JP2016205322A - Inspection method of sensor with heater - Google Patents

Inspection method of sensor with heater Download PDF

Info

Publication number
JP2016205322A
JP2016205322A JP2015090696A JP2015090696A JP2016205322A JP 2016205322 A JP2016205322 A JP 2016205322A JP 2015090696 A JP2015090696 A JP 2015090696A JP 2015090696 A JP2015090696 A JP 2015090696A JP 2016205322 A JP2016205322 A JP 2016205322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
heater
energization
nox
detection value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015090696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6416689B2 (en
Inventor
中村 好孝
Yoshitaka Nakamura
好孝 中村
怜 遠藤
Satoshi Endo
怜 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2015090696A priority Critical patent/JP6416689B2/en
Publication of JP2016205322A publication Critical patent/JP2016205322A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6416689B2 publication Critical patent/JP6416689B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method of a sensor with a heater which can suppress the generation of an element crack at the inspection of the sensor.SOLUTION: A control device 80 stores a detection value of a NOx sensor 150 when a sensor element is in an activated state by activation energization in an engine stop state to a storage device. Then, after storing the detection value of the NOx sensor 150, electricity-carrying to the heater 150a arranged at the NOx sensor 150 is stopped for a prescribed period of time, and the sensor element is cooled. Next, after the completion of the cooling of the sensor element, the detection value which is stored in the storage device is displayed on a diagnosis tool 500. Then, the presence or absence of an abnormality of the NOx sensor 150 is determined by a maintenance person on the basis of the detection value which is displayed on the diagnosis tool 500, and after the detection value is displayed on the diagnosis tool 500, an engine start by the maintenance person is permitted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ヒータ付きセンサの点検方法に関するものである。   The present invention relates to a method for inspecting a sensor with a heater.

内燃機関の排気通路には、センサ素子の早期活性化を図るためのヒータを備えたセンサが設けられている。なお、こうしたヒータ付きのセンサとしては、例えばNOxセンサや、空燃比センサ、酸素センサ、あるいはHCセンサ等がある。   A sensor provided with a heater is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for early activation of the sensor element. Examples of such a sensor with a heater include a NOx sensor, an air-fuel ratio sensor, an oxygen sensor, and an HC sensor.

ここで、排気の凝縮水がセンサ素子に付着している状態でヒータへの通電が行われてセンサ素子の温度が急上昇すると、急激な温度変化によりセンサ素子が破損する、いわゆる素子割れが起きるおそれがある。   Here, if the heater element is energized while the condensed water of the exhaust gas is attached to the sensor element and the temperature of the sensor element rises rapidly, the sensor element may be damaged by a sudden temperature change, so-called element cracking may occur. There is.

そこで、こうした素子割れを抑えるために、ヒータへの通電に際しては、まず始めに比較的低い電力を供給してセンサ素子に付着している凝縮水を蒸発させる。そして、その後、センサ素子を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力をヒータに供給する活性化通電を行うようにしている(例えば特許文献1など)。   Therefore, in order to suppress such element cracking, when energizing the heater, first, a relatively low power is supplied to evaporate the condensed water adhering to the sensor element. After that, activation energization is performed in which electric power that can raise the temperature of the sensor element to the activation temperature is supplied to the heater (for example, Patent Document 1).

特開2004−69644号公報JP 2004-69644 A

上述したセンサの異常の有無を点検する方法として、例えば、機関停止状態において活性化状態にあるセンサの検出値を表示機器に表示し、その表示された検出値が大気組成に準じた正常な範囲内の値であればセンサに異常無しと判定する。一方、正常な範囲から外れていればセンサに異常有りと判定することができる。一例として、例えばNOxセンサの場合には、機関停止状態におけるセンサの検出値が概ね10ppm未満であれば正常と判定することができる。一方、そうした正常値を超えている場合には異常と判定することができる。   As a method for checking the presence or absence of the abnormality of the sensor described above, for example, the detection value of the sensor in the activated state when the engine is stopped is displayed on the display device, and the displayed detection value is a normal range according to the atmospheric composition. If the value is within the range, it is determined that there is no abnormality in the sensor. On the other hand, if the sensor is out of the normal range, it can be determined that the sensor is abnormal. As an example, in the case of a NOx sensor, for example, it can be determined that the sensor is normal if the detected value of the sensor when the engine is stopped is generally less than 10 ppm. On the other hand, when it exceeds the normal value, it can be determined as abnormal.

ここで、活性化状態になっているセンサは温度が高くなっているため、こうした高温状態のときに機関始動が行われると、排気通路内に存在していた凝縮水が排気によって飛ばされてセンサ素子に付着し、素子割れが起きるおそれがある。   Here, since the temperature of the sensor in the activated state is high, when the engine is started at such a high temperature state, the condensed water present in the exhaust passage is blown away by the exhaust and the sensor There is a risk of adhesion to the element and element cracking.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサの点検時における素子割れの発生を抑えることのできるヒータ付きセンサの点検方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for inspecting a sensor with a heater that can suppress the occurrence of element cracking during inspection of the sensor.

上記課題を解決するヒータ付きのセンサの点検方法は、内燃機関の排気通路に設けられたヒータ付きのセンサの点検方法であって、前記センサのセンサ素子を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力を前記ヒータに供給する活性化通電の実行時よりも低い電力を前記ヒータに供給する予熱通電を行う工程と、前記予熱通電を行った後に前記活性化通電を行う工程と、前記活性化通電によって前記センサ素子が活性化状態になっているときの前記センサの検出値を記憶装置に記憶する工程と、前記センサの検出値を記憶した後、前記ヒータへの通電を所定期間停止して前記センサ素子を冷却する工程と、前記センサ素子の冷却が完了した後、前記記憶装置に記憶した検出値を表示機器に表示する工程とを、機関停止状態において順に行い、前記表示機器に表示された前記検出値に基づいて前記センサの異常の有無を判定するとともに、前記表示機器に前記検出値が表示された後に機関始動を許可する。   A method for inspecting a sensor with a heater that solves the above problem is a method for inspecting a sensor with a heater provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein the sensor element of the sensor is heated to an activation temperature. A step of performing preheating energization to supply lower power to the heater than when performing energization energization to supply the heater with possible power, a step of performing the activation energization after performing the preheating energization, and the activity Storing the detected value of the sensor when the sensor element is in an activated state by energization energization, and storing the detected value of the sensor, and then energizing the heater is stopped for a predetermined period. The process of cooling the sensor element and the process of displaying the detection value stored in the storage device on the display device after the cooling of the sensor element is completed in order in the engine stop state. Thereby determining the presence or absence of an abnormality of the sensor based on the detected values displayed on the display device, permits the engine start after the detected value is displayed on the display device.

同方法によれば、機関停止状態において、活性化通電により高温化したセンサ素子は、ヒータへの通電が所定期間停止されることによって冷却される。そして、センサ素子の冷却が完了すると、表示機器にセンサの検出値が表示されて、その表示された値に基づいてセンサの異常の有無が判定・点検される。また、表示機器にセンサの検出値が表示された後、機関始動が許可される。   According to this method, in a state where the engine is stopped, the sensor element whose temperature is increased by the energization by activation is cooled by stopping the energization to the heater for a predetermined period. When the cooling of the sensor element is completed, the detection value of the sensor is displayed on the display device, and the presence / absence of the abnormality of the sensor is determined / inspected based on the displayed value. Further, after the detection value of the sensor is displayed on the display device, the engine start is permitted.

このように機関始動が許可される前に、センサ素子を冷却する期間が設けられているため、機関始動時には、センサ素子の温度が活性化温度よりも十分に低くなっている。そのため、機関始動に伴い、排気通路内に存在していた凝縮水が排気に飛ばされてセンサ素子に付着したとしても、センサ素子の温度が低くなっているため、素子割れの発生は抑えられる。従って、センサの点検時における素子割れの発生を抑えることができるようになる。   Since the sensor element is cooled before the engine start is permitted in this manner, the temperature of the sensor element is sufficiently lower than the activation temperature when the engine is started. Therefore, even if the condensed water present in the exhaust passage is discharged to the exhaust and adheres to the sensor element as the engine is started, the sensor element is low in temperature, so that the occurrence of element cracking can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of element cracking during sensor inspection.

ヒータ付きセンサの点検方法の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。Schematic which shows the internal combustion engine to which this is applied about one Embodiment of the inspection method of a sensor with a heater, and its periphery structure. 同実施形態におけるNOxセンサの点検手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the check procedure of the NOx sensor in the embodiment. 同実施形態における強制通電処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the forced electricity supply process in the embodiment. 強制通電処理によるフラグ値の変化を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the change of the flag value by forced energization processing.

以下、ヒータ付きセンサの点検方法を車両に搭載されたディーゼルエンジン(以下、「エンジン」という)のNOxセンサに適用した一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an inspection method of a sensor with a heater is applied to a NOx sensor of a diesel engine (hereinafter referred to as “engine”) mounted on a vehicle will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、エンジン1の排気通路26には、排気中のNOxを還元浄化する触媒としての選択還元型NOx触媒(以下、SCR触媒という)41が配設されている。
また、SCR触媒41の排気上流側には、尿素水を排気に添加する尿素添加弁230が設けられている。尿素添加弁230から噴射された尿素水は、排気熱を利用した加水分解によってアンモニアに変化し、SCR触媒41に吸着される。そしてSCR触媒41に吸着されたアンモニアによりNOxが還元浄化される。
As shown in FIG. 1, a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as SCR catalyst) 41 as a catalyst for reducing and purifying NOx in exhaust gas is disposed in the exhaust passage 26 of the engine 1.
A urea addition valve 230 for adding urea water to the exhaust is provided on the exhaust upstream side of the SCR catalyst 41. The urea water injected from the urea addition valve 230 is converted into ammonia by hydrolysis utilizing exhaust heat and is adsorbed by the SCR catalyst 41. Then, NOx is reduced and purified by the ammonia adsorbed on the SCR catalyst 41.

また、SCR触媒41の排気下流側には、排気中のNOx量を検出するNOxセンサ150が設けられている。
このNOxセンサ150は、ジルコニア等を材料として焼結されたセンサ素子や、センサ素子を加熱するヒータ150aなどを有している。このヒータ150aに通電することでセンサ素子は加熱されて活性化温度に達することにより、NOxセンサ150は活性化した状態となり、排気通路26内のNOx量に応じた検出値を出力するようになる。このNOxセンサ150は、本実施形態における上記ヒータ付センサに相当する。
Further, a NOx sensor 150 for detecting the amount of NOx in the exhaust is provided on the exhaust downstream side of the SCR catalyst 41.
The NOx sensor 150 includes a sensor element sintered using zirconia or the like as a material, a heater 150a for heating the sensor element, and the like. By energizing the heater 150a, the sensor element is heated to reach the activation temperature, so that the NOx sensor 150 is activated and outputs a detection value corresponding to the amount of NOx in the exhaust passage 26. . The NOx sensor 150 corresponds to the heater-equipped sensor in the present embodiment.

エンジン1の各種制御は、制御装置80によって行われる。この制御装置80は、中央処理制御装置(CPU)、各種プログラムやマップ等を予め記憶した記憶装置、CPUの演算結果等を一時記憶する記憶装置、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、制御装置80には、車両運転者によって操作されるイグニッションスイッチ(以下、IGスイッチという)25や、各種センサが接続されている。   Various controls of the engine 1 are performed by the control device 80. The control device 80 includes a central processing control device (CPU), a storage device that stores various programs and maps in advance, a storage device that temporarily stores CPU calculation results, a timer counter, an input interface, an output interface, and the like. It is structured around a microcomputer. The control device 80 is connected to an ignition switch (hereinafter referred to as IG switch) 25 operated by a vehicle driver and various sensors.

また、制御装置80は、SCR触媒41によって行われるNOx浄化について、異常の有無を判定する異常診断を行う。
この異常診断について、制御装置80は、SCR触媒41に流入する排気中のNOx量を第1NOx量N1とし、これを機関運転状態に基づいて算出する。すなわち、エンジン1に噴射される燃料噴射量、燃料の噴射時期、機関回転速度、及び空燃比に関与する吸入空気量等に基づいてエンジン1の気筒内で発生するNOx量を算出し、その算出値を第1NOx量N1とする。また、SCR触媒41よりも下流の排気通路26に設けられたNOxセンサ150によって検出されるNOx量、つまりSCR触媒41によって浄化された排気中のNOx量を第2NOx量N2とし、次式(1)からNOx浄化率CFを算出する。
Further, the control device 80 performs an abnormality diagnosis for determining whether or not there is an abnormality in the NOx purification performed by the SCR catalyst 41.
For this abnormality diagnosis, the control device 80 sets the NOx amount in the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 41 as the first NOx amount N1, and calculates this based on the engine operating state. That is, the amount of NOx generated in the cylinder of the engine 1 is calculated based on the fuel injection amount injected into the engine 1, the fuel injection timing, the engine rotational speed, the intake air amount related to the air-fuel ratio, and the like. The value is the first NOx amount N1. Further, the NOx amount detected by the NOx sensor 150 provided in the exhaust passage 26 downstream of the SCR catalyst 41, that is, the NOx amount in the exhaust gas purified by the SCR catalyst 41 is defined as a second NOx amount N2, and the following equation (1 ) To calculate the NOx purification rate CF.


NOx浄化率CF=(第1NOx量N1−第2NOx量N2)/第1NOx量N1×100(%) ・・・(1)

そして、算出されたNOx浄化率CFが異常判定値ER以下のときには、NOx浄化に異常ありと判定する。

NOx purification rate CF = (first NOx amount N1−second NOx amount N2) / first NOx amount N1 × 100 (%) (1)

When the calculated NOx purification rate CF is equal to or less than the abnormality determination value ER, it is determined that the NOx purification is abnormal.

また、制御装置80には、エンジン1の整備者が使用する異常診断用の診断ツール500を接続するポートが設けられている。診断ツール500は、各種のセンサ値やエンジン1の診断結果などを表示する表示部500aを備えている。この表示部500aを備える診断ツール500は、上記表示機器を構成する。   In addition, the control device 80 is provided with a port for connecting a diagnostic tool 500 for abnormality diagnosis used by the engineer of the engine 1. The diagnostic tool 500 includes a display unit 500a that displays various sensor values, diagnosis results of the engine 1, and the like. The diagnostic tool 500 including the display unit 500a constitutes the display device.

ところで、制御装置80によってNOx浄化に異常ありと判定された場合、整備者はそうした異常を解消するために、NOx浄化に関係する各種機器の点検を行うのであるが、そうした点検対象となる各種機器の一つとして、NOxセンサ150が挙げられる。   By the way, when it is determined by the control device 80 that there is an abnormality in the NOx purification, the mechanic inspects various devices related to the NOx purification in order to eliminate such abnormality. One of these is the NOx sensor 150.

そこで、本実施形態では、以下のようにして、NOxセンサ150の点検を行う。
図2に、整備者が行うNOxセンサ150の点検手順を示す。なお、この点検手順の開始に際しては、予め診断ツール500を制御装置80に接続しておく。
Therefore, in the present embodiment, the NOx sensor 150 is inspected as follows.
FIG. 2 shows an inspection procedure of the NOx sensor 150 performed by the mechanic. Note that the diagnostic tool 500 is connected to the control device 80 in advance at the start of this inspection procedure.

まず、整備者は、IGスイッチ25をOFF操作してエンジン1を停止させる(S100)。
次に、整備者は、診断ツール500を操作してセンサ診断モードに設定する(S110)。
First, the mechanic turns off the IG switch 25 to stop the engine 1 (S100).
Next, the mechanic operates the diagnostic tool 500 to set the sensor diagnostic mode (S110).

次に、整備者は、IGスイッチ25をON操作して制御装置80への通電を開始する(S120)。なお、このステップS120では、IGスイッチ25の操作を通じた機関始動は行わない。つまり、エンジン1を始動させるスタータへの通電は行わない。   Next, the maintenance person turns on the IG switch 25 to start energization of the control device 80 (S120). In step S120, the engine is not started through the operation of the IG switch 25. That is, the starter for starting the engine 1 is not energized.

次に、整備者は、表示部500aにNOxセンサ150の検出値が表示されたか否かを確認する(S130)。そして、NOxセンサ150の検出値が表示されていないときには(S130:NO)、NOxセンサ150の検出値が表示されるまで、ステップS130での確認を行う。   Next, the mechanic confirms whether or not the detection value of the NOx sensor 150 is displayed on the display unit 500a (S130). When the detection value of the NOx sensor 150 is not displayed (S130: NO), the confirmation in step S130 is performed until the detection value of the NOx sensor 150 is displayed.

一方、NOxセンサ150の検出値が表示されたときには(S130:YES)、その表示された検出値に基づいてNOxセンサ150の異常の有無を判断する(S140)。このステップS140では、表示部500aに表示された検出値、すなわち機関停止状態であって排気通路26内が大気で満たされている状態でのNOxセンサ150の検出値が大気組成に準じた正常な範囲内の値であればNOxセンサ150に異常無しと判定する。一方、正常な範囲から外れていればNOxセンサ150に異常有りと判定する。一例として、例えば表示された検出値が概ね10ppm未満であれば正常と判定する。一方、表示された検出値がそうした正常値を超えている場合には異常と判定する。なお、交通量の多い通り沿いや、他のディーゼル車両が稼働している場所などでは、大気中のNOx量が10ppmを超えることがあるため、その場合には、正常と判定するための閾値を変更することが望ましい。   On the other hand, when the detected value of the NOx sensor 150 is displayed (S130: YES), the presence / absence of abnormality of the NOx sensor 150 is determined based on the displayed detected value (S140). In step S140, the detected value displayed on the display unit 500a, that is, the detected value of the NOx sensor 150 in a state where the engine is stopped and the exhaust passage 26 is filled with the atmosphere is normal according to the atmospheric composition. If the value is within the range, it is determined that the NOx sensor 150 has no abnormality. On the other hand, if it is out of the normal range, it is determined that the NOx sensor 150 is abnormal. As an example, if the displayed detection value is less than about 10 ppm, it is determined as normal. On the other hand, when the displayed detection value exceeds the normal value, it is determined as abnormal. It should be noted that the amount of NOx in the atmosphere may exceed 10 ppm along streets with heavy traffic or where other diesel vehicles are operating. It is desirable to change.

そして、整備者による機関始動が許可される(S150)。このステップS150での機関始動の許可は、表示部500aに機関始動を許可する旨の表示を行ったり、あるいは整備手順書などにおいて、表示部500aに検出値が表示されたことをもって機関始動を許可する旨の説明書きをしておくなどの方法が考えられる。   Then, the engine start by the mechanic is permitted (S150). The permission to start the engine in step S150 indicates that the engine start is permitted on the display unit 500a, or the engine start is permitted when the detected value is displayed on the display unit 500a in a maintenance procedure manual or the like. A method of writing an explanation to do so is conceivable.

そして、NOxセンサの点検を終了する。
次に、上記ステップS110の手順にて診断ツール500がセンサ診断モードに設定された後、上記ステップS120の手順にてIGスイッチ25がON操作されることにより制御装置80への通電が開始されると、制御装置80は、NOxセンサ150を活性化して検出値を出力させるためにヒータ150aの強制通電を行う。
Then, the inspection of the NOx sensor is finished.
Next, after the diagnostic tool 500 is set to the sensor diagnostic mode in the procedure in step S110, the IG switch 25 is turned on in the procedure in step S120, thereby energizing the control device 80. Then, the control device 80 forcibly energizes the heater 150a in order to activate the NOx sensor 150 and output the detected value.

以下、図3及び図4を参照して、ヒータ150aの強制通電を説明する。なお図3には強制通電処理の手順を示し、図4には強制通電処理による各種フラグ値等の変化を示す。
図3に示すように、本処理が開始されるとまず、診断ツールからのセンサ診断要求があるか否かが判定される(S200)。このステップS200の判定は、図4の時刻t1に示すように、IGスイッチ25がON操作されて制御装置80に通電が開始された直後に行われる。そして、診断ツール500が上記センサ診断モードに設定されていないときには、センサ診断要求がないと判定されて(S200:NO)、本処理は終了される。
Hereinafter, forced energization of the heater 150a will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a procedure of forced energization processing, and FIG. 4 shows changes in various flag values and the like due to the forced energization processing.
As shown in FIG. 3, when this process is started, it is first determined whether or not there is a sensor diagnosis request from the diagnostic tool (S200). The determination in step S200 is performed immediately after the IG switch 25 is turned on and energization of the control device 80 is started, as shown at time t1 in FIG. When the diagnostic tool 500 is not set to the sensor diagnostic mode, it is determined that there is no request for sensor diagnosis (S200: NO), and this process ends.

一方、上記ステップS110の手順にて診断ツール500がセンサ診断モードに設定されている場合には、診断ツールからのセンサ診断要求があると判定されて(S200:YES)、図4の時刻t1に示すように、IGスイッチ25のON操作とほぼ同時に予備通電フラグが「ON」に設定される(S210)。この予備通電フラグが「ON」に設定されると、NOxセンサ150を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力をヒータ150aに供給する活性化通電時よりも低い電力をヒータ150aに供給する予熱通電の工程が行われる。なお、この予熱通電時におけるヒータ150aの発熱量は、センサ素子に凝縮水が付着していても素子割れを起こすこと無くその凝縮水を蒸発させることが可能な熱量に調整される。   On the other hand, when the diagnostic tool 500 is set to the sensor diagnostic mode in the procedure of step S110, it is determined that there is a sensor diagnostic request from the diagnostic tool (S200: YES), and at time t1 in FIG. As shown, the pre-energization flag is set to “ON” almost simultaneously with the ON operation of the IG switch 25 (S210). When this pre-energization flag is set to “ON”, electric power that can raise the temperature of the NOx sensor 150 to the activation temperature is supplied to the heater 150a. The preheating energization process is performed. It should be noted that the amount of heat generated by the heater 150a during the preheating energization is adjusted to an amount of heat that can evaporate the condensed water without causing element cracking even if condensed water adheres to the sensor element.

次に、IGスイッチ25がON操作されてから、換言すれば予備通電フラグが「ON」に設定されてから、規定時間TP1が経過したか否かが判定される(S220)。規定時間TP1には、上記予熱通電による凝縮水の蒸発に必要な時間が予め設定されている。   Next, after the IG switch 25 is turned on, in other words, after the preliminary energization flag is set to “ON”, it is determined whether or not the specified time TP1 has elapsed (S220). The specified time TP1 is set in advance with a time required for evaporation of the condensed water by the preheating energization.

そして、IGスイッチ25がON操作されてから規定時間TP1が経過していないときには(S220:NO)、規定時間TP1が経過するまでステップS220の判定処理が繰り返し実行される。   When the specified time TP1 has not elapsed since the IG switch 25 was turned on (S220: NO), the determination process of step S220 is repeatedly executed until the specified time TP1 has elapsed.

一方、IGスイッチ25がON操作されてから規定時間TP1が経過したときには(S220:YES)、図4の時刻t2に示すように、予熱通電フラグが「OFF」に設定されて予熱通電が終了される(S230)。   On the other hand, when the specified time TP1 has elapsed since the IG switch 25 was turned on (S220: YES), as shown at time t2 in FIG. 4, the preheating energization flag is set to “OFF” and the preheating energization is terminated. (S230).

次に、予熱通電が終了すると、センサ素子には凝縮水が付着していないため、NOxセンサ150を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力をヒータ150aに供給する活性化通電を行っても、素子割れが起きるおそれはない。そこで、図4の時刻t3に示すように、活性化通電を行うために活性化通電フラグが「ON」に設定される(S240)。活性化通電フラグが「ON」に設定されると、ヒータ150aに通電可能な最大電力を供給する活性化通電の工程が行われる。なお、活性化通電を行うときの電力は、必ずしもそうした最大電力に限られるものでは無く、要は、NOxセンサ150を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力であればよい。   Next, when the preheating energization is completed, since the condensed water is not attached to the sensor element, activation energization is performed to supply the heater 150a with electric power that can raise the NOx sensor 150 to the activation temperature. However, there is no risk of element cracking. Therefore, as shown at time t3 in FIG. 4, the activation energization flag is set to “ON” in order to perform activation energization (S240). When the activation energization flag is set to “ON”, an activation energization process for supplying the maximum power that can be energized to the heater 150a is performed. Note that the power for activation energization is not necessarily limited to such maximum power, and may be any power that can raise the NOx sensor 150 to the activation temperature.

次に、素子温度安定フラグが「ON」になったか否かが判定される(S250)。この素子温度安定フラグは、NOxセンサ150のセンサ素子の温度が活性化温度以上であるときには「ON」に設定される一方、センサ素子の温度が活性化温度よりも低いときには「OFF」に設定されるフラグである。また、素子温度安定フラグは、NOxセンサ150に設けられている制御装置において設定されるフラグであり、NOxセンサ150から制御装置80に対して出力される信号値である。   Next, it is determined whether or not the element temperature stabilization flag is “ON” (S250). This element temperature stabilization flag is set to “ON” when the temperature of the sensor element of the NOx sensor 150 is equal to or higher than the activation temperature, and is set to “OFF” when the temperature of the sensor element is lower than the activation temperature. Flag. The element temperature stabilization flag is a flag set in the control device provided in the NOx sensor 150 and is a signal value output from the NOx sensor 150 to the control device 80.

そして、素子温度安定フラグが「ON」ではないときには(S250:NO)、素子温度安定フラグが「ON」になるまで、ステップS250の判定処理が繰り返し実行される。   When the element temperature stability flag is not “ON” (S250: NO), the determination process of step S250 is repeatedly executed until the element temperature stability flag is “ON”.

一方、図4の時刻t4に示すように、素子温度安定フラグが「ON」になると(S250:YES)、冷却カウンタが「0」にリセットされる(S260)。この冷却カウンタは、上述した素子温度安定フラグが「OFF」の間は、時間経過とともにその値が徐々に大きくなっていく。従って、図4に示すように、IGスイッチ25がON操作された直後は素子温度安定フラグは「OFF」であるため、IGスイッチ25がON操作された直後から素子温度安定フラグが「ON」になる直前までは、冷却カウンタの値は徐々に大きくなっていく。そして、素子温度安定フラグが「ON」になると(時刻t4)、冷却カウンタは「0」にリセットされる。   On the other hand, as shown at time t4 in FIG. 4, when the element temperature stabilization flag is “ON” (S250: YES), the cooling counter is reset to “0” (S260). The value of the cooling counter gradually increases with time while the above-described element temperature stabilization flag is “OFF”. Therefore, as shown in FIG. 4, the element temperature stabilization flag is “OFF” immediately after the IG switch 25 is turned on. Therefore, the element temperature stability flag is turned “ON” immediately after the IG switch 25 is turned on. Until just before, the value of the cooling counter gradually increases. When the element temperature stabilization flag is “ON” (time t4), the cooling counter is reset to “0”.

ここで、素子温度安定フラグが「ON」になってからある程度の時間が経過するまでは、NOxセンサ150の検出値が不安定であって信頼性が低い。
そこで、次に、素子温度安定フラグが「ON」になってから規定時間TP2が経過したか否かが判定される(S270)。規定時間TP2には、素子温度安定フラグが「ON」になってからNOxセンサ150の検出値が安定するまでに必要な時間が予め設定されている。なお、素子温度安定フラグが「ON」になった直後からNOxセンサ150の検出値が安定している場合には、ステップS270の処理を省略することができる。
Here, the detection value of the NOx sensor 150 is unstable and the reliability is low until a certain amount of time elapses after the element temperature stabilization flag is turned “ON”.
Therefore, it is next determined whether or not the specified time TP2 has elapsed since the element temperature stabilization flag was turned "ON" (S270). The specified time TP2 is set in advance with a time required until the detected value of the NOx sensor 150 is stabilized after the element temperature stabilization flag is turned “ON”. If the detected value of the NOx sensor 150 is stable immediately after the element temperature stabilization flag is set to “ON”, the process of step S270 can be omitted.

そして、素子温度安定フラグが「ON」になってから規定時間TP2が経過していないときには(S270:NO)、規定時間TP2が経過するまでステップS270の判定処理が繰り返し実行される。   Then, when the specified time TP2 has not elapsed since the element temperature stabilization flag is set to “ON” (S270: NO), the determination process of step S270 is repeatedly executed until the specified time TP2 has elapsed.

一方、素子温度安定フラグが「ON」になってから規定時間TP2が経過したときには(S270:YES)、図4の時刻t5に示すように、活性化フラグが「ON」に設定される(S280)。この活性化フラグが「ON」に設定されているときには、NOxセンサ150によるNOx量の検出が行われる。   On the other hand, when the specified time TP2 has elapsed after the element temperature stabilization flag is turned “ON” (S270: YES), the activation flag is set to “ON” as shown at time t5 in FIG. 4 (S280). ). When the activation flag is set to “ON”, the NOx amount is detected by the NOx sensor 150.

次に、活性化フラグが「ON」に設定されているときのNOxセンサ150の検出値、つまり活性化通電によってNOxセンサ150が活性化状態になっているときのNOxセンサ150の検出値を制御装置80内の記憶装置に記憶する工程が行われる(S290)。   Next, the detection value of the NOx sensor 150 when the activation flag is set to “ON”, that is, the detection value of the NOx sensor 150 when the NOx sensor 150 is activated by activation energization is controlled. A step of storing in the storage device in the device 80 is performed (S290).

こうしてNOxセンサ150の検出値が記憶されると、センサ点検用の検出値の取得が完了したため、図4の時刻t6に示すように、活性化通電フラグが「OFF」に設定されてヒータ150aの通電が停止される(S300)。このヒータ150aの通電停止によってセンサ素子を冷却する工程が行われる。   When the detection value of the NOx sensor 150 is stored in this way, since the detection value for sensor inspection is completed, the activation energization flag is set to “OFF” as shown at time t6 in FIG. Energization is stopped (S300). A process of cooling the sensor element is performed by stopping energization of the heater 150a.

次に、ヒータ150aの通電停止によるセンサ素子の温度低下によって素子温度フラグが「OFF」になったか否かが判定される(S310)。そして、素子温度フラグが「OFF」になっていないときには(S310:NO)、素子温度フラグが「OFF」になるまでステップS310の処理が繰り返し実行される。   Next, it is determined whether or not the element temperature flag is turned “OFF” due to the temperature drop of the sensor element due to the stop of energization of the heater 150a (S310). When the element temperature flag is not “OFF” (S310: NO), the process of step S310 is repeatedly executed until the element temperature flag is “OFF”.

ちなみに、ヒータ150aの通電を停止すると、センサ素子の温度は急速に低下するため、図4の時刻t6に示すように、活性化通電フラグが「OFF」に設定された時期とほぼ同じ時期に素子温度フラグも「OFF」になる。   By the way, when the energization of the heater 150a is stopped, the temperature of the sensor element rapidly decreases. Therefore, as shown at time t6 in FIG. 4, the element is activated at approximately the same time as the activation energization flag is set to “OFF”. The temperature flag is also “OFF”.

そして、素子温度フラグが「OFF」になったときには(S310:YES)、NOxセンサ150は非活性化状態となっているため、図4の時刻t6に示すように、活性化フラグは「OFF」に設定される(S320)。   When the element temperature flag is “OFF” (S310: YES), since the NOx sensor 150 is in an inactive state, the activation flag is “OFF” as shown at time t6 in FIG. (S320).

ここで、上記ステップS310において素子温度安定フラグが「OFF」であると判定されると、上記冷却カウンタの計測が再開されることにより、図4の時刻t6以降に示されるように、冷却カウンタは「0」から徐々に大きくなっていく。   Here, if it is determined in step S310 that the element temperature stability flag is “OFF”, the cooling counter restarts the measurement of the cooling counter, as shown after time t6 in FIG. It gradually increases from “0”.

次に、時間経過とともに徐々に増大する冷却カウンタが冷却判定値α以上になったか否かが判定される(S330)。この冷却判定値αとしては、活性化通電によって活性化温度以上になったセンサ素子の温度を、ヒータ150aの通電停止により、凝縮水が付着しても素子割れが起きない程度にまで低下させるのに必要な冷却期間に相当する冷却カウンタの値が予め設定されている。   Next, it is determined whether or not the cooling counter that gradually increases with time has reached the cooling determination value α (S330). As the cooling determination value α, the temperature of the sensor element that has become equal to or higher than the activation temperature due to the activation energization is reduced to such an extent that no element cracking occurs even if condensed water adheres by stopping energization of the heater 150a. The value of the cooling counter corresponding to the required cooling period is preset.

そして、冷却カウンタが冷却判定値α未満であるときには(S330:NO)、冷却カウンタが冷却判定値α以上になるまで、ステップS340の処理が繰り返し実行される。
一方、冷却カウンタが冷却判定値α以上になったときには(S330:YES)、図4の時刻t7に示すように、上記予熱通電フラグが再び「ON」に設定されることにより(S340)、活性化温度よりも温度の低下したセンサ素子の保温が行われる。なお、センサ素子の保温を行う必要が無ければ、ステップS340の処理は省略することができる。
When the cooling counter is less than the cooling determination value α (S330: NO), the process of step S340 is repeatedly executed until the cooling counter becomes equal to or higher than the cooling determination value α.
On the other hand, when the cooling counter becomes equal to or larger than the cooling determination value α (S330: YES), the preheating energization flag is set to “ON” again as shown at time t7 in FIG. The temperature of the sensor element whose temperature is lower than the activation temperature is kept. If it is not necessary to keep the sensor element warm, the process of step S340 can be omitted.

そして、図4の時刻t7に示すように、ステップS290で記憶したNOxセンサ150の検出値を診断ツール500の表示部500aに表示する工程が行われて(S350)、本処理は終了される。   Then, as shown at time t7 in FIG. 4, a step of displaying the detected value of the NOx sensor 150 stored in step S290 on the display unit 500a of the diagnostic tool 500 is performed (S350), and this process is terminated.

次に、本実施形態の作用を説明する。
機関停止状態において、ステップS240では活性化通電フラグが「ON」に設定されることにより、ヒータ150aに対して活性化通電が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the engine stop state, the activation energization flag is set to “ON” in step S240, whereby activation energization is performed on the heater 150a.

この活性化通電によって高温化したセンサ素子は、ステップS300からステップS330までの実行を通じて、ヒータ150aへの通電が冷却判定値αに相当する期間の間停止されることにより、冷却される。   The sensor element heated to high temperature by this energization is cooled by stopping the energization to the heater 150a for a period corresponding to the cooling determination value α through the execution from step S300 to step S330.

そして、センサ素子の冷却が完了すると、ステップS290においてNOxセンサ150の活性化時に記憶しておいた検出値が、ステップS350において診断ツール500に表示される。   When the cooling of the sensor element is completed, the detected value stored when the NOx sensor 150 is activated in step S290 is displayed on the diagnostic tool 500 in step S350.

また、図2のステップS140では、診断ツール500に表示された検出値に基づいてNOxセンサ150の異常の有無が判断されることによって、NOxセンサ150の点検が行われる。そして、図2のステップS150では、診断ツール500に検出値が表示された後、機関始動が許可される。   In step S140 of FIG. 2, the NOx sensor 150 is inspected by determining whether or not the NOx sensor 150 is abnormal based on the detection value displayed on the diagnostic tool 500. Then, in step S150 of FIG. 2, after the detected value is displayed on the diagnostic tool 500, the engine start is permitted.

このように機関始動が許可される前に、センサ素子を冷却する期間、すなわち冷却カウンタが冷却判定値αに達するまでヒータ150aへの通電を停止する期間が設けられているため、機関始動時には、センサ素子の温度が活性化温度よりも十分に低くなる。   Thus, before the engine start is permitted, a period for cooling the sensor element, that is, a period for stopping the energization of the heater 150a until the cooling counter reaches the cooling determination value α is provided. The temperature of the sensor element is sufficiently lower than the activation temperature.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)機関始動を許可する前にセンサ素子を冷却する期間を設けている。従って、機関始動時には、センサ素子の温度が活性化温度よりも十分に低くなっている。そのため、機関始動に伴い、排気通路26内に存在していた凝縮水が排気に飛ばされてセンサ素子に付着したとしても、センサ素子の温度が低くなっているため、素子割れの発生は抑えられる。従って、NOxセンサ150の点検時における素子割れの発生を抑えることができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) A period for cooling the sensor element is provided before permitting engine start. Therefore, when the engine is started, the temperature of the sensor element is sufficiently lower than the activation temperature. Therefore, even if the condensed water existing in the exhaust passage 26 is discharged to the exhaust and adheres to the sensor element as the engine is started, the sensor element is low in temperature, so that the occurrence of element cracking can be suppressed. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of element cracks when the NOx sensor 150 is inspected.

(2)予熱通電を行うことにより、センサ素子に付着した凝縮水を蒸発させることができる。そのため、素子割れを起こすこと無く活性化通電を行うことが可能になり、点検時にNOxセンサを早期に活性化させることができる。従って、点検時間の短縮等を図ることができる。   (2) By performing preheating energization, the condensed water adhering to the sensor element can be evaporated. Therefore, activation energization can be performed without causing element cracking, and the NOx sensor can be activated early during inspection. Accordingly, the inspection time can be shortened.

(3)センサ素子の冷却が完了してから診断ツール500に検出値を表示するとともに、診断ツール500に検出値が表示された後に機関始動を許可するようにしている。従って、整備者は、診断ツール500に検出値が表示されることにより、機関始動が許可されたことを容易に知ることができる。   (3) The detected value is displayed on the diagnostic tool 500 after the cooling of the sensor element is completed, and the engine start is permitted after the detected value is displayed on the diagnostic tool 500. Therefore, the maintenance person can easily know that the engine start is permitted by displaying the detection value on the diagnostic tool 500.

(4)排気通路26にNOxセンサ150を付けたままで、素子割れを起こすこと無くNOxセンサ150の点検を行うことができる。そのため、排気通路26からNOxセンサ150を外して点検を行う場合と比較して、サービス性や作業効率を向上させることができる。   (4) With the NOx sensor 150 attached to the exhaust passage 26, the NOx sensor 150 can be inspected without causing element cracking. Therefore, serviceability and work efficiency can be improved compared with the case where inspection is performed with the NOx sensor 150 removed from the exhaust passage 26.

(5)センサ素子の冷却期間が経過した後(図3のステップS340:YES)、予熱通電を行ってセンサ素子を保温するようにしている。従って、センサ素子への凝縮水の再付着を抑えることができる。また、センサ素子を保温するようにしているため、保温しない場合と比較して、活性化通電を行ったときには、センサ素子の温度を早期に活性化温度にまで高めることができる。   (5) After the sensor element cooling period has elapsed (step S340 in FIG. 3: YES), preheating energization is performed to keep the sensor element warm. Therefore, reattachment of condensed water to the sensor element can be suppressed. Further, since the sensor element is kept warm, the temperature of the sensor element can be raised to the activation temperature earlier when activation energization is performed as compared with the case where the temperature is not kept.

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・NOxセンサの配設位置や配設数は適宜変更することができる。
・上記実施形態におけるヒータ付きセンサはNOxセンサ150であったが、この他のヒータ付きセンサ、例えば空燃比センサや酸素センサ、あるいはHCセンサなどでもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
-The position and number of NOx sensors can be changed as appropriate.
In the above embodiment, the sensor with a heater is the NOx sensor 150, but another sensor with a heater such as an air-fuel ratio sensor, an oxygen sensor, or an HC sensor may be used.

1…エンジン、25…イグニッションスイッチ(IGスイッチ)、26…排気通路、41…選択還元型NOx触媒(SCR触媒)、80…制御装置、150…NOxセンサ、150a…ヒータ、230…尿素添加弁、500…診断ツール、500a…表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 25 ... Ignition switch (IG switch), 26 ... Exhaust passage, 41 ... Selective reduction type NOx catalyst (SCR catalyst), 80 ... Control device, 150 ... NOx sensor, 150a ... Heater, 230 ... Urea addition valve, 500: diagnostic tool, 500a: display unit.

Claims (1)

内燃機関の排気通路に設けられたヒータ付きのセンサの点検方法であって、
前記センサのセンサ素子を活性化温度にまで昇温させることが可能な電力を前記ヒータに供給する活性化通電の実行時よりも低い電力を前記ヒータに供給する予熱通電を行う工程と、
前記予熱通電を行った後に前記活性化通電を行う工程と、
前記活性化通電によって前記センサ素子が活性化状態になっているときの前記センサの検出値を記憶装置に記憶する工程と、
前記センサの検出値を記憶した後、前記ヒータへの通電を所定期間停止して前記センサ素子を冷却する工程と、
前記センサ素子の冷却が完了した後、前記記憶装置に記憶した検出値を表示機器に表示する工程とを、機関停止状態において順に行い、
前記表示機器に表示された前記検出値に基づいて前記センサの異常の有無を判定するとともに、前記表示機器に前記検出値が表示された後に機関始動を許可する
ことを特徴とするヒータ付きのセンサの点検方法。
A method for inspecting a sensor with a heater provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Performing preheating energization for supplying power to the heater at a lower power than when performing activation energization for supplying the heater with power capable of raising the sensor element of the sensor to an activation temperature;
Performing the activation energization after performing the preheating energization;
Storing the detection value of the sensor when the sensor element is in an activated state by the activation energization in a storage device;
Storing the detection value of the sensor, and cooling the sensor element by stopping energization of the heater for a predetermined period;
After the cooling of the sensor element is completed, the process of displaying the detection value stored in the storage device on a display device is sequentially performed in the engine stop state,
A sensor with a heater that determines whether or not there is an abnormality in the sensor based on the detection value displayed on the display device, and permits engine start after the detection value is displayed on the display device. Inspection method.
JP2015090696A 2015-04-27 2015-04-27 Inspection method of sensor with heater Expired - Fee Related JP6416689B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015090696A JP6416689B2 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Inspection method of sensor with heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015090696A JP6416689B2 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Inspection method of sensor with heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016205322A true JP2016205322A (en) 2016-12-08
JP6416689B2 JP6416689B2 (en) 2018-10-31

Family

ID=57489186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015090696A Expired - Fee Related JP6416689B2 (en) 2015-04-27 2015-04-27 Inspection method of sensor with heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6416689B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04116241A (en) * 1990-09-05 1992-04-16 Honda Motor Co Ltd Performance monitor of hc sensor in internal combustion engine
JPH09184443A (en) * 1995-12-28 1997-07-15 Nissan Motor Co Ltd Heater control device for air-fuel ratio sensor in downstream of catalyst
JP2003083152A (en) * 2001-09-05 2003-03-19 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio sensor
JP2007101207A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd Method and apparatus for controlling heater of air/fuel ratio sensor
JP2010145256A (en) * 2008-12-19 2010-07-01 Denso Corp Heater control device of emission gas sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04116241A (en) * 1990-09-05 1992-04-16 Honda Motor Co Ltd Performance monitor of hc sensor in internal combustion engine
JPH09184443A (en) * 1995-12-28 1997-07-15 Nissan Motor Co Ltd Heater control device for air-fuel ratio sensor in downstream of catalyst
JP2003083152A (en) * 2001-09-05 2003-03-19 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio sensor
JP2007101207A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd Method and apparatus for controlling heater of air/fuel ratio sensor
JP2010145256A (en) * 2008-12-19 2010-07-01 Denso Corp Heater control device of emission gas sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6416689B2 (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103261604B (en) Device for detecting malfunction in electrically heated catalyst
US10337435B2 (en) Heater control device for exhaust gas sensor
US11313304B2 (en) Heater energization control device
JPH05321645A (en) Exhaust emission control device
US8789359B2 (en) Exhaust gas purifying system of an internal combustion engine
EP3688290B1 (en) Method for operating a catalyst arrangement of an internal combustion engine and catalyst arrangement
KR101491353B1 (en) Device and method for controlling NOx sensor of SCR system
JP6119434B2 (en) Gas sensor control device
JP2004308494A (en) Controller of heater
JP2012172535A (en) Engine control device
JP6416689B2 (en) Inspection method of sensor with heater
JP2019116846A (en) Abnormality diagnosis system for exhaust emission control device
JP5928584B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP4151547B2 (en) Exhaust gas sensor heater control device
JP2013189865A (en) Control device for exhaust gas sensor
JP2018071363A (en) Sensor control system and sensor control method
JP2022135318A (en) Heater abnormality determination device
JP5387553B2 (en) Vehicle control device
JP5983541B2 (en) Electronic control unit
JP2014102196A (en) Gas concentration sensor and temperature increasing method thereof
JP5262856B2 (en) Gas sensor deterioration diagnosis device and gas sensor deterioration diagnosis method
US9658200B2 (en) Control method of sensor disposed in exhaust system
JP6499921B2 (en) Exhaust purification equipment
JP2022053082A (en) Nox sensor temperature raising device
JP2013002343A (en) Device for controlling heater of exhaust sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181004

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6416689

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees