JP2016188626A - Replacement time diagnosis method of dosing valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、尿素水を噴射するドージングバルブに係り、特にドージングバルブが熱害で劣化したときの交換時期を診断できるドージングバルブの交換時期診断方法に関するものである。 The present invention relates to a dosing valve for injecting urea water, and more particularly to a dosing valve replacement timing diagnosis method capable of diagnosing the replacement timing when the dosing valve has deteriorated due to heat damage.
ディーゼル排ガスに含まれるNOx(窒素酸化物)を無害化する装置の1つとして、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction;以下SCRと略記)が実用化されている。 As one device for detoxifying NOx (nitrogen oxide) contained in diesel exhaust gas, urea SCR (Selective Catalytic Reduction; hereinafter abbreviated as SCR) has been put into practical use.
SCRを用いたディーゼル排ガスの後処理装置は、ディーゼルエンジンの排気管に、DOC(酸化触媒)、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)、SCRが順に接続され、そのSCRの上流側に尿素を噴射するドージングバルブを設けて構成される。 Diesel exhaust gas aftertreatment device using SCR is a dosing that injects urea upstream of the SCR, in which the DOC (oxidation catalyst), DPF (diesel particulate filter), and SCR are connected in order to the exhaust pipe of the diesel engine. It is configured with a valve.
ディーゼルエンジンからの排気ガスは、DOC内で、排ガス中の未燃焼燃料(HC)や、一酸化炭素(CO)等が酸化された後、排ガス中のPM(パティキュレートマター)がDPFで捕集され、SCRの入口側のドージングバルブから噴射された尿素水が、排気ガスの熱で加水分解されてアンモニアとなり、そのアンモニアと排ガス中のNOxとが、SCR内の触媒(選択還元触媒)で、反応して窒素と水とに還元されて無害化される。 Exhaust gas from diesel engine is collected in DPF after unburned fuel (HC), carbon monoxide (CO), etc. in exhaust gas are oxidized in DOC, and PM (particulate matter) in exhaust gas is collected The urea water injected from the dosing valve on the inlet side of the SCR is hydrolyzed with the heat of the exhaust gas to become ammonia, and the ammonia and NOx in the exhaust gas are catalysts (selective reduction catalyst) in the SCR. It reacts and is detoxified by being reduced to nitrogen and water.
このドージングバルブで噴射する尿素水は、サプライポンプで、尿素水タンク内の尿素水を吸込み、これをドージングバルブに供給し、ドージングバルブから直接尿素水を噴射するようにしている。 The urea water injected by this dosing valve sucks urea water in the urea water tank by a supply pump, supplies it to the dosing valve, and directly injects urea water from the dosing valve.
ところでサプライポンプなどが故障したり、その他の原因でドージングバルブでの尿素噴射が停止し、これが長時間続くとドージングバルブが高温の排気ガスにさらされた状態となり、熱害により故障してしまう問題がある。 By the way, the supply pump, etc. breaks down, or urea injection at the dosing valve stops due to other reasons. If this continues for a long time, the dosing valve is exposed to high-temperature exhaust gas, and it breaks down due to heat damage. There is.
従来においては、ドージングバルブの熱害を診断することはなされておらず、ECUがドージングバルブの故障を診断できても、そのドージングバルブの交換時期まで予測することはなされていない。 Conventionally, the thermal damage of the dosing valve is not diagnosed, and even if the ECU can diagnose the failure of the dosing valve, it is not predicted until the replacement time of the dosing valve.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ドージングバルブが受ける熱害を定量的にカウントしてその熱害による劣化を評価し、ドージングバルブの交換時期を診断できるドージングバルブの交換時期診断方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, quantitatively count the thermal damage received by the dosing valve, evaluate deterioration due to the thermal damage, and diagnose the replacement timing of the dosing valve. It is to provide a method.
上記目的を達成するために本発明は、排気管内に尿素水を噴射するドージングバルブの交換時期診断方法において、排気温度を、数段階の温度範囲に分けると共にその温度範囲毎のDVオフタイマを設定し、ドージングバルブが噴射停止しているとき、その排気ガスの排気温度から前記温度範囲にあるDVオフタイマを選定して停止時間をカウントし、これら各DVオフタイマのカウント値の累積タイムを基にドージングバルブの交換時期を診断することを特徴とするドージングバルブの交換時期診断方法である。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a dosing valve replacement timing diagnostic method for injecting urea water into an exhaust pipe, the exhaust temperature is divided into several temperature ranges and a DV off timer is set for each temperature range. When the dosing valve is stopped, the DV off timer in the temperature range is selected from the exhaust temperature of the exhaust gas, the stop time is counted, and the dosing valve is based on the accumulated time of the count value of each DV off timer. This is a method for diagnosing the replacement time of a dosing valve, characterized by diagnosing the replacement time.
排気ガス温度が200℃以上のとき、その排気温度を、50〜100℃の温度範囲で数段階のDVオフタイマが設定されると共に、その各DVオフタイマでの交換時期の閾値時間が設定され、かつその閾値時間は温度範囲が高い程段階的に短く設定されるのが好ましい。 When the exhaust gas temperature is 200 ° C. or higher, several stages of DV off timers are set in the exhaust gas temperature range of 50 to 100 ° C., and the threshold time of the replacement timing in each DV off timer is set, and The threshold time is preferably set to be shorter step by step as the temperature range is higher.
前記温度範囲毎のDVオフタイマは、排気ガス流量に応じた加算値でDVの停止時間をカウントするのが好ましい。 The DV off timer for each temperature range preferably counts the DV stop time with an added value corresponding to the exhaust gas flow rate.
各DVオフタイマのカウント値の累積タイムは、エンジンコントロールユニットに記憶され、そのエンジンコントロールユニットは、情報を出力するコネクタを介してサービスツールに、前記累積タイムを表示出力させるのが好ましい。 The accumulated time of the count value of each DV off timer is preferably stored in the engine control unit, and the engine control unit preferably causes the service tool to display and output the accumulated time via a connector that outputs information.
本発明は、排気ガスの温度範囲毎のDVオフタイマを設定し、ドージングバルブが停止しているときに、その排気ガスでのDVオフタイマを選定してカウントすることでドージングバルブの熱害により劣化を診断できると共に交換時期も予測できるという優れた効果を発揮する。 In the present invention, a DV off timer is set for each exhaust gas temperature range, and when the dosing valve is stopped, the DV off timer in the exhaust gas is selected and counted, thereby causing deterioration due to thermal damage of the dosing valve. It has an excellent effect of being able to diagnose and predict the replacement time.
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1により排ガス後処理装置を説明する。 First, an exhaust gas aftertreatment device will be described with reference to FIG.
エンジン10の吸排気系には、タービン12とコンプレッサ13からなる過給機11が接続され、そのタービン12に接続された排気管14に、DOC(酸化触媒)15、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)16、SCR17が順に接続されて排ガス後処理装置18が構成される。
A turbocharger 11 including a turbine 12 and a
尿素噴射ノズルとしてのドージングバルブ20は、SCR17の上流側に設けられる。ドージングバルブ20で噴射する尿素水は、尿素水タンク22からのサプライポンプ23を介して供給され、ドージングバルブ20をデュティ制御にて開閉することでその噴射量が制御される。また図示していないがドージングバルブ20に供給された余剰の尿素水は尿素水タンク22に戻されるようになっている。
The
SCR17の上流側の排気管14には、排気温度センサ21が設けられ、SCR17の下流側の排気管14には、NOxセンサ24が設けられ、これらセンサ21、24の検出値がエンジンコントロールユニット(以下ECUという)30に入力されるようになっている。
An
ECU30は、NOxセンサ24の検出値に基づいて、ドージングバルブ20を制御して尿素噴射量を制御する。またECU30は、排気ガスの温度が200℃未満では、尿素水の加水分解が起きないため、ドージングバルブ20からの噴射を停止し、またサプライポンプ23の故障や、SCR17やNOxセンサ24の不具合があったときには、ドージングバルブ20からの噴射を停止する。
The
このドージングバルブ20を停止した場合は、ドージングバルブ20が高温の排気ガスに曝されて熱劣化を起こすことが避けられない。
When the
そこで、本発明は、このドージングバルブ20が停止しているDVオフ時間を排気温度毎に段階的に分けてカウントして熱害を診断するものである。
Therefore, in the present invention, the DV off time during which the
これを具体的に説明する。 This will be specifically described.
(1)排気温度の温度範囲毎にDV閉の累積タイマを設定
排気温度(200℃以上、250℃未満):DVオフタイマ1
排気温度(250℃以上、350℃未満):DVオフタイマ2
排気温度(350℃以上、500℃未満):DVオフタイマ3
排気温度(500℃以上):DVオフタイマ4
(2)DVオフタイマ1〜4の交換時期の閾値時間の設定
DVオフタイマ1 >1000時間
DVオフタイマ2 > 85時間
DVオフタイマ3 > 1時間
DVオフタイマ4 > 0.1時間
として、各閾値時間を設定する。
(1) Set a cumulative timer for closing the DV for each temperature range of the exhaust temperature.
Exhaust temperature (250 ° C or higher and lower than 350 ° C): DV off
Exhaust temperature (350 ° C or higher, lower than 500 ° C): DV off timer 3
Exhaust temperature (over 500 ° C): DV off timer 4
(2) Setting of threshold time for replacement timing of DV off
上記(1)、(2)は、排気ガスの温度に基づくカウントであるが、排気温度に排気流量を加味したDVオフタイマとすることもできる。 The above (1) and (2) are counts based on the temperature of the exhaust gas, but a DV off timer in which the exhaust gas flow rate is added to the exhaust gas temperature can also be used.
(3)排気温度の温度範囲毎に、流量を加味したDV閉の累積タイマを設定
排気温度(200℃以上)と排気流量を加味した加算値:DVオフタイマ1a
排気温度(250℃以上)と排気流量を加味した加算値:DVオフタイマ2a
排気温度(300℃以上)と排気流量を加味した加算値:DVオフタイマ3a
排気温度(400℃以上)と排気流量を加味した加算値:DVオフタイマ4a
(4)DVオフタイマ1a〜4aの交換時期の閾値時間の設定は、DVオフタイマ1a〜4aの各カウント値に流量に応じた係数を加算して各閾値時間を設定する。
(3) For each exhaust gas temperature range, set a DV closed cumulative timer that takes into account the flow rate. Addition value taking into account the exhaust temperature (over 200 ° C) and the exhaust flow rate: DV off timer 1a
Addition value considering exhaust temperature (250 ° C or higher) and exhaust flow rate: DV off timer 2a
Addition value considering exhaust temperature (300 ° C or higher) and exhaust flow rate: DV off timer 3a
Addition value considering exhaust temperature (over 400 ° C) and exhaust flow rate: DV off timer 4a
(4) The threshold time for the replacement time of the DV off timers 1a to 4a is set by adding a coefficient corresponding to the flow rate to each count value of the DV off timers 1a to 4a.
排気温度の範囲の設定は50〜100℃の範囲で段階的に任意に設定することができる。また排気温度に排気流量を加味する際には、排気ガスの持つ熱容量をDVオフタイマ1a〜4aがカウントするのと等価となり、ドージングバルブ20が受ける熱量をより正確に求めることができる。
The exhaust temperature range can be arbitrarily set stepwise within a range of 50 to 100 ° C. Further, when the exhaust flow rate is added to the exhaust temperature, it is equivalent to the DV off timers 1a to 4a counting the heat capacity of the exhaust gas, and the amount of heat received by the
図2は、ドージングバルブ20(以下DVと略す)のDVオフとオンにおける各DVオフタイマ1〜4によりカウントされる累積時間のチャートを示したものである。
FIG. 2 shows a chart of accumulated times counted by the respective DV off
先ず、DVが新規なものとしてタイムクリアで、時間t0で累積時間を0とし、時間t1で異常によるSCRの停止があり、DV出力が0(尿素噴射無し)となったとき、時間t1〜時間t2までは、上記の各排気温度の領域外(200℃未満)のときには、DVオフタイマ1〜4はカウントせずにおき、時間t2から時間t3まで、排気温度が上記の温度範囲に入ったときに、その領域内に該当するDVオフタイマを選択して停止時間をカウントし、排気ガス温度が時間t3〜時間t4まで、領域外のときにはカウントを行わず、時間t4〜時間t5まで、領域内のときにはDVオフタイマ1〜4のいずれかでカウントを行う。
First, when the DV is new, the time is cleared, the accumulated time is 0 at time t0, the SCR is stopped due to an abnormality at time t1, and the DV output becomes 0 (no urea injection), time t1 to time Until t2, when the exhaust temperature is outside the above-mentioned exhaust temperature range (less than 200 ° C.), the DV off
その後、時間t5で異常が復帰してSCRが稼働したとき、DV出力が0以上のときは、領域内であってもいずれのDVオフタイマ1〜4でもカウントせず、時間t6で、異常によるSCRの停止があり、DV出力が0となったとき、領域内のいずれかのDVオフタイマ1〜4を選定してカウントを行い、時間t7で、累積カウント値が、DV交換閾値に達したときにDV交換とする。
After that, when the abnormality is recovered at time t5 and the SCR is activated, when the DV output is 0 or more, any DV off
この各DVオフタイマ1〜4によりカウントされる累積時間のチャートは、ECU30に記憶される。
The cumulative time chart counted by each of the DV off
そこで車両の点検や修理の際に、ECU30につながり情報を出力するコネクタ31に、サービスツール33のコネクタ32を接続し、ECU30に記憶された累積タイムチャートを表示出力させることで、DVの熱劣化を見てその交換時期を診断することができる。
Therefore, when the vehicle is inspected or repaired, the
以上説明したように、本発明は排気ガスの温度範囲毎のDVオフタイマを設定し、ドージングバルブが停止しているときに、その排気ガスでのDVオフタイマを選定してカウントすることでドージングバルブの熱害により劣化を診断できると共に交換時期も予測できる。 As described above, the present invention sets a DV off timer for each exhaust gas temperature range, and when the dosing valve is stopped, selects and counts the DV off timer for the exhaust gas, thereby counting the dosing valve. Deterioration can be diagnosed by heat damage and the replacement time can be predicted.
10 エンジン
14 排気管
17 SCR
20 ドージングバルブ
21 排気温度センサ
23 サプライポンプ
30 エンジンコントロールユニット
10
20
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---|---|---|---|---|
WO2020032155A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | いすゞ自動車株式会社 | Exchange determination device |
-
2015
- 2015-03-30 JP JP2015069633A patent/JP2016188626A/en active Pending
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WO2020032155A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | いすゞ自動車株式会社 | Exchange determination device |
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