JP2017214885A - Diagnostic device and diagnostic method - Google Patents

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勝士 長田
Katsushi Osada
勝士 長田
悠貴 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively make a failure diagnosis of an oxidation catalyst and an exhaust pipe injector.SOLUTION: In a diagnostic device for an exhaust emission control system, an exhaust pipe injector 20 and an oxidation catalyst 31 are disposed in this order from the upstream side in an exhaust passage 13 of an engine 10. The diagnostic device includes: a temperature sensor 40 for acquiring a catalyst temperature of the oxidation catalyst 31; and a failure determination section 130 for stopping exhaust pipe injection and starting post injection if the catalyst temperature does not reach a predetermined threshold temperature after the exhaust pipe injection is performed by the exhaust pipe injector 20, and determining failure of at least either one of the oxidation catalyst 31 or the exhaust pipe injector 20, on the basis of whether or not the catalyst temperature reaches the predetermined threshold temperature after the post injection is performed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、診断装置及び、診断方法に関し、特に、排気浄化システムの診断に関する。   The present invention relates to a diagnostic apparatus and a diagnostic method, and more particularly, to a diagnosis of an exhaust purification system.

従来、この種の排気浄化システムとして、エンジンの排気通路に排気上流側から順に、HC・CO酸化能を有する酸化触媒及び、排気中の粒子状物質(以下、PM)を捕集するパティキュレイト・フィルタ(以下、フィルタ)を備えたものが知られている。フィルタのPM捕集能力には限界がある。このため、フィルタのPM堆積量が所定量に達した場合には、フィルタからPMを燃焼除去する所謂フィルタ再生を行う必要がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as this type of exhaust purification system, an oxidation catalyst having HC / CO oxidation ability and particulate matter in the exhaust (hereinafter referred to as PM) are collected in the exhaust passage of the engine in order from the exhaust upstream side. -A thing provided with a filter (henceforth a filter) is known. There is a limit to the PM collection capacity of the filter. For this reason, when the PM accumulation amount of the filter reaches a predetermined amount, it is necessary to perform so-called filter regeneration in which PM is burned and removed from the filter (see, for example, Patent Document 1).

特開2012−072666号公報JP 2012-072666 A

一般的に、フィルタ再生は、ポスト噴射や排気管噴射によって酸化触媒に未燃燃焼を供給し、排気温度をPM燃焼温度まで上昇させることで行われる。この際、酸化触媒の機能失陥や排気管インジェクタの目詰まり等、故障が生じていると、排気温度をPM燃焼温度まで上昇させることができず、フィルタ再生不良を引き起こす課題がある。このため、酸化触媒や排気管インジェクタの故障を何らかの手法で取得し、運転者に適宜知らせる要請がある。   Generally, filter regeneration is performed by supplying unburned combustion to the oxidation catalyst by post injection or exhaust pipe injection and raising the exhaust temperature to the PM combustion temperature. At this time, if a failure such as a malfunction of the oxidation catalyst or clogging of the exhaust pipe injector occurs, the exhaust temperature cannot be raised to the PM combustion temperature, which causes a problem of defective filter regeneration. For this reason, there is a request to acquire the failure of the oxidation catalyst and the exhaust pipe injector by some method and notify the driver accordingly.

開示の技術は、酸化触媒及び排気管インジェクタの故障診断を効果的に行うことを目的とする。   It is an object of the disclosed technique to effectively perform failure diagnosis of an oxidation catalyst and an exhaust pipe injector.

開示の技術は、エンジンの排気通路に上流側から順に排気管インジェクタ及び酸化触媒を配置した排気浄化システムの診断装置であって、前記酸化触媒の触媒温度を取得する温度取得手段と、前記排気管インジェクタに排気管噴射を開始させた後、前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達しない場合は前記排気管噴射を停止させると共に、前記エンジンの筒内インジェクタにポスト噴射を開始させ、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達するか否かに基づいて、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの少なくとも一方の故障を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。   The disclosed technology is a diagnostic apparatus for an exhaust purification system in which an exhaust pipe injector and an oxidation catalyst are arranged in order from an upstream side in an exhaust passage of an engine, the temperature acquisition means for acquiring the catalyst temperature of the oxidation catalyst, and the exhaust pipe After the injector starts the exhaust pipe injection, if the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means does not reach a predetermined threshold temperature, the exhaust pipe injection is stopped and the post-injection to the in-cylinder injector of the engine And determining whether at least one of the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector has failed based on whether or not the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means after the post injection reaches a predetermined threshold temperature Means.

前記判定手段は、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達しない場合は、前記酸化触媒を故障と判定してもよい。   The determination means may determine that the oxidation catalyst is in failure when the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means after the post injection does not reach a predetermined threshold temperature.

前記判定手段は、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達した場合は、前記排気インジェクタを故障と判定してもよい。   The determination means may determine that the exhaust injector is in failure when the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means after the post injection reaches a predetermined threshold temperature.

前記排気浄化システムは、前記酸化触媒よりも下流側の前記排気通路に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含み、前記判定手段は、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生時に故障判定を実施し、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの何れかを故障と判定した場合はフィルタ再生を中止させることが好ましい。   The exhaust purification system includes a filter that collects particulate matter in the exhaust in the exhaust passage downstream of the oxidation catalyst, and the determination unit is a filter that burns and removes the particulate matter deposited on the filter. It is preferable to perform failure determination during regeneration and stop filter regeneration when it is determined that either the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector has failed.

開示の技術は、エンジンの排気通路に上流側から順に排気管インジェクタ及び酸化触媒を配置した排気浄化システムの診断方法であって、前記排気管インジェクタに排気管噴射を開始させた後、前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達しない場合は前記排気管噴射を停止させると共に、前記エンジンの筒内インジェクタにポスト噴射を開始させ、前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達するか否かに基づいて、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの少なくとも一方の故障を判定することを特徴とする。   The disclosed technique is a diagnostic method for an exhaust purification system in which an exhaust pipe injector and an oxidation catalyst are arranged in order from an upstream side in an exhaust passage of an engine, and after the exhaust pipe injection is started in the exhaust pipe injector, the oxidation catalyst When the temperature of the exhaust gas does not reach a predetermined threshold temperature, the exhaust pipe injection is stopped and the in-cylinder injector of the engine is started to perform post injection, and the temperature of the oxidation catalyst reaches the predetermined threshold temperature after the post injection. Based on whether or not, a failure of at least one of the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector is determined.

前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達しない場合は、前記酸化触媒を故障と判定してもよい。   If the temperature of the oxidation catalyst does not reach a predetermined threshold temperature after the post injection, the oxidation catalyst may be determined as a failure.

前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達した場合は、前記排気インジェクタを故障と判定してもよい。   If the temperature of the oxidation catalyst reaches a predetermined threshold temperature after the post injection, the exhaust injector may be determined to be faulty.

開示のシステムによれば、酸化触媒及び排気管インジェクタの故障診断を効果的に行うことができる。   According to the disclosed system, failure diagnosis of the oxidation catalyst and the exhaust pipe injector can be performed effectively.

本発明の一実施形態に係る診断装置が適用された排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram showing an exhaust purification system to which a diagnostic device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係る故障判定処理を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining the failure judgment processing concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る故障判定処理を説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining the failure determination process which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る診断装置及び、診断方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, based on an accompanying drawing, a diagnostic device and a diagnostic method concerning one embodiment of the present invention are explained. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1に示すように、ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の各気筒には、筒内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタ11がそれぞれ設けられている。これら筒内インジェクタ11の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット(以下、ECUという)100から入力される指示信号に応じてコントロールされる。   As shown in FIG. 1, each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 is provided with an in-cylinder injector 11 that directly injects fuel into the cylinder. The fuel injection amount and fuel injection timing of these in-cylinder injectors 11 are controlled according to an instruction signal input from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 100.

エンジン10の排気マニホールド12には、排気を導出する排気通路13が接続されている。排気通路13には、排気上流側から順に排気管インジェクタ20、排気後処理装置30等が設けられている。   An exhaust passage 13 for leading the exhaust is connected to the exhaust manifold 12 of the engine 10. In the exhaust passage 13, an exhaust pipe injector 20, an exhaust aftertreatment device 30 and the like are provided in order from the exhaust upstream side.

排気後処理装置30は、ケース30A内に排気上流側から順に酸化触媒31及び、フィルタ32を配置して構成されている。また、酸化触媒31の直下流(出口部)には温度センサ40が設けられ、フィルタ32の前後には差圧センサ41が設けられている。   The exhaust aftertreatment device 30 is configured by arranging an oxidation catalyst 31 and a filter 32 in order from the exhaust upstream side in a case 30A. Further, a temperature sensor 40 is provided immediately downstream (outlet portion) of the oxidation catalyst 31, and a differential pressure sensor 41 is provided before and after the filter 32.

酸化触媒31は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。酸化触媒31は、筒内インジェクタ11のポスト噴射や排気管インジェクタ20の排気管噴射によって未燃燃料(HC)が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。   The oxidation catalyst 31 is formed, for example, by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure. When the unburned fuel (HC) is supplied by the post-injection of the in-cylinder injector 11 or the exhaust pipe injection of the exhaust pipe injector 20, the oxidation catalyst 31 oxidizes this and raises the exhaust temperature.

フィルタ32は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ32は、排気中のPMを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積量が所定の上限閾値に達すると、これを燃焼除去するフィルタ再生が実施される。   The filter 32 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by porous partition walls along the flow direction of the exhaust gas and alternately plugging the upstream side and the downstream side of these cells. . The filter 32 collects PM in the exhaust gas in the pores and surfaces of the partition walls, and when the PM accumulation amount reaches a predetermined upper limit threshold, the filter regeneration is performed to remove the PM.

ECU100は、エンジン10の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。これら各種制御を行うため、ECU100には、各種センサ類のセンサ値が入力される。また、ECU100は、触媒昇温制御部110と、フィルタ再生制御部120と、故障判定部130とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU100に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   The ECU 100 performs various controls of the engine 10 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, sensor values of various sensors are input to the ECU 100. The ECU 100 also includes a catalyst temperature increase control unit 110, a filter regeneration control unit 120, and a failure determination unit 130 as some functional elements. Each of these functional elements will be described as being included in the ECU 100 that is an integral piece of hardware, but any one of these may be provided in separate hardware.

触媒昇温制御部110は、フィルタ再生開始時やエンジン10の冷間始動時等、酸化触媒31の温度が所定の活性温度(例えば、約200℃)よりも低い場合に、触媒温度を活性温度まで上昇させる触媒昇温制御を実施する。より具体的には、触媒昇温制御部110は、排気温度センサ40で検出される触媒出口温度が活性温度未満であれば、吸気絞りや筒内インジェクタ11にアーリー・ポスト噴射(アフタ噴射に近いタイミングで行う噴射)を実行させ、エンジン10の燃焼温度を上昇させることで、酸化触媒31を活性温度域まで昇温する。触媒昇温制御は、触媒出口温度が活性温度に達すると終了される。   The catalyst temperature increase control unit 110 sets the catalyst temperature to the activation temperature when the temperature of the oxidation catalyst 31 is lower than a predetermined activation temperature (for example, about 200 ° C.) such as when the filter regeneration is started or when the engine 10 is cold started. The temperature rise control of the catalyst is increased to More specifically, if the catalyst outlet temperature detected by the exhaust temperature sensor 40 is lower than the activation temperature, the catalyst temperature increase control unit 110 applies early post injection (close to after injection) to the intake throttle or in-cylinder injector 11. The injection is performed at the timing), and the combustion temperature of the engine 10 is increased to raise the temperature of the oxidation catalyst 31 to the activation temperature range. The catalyst temperature increase control is terminated when the catalyst outlet temperature reaches the activation temperature.

フィルタ再生制御部120は、差圧センサ41で検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ32のPM堆積量を推定すると共に、PM堆積量が所定の上限閾値に達すると、フィルタ32に堆積したPMを燃焼除去させるフィルタ再生制御を実施する。より具体的には、フィルタ再生制御部120は、PM堆積量が所定の上限閾値に達すると、排気管インジェクタ20に排気管噴射を開始させて酸化触媒31に未燃燃料を供給し、フィルタ32に流入する排気温度をPM燃焼温度(例えば、約600℃)まで上昇させる。フィルタ再生制御は、PM堆積量が所定の下限閾値まで低下すると終了される。本実施形態において、フィルタ再生制御は「自動再生」及び、「手動再生」を実施できるように構成されている。自動再生とは、PM堆積量が上限閾値に達した場合に運転者の操作に関係なく自動的に開始される再生をいう。手動再生とは、PM堆積量が上限閾値に達した場合に運転者にフィルタ再生が必要な旨を警告し、運転者が車両を停車させて操作ボタン(不図示)をON操作することにより開始される再生をいう。   The filter regeneration control unit 120 estimates the PM accumulation amount of the filter 32 from the differential pressure across the filter detected by the differential pressure sensor 41. When the PM accumulation amount reaches a predetermined upper limit threshold, the PM accumulated on the filter 32 is estimated. Implement filter regeneration control to remove combustion. More specifically, when the PM accumulation amount reaches a predetermined upper limit threshold, the filter regeneration control unit 120 causes the exhaust pipe injector 20 to start exhaust pipe injection, supplies unburned fuel to the oxidation catalyst 31, and the filter 32. The exhaust temperature flowing into the engine is raised to the PM combustion temperature (for example, about 600 ° C.). The filter regeneration control is terminated when the PM accumulation amount decreases to a predetermined lower threshold. In this embodiment, the filter regeneration control is configured so that “automatic regeneration” and “manual regeneration” can be performed. Automatic regeneration refers to regeneration that starts automatically regardless of the operation of the driver when the PM accumulation amount reaches the upper threshold. Manual regeneration warns the driver that filter regeneration is necessary when the PM accumulation amount reaches the upper threshold, and starts when the driver stops the vehicle and turns on an operation button (not shown). Refers to playback.

故障判定部130は、排気管インジェクタ20の目詰まりや酸化触媒31の機能失陥等、排気管インジャクタ20及び酸化触媒31の故障診断を実施する。故障判定部130によって取得された診断結果は、運転室内に設けられた表示装置140、或は、図示しないスピーカ等に出力されて運転者に通知される。以下、故障判定処理の詳細を図2に基づいて説明する。   The failure determination unit 130 performs failure diagnosis of the exhaust pipe injector 20 and the oxidation catalyst 31 such as clogging of the exhaust pipe injector 20 and malfunction of the oxidation catalyst 31. The diagnosis result acquired by the failure determination unit 130 is output to a display device 140 provided in the cab or a speaker (not shown) to notify the driver. Details of the failure determination process will be described below with reference to FIG.

故障判定部130は、まず、触媒昇温制御によって酸化触媒31の温度が所定の第1閾値温度(例えば、酸化触媒31の活性温度)に達すると、排気管インジェクタ20に排気管噴射を開始させる(図2(A),(B)の時刻t1参照)。排気管噴射の開始から所定時間ΔTが経過するよりも前に、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が所定の第2閾値温度(例えば、PM燃焼温度)に達した場合(図2(A)の時刻t2参照)、故障判定部130は酸化触媒31及び排気管インジェクタ20の両方を正常と判定する。所定時間ΔTは、例えば、酸化触媒31が酸化反応によって排気温度をPM燃焼温度まで上昇させるのに十分な時間を基準に設定すればよい。   The failure determination unit 130 first causes the exhaust pipe injector 20 to start exhaust pipe injection when the temperature of the oxidation catalyst 31 reaches a predetermined first threshold temperature (for example, the activation temperature of the oxidation catalyst 31) by the catalyst temperature increase control. (See time t1 in FIGS. 2A and 2B). When the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 reaches a predetermined second threshold temperature (for example, PM combustion temperature) before a predetermined time ΔT has elapsed from the start of exhaust pipe injection (FIG. 2A )), The failure determination unit 130 determines that both the oxidation catalyst 31 and the exhaust pipe injector 20 are normal. The predetermined time ΔT may be set, for example, based on a time sufficient for the oxidation catalyst 31 to raise the exhaust gas temperature to the PM combustion temperature by the oxidation reaction.

一方、図2(B)の時刻t2に示すように、排気管噴射の開始から所定時間ΔTが経過しても、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が第2閾値温度に達しない場合、故障判定部130は、排気管噴射を停止させ、筒内インジェクタ11によるレイト・ポスト噴射(排気バルブ開弁時に行う噴射)を開始させる。レイト・ポスト噴射の開始から所定時間ΔTが経過するよりも前に、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が第2閾値温度に達した場合(図2(B)の時刻t3参照)は、酸化触媒31のHC酸化能が正常に機能しており、排気管インジェクタ20に目詰まり等の故障が発生していると考えられる。この場合、故障判定部130は、酸化触媒31を正常、排気管インジェクタ20を故障と判定する。   On the other hand, as shown at time t2 in FIG. 2B, when the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 does not reach the second threshold temperature even when the predetermined time ΔT has elapsed since the start of exhaust pipe injection, The failure determination unit 130 stops the exhaust pipe injection and starts late post injection (injection performed when the exhaust valve is opened) by the in-cylinder injector 11. When the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 reaches the second threshold temperature before the predetermined time ΔT has elapsed from the start of the late post injection (see time t3 in FIG. 2B), It is considered that the HC oxidizing ability of the oxidation catalyst 31 is functioning normally, and the exhaust pipe injector 20 has a failure such as clogging. In this case, failure determination unit 130 determines that oxidation catalyst 31 is normal and exhaust pipe injector 20 is defective.

一方、図2(B)中に破線で示すように、レイト・ポスト噴射の開始から所定時間ΔTが経過しても、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が第2閾値温度に達しない場合は、酸化触媒31のHC酸化能が正常に機能していないと考えられる。この場合、故障判定部130は、酸化触媒31を故障と判定する。   On the other hand, as indicated by a broken line in FIG. 2B, the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 does not reach the second threshold temperature even after a predetermined time ΔT has elapsed since the start of late post injection. It is considered that the HC oxidation ability of the oxidation catalyst 31 is not functioning normally. In this case, the failure determination unit 130 determines that the oxidation catalyst 31 is a failure.

以上詳述した本実施形態の故障判定処理は、好ましくは、フィルタ32の「手動再生」と並行して実施される。以下、手動再生と並行して行われる故障判定処理の詳細を図3のフローに基づいて説明する。   The failure determination process of the present embodiment described in detail above is preferably performed in parallel with “manual regeneration” of the filter 32. Hereinafter, details of the failure determination process performed in parallel with the manual regeneration will be described based on the flow of FIG.

ステップS100では、差圧センサ41のセンサ値から推定されるフィルタ32のPM堆積量が所定の上限閾値に達しているか否かが判定される。肯定の場合はステップS110に進み、否定の場合はリターンされる。   In step S100, it is determined whether or not the PM accumulation amount of the filter 32 estimated from the sensor value of the differential pressure sensor 41 has reached a predetermined upper limit threshold value. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S110. If the determination is negative, the process returns.

ステップS110では、運転者により手動再生ボタンがON操作されたか否かが判定される。肯定の場合はステップS120に進み、否定の場合はリターンされる。   In step S110, it is determined whether or not the manual regeneration button has been turned ON by the driver. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S120. If the determination is negative, the process returns.

ステップS120では、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が、所定の第1閾値温度(活性温度)に達しているか否かが判定される。否定の場合はステップS130に進んで触媒昇温制御が実行される。肯定の場合は、ステップS130をスキップしてステップS140に進む。   In step S120, it is determined whether or not the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 has reached a predetermined first threshold temperature (activation temperature). In negative, it progresses to step S130 and catalyst temperature rising control is performed. If affirmative, step S130 is skipped and the process proceeds to step S140.

ステップS140では、故障判定を実施すべく、排気管インジェクタ20の排気管噴射が開始される。ステップS150では、排気管噴射の開始から所定時間ΔTが経過したか否かが判定される。肯定の場合はステップS160に進む。   In step S140, exhaust pipe injection of the exhaust pipe injector 20 is started to perform failure determination. In step S150, it is determined whether or not a predetermined time ΔT has elapsed since the start of exhaust pipe injection. If affirmative, the process proceeds to step S160.

ステップS160では、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が、所定の第2閾値温度(PM燃焼温度)に達しているか否かが判定される。肯定の場合はステップS200に進み、酸化触媒31及び排気管インジェクタ20の両方を正常と判定し、ステップS210にてフィルタ再生制御を継続させる。ステップS220にてPM堆積量が所定の下限閾値まで低下すると、その後、本制御は終了される。   In step S160, it is determined whether or not the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 has reached a predetermined second threshold temperature (PM combustion temperature). If the determination is affirmative, the process proceeds to step S200, where it is determined that both the oxidation catalyst 31 and the exhaust pipe injector 20 are normal, and the filter regeneration control is continued in step S210. When the PM accumulation amount decreases to a predetermined lower limit threshold value in step S220, the present control is thereafter terminated.

一方、ステップS160にて否定の場合、この時点では、排気温度が上昇しない理由を酸化触媒31の機能失陥等によるものか、或は、排気管インジェクタ20の目詰まり等よるものか切り分けることができない。この場合は、ステップS170に進み、排気管噴射を停止させると共に、筒内インジェクタ11によるレイト・ポスト噴射が開始される。さらに、ステップS180では、レイト・ポスト噴射の開始から所定時間ΔTが経過したか否かが判定される。ステップS180にて肯定の場合はステップS190に進み、温度センサ40によって検出される触媒出口温度が、所定の第2閾値温度(PM燃焼温度)に達しているか否かが判定される。   On the other hand, in the case of negative in step S160, at this time, the reason why the exhaust temperature does not rise can be determined as a result of a malfunction of the oxidation catalyst 31 or due to clogging of the exhaust pipe injector 20 or the like. Can not. In this case, the process proceeds to step S170, the exhaust pipe injection is stopped, and the late post injection by the in-cylinder injector 11 is started. Further, in step S180, it is determined whether or not a predetermined time ΔT has elapsed since the start of late post injection. If the determination in step S180 is affirmative, the process proceeds to step S190, and it is determined whether or not the catalyst outlet temperature detected by the temperature sensor 40 has reached a predetermined second threshold temperature (PM combustion temperature).

ステップS190にて肯定の場合、前述のステップS140〜160の処理にて排気温度が上昇しなかった原因は、排気管インジェクタ20の目詰まり等によって酸化触媒31に未燃燃料が供給されていなかったためと考えられる。この場合は、ステップS300に進み、酸化触媒31を正常且つ、排気管インジェクタ20を故障と判定し、さらに、ステップS310にてフィルタ再生制御を中止する。ステップS320では診断結果を運転者に通知(表示/警報)して、その後、本制御は終了される。なお、排気管インジェクタ20は故障しているが、酸化触媒31は正常なため、ステップS310にて、フィルタ再生制御を中止することなく、筒内インジェクタ11のレイト・ポスト噴射を主としたフィルタ再生制御を継続させてもよい。   If the determination in step S190 is affirmative, the reason why the exhaust temperature has not increased in the processing in steps S140 to 160 described above is that unburned fuel has not been supplied to the oxidation catalyst 31 due to clogging of the exhaust pipe injector 20, or the like. it is conceivable that. In this case, the process proceeds to step S300, where it is determined that the oxidation catalyst 31 is normal and the exhaust pipe injector 20 is out of order, and the filter regeneration control is stopped in step S310. In step S320, the driver is notified (displayed / alarmed) of the diagnosis result, and then this control is terminated. Although the exhaust pipe injector 20 is out of order but the oxidation catalyst 31 is normal, the filter regeneration mainly using late / post injection of the in-cylinder injector 11 is not performed in step S310 without stopping the filter regeneration control. Control may be continued.

一方、ステップS190にて否定の場合、前述のステップS140〜160の処理にて排気温度が上昇しなかった原因は、排気管噴射及びポスト噴射の何れを行っても、酸化触媒31に機能失陥等が発生しており、HC酸化反応が生じなかったためと考えられる。この場合は、ステップS330に進み、酸化触媒31を故障と判定し、さらに、ステップS310にてフィルタ再生制御を中止する。ステップS320では診断結果を運転者に通知(表示/警報)して、その後、本制御は終了される。   On the other hand, in the case of negative in step S190, the cause of the exhaust temperature not increasing in the processing of the above-described steps S140 to 160 is that the function of the oxidation catalyst 31 is lost regardless of whether exhaust pipe injection or post injection is performed. This is probably because the HC oxidation reaction did not occur. In this case, the process proceeds to step S330, it is determined that the oxidation catalyst 31 is out of order, and the filter regeneration control is stopped in step S310. In step S320, the driver is notified (displayed / alarmed) of the diagnosis result, and then this control is terminated.

以上詳述したように、本実施形態によれば、排気管インジェクタ20に排気管噴射を実行させた後、酸化触媒31の温度が第2閾値温度に達しない場合は排気管噴射から筒内インジェクタ11のレイト・ポスト噴射に切り替えると共に、レイト・ポスト噴射後に酸化触媒31の温度が第2閾値温度に達するか否かに基づいて、酸化触媒31及び排気管インジェクタ20の故障判定を行うようになっている。すなわち、排気管噴射のみで故障判定を行っても酸化触媒31又は排気管インジェクタ20の故障を切り分けることができないが、排気管噴射からレイト・ポスト噴射に切り替えて故障判定を行うことで、故障原因が酸化触媒31又は排気管インジェクタ20の何れにあるかを特定することが可能となり、運転者に適切な診断結果を確実に通知することができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, after the exhaust pipe injector 20 performs the exhaust pipe injection, if the temperature of the oxidation catalyst 31 does not reach the second threshold temperature, the exhaust pipe injection to the in-cylinder injector are performed. 11 and post-injection, and the failure determination of the oxidation catalyst 31 and the exhaust pipe injector 20 is performed based on whether or not the temperature of the oxidation catalyst 31 reaches the second threshold temperature after the late post-injection. ing. That is, even if the failure determination is performed only by the exhaust pipe injection, the failure of the oxidation catalyst 31 or the exhaust pipe injector 20 cannot be isolated, but the failure cause can be determined by switching the exhaust pipe injection to the late / post injection. Can be specified in the oxidation catalyst 31 or the exhaust pipe injector 20, and the driver can be surely notified of an appropriate diagnosis result.

また、故障判定処理をフィルタ再生の開始時に行い、酸化触媒31又は排気管インジェクタ20の何れかに故障が生じた場合には、フィルタ再生が中止されるように構成されている。これにより、無駄なフィルタ再生の実施が効果的に抑止されるようになり、燃料消費量の増加に伴う燃費性能の悪化を確実に防止することができる。   Further, the failure determination process is performed at the start of filter regeneration, and if any failure occurs in either the oxidation catalyst 31 or the exhaust pipe injector 20, the filter regeneration is stopped. As a result, implementation of useless filter regeneration is effectively suppressed, and deterioration of fuel consumption performance associated with an increase in fuel consumption can be reliably prevented.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

例えば、酸化触媒31の温度を取得する手段は、出口側の温度センサ40に限定されず、他のセンサ類と組み合わせて温度を取得或は推定してもよい。また、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他に内燃機関にも広く適用することが可能である。   For example, the means for acquiring the temperature of the oxidation catalyst 31 is not limited to the temperature sensor 40 on the outlet side, and the temperature may be acquired or estimated in combination with other sensors. The engine 10 is not limited to a diesel engine, and can be widely applied to an internal combustion engine in addition to a gasoline engine or the like.

10 エンジン
11 筒内インジェクタ
12 排気マニホールド
13 排気通路
20 排気管インジェクタ
30 排気後処理装置
31 酸化触媒
32 フィルタ
40 温度センサ
41 差圧センサ
100 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 In-cylinder injector 12 Exhaust manifold 13 Exhaust passage 20 Exhaust pipe injector 30 Exhaust aftertreatment device 31 Oxidation catalyst 32 Filter 40 Temperature sensor 41 Differential pressure sensor 100 ECU

Claims (7)

エンジンの排気通路に上流側から順に排気管インジェクタ及び酸化触媒を配置した排気浄化システムの診断装置であって、
前記酸化触媒の触媒温度を取得する温度取得手段と、
前記排気管インジェクタに排気管噴射を開始させた後、前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達しない場合は前記排気管噴射を停止させると共に、前記エンジンの筒内インジェクタにポスト噴射を開始させ、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達するか否かに基づいて、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの少なくとも一方の故障を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする診断装置。
A diagnostic apparatus for an exhaust purification system in which an exhaust pipe injector and an oxidation catalyst are arranged in order from the upstream side in an exhaust passage of an engine,
Temperature acquisition means for acquiring the catalyst temperature of the oxidation catalyst;
After the exhaust pipe injector starts the exhaust pipe injection, if the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means does not reach a predetermined threshold temperature, the exhaust pipe injection is stopped and the in-cylinder injector of the engine The post-injection is started, and at least one failure of the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector is determined based on whether or not the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition means after the post-injection reaches a predetermined threshold temperature. And a determination means for determining.
前記判定手段は、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達しない場合は、前記酸化触媒を故障と判定する
請求項1に記載の診断装置。
The diagnostic device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the oxidation catalyst is in failure when the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition unit after the post injection does not reach a predetermined threshold temperature.
前記判定手段は、前記ポスト噴射後に前記温度取得手段で取得される前記触媒温度が所定の閾値温度に達した場合は、前記排気インジェクタを故障と判定する
請求項1又は2に記載の診断装置。
The diagnosis device according to claim 1 or 2, wherein the determination unit determines that the exhaust injector is in failure when the catalyst temperature acquired by the temperature acquisition unit after the post injection reaches a predetermined threshold temperature.
前記排気浄化システムは、前記酸化触媒よりも下流側の前記排気通路に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含み、
前記判定手段は、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生時に故障判定を実施し、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの何れかを故障と判定した場合はフィルタ再生を中止させる
請求項1から3の何れか一項に記載の診断装置。
The exhaust purification system includes a filter that collects particulate matter in the exhaust in the exhaust passage on the downstream side of the oxidation catalyst,
The determination unit performs a failure determination at the time of filter regeneration that burns and removes particulate matter deposited on the filter, and stops filter regeneration when it is determined that either the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector is defective. Item 4. The diagnostic device according to any one of Items 1 to 3.
エンジンの排気通路に上流側から順に排気管インジェクタ及び酸化触媒を配置した排気浄化システムの診断方法であって、
前記排気管インジェクタに排気管噴射を開始させた後、前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達しない場合は前記排気管噴射を停止させると共に、前記エンジンの筒内インジェクタにポスト噴射を開始させ、前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達するか否かに基づいて、前記酸化触媒又は前記排気管インジェクタの少なくとも一方の故障を判定する
ことを特徴とする診断方法。
A method for diagnosing an exhaust purification system in which an exhaust pipe injector and an oxidation catalyst are arranged in order from the upstream side in an exhaust passage of an engine,
After the exhaust pipe injector starts exhaust pipe injection, if the temperature of the oxidation catalyst does not reach a predetermined threshold temperature, the exhaust pipe injection is stopped and the in-cylinder injector of the engine is started post injection. A diagnostic method comprising: determining whether at least one of the oxidation catalyst or the exhaust pipe injector has failed based on whether the temperature of the oxidation catalyst reaches a predetermined threshold temperature after the post injection.
前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達しない場合は、前記酸化触媒を故障と判定する
請求項5に記載の診断方法。
The diagnostic method according to claim 5, wherein if the temperature of the oxidation catalyst does not reach a predetermined threshold temperature after the post injection, the oxidation catalyst is determined to be a failure.
前記ポスト噴射後に前記酸化触媒の温度が所定の閾値温度に達した場合は、前記排気インジェクタを故障と判定する
請求項5又は6に記載の診断方法。
The diagnosis method according to claim 5 or 6, wherein when the temperature of the oxidation catalyst reaches a predetermined threshold temperature after the post injection, the exhaust injector is determined to be in failure.
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