用于内燃机的异常检测系统及异常检测方法

专利名称：用于内燃机的异常检测系统及异常检测方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的异常检测系统及异常检测方法。
背景技术：
例如，日本专利申请公报特开No. 2004-176719 (JP-A-2004-176719)描述了一种 内燃机，其中NOx选择性催化还原催化剂(下文称为“NOx SCR催化剂”)布置在发动机排 气通路中，并且排气中所含的NOx由从被供给到NOx SCR催化剂的尿素水溶液生成的氨选 择性地还原。根据JP-A-2004-176719，在NOx SCR催化剂下游位置的发动机排气通路中设 有检测例如从尿素水溶液生成的氨的传感器，并且如果当被供给到NOx SCR催化剂的尿素 水溶液的量改变时从传感器输出的信号以不希望的方式改变，则判定为已经发生异常。但是，在被供给到NOx SCR催化剂的尿素水溶液的量或品质偏离正规值的情况下， 或者在NOx SCR催化剂劣化的情况下，从传感器输出的信号都会以不希望的方式改变。因 此，根据上述方法，不能判定这种不希望的改变是由于被供给到NOx SCR催化剂的尿素水溶 液的量或品质的不正规而发生的，还是由于NOx SCR催化剂的劣化而发生的。

发明内容
本发明提供了一种用于内燃机的异常检测系统及异常检测方法，该系统及方法使 得可判定NOx排出量是由于布置在内燃机的发动机排气通路中的NOx选择性催化还原催化 剂的劣化还是由于被供给到NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正 规而超过规定的限制值。本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的异常检测系统，该异常检测系统判定 NOx排出量是由于布置在所述内燃机的排气通路中的NOx选择性催化还原催化剂的劣化还 是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超 过规定的限制值。该异常检测系统包括需要判定区域设定单元，所述需要判定区域设定单 元将需要判定区域设定成这样的区域，在所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催 化剂的劣化而超过所述限制值的情况下，或者在所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选 择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值的情况下，NOx 除去效率落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于预 定的第一温度范围内；第一异常区域设定单元，所述第一异常区域设定单元将第一异常区 域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超 过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx 选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx 除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于 预定的第二温度范围内，所述第二温度范围的下限高于所述第一温度范围的上限；第二异 常区域设定单元，所述第二异常区域设定单元将第二异常区域设定成这样的区域，当所述 NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于所述NOx 选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述规定的限制值时所述NOx除去效率不落在该区 域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第二温度范围内； 以及异常因素判定单元，如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第 一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx 选择性催化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第 一异常区域内，则所述异常因素判定单元判定所述NOx排出量是由于所述NOx选择性催化 还原催化剂的劣化而超过所述限制值；如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温 度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定 出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率 落在所述第二异常区域内，则所述异常因素判定单元判定所述NOx排出量是由于被供给到 所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值。本发明的第二方面涉及一种用于内燃机的异常检测方法，根据该异常检测方法， 判定NOx排出量是由于布置在所述内燃机的排气通路中的NOx选择性催化还原催化剂的 劣化还是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正 规而超过规定的限制值。根据该异常检测方法，将需要判定区域设定成这样的区域，在所述 NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值的情况下，或者 在所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质 的不正规而超过所述限制值的情况下，NOx除去效率落在该区域内，并且在该区域中，所述 NOx选择性催化还原催化剂的温度处于预定的第一温度范围内；将第一异常区域设定成这 样的区域，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制 值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催 化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率 不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于预定的第 二温度范围内，所述第二温度范围的下限高于所述第一温度范围的上限；将第二异常区域 设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿 素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所 述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述规定的限制值时所述 NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处 于所述第二温度范围内。如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第 一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx 选择性催化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第 一异常区域内，则判定所述NOx排出量是由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超 过所述限制值。如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范 围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx选择性催 化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第二异常区 域内，则判定所述NOx排出量是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶 液的量或品质的不正规而超过所述限制值。根据上述本发明的实施方式，可以可靠地判定NOx排出量是由于NOx选择性催化还原催化剂的劣化还是由于被供给到NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品 质的不正规而超过规定的限制值。


由下文参照附图对示例实施例的描述，本发明的前述及另外的特征和优点将变得 明显，其中相同或对应的部分由相同的标号指示，附图中图1是压缩点火式内燃机的整体视图；图2是示出NOx除去效率NR与催化剂温度TC之间的关系等的曲线图；图3是示出NOx除去效率与催化剂温度TC之间的关系的曲线图；图4示出从发动机排出的NOx的量N0XA的脉谱图；图5是示出异常检测例程的流程图。
具体实施例方式图1是示出压缩点火式内燃机的整体视图。如图1所示，压缩点火式内燃机包括 发动机本体1、气缸的燃烧室2、将燃料喷射入燃烧室2内的电子控制式燃料喷射阀、进气歧 管4以及排气歧管5。进气歧管4经由进气管道6连接到排气涡轮增压器7的压缩机7a的 出口，并且压缩机7a的入口经由进气量检测器8连接到空气滤清器9。在进气管道6中设 有由步进马达驱动的节气门10，围绕进气管道6设有冷却流过该进气管道6的进气的冷却 装置11。在图1所示的本发明的实施例中，发动机冷却剂被引入冷却装置11内，且进气被 发动机冷却剂冷却。排气歧管5连接到排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口，且排气涡轮7b的出 口连接到氧化催化剂12的入口。在氧化催化剂12的下游与之紧邻的位置布置有捕集排气 中所含的颗粒物质的颗粒过滤器13。颗粒过滤器13的出口经由排气管14连接到NOx SCR 催化剂15的入口。氧化催化剂16连接到NOx SCR催化剂15的出口。在NOx SCR催化剂15上游位置的排气管14中布置有尿素水溶液供给阀17，且尿 素水溶液供给阀17经由供给管18和供给泵19连接到尿素水溶液箱20。尿素水溶液箱20 中贮存的尿素水溶液通过供给泵19从尿素水溶液供给阀17朝设置在排气管14中的分散 板14a喷射。通过由尿素生成的氨((NH2)2C0+H20 — 2NH3+C02)在NOx SCR催化剂15中还 原排气中所含的NOx。排气歧管5和进气歧管4经由排气再循环(下文称为“EGR”)通路21相互连接， 且在EGR通路21中布置有电子控制的EGR控制阀22。此外，围绕EGR通路21设置有冷却 流过EGR通路21的EGR气体的冷却装置23。在图1所示的本发明的实施例中，发动机冷 却剂被引入冷却装置23内，且EGR气体被发动机冷却剂冷却。燃料喷射阀3经由燃料供给 管24连接到共轨25，且共轨25经由电子控制的变排量燃料泵26连接到燃料箱27。燃料 箱27中贮存的燃料被燃料泵26供给到共轨25内，供给到共轨25内的燃料通过各燃料供 给管24被供给到燃料喷射阀3。电子控制单元30由数字计算机形成，并且包括由双向总线31相互连接的ROM(只 读存储器)32、RAM (随机存取存储器)33、CPU (微处理器)34、输入口 35和输出口 36。在 NOx SCR催化剂15下游的位置设置有检测NOx SCR催化剂15的温度的温度传感器28，在氧化催化剂16下游的位置设置有检测排气中的NOx浓度的NOx传感器29。从温度传感器 28、NOx传感器29以及进气量检测器8输出的信号经由对应的A/D转换器37被传递到输 人口 35。产生与加速器踏板40的下压量L成比例的输出电压的负荷传感器41连接到加速 器踏板40，负荷传感器41的输出电压经由连接到负荷传感器41的A/D转换器37被输入到 输入口 35。曲柄角传感器42连接到输入口 35，每当曲轴旋转例如15度时该曲柄角传感器 42产生输出脉冲。输出口 36经由相应的驱动电路38连接到燃料喷射阀3、驱动节气门10 的步进马达、尿素水溶液供给阀17、供给泵19、EGR控制阀22以及燃料泵26。氧化催化剂12载持贵金属催化剂例如钼，且氧化催化剂12具有将排气中所含的 NO转换成而2的功能以及氧化排气中所含的HC的功能。N02具有比NO高的氧化性。因此， 如果N0被转换成N02，则促进了在颗粒过滤器13上捕集的颗粒物质的氧化反应，且在NOx SCR催化剂15中促进了由氨进行的还原反应。如果HC被吸附到NOx SCR催化剂15上，则 由于NOx SCR催化剂15上吸附的氨的量减少，NOx除去效率减小。因此，可通过使用氧化 催化剂12氧化HC来抑制NOx除去效率的减小。作为颗粒过滤器13，可使用不载持催化剂的颗粒过滤器，或者可使用载持贵金属 催化剂例如钼的颗粒过滤器。NOx SCR催化剂15由在低温具有高NOx除去效率的氨吸附Fe 沸石形成。氧化催化剂16载持由例如钼形成的贵金属催化剂。氧化催化剂16氧化从NOx SCR催化剂15漏出的氨。在图1中所示的本发明的实施例中，NOx SCR催化剂15在大约200°C的温度被活 性化。在NOx SCR催化剂15被活性化后，以还原排气中所含的NOx所需的量从尿素水溶液 供给阀17供给尿素水溶液。图2A示出当NOx SCR催化剂15未劣化、尿素水溶液的供给量 维持在还原排气中的NOx所需的正规值、并且尿素水溶液的品质维持在正规品质时，NOx除 去效率NR与NOx SCR催化剂15的温度TC之间的关系。如图2A所示，当NOx SCR催化剂15的温度TC升高到活性化温度时，NOx除去效 率迅速增加至峰值。当NOx SCR催化剂15的温度TC进一步升高时，NOx除去效率NR被维 持在该峰值。当催化剂温度TC相对低时，从尿素水溶液供给阀17供给的尿素水溶液一度 以氨的形式被吸附到NOx SCR催化剂15上，并且排气中的NOx与吸附到NOx SCR催化剂15 上的氨发生反应而被还原。另一方面，当催化剂温度TC升高时，氨不再被吸附到NOx SCR催化剂15上。此时， 排气中的NOx与由尿素水溶液生成的氨在气相下发生反应而被还原。图2B示意性地示出 此现象。即，如图2B所示，随着催化剂温度TC升高，由于与吸附到NOx SCR催化剂15上的 氨发生反应而被还原的NOx的量与由于与氨发生反应而被还原的NOx的总量的比率减小， 而由于与气相的氨发生反应而被还原的NOx的量与由于与氨发生反应而被还原的NOx的总 量的比率增大。NOx排放标准对于各个国家或地区有所变化。在此情况下，当车辆以规定的模式行 驶时排放的NOx的总量通常被用作NOx排出量的标准。NOx排放标准被以如下方式设定，即 如果车辆在使用预定的持续时间之后的NOx排出量等于或小于NOx排出标准量，则符合该 标准。除了此排放标准外，还设定了排放限制。根据此排放限制，NOx排出量必须不超过规定的限制值。尽管该限制值对于各个国家或地区有所变化，但是限制值为NOx排放标准 值的两倍或三倍。在一些国家中，如果NOx排出量超过限制值，则强制点亮表示异常位置的
警告灯。在本发明 的实施例中，NOx SCR催化剂15的劣化和被供给到NOxSCR催化剂15的 尿素水溶液的量或品质的不正规被视为NOx排出量异常增加的因素。根据本发明的实施 例，判定NOx排出量是由于NOx SCR催化剂15的劣化还是由于被供给到NOx SCR催化剂15 的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过规定的限制值。接下来，将参照图2C、3A和3B描述用于执行上述判定的方式。图2C、3A和3B示 出限制值为NOx排出标准量的两倍的情况。在图2C、3A和3B中，虚线A表示当NOx排出量 与NOx排出标准量相等时的NOx除去效率NR。换句话说，如果车辆在NOx除去效率NR相对 于催化剂温度TC以由图2C、3A和3B中所示的虚线A所示的方式改变的状态下以规定的模 式行驶，则NOx排出量与NOx排出标准量相等。下文，由虚线A表示的NOx除去效率NR将 被称为“标准NOx除去效率A”。在图2C中，实线Bl表示当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而达到为 NOx排出标准量的两倍大的限制值时的NOx除去效率NR，实线B2表示当NOx SCR催化剂15 的催化作用完全丧失时的NOx除去效率NR。NOx排出量达到为NOx排出标准量的两倍大的 值这一事实意味着NOx除去效率降至标准NOx除去效率A的50%。因此，实线Bl表示NOx 除去效率NR为标准NOx除去效率A的50%的情况。NOx SCR催化剂15的氨吸附作用以及吸附到NOx SCR催化剂15上的氨的NOx还 原作用由催化剂的活性来掌控。因此，如图2B所示，当吸附的氨的NOx还原作用是主要的 时，即当催化剂温度TC较低时，如果NOx SCR催化剂15劣化，则如图2C中的实线Bl和B2 所示，NOx除去效率NR显著减小。相反，当在气相下执行NOx还原作用时，NOx还原作用几乎不受催化剂的活性的掌 控。因此，如图2B所示，当在气相下的NOx还原作用是主要的时，即当催化剂温度TC较高 时，即使NOx SCR催化剂15劣化，NOx除去效率NR也不会如图2C中的实线Bl和B2所示
显著减小。S卩，如实线Bl所示，当NOx除去效率由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至标准 NOx除去效率A的50%时，NOx除去效率NR随着催化剂温度TC升高而增大。当催化剂温 度TC等于或高于450°C时，NOx除去效率NR接近标准NOx除去效率A。如实线B2所示，即 使当NOx SCR催化剂15的催化作用完全丧失时，NOx除去效率NR也随着催化剂TC升高而 增大。当催化剂温度TC等于或高于500°C时，NOx除去效率NR等于或高于标准NOx除去效 率A的50%。接下来，将描述NOx除去效率NR由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液 的量或品质的不正规而减小的情况。被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量被基 于发动机运行状态而被预先设定。但是，如果尿素水溶液的供给量由于例如尿素水溶液供 给阀17的喷嘴出口的阻塞而变得小于正规值，则NOx除去效率下降。另外，如果作为正规 尿素水溶液的替代使用具有低的氨浓度的低于标准的尿素水溶液，或者另一种溶液例如水 被供给到尿素水溶液箱20中，则NOx除去效率NR下降。图3A中的实线C表示当NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到为NOx排出标准量的两倍大的限制值时的NOx除去效率NR。 如上所述，NOx排出量为NOx排出标准量的两倍大这一事实意味着NOx除去效率降至标准 NOx除去效率A的50 %。因此，实线C表示NOx除去效率NR为标准NOx除去效率A的50 % 的情况。如果尿素水溶液供给阀17的喷嘴出口阻塞或者尿素水溶液中的氨浓度降低，则 可用于还原NOx的氨的量以独立于尿素水溶液的供给量的恒定速率(比率)减小。因此， 如图3A中的实线C所示，NOx除去效率NR相对于标准NOx除去效率A以独立于催化剂温 度TC的恒定速率减小。图2C和图3A之间的比较表明，在当NOx SCR催化剂15劣化时与当被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质中发生不正规时之间，NOx除去效率NR相对于催化 剂温度TC改变的模式是不同的。因此，可以使用NOx除去效率NR的改变模式的差异，来判 定是NOx SCR催化剂15劣化，还是被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质 中发生不正规。因此，根据本发明的实施例，使用NOx除去效率NR的改变模式的差异，来判定NOx 排出量是由于NOx SCR催化剂15劣化还是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液 的量或品质的不正规而超过规定的限制值。将参照通过组合图2C和图3A而获得的图3B 对此进行描述。图3B示出作为典型示例的如下情况，即判定NOx除去效率NR是由于NOx SCR催 化剂15的劣化还是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而 降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值。这种判定是根据图3B基于如下假设作出的，即尽管NOx SCR催化剂15的轻微劣 化和尿素水溶液的量或品质的微小不正规可能会同时发生，但是使NOx除去效率降至等于 或低于标准NOx除去效率A的50%的值的NOx SCR催化剂15的劣化与使NOx除去效率降 至等于或低于标准NOx除去效率的50%的值的尿素水溶液的量或品质的不正规不会同时 发生。首先，参照图3B，将描述催化剂温度TC等于或高于活化温度TQ且低于催化剂温 度TCa的情况，该催化剂温度TCa是位于曲线B1和曲线C的交点处的催化剂温度。当NOx 除去效率由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的 值时，在任何给定催化剂温度TC下的NOx除去效率NR是曲线B1上的或曲线B1下方的值。 当NOx除去效率由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降 至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值时，在任何给定催化剂温度TC下的NOx除去 效率NR位于曲线C上或曲线C下方。如上所述，当NOx除去效率由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至等于或低于标准 NOx除去效率A的50%的值时，在任何给定催化剂温度TC下的NOx除去效率NR是曲线B1 上的或曲线B1下方的值。因此，当NOx除去效率NR处于在曲线B1上方且在曲线C下方的 区域、即图3B中所示的阴影线区域&内时，NOx除去效率NR由于被供给到NOx SCR催化剂 15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值。当NOx除去效率NR处于区域X:内时，确认NOx除去效率NR是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质中的不正规而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值。因此，区域\将被称为“不正规确认区域”。另一方面，当NOx除去效率NR位于在曲线B1下方的区域、即图3B中所示的阴影 线区域X2内时，不能判定NOx除去效率NR是由于NOx SCR催化剂15的劣化还是由于被供 给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等于或低于标准NOx除 去效率A的50%的值。因此，在此情况下，需要判定NOx除去效率NR是由于NOx SCR催化剂15的劣化还 是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等于或低于 标准NOx除去效率A的50%的值。因此，阴影区域X2将被称为“需要判定区域”。在图3B中所示的示例中，当催化剂温度TC变得高于催化剂温度TC2时执行判定， 该催化剂温度TC2是处于曲线B2和曲线C的交点处的催化剂温度。当催化剂温度TC高于 催化剂温度TC2时，如果NOx除去效率由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至等于或低于标 准NOx除去效率A的50%的值，则在任何给定催化剂温度TC下的NOx除去效率NR位于曲 线B1和曲线B2之间的阴影区域义内。如果NOx除去效率由于被供给到NOxSCR催化剂15 的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值，则 在任何给定催化剂温度TC下的NOx除去效率NR位于在曲线C下方的阴影区域Y2内。当NOx除去效率由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至等于或低于标准NOx除去 效率A的50%的值时，NOx除去效率NR处于阴影区域A内而不会进入区域Y2。因此，如果 NOx除去效率NR处于阴影区域Yi内，则确认NOx除去效率是由于NOx SCR催化剂15的劣 化而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值。区域A将被称为“第一异常区域”。另一方面，当NOx除去效率NR由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的 量或品质的不正规而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的值时，NOx除去效率NR 处于区域1内而绝不会处于区域Yi内。因此，当NOx除去效率NR处于区域丫2内时，NOx除 去效率NR是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等 于或低于标准NOx除去效率A的50%的值。区域1将被称为“第二异常区域”。如上所述，在图3B所示的示例中，如果NOx除去效率NR在催化剂温度TC低时处 于需要判定区域X2内并且在催化剂温度TC升高时进入第一异常区域A内，则判定NOx除 去效率是由于NOx SCR催化剂15的劣化而降至等于或低于标准NOx除去效率A的50%的 值。另一方面，如果NOx除去效率NR在催化剂温度TC低时处于需要判定区域X2内并且在 催化剂温度TC升高时进入第二异常区域Y2内，则判定NOx除去效率NR是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而降至等于或低于标准NOx除去效率A的 50%的值。尽管已经参照图3B所示的示例实施例描述了本发明，但是以下将给出本发明的 概括性描述。根据本发明，需要判定区域X2被设定成这样的区域，在NOx排出量由于NOx SCR催 化剂15的劣化而超过规定的限制值的情况下，或者在NOx排出量由于被供给到NOx SCR催 化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过该限制值的情况下，NOx除去效率NR落 在该区域内，并且在该区域中，NOx SCR催化剂15的催化剂温度TC处于预定的第一温度范 围内。第一异常区域A被设定成这样的区域，当NOx排出量由于NOxSCR催化剂15的劣化 而超过限制值时NOx除去效率NR落在该区域内，当NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过规定的限制值时NOx除去效率NR不落在该 区域内，并且在该区域中，NOx SCR催化剂15的温度处于预定的第二温度范围内，该第二温 度范围的下限高于该第一温度范围的上限。第二异常区域Y2被设定成这样的区域，当NOx 排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过限制值 时NOx除去效率NR落在该区域内，当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而超过规 定的限制值时NOx除去效率NR不落在该区域内，并且在该区域中，NOx SCR催化剂15的温 度处于预定的第二温度范围内。如果判定出当NOx SCR催化剂15的温度TC处于第一温度 范围内时NOx除去效率NR处于需要判定区域X2内，并且然后判定出当NOx SCR催化剂15 的温度TC进入第二温度范围内时NOx除去效率NR落在第一异常区域A内，则判定NOx排 出量是由于NOx SCR催化剂15的劣化而超过限制值。另一方面，如果判定出当NOx SCR催 化剂15的温度TC处于第一温度范围内中时NOx除去效率NR处于需要判定区域X2内，并 且然后判定出当NOx SCR催化剂15的温度TC进入第二温度范围内时NOx除去效率NR落 在第二异常区域1内，则判定NOx排出量是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶 液的量或品质的不正规而超过限制值。根据本发明，不正规确认区域&被设定成这样的区域，当NOx排出量由于被供给 到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过限制值时NOx除去效率NR 落在该区域内，当NOx排出量由于NOxSCR催化剂15的劣化而超过限制值时NOx除去效率 NR不落在该区域内，并且在该区域中，NOx SCR催化剂15的温度处于预定的第一温度范围 内。如果判定出当NOx SCR催化剂15的温度TC处于第一温度范围内时NOx除去效率NR 处于不正规确认区域&内，则判定NOx排出量是由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素 水溶液的量或品质的不正规而超过限制值。从图3B可以看出，不正规确认区域\是与需要判定区域X2邻接的区域。在任何 给定的催化剂温度TC，N0x除去效率NR在不正规确认区域&中高于在需要判定区域X2中。 另外，从图3B可以看出，在任何给定的催化剂温度TC，NOx除去效率NR在第一异常区域 中高于在第二异常区域1中。接下来，将使用概括性的表述来定义各曲线B1、B2和C，并使用由使用概括性的表 述定义的曲线Bl、B2和C来定义区域X” X2、和Y2。S卩，从图3B可以看出，如曲线Bl所示，当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣 化而达到限制值时，随着在NOx SCR催化剂15活化之后NOx SCR催化剂15的温度TC升高， NOx除去效率NR朝标准NOx除去效率A增加。相反，如曲线C所示，当NOx排出量由于被供 给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到限制值时，NOx除去效率 NR与NOx SCR催化剂15的温度TC无关地相对于标准NOx除去效率A以恒定速率减小。在此情况下，如图3B所示，在NOx SCR催化剂15活化之后的NOxSCR催化剂15的 固有温度TCa下，当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而达到限制值时的NOx除去 效率NR与当NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正 规而达到限制值时的NOx除去效率相等。上述第一温度范围被设定成NOx SCR催化剂15的活化温度！^与NOx SCR催化 剂15的固有温度TCa之间的范围。此外，从图3B可以看出，在第一温度范围内的任何给定催化剂温度TC下，当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而达到限制值时的NOx除去效率NR(曲线Bl所示) 低于当NOx排出量由于被供给到NOxSCR催化剂15的尿素水溶液的量或品质的不正规而达 到限制值时的NOx除去效率(曲线C所示)。需要判定区域X2被设定成这样的区域，该区 域处于第一温度范围内，并且在该区域中，在任何给定的催化剂温度TC下，NOx除去效率NR 低于当NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而达到限制值时的NOx除去效率NR(曲 线Bl所示)。另外，如图3B中的曲线B2所示，即使当NOx SCR催化剂15的催化作用完全丧失 时，NOx除去效率NR也随着NOx SCR催化剂15的温度TC升高而增大。在高于NOx SCR催 化剂15的固有温度TCa的NOx SCR催化剂15的特定温度TC2下，当NOx SCR催化剂15的 催化作用完全丧失时的NOx除去效率NR与当NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15 的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到限制值时的NOx除去效率NR(曲线C所示)相等。第二温度范围被设定在具有比NOx SCR催化剂15的特定温度TC2高的下限的温 度区域内。在图3B所示的具体示例中，第二温度范围的下限与特定催化剂温度TC2相等。 从图3B中可以看出，在第二温度范围内，第一异常区域Y1被设定成在曲线Bl和曲 线B2之间的区域，曲线Bl表示当NOx排出量由于NOxSCR催化剂15的劣化而达到限制值 时的NOx除去效率NR，曲线B2表示当NOx SCR催化剂15的催化作用完全丧失时的NOx除 去效率NR。在第二温度范围内，第二异常区域Y2被设定成这样的区域，在该区域中，在任何 给定的催化剂温度TC下，NOx除去效率NR低于当NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂 15的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到限制值时的NOx除去效率NR(曲线C所示)。在催化剂温度TC由于运行状态的改变而进入第二温度范围之后，执行在第二温 度范围内的异常判定。但是，催化剂温度TC有时没有升高到第二温度范围内的值。在此情 况下，不能执行第二温度范围内的异常判定。因此，根据本发明的实施例，如果判定出当NOx SCR催化剂15的温度TC处于第一 温度范围内中时NOx除去效率NR处于需要判定区域X2内，并且NOx SCR催化剂15的温度 TC在规定的时间段中没有进入第二温度范围，则NOx SCR催化剂15被加热，直至NOx SCR 催化剂15的温度TC进入第二温度范围。在本发明的实施例中，需要检测由NOx SCR催化剂15实现的NOx除去效率NR。因 此，以表示要求转矩TQ和发动机转速N的函数的脉谱图的形式将每单位时间从发动机排出 的NOx的量(下文，被称为“NOx量Ν0ΧΑ”)预先存储在ROM 32中。基于由NOx传感器29 检测出的NOx浓度和排气量、即进气量，确定每单位时间从NOx SCR催化剂15排出的NOx 的量。因此，基于图4中所示的NOx量NOXA和由NOx传感器19检测出的值来确定NOx除 去效率NR。接下来，将参照图5描述异常检测例程。此例程每隔预定的时间间隔以中断的方 式执行。如图5所示，首先在步骤50中判定是否设定了完成标志，该完成标志表示每当车 辆被驱动时执行的异常检测已完成。当判定出完成标志被设定时，例程结束。另一方面，当 判定出完成标志未被设定时，执行步骤51。在步骤51中，判定催化剂温度TC是否超过活化 温度TQ。如果判定出催化剂温度TC超过活化温度TCtl,则执行步骤52以开始异常检测。在步骤52中，将Σ M增加预定时间ΔΜ。因此，Σ M表示自催化剂温度TC超过活 化温度TCtl之后已经过的时间。在此情况下，作为预定时间的替代，可使用进气量、燃料喷射量或车速作为AM。在步骤53中，判定是否设定了判定标志。当步骤53是第一次执行时， 判定标志未被设定。因此，执行步骤54。在步骤54中，判定催化剂温度TC是否变得等于图3B中所示的第一温度范围内的 预定温度TClt)当催化剂温度TC等于预定温度TQ时，执行步骤55。在步骤55中，基于图 4中所示的脉谱图以及从NOx传感器29输出的信号计算NOx除去效率NR。接下来，在步骤 56中判定NOx除去效率NR是否处于需要判定区域X2内。当判定出NOx除去效率NR不处 于需要判定区域X2内时，执行步骤58。在步骤58中，判定NOx除去效率NR是否在不规则 确认区域&内。当判定出NOx除去效率NR不处于不规则确认区域&内时，例程结束。另一方面，当在步骤56中判定出NOx除去效率NR处于需要判定区域X2内时，执 行步骤57。在步骤57中，设定判定标志。在判定标志被设定之后，在随后的例程中，在步骤 53之后执行步骤59。在步骤59中，判定经过的时间E M是否超过预定时间MX。当判定出 经过的时间E M等于或短于预定时间MX时，在不执行步骤60的情况下执行步骤61。在步 骤61中，判定催化剂温度TC是否超过图3B中所示的预定温度TC2。当判定出催化剂温度 TC超过预定温度TC2时，执行步骤62以执行异常判定。另一方面，当催化剂温度TC没有升高到预定温度TC2，并且在步骤59中判定出经 过的时间E M长于预定时间MX时，执行步骤60。在步骤60中，执行用于升高NOx SCR催化 剂15的温度的控制。例如，通过延迟燃料喷射正时以升高排气的温度，或者通过朝在氧化 催化剂12上游的部位供给额外的燃料，来升高NOx SCR催化剂15的温度。在用于升高温 度的控制开始之后，如果在步骤61中判定出催化剂温度TC高于预定的催化剂温度TC2，则 执行步骤62。在步骤62中，停止用于升高NOx SCR催化剂15的温度的控制。当然，当在没 有执行用于升高NOx SCR催化剂15的温度的控制的情况下催化剂温度TC变得高于预定的 催化剂温度TC2时，在步骤62中不执行控制。接下来，在步骤63中，基于图4中所示的脉谱图以及从NOx传感器29输出的信号 计算NOx除去效率NR。接下来，在步骤64中判定NOx除去效率NR是否处于第一异常区域
内。当NOx除去效率NR不处于第一异常区域Yi内时，在不执行步骤65和66的情况下 执行步骤67。在步骤67中，判定NOx除去效率NR是否处于第二异常区域乙内。当判定出 NOx除去效率NR不处于第二异常区域Y2内时，例程结束。另一方面，当在步骤64中判定出NOx除去效率NR处于第一异常区域A内时，执 行步骤65。在步骤65中，发出表示NOx排出量由于NOx SCR催化剂15的劣化而超过限制 值这一事实的警报。在步骤66中，设定完成标志。 另一方面，当在步骤67中判定出NOx除去效率NR处于第二异常区域\内时，执行 步骤68。另外，当在步骤58中判定出NOx除去效率NR处于需要异常判定区域&内时，也 执行步骤68。在步骤68中，发出表示NOx排出量由于被供给到NOx SCR催化剂15的尿素 水溶液的量或品质的不正规而超过限制值这一事实的警报。在步骤S69中，设定完成标志。
权利要求
一种用于内燃机的异常检测系统，所述异常检测系统判定NOx排出量是由于布置在所述内燃机的排气通路中的NOx选择性催化还原催化剂的劣化还是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过规定的限制值，所述异常检测系统包括需要判定区域设定单元，所述需要判定区域设定单元将需要判定区域设定成这样的区域，在所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值的情况下，或者在所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值的情况下，NOx除去效率落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于预定的第一温度范围内；第一异常区域设定单元，所述第一异常区域设定单元将第一异常区域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于预定的第二温度范围内，所述第二温度范围的下限高于所述第一温度范围的上限；第二异常区域设定单元，所述第二异常区域设定单元将第二异常区域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述规定的限制值时所述NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第二温度范围内；以及异常因素判定单元，如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第一异常区域内，则所述异常因素判定单元判定所述NOx排出量是由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值；如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第二异常区域内，则所述异常因素判定单元判定所述NOx排出量是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值。
2.根据权利要求1所述的异常检测系统，还包括不正规确认区域设定单元，所述不正规确认区域设定单元将不正规确认区域设定成这 样的区域，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液 的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排 出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值时所述NOx除去效率不 落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温 度范围内，其中，如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内 时所述NOx除去效率处于所述不正规确认区域内，则所述异常因素判定单元判定所述NOx排出量是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正 规而超过所述限制值。
3.根据权利要求2所述的异常检测系统，其中，所述不正规确认区域设定单元将所述 不正规确认区域设定成这样的区域，该区域邻近所述需要判定区域，并且在该区域中，在任 何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效率高于所述需要判定区域中的所述NOx除去效率。
4.根据权利要求1所述的异常检测系统，其中，所述第一异常区域设定单元将所述第 一异常区域设定成这样的区域，在该区域中，在任何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效 率高于所述第二异常区域中的所述NOx除去效率。
5.根据权利要求1所述的异常检测系统，其中当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时， 随着在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后所述NOx选择性催化还原催化剂的温度升 高，所述NOx除去效率由于通过与气相的氨进行反应被还原的NOx的量与通过与氨进行反 应被还原的全部NOx的量的比率的增大而增大；当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或 品质的不正规而达到所述限制值时，在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后，所述NOx 除去效率独立于所述NOx选择性催化还原催化剂的温度以恒定的速率减小；在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后，在所述NOx选择性催化还原催化剂的固 有温度下，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制 值时的所述NOx除去效率与当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化 剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到所述限制值时的所述NOx除去效率相等；以及所述第一温度范围被设定成在所述NOx选择性催化还原催化剂的活化温度和所述NOx 选择性催化还原催化剂的所述固有温度之间的范围。
6.根据权利要求5所述的异常检测系统，其中在所述第一温度范围内的任何给定的催化剂温度下，当所述NOx排出量由于所述NOx 选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时的所述NOx除去效率低于当所述NOx排 出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而 达到所述限制值时的所述NOx除去效率；以及所述需要判定区域设定单元将所述需要判定区域设定成这样的区域，在该区域中，在 任何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效率低于当所述NOx排出量由于所述NOx选择性 催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时的所述NOx除去效率。
7.根据权利要求6所述的异常检测系统，其中，当所述NOx选择性催化还原催化剂的催化作用完全丧失时，随着所述NOx选择性催化 还原催化剂的温度升高，所述NOx除去效率由于通过与气相的氨进行反应被还原的NOx的 量与通过与氨进行反应被还原的全部NOx的量的比率的增大而增大；在高于所述NOx选择性催化还原催化剂的所述固有温度的所述NOx选择性催化还原催 化剂的特定温度下，当所述NOx选择性催化还原催化剂的所述催化作用完全丧失时的所述 NOx除去效率与当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水 溶液的量或品质的不正规而达到所述限制值时的所述NOx除去效率相等；以及所述第二温度范围被设定在具有比所述NOx选择性催化还原催化剂的所述特定温度高的下限的温度区域内。
8.根据权利要求7所述的异常检测系统，其中所述第一异常区域设定单元将所述第一异常区域设定成这样的区域，该区域位于所述 第二温度范围内，并且该区域位于当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂 的劣化而达到所述限制值时的所述NOx除去效率与当所述NOx选择性催化还原催化剂的所 述催化作用完全丧失时的所述NOx除去效率之间；以及所述第二异常区域设定单元将所述第二异常区域设定成这样的区域，该区域位于所述 第二温度范围内，并且在该区域中，在任何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效率低于当 所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的 不正规而达到所述限制值时的所述NOx除去效率。
9.根据权利要求1所述的异常检测系统，其中，如果判定出当所述NOx选择性催化还原 催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域中，并 且所述NOx选择性催化还原催化剂的温度在规定的时间段中没有进入所述第二温度范围， 则所述NOx选择性催化还原催化剂被加热，直至所述NOx选择性催化还原催化剂的温度进 入所述第二温度范围。
10.根据权利要求1所述的异常检测系统，还包括NOx传感器，所述NOx传感器布置在位于所述NOx选择性催化还原催化剂下游位置处的 所述内燃机的所述排气通路中，以便获得所述NOx除去效率。
11.一种用于内燃机的异常检测方法，根据所述异常检测方法，判定NOx排出量是由于 布置在所述内燃机的排气通路中的NOx选择性催化还原催化剂的劣化还是由于被供给到 所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过规定的限制值， 所述异常检测方法包括将需要判定区域设定成这样的区域，在所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原 催化剂的劣化而超过所述限制值的情况下，或者在所述NOx排出量由于被供给到所述NOx 选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值的情况下， NOx除去效率落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于 预定的第一温度范围内；将第一异常区域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原 催化剂的劣化而超过所述限制值时所述NOx除去效率落在该区域内，当所述NOx排出量由 于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所 述限制值时所述NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还原 催化剂的温度处于预定的第二温度范围内，所述第二温度范围的下限高于所述第一温度范 围的上限；将第二异常区域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性 催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去效 率落在该区域内，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所 述规定的限制值时所述NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催 化还原催化剂的温度处于所述第二温度范围内； 如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx选择性催化还原催 化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第一异常区域内，则判 定所述NOx排出量是由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过所述限制值；以及如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所 述NOx除去效率处于所述需要判定区域内，并且然后判定出当所述NOx选择性催化还原催 化剂的温度进入所述第二温度范围内时所述NOx除去效率落在所述第二异常区域内，则判 定所述NOx排出量是由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品 质的不正规而超过所述限制值。
12.根据权利要求11所述的异常检测方法，还包括将不正规确认区域设定成这样的区域，当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择 性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值时所述NOx除去 效率落在该区域内，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而超过 所述限制值时所述NOx除去效率不落在该区域内，并且在该区域中，所述NOx选择性催化还 原催化剂的温度处于所述第一温度范围内，其中，如果判定出当所述NOx选择性催化还原催化剂的温度处于所述第一温度范围内 时所述NOx除去效率处于所述不正规确认区域内，则判定所述NOx排出量是由于被供给到 所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而超过所述限制值。
13.根据权利要求12所述的异常检测方法，其中，将所述不正规确认区域设定成这样 的区域，该区域邻近所述需要判定区域，并且在该区域中，在任何给定的催化剂温度下，所 述NOx除去效率高于所述需要判定区域中的所述NOx除去效率。
14.根据权利要求11所述的异常检测方法，其中，将所述第一异常区域设定成这样的 区域，在该区域中，在任何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效率高于所述第二异常区域 中的所述NOx除去效率。
15.根据权利要求11所述的异常检测方法，其中当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时， 随着在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后所述NOx选择性催化还原催化剂的温度升 高，所述NOx除去效率由于通过与气相的氨进行反应被还原的NOx的量与通过与氨进行反 应被还原的全部NOx的量的比率的增大而增大；当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或 品质的不正规而达到所述限制值时，在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后，所述NOx 除去效率独立于所述NOx选择性催化还原催化剂的温度以恒定的速率减小；在所述NOx选择性催化还原催化剂活化之后，在所述NOx选择性催化还原催化剂的固 有温度下，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制 值时的所述NOx除去效率与当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化 剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到所述限制值时的所述NOx除去效率相等；以及所述第一温度范围被设定成在所述NOx选择性催化还原催化剂的活化温度和所述NOx 选择性催化还原催化剂的所述固有温度之间的范围。
16.根据权利要求15所述的异常检测方法，其中在所述第一温度范围内的任何给定的催化剂温度下，当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时的所述NOx除去效率低于当所述NOx排 出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而 达到所述限制值时的所述NOx除去效率；以及将所述需要判定区域设定成这样的区域，在该区域中，在任何给定的催化剂温度下，所 述NOx除去效率低于当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到 所述限制值时的所述NOx除去效率。
17.根据权利要求16所述的异常检测方法，其中当所述NOx选择性催化还原催化剂的催化作用完全丧失时，随着所述NOx选择性催化 还原催化剂的温度升高，所述NOx除去效率由于通过与气相的氨进行反应被还原的NOx的 量与通过与氨进行反应被还原的全部NOx的量的比率的增大而增大；在高于所述NOx选择性催化还原催化剂的所述固有温度的所述NOx选择性催化还原催 化剂的特定温度下，当所述NOx选择性催化还原催化剂的所述催化作用完全丧失时的所述 NOx除去效率与当所述NOx排出量由于被供给到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水 溶液的量或品质的不正规而达到所述限制值时的所述NOx除去效率相等；以及所述第二温度范围被设定在具有比所述NOx选择性催化还原催化剂的所述特定温度 高的下限的温度区域内。
18.根据权利要求17所述的异常检测方法，其中将所述第一异常区域设定成这样的区域，该区域位于所述第二温度范围内，并且该区 域位于当所述NOx排出量由于所述NOx选择性催化还原催化剂的劣化而达到所述限制值时 的所述NOx除去效率与当所述NOx选择性催化还原催化剂的所述催化作用完全丧失时的所 述NOx除去效率之间；以及将所述第二异常区域设定成这样的区域，该区域位于所述第二温度范围内，并且在该 区域中，在任何给定的催化剂温度下，所述NOx除去效率低于当所述NOx排出量由于被供给 到所述NOx选择性催化还原催化剂的尿素水溶液的量或品质的不正规而达到所述限制值 时的所述NOx除去效率。
19.根据权利要求11所述的异常检测方法，其中，如果判定出当所述NOx选择性催化还 原催化剂的温度处于所述第一温度范围内时所述NOx除去效率处于所述需要判定区域中， 并且所述NOx选择性催化还原催化剂的温度在规定的时间段中没有进入所述第二温度范 围，则所述NOx选择性催化还原催化剂被加热，直至所述NOx选择性催化还原催化剂的温度 进入所述第二温度范围。
20.根据权利要求11所述的异常检测方法，还包括通过布置在位于所述NOx选择性催化还原催化剂下游位置处的所述内燃机的所述排 气通路中的NOx传感器获得所述NOx除去效率。
全文摘要
当NOx SCR催化剂(15)劣化时，如曲线B1和B2所示，NOx除去效率随着催化剂温度的升高而增大。当被供给到NOx SCR催化剂的尿素水溶液的量或品质存在不正规时，如曲线C所示，NOx除去效率以恒定的速率减小。当NOx除去效率首先处于区域X2内然后进入区域Y1时，判定NOx SCR催化剂劣化。当NOx除去效率首先处于区域X2内然后进入区域Y2时，判定被供给到NOx SCR催化剂的尿素水溶液的量或品质存在不正规。
文档编号F01N11/00GK101878357SQ200880118205
公开日2010年11月3日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月6日
发明者柴田大介, 泽田裕, 萩本大河 申请人:丰田自动车株式会社