排气净化装置的故障诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对排气净化装置的故障进行诊断的技术，尤其涉及一种对具备选择还原功能和过滤器功能的排气净化装置的劣化进行诊断的技术。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为对选择还原型催化剂的劣化进行检测的技术，提出了一种如下的技术，即，流入选择还原型催化剂中的NOx中所包含的二氧化氮(NO2)的比例(以下，称作“N02比率”)属于预定的范围内，并且根据还原剂向选择还原型催化剂被供给时的NOx净化率的平均值以及误差，而对选择还原型催化剂的故障和还原剂供给装置的故障进行辨别的技术(例如，参照专利文献I)。
[0003]在专利文献2中公开了一种如下的结构，即，在颗粒物过滤器的对排气流进行划分的壁面上形成包含选择还原型催化剂的膜，并在该膜的表面上设置形成有容许NOx的通过且阻止粒状物(PM:Particulate Matter)的通过的大小的细孔的膜。该结构的目的在于，抑制在颗粒物过滤器所捕集的PM被氧化时SCR催化剂的热劣化。
[0004]在专利文献3中公开了一种如下的结构，S卩，在壁流式的颗粒物过滤器中，在基材的表层上设置有对排气中的硫黄成分进行补充的补充剂，并在该基材的里层上设置有选择还原型催化剂。
[0005]在专利文献4中记载了颗粒物过滤器所捕集的PM与排气中的NO2发生反应的内容。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2010-270614号公报
[0009]专利文献2:日本特开2010-065554号公报
[0010]专利文献3:日本特开2006-346605号公报
[0011]专利文献4:日本特开2006-063970号公报
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的课题
[0013]但是，如在颗粒物过滤器上负载有选择还原型催化剂的情况那样，在兼备选择还原功能和过滤器功能的排气净化装置中，在欲对选择还原功能的故障进行诊断时，存在由于排气净化装置中所捕集或堆积着的粒状物(PM:Particulate Matter)的影响而无法实施准确的诊断的可能性。
[0014]例如，在PM被捕集或堆积于排气净化装置中时，排气中的NO2的一部分有可能被PM的氧化反应所消耗。在这种情况下，由于排气中的NO2比率变小，因此存在通过选择还原型催化剂而被净化的NOx的量减少的可能性。此外，在PM被捕集或堆积于排气净化装置中时，存在选择还原型催化剂中的至少一部分被PM覆盖的可能性。在这种情况下，存在通过选择还原型催化剂而被净化的NOx的量减少的可能性。
[0015]S卩，在PM被捕集或堆积于排气净化装置中时，存在尽管选择还原型催化剂为正常，但选择还原型催化剂的NOx净化率(在选择还原型催化剂中被还原(净化)的NOx的量相对于流入选择还原型催化剂中的NOx的量的比率)也减小的可能性。其结果为，存在尽管选择还原型催化剂为正常，但也误诊断为该选择还原型催化剂发生了故障的可能性。
[0016]本发明是鉴于上述的各种实际情况而完成的发明，其目的在于，提供一种能够更加准确地实施兼备选择还原功能和过滤器功能的排气净化装置的故障诊断的技术。
[0017]用于解决本课题的方法
[0018]本发明为了解决上述的课题，在兼备选择还原功能和过滤器功能的排气净化装置的故障诊断装置中，根据排气净化装置上所捕集或堆积着的粒状物(PM)的推断值而对排气净化装置的NOx净化率进行运算，且如果其计算结果与实际NO ^争化率之差大于阈值，则判断为排气净化装置发生了故障。
[0019]详细而言，本发明为兼备选择还原功能和过滤器功能的排气净化装置的故障诊断装置，
[0020]所述排气净化装置的故障诊断装置具备:
[0021]第一推断单元，其对作为堆积于所述排气净化装置中的粒状物质的量的颗粒物堆积量进行推断；
[0022]第二推断单元，其对作为流入所述排气净化装置的NOx中二氧化氮所占的比例的NO2比率进行推断；
[0023]第一运算单元，其将作为通过所述第一推断单元而被推断出的颗粒物堆积量的推断颗粒物堆积量和作为通过所述第二推断单元而被推断出的NO2比率的推断勵2比率作为参数，对作为所述排气净化装置为正常的情况下的NOx净化率的基准NOJf化率进行运算；
[0024]检测单元，其与所述排气净化装置相比被配置于下游，并对排气中所包含的量进行检测；
[0025]第二运算单元，其将通过所述感器而被检测出的NO x量作为参数，对作为所述排气净化装置的实际的NOx净化率的实际NOJf化率进行运算；
[0026]诊断单元，其将所述基准NOx净化率与所述实际NOJf化率之差大于阈值的情况作为条件，来判断出所述排气净化装置发生了故障。
[0027]另外，此处所述的“选择还原功能”为，在还原剂的存在下对排气中的叽进行还原的功能。该选择还原功能通过具备选择还原型催化剂或贵金属催化剂(铂(Pt)或钯(Pd)等)而实现。此外，此处所述的“过滤器功能”为对排气中所包含的PM进行捕集的功能。
[0028]根据本发明的排气净化装置的故障诊断装置，通过将推断PM堆积量和推断勵2比率设为参数，从而能够确定由于与排气净化装置上所堆积的PM的反应而被消耗的勵2的量、即勵2比率的下降量。因此，确定能够因勵2比率的下降而引起的NOx净化率的下降量。此外，还能够根据推断PM堆积量来确定被PM覆盖的选择还原型催化剂或贵金属催化剂的量。因此，还能够确定因选择还原型催化剂或贵金属催化剂的一部分被PM覆盖而引起的NOx净化率的下降量。
[0029]另外，在排气净化装置中与PM反应的NO2的量较多时与较少时相比，NO ,净化率显示峰值(最大值)时的NO2比率存在变大的趋势。此外，在排气净化装置中被PM覆盖的选择还原型催化剂或贵金属催化剂的面积(量)较大时与较小时相比，NOx净化率的峰值存在变小的趋势。基于这些趋势，通过预先求出NOJ#化率、NO2比率与PM堆积量之间的关系，从而能够对排气净化装置为正常(排气净化装置的选择还原功能为正常)的情况下的NOx净化率(基准NOx净化率)进行推断(运算)。由此，通过将基准NO x净化率与实际NO ,净化率进行比较，从而能够对排气净化装置是否为正常进行辨别。
[0030]但是，基准NOJf化率与实际NO x净化率之差除了在排气净化装置发生了劣化或故障的情况下以外，还会在推断PM堆积量的推断误差以及/或者推断NO2比率的推断误差变大的情况下扩大。由此，为了准确地实施排气净化装置的故障诊断，需要预先对推断PM堆积量的推断误差和推断NO2比率的推断误差进行校正。
[0031]针对于此，本发明的排气净化装置的故障诊断装置还具备:
[0032]控制单元，其求出第一推断NO2比率和第一基准NO 2比率，其中，所述第一推断NO 2比率为所述实际NOx净化率显示峰值时的推断NO 2比率，所述第一基准NO 2比率为如下的情况下的NOx净化率显示峰值时的NO 2比率，所述情况为，所述排气净化装置的颗粒物堆积量与求出了所述第一推断NO2比率时的颗粒物堆积量相等且所述排气净化装置为正常的情况，如果所述第一推断NO2比率与所述第一基准NO 2比率之差大于容许值，则实施用于对堆积于所述排气净化装置上的粒状物质进行氧化及去除的颗粒物再生处理；
[0033]补正单元，其在所述颗粒物再生处理的执行之后，求出第二推断NO2比率和第二基准NO2比率，其中，所述第二推断NO 2比率为所述实际NO x净化率显示峰值时的推断NO 2比率，所述第二基准NO2比率为所述排气净化装置的颗粒物堆积量为零且所述排气净化装置为正常的情况下的NOx净化率显示峰值时的NO 2比率，如果所述第二推断NO 2比率与所述第二基准NO2比率之差大于容许值，则利用所述第二推断NO 2比率与所述第二基准NO 2比率之差而对通过所述第二推断单元而被推断出的推断NO2K率进行补正。
[0034]在排气净化装置上堆积有PM时，作为第一推断NO2比率与所述第一基准NO 2比率之差大于容许值的主要原因，考虑到顯2比率的推断误差(运算误差)和PM堆积量的推断误差(运算误差或测量误差)这两个主要原因。例如，在推断PM堆积量包含误差的情况下，求出第一推断NO2比率时的推断PM堆积量会成为与实际PM堆积量不同的值。因此，将该推断PM堆积量作为参数而求出的第一基准NO2比率将成为与真实值不同的值。另一方面，在推断勵2比率包含误差的情况下，第一推断NO2比率为与实际勵2比率不同的值。因此，在推断PM堆积量或推断NO2比率中的至少一方包含误差的情况下，即使排气净化装置为正常，第一推断顯2比率与第一基准NO2比率之差也将大于容许值。