Устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов

Устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Изобретение относится к методу диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов, который располагается в выпускном патрубке двигателя внутреннего сгорания.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] ПЛ 1 раскрывает конструкцию, которая снабжена катализатором избирательной каталитической нейтрализации (ИКН), добавляющим клапаном, который добавляет раствор мочевины в воде в выхлопной газ, текущий в катализатор ИКН, и систему РВГ низкого давления, которая направляет некоторую часть выхлопного газа (газ для рециркуляции выхлопного газа (РВГ)) во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем катализатор ИКН.

[0003] ПЛ 2 раскрывает конструкцию, в которой двигатель внутреннего сгорания с зажиганием искрового типа снабжен устройством, которое поставляет аммиак во впускной патрубок, и катализатором ИКН, который размещен в выпускном патрубке.

СПИСОК ПРОТИВОПОСТАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0004] ПЛ 1: Международная публикация № 2012/164713

ПЛ 2: Публикация японской патентной заявки № 2010-159705

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Технология диагностирования неисправности прибора контроля выхлопных газов, используя количество NO_x, текущего в катализатор (далее называемое как "поступающее количество NO_x"), в качестве параметра, известна как технология обнаружения неисправности прибора контроля выхлопных газов, которая включает в себя катализатор ИКН и т.п. Например, известен способ вычисления степени очистки от NO_x катализатора ИКН (отношения NO_x, удаленного посредством катализатора ИКН, к поступающему количеству NO_x), используя поступающее количество NO_x в качестве параметра, и диагностирования неисправности прибора контроля выхлопных газов на основе результата вычисления.

[0006] Поступающее количество NO_x и выходящее количество NO_x необходимы во время вычисления степени очистки от NO_x катализатора ИКН. Поступающее количество NO_x и выходящее количество NO_x могут быть вычислены на основе значения, измеренного датчиком NO_x. В этом случае, однако, необходимы два датчика NO_x, и, таким образом, технологичность монтажа снижается, в то время как производственные затраты увеличиваются. В связи с этим был предложен способ вычисления только выходящего количества NO_x, используя датчик NO_x, и оценки (вычисления) поступающего количества NO_x исходя из рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

[0007] В транспортном средстве, в котором установлена система РВГ низкого давления, как раскрыто в ПЛ 1, прекурсор аммиака, такой как раствор мочевины в воде или аммиак, вводится в двигатель внутреннего сгорания посредством системы РВГ низкого давления в некоторых случаях. NO_x, такой как моноксид азота (NO), образуется, когда прекурсор аммиака или аммиак используется для сгорания в двигателе внутреннего сгорания. В результате, количество NO_x, фактически выпускаемого из двигателя внутреннего сгорания, т.е., количество NO_x, фактически текущего в катализатор ИКН, увеличивается. В этом случае поступающее количество NO_x, которое вычисляется исходя из рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, не достигает фактического поступающего количества NO_x. Поступающее количество NO_x, которое вычисляется, используя датчик NO_x, могло бы быть значительно увеличено в результате увеличения фактического поступающего количества NO_x. Соответственно, степень очистки от NO_x, которая вычисляется из вычисленного значения поступающего количества NO_x и выходящего количества NO_x, не достигает фактической степени очистки от NO_x, и может происходить ошибочное диагностирование, в котором прибор контроля выхлопных газов диагностируется как неисправный, несмотря на то, что прибор контроля выхлопных газов является исправным.

[0008] В случае увеличения поступающего количества NO_x, полученного из возвратного потока добавки в конфигурации, в которой и поступающее количество NO_x, и выходящее количество NO_x вычисляются, используя датчик NO_x, разница между степенью очистки от NO_x в случае исправности и степенью очистки от NO_x в случае неисправности уменьшается. Когда значение, измеренное датчиком NO_x, имеет ошибку, в этом случае могло бы быть невозможным отличить степень очистки от NO_x в случае исправности и степень очистки от NO_x в случае неисправности друг от друга.

[0009] Задача изобретения, которое было выполнено, принимая во внимание различные обстоятельства, описанные выше, состоит в пресечении уменьшения точности диагностирования неисправности с помощью устройства диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов, снабженного прибором контроля выхлопных газов, включающим в себя катализатор избирательной каталитической нейтрализации, устройством подачи, подающим добавку в прибор контроля выхлопных газов, причем добавка является аммиаком или прекурсором аммиака, устройством РВГ, направляющим некоторую часть выхлопного газа во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем положение подачи добавки, и средством диагностики для выполнения диагностирования неисправности в приборе контроля выхлопных газов, используя поступающее количество NO_x в качестве параметра.

[0010] Для выполнения вышеописанной задачи изобретение предусматривает устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов, включающее в себя прибор контроля выхлопных газов, размещенный в выпускном патрубке двигателя внутреннего сгорания и снабженный катализатором избирательной каталитической нейтрализации, устройство подачи, подающее добавку в прибор контроля выхлопных газов, причем добавка является аммиаком или прекурсором аммиака, устройство РВГ, предоставляющее возможность некоторой части выхлопного газа течь назад из выпускного патрубка во впускной патрубок, причем выпускной патрубок находится ниже по потоку, чем положение подачи добавки устройством подачи, средство получения для получения поступающего количества NO_x, причем поступающее количество NO_x является количеством NO_x, текущего в прибор контроля выхлопных газов, и средство диагностики для диагностирования неисправности прибора контроля выхлопных газов, используя поступающее количество NO_x, полученное средством получения, в качестве параметра, в котором диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов запрещается в случае, когда количество добавки, которая является аммиаком или прекурсором аммиака, которому посредством устройства РВГ предоставляется возможность течь назад вместе с выхлопным газом, является большим.

[0011] В частности, устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов согласно изобретению включает в себя: прибор контроля выхлопных газов, размещенный в выпускном патрубке двигателя внутреннего сгорания и снабженный катализатором избирательной каталитической нейтрализации; устройство подачи, подающее добавку в прибор контроля выхлопных газов, причем добавка является аммиаком или прекурсором аммиака; устройство РВГ, предоставляющее возможность некоторой части выхлопного газа течь назад из выпускного патрубка во впускной патрубок, причем выпускной патрубок находится ниже по потоку, чем положение подачи добавки устройством подачи; средство получения для получения поступающего количества NO_x, причем поступающее количество NO_x является количеством NO_x, текущего в прибор контроля выхлопных газов; средство диагностики для диагностирования неисправности прибора контроля выхлопных газов, используя поступающее количество NO_x, полученное средством получения, в качестве параметра; и средство запрета для запрета диагностирования неисправности в приборе контроля выхлопных газов средством диагностики в случае, когда некоторой части выхлопного газа предоставляется возможность течь назад посредством устройства РВГ, а количество текущей назад вместе с выхлопным газом добавки превышает верхнее предельное значение.

[0012] Физическая величина, такая как степень очистки от NO_x и величина очистки от NO_x (количество NO_x, удаленного прибором контроля выхлопных газов) может рассматриваться как показатель, показывающий характеристику очистки от NO_x прибора контроля выхлопных газов. Соответственно, в случае, когда диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов выполняется, используя поступающее количество NO_x в качестве параметра, применяется описанный выше способ вычисления физической величины, используя поступающее количество NO_x в качестве параметра, и сравнения результата вычисления с пороговым значением.

[0013] Когда некоторой части выхлопного газа (газ РВГ) предоставляется возможность течь назад посредством устройства РВГ, некоторая часть добавки, подаваемой из устройства подачи, могла бы течь назад вместе с газом РВГ. В этом случае добавка используется для сгорания в двигателе внутреннего сгорания вместе с воздушно-топливной смесью. Когда добавка используется для сгорания, аммиак окисляется, а NO_x, такой как моноксид азота, образуется. В результате, большое количество NO_x течет из двигателя внутреннего сгорания (т.е., большее количество NO_x течет в прибор контроля выхлопных газов) в случае, когда некоторой части добавки предоставляется возможность течь назад вместе с газом РВГ, чем в случае, когда возвратного потока не возникает.

[0014] В случае, когда поступающее количество NO_x, которое используется в процессе диагностирования неисправности в приборе контроля выхлопных газов, вычисляется с помощью параметра, который показывает рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания (такого как количество всасываемого воздуха, количество впрыскиваемого топлива, момент впрыска топлива и скорость вращения двигателя), его вычисленное значение (далее в данном документе называемое "вычисленным значением поступающего количества NO_x") не достигает фактического поступающего количества NO_x (далее в данном документе называемой "фактическим поступающим количеством NO_x"). В результате, когда описанная выше физическая величина вычисляется, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x, вычисленного средством получения в качестве параметра, корреляция между результатом вычисления и характеристикой очистки от NO_x прибора контроля выхлопных газов уменьшается. В случае, когда степень очистки от NO_x используется в качестве показателя, который показывает характеристику очистки от NO_x прибора контроля выхлопных газов, например, степень очистки от NO_x, которая вычисляется, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x в качестве параметра, могла бы не достигать фактической степени очистки от NO_x. Кроме того, в случае, когда степень очистки от NO_x используется в качестве показателя, который показывает характеристику очистки от NO_x прибора контроля выхлопных газов, величина очистки от NO_x, которая вычисляется, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x в качестве параметра, могла бы не достигать фактической величины очистки от NO_x.

[0015] Соответственно, когда процесс диагностирования неисправности, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x, выполняется во время возвратного потока газа РВГ посредством устройства РВГ, могло бы происходить ошибочное диагностирование, в котором прибор контроля выхлопных газов диагностируется как неисправный, несмотря на то, что прибор контроля выхлопных газов является исправным.

[0016] Такой показатель (физическая величина) также увеличивается, когда поступающее количество NO_x увеличивается вследствие возвратного потока добавки и газа РВГ в случае, когда поступающее количество NO_x, которое используется в процессе диагностирования неисправности в приборе контроля выхлопных газов, вычисляется из значения, измеренного датчиком NO_x. Эта тенденция может быть видна даже в случае, когда прибор контроля выхлопных газов является неисправным. Соответственно, в случае, когда фактическое поступающее количество NO_x увеличивается вследствие возвратного потока добавки и газа РВГ, разница между показателем (физической величиной), принадлежащим случаю, когда прибор контроля выхлопных газов исправен, и показателем (физической величиной), принадлежащим случаю, когда прибор контроля выхлопных газов является неисправным, уменьшается. Когда ошибка измерения датчика NO_x принимается во внимание в этом случае, разница между показателем (физической величиной), принадлежащим случаю, когда прибор контроля выхлопных газов является исправным, и показателем (физической величиной), принадлежащим случаю, когда прибора контроля выхлопных газов является неисправным, могла бы быть дополнительно уменьшена, или диапазон, в котором показатель (физическая величина) может иметь, когда прибор контроля выхлопных газов является исправным, и диапазон, который показатель (физическая величина) может иметь, когда прибор контроля выхлопных газов является неисправным, могут перекрывать друг друга. В результате, могло бы быть затруднительным точно выполнять диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов.

[0017] В отличие от этого, средство диагностики устройства диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов согласно изобретению не выполняет диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов в случае, когда количество добавки, которая течет назад вместе с газом РВГ, превышает верхнее предельное значение. "Верхнее предельное значение" является минимальной величиной, при которой считается, что происходит ошибочное диагностирование, или величиной, которая получается посредством вычитания допустимого предела из минимальной величины. Верхнее предельное значение является значением, которое определяется заранее посредством соответствующей обработки с помощью эксперимента или т.п.

[0018] Согласно устройству диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов, снабженному средством запрета, диагностирование неисправности не выполняется в случае, когда фактическое поступающее количество NO_x увеличивается вследствие возвратного потока восстанавливающего агента. В результате, ошибочное диагностирование, такое как вышеописанное ошибочное диагностирование, становится менее вероятным для возникновения. Соответственно, уменьшение в точности диагностики, которое свойственно возвратному потоку добавки и газа РВГ, может быть пресечено.

[0019] В случае, когда устройство РВГ выполнено с предоставлением возможности газу РВГ течь назад во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем прибор контроля выхлопных газов, количество добавки, которая течет назад вместе с газом РВГ, может быть вычислено, используя количество добавки, утекающей из прибора контроля выхлопных газов (далее в данном документе называемой "величиной утечки"), и отношения количества выхлопного газа, текущего назад в качестве газа РВГ, к количеству выхлопного газа, вытекающего из прибора контроля выхлопных газов (соответствующего степени РВГ), в качестве параметров. Средство запрета может вычислять величину возвратного потока добавки, используя вышеописанный параметр, и может запрещать относящееся к прибору контроля выхлопных газов диагностирование неисправности посредством средства диагностики в случае, когда результат вычисления превышает верхнее предельное значение.

[0020] Величина утечки добавки может быть вычислена, используя температуру катализатора избирательной каталитической нейтрализации, расход выхлопного газа, проходящего через катализатор избирательной каталитической нейтрализации, и количество аммиака, адсорбируемого на катализаторе избирательной каталитической нейтрализации, в качестве параметров. Например, величина утечки добавки больше, когда температура катализатора избирательной каталитической нейтрализации является высокой, чем когда температура катализатора избирательной каталитической нейтрализации является низкой. Величина утечки добавки больше, когда расход выхлопного газа, проходящего через катализатор избирательной каталитической нейтрализации, является высоким, чем когда расход выхлопного газа, проходящего через катализатор избирательной каталитической нейтрализации, является низким. Величина утечки добавки больше, когда количество аммиака, адсорбируемого на катализаторе избирательной каталитической нейтрализации, является большим, чем когда количество аммиака, адсорбируемого на катализаторе избирательной каталитической нейтрализации, является небольшим. Карта или функция, которая показывает соотношение между температурой катализатора избирательной каталитической нейтрализации, расходом выхлопного газа, проходящего через катализатор избирательной каталитической нейтрализации, количеством аммиака, поглощаемого на катализаторе избирательной каталитической нейтрализации, и величиной утечки добавки, может быть получена на основе этих тенденций, и величина утечки добавки может быть получена на основе карты или функции.

[0021] В случае, когда устройство РВГ выполнено с предоставлением возможности газу РВГ течь назад во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем положение подачи добавки, и выше по потоку, чем прибор контроля выхлопных газов, величина возвратного потока добавки может быть вычислена, используя величину подачи добавки и степени РВГ в качестве параметров. Средство запрета может вычислять величину возвратного потока добавки, используя величину подачи добавки и степень РВГ в качестве параметров, и может запрещать диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов средством диагностики в случае, когда результат вычисления превышает верхнее предельное значение.

[0022] Согласно изобретению уменьшение точности диагностирования неисправности может быть пресечено с помощью устройства диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов, включающего в себя прибор контроля выхлопных газов, снабженный катализатором избирательной каталитической нейтрализации, устройство подачи, подающее добавку в прибор контроля выхлопных газов, причем добавка является аммиаком или прекурсором аммиака, устройство РВГ, направляющее некоторую часть выхлопного газа во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем положение подачи добавки, средство получения для получения поступающего количества NO_x, которое является количеством NO_x, текущего в прибор контроля выхлопных газов, и средство диагностики для выполнения диагностирования неисправности в приборе контроля выхлопных газов, используя поступающее количество NO_x, полученное средством получения, в качестве параметра.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] Фиг. 1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий схематичную конструкцию двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется изобретение, и его выпускной и выпускной систем.

Фиг. 2 представляет собой изображение, иллюстрирующее соотношение между фактическим поступающим количеством NO_x и степенью очистки от NO_x.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую процедуру обработки, которую ЭБУ выполняет при определении того, запрещать или не запрещать диагностирование неисправности.

Фиг. 4 представляет собой изображение, иллюстрирующее соотношение между величиной адсорбции аммиака катализатором ИКН, температурой катализатора ИКН и величиной утечки аммиака.

Фиг. 5 представляет собой изображение, иллюстрирующее соотношение между расходом выхлопного газа, который проходит через катализатор ИКН, температурой катализатора ИКН и степенью очистки от NO_x.

Фиг. 6 представляет собой изображение, иллюстрирующее соотношение между значением, которое может иметь вычисленное значение степени очистки от NO_x, когда катализатор ИКН исправен, и значением, которое может иметь вычисленное значение степени очистки от NO_x, когда катализатор ИКН неисправен.

Фиг. 7 представляет собой чертеж, иллюстрирующий другой пример конструкции двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется изобретение, и его выпускной и выпускной систем.

РЕЖИМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] В дальнейшем в этом документе будут описаны конкретные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Размеры, материалы, формы, относительные расположения и т.п. составляющих частей, описанных ниже в вариантах осуществления, не ограничивают объем изобретения, пока не указано иное.

[0025] Фиг. 1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий схематичную конструкцию двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется изобретение, и его выпускной и выпускной систем. Двигатель 1 внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 1, является двигателем внутреннего сгорания с зажиганием компрессионного типа, который использует дизельное топливо в качестве основного топлива (дизельный двигатель), или двигателем внутреннего сгорания с зажиганием искрового типа, который использует бензин в качестве основного топлива (бензиновый двигатель).

[0026] Впускной патрубок 2 соединен с двигателем 1 внутреннего сгорания. Впускной патрубок 2 представляет собой патрубок, который направляет свежий воздух (воздух) из атмосферы в двигатель 1 внутреннего сгорания. Компрессор 30 центробежного турбонагнетателя (турбонагнетателя) 3 размещен в середине впускного патрубка 2. Во впускном патрубке 2 выше по потоку, чем компрессор 30 размещена впускная дроссельная заслонка 4, которая изменяет площадь поперечного сечения патрубка для впускного патрубка 2.

[0027] Выпускной патрубок 5 соединен с двигателем 1 внутреннего сгорания. Выпускной патрубок 5 представляет собой патрубок, который направляет газ (выхлопной газ), сгоревший в цилиндре двигателя 1 внутреннего сгорания, в прибор контроля выхлопных газов (описанный ниже), глушитель (не проиллюстрирован) и т.п. Турбина 31 турбонагнетателя 3 размещена в середине выпускного патрубка 5. В выпускном патрубке 5 первая каталитическая камера 6 размещена ниже по потоку, чем турбина 31.

[0028] Первая каталитическая камера 6 размещает сажевый фильтр, окислительный нейтрализатор и т.п. в трубчатом кожухе. Первая каталитическая камера 6 может размещать трехкомпонентный катализатор или поглощающий восстановительный катализатор вместо окислительного нейтрализатора. В этом случае трехкомпонентный катализатор или поглощающий восстановительный катализатор может поддерживаться сажевым фильтром.

[0029] В выпускном патрубке 5 вторая каталитическая камера 7 размещена ниже потоку, чем первая каталитическая камера 6. Вторая каталитическая камера 7 размещает катализатор избирательной каталитической нейтрализации (катализатор ИКН), окислительный нейтрализатор и т.п. в трубчатом кожухе. Вторая каталитическая камера 7 может размещать сажевый фильтр, где поддерживается катализатор ИКН. В этом случае, окислительный нейтрализатор может быть размещен во второй каталитической камере 7 без первой каталитической камеры 6, размещающей окислительный нейтрализатор, или без размещенной первой каталитической камеры 6. Вторая каталитическая камера 7, которая имеет вышеописанную конструкцию, соответствует прибору контроля выхлопных газов согласно изобретению.

[0030] В выпускном патрубке 5 добавляющий клапан 8 присоединен между первой каталитической камерой 6 и второй каталитической камерой 7. Добавляющий клапан 8 является инжекционным клапаном, который впрыскивает добавку, которая является аммиаком или прекурсором аммиака, в выпускной патрубок 5. В качестве прекурсора аммиака может быть использован водный раствор мочевины, карбамат аммония, или т.п. В этом варианте осуществления в качестве прекурсора аммиака используется водный раствор мочевины. Добавляющий клапан 8 соответствует устройству подачи согласно изобретению. В случае, когда первая каталитическая камера 6 размещает трехкомпонентный катализатор или поглощающий восстановительный катализатор, аммиак может быть образован в трехкомпонентном катализаторе или поглощающем восстановительном катализаторе, когда выхлопной газ, который течет в первую каталитическую камеру 6, имеет богатую атмосферу.

[0031] Водный раствор мочевины, который впрыскивается в выпускной патрубок 5 из добавляющего клапана 8, течет во вторую каталитическую камеру 7 вместе с выхлопными газами. В этом случае водный раствор мочевины термически разлагается, принимая тепло выхлопного газа, или гидролизуется посредством катализатора ИКН. Когда водный раствор мочевины термически разлагается или гидролизуется, образуется аммиак. Аммиак, который образуется таким образом, адсорбируется на или поглощается катализатором ИКН. После адсорбции на или поглощения катализатором ИКН аммиак образует азот и воду через реакцию с NO_x, содержащимся в выхлопном газе. Другими словами, аммиак функционирует как восстанавливающий агент для NO_x.

[0032] Исходная точка патрубка 90 РВГ соединена с выпускным патрубком 5 ниже по потоку, чем вторая каталитическая камера 7. Конечная точка патрубка 90 РВГ соединена с впускным патрубком 2 ниже по потоку, чем впускная дроссельная заслонка 4, и выше по потоку, чем компрессор 30. Патрубком 90 РВГ является патрубок, который направляет некоторую часть выхлопного газа (газ РВГ) из выпускного патрубка 5 во впускной патрубок 2.

[0033] Клапан 91 РВГ и охладитель 92 РВГ размещены в середине патрубка 90 РВГ. Клапан 91 РВГ является клапанным механизмом, который изменяет площадь поперечного сечения для патрубка 90 РВГ, и является клапанным механизмом, который регулирует количество газа РВГ, который течет через патрубок 90 РВГ. Охладитель 92 РВГ является инструментом, который охлаждает газ РВГ, который течет через патрубок 90 РВГ. Например, охладитель 92 РВГ является теплообменником, который выполняет теплообмен между охлаждающей жидкостью или наружным воздухом и газом РВГ. Патрубок 90 РВГ, клапан 91 РВГ и охладитель 92 РВГ являются элементами, составляющими устройство 9 РВГ.

[0034] ЭБУ 10 также расположен в двигателе 1 внутреннего сгорания, который имеет вышеописанную конструкцию. ЭБУ 10 представляет собой электронный блок управления, который выполнен с возможностью иметь ЦП, ПЗУ, ОЗУ, резервное ОЗУ и т.п. ЭБУ 10 электрически соединен с различными датчиками, такими как расходомер 11 воздуха, датчик 12 NO_x, датчик 13 положения акселератора и датчик 14 положения коленчатого вала.

[0035] Расходомер 11 воздуха размещен во впускном патрубке 2 выше по потоку, чем впускная дроссельная заслонка 4. Расходомер 11 воздуха выдает электрический сигнал, который имеет корреляцию с количеством (массой) воздуха, который течет через впускной патрубок 2. Датчик 12 NO_x присоединен к выпускному патрубку 5 ниже по потоку, чем вторая каталитическая камера 7. Датчик 12 NO_x выдает электрический сигнал, который имеет корреляцию с концентрацией NO_x выхлопного газа, который течет из второй каталитической камеры 7. Датчик 13 положения акселератора выдает электрический сигнал, который имеет корреляцию с величиной срабатывания педали акселератора (степенью открытия акселератора, педаль акселератора не проиллюстрирована в данном документе). Датчик 14 положения коленчатого вала выдает электрический сигнал, который имеет корреляцию с угловым положением выходного вала (коленчатого вала) двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0036] ЭБУ 10 электрически соединена с различными инструментами, такими как клапан впрыска топлива (не проиллюстрирован), а также входной дроссельной заслонкой 4, добавляющим клапаном 8 и клапаном 91 РВГ, описанными выше. ЭБУ 10 электрически управляет этими инструментами на основе выходных сигналов датчиков.

[0037] Например, ЭБУ 10 вычисляет нагрузку двигателя и скорость вращения двигателя исходя из выходных сигналов датчика 13 положения акселератора и датчика 14 положения коленчатого вала и контролирует количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска топлива в соответствии с результатами вычисления. Кроме того, ЭБУ 10 диагностирует неисправность катализатора ИКН, используя количество NO_x, который течет в катализатор ИКН, который размещен во второй каталитической камере 7 (поступающее количество NO_x), в качестве параметра.

[0038] Далее будет описан способ диагностирования неисправности катализатора ИКН. Сначала, ЭБУ 10 вычисляет количество NO_x, который выпускается из двигателя 1 внутреннего сгорания (т.е., количество NO_x, который течет в катализатор ИКН во второй каталитической камере 7 (поступающее количество NO_x)), на основе параметра, показывающего рабочее состояние двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0039] Количество NO_x, который выпускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, имеет корреляцию с количеством NO_x, который образуется во время сгорания воздушно-топливной смеси в двигателе 1 внутреннего сгорания. Количество NO_x, который образуется во время сгорания воздушно-топливной смеси в двигателе 1 внутреннего сгорания, имеет корреляцию с количеством кислорода, содержащимся в воздушно-топливной смеси, количеством топлива, содержащимся в воздушно-топливной смеси, моментом впрыска топлива и скоростью вращения двигателя. Количество кислорода, содержащегося в воздушно-топливной смеси, имеет корреляцию с количеством всасываемого воздуха (выходной сигнал расходомера 11 воздуха). Количество топлива, содержащегося в воздушно-топливной смеси, имеет корреляцию с количеством впрыскиваемого топлива. Соответственно, ЭБУ 10 может вычислять поступающее количество NO_x, используя выходной сигнал расходомера 11 воздуха, количество впрыскиваемого топлива, момент впрыска топлива и скорость вращения двигателя в качестве параметров. Соотношение между этими параметрами и поступающее количеством NO_x может быть экспериментально получено заранее и сохранено в ПЗУ ЭБУ 10 в форме карты и формулы функции. Средство получения согласно изобретению реализуется посредством ЭБУ 10, вычисляющего поступающее количество NO_x, как описано выше.

[0040] ЭБУ 10 вычисляет физическую величину, представляющую характеристику очистки от NO_x катализатора ИКН, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x (вычисленное поступающее количество NO_x) в качестве параметра, и диагностирует неисправность катализатора ИКН на основе результата вычисления. Степень очистки от NO_x катализатора ИКН, величина очистки от NO_x катализатора ИКН или т.п. могут быть использованы в качестве физической величины, представляющей характеристику очистки от NO_x катализатора ИКН. В последующем описании будет описан пример, в котором степень очистки от NO_x используется в качестве физической величины, представляющей характеристику очистки от NO_x катализатора ИКН. Степень очистки от NO_x является отношением количества NO_x, удаленного катализатором ИКН, к количеству NO_x, текущему в катализатор ИКН. Степень очистки от NO_x может быть вычислена на основе следующего уравнения (1).

Enox=(Anoxin-Anoxout)/Anoxin (1)

[0041] В уравнении (1) Enox – это степень очистки от NO_x. Anoxin – это поступающее количество NO_x, которое заменяется вычисленным значением поступающего количества NO_x, вычисленного посредством вышеописанного способа. Anoxout – это выходящее количество NO_x, которое заменяется значением, получаемым умножением выходного сигнала датчика 12 NO_x (концентрации NO_x) и расхода выхлопного газа в единицу времени (общая сумма количества всасываемого воздуха в единицу времени и впрыскиваемого количества в единицу времени).

[0042] После вычисления степени Enox очистки от NO_x на основе вышеописанного уравнения (1) ЭБУ 10 определяет, является ли степень Enox очистки от NO_x равной или выше порогового значения. Это "пороговое значение" является наименьшей степенью очистки от NO_x, относящейся к случаю, когда катализатор ИКН является исправным, или значением, полученным посредством сложения допустимого предела с этой степенью очистки от NO_x. Когда степень Enox очистки от NO_x равна или выше, чем пороговое значение, ЭБУ 10 диагностирует, что катализатор ИКН исправен. Когда степень Enox очистки от NO_x ниже, чем пороговое значение, ЭБУ 10 диагностирует, что катализатор ИКН неисправен. Средство диагностики согласно изобретению реализуется посредством ЭБУ 10, выполняющего процесс диагностирования неисправности катализатора ИКН, как описано выше, используя вычисленное значение поступающего количества NO_x в качестве параметра.

[0043] Ошибочное диагностирование могло бы быть вызвано, когда процесс диагностирования неисправности катализатора ИКН выполняется во время возвратного потока некоторой части выхлопного газа из выпускного патрубка 5 во впускной патрубок 2 посредством устройства 9 РВГ, более конкретно, в то время как некоторая часть выхлопного газа, которой предоставляется возможность течь назад посредством устройства 9 РВГ (газ РВГ), течет назад в катализатор ИКН, и некоторая часть аммиака в катализаторе ИКН утекает.

[0044] Когда некоторая часть аммиака утекает из катализатора ИКН во время возвратного потока газа РВГ, утекающий аммиак всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом РВГ. Аммиак, который всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания, используется для сгорания вместе с воздушно-топливной смесью. В этом случае, аммиак приходит в соприкосновение с кислородом при высокой температуре, и, таким образом, аммиак окисляется, а NO_x, такой как моноксид азота, образуется. В результате, большее количество NO_x выпускается из двигателя 1 внутреннего сгорания в случае, когда аммиак всасывается в двигатель 1 внутреннего сгорания вместе с газом РВГ, чем в случае, когда всасывания не происходит.

[0045] В случае, когда количество NO_x, который выпускается из двигателя 1 внутреннего сгорания, увеличивается по вышеописанной причине, возникает ошибка между вычисленным поступающим количеством NO_x и фактическим поступающим количеством NO_x. Кроме того, в случае, когда фактическое поступающее количество NO_x увеличивается, могло бы увеличиваться количество NO_x, не удаленного посредством катализатора ИКН, и могло бы увеличиваться выходящее количество NO_x. В случае, когда количество водного раствора мочевины, впрыскиваемого из добавляющего клапана 8, регулируется на основе вычисленного значения поступающего количества NO_x, в частности, количество водного раствора мочевины, впрыскиваемого из добавляющего клапана 8, не достигает количества, подходящего для фактического поступающего количества NO_x, и, таким образом, величина выходящего количества NO_x увеличивается. В результате, степень Enox очистки от NO_x, которая вычисляется на основе вышеописанного уравнения (1), могла бы не достигать порогового значения, даже в случае, когда катализатор ИКН исправен, как иллюстрировано на фиг. 2. Сплошная линия на фиг. 2 представляет степень очистки от NO_x, которая вычисляется на основе использования фактического поступающего количества NO_x в качестве параметра, а штрих-пунктирная линия на фиг. 2 представляет степень очистки от NO_x, которая вычисляется на основе использования вычисленного значения поступающего количества NO_x в качестве параметра. Пунктирная линия на фиг. 2 представляет пороговое значение.

[0046] Устройство диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов согласно этому варианту осуществления не выполняет диагностирование неисправности во второй каталитической камере 7 в случае, когда количество аммиака, который течет назад вместе с газом РВГ (далее в данном документе называемое "возвратное количество аммиака") превышает верхнее предельное значение в ситуации возвратного потока газа РВГ. Верхнее предельное значение яв