JP2018084436A - Nox sensor inspection device and nox sensor inspection method - Google Patents

Nox sensor inspection device and nox sensor inspection method Download PDF

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弘司 作本
Koji Sakumoto
弘司 作本
則行 桜井
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則行 桜井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an NOx sensor inspection device and an NOx sensor inspection method that improve the availability of vehicles by highly accurate inspection and prevent a non-defective NOx sensor from being replaced accidently.SOLUTION: An NOx sensor inspection device 10 includes a reference gas generation device 12, an installation pipe 13, a control cum data processing device 14, and a reference NOx sensor 15. Each of the NOx sensor 11 and reference NOx sensor 15 in a removed state is connected with the control cum data processing device 14 in the state of being inserted into the installation pipe 13, and detects each of a detection value Cβ and a reference detection value Cγ for each of actual NOx concentration Cα of a reference gas Gα flown into the installation pipe 13. The control cum data processing device 14 inspects the NOx sensor 11 according to an output characteristic Lβ based on them.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、NOxセンサ点検装置およびNOxセンサ点検方法に関し、より詳細には、高精度な点検による車両の稼働率の向上や故障していないNOxセンサの誤交換の防止を図るNOxセンサ点検装置およびNOxセンサ点検方法に関する。   The present invention relates to a NOx sensor inspection device and a NOx sensor inspection method, and more specifically, a NOx sensor inspection device for improving the operating rate of a vehicle by high-precision inspection and preventing erroneous replacement of a non-failing NOx sensor, and The present invention relates to a NOx sensor inspection method.

ディーゼルエンジンは、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を浄化するために、排気通路に配置したNOxセンサで排気ガス中のNOx濃度を検出し、その検出したNOx濃度に基づいて尿素水の噴射量の調節や触媒などの自己診断を行っている。   In order to purify nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, the diesel engine detects the NOx concentration in the exhaust gas with a NOx sensor disposed in the exhaust passage, and injects urea water based on the detected NOx concentration. Self-diagnosis such as quantity adjustment and catalyst.

このNOxセンサには、素子が排気ガス中の金属成分や炭化水素(HC)により被毒したり、素子にクラックが生じたりする問題があった。これらの問題が生じるとNOxセンサの出力特性が変化して、排気ガス中のNOx濃度を正確に検出できなくなる。   This NOx sensor has a problem that the element is poisoned by a metal component or hydrocarbon (HC) in the exhaust gas, or the element is cracked. When these problems occur, the output characteristics of the NOx sensor change, and the NOx concentration in the exhaust gas cannot be accurately detected.

これに関して、エンジンの停止中に、排気通路にエアポンプから空気を供給し、そのときのNOxセンサの検出値が基準値以上になるか否かでNOxセンサの点検を実施する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In this regard, an apparatus has been proposed in which air is supplied from an air pump to the exhaust passage while the engine is stopped, and the NOx sensor is inspected based on whether or not the detected value of the NOx sensor at that time exceeds a reference value. (For example, refer to Patent Document 1).

しかし、この装置では、NOxセンサの検出値が正常か否かを点検するだけであり、NOxセンサの出力特性に関しては点検していない。そのために、点検精度が低く、故障していないNOxセンサの誤交換が生じるおそれやNOxセンサの故障を見逃すおそれがある。   However, this apparatus only checks whether or not the detected value of the NOx sensor is normal, and does not check the output characteristics of the NOx sensor. Therefore, the inspection accuracy is low, and there is a possibility that an erroneous replacement of a NOx sensor that has not failed occurs or a failure of the NOx sensor is missed.

特開2009−145219号公報JP 2009-145219 A

本発明の目的は、短時間かつ高精度にNOxセンサの出力特性を求め、その出力特性に基づいた高精度な点検によって車両の稼働率の向上や故障していないNOxセンサの誤交換の防止を図ることができるNOxセンサ点検装置およびNOxセンサ点検方法を提供することである。   The object of the present invention is to obtain the output characteristics of the NOx sensor in a short time and with high accuracy, and to improve the operating rate of the vehicle and prevent erroneous replacement of the NOx sensor that has not failed by high-precision inspection based on the output characteristics. An object of the present invention is to provide a NOx sensor inspection device and a NOx sensor inspection method that can be realized.

上記の目的を達成する本発明のNOxセンサ点検装置は、車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたNOxセンサを点検するNOxセンサ点検装置であって、基準ガスにおける実NOx濃度を調節するための基準ガス発生装置と、この基準ガス発生装置で発生した前記基準ガスが流入する設置管と、前記基準ガス発生装置に接続される制御兼データ処理装置と、正常な状態を維持した基準NOxセンサと、を備え、前記排気通路から取り外された状態の前記NOxセンサと前記基準NOxセンサとのそれぞれが、前記設置管に挿入された状態で前記制御兼データ処理装置に接続されており、前記設置管に流入した前記基準ガスの実NOx濃度ごとに、前記NOxセンサで検出値を、前記基準NOxセンサで基準検出値をそれぞれ検出し、前記制御兼データ処理装置が、それらの検出値および基準検出値に基づいた出力特性に応じて、前記NOxセンサを点検する構成にしたことを特徴とするものである。   The NOx sensor inspection device of the present invention that achieves the above object is a NOx sensor inspection device that inspects a NOx sensor inserted in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle, and adjusts the actual NOx concentration in a reference gas. A reference gas generating device, an installation pipe into which the reference gas generated by the reference gas generating device flows, a control and data processing device connected to the reference gas generating device, and a reference NOx maintaining a normal state Each of the NOx sensor and the reference NOx sensor removed from the exhaust passage is connected to the control and data processing device in a state of being inserted into the installation pipe, For each actual NOx concentration of the reference gas flowing into the installation pipe, the detected value is detected by the NOx sensor, and the detected reference value is detected by the reference NOx sensor. The control and data processing device, in accordance with the output characteristics based on their detected values and the reference detection value, is characterized in that it has the structure to inspect the NOx sensor.

また、上記の目的を達成する本発明のNOxセンサ点検方法は、車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたNOxセンサを点検するNOxセンサ点検方法であって、前記NOxセンサを前記排気通路から取り外すステップと、前記排気通路から取り外された前記NOxセンサを、正常な状態を維持した基準NOxセンサが挿入された設置管に挿入するステップと、基準ガスの実NOx濃度を変化させて、その基準ガスを実NOx濃度ごとに順に前記設置管に流入するステップと、前記基準ガスの実NOx濃度ごとの前記NOxセンサの検出値と前記基準NOxセンサの基準検出値とを取得するステップと、それらの検出値および基準検出値から前記NOxセンサの出力特性を生成するステップと、その出力特性に応じて前記NOxセンサを点検するステップと、を含むことを特徴とする方法である。   A NOx sensor inspection method of the present invention that achieves the above object is a NOx sensor inspection method for inspecting a NOx sensor inserted in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle, wherein the NOx sensor is connected to the exhaust passage. Removing from the exhaust passage, inserting the NOx sensor removed from the exhaust passage into an installation pipe in which a reference NOx sensor maintaining a normal state is inserted, and changing the actual NOx concentration of the reference gas, A step of sequentially flowing a reference gas into the installation pipe for each actual NOx concentration, a step of acquiring a detection value of the NOx sensor and a reference detection value of the reference NOx sensor for each actual NOx concentration of the reference gas, and Generating an output characteristic of the NOx sensor from the detected value and the reference detected value, and the NOx sensor according to the output characteristic. A step of checking the service, is a method which comprises a.

なお、ここでいう、「正常な状態」とは、設置管を流れる基準ガスの実NOx濃度と基準NOxセンサの検出する基準検出値との差が、予め設定された誤差範囲に入っている状態のことである。   Here, the “normal state” means a state in which the difference between the actual NOx concentration of the reference gas flowing through the installation pipe and the reference detection value detected by the reference NOx sensor is within a preset error range. That is.

また、NOxセンサの検出値と基準NOxセンサの基準検出値は、基準ガス発生により実NOx濃度が順次変化する基準ガスが、その実NOx濃度ごとに設置管に順次流入する際に、NOxセンサと基準NOxセンサが検出する値である。従って、それらの検出値および基準検出値は、基準ガスの実NOx濃度が変わるごとにセットで検出されるので、制御兼データ処理装置には、検出値および基準検出値の複数のセットが記憶される。   The detected value of the NOx sensor and the detected reference value of the reference NOx sensor are the same as the reference value of the NOx sensor and the reference NOx sensor when the reference gas whose actual NOx concentration sequentially changes due to the generation of the reference gas sequentially flows into the installation pipe for each actual NOx concentration. This value is detected by the NOx sensor. Accordingly, these detection values and reference detection values are detected as a set each time the actual NOx concentration of the reference gas changes, and therefore the control and data processing device stores a plurality of sets of detection values and reference detection values. The

また、出力特性とは、基準ガスの実NOx濃度に対するNOxセンサの検出値を示したものである。つまり、基準NOxセンサの基準検出値に対するNOxセンサの検出値を示したものになる。   The output characteristic indicates the detected value of the NOx sensor with respect to the actual NOx concentration of the reference gas. That is, the detected value of the NOx sensor with respect to the reference detected value of the reference NOx sensor is shown.

このNOxセンサ点検装置およびNOxセンサ点検方法によれば、NOxセンサを排気通路から取り外して、基準NOxセンサとともに、実NOx濃度が変化する基準ガスが流入する設置管に挿入したことで、実NOx濃度ごとの検出値および基準検出値を取得できる。これにより、それらの検出値および基準検出値に基づいて短時間かつ高精度にNOxセンサの出力特性を取得できる。そして、NOxセンサの検出値のみが正常か否かで判定せずに、NOxセンサの出力特性に基づいてNOxセンサを点検するようにしたことで、NOxセンサの点検の精度を向上することができる。   According to the NOx sensor inspection device and the NOx sensor inspection method, the NOx sensor is removed from the exhaust passage, and is inserted into the installation pipe into which the reference gas whose actual NOx concentration varies together with the reference NOx sensor. Each detection value and reference detection value can be acquired. Thereby, the output characteristics of the NOx sensor can be acquired in a short time and with high accuracy based on the detected value and the reference detected value. Further, since the NOx sensor is inspected based on the output characteristics of the NOx sensor without determining only whether the detected value of the NOx sensor is normal or not, the accuracy of the inspection of the NOx sensor can be improved. .

例えば、NOxセンサの素子にクラックが生じた場合の出力特性は、正常な場合と比較して検出値が高くなり、NOxセンサ素子が被毒した場合の出力特性は、正常な場合と比較して検出値が低くなる。このように、NOxセンサの出力特性に応じてNOxセンサを点検することで、NOxセンサの故障の原因を突き止めることも可能になり、その故障の原因を修理することができる。   For example, the output characteristic when a crack occurs in the element of the NOx sensor has a higher detection value than when it is normal, and the output characteristic when the NOx sensor element is poisoned is compared with that when it is normal. The detection value becomes low. Thus, by checking the NOx sensor in accordance with the output characteristics of the NOx sensor, it is possible to determine the cause of the failure of the NOx sensor and repair the cause of the failure.

従って、上記のNOxセンサ点検装置およびNOxセンサ点検方法は、NOxセンサの出力特性に基づいた高精度な点検によって、NOxセンサの故障とその故障の原因の両方を突き止めて整備することが可能になり、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。また、故障していないNOxセンサの誤交換を防止して、整備費用を低減できる。   Therefore, the above-described NOx sensor inspection device and the NOx sensor inspection method can determine and maintain both the failure of the NOx sensor and the cause of the failure by high-precision inspection based on the output characteristics of the NOx sensor. By avoiding re-entry due to poor maintenance, the operation rate of the vehicle can be improved. In addition, the maintenance cost can be reduced by preventing erroneous replacement of the NOx sensor that is not in failure.

本発明の実施形態のNOx点検装置を例示する構成図である。It is a block diagram which illustrates the NOx inspection apparatus of embodiment of this invention. 図1の制御兼データ処理装置を例示する構成図である。It is a block diagram which illustrates the control and data processing apparatus of FIG. 基準ガスの実NOx濃度と検出した値とに基づいた出力特性マップの一例である。It is an example of the output characteristic map based on the actual NOx density | concentration of a reference gas, and the detected value. 本発明の実施形態のNOx点検方法を例示するフロー図である。It is a flowchart which illustrates the NOx inspection method of embodiment of this invention. 出力特性マップの変形例である。It is a modification of an output characteristic map. センサに通電してからの経過時間と検出した値との関係を例示するグラフである。It is a graph which illustrates the relationship between the elapsed time after energizing a sensor and the detected value.

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態からなるNOxセンサ点検装置10を例示している。このNOxセンサ点検装置10は、図示しない車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されていたNOxセンサ11を点検するものであり、車両点検設備に設けられるものである。なお、車両点検設備としては、給油所などのサービスステーションを例示できる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 illustrates a NOx sensor inspection device 10 according to an embodiment of the present invention. This NOx sensor inspection device 10 inspects a NOx sensor 11 inserted in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle (not shown), and is provided in a vehicle inspection facility. In addition, as a vehicle inspection equipment, service stations, such as a gas station, can be illustrated.

図1に示すように、NOxセンサ点検装置10は、基準ガス発生装置12と設置管13と制御兼データ処理装置14と基準NOxセンサ15とを備えて構成される。なお、設置管13の下流には、吸引ポンプ16が設置され、さらに、その下流には図示しない浄化装置が設置される。   As shown in FIG. 1, the NOx sensor inspection device 10 includes a reference gas generator 12, an installation pipe 13, a control / data processing device 14, and a reference NOx sensor 15. A suction pump 16 is installed downstream of the installation pipe 13, and a purification device (not shown) is installed downstream thereof.

なお、以下では、設置管13に流入する基準ガスをGα、この基準ガスGαの実際のNOx濃度(以下、実NOx濃度という)をCα、NOxセンサ11の検出値をCβ、基準NOxセンサ15の基準検出値をCγとする。   In the following description, the reference gas flowing into the installation pipe 13 is Gα, the actual NOx concentration of the reference gas Gα (hereinafter referred to as the actual NOx concentration) is Cα, the detected value of the NOx sensor 11 is Cβ, and the reference NOx sensor 15 The reference detection value is Cγ.

基準ガス発生装置12は、複数のボンベ17a〜17dと複数のレギュレータ18a〜18dと多岐管19と開閉弁20とからなる。   The reference gas generator 12 includes a plurality of cylinders 17a to 17d, a plurality of regulators 18a to 18d, a manifold 19 and an on-off valve 20.

複数のボンベ17a〜17dは、それぞれNOx濃度が異なるガスを貯蔵する容器である。ボンベ17aはNOx濃度CaのガスGaを、ボンベ17bはNOx濃度CbのガスGbを、ボンベ17cはNOx濃度CcのガスGcを、ボンベ17dはNOx濃度CdのガスGdをそれぞれ貯蔵する。   The plurality of cylinders 17a to 17d are containers for storing gases having different NOx concentrations. The cylinder 17a stores a gas Ga having a NOx concentration Cc, the cylinder 17b stores a gas Gb having a NOx concentration Cb, the cylinder 17c stores a gas Gc having a NOx concentration Cc, and the cylinder 17d stores a gas Gd having a NOx concentration Cd.

ガスGa〜Gdは、NOx濃度がそれぞれ異なるように生成される。例えば、ガスGaのNOx濃度Caとしてはゼロppm、ガスGbのNOx濃度Cbとしては100ppm、ガスGcのNOx濃度Ccとしては1000ppm、ガスGdのNOx濃度Cdとしては2000ppmをそれぞれ例示できる。   The gases Ga to Gd are generated so as to have different NOx concentrations. For example, the NOx concentration Ca of the gas Ga is zero ppm, the NOx concentration Cb of the gas Gb is 100 ppm, the NOx concentration Cc of the gas Gc is 1000 ppm, and the NOx concentration Cd of the gas Gd is 2000 ppm.

この基準ガス発生装置12は、これらのガスGa〜Gdのいずれか、またはいくつかを組み合わせることによって設置管13に流入する基準ガスGαの実NOx濃度Cαを連続的、あるいは段階的に変化させる。   The reference gas generator 12 changes the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα flowing into the installation pipe 13 continuously or stepwise by combining any or some of these gases Ga to Gd.

この実施形態では、四つのボンベ17a〜17dにそれぞれ異なるNOx濃度Ca〜CdのガスGa〜Gdを貯蔵する構成にしたが、ボンベの数は、少なくとも二つあればよく、その数は限定されない。また、ボンベに貯蔵されるガスのNOx濃度は、ゼロppmと大気汚染防止法の排出基準値(例えば、ディーゼルエンジンの場合は950ppm〜1200ppm)以上の値の少なくとも二つあればよい。   In this embodiment, the gas cylinders Ga to Gd having different NOx concentrations Ca to Cd are stored in the four cylinders 17a to 17d. However, the number of cylinders may be at least two, and the number is not limited. Further, the NOx concentration of the gas stored in the cylinder may be at least two of zero ppm and a value equal to or higher than the emission standard value of the Air Pollution Control Law (for example, 950 ppm to 1200 ppm in the case of a diesel engine).

レギュレータ18a〜18dは、電子制御式の圧力レギュレータである。多岐管19は、レギュレータ18a〜18dのそれぞれの出口に接続され、ガスGa〜Gdを集合するものである。開閉弁20は多岐管18の集合部に介在し、多岐管18から設置管13までを開放および閉鎖する電子制御式の弁である。なお、基準ガス発生装置12は、基準ガスGαにおける実NOx濃度Cαを調節可能にその基準ガスGαを発生する構成であればよく、上記の構成に限定されない。例えば、レギュレータ18a〜18dの代わりに流路制御弁を用いてもよい。但し、基準ガス発生装置12は、制御兼データ処理装置14によって基準ガスGαの実NOx濃度Cαが自動で調節される装置に限定される。   The regulators 18a to 18d are electronically controlled pressure regulators. The manifold 19 is connected to each outlet of the regulators 18a to 18d and collects the gases Ga to Gd. The on-off valve 20 is an electronically controlled valve that is interposed in the manifold 18 and opens and closes the manifold 18 to the installation pipe 13. The reference gas generator 12 may be configured to generate the reference gas Gα so that the actual NOx concentration Cα in the reference gas Gα can be adjusted, and is not limited to the above configuration. For example, a flow path control valve may be used instead of the regulators 18a to 18d. However, the reference gas generator 12 is limited to an apparatus in which the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα is automatically adjusted by the control and data processing device 14.

設置管13は、基準ガス発生装置12の多岐管19の中途の位置に介在する。この設置管13は、エンジンの排気通路から取り外された状態のNOxセンサ11が挿入されるとともに、基準NOxセンサ15が挿入される配管である。   The installation pipe 13 is interposed in the middle of the manifold 19 of the reference gas generator 12. The installation pipe 13 is a pipe into which the NOx sensor 11 removed from the engine exhaust passage and the reference NOx sensor 15 are inserted.

制御兼データ処理装置14は、各種処理を行うCPU、その各種処理を行うために用いられるプログラムが一時的に格納されるROM、処理結果を読み書き可能なRAM、および表示画面を含む各種インターフェースなどから構成される。この制御兼データ処理装置14は、信号線を介して基準ガス発生装置12のレギュレータ18a〜18dと開閉弁20とに接続される。そして、この制御兼データ処理装置14は、基準ガス発生装置12から設置管13に流入する基準ガスGαの実NOx濃度Cαを調節する。また、この制御兼データ処理装置14は、信号線を介して設置管13に挿入された状態のNOxセンサ11と基準NOxセンサ15とに接続される。そして、この制御兼データ処理装置14は、NOxセンサ11の検出値Cβと基準NOxセンサ15の基準検出値Cγとを取得してRAMに記憶する。   The control and data processing device 14 includes a CPU that performs various processes, a ROM that temporarily stores programs used to perform the various processes, a RAM that can read and write processing results, and various interfaces including a display screen. Composed. The control and data processing device 14 is connected to the regulators 18a to 18d and the on-off valve 20 of the reference gas generator 12 via signal lines. The control / data processing device 14 adjusts the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα flowing from the reference gas generator 12 into the installation pipe 13. The control / data processing device 14 is connected to the NOx sensor 11 and the reference NOx sensor 15 which are inserted into the installation pipe 13 via signal lines. The control / data processing device 14 acquires the detection value Cβ of the NOx sensor 11 and the reference detection value Cγ of the reference NOx sensor 15 and stores them in the RAM.

基準NOxセンサ15は、設置管13に挿入された状態で制御兼データ処理装置14に電気的に接続される。この基準NOxセンサ15は、正常な状態を維持したセンサである。ここでいう、正常な状態とは、基準ガスGαの実NOx濃度Cαとこの基準NOxセンサ15の検出する基準検出値Cγとの差が予め設定された誤差範囲に入っている状態のことであり、実NOx濃度Cαと基準検出値Cγとが等しくなる状態が好ましい。この実施形態では、この基準NOxセンサ15の基準検出値Cγが、基準ガスGαの実NOx濃度Cαを示すものとする。   The reference NOx sensor 15 is electrically connected to the control and data processing device 14 while being inserted into the installation pipe 13. The reference NOx sensor 15 is a sensor that maintains a normal state. The normal state here is a state in which the difference between the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα and the reference detection value Cγ detected by the reference NOx sensor 15 is within a preset error range. It is preferable that the actual NOx concentration Cα and the reference detection value Cγ are equal. In this embodiment, it is assumed that the reference detection value Cγ of the reference NOx sensor 15 indicates the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα.

NOxセンサ11は、エンジンの排気通路から取り外されて、設置管13に挿入された状態で制御兼データ処理装置14に電気的に接続される。   The NOx sensor 11 is removed from the exhaust passage of the engine and is electrically connected to the control and data processing device 14 while being inserted into the installation pipe 13.

図2は制御兼データ処理装置14のプログラムの概略を例示している。この制御兼データ処理装置14には、実行プログラムとして、濃度調節制御プログラム21と出力特性生成プログラム22と良否判定プログラム23とが記憶される。これらの実行プログラムは、CPUによりそれぞれ予め指定された処理を行う。   FIG. 2 illustrates an outline of a program of the control / data processing apparatus 14. The control / data processing device 14 stores a density adjustment control program 21, an output characteristic generation program 22, and a pass / fail judgment program 23 as execution programs. These execution programs perform processes designated in advance by the CPU.

濃度調節制御プログラム21は、基準ガス発生装置12に基準ガスGαの実NOx濃度Cαを連続的、あるいは段階的に変化させ、その基準ガスGαを実NOx濃度Cαごとに順に設置管13に流入させる手順を実行させる制御プログラムである。   The concentration adjustment control program 21 causes the reference gas generator 12 to change the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα continuously or stepwise, and causes the reference gas Gα to flow into the installation pipe 13 in order for each actual NOx concentration Cα. It is a control program that executes a procedure.

なお、この濃度調節制御プログラム21は、レギュレータ18aからレギュレータ18dまでを順に作動させる手順を実施するように構成されることが好ましい。このように構成することで、基準ガスGαの実NOx濃度Cαを連続的、あるいは段階的に高くし、低い実NOx濃度Cαの基準ガスGαから高い実NOx濃度Cαの基準ガスGαに向って順に設置管13に流入させることができる。高い実NOx濃度Cαの基準ガスGαを先に設置管13に流入させてしまうと、そのNOxが設置管13に残留して、その後の実NOx濃度Cαの変化が鈍くなるおそれがある。一方、基準ガスGαを低い実NOx濃度Cαから高い実NOx濃度Cαの順に設置管13に流入させるようにすると、基準ガスGαの実NOx濃度Cαを確実に連続的、あるいは段階的に変化させることができる。これにより、後に説明するNOxセンサ11の出力特性Lβの生成精度の向上に有利になる。   In addition, it is preferable that this density | concentration adjustment control program 21 is comprised so that the procedure which operates from the regulator 18a to the regulator 18d in order may be implemented. With this configuration, the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα is increased continuously or stepwise, and sequentially from the reference gas Gα having a lower actual NOx concentration Cα toward the reference gas Gα having a higher actual NOx concentration Cα. It can flow into the installation pipe 13. If the reference gas Gα having a high actual NOx concentration Cα is caused to flow into the installation pipe 13 first, the NOx may remain in the installation pipe 13 and the subsequent change in the actual NOx concentration Cα may become dull. On the other hand, if the reference gas Gα is caused to flow into the installation pipe 13 in the order of the low actual NOx concentration Cα to the high actual NOx concentration Cα, the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα can be reliably changed continuously or stepwise. Can do. This is advantageous in improving the generation accuracy of the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 described later.

出力特性生成プログラム22は、RAMに記憶した検出値Cβおよび基準検出値Cγをセットにして読み込み、それらに基づいてNOxセンサ11の出力特性Lβを生成するプログラムである。なお、ここでいうNOxセンサ11の出力特性Lβとは、基準ガスGαの実NOx濃度Cαに対する検出値Cβを示したものである。つまり、この実施形態では、基準検出値Cγに対する検出値Cβを示したものになる。   The output characteristic generation program 22 is a program that reads the detection value Cβ and the reference detection value Cγ stored in the RAM as a set and generates the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 based on them. Note that the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 here indicates a detection value Cβ with respect to the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα. That is, in this embodiment, the detection value Cβ with respect to the reference detection value Cγ is shown.

制御兼データ処理装置14は、横軸を実NOx濃度Cαとして、縦軸を検出値Cβとした出力特性マップM1を有する。出力特性生成プログラム22で生成されるNOxセンサ11の出力特性Lβは、この予め設定された出力特性マップM1上にプロットされる。なお、出力特性Lβがプロットされた出力特性マップM1は、制御兼データ処理装置14の表示画面に出力されることが好ましい。このようにすることで、整備者は、NOxセンサ11の出力特性Lβを視覚的に確認することができるので、より高精度にNOxセンサ11を点検できる。   The control and data processing device 14 has an output characteristic map M1 in which the horizontal axis is the actual NOx concentration Cα and the vertical axis is the detected value Cβ. The output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 generated by the output characteristic generation program 22 is plotted on the preset output characteristic map M1. The output characteristic map M1 on which the output characteristic Lβ is plotted is preferably output on the display screen of the control and data processing device 14. By doing in this way, the mechanic can visually confirm the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11, so that the NOx sensor 11 can be inspected with higher accuracy.

良否判定プログラム23は、予め出力特性マップM1に設定された基準出力特性Lαと、出力特性生成プログラム22で生成されたNOxセンサ11の出力特性Lβとを比較して、NOxセンサ11の出力特性Lβの良否を判定するプログラムである。   The pass / fail determination program 23 compares the reference output characteristic Lα set in the output characteristic map M1 in advance with the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 generated by the output characteristic generation program 22, and outputs the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11. This is a program for judging whether the product is good or bad.

基準出力特性Lαは、NOxセンサ11が正常な場合の出力特性であり、この正常な場合とは、実NOx濃度Cαと検出値Cβとが等しくなる場合のことである。従って、この基準出力特性Lαは、基準NOxセンサ15の出力特性を用いることもできる。   The reference output characteristic Lα is an output characteristic when the NOx sensor 11 is normal, and this normal case is when the actual NOx concentration Cα is equal to the detected value Cβ. Therefore, the output characteristic of the reference NOx sensor 15 can be used as the reference output characteristic Lα.

図3は、出力特性マップM1を例示している。以下、この良否判定プログラム23におけるNOxセンサ11の出力特性Lβの良否の判定について、図3を参照しながら説明する。   FIG. 3 illustrates an output characteristic map M1. Hereinafter, the quality determination of the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 in the quality determination program 23 will be described with reference to FIG.

出力特性マップM1は、基準出力特性Lαと、この基準出力特性Lαに対して高い検出値を示す上限出力特性Luと、低い検出値を示す下限出力特性Llと、が設定される。   The output characteristic map M1 is set with a reference output characteristic Lα, an upper limit output characteristic Lu indicating a high detection value with respect to the reference output characteristic Lα, and a lower limit output characteristic Ll indicating a low detection value.

上限出力特性Luは、例えば、0ppm近傍は基準出力特性Lαに対して+20ppm以下、0ppmを十分越えた所定の濃度以上では基準出力特性Lαに対して+20%以下の値になる。また、下限出力特性Llは、例えば、0ppm近傍は基準出力特性Lαに対して−20ppm以上、所定の濃度以上では基準出力特性Lαに対して−20%以上の値になる。   For example, the upper limit output characteristic Lu is +20 ppm or less with respect to the reference output characteristic Lα in the vicinity of 0 ppm, and becomes + 20% or less with respect to the reference output characteristic Lα at a predetermined concentration or more sufficiently exceeding 0 ppm. Further, the lower limit output characteristic Ll is, for example, −20 ppm or more with respect to the reference output characteristic Lα in the vicinity of 0 ppm, and −20% or more with respect to the reference output characteristic Lα at a predetermined concentration or more.

良否判定プログラム23は、出力特性Lβが、この上限出力特性Luと下限出力特性Llとに囲まれた範囲A(図中の斜線領域)に収まっている場合に、NOxセンサ11の出力特性Lβが良好と判定する。一方、それ以外の場合は、NOxセンサ11の出力特性Lβが不良として判定する。   The pass / fail judgment program 23 determines that the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 is in a range where the output characteristic Lβ is within the range A (shaded area in the figure) surrounded by the upper limit output characteristic Lu and the lower limit output characteristic Ll. Judge as good. On the other hand, in other cases, it is determined that the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 is defective.

図3では、出力特性Lβ1は、範囲Aに収まっていることから良好と判定される。この結果、このNOxセンサ11については交換する必要がなくなる。一方、出力特性Lβ2は、範囲Aに収まっていないことから不良と判定される。この結果、このNOxセンサ11については故障しているものとして、交換が必要になる。   In FIG. 3, since the output characteristic Lβ1 is within the range A, it is determined to be good. As a result, the NOx sensor 11 need not be replaced. On the other hand, since the output characteristic Lβ2 is not within the range A, it is determined to be defective. As a result, the NOx sensor 11 needs to be replaced because it is out of order.

このNOxセンサ点検装置10によるNOxセンサ点検方法を、図4に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。なお、スタート時においては、NOxセンサ11が、図示しないエンジンの排気通路に挿入されているものとする。また、以下に説明するフローチャートでは、α、β、γをそれぞれ変数として扱い、スタート時にはそれらの変数の値はゼロに設定されているものとする。   The NOx sensor inspection method by the NOx sensor inspection device 10 will be described below based on the flowchart shown in FIG. It is assumed that the NOx sensor 11 is inserted into an exhaust passage of an engine (not shown) at the start. In the flowchart described below, α, β, and γ are treated as variables, and the values of these variables are set to zero at the start.

車両が車両点検設備に入庫すると、ステップS10では、整備者がエンジンの排気通路に挿入されているNOxセンサ11を取り外す。次いで、ステップS20では、その取り外された状態のNOxセンサ11を設置管13に挿入して設置する。   When the vehicle enters the vehicle inspection facility, in step S10, the mechanic removes the NOx sensor 11 inserted in the engine exhaust passage. Next, in step S20, the removed NOx sensor 11 is inserted into the installation pipe 13 and installed.

次いで、整備者が制御兼データ処理装置14のプログラムをスタートすると、ステップS30では、濃度調節制御プログラム21が、基準ガス発生装置12に、基準ガスGαを設置管13に流入させる手順を実施させる。   Next, when the maintenance engineer starts the program of the control and data processing device 14, in step S <b> 30, the concentration adjustment control program 21 causes the reference gas generator 12 to perform a procedure for causing the reference gas Gα to flow into the installation pipe 13.

次いで、ステップS40では、NOxセンサ11が基準ガスGαにおける検出値Cβを取得し、基準NOxセンサ15が基準ガスGαにおける基準検出値Cγを取得する。次いで、ステップS50では、制御兼データ処理装置14が、NOxセンサ11の検出値Cβと基準NOxセンサ15の基準検出値CγとをセットにしてRAMに記憶する。   Next, in step S40, the NOx sensor 11 acquires the detection value Cβ in the reference gas Gα, and the reference NOx sensor 15 acquires the reference detection value Cγ in the reference gas Gα. Next, in step S50, the control and data processing device 14 sets the detection value Cβ of the NOx sensor 11 and the reference detection value Cγ of the reference NOx sensor 15 as a set and stores them in the RAM.

次いで、ステップ60では、変数α、β、γを変更する。次いで、ステップS70では、濃度調節制御プログラム21が、基準ガスGαの実NOx濃度Cαが最大値Cmaxか否かを判定する。最大値Cmaxは、基準ガス発生装置12から設置管13に流入する基準ガスGαの実NOx濃度Cαの最大値である。この実施形態においては、ボンベ17dに貯蔵されているガスGdのNOx濃度Cdに設定される。このステップS60で、実NOx濃度Cαが最大値Cmax未満の場合には、ステップS30へ戻る。一方、実NOx濃度Cαが最大値Cmax以上の場合には、濃度調節制御プログラム21は終了し、出力特性生成プログラム22が開始されて、ステップS80へ進む。   Next, in step 60, the variables α, β, and γ are changed. Next, in step S70, the concentration adjustment control program 21 determines whether or not the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα is the maximum value Cmax. The maximum value Cmax is the maximum value of the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα flowing into the installation pipe 13 from the reference gas generator 12. In this embodiment, the NOx concentration Cd of the gas Gd stored in the cylinder 17d is set. If the actual NOx concentration Cα is less than the maximum value Cmax in step S60, the process returns to step S30. On the other hand, if the actual NOx concentration Cα is greater than or equal to the maximum value Cmax, the concentration adjustment control program 21 ends, the output characteristic generation program 22 starts, and the process proceeds to step S80.

上記のステップS30〜S70を繰り返し行うことで、設置管13には、実NOx濃度Cαが連続的、あるいは段階的に高くなる基準ガスGαが濃度順に流入することになる。具体的には、スタートしてから一回目のステップS30では、NOx濃度CaのガスGaを基準ガスGαとして、設置管13に流入させる。以降、二回目ではNOx濃度CbのガスGbを、三回目ではNOx濃度CcのガスGcを、四回目ではNOx濃度CdのガスGdをそれぞれ基準ガスGαとして流入させる。なお、二回目以降では、それまで開いていたレギュレータを閉じずに、新たなレギュレータを開くようにしてもよい。そして、NOxセンサ11と基準NOxセンサ15とが、実NOx濃度Cαごとの検出値Cβと基準検出値Cγとを検出し、制御兼データ処理装置14にそれらがセットで記憶される。   By repeatedly performing the above steps S30 to S70, the reference gas Gα in which the actual NOx concentration Cα increases continuously or stepwise flows into the installation pipe 13 in the order of concentration. Specifically, in the first step S30 from the start, the gas Ga of NOx concentration Ca is caused to flow into the installation pipe 13 as the reference gas Gα. Thereafter, the gas Gb having the NOx concentration Cb is introduced as the reference gas Gα in the second time, the gas Gc having the NOx concentration Cc in the third time, and the gas Gd having the NOx concentration Cd in the fourth time. In the second and subsequent times, a new regulator may be opened without closing the regulator that has been opened. The NOx sensor 11 and the reference NOx sensor 15 detect the detection value Cβ and the reference detection value Cγ for each actual NOx concentration Cα, and these are stored in the control / data processing device 14 as a set.

次いで、ステップS80では、出力特性生成プログラム22が、RAMに記憶された複数組の検出値Cβおよび基準検出値Cγを読み込む。次いで、ステップS90では、出力特性生成プログラム22が、NOxセンサ11の出力特性Lβを生成する。次いで、ステップS100では、出力特性生成プログラム22が生成した出力特性Lβを出力特性マップM1にプロットする。このステップS100で、生成した出力特性Lβを出力特性マップM1にプロットすると、出力特性生成プログラム22は終了し、良否判定プログラム23が開始する。   Next, in step S80, the output characteristic generation program 22 reads a plurality of sets of detection values Cβ and reference detection values Cγ stored in the RAM. Next, in step S90, the output characteristic generation program 22 generates the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11. Next, in step S100, the output characteristic Lβ generated by the output characteristic generation program 22 is plotted on the output characteristic map M1. When the generated output characteristic Lβ is plotted on the output characteristic map M1 in step S100, the output characteristic generation program 22 is terminated and the pass / fail determination program 23 is started.

次いで、ステップS110では、良否判定プログラム23が、出力特性Lβと予め設定された正常な場合の基準出力特性Lαとを比較し、出力特性Lβの良否を判定してこの点検方法は完了する。   Next, in step S110, the pass / fail determination program 23 compares the output characteristic Lβ with a preset normal output characteristic Lα to determine the pass / fail of the output characteristic Lβ, thereby completing the inspection method.

このように、NOxセンサ11を排気通路から取り外して、基準NOxセンサ15とともに、実NOx濃度Cαが変化する基準ガスGαが流入する設置管13に挿入したことで、実NOx濃度Cαごとの複数組の検出値Cβおよび基準検出値Cγを取得できる。これにより、それらの検出値Cβおよび基準検出値Cγに基づいて短時間かつ高精度にNOxセンサ11の出力特性Lβを取得できる。そして、NOxセンサ11の検出値Cβが正常か否かで点検を行わずに、NOxセンサ11の出力特性Lβに基づいてNOxセンサ11を点検するようにしたことで、NOxセンサ11の点検の精度を向上することができる。   In this way, the NOx sensor 11 is removed from the exhaust passage and inserted into the installation pipe 13 into which the reference gas Gα in which the actual NOx concentration Cα changes together with the reference NOx sensor 15, so that a plurality of sets for each actual NOx concentration Cα is obtained. Detection value Cβ and reference detection value Cγ can be acquired. Thereby, the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 can be acquired in a short time and with high accuracy based on the detection value Cβ and the reference detection value Cγ. The inspection accuracy of the NOx sensor 11 is checked by checking the NOx sensor 11 based on the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 without checking whether the detected value Cβ of the NOx sensor 11 is normal. Can be improved.

例えば、出力特性Lβがプロットされた出力特性マップM1を参照し、その出力特性マップM1に設定された基準出力特性Lαと出力特性Lβとを比較することで、その出力特性Lβの良否を高精度に判定することができる。   For example, by referring to the output characteristic map M1 on which the output characteristic Lβ is plotted and comparing the reference output characteristic Lα set in the output characteristic map M1 with the output characteristic Lβ, the quality of the output characteristic Lβ is determined with high accuracy. Can be determined.

また、基準出力特性Lαと出力特性Lβとの比較により、NOxセンサ11の故障の原因を把握することも可能になる。例えば、NOxセンサ11の素子にクラックが生じた場合の出力特性Lβは、基準出力特性Lαと比較して検出値Cβが高くなり、NOxセンサ11の素子が被毒した場合の出力特性Lβは、基準出力特性Lαと比較して検出値Cβが低くなる。このように、基準出力特性Lαと出力特性Lβとを比較することで、故障しているか否かという単純な点検のみではなく、その故障の原因を突き止めることも可能になり、その故障の原因を修理することもできる。   Further, the cause of the failure of the NOx sensor 11 can be grasped by comparing the reference output characteristic Lα and the output characteristic Lβ. For example, the output characteristic Lβ when a crack occurs in the element of the NOx sensor 11 has a detection value Cβ higher than the reference output characteristic Lα, and the output characteristic Lβ when the element of the NOx sensor 11 is poisoned is The detection value Cβ is lower than the reference output characteristic Lα. In this way, by comparing the reference output characteristic Lα and the output characteristic Lβ, it is possible not only to perform a simple check on whether or not a failure has occurred, but also to determine the cause of the failure. It can also be repaired.

つまり、このNOxセンサ点検装置10およびNOxセンサ点検方法によれば、NOxセンサ11の出力特性Lβに基づいた高精度な点検によって、NOxセンサ11の故障とその故障の原因の両方を突き止めて整備することが可能になり、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。また、故障していないNOxセンサ11の誤交換を防止して、整備費用を低減できる。   That is, according to the NOx sensor inspection device 10 and the NOx sensor inspection method, both the failure of the NOx sensor 11 and the cause of the failure are identified and maintained by high-precision inspection based on the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11. This makes it possible to avoid re-entry due to poor maintenance and improve the operation rate of the vehicle. In addition, the maintenance cost can be reduced by preventing erroneous replacement of the NOx sensor 11 that has not failed.

図5は、出力特性マップM1の変形例である。図5に示すように、出力特性マップM1に、NOxセンサ11の故障パターンに応じた複数の故障出力特性Lδ1〜Lδ3が設定されることが望ましい。また、これに合わせて、制御兼データ処理装置14の良否判定プログラム23が、出力特性Lβと故障出力特性Lδ1〜Lδ3とを比較して、NOxセンサ11の故障の原因を判定するように構成されることが望ましい。   FIG. 5 is a modification of the output characteristic map M1. As shown in FIG. 5, it is desirable to set a plurality of failure output characteristics Lδ1 to Lδ3 corresponding to the failure pattern of the NOx sensor 11 in the output characteristic map M1. In accordance with this, the pass / fail determination program 23 of the control and data processing device 14 is configured to determine the cause of the failure of the NOx sensor 11 by comparing the output characteristic Lβ and the failure output characteristics Lδ1 to Lδ3. It is desirable.

NOxセンサ11の故障には、様々な故障パターンがある。この故障パターンの一つとしては、例えば、NOxセンサ11の素子にクラックが生じるパターンを例示できる。クラックは、NOxセンサ11の素子の測定室に生じることが多く、そのクラックから酸素が供給されることで、原理上、出力特性Lβが基準出力特性Lαよりも高くなる。このように、NOxセンサ11の素子にクラックが生じる場合は、NOxセンサの出力特性Lβに復帰性はないために、NOxセンサ11の交換が必要になる。また、素子にクラックが生じる原因としては、素子の被水やNOxセンサ11のヒータの加熱などがある。従って、排気ガス中の水蒸気の発生源、ヒータの加熱制御などを点検することにより、交換後のNOxセンサのクラックによる故障を予防することができる。   There are various failure patterns in the failure of the NOx sensor 11. As one of the failure patterns, for example, a pattern in which a crack occurs in the element of the NOx sensor 11 can be exemplified. Cracks often occur in the measurement chamber of the element of the NOx sensor 11, and in principle, the output characteristic Lβ is higher than the reference output characteristic Lα when oxygen is supplied from the crack. Thus, when a crack occurs in the element of the NOx sensor 11, the NOx sensor 11 needs to be replaced because the output characteristic Lβ of the NOx sensor is not recoverable. In addition, the cause of cracks in the element includes moisture on the element and heating of the heater of the NOx sensor 11. Therefore, by checking the source of water vapor in the exhaust gas, the heating control of the heater, etc., failure due to cracks in the NOx sensor after replacement can be prevented.

また、故障パターンの一つとして、例えば、NOxセンサ11が排気ガス中の金属成分などにより被毒するパターンを例示できる。この金属成分による被毒は、NOxセンサ11の電極上に排気ガス中の金属成分が付着して、NOxの検出が阻害されることで、出力特性Lβが基準出力特性Lαに対して、その傾きが小さくなる。このように、金属成分の被毒の場合は、NOxセンサの出力特性Lβに復帰性はないために、NOxセンサ11の交換が必要になる。また、排気ガス中の金属成分の発生源(例えば、エンジンオイルなど)を点検することにより、交換後のNOxセンサの金属成分による被毒を予防することができる。   Further, as one of the failure patterns, for example, a pattern in which the NOx sensor 11 is poisoned by a metal component or the like in the exhaust gas can be exemplified. The poisoning by the metal component is caused by the metal component in the exhaust gas adhering to the electrode of the NOx sensor 11 and the detection of NOx is inhibited, so that the output characteristic Lβ is inclined with respect to the reference output characteristic Lα. Becomes smaller. Thus, in the case of poisoning of the metal component, the NOx sensor 11 needs to be replaced because the output characteristic Lβ of the NOx sensor is not recoverable. In addition, by checking the source of the metal component in the exhaust gas (for example, engine oil), poisoning due to the metal component of the NOx sensor after replacement can be prevented.

また、故障パターンの一つとして、例えば、NOxセンサ11が排気ガス中の炭化水素により被毒するパターンを例示できる。NOxセンサ11が炭化水素により被毒すると、NOxが高温で作動するセンサ内部で、炭化水素により窒素と酸素に分解されることにより消失することで、出力特性Lβが基準出力特性Lαよりも低くなる。この炭化水素によ
る被毒は、NOxセンサ11の出力特性Lβに復帰性があるものがある。このように、炭化水素による被毒の場合は、出力特性Lβに復帰性があるときにNOxセンサ11を交換せず、復帰性がないときにNOxセンサ11を交換することで、整備費用を低減できる。また、排気ガス中の炭化水素の発生源を点検することにより、交換後のNOxセンサの炭化水素による被毒を予防することができる。
Further, as one of the failure patterns, for example, a pattern in which the NOx sensor 11 is poisoned by hydrocarbons in exhaust gas can be exemplified. When the NOx sensor 11 is poisoned by hydrocarbons, the NOx is lost by being decomposed into nitrogen and oxygen by the hydrocarbons inside the sensor operating at a high temperature, so that the output characteristic Lβ becomes lower than the reference output characteristic Lα. . Some of the poisoning by hydrocarbons has a returnability in the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11. Thus, in the case of poisoning by hydrocarbons, the maintenance cost is reduced by not replacing the NOx sensor 11 when the output characteristic Lβ has reversibility, and replacing the NOx sensor 11 when there is no reversibility. it can. In addition, by checking the source of hydrocarbons in the exhaust gas, poisoning of the NOx sensor after replacement by hydrocarbons can be prevented.

図5では、クラックが生じている故障パターンとして故障出力特性Lδ1、金属被毒の故障パターンとして故障出力特性Lδ2、炭化水素被毒の故障パターンとして故障出力特性Lδ3がそれぞれ設定されている。   In FIG. 5, a failure output characteristic Lδ1 is set as a failure pattern in which a crack is generated, a failure output characteristic Lδ2 is set as a failure pattern of metal poisoning, and a failure output characteristic Lδ3 is set as a failure pattern of hydrocarbon poisoning.

出力特性Lβ1は、基準出力特性Lαと比較して、より詳しくは基準出力特性Lαを基準とした範囲Aに収まっているため、その出力特性Lβ1は良好と判定される。一方で、故障出力特性Lδ2と比較すると、その特性が似ていることが分かる。従って、この出力特性Lβ1を有するNOxセンサ11は、その特性は、なお良好と判断される範囲にあるものの、金属成分による被毒が進行していることが分かる。このような場合には、これ以上の被毒の進行を促進しないよう、被毒源である可能性のある箇所を点検するなどの予防整備的な処置を取ることができる。   Since the output characteristic Lβ1 is within the range A based on the reference output characteristic Lα in more detail as compared with the reference output characteristic Lα, the output characteristic Lβ1 is determined to be good. On the other hand, when compared with the failure output characteristic Lδ2, it can be seen that the characteristic is similar. Therefore, it can be seen that the NOx sensor 11 having this output characteristic Lβ1 is in the range where the characteristic is still judged to be good, but the poisoning by the metal component is in progress. In such a case, preventive and maintenance measures such as inspecting a portion that may be a poisoning source can be taken so as not to promote further progress of poisoning.

出力特性Lβ2は、不良と判定される。そして、故障出力特性Lδ1と比較すると、その特性が似ていることが分かる。従って、この出力特性Lβ2を有するNOxセンサ11は、素子にクラックが生じていることが分かる。   The output characteristic Lβ2 is determined to be defective. Then, it can be seen that the characteristics are similar when compared with the failure output characteristics Lδ1. Therefore, it can be seen that the NOx sensor 11 having this output characteristic Lβ2 has cracks in the element.

以上のように、出力特性マップM1に、NOxセンサ11の故障パターンに応じた複数の故障出力特性Lδ1〜Lδ3が設定され、その故障出力特性Lδ1〜Lδ3と出力特性Lβとを比較することで、NOxセンサ11の故障とその故障の原因の両方を正確に突き止めることができ、それらを合わせて整備することで、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。   As described above, a plurality of failure output characteristics Lδ1 to Lδ3 corresponding to the failure pattern of the NOx sensor 11 are set in the output characteristic map M1, and the failure output characteristics Lδ1 to Lδ3 are compared with the output characteristics Lβ. Both the failure of the NOx sensor 11 and the cause of the failure can be accurately identified, and maintenance is performed together, thereby avoiding re-entry due to poor maintenance and improving the operation rate of the vehicle.

図6は、通電が開始されてからの経過時間と検出値Cβとの関係を例示している。前述したように、炭化水素による被毒の場合にはNOxセンサ11の出力特性Lβの復帰性がある場合がある。   FIG. 6 illustrates the relationship between the elapsed time from the start of energization and the detected value Cβ. As described above, in the case of poisoning with hydrocarbons, the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 may be recoverable.

そこで、上記のNOxセンサ点検装置10においては、制御兼データ処理装置14の良否判定プログラム23が、NOxセンサ11に通電してからの経過時間tにおける検出値Cβの変化と、基準NOxセンサ15に通電してからの経過時間tにおける基準検出値Cγの変化とを比較して、出力特性Lβの良否を判定するように構成されることが望ましい。   Therefore, in the NOx sensor inspection device 10 described above, the pass / fail judgment program 23 of the control / data processing device 14 changes the detected value Cβ at the elapsed time t after the NOx sensor 11 is energized and the reference NOx sensor 15. It is desirable that the output characteristic Lβ is determined to be good or bad by comparing with a change in the reference detection value Cγ at an elapsed time t after energization.

基準NOxセンサ15に通電を開始すると、図示しないヒータが、時間t1でプレヒートを開始する。次いで、そのヒータが、時間t2で測定に適した温度まで昇温する。このとき、基準NOxセンサ15は、一時的に基準ガスのNOx濃度とは異なる値(図6では、基準ガス濃度より大きな値の例を示す)Ceを基準検出値Cγとして検出する。その後、基準検出値Cγは基準ガス濃度に収束していく。   When energization of the reference NOx sensor 15 is started, a heater (not shown) starts preheating at time t1. Next, the heater raises the temperature to a temperature suitable for measurement at time t2. At this time, the reference NOx sensor 15 detects a value Ce that is temporarily different from the NOx concentration of the reference gas (in FIG. 6, an example of a value larger than the reference gas concentration) as the reference detection value Cγ. Thereafter, the reference detection value Cγ converges to the reference gas concentration.

時間t3では、基準ガス発生装置12により、NOx濃度CbのガスGbが基準ガスGαとして設置管13に流入する。このとき、基準NOxセンサ15は、実NOx濃度Cαを基準検出値Cγとして検出する。   At time t3, the reference gas generator 12 causes the gas Gb having the NOx concentration Cb to flow into the installation pipe 13 as the reference gas Gα. At this time, the reference NOx sensor 15 detects the actual NOx concentration Cα as the reference detection value Cγ.

出力特性Lβ3を有するNOxセンサ11は、基準NOxセンサ15と比較して、検出値Cβの収束が遅く、経過時間tが経過しても実NOx濃度Cαに近づかない。一方、出
力特性Lβ4を有するNOxセンサ11は、検出値Cβの収束が遅いが、時間t4で実NOx濃度Cαに近づく。このことから、出力特性Lβ4を有するNOxセンサ11は、炭化水素により被毒していたが、その被毒は復帰性のあるものであって、交換の必要がないことになる。
Compared with the reference NOx sensor 15, the NOx sensor 11 having the output characteristic Lβ3 has a slower convergence of the detected value Cβ and does not approach the actual NOx concentration Cα even if the elapsed time t has elapsed. On the other hand, the NOx sensor 11 having the output characteristic Lβ4 has a slow convergence of the detection value Cβ, but approaches the actual NOx concentration Cα at time t4. For this reason, the NOx sensor 11 having the output characteristic Lβ4 is poisoned by hydrocarbons, but the poisoning is reversible and does not need to be replaced.

以上のように、NOxセンサ11に通電してからの経過時間tにおける検出値Cβの変化に基づいて、NOxセンサ11の出力特性Lβの復帰性の有無を点検することで、交換する必要のないNOxセンサ11を交換することがなくなり、整備費用を低減できる。   As described above, it is not necessary to replace the NOx sensor 11 by checking whether or not the output characteristic Lβ of the NOx sensor 11 is recoverable based on the change in the detected value Cβ at the elapsed time t after the NOx sensor 11 is energized. The NOx sensor 11 is not replaced, and maintenance costs can be reduced.

なお、このNOxセンサ点検装置10においては、制御兼データ処理装置14の濃度調節制御プログラム21によって、基準ガス発生装置12から発生する基準ガスGαの実NOx濃度Cαをセンシングせずとも正確にコントロールすることができれば、基準NOxセンサ15を備えなくてもよい。但し、点検時の周囲環境などの影響を考慮すると基準NOxセンサ15を備えることで、高精度の点検に有利になる。   In the NOx sensor inspection device 10, the actual NOx concentration Cα of the reference gas Gα generated from the reference gas generator 12 is accurately controlled by the concentration adjustment control program 21 of the control / data processing device 14 without sensing. If possible, the reference NOx sensor 15 may not be provided. However, considering the influence of the surrounding environment at the time of inspection, providing the reference NOx sensor 15 is advantageous for high-precision inspection.

また、NOxセンサ点検装置10においては、電子計算機14が、NOxセンサ11を点検した日時、その回数などを記憶しておくとよい。これにより、過去の点検時のデータを参照することで、NOxセンサ11の被毒の進行度などが明確になり、NOxセンサ11の故障の原因の追求に有利になる。   Further, in the NOx sensor inspection device 10, the date and time when the electronic computer 14 inspected the NOx sensor 11 and the number of times thereof may be stored. Thereby, by referring to the data at the time of past inspection, the progress of poisoning of the NOx sensor 11 and the like become clear, which is advantageous for pursuing the cause of the failure of the NOx sensor 11.

10 NOxセンサ点検装置
11 NOxセンサ
12 基準ガス発生装置
13 設置管
14 制御兼データ処理装置
15 基準NOxセンサ
Cα 実NOx濃度
Cβ 検出値
Cγ 基準検出値
Gα 基準ガス
Lβ 出力特性
10 NOx sensor inspection device 11 NOx sensor 12 Reference gas generator 13 Installation pipe 14 Control and data processing device 15 Reference NOx sensor Cα Actual NOx concentration Cβ Detection value Cγ Reference detection value Gα Reference gas Lβ Output characteristics

Claims (6)

車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたNOxセンサを点検するNOxセンサ点検装置であって、
基準ガスにおける実NOx濃度を調節するための基準ガス発生装置と、この基準ガス発生装置で発生した前記基準ガスが流入する設置管と、前記基準ガス発生装置に接続される制御兼データ処理装置と、正常な状態を維持した基準NOxセンサと、を備え、
前記排気通路から取り外された状態の前記NOxセンサと前記基準NOxセンサのそれぞれが、前記設置管に挿入された状態で前記制御兼データ処理装置に接続されており、
前記設置管に流入した前記基準ガスの実NOx濃度ごとに、前記NOxセンサで検出値を、前記基準NOxセンサで基準検出値をそれぞれ検出し、
前記制御兼データ処理装置が、それらの検出値および基準検出値に基づいた出力特性に応じて、前記NOxセンサを点検する構成にしたことを特徴とするNOxセンサ点検装置。
A NOx sensor inspection device for inspecting a NOx sensor inserted in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle,
A reference gas generator for adjusting the actual NOx concentration in the reference gas, an installation pipe into which the reference gas generated by the reference gas generator flows, and a control and data processing device connected to the reference gas generator; A reference NOx sensor that maintains a normal state,
Each of the NOx sensor and the reference NOx sensor removed from the exhaust passage is connected to the control and data processing device while being inserted into the installation pipe,
For each actual NOx concentration of the reference gas flowing into the installation pipe, a detection value is detected by the NOx sensor, and a reference detection value is detected by the reference NOx sensor,
The NOx sensor inspection device, wherein the control and data processing device is configured to inspect the NOx sensor according to output characteristics based on the detected value and the reference detected value.
前記制御兼データ処理装置が、前記基準ガスの実NOx濃度と検出された値とに基づいた出力特性マップを有し、この出力特性マップに前記出力特性をプロットする構成にした請求項1に記載のNOxセンサ点検装置。   The control / data processing apparatus has an output characteristic map based on an actual NOx concentration of the reference gas and a detected value, and the output characteristic map is plotted on the output characteristic map. NOx sensor inspection device. 前記出力特性マップに、実NOx濃度と検出された値とが等しくなる基準出力特性が設定され、
前記制御兼データ処理装置が、この基準出力特性と前記出力特性とを比較して、前記出力特性の良否を判定する構成にした請求項2に記載のNOxセンサ点検装置。
In the output characteristic map, a reference output characteristic in which the actual NOx concentration is equal to the detected value is set,
The NOx sensor inspection device according to claim 2, wherein the control / data processing device compares the reference output characteristic with the output characteristic to determine whether the output characteristic is good or bad.
前記出力特性マップに、前記NOxセンサの故障パターンに応じた複数の故障出力特性が設定され、
前記制御兼データ処理装置が、この故障出力特性と前記出力特性とを比較して、前記NOxセンサの故障の原因を判定する構成にした請求項2または3に記載のNOxセンサ点検装置。
In the output characteristic map, a plurality of failure output characteristics according to the failure pattern of the NOx sensor are set,
The NOx sensor inspection device according to claim 2 or 3, wherein the control / data processing device is configured to determine the cause of the failure of the NOx sensor by comparing the failure output characteristic and the output characteristic.
前記制御兼データ処理装置が、前記NOxセンサに通電してからの経過時間における前記検出値の変化と、前記基準NOxセンサに通電してからの経過時間における前記基準検出値の変化とを比較して、前記出力特性の良否を判定する構成にした請求項1〜4のいずれか1項に記載のNOxセンサ点検装置。   The control and data processing device compares the change in the detected value after the energization of the NOx sensor with the change in the reference detection value during the elapse of time since the energization of the reference NOx sensor. The NOx sensor inspection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the output characteristic is determined to be good or bad. 車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたNOxセンサを点検するNOxセンサ点検方法であって、
前記NOxセンサを前記排気通路から取り外すステップと、
前記排気通路から取り外された前記NOxセンサを、正常な状態を維持した基準NOxセンサが挿入された設置管に挿入するステップと、
基準ガスの実NOx濃度を変化させて、その基準ガスを実NOx濃度ごとに順に前記設置管に流入するステップと、
前記基準ガスの実NOx濃度ごとの前記NOxセンサの検出値と前記基準NOxセンサの基準検出値とを取得するステップと、
それらの検出値および基準検出値から前記NOxセンサの出力特性を生成するステップと、
その出力特性に応じて前記NOxセンサを点検するステップと、を含むことを特徴とするNOxセンサ点検方法。
A NOx sensor checking method for checking a NOx sensor inserted in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle,
Removing the NOx sensor from the exhaust passage;
Inserting the NOx sensor removed from the exhaust passage into an installation pipe into which a reference NOx sensor maintained in a normal state is inserted;
Changing the actual NOx concentration of the reference gas and flowing the reference gas into the installation pipe in order for each actual NOx concentration;
Obtaining a detection value of the NOx sensor and a reference detection value of the reference NOx sensor for each actual NOx concentration of the reference gas;
Generating an output characteristic of the NOx sensor from the detected value and the reference detected value;
And a step of inspecting the NOx sensor according to its output characteristics.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113406270A (en) * 2021-05-12 2021-09-17 中国汽车技术研究中心有限公司 Method for optimizing position of hydrogen sensor of fuel cell vehicle

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