QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Diese Anmeldung ist auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-15736 basiert, welche am 29. Januar 2015 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit eingebunden ist.This application is on the Japanese Patent Application No. 2015-15736 filed January 29, 2015, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine.The present disclosure relates to a control device for an internal combustion engine.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist bekannt, dass ein NOx-Sensor eine Konzentration von NOx (Stickoxid), welches eine spezifische Gaskomponente eines Abgases ist, welches von einer internen Verbrennungsmaschine abgeführt wird, erfasst. Der NOx-Sensor beispielsweise ist stromabwärts eines NOx-Katalysators in einem Abgasreinigungssystem angeordnet, in welchem der NOx-Katalysator ein selektiver Reduktionstyp in einer Dieselmaschine ist. Die Konzentration des NOx, welche durch den obigen NOx-Sensor erfasst wird, wird in einer Steuerung einer Reduktionsmittel-Hinzufügemenge relativ zu dem NOx-Katalysator verwendet.It is known that a NOx sensor detects a concentration of NOx (nitrogen oxide), which is a specific gas component of an exhaust gas discharged from an internal combustion engine. For example, the NOx sensor is disposed downstream of a NOx catalyst in an exhaust purification system in which the NOx catalyst is a selective reduction type in a diesel engine. The concentration of NOx detected by the above NOx sensor is used in a control of a reducing agent addition amount relative to the NOx catalyst.
Es ist bekannt, dass der NOx-Sensor eine Drei-Zell-Struktur hat, welche ein Pumpzelle, eine Sensorzelle und eine Überwachungszelle aufweist (beispielsweise sei Bezug genommen auf Patentliteratur 1). In der Pumpzelle tritt eine Zersetzungsreaktion auf, wenn eine Spannung an Elektroden der Pumpzelle angelegt ist, und ein Sauerstoff in einer Kammer wird entladen bzw. abgeführt. Die Überwachungszelle reagiert mit dem Sauerstoff in dem Gas, wenn eine Spannung an Elektroden der Überwachungszelle angelegt wird und gibt die Konzentration des Sauerstoffs als ein Überwachungszellen-Stromsignal aus. Die Sensorzelle reagiert mit dem NOx und dem Sauerstoff in dem Gas, wenn eine Spannung an Elektroden der Sensorzelle angelegt ist, und gibt Konzentrationen des NOx und des Sauerstoffs als ein Sensorzellen-Stromsignal aus.It is known that the NOx sensor has a three-cell structure comprising a pumping cell, a sensor cell and a monitor cell (for example, refer to Patent Literature 1). In the pumping cell, a decomposition reaction occurs when a voltage is applied to electrodes of the pumping cell, and an oxygen in a chamber is discharged. The monitor cell reacts with the oxygen in the gas when a voltage is applied to electrodes of the monitor cell and outputs the concentration of the oxygen as a monitor cell current signal. The sensor cell reacts with the NOx and the oxygen in the gas when a voltage is applied to electrodes of the sensor cell, and outputs concentrations of the NOx and the oxygen as a sensor cell current signal.
In dem NOx-Sensor, welcher die Drei-Zell-Struktur hat, wird eine Erfassung der Konzentration des NOx in dem Abgas wie folgt ausgeführt. Zuerst wird der Sauerstoff in dem Abgas, welches in die Kammer eingeführt wird, durch die Pumpzelle, welche stromaufwärts der Kammer angeordnet ist, abgeführt. Als nächstes werden die Konzentration des NOx in dem Abgas und die Konzentration des Sauerstoffs, welcher in dem Abgas übrig ist, durch die Sensorzelle, welche stromabwärts der Kammer angeordnet ist, erfasst, und die Konzentration des Sauerstoffs, welcher übrig ist, wird durch die Überwachungszelle erfasst. Die Konzentration des NOx kann durch ein Vergleichen eines Erfassungswertes eines Stroms der Sensorzelle mit einem Erfassungswert eines Stroms der Überwachungszelle basierend auf den obigen Konzentrationen erfasst werden.In the NOx sensor having the three-cell structure, detection of the concentration of NOx in the exhaust gas is carried out as follows. First, the oxygen in the exhaust gas introduced into the chamber is exhausted through the pumping cell located upstream of the chamber. Next, the concentration of NOx in the exhaust gas and the concentration of oxygen remaining in the exhaust gas are detected by the sensor cell located downstream of the chamber, and the concentration of oxygen remaining is passed through the monitoring cell detected. The concentration of NOx can be detected by comparing a detection value of a current of the sensor cell with a detection value of a current of the monitor cell based on the above concentrations.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATURSTAND OF THE TECHNIQUE LITERATURE
PATENTLITERATURPatent Literature
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Patentliteratur 1: JP 2003-120399 A Patent Literature 1: JP 2003-120399 A
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
In dem NOx-Sensor, welcher die Drei-Zell-Struktur in der herkömmlichen Technologie hat, wird, wenn eine Fehlfunktion, welche einen offenen Stromkreis und einen Kurzschluss aufweist, in einem elektrischen System, welches mit der Pumpzelle verbunden ist, erzeugt wird, eine Steuerung, dass eine Fehlfunktion erzeugt ist, durch ein Bestimmen in einer Erfassung eines A/F-Werts ausgeführt. Wenn eine Fehlfunktion, welche die offene Schaltung und den Kurzschluss aufweist, in einem elektrischen System erzeugt wird, welches mit der Sensorzelle oder der Überwachungszelle verbunden ist, wird eine Steuerung durch ein Bestimmen ausgeführt, dass eine Fehlfunktion in einer Erfassung einer Konzentration des NOx erzeugt ist. Betreffend die obige Steuerung, welche die Fehlfunktion der herkömmlichen Technologie löst, berücksichtigen die Erfinder Charakteristiken des NOx-Sensor, welcher die Drei-Zellstruktur hat, und dies führt zu einer Möglichkeit, dass eine Steuerung gemäß einem Niveau der Fehlfunktion ausgeführt wird.In the NOx sensor having the three-cell structure in the conventional technology, when a malfunction having an open circuit and a short circuit is generated in an electric system connected to the pumping cell, a Control that a malfunction is generated, performed by determining in a detection of an A / F value. When a malfunction having the open circuit and the short circuit is generated in an electrical system connected to the sensor cell or the monitor cell, control is performed by determining that a malfunction in detection of a concentration of the NOx is generated , Concerning the above control that solves the malfunction of the conventional technology, the inventors take into consideration characteristics of the NOx sensor having the three-cell structure, and this leads to a possibility that a control according to a level of the malfunction is executed.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine zu präsentieren, welche eine Steuerung einer internen Verbrennungsmaschine gemäß einer Position, an welcher eine Fehlfunktion erzeugt wird, angemessen ausführen kann, während sie die Steuerung der internen Verbrennungsmaschine durch ein Nutzen eines NOx-Sensors, welcher eine Drei-Zellstruktur hat, ausführt.It is an object of the present disclosure to present a control apparatus for an internal combustion engine, which can adequately perform control of an internal combustion engine according to a position at which a malfunction is generated, while controlling the internal combustion engine by utilizing NOx Sensor, which has a three-cell structure.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine eine Pumpzelle, welche Sauerstoff von einer Erfassungskammer, in welche ein Abgas in einer internen Verbrennungsmaschine eingeführt wird, abführt, eine Sensorzelle, welche eine Konzentration eines Rest-Sauerstoffs in dem Abgas, von welchem der Sauerstoff abgeführt ist, und eine Konzentration eines spezifizierten Gases in dem Abgas erfasst, eine Überwachungszelle, welche die Konzentration des Rest-Sauerstoffs in dem Abgas, von welchem der Sauerstoff abgeführt ist, erfasst, eine Pumpzell-Erfassungseinheit, welche einen Strom, welcher durch die Pumpzelle ausgegeben wird, erfasst, eine Sensorzell-Erfassungseinheit, welche einen Strom erfasst, welcher durch die Sensorzelle ausgegeben wird, eine Überwachungszell-Erfassungseinheit, welche einen Strom erfasst, welcher durch die Überwachungszelle ausgegeben wird, eine Fehlfunktions-Bestimmungseinheit, welche bestimmt, ob eine Fehlfunktion erzeugt wird basierend auf Stromwerten, welche durch die Pumpzell-Erfassungseinheit, die Sensorzell-Erfassungseinheit und die Überwachungszell-Erfassungseinheit erfasst werden, und eine Steuereinheit auf, welche die interne Verbrennungsmaschine basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Fehlfunktions-Bestimmungseinheit steuert. Die Steuereinheit führt (i) eine erste Steuerung zu der internen Verbrennungsmaschine in einem Fall aus, in dem die Fehlfunktion in einem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der Pumpzelle verbunden ist, (ii) eine zweite Steuerung zu der internen Verbrennungsmaschine in einem Fall aus, in dem die Fehlfunktion in einem elektrischen System, welches mit der Sensorzelle verbunden ist, erzeugt ist, und (iii) eine dritte Steuerung zu der internen Verbrennungsmaschine in einem Fall aus, in dem die Fehlfunktion in einem elektrischen System, welches mit der Überwachungszelle verbunden ist, erzeugt ist.According to one aspect of the present disclosure, the internal combustion engine control apparatus includes a pump cell that discharges oxygen from a detection chamber into which an exhaust gas is introduced in an internal combustion engine, a sensor cell that has a concentration of residual oxygen in the exhaust gas wherein the oxygen is discharged, and detects a concentration of a specified gas in the exhaust gas, a monitoring cell which detects the concentration of the residual oxygen in the exhaust gas from which the oxygen is discharged, a pump cell detecting unit detects a current output by the pumping cell, a sensor cell detecting unit that detects a current output by the sensor cell, a monitoring cell detecting unit that detects a current output by the monitoring cell, a malfunction determining unit determining whether a malfunction is generated based on current values detected by the pump cell detection unit, the sensor cell detection unit and the monitor cell detection unit, and a control unit that controls the internal combustion engine based on a determination result of the malfunction determination unit , The control unit executes (i) a first control to the internal combustion engine in a case where the malfunction is generated in an electric system connected to the pumping cell, (ii) a second control to the internal combustion engine in one case in which the malfunction is generated in an electrical system connected to the sensor cell, and (iii) a third control to the internal combustion engine in a case where the malfunction in an electrical system connected to the monitoring cell is, is generated.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, da die Pumpzell-Erfassungseinheit, welche den Strom erfasst, welcher durch die Pumpzelle ausgegeben wird, die Sensorzell-Erfassungseinheit, welche den Strom erfasst, welcher durch die Sensorzelle ausgegeben wird, die Überwachungszell-Erfassungseinheit, welche den Strom erfasst, welche durch die Überwachungszelle ausgegeben wird, und die Fehlfunktions-Bestimmungseinheit, welche basierend auf den Stromwerten, welche durch die Pumpzell-Erfassungseinheit, die Sensorzell-Erfassungseinheit und die Überwachungszell-Erfassungseinheit erfasst werden, bestimmt, ob die Fehlfunktion erzeugt ist, vorgesehen sind, eine Steuerung einer internen Verbrennungsmaschine gemäß der Fehlfunktion, welche in den elektrischen Systemen erzeugt ist, welche mit der Pumpzelle, der Sensorzelle und der Überwachungszelle verbunden sind, ausgeführt werden.According to the present disclosure, since the pump cell detection unit that detects the current output by the pump cell, the sensor cell detection unit that detects the current output by the sensor cell can detect the monitoring cell detection unit that detects the current which is output by the monitor cell, and the malfunction determination unit provided based on the current values detected by the pump cell detection unit, the sensor cell detection unit and the monitor cell detection unit determines whether the malfunction is generated, is provided, a control of an internal combustion engine according to the malfunction generated in the electrical systems connected to the pump cell, the sensor cell and the monitor cell are executed.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt ist. In den Zeichnungen:The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Maschinenabgassystem zeigt, welches eine ECU und eine SCU gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform aufweist; 1 FIG. 10 is a schematic diagram showing an engine exhaust system including an ECU and an SCU according to an embodiment of the present embodiment; FIG.
2 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Zusammensetzung des NOx-Sensors, welcher in 1 gezeigt ist, zeigt; 2 FIG. 10 is a schematic diagram showing a composition of the NOx sensor included in FIG 1 shown shows;
3 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang eines Querschnitts III-III in 2; 3 is a cross-sectional view taken along a cross section III-III in 2 ;
4 ist ein Blockschaltbild, welches eine funktionale Zusammensetzung der SCU in 1 veranschaulicht; 4 is a block diagram showing a functional composition of the SCU in FIG 1 illustrated;
5 ist ein Flussdiagramm, welches Operationen der ECU und der SCU in 1 zeigt; und 5 FIG. 11 is a flowchart illustrating operations of the ECU and the SCU in FIG 1 shows; and
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Operation einer ECU in einem herkömmlichen Beispiel zeigt. 6 Fig. 10 is a flowchart showing an operation of an ECU in a conventional example.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen davon beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Um die Beschreibung leicht verständlich zu machen, sind die im Wesentlichen selben Teile und die Komponenten in den Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen angezeigt, und dieselbe Beschreibung wird ausgelassen werden.While the present disclosure has been described with reference to the embodiments thereof, it is to be understood that the disclosure is not limited to the embodiments and constructions. To make the description easy to understand, the substantially same parts and the components in the drawings are indicated by the same reference numerals, and the same description will be omitted.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Maschinenabgassystem ES eine ECU (Maschinensteuereinheit) (10) und eine SCU (Sensorsteuereinheit) 40 auf, welche äquivalent zu einer Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind. Die ECU 10 ist eine Vorrichtung, welche eine Dieselmaschine 20 steuert, und das Maschinenabgassystem ES, welches mit der Dieselmaschine 20 verbunden ist. Die ECU 10 hat eine Funktion, welche einen Betrieb der Dieselmaschine 20 steuert. Die ECU 10 passt einen Öffnungsgrad eines Kraftstoffinjektors basierend auf einem Gaspedal-Öffnungsgrad und einer Maschinen-Drehgeschwindigkeit an.As in 1 1, an engine exhaust system ES has an ECU (Engine Control Unit) ( 10 ) and a SCU (sensor control unit) 40 which are equivalent to a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. The ECU 10 is a device which is a diesel engine 20 controls, and the engine exhaust system ES, which with the diesel engine 20 connected is. The ECU 10 has a function which is an operation of the diesel engine 20 controls. The ECU 10 adjusts an opening degree of a fuel injector based on an accelerator opening degree and an engine rotation speed.
Das Maschinenabgassystem ES weist ferner einen katalytischen Dieseloxidationsumwandler (diesel oxidation catalytic converter) 22 und einen SCR(selektiven katalytischen Reduktions)-katalytischen Umwandler (selective catalytic reduction catalytic converter) 28 auf, welche in dieser Reihenfolge von der Dieselmaschine 20 angeordnet sind. Der katalytische Dieseloxidationsumwandler 22 weist einen DOC (Dieseloxidationskatalysator) 221 und den DPF (Dieselpartikelfilter) 222 auf.The engine exhaust system ES further includes a catalytic diesel oxidation catalytic converter (diesel oxidation catalytic converter). 22 and an SCR (Selective Catalytic Reduction) Catalytic Converter (Selective Catalytic Reduction Catalytic Converter) 28 on which in this order from the diesel engine 20 are arranged. The catalytic diesel oxidation converter 22 has a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 221 and the DPF (Diesel Particulate Filter) 222 on.
Der katalytische Dieseloxidaktionsumwandler 22 reinigt einen Giftstoff, welcher in einem Abgas enthalten ist durch ein Reduzieren oder Oxidieren des Giftstoffes. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der katalytische Dieseloxidationsumwandler 22 eine Vorrichtung, welche Feinstaub bzw. Partikel (PM = particulate matter = Feinstaub bzw. Partikel), einschließlich Kohlenstoff sammelt. The catalytic diesel oxide action converter 22 Cleans a toxin contained in an exhaust gas by reducing or oxidizing the toxin. According to the present embodiment, the catalytic diesel oxidation converter is 22 a device which collects particulate matter (PM) including carbon.
Der Dieseloxidaktionskatalysator 221 weist einen Abstützkörper auf, welcher aus einer Keramik gefertigt ist, eine Oxidationsmischung, welche ein Aluminiumoxid, ein Cerdioxid und Zirkondioxid hat, und einen Edelmetallkatalysator, welcher Platin, Palladium oder Rhodium aufweist. Der Dieseloxidaktionskatalysator 221 reinigt Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid und Stickoxid, welche in dem Abgas enthalten sind, durch ein Oxidieren des Kohlenwasserstoffs, des Kohlenmonoxids und des Stickoxides. Der Dieseloxidaktionskatalysator 221 erhöht eine Temperatur des Abgases durch eine Wärme, welche erzeugt wird, wenn eine katalytische Reaktion ausgeführt wird.The diesel oxide action catalyst 221 has a support body made of a ceramic, an oxidation mixture having an alumina, a ceria and zirconia, and a noble metal catalyst having platinum, palladium or rhodium. The diesel oxide action catalyst 221 purifies hydrocarbon, carbon monoxide and nitrogen oxide contained in the exhaust gas by oxidizing the hydrocarbon, the carbon monoxide and the nitrogen oxide. The diesel oxide action catalyst 221 increases a temperature of the exhaust gas by a heat generated when a catalytic reaction is carried out.
Der Dieselpartikelfilter 222 hat eine Wabenstruktur, in welcher ein Platin-Gruppen-Katalysator wie beispielsweise ein Platin oder ein Palladium in einer porösen Keramik abgestützt bzw. unterstützt ist. In dem Dieselpartikelfilter 222 werden die Partikel, welche in dem Abgas enthalten sind, an einer Trennwand der Wabenstruktur abgeschieden. Die Partikel, welche abgeschieden werden, werden durch ein Oxidieren in einer Verbrennung gereinigt. In der Verbrennung wird eine Erhöhung einer Temperatur in dem Dieseloxidaktionskatalysator 221 oder ein Verringern einer Verbrennungstemperatur der Partikel, welche durch ein Additiv erzeugt wird, verwendet.The diesel particulate filter 222 has a honeycomb structure in which a platinum group catalyst such as platinum or palladium is supported in a porous ceramic. In the diesel particulate filter 222 For example, the particles contained in the exhaust gas are deposited on a partition wall of the honeycomb structure. The particles which are deposited are cleaned by oxidation in a combustion. In combustion, there is an increase in temperature in the diesel oxide catalyst 221 or decreasing a combustion temperature of the particles generated by an additive.
Der katalytische SCR-Umwandler 28 ist eine Vorrichtung, welche ein NOx in Stickstoff und Wasser reduziert, und ist eine Nach-Behandlungs-Vorrichtung des katalytischen Dieseloxidaktionsumwandlers 22, und er weist einen SCR 281 auf, welcher ein Katalysator eines selektiven Reduktionstyps ist. Der SCR 281 ist ein Katalysator, in welchem ein Edelmetall wie beispielsweise PT auf einer Oberfläche eines Basiselements wie beispielsweise Zeolith oder Aluminiumoxid abgestützt ist. Der SCR (281) reduziert oder reinigt das NOx in einem Fall, in dem eine Katalysator-Temperatur in einem Aktivtemperaturbereich ist, und ein Harnstoff als ein Reduktionsmittel hinzugefügt wird. Da der Harnstoff hinzugefügt wird, ist ein Harnstoff-Hinzufüge-Injektor 26 an einer Position stromaufwärts des katalytischen SCR-Umwandlers 28 angeordnet.The catalytic SCR converter 28 is a device that reduces NOx into nitrogen and water, and is a post-treatment device of the diesel oxide catalytic converter 22 and he has an SCR 281 which is a catalyst of selective reduction type. The SCR 281 is a catalyst in which a noble metal such as PT is supported on a surface of a base member such as zeolite or alumina. The SCR ( 281 ) reduces or purifies the NOx in a case where a catalyst temperature is in an active temperature range, and a urea is added as a reducing agent. As the urea is added, there is a urea addition injector 26 at a position upstream of the catalytic SCR converter 28 arranged.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein NOx-Sensor 24 zwischen dem katalytischen Dieseloxidaktionsumwandler 22 und dem Harnstoff-Hinzufüge-Injektor 26 zwischenliegend angeordnet, und ein NOx-Sensor 30 ist an einer Position 30 stromabwärts des katalytischen SCR-Umwandlers 28 angeordnet.According to the present embodiment, there is a NOx sensor 24 between the catalytic Dieseloxidaktionsumwandler 22 and the urea adding injector 26 arranged interposed, and a NOx sensor 30 is at a position 30 downstream of the catalytic SCR converter 28 arranged.
Eine Menge des Harnstoffs, welche von dem Harnstoff-Hinzufüge-Injektor 26 zu dem katalytischen SCR-Umwandler 28 hinzufügt wird, wird basierend auf einer NOx-Konzentration, welche durch den NOx-Sensor 24 erfasst wird, und einer NOx-Konzentration, welche durch den NOx-Sensor 30 erfasst wird, bestimmt. Insbesondere wird die Menge des Harnstoffs, welche hinzufügt wird, basierend auf der NOx-Konzentration bestimmt, welche durch den NOx-Sensor 24 aus dem Abgas vor dem Durchströmen des katalytischen SCR-Wandlers 28 erfasst wird. Ferner wird die Menge des Harnstoffs, welche hinzugefügt wird, durch ein Verwenden einer Rückkopplung korrigiert, wo die NOx-Konzentration, welche durch den NOx-Sensor 30 aus dem Abgas nach dem Durchströmen des katalytischen SCR-Umwandlers 28 erfasst wird, ein bemerkenswert kleiner Wert wird. Der Harnstoff, dessen Menge wie obenstehend bestimmt wird, wird von dem Harnstoff-Hinzufüge-Injektor 26 zu dem SCR 281 hinzugefügt, und das NOx in dem Abgas wird in dem SCR 281 angemessen reduziert. Wie in der obigen Beschreibung werden der Kohlenwasserstoff, das Kohlenmonoxid und das Stickoxid, welche in dem Abgas enthalten sind, von einer Auspuffleitung (nicht gezeigt) nach außerhalb abgeführt, nachdem sie durch den NOx-Sensor 24 und den NOx-Sensor 30 strömen.An amount of urea released from the urea adding injector 26 to the catalytic SCR converter 28 is added based on a NOx concentration, which by the NOx sensor 24 is detected, and a NOx concentration, which by the NOx sensor 30 is determined. In particular, the amount of urea added is determined based on the NOx concentration produced by the NOx sensor 24 from the exhaust gas before passing through the catalytic SCR converter 28 is detected. Further, the amount of urea that is added is corrected by using feedback, where the NOx concentration passing through the NOx sensor 30 from the exhaust after passing through the catalytic SCR converter 28 becomes a remarkably small value. The urea, the amount of which is determined as above, is provided by the urea adding injector 26 to the SCR 281 added, and the NOx in the exhaust gas is in the SCR 281 appropriately reduced. As in the above description, the hydrocarbon, carbon monoxide and nitrogen oxide contained in the exhaust gas are exhausted to the outside from an exhaust pipe (not shown) after passing through the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30 stream.
Die SCU 40 erfasst Ströme, welche von dem NOx-Sensor 24 und dem NOx-Sensor 30 ausgegeben werden. Die SCU 40 führt eine Fehlfunktions-Erfassungsoperation aus, während sie eine Gasmenge erfasst, und überträgt Daten zu der ECU 10, wenn sie angefordert werden. Die ECU 10 und die SCU 40 sind mit einem CAN(Controllerbereichsnetzwerk)-Bus 50 verbunden und führen eine Informationskommunikation durch den CAN-Bus 50 aus.The SCU 40 detects currents coming from the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30 be issued. The SCU 40 performs a malfunction detecting operation while detecting a gas amount, and transmits data to the ECU 10 if they are required. The ECU 10 and the SCU 40 are with a CAN (Controller Area Network) bus 50 connected and carry information communication through the CAN bus 50 out.
Die ECU 10 weist eine CPU, einen RAM, einen ROM, einen Eingabe-Ausgabe-Port und eine Speichereinheit auf. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Funktion, welche eine Fehlfunktion eines elektrischen Systems, welches mit dem NOx-Sensor 24 und dem NOx-Sensor 30 verbunden ist, erfasst, beschrieben werden. Da der NOx-Sensor 24 und der NOx-Sensor 30 dieselbe Konfiguration haben, wird der NOx-Sensor 24 als ein Beispiel beschrieben werden. Eine Konfiguration der ECU 10 wird ebenso beschrieben werden.The ECU 10 has a CPU, a RAM, a ROM, an input-output port, and a memory unit. In the present embodiment, a function which is a malfunction of an electrical system connected to the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30 is connected, recorded, described. Because the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30 have the same configuration, the NOx sensor 24 as an example. A configuration of the ECU 10 will be described as well.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, weist der NOx-Sensor 24 einen ersten Hauptkörperabschnitt 241a, einen zweiten Hauptkörperabschnitt 241b, einen Festelektrolyten 244, einen Diffusionswiderstand 245, eine Pumpzelle 246, einen Heizer 247, eine Sensorzelle 248, eine Überwachungszelle 249 und eine gemeinsame Zelle 250 auf.As in the 2 and 3 is shown, the NOx sensor 24 a first main body portion 241a , a second main body portion 241b , a solid electrolyte 244 , a diffusion resistance 245 , a pump cell 246 , a heater 247 . a sensor cell 248 , a surveillance cell 249 and a common cell 250 on.
Der Festelektrolyt 244 ist ein Element, welches von einer Plattenform ist und ist aus einem festen Elektrolytmaterial gefertigt, welches eine Sauerstoffionen-Leitfähigkeit hat wie beispielsweise ein Oxidations-Zirkonia- bzw. Oxidations-Zirkondioxid. Der Festelektrolyt 244 ist zwischen dem ersten Hauptkörperabschnitt 241a und dem zweiten Hauptkörperabschnitt 241b zwischenliegend angeordnet. Der erste Hauptkörperabschnitt 241a weist eine Aussparung auf, welche in einer Richtung ausgespart ist, welche von dem Festelektrolyten 244 getrennt ist. In diesem Fall fungiert die Aussparung als eine Erfassungskammer 242. Die Erfassungskammer 242 ist an einer Seitenoberfläche geöffnet, an der der Diffusionswiderstand 245 angeordnet ist. Der Diffusionswiderstand 245 weist ein poröses Element oder ein Element auf, welches eine kleine Pore aufweist. Eine Strömungsrate des Abgases, welches in die Erfassungskammer 242 angezogen wird, wird durch den Diffusionswiderstand 245 gesteuert.The solid electrolyte 244 is an element which is of a plate shape, and is made of a solid electrolyte material having an oxygen ion conductivity such as an oxidation zirconia and oxidation zirconia, respectively. The solid electrolyte 244 is between the first main body portion 241a and the second main body portion 241b arranged in between. The first main body section 241a has a recess which is recessed in a direction which is from the solid electrolyte 244 is disconnected. In this case, the recess acts as a detection chamber 242 , The detection chamber 242 is open on a side surface where the diffusion resistance 245 is arranged. The diffusion resistance 245 has a porous element or element that has a small pore. A flow rate of the exhaust gas which enters the detection chamber 242 is attracted by the diffusion resistance 245 controlled.
Der zweite Hauptkörperabschnitt 241b weist eine Aussparung auf, welche in einer Richtung ausgespart ist, welche von dem Festelektrolyten 244 getrennt ist. In diesem Fall fungiert die Aussparung als eine Atmosphärenkammer 243. Die Atmosphärenkammer 243 ist an einer Seitenoberfläche geöffnet. Ein Gas, welches von dem Festelektrolyten 244 in die Atmosphärenkammer 243 angezogen wird, wird zu der Atmosphäre abgeführt.The second main body section 241b has a recess which is recessed in a direction which is from the solid electrolyte 244 is disconnected. In this case, the recess acts as an atmosphere chamber 243 , The atmosphere chamber 243 is open on a side surface. A gas coming from the solid electrolyte 244 in the atmosphere chamber 243 is attracted, is discharged to the atmosphere.
Die Pumpzelle 246, welche eine Kathode ist, ist an einer Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Erfassungskammer 242 zugewandt angeordnet und ist an einer Position in der Nähe des Diffusionswiderstandes 245 platziert. Die gemeinsame Zelle 250, welche eine Anode ist, ist auf einer Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Atmosphärenkammer 243 zugewandt angeordnet und ist an einer Position entsprechend der Pumpzelle 246 platziert. Die gemeinsame Zelle 250 bedeckt eine Fläche, welche der Sensorzelle 248 und der Überwachungszelle 249 entspricht.The pump cell 246 , which is a cathode, is on a surface of the solid electrolyte 244 the detection chamber 242 arranged facing and is at a position in the vicinity of the diffusion resistance 245 placed. The common cell 250 which is an anode is on a surface of the solid electrolyte 244 the atmosphere chamber 243 arranged facing and is at a position corresponding to the pumping cell 246 placed. The common cell 250 covers an area of which the sensor cell 248 and the monitoring cell 249 equivalent.
Wenn eine Spannung an die Pumpzelle 246 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird, gerät ein Sauerstoff, welcher in dem Abgas enthalten ist, in der Erfassungskammer 242 in Kontakt mit der Pumpzelle 246, welche die Kathode ist und wird ein Sauerstoffion. Das Sauerstoffion strömt in den Festelektrolyten 244 in Richtung der gemeinsamen Zelle 250, welche die Anode ist, wird ein Sauerstoff durch ein Entladen elektrischer Ladung an der gemeinsamen Zelle 250 und wird von der Atmosphärenkammer 243 zu der Atmosphäre abgeführt.When a voltage to the pump cell 246 and the common cell 250 is applied, an oxygen contained in the exhaust gas gets into the detection chamber 242 in contact with the pumping cell 246 which is the cathode and becomes an oxygen ion. The oxygen ion flows into the solid electrolyte 244 in the direction of the common cell 250 which is the anode becomes an oxygen by discharging electric charge to the common cell 250 and is from the atmosphere chamber 243 dissipated to the atmosphere.
Eine Menge des Sauerstoffs, welcher von dem Abgas durch die Pumpzelle 246 abgeführt wird, nimmt in Übereinstimmung mit einer Zunahme in der Spannung, welche an die Pumpzelle 246 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird, zu. Die Menge des Sauerstoffs, welcher von dem Abgas durch die Pumpzelle 246 abgeführt wird, nimmt in Übereinstimmung mit einer Abnahme in einer Spannung, welche an die Pumpzelle 246 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird, ab. Demnach kann die Menge des Sauerstoffs, welcher in dem Abgas, welches durch die Sensorzelle 248 und die Überwachungszelle 249 strömt, welche stromabwärts zu der Pumpzelle 246 angeordnet sind, durch ein Erhöhen oder Verringern der Spannung erhöht oder verringert werden, welche an die Pumpzelle 246 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird.An amount of oxygen, which from the exhaust gas through the pumping cell 246 is dissipated, in accordance with an increase in the voltage applied to the pumping cell 246 and the common cell 250 is created, too. The amount of oxygen, which from the exhaust gas through the pumping cell 246 is removed, in accordance with a decrease in a voltage, which is applied to the pumping cell 246 and the common cell 250 is created, from. Thus, the amount of oxygen present in the exhaust gas passing through the sensor cell 248 and the monitoring cell 249 which flows downstream to the pumping cell 246 can be increased or decreased by increasing or decreasing the voltage applied to the pumping cell 246 and the common cell 250 is created.
Die Überwachungszelle 249, d. h. eine Kathode ist auf der Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Erfassungskammer 242 zugewandt angeordnet und ist an einer Position platziert, an der die Überwachungszelle 249 und der Diffusionswiderstand 245 an entgegengesetzten Seiten der Pumpzelle 246 angeordnet sind. In anderen Worten gesagt ist die Überwachungszelle 249 stromabwärts der Pumpzelle 246 angeordnet. Die gemeinsame Zelle 250, d. h. die Anode, ist auf der Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Atmosphärenkammer 243 zugewandt angeordnet und ist an einer Position entsprechend der Überwachungszelle 249 platziert.The monitoring cell 249 ie a cathode is on the surface of the solid electrolyte 244 the detection chamber 242 arranged facing and is placed at a position at which the monitoring cell 249 and the diffusion resistance 245 on opposite sides of the pumping cell 246 are arranged. In other words, the surveillance cell is 249 downstream of the pumping cell 246 arranged. The common cell 250 , ie the anode, is on the surface of the solid electrolyte 244 the atmosphere chamber 243 facing and is at a position corresponding to the monitoring cell 249 placed.
Die Überwachungszelle 249 erfasst eine Konzentration eines Rest-Sauerstoffs, welches ein Sauerstoff ist, welcher in dem Abgas übrig ist, in dem der Sauerstoff durch die Pumpzelle 246 abgeführt ist. Wenn eine Spannung an die Überwachungszelle 249 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird, gerät der Rest-Sauerstoff, welcher in dem Abgas enthalten ist, in dem Sauerstoff durch die Pumpzelle 246 abgeführt wird, in Kontakt mit der Überwachungszelle 249, d. h. der Kathode, und wird das Sauerstoffion. Das Sauerstoffion strömt in den Festelektrolyten 244 in Richtung der gemeinsamen Zelle 250, d. h. die Anode, wird der Sauerstoff durch ein Entladen elektrischer Ladung an der gemeinsamen Zelle 250 und wird von der Atmosphärenkammer 243 zu der Atmosphäre abgeführt. In diesem Fall wird die elektrische Ladung durch eine Überwachungszellen-Erfassungseinheit 404 als ein Strom Im erfasst. Eine Rest-Sauerstoffkonzentration, d. h. die Konzentration des Rest-Sauerstoffs in dem Abgas wird basierend auf dem Strom Im berechnet.The monitoring cell 249 detects a concentration of residual oxygen, which is an oxygen remaining in the exhaust gas, in which the oxygen passes through the pumping cell 246 is dissipated. When a voltage to the monitoring cell 249 and the common cell 250 is applied, the residual oxygen, which is contained in the exhaust gas, in the oxygen through the pumping cell 246 is discharged, in contact with the monitoring cell 249 ie the cathode, and becomes the oxygen ion. The oxygen ion flows into the solid electrolyte 244 in the direction of the common cell 250 ie, the anode, the oxygen is released by discharging electric charge at the common cell 250 and is from the atmosphere chamber 243 dissipated to the atmosphere. In this case, the electric charge is passed through a monitor cell detection unit 404 as a stream Im captured. A residual oxygen concentration, that is, the concentration of residual oxygen in the exhaust gas is calculated based on the current Im.
Die Sensorzelle 248, das heißt eine Kathode, ist auf der Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Erfassungskammer 242 zugewandt angeordnet und ist an einer Position platziert, an der die Sensorzelle 248 und der Diffusionswiderstand 245 auf entgegengesetzten Seiten der Pumpzelle 246 angeordnet sind. Die gemeinsame Zelle 250, das heißt die Anode, ist auf der Oberfläche des Festelektrolyten 244 der Atmosphärenkammer 243 zugewandt angeordnet und ist an einer Position, welche der Sensorzelle 48 entspricht, platziert.The sensor cell 248 , that is, a cathode, is on the surface of the solid electrolyte 244 the detection chamber 242 arranged facing and is placed at a position at which the sensor cell 248 and the diffusion resistance 245 on opposite sides of the pumping cell 246 disposed are. The common cell 250 , that is, the anode, is on the surface of the solid electrolyte 244 the atmosphere chamber 243 arranged facing and is at a position which the sensor cell 48 corresponds, placed.
Die Sensorzelle 248 weist eine Pt-Rh-Legierung (Platin-Rhodium-Legierung) auf und hat eine Reduktionsfähigkeit, welche für das NOx herausragend ist. Das NOx, welches in Kontakt mit der Sensorzelle 248 ist, wird reduziert und in N2 und O2 zersetzt. Wenn eine Spannung an die Sensorzelle 248 und die gemeinsame Zelle 250 angelegt wird, empfängt das O2, welches durch eine Zersetzung von NOx erlangt wird, elektrische Ladung von der Sensorzelle 248, welche die Kathode ist, und wird das Sauerstoffion. Das Sauerstoffion strömt in den Festelektrolyt 244 in Richtung der gemeinsamen Zelle 250, das heißt der Anode, wird der Sauerstoff durch ein Entladen elektrischer Ladung an der gemeinsamen Zelle 250 und wird von der Atmosphärenkammer 243 zu der Atmosphäre abgeführt. In diesem Fall wird die elektrische Ladung durch eine Sensorzell-Erfassungseinheit 403 als ein Strom Is erfasst. Die Konzentration des Rest-Sauerstoffs in dem Abgas und die NOx-Konzentration, das heißt eine Konzentration des NOx in dem Abgas, werden basierend auf dem Strom Is berechnet.The sensor cell 248 has a Pt-Rh alloy (platinum-rhodium alloy) and has a reducing ability which is excellent for the NOx. The NOx, which is in contact with the sensor cell 248 is reduced and decomposed into N 2 and O 2 . When a voltage to the sensor cell 248 and the common cell 250 is applied, receives the O 2 , which is obtained by a decomposition of NOx, electric charge from the sensor cell 248 , which is the cathode, and becomes the oxygen ion. The oxygen ion flows into the solid electrolyte 244 in the direction of the common cell 250 , that is, the anode, the oxygen becomes by discharging electric charge to the common cell 250 and is from the atmosphere chamber 243 dissipated to the atmosphere. In this case, the electric charge is passed through a sensor cell detection unit 403 as a current Is recorded. The concentration of residual oxygen in the exhaust gas and the NOx concentration, that is, a concentration of NOx in the exhaust gas are calculated based on the current Is.
Die SCU 40 weist einen Teil auf, das heißt eine analoge Schaltung oder einen digitalen Prozessor, welcher einen Speicher aufweist, oder die SCU 40 ist eine analoge Schaltung oder ein digitaler Prozessor, welcher einen Speicher aufweist. In diesem Fall weist die SCU 40 einen Steuerblock auf, welcher funktioniert, dass die SCU 40 ein Steuersignal basierend auf einem elektrischen Signal, welches empfangen wird, ausgibt. 4 ist ein Blockschaltbild, welches die ECU 40 zeigt, welche den Steuerblock aufweist.The SCU 40 has a part, that is, an analog circuit or a digital processor having a memory, or the SCU 40 is an analog circuit or a digital processor having a memory. In this case, the SCU rejects 40 a control block that works, that the SCU 40 outputs a control signal based on an electrical signal received. 4 is a block diagram showing the ECU 40 shows which has the control block.
Als nächstes werden funktionale Komponenten der SCU 40 beschrieben werden. Die SCU 40 weist eine Heizersteuereinheit 401, eine Pumpzell-Erfassungseinheit 402, die Sensorzell-Erfassungseinheit 403, die Überwachungszell-Erfassungseinheit 404, eine Erfassungseinheit für die gemeinsame Zelle 405, einen Mikrocomputer 406, eine Leistungsschaltung 407 und eine CAN-Kommunikationseinheit 408 auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsformist ist der Mikrocomputer 406 eine Fehlfunktions-Bestimmungseinheit.Next are functional components of the SCU 40 to be discribed. The SCU 40 has a heater control unit 401 a pump cell detection unit 402 , the sensor cell detection unit 403 , the surveillance cell detection unit 404 , a common cell detection unit 405 , a microcomputer 406 , a power circuit 407 and a CAN communication unit 408 on. According to the present embodiment, the microcomputer is 406 a malfunction determination unit.
Die Heizersteuereinheit 401 steuert eine Spannung, welche an den Heizer 247 angelegt wird, und ist ein Element, welches eine Wärmedissipation des Heizers 247 steuert.The heater control unit 401 controls a voltage which goes to the heater 247 is applied, and is an element which is a heat dissipation of the heater 247 controls.
Die Pumpzell-Erfassungseinheit 402 ist ein Element, welches einen Strom Ip erfasst, welcher von der Pumpzelle 246 ausgegeben wird. Die Pumpzell-Erfassungseinheit 402 gibt ein Signal aus, welches den Strom Ip, welcher erfasst wird, zu dem Mikrocomputer 406 anzeigt.The pump cell detection unit 402 is an element which detects a current Ip coming from the pumping cell 246 is issued. The pump cell detection unit 402 outputs a signal which the current Ip, which is detected, to the microcomputer 406 displays.
Die Sensorzell-Erfassungseinheit 403 ist ein Element, welches den Strom Is erfasst, welcher von der Sensorzelle 248 ausgegeben wird. Die Sensorzell-Erfassungseinheit 403 gibt ein Signal aus, welches den Strom Is, welcher erfasst wird, zu dem Mikrocomputer 406 anzeigt.The sensor cell detection unit 403 is an element which detects the current Is, that of the sensor cell 248 is issued. The sensor cell detection unit 403 outputs a signal indicating the current Is detected to the microcomputer 406 displays.
Die Überwachungszell-Erfassungseinheit 404 ist ein Element, welches den Strom Im erfasst, welcher von der Überwachungszelle 49 ausgegeben wird. Die Überwachungszell-Überwachungseinheit 404 gibt ein Signal aus, welches den Strom Im, welcher erfasst wird, zu dem Mikrocomputer 406 anzeigt.The monitoring cell detection unit 404 is an element which detects the current Im, that of the monitoring cell 49 is issued. The surveillance cell monitoring unit 404 Outputs a signal indicating the current Im detected to the microcomputer 406 displays.
Die Erfassungseinheit 405 für die gemeinsame Zelle ist ein Element, welches einen Strom Icom erfasst, welcher von der gemeinsamen Zelle 250 ausgegeben wird. Die Erfassungseinheit 405 für die gemeinsame Zelle gibt ein Signal aus, welches den Strom Icom, welcher erfasst wird, zu dem Mikrocomputer 406 anzeigt.The registration unit 405 for the common cell is an element which detects a current Icom coming from the common cell 250 is issued. The registration unit 405 for the common cell outputs a signal which the current Icom, which is detected, to the microcomputer 406 displays.
Der Mikrocomputer 406 ist eine Steuereinheit in der SCU 40. Der Mikrocomputer 406 gibt ein Steuersignal, welches eine Temperatur des Heizers 247 steuert, zu der Heizersteuereinheit 401 aus. Der Mikrocomputer 406 ist ein Element, welches die NOx-Konzentration in dem Abgas basierend auf dem Strom Is, welcher durch die Sensorzell-Erfassungseinheit 403 erfasst wird, und dem Strom Im, welcher durch die Überwachungszell-Erfassungseinheit 404 erfasst wird, berechnet. Der Mikrocomputer 406 entfernt einen Stromwert, welcher durch die Rest-Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, welche durch die Sensorzelle 248 erfasst wird, erzeugt wird, und berechnet dann die NOx-Konzentration in dem Abgas durch ein Subtrahieren eines Ausgangsstroms Im der Überwachungszelle 249 von einem Ausgangsstrom Is der Sensorzelle 248. Der Mikrocomputer 406 gibt ein Signal aus, welches die NOx-Konzentration, welche berechnet wird, zu der CAN-Kommunikationseinheit 408 anzeigt.The microcomputer 406 is a control unit in the SCU 40 , The microcomputer 406 gives a control signal which is a temperature of the heater 247 controls, to the heater control unit 401 out. The microcomputer 406 is an element which determines the NOx concentration in the exhaust gas based on the current Is supplied by the sensor cell detection unit 403 is detected, and the current Im, which by the monitoring cell detection unit 404 is calculated, calculated. The microcomputer 406 removes a current value which is determined by the residual oxygen concentration in the exhaust gas passing through the sensor cell 248 is detected, and then calculates the NOx concentration in the exhaust gas by subtracting an output current Im of the monitor cell 249 from an output current Is of the sensor cell 248 , The microcomputer 406 outputs a signal indicating the NOx concentration which is calculated to the CAN communication unit 408 displays.
Die Leistungsschaltung 407 ist eine Leistungsschaltung in der SCU 40. Die CAN-Kommunikationseinheit 408 sendet das Signal, welches durch den Mikrocomputer 406 ausgegeben wird, zu dem CAN-Bus 50 und gibt das Signal, welches von dem CAN-Bus 50 empfangen wird, zu dem Mikrocomputer 406 aus.The power circuit 407 is a power circuit in the SCU 40 , The CAN communication unit 408 sends the signal through the microcomputer 406 is output to the CAN bus 50 and gives the signal coming from the CAN bus 50 is received, to the microcomputer 406 out.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf 5 Operationen der SCU 40 und der ECU 10 beschrieben werden. Bei S01 bestimmt der Mikrocomputer 406 der SCU 40, ob eine Fehlfunktion in einem von elektrischen Systemen, welche mit der Pumpzelle 246 verbunden sind, eines elektrischen Systems, welches mit der Sensorzelle 248 verbunden ist, eines elektrischen Systems, welches mit der Überwachungszelle 249 verbunden ist und eines elektrischen Systems, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, erzeugt wird. Wenn keine Fehlfunktion in den elektrischen Systemen, welche mit den obigen Zellen verbunden sind, erzeugt wird, wird eine Bestimmung von S01 wiederholt. Wenn der Mikrocomputer 406 bestimmt, dass eine Fehlfunktion in einem der elektrischen Systeme, welche mit den Zellen verbunden sind, erzeugt ist, schreitet der Mikrocomputer 406 zu S02 voran.Next, referring to 5 Operations of the SCU 40 and the ECU 10 to be discribed. At S01, the microcomputer 406 the SCU 40 whether there is a malfunction in any of electrical systems connected to the pump cell 246 connected, an electrical system, which with the sensor cell 248 connected, an electrical system which is connected to the monitoring cell 249 and an electrical system connected to the common cell 250 connected is generated. When no malfunction is generated in the electrical systems connected to the above cells, a determination of S01 is repeated. If the microcomputer 406 determines that a malfunction is generated in one of the electrical systems connected to the cells, the microcomputer proceeds 406 ahead to S02.
Der Mikrocomputer 406 bestimmt, ob eine Fehlfunktion in einem der elektrischen Systeme, welche mit den Zellen verbunden sind, gemäß Ausgangsströmen der Pumpzell-Erfassungseinheit 402, der Sensorzell-Erfassungseinheit 403, der Überwachungszell-Erfassungseinheit 404 und der Erfassungseinheit 405 für die gemeinsame Zelle erzeugt ist. Wenn einer der Ausgangsströme auf einem Wert geringer als oder gleich einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten ist, bestimmt der Mikrocomputer 406, dass ein entsprechendes elektrisches System getrennt ist, welches dem entsprechenden elektrischen System einen offenen Schaltkreis verursacht. Wenn einer der Ausgangsströme auf einem Wert größer als oder gleich einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten wird, bestimmt der Mikrocomputer 406, dass das entsprechende elektrische System einen Kurzschluss verursacht.The microcomputer 406 determines whether a malfunction in one of the electrical systems connected to the cells is in accordance with output currents of the pump cell detection unit 402 , the sensor cell detection unit 403 , the monitoring cell detection unit 404 and the detection unit 405 is generated for the common cell. If one of the output currents is maintained at a value less than or equal to a predetermined value, the microcomputer determines 406 in that a corresponding electrical system is disconnected which causes the corresponding electrical system to open circuit. If one of the output currents is maintained at a value greater than or equal to a predetermined value, the microcomputer determines 406 in that the corresponding electrical system causes a short circuit.
Bei S02 bestimmt der Mikrocomputer 406, ob die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, erzeugt ist. Wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, erzeugt ist, sendet der Mikrocomputer 406 ein Signal, welches anzeigt, dass die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, zu der ECU 10, und die ECU 10 schreitet zu S03 und S22 voran. Wenn die Fehlfunktion nicht in dem elektrischen System, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, erzeugt ist, schreitet der Mikrocomputer 406 zu S11 voran. Da die Fehlfunktion der gemeinsamen Zelle 250 alle der anderen Zelle beeinflusst, wird eine Fehlfunktionsbestimmung der gemeinsamen Zelle 250 zuerst ausgeführt.At S02, the microcomputer determines 406 whether the malfunction in the electrical system, which coincides with the common cell 250 connected is generated. If the malfunction in the electrical system, which coincide with the common cell 250 is connected, the microcomputer sends 406 a signal indicating that the malfunction is generated in the electrical system that is connected to the common cell 250 connected to the ECU 10 , and the ECU 10 proceeds to S03 and S22. If the malfunction is not in the electrical system, which is common to the cell 250 is connected, the microcomputer proceeds 406 to S11 ahead. Because the malfunction of the common cell 250 all of the other cell is affected by a malfunction determination of the common cell 250 executed first.
Bei S03 führt die ECU 10 eine erste Grenzsteuerung für die Dieselmaschine 20 aus. Insbesondere wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, erzeugt ist, können eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung und eine Erfassung von NOx nicht genau ausgeführt werden. Demnach wird eine Maschinensteuerung, welche die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aufhebt oder einen Teil der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung begrenzt, ausgeführt.At S03, the ECU performs 10 a first limit control for the diesel engine 20 out. In particular, if the malfunction in the electrical system, which is common to the cell 250 is generated, an air-fuel ratio control and detection of NOx can not be performed accurately. Thus, an engine control that overrides the air-fuel ratio control or limits part of the air-fuel ratio control is executed.
Bei S11 bestimmt der Mikrocomputer 406, ob die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der Pumpzelle 246 verbunden ist. Wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der Pumpzelle 246 verbunden ist, wird der Ausgangsstrom Ip der Pumpzelle 246 nicht genau. Demnach sendet der Mikrocomputer 406 ein Signal, welches anzeigt, dass der Ausgangsstrom Ip der Pumpzelle 246 nicht genau wird, zu der ECU 10 und die ECU 10 schreitet zu S03 voran. Wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der Pumpzelle 246 verbunden ist, erzeugt ist, wird das Abgas, welches übermäßigen Sauerstoff aufweist, in diese Sensorzelle 248 eingeführt. Demnach wird der Ausgangsstrom Is der Sensorzelle 248 nicht genau. In diesem Fall sendet der Mikrocomputer 406 ein Signal, welches anzeigt, dass der Ausgangsstrom Is der Sensorzelle 248 nicht genau wird, zu der ECU 10 und die ECU 10 schreitet zu S22 voran. Wenn die Fehlfunktion nicht in dem elektrischen System, welches mit der Pumpzelle 246 verbunden ist, erzeugt ist, schreitet der Mikrocomputer 406 zu S21 voran.At S11, the microcomputer determines 406 whether the malfunction is generated in the electrical system connected to the pumping cell 246 connected is. When the malfunction is generated in the electrical system connected to the pumping cell 246 is connected, the output current Ip of the pumping cell 246 not exactly. Accordingly, the microcomputer sends 406 a signal indicating that the output current Ip of the pump cell 246 not exactly, to the ECU 10 and the ECU 10 proceeds to S03. If the malfunction in the electrical system connected to the pumping cell 246 is generated, the exhaust gas, which has excessive oxygen, in this sensor cell 248 introduced. Accordingly, the output current Is of the sensor cell 248 not exactly. In this case, the microcomputer sends 406 a signal indicating that the output current Is of the sensor cell 248 not exactly, to the ECU 10 and the ECU 10 proceeds to S22. If the malfunction is not in the electrical system, which is connected to the pumping cell 246 is connected, the microcomputer proceeds 406 to S21 ahead.
Bei S21 bestimmt der Mikrocomputer 406, ob die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der Sensorzelle 248 verbunden ist. Wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der Sensorzelle 248 verbunden ist, erzeugt ist, sendet der Mikrocomputer 406 ein Signal, welches anzeigt, dass die Fehlfunktion in dem elektrischen System, welches mit der Sensorzelle 248 verbunden ist, zu der ECU 10 und die ECU 10 schreitet zu S22 voran. Wenn die Fehlfunktion nicht in dem elektrischen System, welches mit der Sensorzelle 248 verbunden ist, erzeugt ist, schreitet der Mikrocomputer 406 zu S31 voran.At S21, the microcomputer determines 406 whether the malfunction is generated in the electrical system connected to the sensor cell 248 connected is. If the malfunction in the electrical system, which is connected to the sensor cell 248 is connected, the microcomputer sends 406 a signal indicating that the malfunction in the electrical system connected to the sensor cell 248 connected to the ECU 10 and the ECU 10 proceeds to S22. If the malfunction is not in the electrical system, which is connected to the sensor cell 248 is connected, the microcomputer proceeds 406 ahead to S31.
Bei S22 führt die ECU 10 eine zweite Grenzsteuerung für die Dieselmaschine 20 aus. Insbesondere wird, da eine Erfassung der NOx-Konzentration in dem Abgas nicht genau ausgeführt werden kann, wenn der Ausgangsstrom Is der Sensorzelle 248 ein abnormaler Wert ist, eine Maschinensteuerung ausgeführt, welche eine Steuerung, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird, aufhebt oder einen Teil der Steuerung beschränkt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird. Ferner wird, da die Erfassung der NOx-Konzentration nicht genau ausgeführt werden kann, wenn die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der gemeinsamen Zelle 250 verbunden ist, die Maschinensteuerung ausgeführt, welche die Steuerung aufhebt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird, oder einen Teil der Steuerung beschränkt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird.At S22 the ECU leads 10 a second limit control for the diesel engine 20 out. In particular, since detection of the NOx concentration in the exhaust gas can not be performed accurately when the output current Is of the sensor cell 248 is an abnormal value, a machine control is executed which cancels a control executed based on the NOx concentration or restricts a part of the control executed based on the NOx concentration. Further, since the detection of the NOx concentration can not be carried out accurately, when the malfunction is generated in the electrical system connected to the common cell 250 or not, executing the engine control that overrides the control executed based on the NOx concentration or limits a part of the control executed based on the NOx concentration.
Bei S31 bestimmt der Mikrocomputer 406, ob eine dritte Grenzsteuerung etabliert ist. Wenn der Mikrocomputer 406 zu S31 voranschreitet, wird die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt, welches mit der Überwachungszelle 249 verbunden ist. In diesem Fall kann es unnötig sein, dass die Maschinensteuerung unmittelbar beschränkt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst der NOx-Sensor 24 die Menge des Sauerstoffs in dem Abgas und eine Menge des NOx in dem Abgas durch ein Verwenden der Sensorzelle 248, nachdem ein Teil des Sauerstoffs in dem Abgas durch die Pumpzelle 246 behoben ist. Demnach fungiert die Überwachungszelle 249, um einen Erfassungswert zu erlangen, welcher genauer ist als ein Erfassungswert der Sensorzelle 248. In diesem Fall ist es, wenn die Fehlfunktion nur in der Überwachungszelle 249 erzeugt ist, möglich, dass die Maschinensteuerung ausgeführt wird durch ein Ignorieren der Fehlfunktion, welche in der Überwachungszelle 249 erzeugt wird. Bei S31 bestimmt der Mikrocomputer 406, ob die dritte Grenzsteuerung etabliert ist durch ein Berücksichtigen der obigen Tatsachen. Wenn die dritte Grenzsteuerung nicht etabliert ist, wird die vorliegende Operation beendet. Wenn die dritte Grenzsteuerung etabliert ist, sendet der Mikrocomputer 406 ein Signal, welches anzeigt, dass die Fehlfunktion in dem elektrischen System erzeugt ist, welches mit der Überwachungszelle 249 verbunden ist, zu der ECU 10 und die ECU 10 schreitet zu S32 voran.At S31, the microcomputer determines 406 whether a third border control is established. If the microcomputer 406 goes to S31, the malfunction is generated in the electrical system connected to the monitor cell 249 connected is. In this case, it may be unnecessary for the machine control to be immediately restricted. According to the present embodiment, the NOx sensor detects 24 the amount of oxygen in the exhaust gas and an amount of NOx in the exhaust gas by using the sensor cell 248 After a portion of the oxygen in the exhaust gas through the pumping cell 246 is fixed. Accordingly, the monitoring cell functions 249 to obtain a detection value which is more accurate than a detection value of the sensor cell 248 , In this case it is when the malfunction is only in the monitoring cell 249 is generated, it is possible that the machine control is performed by ignoring the malfunction occurring in the monitor cell 249 is produced. At S31, the microcomputer determines 406 Whether the third limit control is established by considering the above facts. If the third limit control is not established, the present operation is ended. When the third limit control is established, the microcomputer sends 406 a signal indicating that the malfunction is generated in the electrical system connected to the monitor cell 249 connected to the ECU 10 and the ECU 10 proceeds to S32.
Bei S32 führt die ECU 10 die dritte Grenzsteuerung für die Dieselmaschine 20 aus. Insbesondere wird, da die Erfassung der NOx-Konzentration nicht in dem Abgas nicht genau ausgeführt wird, wenn der Ausgangsstrom Is der Überwachungszelle 249 ein abnormaler Wert ist, eine Maschinensteuerung ausgeführt, welche eine Steuerung begrenzt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird.At S32, the ECU performs 10 the third limit control for the diesel engine 20 out. In particular, since the detection of the NOx concentration is not performed accurately in the exhaust gas, when the output current Is of the monitor cell 249 is an abnormal value, a machine control is executed which limits a control executed based on the NOx concentration.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, da die Pumpzell-Erfassungseinheit 402, welche den Strom erfasst, welcher durch die Pumpzelle 246 ausgegeben wird, die Sensorzell-Erfassungseinheit 403, welche den Strom erfasst, welcher durch die Sensorzelle 248 ausgegeben wird, die Überwachungszell-Erfassungseinheit 404, welche den Strom erfasst, welcher durch die Überwachungszelle 249 ausgegeben wird, und die Fehlfunktions-Bestimmungseinheit 406, welche basierend auf den Stromwerten, welche durch die Pumpzell-Erfassungseinheit 402, die Sensorzell-Erfassungseinheit 403 und die Überwachungszell-Erfassungseinheit 404 erfasst werden, bestimmt, ob die Fehlfunktion erzeugt wird, vorgesehen sind, eine Steuerung einer internen Verbrennungsmaschine gemäß der Fehlfunktion ausgeführt werden, welche in den elektrischen Systemen erzeugt wird, welche mit der Pumpzelle 246, der Sensorzelle 248 und der Überwachungszelle 249 verbunden sind.According to the present disclosure, since the pump cell detection unit 402 which detects the current passing through the pumping cell 246 is output, the sensor cell detection unit 403 , which detects the current passing through the sensor cell 248 is output, the monitoring cell detection unit 404 which detects the current passing through the monitor cell 249 is output, and the malfunction determination unit 406 based on the current values provided by the pump cell detection unit 402 , the sensor cell detection unit 403 and the monitor cell detection unit 404 are detected, it is determined whether the malfunction is generated, are provided, a control of an internal combustion engine according to the malfunction are executed, which is generated in the electrical systems connected to the pumping cell 246 , the sensor cell 248 and the monitoring cell 249 are connected.
6 zeigt ein Beispiel einer Steuerung in einer herkömmlichen Technologie. Wie in 6 gezeigt ist, werden in der Steuerung in der herkömmlichen Technologie Verarbeitungen von S21, S31 und S32, welche in 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gezeigt sind, nicht ausgeführt. Demnach wird, wenn eine Fehlfunktion nur in dem elektrischen System erzeugt wird, welches mit der Überwachungszelle 249 verbunden ist, eine Maschinensteuerung ausgeführt, welche die Steuerung aufhebt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird, oder einen Teil der Steuerung beschränkt, welche basierend auf der NOx-Konzentration ausgeführt wird. Demnach wird ein Wert, welcher zuverlässig sein kann, nicht als ein Erfassungswert der NOx-Konzentration verwendet. Im Gegensatz dazu können gemäß der vorliegenden Ausführungsform Steuerungen gemäß der Zellen selektiv ausgeführt werden und eine Genauigkeit der Steuerung der internen Verbrennungsmaschine kann verbessert werden. 6 shows an example of control in a conventional technology. As in 6 11, in the control in the conventional technology, processes of S21, S31 and S32 which are shown in FIG 5 according to the present embodiment are not executed. Thus, when a malfunction is generated only in the electrical system that is connected to the monitor cell 249 is executed, a machine control executed, which overrides the control, which is performed based on the NOx concentration, or limited to a part of the control, which is carried out based on the NOx concentration. Thus, a value that can be reliable is not used as a detection value of the NOx concentration. In contrast, according to the present embodiment, controls according to the cells can be selectively performed and accuracy of control of the internal combustion engine can be improved.
Als die obige Beschreibung ist die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Solche Änderungen und Modifikationen müssen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, verstanden werden.As the above description, the embodiment of the present disclosure is described. However, the present disclosure is not limited to the above embodiment. Such changes and modifications must be understood as within the scope of the present disclosure as defined by the appended claims.
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen davon beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist vorgesehen, um verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen zu erfassen. Zusätzlich neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, welche bevorzugt sind, sind andere Kombinationen und Konfigurationen, welche mehr, weniger, oder nur ein einzelnes Element aufweisen, ebenso innerhalb des Gedankens und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.While the present disclosure has been described with reference to the embodiments thereof, it is to be understood that the disclosure is not limited to the embodiments and constructions. The present disclosure is intended to cover various modifications and equivalent arrangements. In addition to the various combinations and configurations that are preferred, other combinations and configurations that include more, less, or only a single element are also within the spirit and scope of the present disclosure.
