器51的NO_X凈化功能的下降以及尿素水添加閥53的異常均會(huì)作為包括SCR過濾器51以及尿素水添加閥53的排氣凈化系統(tǒng)60的故障而被檢測(cè)出。在以下，對(duì)本實(shí)施例所涉及的用于對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60的故障進(jìn)行檢測(cè)的故障診斷進(jìn)行說明。

在本實(shí)施例中，基于SCR過濾器51中的NO_X凈化率而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60是否產(chǎn)生了故障進(jìn)行判斷。更詳細(xì)而言，基于上游側(cè)NO_X傳感器57的檢測(cè)值(即，流入NO_X濃度)和下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值(即，流出NO_X濃度)來對(duì)SCR過濾器51中的NO_X凈化率進(jìn)行計(jì)算。另外，流入NO_X濃度也能夠基于內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來進(jìn)行推斷。而且，在SCR過濾器51中的NO_X凈化率為預(yù)定的判斷凈化率以下時(shí)判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。在此，判斷凈化率為，作為應(yīng)當(dāng)在SCR過濾器51中的NO_X凈化率下降至該判斷凈化率以下的情況下判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障的閾值而被設(shè)定的值。

在此，基于上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值而被計(jì)算出的SCR過濾器51中的NO_X凈化率根據(jù)檢測(cè)到這些檢測(cè)值的時(shí)期、即傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的SCR催化劑51a中的氨吸附量而會(huì)成為不同的值。而且，如上文所述，即使SCR催化劑51a中的氨吸附量的增加量所涉及的其他的參數(shù)的值相同，表層PM堆積期間內(nèi)與壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)相比，SCR催化劑51a中的氨吸附量也會(huì)變得更多。因此，即使SCR過濾器51的NO_X凈化功能本身為相同的狀態(tài)，并且被供給至SCR過濾器51的氨量相同，SCR過濾器51中的NO_X凈化率的計(jì)算值也會(huì)由于傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)或處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)而成為不同的值。因此，即使在SCR過濾器51的NO_X凈化功能以相同程度下降，或者在因尿素水添加閥53的異常從而向SCR過濾器51供給的氨供給量以相同程度減少時(shí)，SCR過濾器51中的NO_X凈化率的計(jì)算值也會(huì)成為不同的值。也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)，與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)相比SCR過濾器51中的NO_X凈化率的計(jì)算值會(huì)變大。

圖6為利用柱形圖來表示SCR過濾器51中的NO_X凈化率的圖。圖6的(A)、(B)均表示排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障時(shí)的NO_X凈化率。此外，圖6的(A)、(B)表示SCR過濾器51的NO_X凈化功能自身處于相同的狀態(tài)、且被供給至SCR過濾器51的氨量為相同時(shí)的NO_X凈化率。但是，圖6的(A)表示傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)的NO_X凈化率。另一方面，圖6的(B)表示傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)的NO_X凈化率。因此，圖6的(B)與圖6的(A)相比，與SCR催化劑51a中的氨吸附量的差分相對(duì)應(yīng)而相應(yīng)地高出了NO_X凈化率差dR。此外，在圖6中，Rnoxth1、Rnoxth2表示作為排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷的閾值的判斷凈化率。

在此，假設(shè)無論傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)還是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)，均將判斷凈化率設(shè)定為Rnoxth1。此時(shí)，如圖6的(A)所示，如果傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)，則SCR過濾器51中的NO_X凈化率為判斷凈化率Rnoxth1以下。因此，會(huì)判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。另一方面，如圖6的(B)所示那樣，如果傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)，則由于與圖6的(A)相比，NO_X凈化率相應(yīng)地高出了NO_X凈化率差dR的量，因此也存在SCR過濾器51中的NO_X凈化率變得高于判斷凈化率Rnoxth1的情況。在該情況下，即使排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障，也會(huì)誤診斷為該排氣凈化系統(tǒng)60處于正常。

因此，在本實(shí)施例所涉及的故障診斷中，會(huì)根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)而將判斷凈化率設(shè)定為不同的值。具體而言，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況相比，將判斷凈化率設(shè)定為較大的值。例如，當(dāng)在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，將判斷凈化率設(shè)定為圖6的Rnoxth1時(shí)，則在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下將判斷凈化率設(shè)定為圖6的Rnoxth2(＞Rnoxth1)。由此，如圖6的(B)所示，即使在與圖6的(A)相比SCR過濾器51中的NO_X凈化率相應(yīng)地高出了NO_X凈化率差dR的量的情況下，該NO_X凈化率也會(huì)成為判斷凈化率Rnoxth2以下。其結(jié)果為，會(huì)判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。因此，能夠抑制排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中的誤診斷。

接下來，基于圖7而對(duì)本實(shí)施例所涉及的、區(qū)分處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)的方法進(jìn)行說明。圖7為表示與過濾器PM堆積量的增加相對(duì)應(yīng)的差壓變換值的推移。在圖7中，橫軸表示過濾器PM堆積量，縱軸表示差壓變換值。

在此，差壓變換值為通過排氣的流量而對(duì)由差壓傳感器59所檢測(cè)出的過濾器差壓實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)化所得到的變換值。更詳細(xì)而言，本實(shí)施例所涉及的差壓變換值由下述式1來表示。

Ap＝dP/Qg…式1

Ap：差壓變換值

dP：過濾器差壓(差壓傳感器59的檢測(cè)值)

Qg：排氣流量

此外，將與過濾器PM堆積量的每單位增加量相對(duì)應(yīng)的差壓變換值的增加量(即，圖7中的線的斜率)定義為差壓變化率。該差壓變化率由下述式4來表示。

Rp＝dAp/dQpm…式2

Rp：差壓變化率

dAp：第三預(yù)定期間內(nèi)的差壓變換值的增加量

dQpm：第三預(yù)定期間內(nèi)的過濾器PM堆積量的增加量

在此，為了對(duì)差壓變化率進(jìn)行計(jì)算，將第三預(yù)定期間的長度基于運(yùn)算周期而預(yù)先確定。此外，dAp以及dQpm為相同時(shí)期內(nèi)的第三預(yù)定期間內(nèi)的差壓變換值的增加量以及過濾器PM堆積量的增加量。

如圖7所示，當(dāng)過濾器PM堆積量增加時(shí)則差壓變換值會(huì)變大。在此，在SCR過濾器51中，在隔壁內(nèi)堆積有PM時(shí)，與在隔壁的表面上堆積有PM的情況相比，對(duì)過濾器差壓的影響較大。因此，如果PM堆積量的增加量相同，則壁內(nèi)PM堆積量增加時(shí)與表層PM堆積量增加時(shí)相比，差壓變換值的增加幅度較大。因此，如圖7所示，壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)與表層PM堆積期間內(nèi)相比差壓變化率較大。換言之，當(dāng)SCR過濾器51中的PM堆積從壁內(nèi)PM堆積向表層PM堆積轉(zhuǎn)移時(shí)差壓變化率會(huì)變小。也就是說，能夠基于差壓變化率來對(duì)是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分。具體而言，如果差壓變化率在預(yù)定的閾值以上，則判斷為處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)。此外，如果差壓變化率小于預(yù)定的閾值，則判斷為處于表層PM堆積期間內(nèi)。

另外，如上文所述，SCR過濾器51中的PM堆積是按照從壁內(nèi)PM堆積向表層PM堆積的順序而推移的。但是，SCR過濾器51中的PM的氧化無論是在隔壁內(nèi)還是在隔壁的表面上均可能發(fā)生。因此，即使是在已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了表層PM堆積之后，也會(huì)存在壁內(nèi)PM堆積量因氧化而減少的情況。而且，當(dāng)SCR過濾器51中的PM堆積再次開始時(shí)，PM會(huì)首先在隔壁內(nèi)進(jìn)行堆積。此時(shí)，也存在于隔壁的表面上殘留有PM的狀態(tài)下，壁內(nèi)PM堆積推進(jìn)的情況。因此，僅基于自SCR過濾器51中PM開始堆積的時(shí)間點(diǎn)起的經(jīng)過時(shí)間(例如，自過濾器再生處理結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)起的經(jīng)過時(shí)間)或過濾器PM堆積量(SCR過濾器51整體中的PM堆積量)，難以準(zhǔn)確地區(qū)分是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)。因此，通過使用差壓變化率來作為對(duì)是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分的參數(shù)，能夠以更高精度對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。

(故障診斷流程)

以下，基于圖8來對(duì)本實(shí)施例所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的流程進(jìn)行說明。圖8為表示本實(shí)施例所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的流程的流程圖。根據(jù)本流程，通過ECU10而在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)中執(zhí)行排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷。

在本流程中，首先在S101中，對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的執(zhí)行條件是否成立進(jìn)行判斷。排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的執(zhí)行條件被預(yù)先確定。作為該執(zhí)行條件而能夠例示出：內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)、上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58為正常、排氣流量在預(yù)定范圍內(nèi)、流入NO_X濃度在預(yù)定范圍內(nèi)、過濾器溫度在預(yù)定范圍內(nèi)、以及通過吸附量計(jì)算部120而計(jì)算出的SCR催化劑51a中的氨吸附量在預(yù)定范圍內(nèi)等。

另外，上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58是否為正常的診斷根據(jù)與本流程不同的流程而通過ECU10來執(zhí)行，并且其診斷結(jié)果被存儲(chǔ)在ECU10中。此外，如上文所述，由吸附量計(jì)算部120所計(jì)算出的SCR催化劑51a中的氨吸附量(以下，有時(shí)也將該計(jì)算值稱為“基準(zhǔn)吸附量”)為，不考慮由SCR過濾器51中的PM堆積狀況所造成的對(duì)SCR催化劑51a中的氨吸附量的影響的值。因此，該基準(zhǔn)吸附量也有可能偏離于實(shí)際的SCR催化劑51a中的氨吸附量。不過，基準(zhǔn)吸附量與實(shí)際的氨吸附量之間具有一定程度上的關(guān)聯(lián)。而且，在對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的執(zhí)行條件是否成立進(jìn)行判斷時(shí)，只要能夠判斷SCR催化劑51a中是否吸附了可實(shí)施排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的程度的量的氨即可。也就是說，在對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的執(zhí)行條件是否成立進(jìn)行判斷時(shí)，并非必須使用準(zhǔn)確的SCR催化劑51a中的氨吸附量。因此，在S101中，能夠使用基準(zhǔn)吸附量來作為用于決定可否執(zhí)行排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷的參數(shù)之一。此外，如上文所述，SCR催化劑51a中的氨吸附量會(huì)受到排氣流量以及過濾器溫度的影響。因此，在基于SCR過濾器51中的NO_X凈化率來實(shí)施排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷時(shí)，優(yōu)選為排氣流量以及過濾器溫度均處于預(yù)定范圍內(nèi)。

在于S101中判斷為否定的情況下，本流程的執(zhí)行暫時(shí)結(jié)束。另一方面，在于S101中判斷為肯定的情況下，會(huì)在接下來執(zhí)行S102的處理。在S102中，會(huì)基于由吸附量計(jì)算部120所計(jì)算出的基準(zhǔn)吸附量來對(duì)基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb進(jìn)行計(jì)算。在此，基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb作為假定在SCR過濾器51中未堆積有PM的情況下的判斷凈化率而被計(jì)算出。也就是說，基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb為，應(yīng)當(dāng)在未堆積有PM的狀態(tài)下的SCR過濾器51中的NO_X凈化率下降到了該基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb以下的情況下判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障的閾值?；鶞?zhǔn)吸附量與基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb的關(guān)聯(lián)通過實(shí)驗(yàn)等而被預(yù)先確定，并作為映射圖而被存儲(chǔ)在ECU10中。在S102中，使用該映射圖對(duì)基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb進(jìn)行計(jì)算。

接著，在S103中，對(duì)SCR過濾器51中的NO_X凈化率Rnox進(jìn)行計(jì)算。在此，如上文所述，基于上游側(cè)NO_X傳感器57的檢測(cè)值即流入NO_X濃度、以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值即流出NO_X濃度，來對(duì)SCR過濾器51中的NO_X凈化率Rnox進(jìn)行計(jì)算。

接下來，在S104中，使用上述式2來對(duì)傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp進(jìn)行計(jì)算。此處的傳感器檢測(cè)時(shí)期為，S103中的NO_X凈化率Rnox的計(jì)算所使用的上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值被檢測(cè)到的時(shí)期。接下來，在S105中，對(duì)在S104中所計(jì)算出的差壓變化率Rp是否在預(yù)定的閾值Rpth以上進(jìn)行判斷。在此，預(yù)定的閾值Rpth為用于對(duì)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分的閾值。該預(yù)定的閾值Rpth基于實(shí)驗(yàn)等而被預(yù)先確定，并被存儲(chǔ)在ECU10中。

在于S105中作出肯定判斷的情況下，則能夠判斷為傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)。在該情況下，在接下來于S106中，將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為在S102中所計(jì)算出的基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb。另一方面，在于S105中作出否定判斷的情況下，則能夠判斷為傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)。在該情況下，在接下來于S107中，通過將在S102中計(jì)算出的基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb乘以補(bǔ)正系數(shù)α從而計(jì)算出補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc。在此，補(bǔ)正系數(shù)α為大于1的預(yù)定值。該補(bǔ)正系數(shù)α與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量無關(guān)，為固定的值。此外，該補(bǔ)正系數(shù)α為，以使補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc成為假定SCR過濾器51中的壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到了上限值的情況下的判斷凈化率的方式而確定的值。也就是說，在S107中被計(jì)算出的補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc成為，應(yīng)當(dāng)在壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到了上限值的狀態(tài)下的SCR過濾器51中的NO_X凈化率下降到該補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc以下的情況下判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障的閾值。這種補(bǔ)正系數(shù)α基于實(shí)驗(yàn)等而被預(yù)先確定，并被存儲(chǔ)在ECU10中。接下來，在S108中，將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為在S107中所計(jì)算出的補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc。

通過以上述的方式而設(shè)定判斷凈化率Rnoxth，從而使在S108中被設(shè)定的判斷凈化率Rnoxth成為大于在S106中被設(shè)定的判斷凈化率Rnoxth的值。也就是說，傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth成為，與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth相比而較大的值。

在S106或S108的處理之后執(zhí)行S109的處理。在S109中，對(duì)在S103中所計(jì)算出的SCR過濾器51中的NO_X凈化率Rnox是否大于在S106或S108中所設(shè)定的判斷凈化率Rnoxth進(jìn)行判斷。在于S109中作出肯定判斷的情況下，則接下來會(huì)在S110中，判斷為排氣凈化系統(tǒng)60為正常。另一方面，在于S109中作出否定判斷的情況下，即，在SCR過濾器51中的NO_X凈化率Rnox為判斷凈化率Rnoxth以下的情況下，則接下來在S111中判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。在于S110中判斷為排氣凈化系統(tǒng)60為正常之后，或者，在于S111中判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障之后，結(jié)束本流程的執(zhí)行。

根據(jù)上述的故障診斷流程，即使SCR催化劑51a中的NO_X凈化率Rnox的計(jì)算值成為受到了SCR過濾器51中的PM堆積狀況的影響的值，也會(huì)將作為在排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷時(shí)與該NO_X凈化率進(jìn)行比較的比較對(duì)象的判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為更為適當(dāng)?shù)闹?。因此，能夠提高排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，根據(jù)在SCR過濾器中的PM堆積量增加時(shí)則該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑中的氨吸附量處于易于增加的傾向這種現(xiàn)有的見解，還考慮到在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，根據(jù)過濾器PM堆積量而將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為不同的值。也就是說，還考慮到傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量越多(即，表層PM堆積量越多)，則越將在上述的故障診斷流程的S107的處理中為了計(jì)算補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc而使用的補(bǔ)正系數(shù)α設(shè)為較大的值，從而傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量越多，則越將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為較大的值。然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人新提出的見解，正如上文所述那樣，表層PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR催化劑中的氨吸附量。因此，表層PM堆積期間內(nèi)的PM堆積量的增減幾乎不會(huì)影響到SCR過濾器中的NO_X凈化率。因此，在于傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，當(dāng)根據(jù)過濾器PM堆積量而將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為不同的值時(shí)，反而有可能使排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度下降。與此相對(duì)，在上述的故障診斷流程中，將補(bǔ)正系數(shù)α以與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量無關(guān)的方式而設(shè)為固定值。由此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp小于預(yù)定的閾值Rpth的情況下，相對(duì)于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量的變化量的判斷凈化率Rnoxth的變化量成為零。也就是說，根據(jù)上述的故障診斷流程，如果傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)，則該傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量本身是較多還是較少不會(huì)影響到判斷凈化率Rnoxth的設(shè)定。因此，傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth將被設(shè)定為更加適當(dāng)?shù)闹?。因此，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，如圖4所示，如果過濾器溫度相同，則SCR過濾器51中堆積有PM的狀態(tài)時(shí)與SCR過濾器51中未堆積有PM的狀態(tài)時(shí)相比，SCR催化劑51a的飽和吸附量會(huì)變多。正如上文所敘述的那樣，這樣的SCR催化劑51a的飽和吸附量的變化并不是由表層PM堆積所導(dǎo)致的，而是因壁內(nèi)PM堆積而產(chǎn)生的。而且，如該圖4所示，過濾器溫度越低，則因壁內(nèi)PM堆積而導(dǎo)致的SCR催化劑51a的飽和吸附量的增加幅度越大。因此，即使在壁內(nèi)PM堆積量固定成為上限值的表層PM堆積期間內(nèi)，過濾器溫度越低，SCR催化劑51a中的氨吸附量為相同時(shí)的、因壁內(nèi)PM堆積所導(dǎo)致的氨脫離量的減少量也會(huì)越大。由此，SCR過濾器51的溫度越低，因SCR過濾器51的隔壁內(nèi)堆積有PM所導(dǎo)致的SCR催化劑51a中的氨吸附量的增加幅度越大。因此，SCR過濾器51的溫度越低，則壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到了上限值的狀態(tài)下的NO_X凈化率相對(duì)于SCR過濾器51中未堆積有PM的狀態(tài)下的NO_X凈化率的增加幅度越大。也就是說，在表層PM堆積期間內(nèi)，如果SCR過濾器51的溫度以外的與NO_X凈化率有關(guān)的參數(shù)的值相同，則SCR過濾器51的溫度越低，NO_X凈化率越變得較高。

因此，在本實(shí)施例中，也可以基于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度來對(duì)在上述的故障診斷流程的S107中為了計(jì)算補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc而使用的補(bǔ)正系數(shù)α的值進(jìn)行變更。圖9為表示過濾器溫度與補(bǔ)正系數(shù)α的關(guān)系的圖。如該圖9所示，也可以采用如下方式，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度較低時(shí)，與該過濾器溫度較高時(shí)相比補(bǔ)正系數(shù)α被設(shè)定為較大的值。由此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp小于預(yù)定的閾值Rpth的情況下，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度較低時(shí)，與該過濾器溫度較高時(shí)相比判斷凈化率Rnoxth被設(shè)定為較大的值。因此，能夠?qū)鞲衅鳈z測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為更加適當(dāng)?shù)闹?。因此，能夠提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

另外，根據(jù)上述的故障診斷流程，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp為預(yù)定的閾值Rpth以上的情況下，也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，無關(guān)乎傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量而將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb。不過，正如上文所敘述的那樣，基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb為，作為假定在SCR過濾器51中未堆積有PM的情況下的判斷凈化率而被計(jì)算出的值。

在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，如果SCR過濾器51中的與NO_X凈化率有關(guān)的其他的參數(shù)的值相同，則根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量該NO_X凈化率會(huì)成為不同的值。因此，原本在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，優(yōu)選為將判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量相對(duì)應(yīng)的值。然而，如上文所述，由于SCR過濾器51中的PM的氧化在隔壁內(nèi)以及隔壁的表面上均可能發(fā)生，因此即使過濾器PM堆積量相同，壁內(nèi)PM堆積量也未必是相同的。此外，即使壁內(nèi)PM堆積量相同，但如果表層PM堆積量不同，則差壓變換值也會(huì)成為不同的值。因此，基于過濾器PM堆積量或差壓變換值，難以準(zhǔn)確地掌握壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量。因此，在本實(shí)施例中，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，使用基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb作為判斷凈化率Rnoxth。不過，未必一定要將傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth設(shè)為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb。例如，也可以設(shè)想壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量在一定程度上發(fā)生了變化，并基于該設(shè)想來設(shè)定判斷凈化率Rnoxth。在該情況下，優(yōu)選為，在所設(shè)想的傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)，與該壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比，判斷凈化率Rnoxth被設(shè)定為較大的值。不過，即使是在以此方式來設(shè)定傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)的判斷凈化率Rnoxth的情況下，該判斷凈化率Rnoxth與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率Rnoxth相比也被設(shè)定為較小的值。

在本實(shí)施例中，SCR過濾器51相當(dāng)于第一發(fā)明所涉及的“SCR過濾器”，尿素水添加閥53相當(dāng)于第一發(fā)明所涉及的“氨供給裝置”。此外，在本實(shí)施例中，下游側(cè)NO_X傳感器58相當(dāng)于第一發(fā)明所涉及的“NO_X傳感器”。此外，在本實(shí)施例中，通過使ECU10執(zhí)行圖8所示的故障診斷流程中的S109以及S111的處理，從而實(shí)現(xiàn)第一發(fā)明所涉及的“判斷部”。此外在本實(shí)施例中，通過使ECU10執(zhí)行圖8所示的故障診斷流程中的S105、S106、S107以及S108的處理，從而實(shí)現(xiàn)第一發(fā)明所涉及的“設(shè)定部”。

(改變例)

在上述的實(shí)施例中，基于由吸附量計(jì)算部120所計(jì)算出的氨吸附量、即基準(zhǔn)吸附量來對(duì)基準(zhǔn)判斷凈化率進(jìn)行了計(jì)算。也就是說，將假定在SCR過濾器51中未堆積有PM的情況下的判斷凈化率設(shè)為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb。然而，也可以將假定SCR過濾器51中的壁內(nèi)PM堆積量達(dá)到了上限值的情況下的判斷凈化率作為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb而進(jìn)行計(jì)算。在該情況下，將在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp小于預(yù)定的閾值Rpth時(shí)、即傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)成為排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷的閾值的判斷凈化率Rnoxth，設(shè)定為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb。另一方面，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp在預(yù)定的閾值Rpth以上時(shí)，即，傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)，通過使基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb乘以補(bǔ)正系數(shù)α′而計(jì)算出補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc。此時(shí)，將補(bǔ)正系數(shù)α′設(shè)為大于零且小于1的值。因此，補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc成為小于基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb的值。并且，將作為排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷的閾值的判斷凈化率Rnoxth設(shè)定為補(bǔ)正判斷凈化率Rnoxthc。在以此方式而對(duì)判斷凈化率Rnoxth進(jìn)行了設(shè)定的情況下，傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率也會(huì)成為與傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的判斷凈化率相比而較大的值。因此，在排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷時(shí)作為與SCR過濾器51的NO_X凈化率進(jìn)行比較的比較對(duì)象的判斷凈化率將會(huì)被設(shè)定為更加適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

＜實(shí)施例2＞

本實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)與進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。以下，對(duì)于在本實(shí)施例所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中與實(shí)施例1不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。

在實(shí)施例1所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中，根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)而將用于與SCR過濾器51中的NO_X凈化率進(jìn)行比較的閾值、即判斷凈化率設(shè)定為不同的值。在本實(shí)施例所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中，代替于此，通過根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)而將基于上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值所計(jì)算出的SCR過濾器51中的NO_X凈化率補(bǔ)正為不同的值，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。并且，通過將補(bǔ)正凈化率與基準(zhǔn)判斷凈化率進(jìn)行比較，從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60是否發(fā)生了故障進(jìn)行判斷。

圖10與圖6同樣地，為利用柱形圖來表示SCR過濾器51中的NO_X凈化率的圖。圖10的(A)、(B)均表示排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障時(shí)的NO_X凈化率。此外，圖10的(A)、(B)表示在SCR過濾器51的NO_X凈化功能本身為相同的狀態(tài)下、且被供給至SCR過濾器51中的氨量為相同時(shí)的NO_X凈化率。但是，圖10的(A)表示傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)時(shí)的NO_X凈化率。另一方面，圖10的(B)表示傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)的NO_X凈化率。因此，圖10的(B)與圖10的(A)相比，對(duì)應(yīng)于SCR催化劑51a中的氨吸附量的差分而相應(yīng)地高出了NO_X凈化率差dR的量。此外，在圖10中，Rnoxthb表示基準(zhǔn)判斷凈化率。

在此，在圖10的(A)中，SCR過濾器51中的NO_X凈化率成為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb以下。因此，如果傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)，即使通過將基于上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值所計(jì)算出的SCR過濾器51的NO_X凈化率(以下，有時(shí)也稱為“實(shí)際凈化率”)與基準(zhǔn)判斷凈化率進(jìn)行比較從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60是否發(fā)生了故障進(jìn)行判斷，也會(huì)判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。然而，在圖10的(b)中，由于與圖10的(A)相比SCR過濾器51的NO_X凈化率相應(yīng)地高出了NO_X凈化率差dR的量，因此實(shí)際凈化率是高于基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb的。因此，在于傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)時(shí)且通過將實(shí)際凈化率與基準(zhǔn)判斷凈化率進(jìn)行比較從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60是否發(fā)生了故障進(jìn)行判斷的情況下，盡管排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障，也會(huì)錯(cuò)誤診斷為排氣凈化系統(tǒng)60處于正常。

因此，在本實(shí)施例中，通過使用根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)而確定的補(bǔ)正系數(shù)，來對(duì)基于上游側(cè)NO_X傳感器57以及下游側(cè)NO_X傳感器58的檢測(cè)值所計(jì)算出的實(shí)際凈化率進(jìn)行補(bǔ)正，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。并且，通過對(duì)所計(jì)算出的補(bǔ)正凈化率與基準(zhǔn)判斷凈化率進(jìn)行比較，從而對(duì)排氣凈化系統(tǒng)60是否發(fā)生了故障進(jìn)行判斷。此時(shí)，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，通過對(duì)實(shí)際凈化率進(jìn)行減少補(bǔ)正而對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。也就是說，將從實(shí)際凈化率中減去因壁內(nèi)PM堆積而引起的NO_X凈化率的增加量所得到的值作為補(bǔ)正凈化率來進(jìn)行計(jì)算。由此，如圖10的(B)所示，即使在與圖10的(A)相比實(shí)際凈化率成為較高的情況下，但只要補(bǔ)正凈化率在基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb以下，便會(huì)判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。因此，能夠抑制排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷中的錯(cuò)誤診斷。

另外，在本實(shí)施例中，對(duì)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分的方法與實(shí)施例1的方法相同。也就是說，根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率是否小于預(yù)定的閾值，來對(duì)傳感器檢測(cè)時(shí)期是處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)還是處于表層PM堆積期間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分。

(故障診斷流程)

圖11為表示本實(shí)施例所涉及的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷流程的流程圖。根據(jù)本流程，通過ECU10而在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)中執(zhí)行排氣凈化系統(tǒng)60的故障診斷。另外，在本流程中，對(duì)實(shí)施與圖8所示的流程的各步驟中的處理相同的處理的步驟，標(biāo)注相同的參照編號(hào)，并省略其說明。

在本流程中，在于S105中作出肯定判斷的情況下，也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，接下來執(zhí)行S206的處理。在S206中，將后述的S208中的補(bǔ)正凈化率Rnoxc的計(jì)算中所使用的補(bǔ)正系數(shù)β決定為1。另一方面，在于S105中作出否定判斷的情況下，也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，接下來執(zhí)行S207的處理。在S207中，將后述的在S208中的補(bǔ)正凈化率Rnoxc的計(jì)算中所使用的補(bǔ)正系數(shù)β決定為預(yù)定值βx。在此，預(yù)定值βx為大于零且小于1的值。此外，該預(yù)定值βx與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量無關(guān)而為固定的值。此外，該預(yù)定值βx為，以使補(bǔ)正凈化率Rnoxc成為相當(dāng)于在假定SCR過濾器51中未堆積有PM的情況下的NO_X凈化率的值的方式而被確定的值。也就是說，將該預(yù)定值βx作為補(bǔ)正系數(shù)β來使用從而計(jì)算出的補(bǔ)正凈化率Rnoxc成為，使在S103中計(jì)算出的SCR過濾器51的NO_X凈化率(實(shí)際凈化率)Rnox減少了相當(dāng)于因壁內(nèi)PM堆積而引起的NO_X凈化率的增加量的量而得到的值。這樣的預(yù)定值βx基于實(shí)驗(yàn)等被預(yù)先確定，并被存儲(chǔ)在ECU10中。

在S206或S207的處理之后，執(zhí)行S208的處理。在S208中，通過使在S103中所計(jì)算出的實(shí)際凈化率Rnox乘以在S206或S207中所決定的補(bǔ)正系數(shù)β，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率Rnoxc進(jìn)行計(jì)算。通過以上述的方式來決定補(bǔ)正凈化率Rnoxc，從而在于S105中作出肯定判斷的情況下，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，在S103中所計(jì)算出的實(shí)際凈化率Rnox的值就此成為補(bǔ)正凈化率Rnoxc的值(也就是說，Rnoxc＝Rnox)。另一方面，在于S105中作出否定判斷的情況下，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，如上文所述的那樣，對(duì)在S103中所計(jì)算出的實(shí)際凈化率Rnox進(jìn)行了減少補(bǔ)正所得到的值成為補(bǔ)正凈化率Rnoxc的值(也就是說，Rnoxc＜Rnox)。因此，傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量，大于傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量(＝0)。

在S208的處理之后執(zhí)行S209的處理。在S209中，對(duì)在S208中所計(jì)算出的補(bǔ)正凈化率Rnoxc是否大于在S102中計(jì)算出的基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb進(jìn)行判斷。在于S209中作出肯定判斷的情況下，則接下來會(huì)在S110中判斷為排氣凈化系統(tǒng)60正常。另一方面，在于S209中作出否定判斷的情況下，即，在補(bǔ)正凈化率Rnoxc為基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb以下的情況下，則接下來在S111中判斷為排氣凈化系統(tǒng)60發(fā)生了故障。

根據(jù)上述的故障診斷流程，即使SCR催化劑51a中的NO_X凈化率(實(shí)際凈化率)Rnox的計(jì)算值成為受到了SCR過濾器51中的PM堆積狀況的影響的值，也會(huì)將在排氣凈化系統(tǒng)的故障判斷時(shí)成為與基準(zhǔn)判斷凈化率Rnoxthb進(jìn)行比較的比較對(duì)象的補(bǔ)正凈化率Rnoxc設(shè)定為較為適當(dāng)?shù)闹?。因此，能夠提高排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，如果根據(jù)當(dāng)SCR過濾器中的PM堆積量增加時(shí)，則該SCR過濾器中所負(fù)載的SCR催化劑中的氨吸附量處于容易增加的傾向這種現(xiàn)有的觀點(diǎn)，則也會(huì)考慮在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下、根據(jù)過濾器PM堆積量而以使補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量不同的方式對(duì)補(bǔ)正凈化率進(jìn)行計(jì)算。也就是說，也考慮傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量越多(即，表層PM堆積量越多)，則越將在上述的故障診斷流程的S207的處理中作為補(bǔ)正系數(shù)β而被設(shè)定的預(yù)定值βx的值設(shè)為較小，從而傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量越多，則越將補(bǔ)正凈化率Rnox的相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量設(shè)為較大。然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人新提出的見解，當(dāng)根據(jù)過濾器PM堆積量而以使補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量不同的方式對(duì)補(bǔ)正凈化率Rnoxc進(jìn)行計(jì)算時(shí)，反而有可能使排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度下降。與此相對(duì)，在上述的故障診斷流程中，將預(yù)定值βx的值以與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量無關(guān)的方式而設(shè)為固定值。由此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp小于預(yù)定的閾值Rpth的情況下，相對(duì)于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量的變化量的、補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量的變化量成為零。也就是說，根據(jù)上述的故障診斷流程，只要傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)，則該傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器PM堆積量本身較多或較少均不會(huì)影響到補(bǔ)正凈化率Rnoxc的計(jì)算。因此，會(huì)將傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc設(shè)定為更為適當(dāng)?shù)闹怠Ｒ虼?，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

此外，如上文所述，在表層PM堆積期間內(nèi)，只要除了SCR過濾器51的溫度以外的與NO_X凈化率有關(guān)的參數(shù)的值相同，則SCR過濾器51的溫度越低、實(shí)際凈化率便越變得較高。因此，在本實(shí)施例中，也可以基于傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度來對(duì)在上述的故障診斷流程的S207中作為補(bǔ)正系數(shù)β而被決定的預(yù)定值βx的值進(jìn)行變更。圖12為表示過濾器溫度與預(yù)定值βx的關(guān)系的圖。如該圖12所示，也可以在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度較低時(shí)與該過濾器溫度較高時(shí)相比，將預(yù)定值βx設(shè)定為較小的值。由此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp小于預(yù)定的閾值Rpth的情況下，即，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度較低時(shí)與該過濾器溫度較高時(shí)相比，將補(bǔ)正凈化率Rnoxc計(jì)算為更小的值。也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下，補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量、在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的過濾器溫度較低時(shí)與該過濾器溫度較高時(shí)相比而較大。因此，能夠?qū)鞲衅鳈z測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc設(shè)定為更為適當(dāng)?shù)闹?。因此，能夠進(jìn)一步提高傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的排氣凈化系統(tǒng)的故障診斷的診斷精度。

另外，根據(jù)上述的故障診斷流程，在傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的差壓變化率Rp為預(yù)定的閾值Rpth以上的情況下，也就是說，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，實(shí)際凈化率Rnox的值與傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量無關(guān)，其不發(fā)生改變并成為補(bǔ)正凈化率Rnoxc的值。不過，即使在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，實(shí)際凈化率Rnox的值也會(huì)成為，含有因SCR過濾器51的隔壁內(nèi)堆積有PM而引起的NO_X凈化率的增加量的值。

因此，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，即使與SCR過濾器51中的NO_X凈化率有關(guān)的其他的參數(shù)的值相同，實(shí)際凈化率Rnox也會(huì)根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量而成為不同的值。因此，原本即使是在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，也優(yōu)選為通過根據(jù)傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量來對(duì)實(shí)際凈化率Rnox進(jìn)行減少補(bǔ)正從而對(duì)補(bǔ)正凈化率Rnoxc進(jìn)行計(jì)算。然而，如上文所述，準(zhǔn)確地掌握壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量是較為困難的。因此，在本實(shí)施例中，在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下，作為補(bǔ)正凈化率Rnoxc的值而就此使用實(shí)際凈化率Rnox的值。不過，并不是一定要將傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc的值就此設(shè)為實(shí)際凈化率Rnox的值。例如，也可以通過設(shè)想壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量在一定程度上發(fā)生變化，并基于該設(shè)想而對(duì)實(shí)際凈化率Rnox進(jìn)行減少補(bǔ)正，從而對(duì)補(bǔ)正凈化率Rnoxc進(jìn)行計(jì)算。在該情況下，優(yōu)選為，在被設(shè)想的傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)，與該壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比將補(bǔ)正凈化率Rnoxc計(jì)算為更小的值。也就是說，優(yōu)選為，在設(shè)想的傳感器檢測(cè)時(shí)期內(nèi)的壁內(nèi)PM堆積量較多時(shí)，與該壁內(nèi)PM堆積量較少時(shí)相比將補(bǔ)正凈化率Rnoxc的相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量設(shè)為較大。不過，即使在以此方式對(duì)傳感器檢測(cè)時(shí)期處于壁內(nèi)PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc進(jìn)行計(jì)算時(shí)，該補(bǔ)正凈化率Rnoxc的從實(shí)際凈化率Rnox減少的減少量與在傳感器檢測(cè)時(shí)期處于表層PM堆積期間內(nèi)的情況下的補(bǔ)正凈化率Rnoxc相對(duì)于實(shí)際凈化率Rnox的減少量相比也是較少的。

在本實(shí)施例中，SCR過濾器51相當(dāng)于第二發(fā)明所涉及的“SCR過濾器”，尿素水添加閥53相當(dāng)于第二發(fā)明所涉及的“氨供給裝置”。此外，在本實(shí)施例中，下游側(cè)NO_X傳感器58相當(dāng)于第二發(fā)明所涉及的“NO_X傳感器”。此外，在本實(shí)施例中，ECU10通過執(zhí)行圖11所示的故障診斷流程中的S209、S110、以及S111的處理而實(shí)現(xiàn)了第二發(fā)明所涉及的“判斷部”。此外在本實(shí)施例中，ECU10通過執(zhí)行圖11所示的故障診斷流程中的S105、S206、S207以及S208的處理而實(shí)現(xiàn)了第二發(fā)明所涉及的“補(bǔ)正凈化率計(jì)算部”。

符號(hào)說明

1…內(nèi)燃機(jī)

4…進(jìn)氣通道

5…排氣通道

50…氧化催化劑

51…SCR過濾器

51a…SCR催化劑

53…尿素水添加閥

57…上游側(cè)NO_X傳感器

58…下游側(cè)NO_X傳感器

19…差壓傳感器

10…ECU。