用于内燃机的异常检测系统及异常检测方法技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，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。本专利技术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。本专利技术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。根据上述本专利技术的实施方式，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。附图说明由下文参照附图对示例实施例的描述，本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-6 315899/2007一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 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩本大河，泽田裕，柴田大介，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]