DE102017131386B4

DE102017131386B4 - Abnormitätsdiagnosevorrichtung und Reduktionsmitteleinspritzsystem

Info

Publication number: DE102017131386B4
Application number: DE102017131386.9A
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Hamabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: JP2018123792A; DE102017131386A1; JP6669093B2

Abstract

Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40), die eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert, die einen Injektor (31), der ein Reduktionsmittel, das in einem Tank (32) gespeichert ist, in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine (10) emittiert wird, zum Reinigen des Abgases einspritzt, und eine Reduktionsmittelpumpe (33) hat, die das Reduktionsmittel von dem Tank (32) durch einen verbindenden Kanal (34), der den Tank (32) und den Injektor (31) fluidmäßig verbindet, zu dem Injektor (31) speist, wobei die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel von dem Injektor (31) zu dem Tank (32) saugt, und wobei die Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) folgende Merkmale aufweist:einen Druckerlangungsabschnitt (41), der einen Druck in dem verbindenden Kanal (34) erlangt;einen Saugsteuerabschnitt (42), der die Reduktionsmittelpumpe (33) auf eine solche Art und Weise steuert, um das Reduktionsmittel hin zu dem Tank (32) zu saugen, während der Injektor (31) geöffnet ist, sodass Luft in den verbindenden Kanal (34) eingeleitet wird;einen Drucksteuerabschnitt (43), der eine Druckspeisungssteuerung durchführt, bei der die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel in den verbindenden Kanal (34) speist, während der Injektor (31) geschlossen ist, sodass ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) gesteigert wird;einen Einspritzsteuerabschnitt (44), der eine Einspritzsteuerung durchführt, bei der der Injektor (31) die Luft, die durch die Druckspeisungssteuerung verdichtet wird, einspritzt; undeinen Diagnostizierabschnitt (45), der basierend auf einem Nacheinspritzdruck (P1), der ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) ist, nachdem die Einspritzsteuerung durchgeführt wurde, die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Abnormitätsdiagnosevorrichtung, die eine Fehlfunktion einer Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung diagnostiziert, die ein Reduktionsmittel in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine emittiert wird, einspritzt, um das Abgas zu reinigen. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich ferner auf ein Reduktionsmitteleinspritzsystem, das mit der Abnormitätsdiagnosevorrichtung versehen ist.
Es ist bekannt, dass ein abgasreinigendes System herkömmlicherweise von Stickstoffoxiden (NOx), die in einem Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine für ein Fahrzeug emittiert wird, enthalten sind, reinigt. Das abgasreinigende System ist mit einer Katalysatorvorrichtung und einer Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung, die in einem Auslasskanal, durch den das Abgas strömt, angeordnet sind, versehen. Die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung spritzt Harnstoffwasser in das Abgas, das durch den Auslasskanal strömt, an einer Position stromaufwärts von der Katalysatorvorrichtung ein, wenn eine NOx-Reinigungsforderung erzeugt wird. Die Katalysatorvorrichtung hat einen Katalysator einer selektiven Reduktion, der eine Reduktionsreaktion zwischen dem eingespritzten Harnstoffwasser und NOx beschleunigt, um von NOx zu reinigen.
Die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung ist mit einem Injektor, der Harnstoffwasser in ein Abgas einspritzt, und einer Pumpe versehen, die den Injektor durch einen verbindenden Kanal mit dem Harnstoffwasser, das in einem Tank gespeichert ist, versorgt.
Das Harnstoffwasser erzeugt in einem spezifizierten Temperaturbereich einen Harnstoffkristall. Es ist wahrscheinlich, dass der Harnstoffkristall eine Einspritzpforte des Injektors verstopfen kann und an einem Ventilkörper, der die Einspritzpforte öffnet und schließt, haften kann. Wenn der Harnstoffkristall die Einspritzpforte verstopft oder an dem Ventilkörper haftet, öffnet oder schließt der Ventilkörper kaum die Einspritzpforte auf eine ordnungsgemäße Art und Weise. Das heißt, der Harnstoffkristall kann eine Fehlfunktion des Injektors verursachen, sodass der Injektor kaum das Harnstoffwasser ordnungsgemäß einspritzt.
Es ist außerdem wahrscheinlich, dass Ruß oder unverbrannter Kraftstoff in den Injektor durch die Einspritzpforte eingeleitet wird und sich auf einem Gleitabschnitt des Ventilkörpers verfestigt, was den Ventilkörper des Injektors steckenbleiben lässt.
Die JP 2013-113202 A zeigt ein Einspritzsteuerverfahren, bei dem eine Testeinspritzung von Harnstoffwasser durch einen Injektor durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob der Injektor eine Fehlfunktion hat.
Die Testeinspritzung von Harnstoffwasser wird selbst dann durchgeführt, wenn keine NOx-Reinigungsforderung erzeugt wurde. Eine Harnstoffwassermenge für eine Testeinspritzung ist allgemein größer als dieselbe für eine NOx-Reinigung. Die Testeinspritzung verbraucht somit das Harnstoffwasser, das für eine NOx-Reinigung notwendig ist.
US 2013 / 0 213 014 A1 offenbart eine Reduktionsmittel-Einspritzventil-Abnormalitäts-Erfassungseinheit bereitgestellt werden, die in der Lage ist, präzise zu bestimmen, ob ein Reduktionsmittel-Einspritzventil abnormal festsitzt oder nicht. Die Reduktionsmittel-Einspritzventil-Abnormalitäts-Erfassungseinheit umfasst ein Reduktionsmittel-Sammelsteuermittel zum Durchführen einer Steuerung, so dass das Reduktionsmittel in dem reduzierend verbrauchten Durchgang ist, wenn eine Anweisung zum Öffnen des Reduktionsmittel-Einspritzventils ausgegeben wurde im Lagertank gesammelt; eine Reduktionsmittel-Einfüllsteuereinrichtung, um, wenn eine Anweisung zum Schließen des Reduktionsmittel-Einspritzventils nach der Steuerung zum Sammeln des Reduktionsmittels ausgegeben wurde, eine Steuerung so durchzuführen, dass der Reduktionsmitteldurchgang mit dem Reduktionsmittel nachgefüllt wird; und eine Abnormalitäts-Bestimmungseinrichtung, die basierend auf einer Änderung des Drucks in dem Reduktionsmittelkanal während der Steuerung zum Nachfüllen des Reduktionsmittels bestimmt, ob das Reduktionsmittel-Einspritzventil abnormal festsitzt oder nicht.
Die DE 11 2009 000 824 T5 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Effizienz eines Dosiereinspritzventils, das so konfiguriert und angeordnet ist, um ein Fluid in ein Abgas einzuspritzen, umfassend: Ermitteln des Durchschnittsdruckunterschieds des Fluids bei einer vorbestimmten befohlenen Einspritzrate des Dosiereinspritzventils, oder Ermitteln des Durchschnittsmomentandruckunterschieds des Fluids innerhalb eines Arbeitszyklus des Dosiereinspritzventils.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Abnormitätsdiagnosevorrichtung, die diagnostiziert, ob eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung eine Fehlfunktion hat, während ein Verbrauch eines Reduktionsmittels beschränkt wird, und ein Reduktionsmitteleinspritzsystem zu schaffen, das die Abnormitätsdiagnosevorrichtung hat.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung diagnostiziert eine Abnormitätsdiagnosevorrichtung eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung, die mit einem Injektor, der ein Reduktionsmittel, das in einem Tank gespeichert ist, in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine emittiert wird, zum Reinigen des Abgases einspritzt, und einer Reduktionsmittelpumpe versehen ist, die das Reduktionsmittel von dem Tank durch einen verbindenden Kanal, der den Tank und den Injektor fluidmäßig verbindet, zu dem Injektor speist. Die Reduktionsmittelpumpe saugt das Reduktionsmittel von dem Injektor zu dem Tank.
Die Abnormitätsdiagnosevorrichtung weist einen Druckerlangungsabschnitt, der einen Druck in dem verbindenden Kanal erlangt, einen Saugsteuerabschnitt, der die Reduktionsmittelpumpe auf eine solche Art und Weise steuert, um das Reduktionsmittel in den Tank zu saugen, während der Injektor geöffnet ist, sodass Luft in den verbindenden Kanal eingeleitet wird, einen Drucksteuerabschnitt, der eine Druckspeisungssteuerung durchführt, bei der die Reduktionsmittelpumpe das Reduktionsmittel in den verbindenden Kanal speist, während der Injektor geschlossen ist, sodass ein Druck in dem verbindenden Kanal gesteigert wird, einen Einspritzsteuerabschnitt, der eine Einspritzsteuerung durchführt, bei der der Injektor die Luft, die durch die Druckspeisungssteuerung verdichtet wird, einspritzt, und einen Diagnostizierabschnitt auf, der basierend auf einem Nacheinspritzdruck, der ein Druck in dem verbindenden Kanal ist, nachdem die Einspritzsteuerung durchgeführt wurde, die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung diagnostiziert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Reduktionsmitteleinspritzsystem eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung, die einen Injektor, der ein Reduktionsmittel, das in einem Tank gespeichert ist, in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine emittiert wird, zum Reinigen des Abgases einspritzt, und eine Reduktionsmittelpumpe hat, die das Reduktionsmittel von dem Tank durch einen verbindenden Kanal, der den Tank und den Injektor fluidmäßig verbindet, zu dem Injektor speist, wobei die Reduktionsmittelpumpe das Reduktionsmittel von dem Injektor zu dem Tank saugt, und eine Abnormitätsdiagnosevorrichtung auf, die diagnostiziert, ob die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung eine Fehlfunktion hat.
Die Abnormitätsdiagnosevorrichtung weist einen Druckerlangungsabschnitt, der einen Druck in dem verbindenden Kanal erlangt, einen Saugsteuerabschnitt, der die Reduktionsmittelpumpe auf eine solche Art und Weise steuert, dass die Reduktionsmittelpumpe das Reduktionsmittel hin zu dem Tank saugt, während der Injektor geöffnet ist, sodass Luft in den verbindenden Kanal eingeleitet wird, einen Drucksteuerabschnitt, der eine Druckspeisungssteuerung durchführt, bei der die Reduktionsmittelpumpe das Reduktionsmittel in den verbindenden Kanal speist, während der Injektor geschlossen ist, sodass ein Druck in dem verbindenden Kanal gesteigert wird, einen Einspritzsteuerabschnitt, der eine Einspritzsteuerung durchführt, bei der der Injektor die Luft, die durch die Druckspeisungssteuerung verdichtet wird, einspritzt, und einen Diagnostizierabschnitt auf, der basierend auf einem Nacheinspritzdruck, der ein Druck in dem verbindenden Kanal ist, nachdem die Einspritzsteuerung durchgeführt wurde, die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung diagnostiziert.
Der Saugsteuerabschnitt führt die Saugsteuerung der Reduktionsmittelpumpe durch. Der Drucksteuerabschnitt verdichtet die Luft, die in den verbindenden Kanal gesaugt wird, und steigert den Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal bis zu einem spezifizierten Druck. Der Einspritzsteuerabschnitt führt dann die Einspritzsteuerung durch, bei der der Injektor die verdichtete Luft einspritzt. Wenn die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung keine Fehlfunktion hat, wird die verdichtete Luft durch den Injektor eingespritzt, sodass der Druck in dem verbindenden Kanal fällt. Das heißt, dass ferner in einem Fall, in dem die Luft eingespritzt wird, der Druck in dem verbindenden Kanal ebenso wie in einem Fall fällt, in dem das Harnstoffwasser eingespritzt wird. Der Diagnostizierabschnitt kann somit basierend auf dem Nacheinspritzdruck in dem verbindenden Kanal diagnostizieren, ob die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung eine Fehlfunktion hat.
Die Abnormitätsdiagnosevorrichtung kann dadurch diagnostizieren, ob eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung eine Fehlfunktion hat, während ein Verbrauch eines Reduktionsmittels beschränkt wird.

1 ist eine schematische Ansicht, die ein abgasreinigendes System, auf das eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung angewendet ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung einer Abnormitätsdiagnose der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der Abnormitätsdiagnose der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Abnormitätsdiagnose einer Saugfunktion gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der Abnormitätsdiagnose der Saugfunktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Bezug nehmend auf die Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Folgenden beschrieben werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen sind dieselben Teile und Komponenten wie jene bei jedem Ausführungsbeispiel durch dieselben Bezugsziffern angegeben, und dieselbe Beschreibung wird nicht wiederholt. In einem Fall, in dem lediglich ein Teil einer Konfiguration bei jedem Ausführungsbeispiel erläutert ist, kann eine Konfiguration eines vorausgehenden Ausführungsbeispiels als die restliche Konfiguration angewendet werden.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Dieselmaschine 10 an einem Fahrzeug angebracht. Abgas, das von der Maschine 10 emittiert wird, wird außerhalb des Fahrzeugs durch einen Auslasskanal 11 entladen. Ein abgasreinigendes System 20 reinigt von Stickstoffoxiden (NOx), die in dem Abgas enthalten sind. Das abgasreinigende System 20 ist in dem Auslasskanal 11 angeordnet und ist mit einer SCR-Vorrichtung 23, die einen Katalysator einer selektiven Reduktion hat, einer Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30, die in das Abgas Harnstoffwasser einspritzt, und einer Steuervorrichtung 40 versehen. Das Harnstoffwasser ist ein Vorläufer von Ammoniak. Das abgasreinigende System 20 ist ferner mit einer DOC-Vorrichtung 21, einer DPF-Vorrichtung 22, einer ASC-Vorrichtung 24 und einem NOx-Sensor 25 in dem Auslasskanal 11 versehen.
Sie SCR- (= Selective Catalytic Reduction = selektive katalytische Reduktion) Vorrichtung 23 ist zwischen der DPF-Vorrichtung 22 und der ASC-Vorrichtung 24 angeordnet. Die SCR-Vorrichtung 23 trägt einen Katalysator einer selektiven Reduktion, der durch Verwenden von Ammoniak als ein Reduktionsmittel NOx reduziert. NOx, das durch den Katalysator einer selektiven Reduktion reduziert wird, wird in Wasser, Stickstoff und dergleichen zerlegt.
Die DOC- (= Diesel Oxidation Catalyst = Dieseloxidationskatalysator) Vorrichtung 21 trägt einen Oxidationskatalysator, wie zum Beispiel Platin, und reinigt von CO und HC, die in dem Abgas enthalten sind. Die DPF-Vorrichtung 22 fängt Partikel, die in dem Abgas enthalten sind, ein. Die Partikel, die durch die DPF-Vorrichtung 22 eingefangen werden, werden periodisch verbrannt, sodass die DPF-Vorrichtung 22 regeneriert wird. Die ASC- (= Ammonia Slip Catalyst = Ammoniakschlupfkatalysator) Vorrichtung 24 oxidiert ein überschüssiges Ammoniak, das ohne eine Reaktion durch die SCR-Vorrichtung 23 gegangen ist.
Die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 ist mit einem Injektor 31, einem Tank 32, einer Reduktionsmittelpumpe 33 und einem verbindenden Kanal 34, der den Tank 32 mit dem Injektor 31 fluidmäßig verbindet, versehen.
Der Injektor 31 spritzt Harnstoffwasser in ein Abgas, das durch den Auslasskanal 11 strömt, ein. Der Injektor 31 ist zwischen der DPF-Vorrichtung 22 und der SCR-Vorrichtung 23 angeordnet. Der Injektor 31 hat an einem äußersten Ende desselben eine Einspritzpforte 31a zum Einspritzen des Harnstoffwassers. Die Einspritzpforte 31a wird durch eine Nadel 31b des Injektors 31 geöffnet und geschlossen. Die Nadel 31b entspricht einem Ventilkörper. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Injektor 31 ein elektromagnetisches Ventil. Durch Ein- und Ausschalten einer Erregung des Injektors 31 gleitet die Nadel 31b, um die Einspritzpforte 31a zu öffnen und zu schließen.
Der Tank 32 speichert Harnstoffwasser, dessen Konzentration in Anbetracht einer NOx-Reinigungsfähigkeit und einer Niedertemperaturbeständigkeit angepasst ist (beispielsweise 32,5 Gewichts-%).
Die Reduktionsmittelpumpe 33 ist zwischen dem Tank 32 und dem Injektor 31 angeordnet. Die Reduktionsmittelpumpe 33 speist den Injektor 31 durch den verbindenden Kanal 34 mit dem Harnstoffwasser von dem Tank 32. Die Reduktionsmittelpumpe saugt ferner das Harnstoffwasser von dem Injektor 31 zu dem Tank 32. Die Reduktionsmittelpumpe 33 ist mit einem elektrischen Motor versehen. Wenn der elektrische Motor die Reduktionsmittelpumpe 33 in einer normalen Richtung antreibt, speist die Reduktionsmittelpumpe 33 das Harnstoffwasser zu dem Injektor 31. Wenn der elektrische Motor die Reduktionsmittelpumpe 33 in einer umgekehrten Richtung antreibt, saugt die Reduktionsmittelpumpe 33 das Harnstoffwasser von dem Injektor 31.
Ein Drucksensor 35 ist an dem verbindenden Kanal zum Erfassen eines Drucks von Gas, das durch den verbindenden Kanal 34 strömt, vorgesehen. Ein Innendurchmesser des verbindenden Kanals 34 ist vorzugsweise weniger als 6 mm, bevorzugt weniger als 3 mm.
Die Steuervorrichtung 40 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU; ECU = electronic control unit). Die Steuervorrichtung 40 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine Abspeicherungsvorrichtung, eine Ausgabeschaltung und eine Eingabeschaltung. Die Abspeicherungsvorrichtung ist ein Speicherungsmedium mit Elementen ohne Übergang, das Programme, die ein Computer lesen kann, vorübergehend speichert. Die Abspeicherungsvorrichtung ist durch einen Halbleiterspeicher oder eine magnetische Speicherungsplatte konfiguriert. Der Drucksensor 35 und der NOx-Sensor 25 sind mit der Steuervorrichtung 40 elektrisch verbunden. Ein Maschinengeschwindigkeitssensor, der eine Geschwindigkeit der Maschine 10 erfasst, ein Pumpengeschwindigkeitssensor, der eine Pumpengeschwindigkeit der Reduktionsmittelpumpe 33 erfasst, und ein Umgebungstemperatursensor, der eine Umgebungstemperatur erfasst, sind ferner mit der Steuervorrichtung 40 elektrisch verbunden.
Die Steuervorrichtung 40 führt angesichts von Erfassungswerten der vorhergehenden Sensoren verschiedene Verarbeitungen durch. Wenn beispielsweise eine NOx-Reinigungsforderung erzeugt wird, steuert die Steuervorrichtung 40 den Injektor 31, um Harnstoffwasser einzuspritzen. Die Steuervorrichtung 40 überträgt genauer gesagt ein Ventilöffnungssignal zu dem Injektor 31, sodass der Injektor 31 erregt wird, um die Einspritzpforte 31a zu öffnen. Die Steuervorrichtung 40 überträgt ferner ein Ventilschließsignal zum dem Injektor 31, sodass der Injektor 31entregt wird, um die Einspritzpforte 31a zu schließen. Es sei bemerkt, dass eine Einspritzmenge, eine Einspritzdauer und ein Einspritzzeitpunkt von Harnstoffwasser basierend auf einem Erfassungswert des NOx-Sensors 25, der in dem Auslasskanal 11 angeordnet ist, rückkopplungsgesteuert werden.
Die Steuervorrichtung 40 steuert ferner die Pumpengeschwindigkeit der Reduktionsmittelpumpe 33, sodass ein Druck des Harnstoffwassers in dem verbindenden Kanal 34, der durch den Drucksensor 35 erfasst wird, mit einem Zieldruck übereinstimmt. Die Steuervorrichtung 40 konfiguriert ferner einen Druckerlangungsabschnitt 41, einen Saugsteuerabschnitt 42, einen Drucksteuerabschnitt 43, einen Einspritzsteuerabschnitt 44 und einen Diagnostizierabschnitt 45 als Funktionsblöcke. Die Steuervorrichtung 40 funktioniert als eine Abnormitätsdiagnosevorrichtung, die die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 diagnostiziert.
Es sei bemerkt, dass das Reduktionsmitteleinspritzsystem 50 durch die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 und die Steuervorrichtung 40 konfiguriert ist.
Bezug nehmend auf 2 wird im Folgenden ein Diagnoseablauf, den die Steuervorrichtung 40 durchführt, beschrieben werden. Der Diagnoseablauf wird wiederholt durchgeführt, während ein Zündschalter EIN ist.
Bei S101 bestimmt ein Eventuell-Diagnostizierabschnitt, ob eine eventuelle Fehlfunktion auftritt. Der Eventuell-Diagnostizierabschnitt ist durch die Steuervorrichtung 40 als ein Funktionsblock konfiguriert. Die eventuelle (engl.: tentative) Fehlfunktion entspricht einem Fall, in dem die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 möglicherweise eine Fehlfunktion haben kann. Es wird beispielsweise basierend auf einer NOx-Reinigungsrate bestimmt, ob eine eventuelle Fehlfunktion auftritt. Die NOx-Reinigungsrate wird genauer gesagt basierend auf einer NOx-Menge, die aus einer Bedingung der Maschine 10 geschätzt wird, und einem Erfassungswert des NOx-Sensors 25 berechnet. Der Eventuell-Diagnostizierabschnitt diagnostiziert dann, ob sich die NOx-Reinigungsrate verringert hat. Wenn bei S101 bestimmt wird, dass eine eventuelle Fehlfunktion auftritt, schreitet die Prozedur zu S102 fort. Wenn bei S101 bestimmt wird, dass keine eventuelle Fehlfunktion auftritt, wird der Diagnoseablauf beendet.
Bei S102 wird Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 gesaugt, und Luft wird in den verbindenden Kanal 34 eingeleitet. Der Saugsteuerabschnitt 42 steuert genauer gesagt die Reduktionsmittelpumpe 33, um das Harnstoffwasser durch den verbindenden Kanal 34 von dem Injektor 31 in den Tank 32 unter einer Bedingung zu saugen, unter der der Injektor 31 geöffnet ist. Das heißt, der Saugsteuerabschnitt 42 treibt die Reduktionsmittelpumpe 33 in einer umgekehrten Richtung an, um das Harnstoffwasser zu saugen. Zu dieser Zeit wird die Luft in dem Auslasskanal 11 durch den Injektor 31 in den verbindenden Kanal gesaugt. Luft wird durch Saugen des Harnstoffwassers in den verbindenden Kanal 34 eingeleitet. Eine Saugdauer, die zum Saugen der Luft in den verbindenden Kanal 34 notwendig ist, wird durch Experimente im Voraus erlangt und in der Abspeicherungsvorrichtung gespeichert. Der Saugsteuerabschnitt 42 treibt während der Saugdauer die Reduktionsmittelpumpe 33 in der umgekehrten Richtung an. Nachdem die Reduktionsmittelpumpe 33 während der Saugdauer angetrieben wurde, schreitet die Prozedur zu S103 fort.
Bei S103 führt der Drucksteuerabschnitt 43 eine Druckspeisungssteuerung durch, bei der die Reduktionsmittelpumpe 33 in der normalen Richtung angetrieben wird, sodass das Harnstoffwasser unter einer Bedingung zu dem Injektor 31 gespeist wird, unter der der Injektor 31 geschlossen ist. Der Drucksteuerabschnitt 43 steuert ferner die Reduktionsmittelpumpe 33, sodass das Harnstoffwasser die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 gesaugt wurde, verdichtet, und der Druck des Harnstoffwassers in dem verbindenden Kanal 34 steigt auf einen spezifizierten Druck „P“. Da sich der Injektor 31 über dem verbindenden Kanal 34 befindet, wird, wenn das Harnstoffwasser in den verbindenden Kanal 34 entladen wird, während der Injektor 31 geschlossen ist, die Luft in dem verbindenden Kanal 34 durch das Harnstoffwasser an einer Position nahe dem Injektor 31 verdichtet. Es sei bemerkt, dass der spezifizierte Druck „P“ höher als der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 ist, wenn die NOx-Reinigungsforderung erzeugt wird. Wenn der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 der spezifizierte Druck „P“ wird, schreitet die Prozedur zu S104 fort.
Bei S104 führt der Einspritzsteuerabschnitt 44 eine Einspritzsteuerung des Injektors 31 durch. Wenn die Einspritzsteuerung des Injektors 31 durchgeführt wird, wird die verdichtete Luft in dem verbindenden Kanal 34 in das Abgas in dem Auslasskanal 11 eingespritzt. Bei S104 führt der Einspritzsteuerabschnitt 44 eine Lufteinspritzung einmal durch. Nachdem der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung des Injektors 31 durchgeführt hat, schreitet die Prozedur zu S105 fort.
Bei S105 erlangt der Druckerlangungsabschnitt 41 einen Nacheinspritzdruck „P1“ des Harnstoffwassers in dem verbindenden Kanal 34. Wenn die Einspritzsteuerung des Injektors 31 durchgeführt wurde, verringert sich gemäß einer Menge der Luft, die durch den Injektor 31 eingespritzt wird, der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34. Bei S105 wird ein Absolutwert einer Druckvariation ΔP zwischen dem Nacheinspritzdruck „P1“ und dem spezifizierten Druck „P“ berechnet.
Von S106 bis S112 führt der Diagnostizierabschnitt 45 eine Diagnose der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 durch. Der Diagnostizierabschnitt 45 diagnostiziert eine Fehlerursache der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 mittels einer diagnostischen Haftschwelle Th1, einer diagnostischen Fehlerschwelle Th2 und einer diagnostischen Normalschwelle Th3, die durch Experimente berechnet und in einer Abspeicherungsvorrichtung im Voraus gespeichert werden. Die diagnostische Haftschwelle Th1, die diagnostische Fehlerschwelle Th2 und die diagnostische Normalschwelle Th3 werden gemäß einer Form des verbindenden Kanals 34, einer Anordnung der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 und dergleichen eingerichtet.
Die diagnostische Haftschwelle Th1 wird kleiner als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 eingerichtet. Die diagnostische Fehlerschwelle Th2 wird kleiner als die diagnostische Normalschwelle Th3 eingerichtet. Die diagnostische Haftschwelle Th1 wird als der Nacheinspritzdruck „P1“, wenn der Injektor 31 nicht geöffnet ist, obwohl der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung durchführt, eingerichtet. Die diagnostische Fehlerschwelle Th2 wird als der Nacheinspritzdruck „P1“, wenn das Harnstoffwasser mit dem spezifizierten Druck „P“ eingespritzt wird, eingerichtet. Die diagnostische Normalschwelle Th3 wird als der Nacheinspritzdruck „P1“, wenn die Luft mit dem spezifizierten Druck „P“ eingespritzt wird, eingerichtet. Die diagnostische Fehlerschwelle Th2 und die diagnostische Normalschwelle Th3 werden außerdem gemäß einer Öffnungsdauer des Injektors 31 eingerichtet.
Bei S106 wird die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Haftschwelle Th1 verglichen. Wenn die Druckvariation ΔP weniger als die oder gleich der diagnostischen Haftschwelle Th1 ist (JA bei S106), schreitet die Prozedur zu S108 fort. Bei S108 wird bestimmt, dass der Injektor 3 der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 steckengeblieben ist, und der Diagnoseablauf, der in 2 gezeigt ist, wird beendet. Wenn unterdessen die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Haftschwelle Th1 ist (NEIN bei S106), schreitet die Prozedur zu S107 fort.
Bei S107 wird die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 verglichen. Wenn die Druckvariation ΔP weniger als die oder gleich der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 ist (JA bei S107), schreitet die Prozedur zu S109 fort. Bei S109 wird bestimmt, dass das Harnstoffwasser aus der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 leckt, und der Diagnoseablauf, der in 2 gezeigt ist, wird beendet. Wenn unterdessen die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist (NEIN bei S107), schreitet die Prozedur zu S110 fort.
Bei S110 wird die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Normalschwelle Th3 verglichen. Wenn die Druckvariation ΔP weniger als die oder gleich der diagnostischen Normalschwelle Th3 ist, schreitet die Prozedur zu S111 fort, bei dem bestimmt, dass die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 normal betrieben wird. Wenn unterdessen die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Normalschwelle Th3 ist, schreitet die Prozedur zu S112 fort. Bei S112 wird bestimmt, dass eine andere Fehlfunktion als das Steckenbleiben oder das Harnstoffwasserleck auftritt. Bei S112 wird beispielsweise bestimmt, dass die Nadel 31b des Injektors 31 eine Fehlfunktion bei ihrem Betrieb hat.
In einem Fall, dass der Injektor 31 steckengeblieben ist, während die Nadel 31b die Einspritzpforte 31a geschlossen hat, kann das Harnstoffwasser nicht gesaugt werden, um bei S102 Luft in den verbindenden Kanal 34 einzuleiten. Selbst in einem solchen Fall wird die Reduktionsmittelpumpe 33 in der umgekehrten Richtung für eine spezifizierte Zeitdauer angetrieben. Die Prozedur schreitet dann zu S103 fort.
Bezug nehmend auf 3 wird ein Betrieb des Reduktionsmitteleinspritzsystems 50 im Folgenden beschrieben werden. Der Saugsteuerabschnitt 43 treibt die Reduktionsmittelpumpe 33 zu einer Zeit t1 in der umgekehrten Richtung an. Der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 fällt unter einen atmosphärischen Druck. Das heißt, ein negativer Druck bzw. Unterdruck wird in dem verbindenden Kanal 34 erzeugt. Wenn die Reduktionsmittelpumpe 33 in der umgekehrten Richtung eine spezifizierte Zeitdauer angetrieben wurde, wird der Injektor 31 zu einer Zeit t2 geöffnet. Wenn der Injektor 31 zu der Zeit t2 geöffnet wird, wird das Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 in den Tank 32 gesaugt, und die Luft in dem Auslasskanal 11 wird in den Injektor 31 gesaugt. Die Luft wird dadurch in den verbindenden Kanal 34 eingeleitet. Wenn die Reduktionsmittelpumpe 33 zu einer Zeit t3 gestoppt wird, wird der Injektor 31 geschlossen. Der verbindende Kanal 34 wird dadurch gegenüber einem Äußeren mit der Luft, die in denselben eingeführt wurde, verschlossen.
Zu einer Zeit t4 treibt der Drucksteuerabschnitt 43 die Reduktionsmittelpumpe 33 in der normalen Richtung an, sodass das Harnstoffwasser in den verbindenden Kanal 34 gespeist wird. Wenn das Harnstoffwasser in den verbindenden Kanal 34 zu der Zeit t4 gespeist wird, steigt der Druck der Luft und des Harnstoffwassers in dem verbindenden Kanal 34. Zu dieser Zeit wird die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 eingeleitet wird, durch das Harnstoffwasser an einer Position nahe dem Injektor 31 verdichtet. Wenn der Druck des Harnstoffwassers auf den spezifizierten Druck „P“ steigt, führt der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung des Injektors 31 von einer Zeit t6 bis zu einer Zeit t7 durch. Wenn der Injektor 31 von der Zeit t6 bis zu der Zeit t7 geöffnet wird, wird Luft, die in dem verbindenden Kanal 34 verdichtet wurde, in den Auslasskanal 11 eingespritzt. Der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 wird der Nacheinspritzdruck „P1“. Der Druckerlangungsabschnitt 41 erlangt den Nacheinspritzdruck „P1“. Die Druckvariation ΔP wird basierend auf dem Nacheinspritzdruck „P1“ und dem spezifizierten Druck „P“ berechnet. Der Diagnostizierabschnitt 45 vergleicht die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Haftschwelle Th1, der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 und der diagnostischen Normalschwelle Th3, um eine Fehlerursache der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 zu diagnostizieren.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt der Saugsteuerabschnitt 42 die Saugsteuerung der Reduktionsmittelpumpe 33 durch, und der Drucksteuerabschnitt 43 verdichtet die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 gesaugt wird, und steigert den Druck des Harnstoffwassers in dem verbindenden Kanal bis zu dem spezifizierten Druck „P“. Der Einspritzsteuerabschnitt 44 führt dann die Einspritzsteuerung durch, sodass der Injektor 31 die verdichtete Luft einspritzt. In diesem Moment wird, wenn die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 keine Fehlfunktion hat, die verdichtete Luft durch den Injektor 31 eingespritzt. Durch Einspritzen der verdichteten Luft fällt der Druck in dem verbindenden Kanal 34. Der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 fällt somit unter den spezifischen Druck „P“. Das heißt, selbst in einem Fall, in dem die Luft eingespritzt wird, fällt der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 ebenso wie in einem Fall, in dem das Harnstoffwasser eingespritzt wird. Der Diagnostizierabschnitt 45 kann somit basierend auf dem Nacheinspritzdruck „PI“ in dem verbindenden Kanal 34 diagnostizieren, ob die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 eine Fehlfunktion hat. Die Abnormitätsdiagnosevorrichtung kann dadurch die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 diagnostizieren, während ein übermäßiger Verbrauch von Harnstoffwasser unterdrückt wird.
Selbst wenn der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung des Injektors 31 unter einer Bedingung durchführt, unter der der Injektor 31 steckengeblieben ist, kann der Injektor 31 nicht betrieben werden. Die verdichtete Luft kann somit nicht eingespritzt werden. Der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 fällt kaum. Der Diagnostizierabschnitt 45 bestimmt, dass sowohl Luft als auch Harnstoffwasser nicht in einem Fall eingespritzt werden, in dem die Druckvariation ΔP nicht mehr als die diagnostische Haftschwelle Th1 ist. Das heißt, es kann diagnostiziert werden, dass der Injektor 31 der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 steckengeblieben ist.
Es kommt außerdem in Frage, dass ein Verbindungsfehler zwischen dem Injektor 31 und dem verbindenden Kanal 34 auftritt. Wenn ein Verbindungsfehler zwischen dem Injektor 31 und dem verbindenden Kanal 34 auftritt, kann Luft in dem verbindenden Kanal 34 aus einem Abschnitt des Verbindungsfehlers lecken. Selbst wenn der Drucksteuerabschnitt 43 die Reduktionsmittelpumpe 33 steuert, um die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 gesaugt wird, zu verdichten, leckt die Luft aus einem Abschnitt des Verbindungsfehlers aus dem verbindenden Kanal. Als ein Resultat wird der verbindende Kanal 34 mit Harnstoffwasser gefüllt. In einem solchen Fall wird, wenn der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung des Injektors 31 durchführt, um die verdichtete Luft einzuspritzen, das Harnstoffwasser statt der verdichteten Luft eingespritzt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt, wenn die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Haftschwelle Th1 ist und nicht größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist, der Diagnostizierabschnitt 45, dass das Harnstoffwasser eingespritzt wird. Das heißt, der Diagnostizierabschnitt 45 bestimmt, dass zwischen dem Injektor 31 und dem verbindenden Kanal 34 ein Verbindungsfehler auftritt. Eine Genauigkeit eines Diagnostizierens der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 kann dadurch verbessert werden.
Wenn die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist und nicht größer als die diagnostische Normalschwelle Th3 ist, bestimmt der Diagnostizierabschnitt 45, dass die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 normal betrieben wird. Eine Dichte von Luft ist höher als dieselbe von Harnstoffwasser. In einem Fall, dass Harnstoffwasser und Luft unter dem gleichen Druck sind, ist somit ein Volumen der Luft, die pro Zeiteinheit eingespritzt wird, größer als dasselbe des Harnstoffwassers. Die Druckvariation ΔP eines Falls, in dem Luft einer hohen Dichte eingespritzt wird, ist daher größer als dieselbe eines Falls, in dem das Harnstoffwasser einer niedrigen Dichte eingespritzt wird. Wenn daher die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist und nicht größer als die diagnostische Normalschwelle Th3 ist, kann bestimmt werden, dass die verdichtete Luft von dem Injektor 31 eingespritzt wird. Es wird bestimmt, dass die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 keine Fehlfunktion hat.
Wenn außerdem die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Normalschwelle Th3 ist, bestimmt der Diagnostizierabschnitt 45, dass die Nadel 31b des Injektors 31 eine Fehlfunktion bei ihrem Betrieb derselben hat. In einem Fall, dass die Nadel 31b eine Fehlfunktion hat, wird die Einspritzpforte 31a zu einem ordnungsgemäßen Zeitpunkt kaum geschlossen. Die Einspritzdauer ist länger als dieselbe bei einem normalen Betrieb. Eine übermäßige Menge von Luft wird von dem Injektor 31 eingespritzt, sodass die Druckvariation ΔP vergrößert wird. Wenn somit die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Normalschwelle Th3 ist, kann diagnostiziert werden, dass die Nagel 31b des Injektors 31 eine Fehlfunktion bei ihrem Betrieb hat.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird außerdem der spezifizierte Druck „P“ höher als der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 in einem Fall eingerichtet, in dem das Harnstoffwasser zum Reinigen des Abgases eingespritzt wird. Ein Unterschied zwischen der Druckvariation ΔP eines Falls, in dem die verdichtete Luft eingespritzt wird, und der Druckvariation ΔP eines Falls, in dem das Harnstoffwasser eingespritzt wird, wird dadurch groß. Eine Genauigkeit eines Diagnostizierens der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 kann somit verbessert werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert außerdem der Saugsteuerabschnitt 42 die Reduktionsmittelpumpe 33 auf eine solche Art und Weise, um das Harnstoffwasser von dem verbindenden Kanal 34 zu dem Tank 32 zu saugen, bevor der Injektor 31 geöffnet wird. Wenn die Reduktionsmittelpumpe 33 gesteuert wird, um das Harnstoffwasser von dem verbindenden Kanal 34 zu dem Tank 32 zu saugen. während der Injektor geschlossen ist, wird ein negativer Druck in dem verbindenden Kanal 34 erzeugt. Das Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 wird hin zu der Reduktionsmittelpumpe 33 gezogen. Wenn dann der Injektor 31 unter einer Bedingung geöffnet wird, unter der ein negativer Druck in dem verbindenden Kanal 34 erzeugt wurde, wird das Harnstoffwasser von dem verbindenden Kanal 34 sofort in den Tank 32 gesaugt. Selbst wenn dadurch der Injektor 31 unter einer Bedingung geöffnet wird, unter der der verbindende Kanal 34 mit dem Harnstoffwasser bei der Saugsteuerung gefüllt wurde, wird beschränkt, dass das Harnstoffwasser von dem Injektor 31 in den Auslasskanal 11 leckt, wodurch ein Verlust von Harnstoffwasser beschränkt werden kann.
In einem Fall, in dem ein Innendurchmesser des verbindenden Kanals 34 3 mm ist, speist, selbst wenn der Injektor 31 unter dem verbindenden Kanal 34 positioniert ist, der Drucksteuerabschnitt 43 das Harnstoffwasser in den verbindenden Kanal 34, wodurch die Luft in dem verbindenden Kanal 34 hin zu dem Injektor 31 verdichtet werden kann. Die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 gesaugt wird, kann daher durch das Harnstoffwasser verdichtet werden, ohne eine Anordnung der Reduktionsmittelpumpe 33, des Injektors 31 und des verbindenden Kanals 34 zu betrachten.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel hat, wie in 1 gezeigt ist, der Diagnostizierabschnitt 45 als Teilfunktionsblöcke einen Pumpendiagnoseblock 46 und einen Zahlenspeicherungsblock 47. Der Pumpendiagnoseblock 46 diagnostiziert einen Betrieb der Reduktionsmittelumpe 33. Die Luft, die in den verbindenden Kanal 34 gesaugt wird, wird genauer gesagt aufeinanderfolgend mehrere Male eingespritzt, wodurch bestimmt wird, ob die Reduktionsmittelpumpe 33 das Harnstoffwasser normal saugt.
Bezug nehmend auf 4 wird ein Diagnoseablauf der Reduktionsmittelpumpe 33 erläutert werden.
Bei S103A startet der Zahlenspeicherungsblock 47 ein Speichern der Einspritzmale „n“ von Harnstoffwasser. Bei S104 führt der Einspritzsteuerabschnitt 44 die Einspritzsteuerung so durch, dass der Injektor 31 die verdichtete Luft einspritzt. Bei S105 wird die Druckvariation ΔP berechnet.
Bei S106A wird die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 verglichen. Das heißt, es wird bei S106A bestimmt, ob das Harnstoffwasser eingespritzt wird oder die Luft eingespritzt wird. Wenn die Druckvariation ΔP größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist, wird bestimmt, dass die verdichtete Luft eingespritzt wird. Die Prozedur schreitet zu S107A fort. Wenn unterdessen die Druckvariation ΔP nicht größer als die diagnostische Fehlerschwelle Th2 ist, wird bestimmt, dass das Harnstoffwasser eingespritzt wird. Die Prozedur schreitet zu S108A fort.
Bei S107A erhöht der Zahlenspeicherungsblock 47 die Einspritzmale „n“ von Luft um „1“, Die Verfahren bei S104 bis S107 werden solange wiederholt durchgeführt, bis die Druckvariation ΔP weniger als die oder gleich der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 bei S106A wird.
Bei S108A bis S110A führt der Pumpendiagnoseblock 46 eine Diagnose der Reduktionsmittelpumpe 33 durch. Bei S108A werden die gespeicherten Einspritzmale „n“ mit spezifizierten Malen „nb“ verglichen. Die spezifizierten Male „nb“ hängen von einer Form des verbindenden Kanals 34 ab und werden durch Experimente im Voraus berechnet. Wenn die Einspritzmale „n“ nicht größer als die spezifizierten Male „nb“ sind, dann schreitet die Prozedur zu S110A fort, bei dem bestimmt wird, dass die Reduktionsmittelpumpe 31 hinsichtlich ihrer Saugfunktion verschlechtert ist. Die Prozedur endet dann. Wenn unterdessen die Einspritzmale „n“ größer als die spezifizierten Male „nb“ sind, schreitet die Prozedur zu S109A fort, bei dem bestimmt wird, dass die Reduktionsmittelpumpe 33 hinsichtlich ihrer Saugfunktion normal ist. Die Prozedur endet dann.
Bezug nehmend auf 5 wird ein Betrieb des Reduktionsmitteleinspritzsystems 50 im Folgenden beschrieben werden.
Von einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t5 wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Luft in dem verbindenden Kanal verdichtet, und der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 wird gesteigert. Von einer Zeit t6 bis zu einer Zeit t7 wird ein erstes Öffnen des Injektors 31 ausgeführt. Von einer Zeit t6A bis zu einer Zeit t7A wird ein zweites Öffnen des Injektors 31 ausgeführt. Die Einspritzsteuerung des Injektors 31 wird solange kontinuierlich durchgeführt, bis die Druckvariation ΔP zu einer Zeit t8 weniger als die oder gleich der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 wird. Das heißt, die Einspritzsteuerung des Injektors 31 wird solange wiederholt kontinuierlich durchgeführt, bis das Harnstoffwasser von dem Injektor 31 eingespritzt wird. Wenn zu der Zeit t8 die Druckvariation ΔP weniger als die oder gleich der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 wird, werden die gezählten Einspritzmale „n“ mit den spezifizierten Malen „nb“ verglichen, um die Reduktionsmittelpumpe 33 zu diagnostizieren.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt, wenn die verdichtete Luft mehr als die oder gleich den spezifizierten Malen „nb“ aufeinanderfolgend eingespritzt wird, der Pumpendiagnoseblock 46, dass die Reduktionsmittelpumpe 33 normalbetrieben wird. In einem Fall, dass sich die Saugfunktion der Reduktionsmittelpumpe 33 verschlechtert, verbleibt ein Teil oder das gesamte Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34, selbst wenn der Saugsteuerabschnitt 42 die Reduktionsmittelpumpe 33 steuert, um das Harnstoffwasser von dem verbindenden Kanal 34 in den Tank 32 zu saugen. Das heißt, in einem Fall, dass die Saugfunktion der Reduktionsmittelpumpe 33 verschlechtert ist, wird eine geringere Menge an Luft in den verbindenden Kanal 34 eingeleitet. Die Menge an Luft, die eingespritzt werden kann, verringert sich. Die aufeinanderfolgenden Einspritzmale von Luft verringern sich ebenfalls. Wenn somit die verdichtete Luft aufeinanderfolgend mehr als die oder gleich den spezifizierten Malen „nb“ eingespritzt werden kann, kann der Pumpendiagnoseblock 46 bestimmen, dass die Reduktionsmittelpumpe 33 normal betrieben wird.
(Anderes Ausführungsbeispiel)
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und den Aufbau begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Die Konfiguration von jedem Ausführungsbeispiel kann außerdem mit jedem anderen kombiniert sein, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel führt der Drucksteuerabschnitt 43 die Druckspeisungssteuerung durch, bei der die Reduktionsmittelpumpe 33 angetrieben wird, sodass der Druck in dem verbindenden Kanal 34 bis zu dem spezifizierten Druck „P“ steigt, während der Injektor 31 geschlossen ist. Die Druckspeisungssteuerung ist jedoch nicht auf das Vorhergehende begrenzt.
Gemäß einer ersten Modifikation wird, nachdem die Reduktionsmittelpumpe 33 für eine spezifizierte Zeitdauer angetrieben wurde, der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 als der spezifizierte Druck „P“ erlangt. Der Diagnostizierabschnitt 45 diagnostiziert basierend auf einer Druckvariation ΔP zwischen dem spezifizierten Druck „P“ und dem Nacheinspritzdruck „PI“ eine Fehlfunktion. Jede der Schwellen wird durch Experimente im Voraus erlangt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Reduktionsmittelpumpe 33 in einer normalen Richtung und einer umgekehrten Richtung angetrieben werden. Zwei Reduktionsmittelpumpen können jedoch genutzt werden. Eine der Pumpen speist mit dem Harnstoffwasser, und die andere saugt das Harnstoffwasser.
Der Diagnoseablauf kann in einem vorbestimmten Zeitintervall ohne Rücksicht auf ein Auftreten der eventuellen Fehlfunktion durchgeführt werden, während ein Zündschalter EIN ist. Der Diagnoseablauf kann alternativ durchgeführt werden, wenn ein Fahrzeug eine spezifizierte Strecke gefahren ist.
Der Injektor 31 kann außerdem Ammoniak in einem Gaszustand, einem flüssigen Zustand oder einem festen Zustand einspritzen. In einem Fall, in dem der Katalysator, der durch die SCR-Vorrichtung 23 getragen wird, mit HC oder CO als Reduktionsmittel NOx reduziert, kann der Injektor Kraftstoff als ein Reduktionsmittel einspritzen.
Wenn der in 2 gezeigte Diagnoseablauf mehrere Male wiederholt durchgeführt wird, und die Diagnoseresultate unverändert sind, kann das Diagnoseresultat der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 bestimmt werden.
Der Diagnostizierabschnitt 45 kann die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 basierend auf dem Nacheinspritzdruck „P1“ statt der Druckvariation „ΔP“ diagnostizieren.
Wenn bei S103 der Druck von Harnstoffwasser in dem verbindenden Kanal 34 nicht bis zu dem spezifizierten Druck „P“ steigt, kann diagnostiziert werden, dass die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 nicht normal betrieben werden kann.
Eine Abnormitätsdiagnose der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 und eine Abnormitätsdiagnose der Reduktionsmittelpumpe 33 können außerdem gleichzeitig oder abwechselnd durchgeführt werden.
Der Diagnostizierabschnitt 45 kann basierend auf lediglich entweder der diagnostischen Haftschwelle Th1, der diagnostischen Fehlerschwelle Th2 oder der diagnostischen Normalschwelle Th3 eine Diagnose durchführen. Es kann beispielsweise diagnostiziert werden, ob die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 30 eine Fehlfunktion hat, indem die Druckvariation ΔP mit der diagnostischen Normalschwelle Th3 verglichen wird.
Der spezifizierte Druck „P“ kann weniger als der oder gleich dem Druck eines Reduktionsmittels in dem verbindenden Kanal 34 sein.
Ein Teil oder alle Funktionen der Steuervorrichtung 40 können durch mindestens eine ECU und dergleichen erfüllt werden.

Claims

Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40), die eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert, die einen Injektor (31), der ein Reduktionsmittel, das in einem Tank (32) gespeichert ist, in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine (10) emittiert wird, zum Reinigen des Abgases einspritzt, und eine Reduktionsmittelpumpe (33) hat, die das Reduktionsmittel von dem Tank (32) durch einen verbindenden Kanal (34), der den Tank (32) und den Injektor (31) fluidmäßig verbindet, zu dem Injektor (31) speist, wobei die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel von dem Injektor (31) zu dem Tank (32) saugt, und wobei die Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) folgende Merkmale aufweist: einen Druckerlangungsabschnitt (41), der einen Druck in dem verbindenden Kanal (34) erlangt; einen Saugsteuerabschnitt (42), der die Reduktionsmittelpumpe (33) auf eine solche Art und Weise steuert, um das Reduktionsmittel hin zu dem Tank (32) zu saugen, während der Injektor (31) geöffnet ist, sodass Luft in den verbindenden Kanal (34) eingeleitet wird; einen Drucksteuerabschnitt (43), der eine Druckspeisungssteuerung durchführt, bei der die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel in den verbindenden Kanal (34) speist, während der Injektor (31) geschlossen ist, sodass ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) gesteigert wird; einen Einspritzsteuerabschnitt (44), der eine Einspritzsteuerung durchführt, bei der der Injektor (31) die Luft, die durch die Druckspeisungssteuerung verdichtet wird, einspritzt; und einen Diagnostizierabschnitt (45), der basierend auf einem Nacheinspritzdruck (P1), der ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) ist, nachdem die Einspritzsteuerung durchgeführt wurde, die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert.
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 1, bei der der Drucksteuerabschnitt (43) den Druck in dem verbindenden Kanal (34) bis zu einem spezifizierten Druck (P) durch die Druckspeisungssteuerung steigert (S103), und der Diagnostizierabschnitt (45) basierend auf einer Druckvariation (ΔP) zwischen dem spezifizierten Druck (P) und dem Nacheinspritzdruck die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert (S106, S107, S110; S106A, S108A),
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 1, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) basierend auf einer Druckvariation (ΔP) zwischen einem spezifizierten Druck (P) in dem verbindenden Kanal (34), nachdem die Druckspeisungssteuerung durchgeführt wurde, und dem Nacheinspritzdruck die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert.
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) bestimmt (S108), dass das Reduktionsmittel an dem Injektor (31) der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) haftet, wenn die Druckvariation (ΔP) weniger als eine oder gleich einer diagnostischen Haftschwelle (Th1) ist (S106).
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 4, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) bestimmt (S109), dass ein Fehler bei einem verbindenden Abschnitt zwischen dem Injektor (31) und dem verbindenden Kanal (34) auftritt, wenn die Druckvariation (ΔP) größer als die diagnostische Haftschwelle (Th1) ist, und weniger als die oder gleich der diagnostischen Fehlerschwelle (Th2), die größer als die diagnostische Haftschwelle (Th1) ist, ist (S107).
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 5, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) bestimmt (S111), dass die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) normal betrieben wird, wenn die Druckvariation (ΔP) größer als die diagnostische Fehlerschwelle (Th2) ist und weniger als eine oder gleich einer diagnostischen Normalschwelle (Th3), die größer als die diagnostische Fehlerschwelle (Th2) ist, ist (S110).
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach Anspruch 6, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) bestimmt (S112), dass ein Ventilkörper (31b), der eine Einspritzpforte (31a) des Injektors (31) öffnet und schließt, eine Fehlfunktion hat, wenn die Druckvariation (ΔP) größer als die diagnostische Normalschwelle (Th3) ist (S110).
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der der spezifizierte Druck (P) höher als ein Druck des Reduktionsmittels in dem verbindenden Kanal (34), wenn das Reduktionsmittel eingespritzt wird, um das Abgas zu reinigen, eingerichtet ist.
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Saugsteuerabschnitt (42) die Reduktionsmittelpumpe (33) auf eine solche Art und Weise steuert, um das Saugen des Reduktionsmittels von dem Injektor (31) in den Tank (32) zu starten, bevor der Injektor (31) geöffnet wird.
Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Diagnostizierabschnitt (45) mit einem Pumpendiagnoseblock (46) versehen ist, der bestimmt (S109A), dass die Reduktionsmittelpumpe (33) normal betrieben wird, wenn die Luft mehr als spezifizierte Male aufeinanderfolgend eingespritzt wird (S108A).
Reduktionsmitteleinspritzsystem mit: einer Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30), die einen Injektor (31), der ein Reduktionsmittel, das in einem Tank (32) gespeichert ist, in ein Abgas, das von einer Verbrennungsmaschine (10) emittiert wird, zum Reinigen des Abgases einspritzt, und eine Reduktionsmittelpumpe (33) hat, die das Reduktionsmittel von dem Tank (32) durch einen verbindenden Kanal (34), der den Tank (32) und den Injektor (31) fluidmäßig verbindet, zu dem Injektor (31) speist, wobei die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel von dem Injektor (31) zu dem Tank (32) saugt, und einer Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40), die diagnostiziert, ob die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (39) eine Fehlfunktion hat, wobei die Abnormitätsdiagnosevorrichtung (40) folgende Merkmale aufweist: einen Druckerlangungsabschnitt (41), der einen Druck in dem verbindenden Kanal (34) erlangt; einen Saugsteuerabschnitt (42), der die Reduktionsmittelpumpe (33) auf eine solche Art und Weise steuert, um das Reduktionsmittel hin zu dem Tank (32) zu saugen, während der Injektor (31) geöffnet ist, sodass Luft in den verbindenden Kanal (34) eingeleitet wird; einen Drucksteuerabschnitt (43), der eine Druckspeisungssteuerung durchführt, bei der die Reduktionsmittelpumpe (33) das Reduktionsmittel in den verbindenden Kanal (34) speist, während der Injektor (31) geschlossen ist, sodass ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) gesteigert wird; einen Einspritzsteuerabschnitt (44), der eine Einspritzsteuerung durchführt, bei der der Injektor (31) die Luft, die durch die Druckspeisungssteuerung verdichtet wird, einspritzt; und einen Diagnostizierabschnitt (45), der basierend auf einem Nacheinspritzdruck (P1), der ein Druck in dem verbindenden Kanal (34) ist, nachdem die Einspritzsteuerung durchgeführt wurde, die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung (30) diagnostiziert.