CN107002535B - 排气管燃料喷射器用故障诊断装置 - Google Patents

排气管燃料喷射器用故障诊断装置 Download PDF

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Abstract

提供一种用于诊断排气管燃料喷射器的正常/异常的排气管燃料喷射器用故障诊断装置。排气管燃料喷射器用故障诊断装置(117)包括：存储部(119)，存储再生持续时间和再生持续时间中的指示燃料喷射量；运算部(120)，计算再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量；以及故障诊断部(121)，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量超过故障阈值时，诊断为排气管燃料喷射器(116)异常，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量没有超过故障阈值时诊断为排气管燃料喷射器(116)正常。

Description

排气管燃料喷射器用故障诊断装置
技术领域
本发明涉及用于诊断排气管燃料喷射器的正常/异常的排气管燃料喷射器用故障诊断装置。
背景技术
以往，在搭载了柴油机的汽车中，为了使柴油微粒过滤器的温度升温到可再生温度并且将柴油微粒过滤器的温度在整个再生持续时间内维持在可再生温度，从而使被柴油微粒过滤器捕获的粒子状物质燃烧的目的，而采用了在柴油微粒过滤器的排气上游侧根据指示燃料喷射量来喷射燃料的排气管燃料喷射器(例如，参照专利文献1或专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-316757号公报
专利文献2:日本特开2006-316758号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在排气管燃料喷射器中，因经时老化导致的喷口堵塞，而使得实际燃料喷射量逐渐降低，变得不能根据指示燃料喷射量而喷射燃料，因此需要用于对排气管燃料喷射器的正常/异常进行诊断的排气管燃料喷射器用故障诊断装置。
因此，本发明的目的在于提供一种用于对排气管燃料喷射器的正常/异常进行诊断的排气管燃料喷射器用故障诊断装置。
用于解决课题的手段
为了达到该目的而创造的本发明是一种排气管燃料喷射器用故障诊断装置，以使柴油微粒过滤器的温度升温到可再生温度并且将所述柴油微粒过滤器的温度在整个再生持续时间内维持在可再生温度，从而使被所述柴油微粒过滤器捕获的粒子状物质燃烧作为目的，对在所述柴油微粒过滤器的排气上游侧根据指示燃料喷射量来喷射燃料的排气管燃料喷射器的正常/异常进行诊断，其特征在于，包括：存储部，存储再生持续时间和再生持续时间中的指示燃料喷射量；运算部，计算再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量；以及故障诊断部，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量超过故障阈值时诊断为所述排气管燃料喷射器异常，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量没有超过故障阈值时诊断为所述排气管燃料喷射器正常。
优选还包括故障诊断许可部，仅在再生持续时间中的车速在规定范围内时允许通过所述故障诊断部进行诊断。
优选还包括故障阈值变更部，根据故障再生持续时间中的车速来变更故障阈值。
优选还包括告知部，告知至所述故障诊断部基于再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量与故障阈值的背离度而诊断为所述排气管燃料喷射器异常的余量。
附图说明
图1是表示安装本发明的排气管燃料喷射器用故障诊断装置的柴油微粒过滤器装置的一例的概略图。
图2是表示总行驶距离与再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值的关系的一例的概略图。
图3是表示再生持续时间和再生持续时间中的指示燃料喷射量的车速依赖性的一例的概略图。
具体实施方式
以下，按照附图的顺序说明本发明的优选实施方式。
如图1所示，柴油微粒过滤器(DPF)装置100是如下的装置：包括将从柴油机等内燃机101排放的排气中的粒子状物质(PM)捕获，从而使被排放到大气中的粒子状物质的排放量降低的柴油微粒过滤器102；在柴油微粒过滤器102中的粒子状物质的堆积量超过阈值时，使柴油微粒过滤器102的温度升温到可再生温度(例如，500℃左右)，并且将柴油微粒过滤器102的温度在整个再生持续时间(例如，5分钟左右)中维持在可再生温度，以使被柴油微粒过滤器102捕获的粒子状物质燃烧，从而实施柴油微粒过滤器102的再生。
内燃机101包括：与吸气管103连接并且使通过吸气管103而被导入到内燃机101的吸气分支到内燃机101的各燃烧室的吸气多岐管104、以及与排气管105连接并且使从内燃机101的各燃烧室排放的排气合流到排气管105的排气多岐管106。
由于吸气多岐管104和排气多岐管106通过排气再循环(EGR)管107而被连通，因此从内燃机101排放的排气再次作为被导入到内燃机101的吸气而被环流。此时，排气经由设置在排气再循环管107的排气再循环冷却器108而被冷却，从而作为吸气被环流。
在内燃机101中，吸气通过吸气管103而被导入到内燃机101，并且经过燃烧行程而通过排气管105从内燃机101排放排气。此时，经由设置在吸气管103上的吸气净化装置109而被导入到内燃机101的吸气被净化，并且经由设置在排气管105上的排气净化装置110而被排放到大气中的排气被净化。
排气净化装置110包括：使通过排气管105而被排放到大气中的排气中包含的粒子状物质中的可溶性有机(SOF)成分和通过排气管105而被排放到大气中的排气中的一氧化氮氧化的氧化催化剂(DOC)111、以及设置在氧化催化剂111的排气下游侧的柴油微粒过滤器102；在氧化催化剂111和柴油微粒过滤器102之间设有用于检测柴油微粒过滤器102的温度(即，柴油微粒过滤器102的入口处的排气温度)的排气温度检测器112。
另外，在柴油微粒过滤器装置100中，由于在吸气管103和排气管105之间设有增压器113，因此设置在排气管105上的增压器113的原动机114被从内燃机101排放的排气驱动，从而设置在吸气管103上的增压器113的压缩机115被驱动，从而通过吸气管103而被导入到内燃机101的吸气被增压。
而且，柴油微粒过滤器装置100在通过排气管105被排放到大气中的排气中添加未燃燃料，并且使未燃燃料通过氧化催化剂111而氧化燃烧，从而使通过排气管105而被排放到大气中的排气的温度升温，使柴油微粒过滤器102的温度升温到可再生温度并维持该状态，因此作为在通过排气管105而被排放到大气中的排气中添加未燃燃料的手段，在柴油微粒过滤器102的排气上游侧搭载有根据指示燃料喷射量而喷射燃料的排气管燃料喷射器116。
在排气管燃料喷射器116中，如前所述，因经时老化导致的喷口堵塞，实际燃料喷射量逐渐降低，不能根据指示燃料喷射量而喷射燃料，因此需要用于诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常的排气管燃料喷射器用故障诊断装置117。
本发明的优选实施方式的排气管燃料喷射器用故障诊断装置117通过程序和硬件等实现，并且被安装在内燃机控制装置(ECU)118中，包括：存储部119，存储再生持续时间和再生持续时间中的指示燃料喷射量；运算部120，计算再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量(再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值/再生持续时间)；以及故障诊断部121，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量超过故障阈值时，诊断为排气管燃料喷射器116异常，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量没有超过故障阈值时，诊断为排气管燃料喷射器116正常。
这里，在柴油微粒过滤器102中的粒子状物质的堆积量多的情况下，由于粒子状物质的燃烧需要消耗时间，因此再生持续时间变长，在柴油微粒过滤器102中的粒子状物质的堆积量少的情况下，由于粒子状物质的燃烧不消耗时间，因此再生持续时间缩短。此外，因为有时柴油微粒过滤器102的再生会因驾驶员的操作而被中断，因此再生持续时间不一定是恒定的。
因此，在仅基于再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值的多少来诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常的情况下，再生持续时间越长则指示燃料喷射量的累计值越大，再生持续时间越短则指示燃料喷射量的累计值越小，因此仅能够在再生持续时间相同时诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常，再生持续时间不足规定时间或者超过规定时间时的数据成为浪费。
例如图2所示，在再生持续时间不足规定时间的情况下，由于再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值极端减小，因此再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值和故障阈值的背离度增大，排气管燃料喷射器116会被判断为正常，但实际上，相对于再生持续时间，指示燃料喷射量较多，也可以设想到排气管燃料喷射器116异常的情况。
换言之，利用再生持续时间不足规定时间或者超过规定时间的情况下的数据，有可能招致误诊断，无法将再生持续时间不足规定时间或者超过规定时间时的数据有效用于诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常。
与此不同，在排气管燃料喷射器用故障诊断装置117中，由于故障诊断部121基于再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量来诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常，因此再生持续时间不足规定时间或者超过规定时间时的数据也能够有效用于诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常。
另外，如图3所示，再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量对车速依赖性较高，在车速快的情况下，再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量增加，在车速慢的情况下，再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量减少。
这是因为，在车速快的情况下行驶风引起的冷却效果的影响增大，因此将柴油微粒过滤器102的温度维持在可再生温度所需的燃料会增加，在车速慢的情况下行驶风引起的冷却效果的影响减小，因此将柴油微粒过滤器102的温度维持在可再生温度所需的燃料会减少。
因此，排气管燃料喷射器用故障诊断装置117优选还包括：仅在再生持续时间中的车速处于规定范围内时允许通过故障诊断部121进行诊断的故障诊断许可部122、或者根据再生持续时间中的车速来变更故障阈值的故障阈值变更部123。
由此，能够消除行驶风引起的冷却效果的影响，并且更准确地诊断排气管燃料喷射器116的正常/异常。
另外，以往搭载有警告装置，在由于排气管燃料喷射器116的经时老化，实际燃料喷射量大幅降低，不能使柴油微粒过滤器102的温度升温到可再生温度，无法进行柴油微粒过滤器102的再生的情况下，通过使设置在驾驶席的仪表盘上的警告灯闪烁等从而对驾驶员发出警告。
但是，在发出了警告的时刻，由于排气管燃料喷射器116已经发生了异常，因此即使在驾驶员正在利用汽车进行业务时，也需要尽早地进行排气管燃料喷射器116的清洗和更换等维护，以往的警告装置对于驾驶员来说，便利性非常差。
因此，排气管燃料喷射器用故障诊断装置117优选还包括告知部124，其经由显示器(未图示)等告知至故障诊断部121基于再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量和故障阈值的背离度而诊断为排气管燃料喷射器116异常的余量(例如，行驶距离)。
由此，驾驶员能够预先得知排气管燃料喷射器116的清洗时期和更换时期等，因此能够在不对业务带来妨碍的时候进行维护等，通过将维护间隔最优化，能够显著提高驾驶员的利便性。
另外，即使不包括显示器等，汽车厂商如果能够知道至故障诊断部121诊断为排气管燃料喷射器116异常的余量，则在定期检查时等能够预测排气管燃料喷射器116的故障，并且能够向用户建议排气管燃料喷射器116的清洗等预防措施。
如上所述，根据本发明，能够提供一种用于诊断排气管燃料喷射器的正常/异常的排气管燃料喷射器用故障诊断装置。

Claims (4)

1.一种排气管燃料喷射器用故障诊断装置，以使柴油微粒过滤器的温度升温到可再生温度并且将所述柴油微粒过滤器的温度在整个再生持续时间内维持在可再生温度，从而使被所述柴油微粒过滤器捕获的粒子状物质燃烧作为目的，对在所述柴油微粒过滤器的排气上游侧根据指示燃料喷射量来喷射燃料的排气管燃料喷射器的正常/异常进行诊断，其特征在于，包括：
存储部，存储再生持续时间和再生持续时间中的指示燃料喷射量；
运算部，计算再生持续时间中的指示燃料喷射量的累计值/再生持续时间，即再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量；以及
故障诊断部，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量超过故障阈值时诊断为所述排气管燃料喷射器异常，在再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量没有超过故障阈值时诊断为所述排气管燃料喷射器正常。
2.如权利要求1所述的排气管燃料喷射器用故障诊断装置，其中，
还包括故障诊断许可部，仅在再生持续时间中的车速在规定范围内时允许通过所述故障诊断部进行诊断。
3.如权利要求1所述的排气管燃料喷射器用故障诊断装置，其中，
还包括故障阈值变更部，根据故障再生持续时间中的车速来变更故障阈值。
4.如权利要求1至3的任何一项所述的排气管燃料喷射器用故障诊断装置，其中，
还包括告知部，告知至所述故障诊断部基于再生持续时间中的每单位时间的指示燃料喷射量与故障阈值的背离度而诊断为所述排气管燃料喷射器异常的余量。
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