JP2011085101A - 内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置を低コストで提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１は、第１バンク２及び第２バンク３を有するＶ型８気筒ディーゼルエンジンである。第１バンク２には、第１排気管４が接続され、第２バンク３には、第２排気管５が接続されている。第１排気管４には、第１燃料添加弁６及び第１酸化触媒７が設けられ、第２排気管５には、第２燃料添加弁８及び第２酸化触媒９が設けられている。第１排気管４及び第２排気管５の端部は合流されて合流管１０が接続されている。合流管１０には、ＤＰＦ１１が設けられ、ＤＰＦ１１の下流側にはさらに、Ａ／Ｆセンサ１２が１つだけ設けられている。第１燃料添加弁６と、第２燃料添加弁８と、差圧センサ１５と、Ａ／Ｆセンサ１２とはそれぞれ、ＥＣＵ１３に電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置に係り、特に、２系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置において、各排気系に設けられた各燃料添加弁の故障を検出する故障診断装置に関する。

ディーゼルエンジンからの排気ガス中の排気微粒子を処理するために、排気管にディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられている。このようなＤＰＦには、排気微粒子を捕捉するフィルタが設けられており、ＤＰＦの上流側には、酸化触媒が設けられている。この酸化触媒の上流側に設けられた燃料添加弁から燃料を噴射することにより、酸化触媒において燃料が酸化反応を起こし、この酸化反応の反応熱で排気ガスの温度が上昇する。この排気ガスの温度を利用して、フィルタに捕捉された排気微粒子を酸化除去することにより、フィルタが再生される。

燃料添加弁に故障が生じて燃料が噴きっぱなしとなると、燃費の低下や安全上の問題が生じる。一方、燃料添加弁の故障によって燃料が噴射されなくなると、フィルタの再生ができなくなって排気浄化性能が低下してしまう。そこで、特許文献１〜３には、排気管に設けられた空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）の検出値に基づいて、燃料添加弁の故障を診断する技術が記載されている。

特開２００５−５４７２３号公報 特開２００２−１６１７３３号公報 特開２００２−３８９２８号公報

しかしながら、特許文献１〜３は、１系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障を診断する技術であり、燃料添加弁は１つしか設けられていない。これに対し、２系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置には、各排気系に１つずつの燃料添加弁、すなわち２つの燃料添加弁が設けられているので、特許文献１〜３に記載の技術を適用すると、各排気系統にＡ／Ｆセンサを設ける必要があることになり、その結果、コストが高くなるといった問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、２系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置を低コストで提供することを目的とする。

この発明に係る故障診断装置は、第１バンク及び第２バンクを有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置であって、第１バンクには、第１バンクから排出された排気ガスが流通する第１排気管が設けられると共に、第２バンクには、第２バンクから排出された排気ガスが流通する第２排気管が設けられ、第１排気管には、排気ガス中に燃料を添加する第１燃料添加弁が設けられると共に、第２排気管には、排気ガス中に燃料を添加する第２燃料添加弁が設けられ、第１排気管及び第２排気管の下流には、第１排気管及び第２排気管の両方に連通する合流管が設けられ、合流管には、排気ガスを浄化する排気浄化手段及び排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段が設けられ、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁に対して燃料添加の制御を行う制御手段が設けられ、空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比に基づいて、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の故障を診断する。空燃比検出手段は、排気系の合流管に１つだけ設けられているので、故障診断装置のコストが低下する。
第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁が開閉したときに、空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の変化に基づいて、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁のいずれか一方または両方が故障しているか否かを診断してもよい。
排気浄化手段の再生が行われていない時に、空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比が、予め設定された所定値よりも小さい値を、予め設定された所定時間以上継続した場合において、制御手段によって、第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下すると共に第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下しない場合には、第２燃料添加弁から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定し、第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下しない場合において、第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下する場合には、第１燃料添加弁から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定し、第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下しない場合において、第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより空燃比が低下しない場合には、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の両方から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定してもよい。
排気浄化手段の再生開始後、空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比が、予め設定された所定値よりも大きい値を、予め設定された所定時間以上継続した場合において、制御手段によって、第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇すると共に第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇しない場合には、第２燃料添加弁から燃料が噴射できなくなっていると判定し、第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇しない場合において、第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇する場合には、第１燃料添加弁から燃料が噴射できなくなっていると判定し、第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇しない場合において、第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより空燃比が上昇しない場合には、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の両方から燃料が噴射できなくなっていると判定してもよい。
合流管において、空燃比検出手段は、排気浄化手段の下流側に配置されてもよい。

この発明によれば、空燃比検出手段は、排気系の合流管に１つだけ設けられているので、２系統の排気系を有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置を低コストで提供することができる。

この発明の実施の形態に係る故障診断装置を組み込んだ内燃機関の構成模式図である。 ＤＰＦの再生が行われていない時の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ＤＰＦの再生が行われていない時の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生が行われていない時の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生が行われていない時の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生が行われていない時の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生中の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ＤＰＦの再生中の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生中の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生中の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。 ＤＰＦの再生中の、この実施の形態に係る故障診断装置の動作中のＡ／Ｆセンサによる検出値の変化を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係る故障診断装置を組み込んだ内燃機関の構成模式図を図１に示す。内燃機関であるディーゼルエンジン１は、第１バンク２及び第２バンク３を有するＶ型８気筒ディーゼルエンジンである。第１バンク２には、第１バンク２の４つの気筒２ａから排出された排気ガスが流通する第１排気管４が接続され、第２バンク３には、第２バンク３の４つの気筒３ａから排出された排気ガスが流通する第２排気管５が接続されている。第１排気管４には、第１燃料添加弁６及び第１酸化触媒７が設けられ、第２排気管５には、第２燃料添加弁８及び第２酸化触媒９が設けられている。第１排気管４及び第２排気管５の端部は合流されて合流管１０が接続されている。合流管１０には、排気浄化手段としてのＤＰＦ１１が設けられ、ＤＰＦ１１の下流側にはさらに、空燃比検出手段であるＡ／Ｆセンサ１２が１つだけ設けられている。また、合流管１０には、ＤＰＦ１１の上流側の圧力とＤＰＦ１１の下流側の圧力との差圧を検出する差圧センサ１５が設けられている。第１燃料添加弁６と、第２燃料添加弁８と、Ａ／Ｆセンサ１２と、差圧センサ１５とはそれぞれ、制御手段であるＥＣＵ１３に電気的に接続されている。

次に、この実施の形態に係る故障診断装置を組み込んだ内燃機関の動作について説明する。
ディーゼルエンジン１の始動後、ディーゼルエンジン１の回転数が安定したら、４つの気筒２ａから排出された排気ガスは第１排気管４を流通し、４つの気筒３ａから排出された排気ガスは第２排気管５を流通する。第１排気管４及び第２排気管５を流通する排気ガスはそれぞれ合流して合流管１０を流通し、ＤＰＦ１１によって、排気ガス中の排気微粒子が捕捉されて、大気中へ排出される。ここで、Ａ／Ｆセンサ１２は、ＤＰＦ１１の下流側に設けられていることにより、排気微粒子が除去された排気ガスに曝されることになるので、Ａ／Ｆセンサ１２の汚れ及び故障の可能性を低下することができる。

ディーゼルエンジン１の稼働が継続すると、ＤＰＦ１１に捕捉された排気微粒子の量が徐々に増加していく。差圧センサ１５の検出値に基づいてＤＰＦ１１に補足された排気微粒子の量を推定し、予め設定された量以上の排気微粒子がＤＰＦ１１に捕捉されたことを、ＥＣＵ１３が判定すると、ＥＣＵ１３はＤＰＦ１１の再生を行う。ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のそれぞれを適当な間隔で開閉させることにより、第１排気管４及び第２排気管５のそれぞれを流通する排気ガス中に燃料を噴射する。噴射された燃料はそれぞれ、第１酸化触媒７及び第２酸化触媒９に流入し、燃料が酸化反応を起こす。この酸化反応の反応熱で排気ガスの温度が上昇し、この排気ガスの温度を利用して、ＤＰＦ１１に捕捉された排気微粒子を酸化除去することにより、ＤＰＦ１１が再生される。ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の開閉を停止することにより、ＤＰＦ１１の再生動作を終了させる。

次に、この実施の形態に係る故障診断装置の動作について説明する。
まず、ＤＰＦ１１の再生が行われていない時の故障診断装置の動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。ディーゼルエンジン１の始動後、ディーゼルエンジン１の回転数が安定したら（ステップＳ１）、故障診断装置の動作を開始する。ここで、ディーゼルエンジン１の回転数が安定したかどうかは、ディーゼルエンジン１の回転数がある値以上になることを確認することによって判定してもいいし、ある時間が経過したことによって判定してもよい。次に、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が、ＥＣＵ１３に予め設定された所定値Ｘ_０（図３参照）よりも小さい値を、ＥＣＵ１３に予め設定された所定時間Ｔ_０（図３参照）以上継続するか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、所定時間Ｔ_０の継続を判定の条件として必要とするのは、実際には、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値に多少の振れが存在し、ごく短い時間であれば、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８に故障がなくても、当該検出値が所定値Ｘ_０を下回ることがあるためである。また、所定値Ｘ_０は、通常の運転状態では、検出されない空燃比の下限値として設定されている。尚、所定値Ｘ_０は、ディーゼルエンジン１の回転数、燃料噴射量および吸入空気量に基づいて可変にしてもよい。

ステップＳ２において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が、所定値Ｘ_０よりも小さい値を、所定時間Ｔ_０以上継続したと判定された場合には、第１燃料添加弁６、第２燃料添加弁８、ディーゼルエンジン１の気筒２ａ及び３ａに燃料を噴射するインジェクタのいずれかに燃料が噴きっぱなしとなる故障の可能性があるとして、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の開閉指示を行い第１燃料添加弁６より燃料を添加するように指示を出す。ここで、開閉のインターバルについては、排気ガス流量に基づいてＥＣＵ１３が決定する。後述する第２燃料添加弁８の開閉のインターバルについても同様である。ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６へ燃料添加指示を出した後、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下するか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下した場合には、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の燃料添加指示を停止する（ステップＳ５）。第１燃料添加弁６の燃料添加動作の停止により、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇して安定するのに必要な時間経過したら、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の開閉指示を行い、第２燃料添加弁８より燃料を添加するように指示を出す（ステップＳ６）。ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８へ燃料添加指示を出した後、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下するか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下する場合には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれかが燃料を噴きっぱなしになったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が低下したことにはならないので、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれにも故障はないことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止し（ステップＳ８）、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれにも故障はないと判定し（ステップＳ９）、故障診断装置の動作を終了する。ただし、この場合には、ディーゼルエンジン１の気筒２ａ及び３ａに燃料を噴射するインジェクタの故障の可能性が考えられる。尚、ステップＳ２〜ステップＳ９までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図３に示す。一方、ステップＳ７において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値に変化がない場合には、第２燃料添加弁８が燃料を噴きっぱなしとなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が低下したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止して（ステップＳ１０）、第２燃料添加弁８が燃料を噴きっぱなしとなっていると判定し（ステップＳ１１）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２〜ステップＳ１１までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図４に示す。

ステップＳ４において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下しない場合には、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の燃料添加指示を停止すると共に第２燃料添加弁８の開閉を行い、第２燃料添加弁８へ燃料を添加するよう指示を出す（ステップＳ１２）。ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８へ燃料添加指示を出した後、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下するか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下する場合には、第１燃料添加弁６が燃料を噴きっぱなしとなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が低下したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止して（ステップＳ１４）、第１燃料添加弁６が燃料を噴きっぱなしとなっていると判定し（ステップＳ１５）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２〜ステップＳ１５までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図５に示す。一方、ステップＳ１３において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値に変化がない場合には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の両方が燃料を噴きっぱなしとなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が低下したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止して（ステップＳ１６）、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の両方が燃料を噴きっぱなしとなっていると判定し（ステップＳ１７）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２〜ステップＳ１７までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図６に示す。尚、車両のダッシュボードの計器板に警告灯を設け、ステップＳ２にて、いずれかの故障の可能性が確認された場合には、警告灯を点灯させ、運転者に異常の発生を知らせるようにしてもよい。

次に、ＤＰＦ１１の再生中の故障診断装置の動作を、図７のフローチャートに基づいて説明する。ＤＰＦ１１の再生が開始されると、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の開閉指示を行い、排気ガス中へ燃料を添加させる。ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が、ＥＣＵ１３に予め設定された所定値Ｘ_１（図８参照）よりも大きい値を、ＥＣＵ１３に予め設定された所定時間Ｔ_１（図８参照）以上継続するか否かを判定する（ステップＳ２１）。尚、所定時間Ｔ_１の継続を必要とするのは、所定時間Ｔ_０の場合と同じ理由である。また、所定値Ｘ_１は、ＤＰＦ１１の再生中において、通常は検出されない空燃比の上限値として設定されている。なお、所定値Ｘ_０は、ディーゼルエンジン１の回転数、燃料噴射量および吸入空気量に基づいて可変にしてもよい。

ステップＳ２１において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が、所定値Ｘ_１よりも大きい値を、所定時間Ｔ_１以上継続したと判定された場合には、第１燃料添加弁６、第２燃料添加弁８、ディーゼルエンジン１の気筒２ａ及び３ａに燃料を噴射するインジェクタのいずれかに噴射できなくなる故障があるとして、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の燃料添加指示を停止する（ステップＳ２２）。第１燃料添加弁６の燃料添加指示を停止後、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇するか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇した場合には、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の燃料添加指示を開始する（ステップＳ２４）。第１燃料添加弁６の燃料添加指示開始により、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が低下して安定するのに必要な時間経過したら、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止する（ステップＳ２５）。第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止後、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇するか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇する場合には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれかから燃料を噴射できなくなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇したことにはならないので、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれにも故障はないことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を開始し（ステップＳ２７）、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれにも故障はないと判定し（ステップＳ２８）、故障診断装置の動作を終了する。ただし、この場合には、ディーゼルエンジン１の気筒２ａ及び３ａに燃料を噴射するインジェクタの故障の可能性が考えられる。尚、ステップＳ２１〜ステップＳ２８までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図８に示す。一方、ステップＳ２６において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値に変化がない場合には、第２燃料添加弁８から燃料が噴射できなくなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を開始し（ステップＳ２９）、第２燃料添加弁８から燃料を噴射できなくなっていると判定し（ステップＳ３０）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２１〜ステップＳ３０までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図９に示す。

ステップＳ２３において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇しない場合には、ＥＣＵ１３は、第１燃料添加弁６の燃料添加指示を開始すると共に第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止する（ステップＳ３１）。第２燃料添加弁８の燃料添加指示を停止後、ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇するか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇する場合には、第１燃料添加弁６から燃料が噴射できなくなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加を開始して（ステップＳ３３）、第１燃料添加弁６から燃料を噴射できなくなっていると判定し（ステップＳ３４）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２１〜ステップＳ３４までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図１０に示す。一方、ステップＳ３２において、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値に変化がない場合には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の両方から燃料が噴射できなくなったことによってＡ／Ｆセンサ１２による検出値が上昇したことになる。そこで、ＥＣＵ１３は、第２燃料添加弁８の燃料添加指示を開始して（ステップＳ３５）、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の両方から燃料を噴射できなくなっていると判定し（ステップＳ３６）、故障診断装置の動作を終了する。尚、ステップＳ２１〜ステップＳ３６までのＡ／Ｆセンサ１２による検出値の変化を図１１に示す。尚、車両のダッシュボードの計器板に警告灯を設け、ステップＳ２１にて、いずれかの故障の可能性が確認された場合には、警告灯を点灯させ、運転者に異常の発生を知らせるようにしてもよい。

このように、Ａ／Ｆセンサ１２は、合流管１０に１つだけ設けられているので、２系統の排気系（第１排気管４及び第２排気管５）を有するディーゼルエンジン１の排気浄化装置における第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の故障診断装置を低コストで提供することができる。
また、ＤＰＦ１１の再生が行われていない場合には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８からの燃料噴射を交互に行い、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値の変化に基づいて、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれか又は両方から燃料が噴きっぱなしとなっているかを特定することができ、ＤＰＦ１１の再生中には、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の燃料噴射を交互に停止させ、Ａ／Ｆセンサ１２による検出値の変化に基づいて、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８のいずれか又は両方から燃料が噴射できなくなっているかを特定することができる。

この実施の形態では、Ａ／Ｆセンサ１２は、合流管１０において、ＤＰＦ１１の下流側に設けられているが、合流管１０であれば、ＤＰＦ１１の上流側に設けられていてもよい。ただし、この場合には、Ａ／Ｆセンサ１２が、排気ガス中の排気微粒子の影響を受けることを避けることはできない。
この実施の形態では、ＤＰＦ１１は合流管に１つだけ設けられているが、第１排気管４及び第２排気管５に一つずつ設けられていてもよい。
この実施の形態では、ＤＰＦ１１の再生が行われていない場合の故障診断装置の動作中において、第１燃料添加弁６及び第２燃料添加弁８の開閉インターバルを、排気ガス流量に基づいてＥＣＵ１３が決定するようにしていたが、この形態に限定するものではない。一定間隔で開閉動作を行ってもよく、また、他の条件に基づいてＥＣＵ１３が決定するようにしてもよい。
この実施の形態では、内燃機関はＶ型８気筒ディーゼルエンジンであったが、これに限定するものではない。２つのバンク、すなわち２つの排気系を有するディーゼルエンジンであれば、水平対向型等であってもよく、また、直列型の内燃機管であっても、排気系が２つに分かれていればよい。また、気筒の数も８個に限定するものではない。
この実施の形態では、排気浄化手段として、ＤＰＦ１１を設けたが、これに限定するものではない。排気浄化手段を再生するために、排気系に設けた燃料添加弁から燃料を添加する排気浄化装置であればよく、排気中のＮＯｘを吸収し、排気ガスの空燃比によって浄化するＮＯｘ吸蔵還元触媒や、ＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元触媒を組み合わせたＤＰＮＲ等であってもよい。

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）、２ 第１バンク、３ 第２バンク、４ 第１排気管、５ 第２排気管、６ 第１燃料添加弁、８ 第２燃料添加弁、１０ 合流管、１１ ＤＰＦ（排気浄化手段）、１２ Ａ／Ｆセンサ（空燃比検出手段）、１３ ＥＣＵ（制御手段）、Ｔ_０，Ｔ_１ 所定時間、Ｘ_０，Ｘ_１ 所定値。

Claims (5)

1. 第１バンク及び第２バンクを有する内燃機関の排気浄化装置における燃料添加弁の故障診断装置であって、
   前記第１バンクには、該第１バンクから排出された排気ガスが流通する第１排気管が設けられると共に、前記第２バンクには、該第２バンクから排出された排気ガスが流通する第２排気管が設けられ、
   前記第１排気管には、排気ガス中に燃料を添加する第１燃料添加弁が設けられると共に、前記第２排気管には、排気ガス中に燃料を添加する第２燃料添加弁が設けられ、
   前記第１排気管及び前記第２排気管の下流には、該第１排気管及び該第２排気管の両方に連通する合流管が設けられ、該合流管には、排気ガスを浄化する排気浄化手段及び排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段が設けられ、
   前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁に対して燃料添加の制御を行う制御手段が設けられ、
   前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比に基づいて、前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁の故障を診断する故障診断装置。
2. 前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁が開閉したときに、前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の変化に基づいて、前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁のいずれか一方または両方が故障しているか否かを診断する、請求項１に記載の故障診断装置。
3. 前記排気浄化手段の再生が行われていない時に、前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比が、予め設定された所定値よりも小さい値を、予め設定された所定時間以上継続した場合において、
   前記制御手段によって、前記第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下すると共に前記第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下しない場合には、前記第２燃料添加弁から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定し、
   前記第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下しない場合において、前記第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下する場合には、前記第１燃料添加弁から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定し、
   前記第１燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下しない場合において、前記第２燃料添加弁から燃料を添加する制御を行うことにより前記空燃比が低下しない場合には、前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁の両方から燃料が噴きっぱなしとなっていると判定する、請求項２に記載の故障診断装置。
4. 前記排気浄化手段の再生開始後、前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比が、予め設定された所定値よりも大きい値を、予め設定された所定時間以上継続した場合において、
   前記制御手段によって、前記第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇すると共に前記第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇しない場合には、前記第２燃料添加弁から燃料が噴射できなくなっていると判定し、
   前記第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇しない場合において、前記第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇する場合には、前記第１燃料添加弁から燃料が噴射できなくなっていると判定し、
   前記第１燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇しない場合において、前記第２燃料添加弁の燃料添加を停止する制御を行うことにより前記空燃比が上昇しない場合には、前記第１燃料添加弁及び前記第２燃料添加弁の両方から燃料が噴射できなくなっていると判定する、請求項２に記載の故障診断装置。
5. 前記合流管において、前記空燃比検出手段は、前記排気浄化手段の下流側に配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の故障診断装置。

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