JP2013217233A - Method of diagnosing urea water heating valve and device for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of diagnosing an urea water heating valve and a device for the same, capable of accurately determining failure of the urea water heating valve.SOLUTION: In a method of diagnosing an urea water heating valve 30, which is for supplying engine cooling water to unfreeze urea water 14 frozen in an urea water tank 16 by the engine cooling water, existence or nonexistence of failure of the urea water heating valve 30 is diagnosed from changes with time of water temperature of the engine cooling water after opening operation of the urea water heating valve 30.

Description

本発明は、排気ガス中のNOxを除去するSCRに尿素水を噴射する尿素SCRシステムに係り、特に車両に搭載された尿素タンク内の尿素水が凍結したときにエンジン冷却水を導入して解凍するための尿素水ヒーティングバルブの診断方法及びその装置に関するものである。   The present invention relates to a urea SCR system that injects urea water into an SCR that removes NOx in exhaust gas, and in particular, when engine urea water in a urea tank mounted on a vehicle is frozen, engine cooling water is introduced and defrosted. The present invention relates to a diagnostic method and apparatus for a urea water heating valve.

ディーゼルエンジンの排気ガス中のNOxを除去するための排ガス浄化システムとして、SCR(Selective Catalytic Reduction;選択還元触媒)システムが開発されている。   An SCR (Selective Catalytic Reduction) system has been developed as an exhaust gas purification system for removing NOx in exhaust gas of a diesel engine.

尿素SCRシステムは、排気管にSCRを接続し、SCRの上流側の排気管に尿素水を噴射し、尿素水を排気ガスのもつ熱で加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアをSCR内でNOxと反応させて脱硝するものである(特許文献1)。   The urea SCR system connects the SCR to the exhaust pipe, injects urea water into the exhaust pipe upstream of the SCR, hydrolyzes the urea water with the heat of the exhaust gas, generates ammonia, and this ammonia is stored in the SCR. And NOx to react with NOx (Patent Document 1).

尿素水は、通常32.5%の濃度のものが尿素タンクに貯蔵され、排気ガス中のNOx濃度に応じて噴射されるが、厳寒期に外気温度が、−11℃以下となると尿素水が凍結してしまう。   The urea water having a concentration of 32.5% is usually stored in the urea tank and injected according to the NOx concentration in the exhaust gas. However, when the outside air temperature becomes -11 ° C. or less in the severe cold season, the urea water is It will freeze.

この尿素SCRシステムにおいては、厳寒期に凍結した尿素水を、エンジン冷却水で解凍するために、尿素タンク内には、解凍管が設けられ、その解凍管がエンジンの冷却水供給配管に接続され、その冷却水供給配管に、解凍管内にエンジン冷却水を流すための尿素水ヒーティングバルブが接続されている(特許文献2、3)。このヒーティングバルブは、故障時には尿素水の変質や車室内のヒーター性能低下などの不具合現象の原因となるため、故障発生時はこれを検出し、運転者に警告することが望まれる。また、排ガス関連部品であることから、法規上も、ヒーティングバルブの故障診断が必要とされている。   In this urea SCR system, a thawing pipe is provided in the urea tank in order to thaw the urea water frozen in the severe cold season with the engine cooling water, and the thawing pipe is connected to the engine cooling water supply pipe. The urea water heating valve for flowing engine cooling water into the thawing pipe is connected to the cooling water supply pipe (Patent Documents 2 and 3). Since this heating valve causes malfunctions such as deterioration of urea water and deterioration of the heater performance in the passenger compartment at the time of failure, it is desired to detect this and alert the driver when the failure occurs. Moreover, since it is an exhaust gas-related part, the failure diagnosis of a heating valve is also required by law.

ヒーティングバルブの故障診断としては、尿素タンク内に設けられた温度センサの検出値でヒーティングバルブが動作しているかどうかを判断したり、特許文献2に提案されるように尿素水のサプライモジュールの圧力から判断したり、或いは特許文献3に提案されるようにヒーティングバルブを開閉動作するコイルの温度上昇などで診断している。   As a failure diagnosis of the heating valve, it is judged whether or not the heating valve is operating based on a detection value of a temperature sensor provided in the urea tank, or a urea water supply module as proposed in Patent Document 2 Or the temperature rise of the coil that opens and closes the heating valve, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.

特開2000−303826号公報JP 2000-303826 A 特開2012−002062号公報JP 2012-002062 A 特開2012−013060号公報JP 2012-013060 A

しかし、ヒーティングバルブ開弁後の尿素水タンク内の温度上昇の有無を、尿素タンク内の温度センサで診断を行ったのでは、温度センサ周りの尿素水が凍結しており、その尿素水温度の上昇が極めて緩やかなため、指示通りに開弁しているのか、固着状態なのかの判別が難しく、診断完了までに長時間を有することから、診断実施の頻度が向上しない問題がある。   However, if the temperature sensor in the urea tank is used to diagnose the temperature rise in the urea water tank after the heating valve is opened, the urea water around the temperature sensor is frozen and the temperature of the urea water Since the rise of the valve is extremely gradual, it is difficult to determine whether the valve is opened as instructed or in a fixed state, and it takes a long time to complete the diagnosis.

また、特許文献2のようにサプライモジュールの圧力で判断していたのでは、尿素水の噴射時期の判断はできるもののヒーティングバルブの故障は診断できない問題がある。   Further, if the determination is made based on the pressure of the supply module as in Patent Document 2, there is a problem that although the injection timing of the urea water can be determined, the failure of the heating valve cannot be diagnosed.

さらに、特許文献3のヒーティングバルブのコイルの温度上昇を検出では、ヒーティングバルブの閉固着状態(コイルに通電したのにもかかわらず、冷却水が通水されない故障状態)を検出できたとしても、開固着状態(常に冷却水を通水してしまう故障状態)を検出することができない問題がある。   Furthermore, in detecting the temperature rise of the coil of the heating valve of Patent Document 3, it is possible to detect the closed fixing state of the heating valve (a failure state in which cooling water does not flow even though the coil is energized). However, there is a problem that it is not possible to detect an open fixing state (a failure state in which cooling water always flows).

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、尿素水ヒーティングバルブの故障を的確に判断できる尿素水ヒーティングバルブの診断方法及びその装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a diagnostic method and apparatus for a urea water heating valve that can accurately determine the failure of the urea water heating valve.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、尿素タンク内で凍結した尿素水をエンジン冷却水で解凍すべく、エンジン冷却水を供給するための尿素水ヒーティングバルブの診断方法において、尿素水ヒーティングバルブの開動作後のエンジン冷却水の水温の経時変化から尿素水ヒーティングバルブの故障の有無を診断することを特徴とする尿素水ヒーティングバルブの診断方法である。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a method for diagnosing a urea water heating valve for supplying engine cooling water in order to thaw the urea water frozen in the urea tank with the engine cooling water. A method for diagnosing a urea water heating valve, characterized by diagnosing the presence or absence of a failure of the urea water heating valve from a temporal change in the water temperature of engine cooling water after the opening operation of the water heating valve.

請求項2の発明は、エンジン回転数が規定範囲内であり、かつ燃料噴射量が規定範囲内であり、この状態の継続中にエンジン冷却水の水温が上昇してきたときに、前記尿素水ヒーティングバルブを閉から開にしてエンジン冷却水による尿素水の解凍を行い、その開動作後のエンジン冷却水に温度下降があったとき正常と診断する請求項1記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法である。   According to the second aspect of the present invention, when the engine speed is within the specified range and the fuel injection amount is within the specified range, and the temperature of the engine cooling water rises while this state continues, the urea water heat 2. The diagnosis of the urea water heating valve according to claim 1, wherein when the engine cooling water after the opening operation is defrosted, the engine cooling water is defrosted by opening the cooling valve from the closed position to the open position, and diagnosing the temperature as normal. Is the method.

請求項3の発明は、エンジン回転数が規定範囲内であり、かつ燃料噴射量が規定範囲内であり、この状態の継続中にエンジン水温が上昇してきたときに、前記尿素水ヒーティングバルブを閉から開にしてエンジン冷却水による尿素水の解凍を行い、その開動作後のエンジン冷却水に温度下降がないとき異常と判断する請求項1記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法である。   According to a third aspect of the present invention, when the engine speed is within a specified range and the fuel injection amount is within a specified range, and the engine water temperature rises while this state continues, the urea water heating valve is The urea water heating valve diagnosis method according to claim 1, wherein the urea water is defrosted from the closed state to the open state, and the urea water is thawed by the engine cooling water, and the engine cooling water after the opening operation is judged to be abnormal when there is no temperature drop.

請求項4の発明は、エンジン冷却水の水温の検出は、エンジンに予め設けられている水温センサを用いて行う請求項1〜3いずれかに記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法である。   The invention of claim 4 is the method for diagnosing the urea water heating valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection of the water temperature of the engine cooling water is performed using a water temperature sensor provided in advance in the engine.

請求項5の発明は、尿素タンク内で凍結した尿素水をエンジン冷却水で解凍すべく、エンジン冷却水を供給するための尿素水ヒーティングバルブの診断装置において、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサと、尿素水ヒーティングバルブを開閉するヒーティングバルブ制御部と、エンジンの運転領域情報が入力されると共に水温センサからのエンジン冷却水の水温が入力され、前記運転領域情報と水温に基づいて、前記ヒーティングバルブ制御部に尿素水ヒーティングバルブの開指示を出力し、その後水温の変化から尿素水ヒーティングバルブの故障の有無を診断するヒーティングバルブ診断制御部とを備えたことを特徴とする尿素水ヒーティングバルブの診断装置である。   The invention according to claim 5 detects the temperature of the engine cooling water in the diagnostic device for the urea water heating valve for supplying the engine cooling water in order to thaw the urea water frozen in the urea tank with the engine cooling water. A water temperature sensor, a heating valve control unit that opens and closes a urea water heating valve, and an engine operating region information and an engine cooling water temperature from the water temperature sensor are input, based on the operating region information and the water temperature A heating valve diagnostic control unit that outputs an instruction to open the urea water heating valve to the heating valve control unit and then diagnoses the presence or absence of failure of the urea water heating valve from a change in water temperature. It is a diagnostic device for a urea water heating valve.

本発明は、尿素水ヒーティングバルブの故障の有無を診断する際に、尿素水ヒーティングバルブの作動状態の有無を、エンジン冷却水の水温の経時変化から判断することで的確な故障診断が行えるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, when diagnosing the presence or absence of a failure of the urea water heating valve, it is possible to accurately diagnose the failure by determining whether or not the urea water heating valve is in an operating state from the change in the engine coolant water temperature over time. Exhibits an excellent effect.

本発明の尿素水ヒーティングバルブを診断するための一実施の形態を示すシステム図である。It is a system figure showing one embodiment for diagnosing the urea water heating valve of the present invention. 本発明の尿素水ヒーティングバルブの故障診断のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the failure diagnosis of the urea water heating valve of this invention. 本発明においてエンジン冷却水の水温の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the water temperature of engine cooling water in this invention. 本発明における尿素SCRシステムの概略図である。It is the schematic of the urea SCR system in this invention.

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。   A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず、図4により本発明における尿素SCRシステムの概略を説明する。   First, the outline of the urea SCR system in the present invention will be described with reference to FIG.

図4において、ディーゼルエンジン等のエンジン10からの排気ガスを排気する排気管11には、SCR装置12が接続され、そのSCR装置12の上流側に尿素水を噴射する噴射ノズル13が設けられてSCRシステムが構成される。なお、図では省略しているがエンジン10とSCR装置12間の排気管11にはターボチャージャ、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)が接続されている。   In FIG. 4, an SCR device 12 is connected to an exhaust pipe 11 that exhausts exhaust gas from an engine 10 such as a diesel engine, and an injection nozzle 13 that injects urea water is provided upstream of the SCR device 12. An SCR system is configured. Although not shown in the figure, a turbocharger and a DPF (diesel particulate filter) are connected to the exhaust pipe 11 between the engine 10 and the SCR device 12.

SCR装置12は、SCR触媒とアンモニアスリップ触媒が充填され、尿素水の熱分解で生じたアンモニアと排気ガス中のNOxを反応させて脱硝すると共に余剰のアンモニアを吸着できるようになっている。   The SCR device 12 is filled with an SCR catalyst and an ammonia slip catalyst, and reacts ammonia generated by thermal decomposition of urea water with NOx in the exhaust gas to denitrate and adsorb excess ammonia.

尿素水14は、尿素タンク16内に貯蔵され、ポンプからなるサプライモジュール17にて、尿素タンク16内の尿素水が送液ライン18を通して吸い上げられ、噴射ノズル13に供給されて噴射され、余剰の尿素水は、サプライモジュール17から回収ライン19を通して尿素タンク16に戻されるようになっている。   The urea water 14 is stored in the urea tank 16, and the urea water in the urea tank 16 is sucked up through the liquid supply line 18 in the supply module 17 composed of a pump, supplied to the injection nozzle 13, and injected. The urea water is returned from the supply module 17 to the urea tank 16 through the recovery line 19.

噴射ノズル13から噴射される尿素水量は、DCU(Dosing Control Unit;噴射弁制御装置)20により制御される。DCU20は、ECU(エンジンコントロールユニット)21に接続され、ECU21からのエンジン回転数−負荷と、排気管11の上流側に設けられた排気温度センサ21、NOxセンサ22の検出値に基づいて噴射する尿素水量を決定し、これに基づいてサプライモジュール17及び噴射ノズル13を制御する。   The amount of urea water injected from the injection nozzle 13 is controlled by a DCU (Dosing Control Unit) 20. The DCU 20 is connected to an ECU (engine control unit) 21 and injects the engine based on the engine speed-load from the ECU 21 and the detected values of the exhaust temperature sensor 21 and the NOx sensor 22 provided on the upstream side of the exhaust pipe 11. The amount of urea water is determined, and based on this, the supply module 17 and the injection nozzle 13 are controlled.

尿素タンク16には、尿素水14の濃度と水位と温度を検出する尿素センサ23が設けられ、この尿素センサ23の検出値(濃度、水位、温度)がDCU20に入力され、その検出値に基づいてECU21が車室内に設けた警報器24内の警告灯類の点灯、警報ブザーの警報、尿素水残量計の表示を行うようになっている。   The urea tank 16 is provided with a urea sensor 23 for detecting the concentration, water level, and temperature of the urea water 14, and the detected values (concentration, water level, temperature) of the urea sensor 23 are input to the DCU 20 and based on the detected values. Then, the ECU 21 performs lighting of warning lights in the alarm device 24 provided in the passenger compartment, an alarm buzzer alarm, and a display of the urea water remaining amount meter.

次にエンジン10の冷却水系統について説明する。   Next, the cooling water system of the engine 10 will be described.

先ず、エンジン冷却水は、図示しないラジエータとポンプ25とエンジン10内のシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成されたジャケットとが順次接続された冷却用循環路26を循環し、ラジエータで空冷され、ポンプ25にてエンジン10内のジャケットを通ってエンジン10を冷却し、ラジエータで再度空冷されてポンプ25に吸い込まれて循環される。   First, engine cooling water circulates through a cooling circulation path 26 in which a radiator (not shown), a pump 25, and a jacket formed in a cylinder block and a cylinder head in the engine 10 are sequentially connected, and is cooled by the radiator. The engine 10 is cooled through the jacket in the engine 10, cooled again with a radiator, sucked into the pump 25, and circulated.

冷却用循環路26には、図には示していないがラジエータをバイパスしてポンプ25の吸込側に戻すバイパスラインが接続され、そのバイパスラインにサーモスタット弁が設けられ、エンジン冷却水の水温に応じてサーモスタット弁が開いてバイパス量を制御するようになっている。また、エンジン冷却水は、図には示していないがEGRクーラにも供給循環できるようになっている。   Although not shown in the drawing, a bypass line that bypasses the radiator and returns to the suction side of the pump 25 is connected to the cooling circuit 26, and a thermostat valve is provided in the bypass line, depending on the temperature of the engine cooling water The thermostat valve is opened to control the bypass amount. Further, the engine cooling water can be supplied and circulated also to the EGR cooler (not shown).

さて、冷却用循環路26には、噴射ノズル13、尿素タンク16、サプライモジュール17にエンジン冷却水を供給するための冷却水供給配管27が接続される。冷却水供給配管27は、二つに分岐され、一方の冷却水供給配管27aには、尿素水ヒーティングバルブ30が接続されると共に尿素水ヒーティングバルブ30の下流側の冷却水供給配管27aが、尿素タンク16内に挿通されて、U字状の解凍用管31と接続され、その解凍用管31の下流側の冷却水供給配管27aがサプライモジュール17に接続され、サプライモジュール17からのエンジン冷却水が冷却水戻し配管28aにてポンプ25の吸込側に戻される。   A cooling water supply pipe 27 for supplying engine cooling water to the injection nozzle 13, the urea tank 16, and the supply module 17 is connected to the cooling circulation path 26. The cooling water supply pipe 27 is branched into two, and one cooling water supply pipe 27a is connected with a urea water heating valve 30 and a cooling water supply pipe 27a downstream of the urea water heating valve 30. The U-shaped thawing pipe 31 is inserted into the urea tank 16, the cooling water supply pipe 27 a on the downstream side of the thawing pipe 31 is connected to the supply module 17, and the engine from the supply module 17 is connected. The cooling water is returned to the suction side of the pump 25 through the cooling water return pipe 28a.

また、分岐した他方の冷却水供給配管27bは、噴射ノズル13に供給され、そのエンジン冷却水で、噴射ノズル13を冷却し、その冷却後のエンジン冷却水が、冷却水戻し配管28bにて冷却水戻し配管28aのエンジン冷却水と合流され、冷却水戻し配管28を介してポンプ25の吸込側に戻される。   The other branched cooling water supply pipe 27b is supplied to the injection nozzle 13 to cool the injection nozzle 13 with the engine cooling water, and the cooled engine cooling water is cooled by the cooling water return pipe 28b. It merges with the engine cooling water in the water return pipe 28 a and returns to the suction side of the pump 25 through the cooling water return pipe 28.

この噴射ノズル13のエンジン冷却水による冷却は、噴射ノズル13が排気管11内に臨んで高温にさらされているため、噴射ノズル13内の尿素水が排気ガスで高温となるのを防止するために冷却するものである。   The cooling of the injection nozzle 13 with the engine cooling water is to prevent the urea water in the injection nozzle 13 from being heated to high temperature by the exhaust gas because the injection nozzle 13 faces the exhaust pipe 11 and is exposed to a high temperature. It is intended to cool down.

一方、尿素タンク16の解凍用管31へのエンジン冷却水の供給は、厳寒期に尿素タンク16内の尿素水14が凍結したときに、DCU20がこれを検知し、尿素水ヒーティングバルブ30を開とし、エンジン冷却水を冷却水供給配管27aを通して解凍用管31に供給し、凍結した尿素水をエンジン冷却水で加熱して解凍するものである。   On the other hand, the supply of engine cooling water to the thawing pipe 31 of the urea tank 16 is detected by the DCU 20 when the urea water 14 in the urea tank 16 freezes in the severe cold season, and the urea water heating valve 30 is turned on. The engine cooling water is supplied to the thawing pipe 31 through the cooling water supply pipe 27a, and the frozen urea water is heated with the engine cooling water to be thawed.

この際、本発明では、尿素水ヒーティングバルブ30が適正に開閉しているかの診断を、エンジン冷却水の温度(以下水温という)により診断を行うものである。   At this time, according to the present invention, the diagnosis of whether the urea water heating valve 30 is properly opened or closed is performed based on the temperature of the engine cooling water (hereinafter referred to as water temperature).

この尿素水ヒーティングバルブ30の診断制御システムを図1により説明する。   A diagnostic control system for the urea water heating valve 30 will be described with reference to FIG.

図1において、制御ユニット40は、図3で説明したDCU20とECU21の機能を纏めて示したもので、またエンジン10のエンジン冷却水を尿素タンク16の解凍用管31に供給する冷却水系統は、噴射ノズル13とサプライモジュール17への供給系路は省略して示している。   In FIG. 1, the control unit 40 collectively shows the functions of the DCU 20 and the ECU 21 described in FIG. 3, and the cooling water system for supplying the engine cooling water of the engine 10 to the thawing pipe 31 of the urea tank 16 is as follows. The supply system path to the injection nozzle 13 and the supply module 17 is omitted.

制御ユニット40は、アクセルペダルポジションなどの情報部41と燃料噴射量演算部42とヒーティングバルブ診断許可条件判断部43とヒーティングバルブ故障診断制御部44とヒーティングバルブ制御部45とを備える。   The control unit 40 includes an information unit 41 such as an accelerator pedal position, a fuel injection amount calculation unit 42, a heating valve diagnosis permission condition determination unit 43, a heating valve failure diagnosis control unit 44, and a heating valve control unit 45.

エンジン10には、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転センサ33、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ34が設けられる。エンジン回転センサ33のエンジン回転数は、ヒーティングバルブ診断許可条件判断部43に入力され、水温センサ34の水温は、ヒーティングバルブ故障診断制御部44に入力され、尿素タンク16の尿素センサ23で検出した尿素水温度や水位がヒーティングバルブ制御部45に入力される。   The engine 10 is provided with an engine rotation sensor 33 that detects the number of revolutions of the engine 10 and a water temperature sensor 34 that detects the temperature of engine cooling water. The engine speed of the engine rotation sensor 33 is input to the heating valve diagnosis permission condition determination unit 43, and the water temperature of the water temperature sensor 34 is input to the heating valve failure diagnosis control unit 44, and is detected by the urea sensor 23 of the urea tank 16. The detected urea water temperature and water level are input to the heating valve controller 45.

次に、この制御ユニット40のヒーティングバルブ30の制御とその故障診断を説明する。   Next, control of the heating valve 30 of the control unit 40 and failure diagnosis thereof will be described.

先ず情報部41からのアクセルペダルポジションなどの情報が燃料噴射量演算部42に入力され、これに基づいて燃料噴射量演算部42が燃料噴射量を決定し、その決定値に基づいてエンジン10を駆動する。この燃料噴射量は、ヒーティングバルブ診断許可条件判断部43に入力される。ヒーティングバルブ診断許可条件判断部43は、燃料噴射量とエンジン回転数から運転領域情報を把握し、これをヒーティングバルブ故障診断制御部44に出力する。   First, information such as the accelerator pedal position from the information unit 41 is input to the fuel injection amount calculation unit 42. Based on this information, the fuel injection amount calculation unit 42 determines the fuel injection amount, and the engine 10 is determined based on the determined value. To drive. This fuel injection amount is input to the heating valve diagnosis permission condition determination unit 43. The heating valve diagnosis permission condition determination unit 43 grasps the operation region information from the fuel injection amount and the engine speed, and outputs this to the heating valve failure diagnosis control unit 44.

ヒーティングバルブ故障診断制御部44は、ヒーティングバルブ制御部45から入力されるヒーティングバルブ制御情報(ON/OFF情報)と尿素水温度に基づいて尿素タンク16内の尿素水14が凍結しているかどうかを判断し、凍結していないときには、ヒーティングバルブ30を閉じたままとし、凍結していると判断したときには、水温センサ34からのエンジン冷却水の水温とヒーティングバルブ診断許可条件判断部43からの運転領域情報を基に、ヒーティングバルブ30を開く時期を判断し、エンジン冷却水の水温が、凍結した尿素水を解凍するに十分な温度まで上昇したと判断したとき、ヒーティングバルブ制御部45を介してヒーティングバルブ30を閉から開にする。   The heating valve failure diagnosis control unit 44 freezes the urea water 14 in the urea tank 16 based on the heating valve control information (ON / OFF information) input from the heating valve control unit 45 and the urea water temperature. If the engine is not frozen, the heating valve 30 is kept closed. If it is determined that the engine is frozen, the engine coolant temperature from the water temperature sensor 34 and the heating valve diagnosis permission condition determination unit 43. When the heating valve 30 is opened based on the operation area information from 43, and when it is determined that the temperature of the engine cooling water has risen to a temperature sufficient to thaw the frozen urea water, The heating valve 30 is opened from the closed state via the control unit 45.

これにより、エンジン冷却水は、冷却水供給配管27aからヒーティングバルブ30を通して尿素タンク16内の解凍用管31に供給され、解凍用管31から冷却水戻り配管28aを介してポンプ25に戻されて循環する。   As a result, the engine cooling water is supplied from the cooling water supply pipe 27a through the heating valve 30 to the thawing pipe 31 in the urea tank 16, and is returned from the thawing pipe 31 to the pump 25 through the cooling water return pipe 28a. Circulate.

このように解凍用管31にエンジン冷却水が供給されると、循環後の冷却水の水温は循環前の水温より低下する。ヒーティングバルブ故障診断制御部44は、この低下(下降)の有無を監視し、低下がない場合は、ヒーティングバルブ30が故障しており、低下がある場合はヒーティングバルブ30が正常であると判断する。   When the engine cooling water is supplied to the thawing pipe 31 in this way, the water temperature of the cooling water after the circulation is lower than the water temperature before the circulation. The heating valve failure diagnosis control unit 44 monitors the presence or absence of the lowering (lowering). If there is no lowering, the heating valve 30 is faulty. If there is a lowering, the heating valve 30 is normal. Judge.

その後、ヒーティングバルブ故障診断制御部44は、尿素タンク16内の尿素水14の解凍がなされ、尿素水14の温度が上昇したとき、尿素センサ23の温度検出値を基に、ヒーティングバルブ30を閉じて故障診断を終了する。   Thereafter, when the urea water 14 in the urea tank 16 is thawed and the temperature of the urea water 14 rises, the heating valve failure diagnosis control unit 44 performs the heating valve 30 based on the temperature detection value of the urea sensor 23. To close the fault diagnosis.

このヒーティングバルブ30の故障診断にエンジン冷却水の水温を用いて判断することで、ヒーティングバルブ30の故障診断が的確に行える。この際、エンジン冷却水の水温は、エンジン10の冷却用循環路26を通ってその温度が経時的に変化するが、解凍する際のエンジン冷却水の水温は十分に低く、またエンジン10の運転初期には、水温は、一定の上昇速度で上昇するため、ヒーティングバルブ30を開くことで、その水温変化が確実に生じるため、エンジン10に予め設けられている水温センサ34の検出値で精度よく判断できる。   By determining the failure of the heating valve 30 using the engine coolant temperature, the failure diagnosis of the heating valve 30 can be performed accurately. At this time, the temperature of the engine cooling water changes over time through the cooling circulation path 26 of the engine 10, but the temperature of the engine cooling water when thawing is sufficiently low, and the operation of the engine 10 Initially, since the water temperature rises at a constant rate of rise, opening the heating valve 30 will surely cause a change in the water temperature, so the accuracy of the detection value of the water temperature sensor 34 provided in advance in the engine 10 is high. Can judge well.

ポンプ25の冷却水循環量は、車両及びエンジン回転数によって相違するが、通常100〜400L/minであり、また尿素タンク16の容量は、燃料タンクの容積(100〜500L)の5〜15%に設定されており、解凍用管31に流すエンジン冷却水量は全体のエンジン冷却水循環量に対して、尿素タンク16の容量に応じて一定の分配比で流され、また尿素タンク16内に残存する尿素水量も尿素センサ23で把握できるため、尿素水を解凍するための熱量は算出できる。従って、所定の水温のエンジン冷却水を所定流量流したとき、解凍に要した温度低下分は容易に求めることができる。   Although the cooling water circulation amount of the pump 25 varies depending on the vehicle and the engine speed, it is normally 100 to 400 L / min, and the capacity of the urea tank 16 is 5 to 15% of the volume (100 to 500 L) of the fuel tank. The amount of engine cooling water that is set and flows to the thawing pipe 31 is made to flow at a constant distribution ratio according to the capacity of the urea tank 16 with respect to the total circulation amount of the engine cooling water, and the urea remaining in the urea tank 16 Since the amount of water can also be grasped by the urea sensor 23, the amount of heat for thawing the urea water can be calculated. Therefore, when the engine coolant having a predetermined water temperature is flowed at a predetermined flow rate, the temperature decrease required for thawing can be easily obtained.

次に、制御ユニット40によるヒーティングバルブ30の故障診断のフローチャートを図2により説明する。   Next, a flowchart of failure diagnosis of the heating valve 30 by the control unit 40 will be described with reference to FIG.

ステップS1で、診断が開始されると、ステップS2の判断でエンジン回転数が規定範囲内かどうかを判断し、ステップS2の判断でエンジン回転数が規定範囲内にあるとき(Yes)、次にステップS3の判断で、燃料噴射量が規定値以内かどうかを判断し、規定値以内のとき(Yes)、ステップS4の判断で、ステップS3、S4の規定値以内の状態が継続しているかどうかを判断し、継続しているとき(Yes)、ステップS5の判断で、ヒーティングバルブが閉状態を確認した上で、閉から開にする。次にステップS6の判断で、エンジン冷却水の水温の下降があるかどうかを判断し、水温の下降があるとき(Yes)には、ステップS7でヒーティングバルブ正常と判断し、水温の下降がないときには(No)、ステップS8でヒーティングバルブ異常と判断する。また各ステップS2〜S5の判断でNoのときには、ステップS1の開始に戻して再度診断を行う。   When diagnosis is started in step S1, it is determined in step S2 whether the engine speed is within the specified range. If the engine speed is in the specified range in step S2 (Yes), then In step S3, it is determined whether or not the fuel injection amount is within the specified value. If it is within the specified value (Yes), whether or not the state within the specified value in steps S3 and S4 is continued in step S4. If it is determined that the heating valve is in the closed state in step S5, the closed valve is opened. Next, in step S6, it is determined whether or not there is a decrease in the engine coolant temperature. If there is a decrease in the water temperature (Yes), it is determined in step S7 that the heating valve is normal, and the decrease in the water temperature does not occur. If not (No), it is determined in step S8 that the heating valve is abnormal. If the determination in each of steps S2 to S5 is No, the diagnosis is performed again after returning to the start of step S1.

このようにステップS2の判断でエンジン回転数が規定範囲内にあるかどうか、次にステップS3の判断で、燃料噴射量が規定値以内かどうかを判断することで、規定の範囲内であれば、エンジン冷却水の水温は、設定範囲内の温度に達したことがわかり、またステップS4の判断で、この状態が継続しているかどうかを判断することで、水温が安定していることを確認でき、その後、ヒーティングバルブを閉から開にして、その後の水温変化を判断することで、正常と異常の判定が的確に行える。   As described above, if the engine speed is within the specified range in the determination in step S2, then it is determined in step S3 whether the fuel injection amount is within the specified value. The engine cooling water temperature has been found to have reached a temperature within the set range, and it is confirmed in step S4 that the water temperature is stable by determining whether or not this state continues. After that, the normality and the abnormality can be accurately determined by opening the heating valve from the closed state and determining the subsequent water temperature change.

図3は、ヒーティングバルブの故障診断時のエンジン冷却水温の経時変化を示したものである。   FIG. 3 shows the change over time in the engine coolant temperature at the time of failure diagnosis of the heating valve.

図3において、エンジンが始動されるとエンジン冷却水の水温は実線で示したように上昇し、例えば74℃程度に上昇したときに、ヒーティングバルブを開とすると、凍結した尿素水の解凍で、水温が70℃近くまで下がるため、この水温の下降で、ヒーティングバルブが正常に開となり、これによりエンジン冷却水で、尿素水の解凍をしていることが判る。また点線で示したように、エンジン冷却水温度が上昇し続けた場合には、尿素水の解凍が行われていないため、ヒーティングバルブが異常であると判断できる。このヒーティングバルブが異常のときは、凍結した尿素水の解凍に要する熱量がない分、ヒーティングバルブ開後の実線のエンジン冷却水温の温度上昇の上昇勾配より高くなるため、仮に尿素タンク16内に残存する尿素水量が少なく、温度下降が僅かでも、実線と点線との相違を容易に判断できる。   In FIG. 3, when the engine is started, the temperature of the engine cooling water rises as shown by a solid line. For example, when the heating valve is opened when it rises to about 74 ° C., the frozen urea water is thawed. Since the water temperature decreases to nearly 70 ° C., it can be seen that the heating valve is normally opened as the water temperature decreases, and that the urea water is thawed by the engine cooling water. As indicated by the dotted line, when the engine cooling water temperature continues to rise, it can be determined that the heating valve is abnormal because the urea water has not been thawed. When the heating valve is abnormal, the amount of heat required for thawing the frozen urea water is higher than the rising gradient of the temperature rise of the solid engine cooling water temperature after opening the heating valve. Even if the amount of remaining urea water is small and the temperature drop is slight, the difference between the solid line and the dotted line can be easily determined.

なお、図3では、エンジン冷却水の水温が74℃程度に上昇したときに、ヒーティングバルブを開とする例で説明したが、ヒーティングバルブの開の時期は、外気温によって、尿素水の凍結状態は違うため、水温を50℃〜80℃の範囲で適宜設定する。   In FIG. 3, the example in which the heating valve is opened when the temperature of the engine cooling water rises to about 74 ° C. has been described. However, the timing of opening the heating valve depends on the outside air temperature. Since the frozen state is different, the water temperature is appropriately set in the range of 50 ° C to 80 ° C.

このように、本発明は、エンジン冷却水の水温変化で尿素水ヒーティングバルブの故障診断を行うことができるため、ヒーティングバルブが閉から開になったかどうか、或いはヒーティングバルブが開状態を維持したままであることも的確に判断できる。   As described above, according to the present invention, since the failure diagnosis of the urea water heating valve can be performed based on the change in the coolant temperature of the engine cooling water, it is determined whether the heating valve has been opened from the closed state. It is possible to accurately judge that it is maintained.

10 エンジン
14 尿素水
16 尿素タンク
26 冷却用循環路
27a エンジン冷却水供給配管
30 尿素水ヒーティングバルブ
31 解凍用管
40 制御ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 14 Urea water 16 Urea tank 26 Cooling circulation path 27a Engine cooling water supply piping 30 Urea water heating valve 31 Thawing pipe 40 Control unit

Claims (5)

尿素タンク内で凍結した尿素水をエンジン冷却水で解凍すべく、エンジン冷却水を供給するための尿素水ヒーティングバルブの診断方法において、尿素水ヒーティングバルブの開動作後のエンジン冷却水の水温の経時変化から尿素水ヒーティングバルブの故障の有無を診断することを特徴とする尿素水ヒーティングバルブの診断方法。   In the diagnosis method of the urea water heating valve for supplying the engine cooling water to thaw the urea water frozen in the urea tank with the engine cooling water, the temperature of the engine cooling water after the opening operation of the urea water heating valve A method for diagnosing a urea water heating valve, characterized by diagnosing the presence or absence of a failure of the urea water heating valve from a change with time. エンジン回転数が規定範囲内であり、かつ燃料噴射量が規定範囲内であり、この状態の継続中にエンジン冷却水の水温が上昇してきたときに、前記尿素水ヒーティングバルブを閉から開にしてエンジン冷却水による尿素水の解凍を行い、その開動作後のエンジン冷却水に温度下降があったとき正常と診断する請求項1記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法。   When the engine speed is within the specified range and the fuel injection amount is within the specified range, and the temperature of the engine cooling water rises while this state continues, the urea water heating valve is opened from the closed state. The method for diagnosing urea water heating valve according to claim 1, wherein the urea water is thawed by the engine cooling water, and the engine cooling water after the opening operation is diagnosed as normal when the temperature falls. エンジン回転数が規定範囲内であり、かつ燃料噴射量が規定範囲内であり、この状態の継続中にエンジン水温が上昇してきたときに、前記尿素水ヒーティングバルブを閉から開にしてエンジン冷却水による尿素水の解凍を行い、その開動作後のエンジン冷却水に温度下降がないとき異常と判断する請求項1記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法。   When the engine speed is within the specified range and the fuel injection amount is within the specified range, and the engine water temperature rises while this state continues, the urea water heating valve is opened from closed to cool the engine. The method for diagnosing a urea water heating valve according to claim 1, wherein the urea water heating valve is defrosted with water and is judged abnormal when there is no temperature drop in the engine coolant after the opening operation. エンジン冷却水の水温の検出は、エンジンに予め設けられている水温センサを用いて行う請求項1〜3いずれかに記載の尿素水ヒーティングバルブの診断方法。   The urea water heating valve diagnosis method according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection of the engine coolant temperature is performed using a water temperature sensor provided in advance in the engine. 尿素タンク内で凍結した尿素水をエンジン冷却水で解凍すべく、エンジン冷却水を供給するための尿素水ヒーティングバルブの診断装置において、
エンジン冷却水の温度を検出する水温センサと、
尿素水ヒーティングバルブを開閉するヒーティングバルブ制御部と、
エンジンの運転領域情報が入力されると共に水温センサからのエンジン冷却水の水温が入力され、前記運転領域情報と水温に基づいて、前記ヒーティングバルブ制御部に尿素水ヒーティングバルブの開指示を出力し、その後水温の変化から尿素水ヒーティングバルブの故障の有無を診断するヒーティングバルブ診断制御部と
を備えたことを特徴とする尿素水ヒーティングバルブの診断装置。
In the urea water heating valve diagnostic device for supplying engine cooling water to thaw the urea water frozen in the urea tank with the engine cooling water,
A water temperature sensor for detecting the temperature of the engine cooling water;
A heating valve controller for opening and closing the urea water heating valve;
The engine operating area information is input and the engine coolant temperature from the water temperature sensor is input. Based on the operating area information and the water temperature, an instruction to open the urea water heating valve is output to the heating valve controller. And a heating valve diagnosis control unit for diagnosing the presence or absence of failure of the urea water heating valve based on a change in the water temperature.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106687669A (en) * 2014-08-08 2017-05-17 五十铃自动车株式会社 System and method for managing temperature of urea solution
CN108278144A (en) * 2018-03-06 2018-07-13 中国第汽车股份有限公司 Ammonia spraying system and its control method
CN108518265A (en) * 2018-03-29 2018-09-11 潍柴动力股份有限公司 Judge the system and method and automobile of Urea solenoid valve mechanical failure
CN114483267A (en) * 2022-02-23 2022-05-13 一汽解放汽车有限公司 Supply device and control method for SCR (selective catalytic reduction) dual-injection urea for vehicle
CN114607494A (en) * 2022-03-04 2022-06-10 潍柴动力股份有限公司 Method and device for monitoring faults of heating electromagnetic valve of urea box
CN114645770A (en) * 2021-05-25 2022-06-21 长城汽车股份有限公司 Protection control method and device for urea nozzle, electronic equipment and vehicle

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106687669A (en) * 2014-08-08 2017-05-17 五十铃自动车株式会社 System and method for managing temperature of urea solution
US10294845B2 (en) 2014-08-08 2019-05-21 Isuzu Motors Limited System and method for managing temperature of urea solution
CN108278144A (en) * 2018-03-06 2018-07-13 中国第汽车股份有限公司 Ammonia spraying system and its control method
CN108278144B (en) * 2018-03-06 2023-08-25 中国第一汽车股份有限公司 Ammonia gas injection system and control method thereof
CN108518265A (en) * 2018-03-29 2018-09-11 潍柴动力股份有限公司 Judge the system and method and automobile of Urea solenoid valve mechanical failure
CN114645770A (en) * 2021-05-25 2022-06-21 长城汽车股份有限公司 Protection control method and device for urea nozzle, electronic equipment and vehicle
CN114645770B (en) * 2021-05-25 2023-03-03 长城汽车股份有限公司 Protection control method and device for urea nozzle, electronic equipment and vehicle
CN114483267A (en) * 2022-02-23 2022-05-13 一汽解放汽车有限公司 Supply device and control method for SCR (selective catalytic reduction) dual-injection urea for vehicle
CN114483267B (en) * 2022-02-23 2023-03-10 一汽解放汽车有限公司 Supply device and control method for SCR (selective catalytic reduction) dual-injection urea for vehicle
CN114607494A (en) * 2022-03-04 2022-06-10 潍柴动力股份有限公司 Method and device for monitoring faults of heating electromagnetic valve of urea box

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