JP2019027285A - 還元剤圧異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】還元剤供給経路の配管脱落や配管損傷に起因する還元剤の漏れ量を最小限に抑制する事が出来る還元剤圧異常診断装置を提供する。【解決手段】還元剤圧異常か否かを診断する還元剤圧異常診断装置１００に於いて、選択触媒還元システム１０１に於ける還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難く、選択触媒還元システム１０１に於ける還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する還元剤圧異常診断部１０２を備える事によって課題を解決する事が出来る。【選択図】図１

Description

本発明は、還元剤圧が異常か否かを診断する還元剤圧異常診断装置に関する。

排気浄化システムの一種たる選択触媒還元（ＳＣＲ）システムは、還元剤（例えば、尿素水）を貯留する還元剤タンクと、内燃機関の排気中に還元剤を噴射する還元剤インジェクタと、還元剤タンク内の還元剤を還元剤インジェクタに供給する還元剤供給経路と、還元剤供給経路を通る還元剤中の不純物を除去する還元剤フィルタと、を備える。

還元剤フィルタに不純物が蓄積し還元剤フィルタの目詰まりが進行するのに伴い、還元剤タンク内の還元剤を還元剤インジェクタに供給し難く成っていく為、還元剤フィルタの交換直後と比較し還元剤インジェクタ内の還元剤圧が上昇し難く成っていく。

具体的に言えば、還元剤フィルタの交換直後は、還元剤フィルタの目詰まりが無い為、還元剤圧が規定圧に到達する迄の時間が短くなるが、還元剤フィルタの目詰まりが進行していくと、還元剤圧が規定圧に到達する迄の時間が長く成っていく。

従来は、還元剤圧異常診断装置を使用し、還元剤圧の上昇開始時点を基準とした規定時間経過後に還元剤圧が規定圧に到達していない場合に還元剤圧異常と診断する。還元剤圧異常と診断した場合は、例えば、還元剤フィルタを交換する。

然し乍ら、還元剤フィルタの交換直後に還元剤圧が規定圧に到達する迄の時間に応じ還元剤圧異常か否かを診断する迄の規定時間を設定すると、還元剤フィルタの交換直後とは言えないものの、還元剤フィルタの交換を要する程に還元剤フィルタの目詰まりが進行していない場合にも還元剤圧異常と診断してしまう。

従って、従来の還元剤圧異常診断装置に於いては、還元剤フィルタの交換直後とは言えないものの、還元剤フィルタの交換を要する程に還元剤フィルタの目詰まりが進行していない場合に還元剤圧異常と診断する事を回避する為、還元剤圧異常か否かを診断する迄の規定時間を長めに設定している。

特開２０１７−０８２６３３号公報 特開２０１０−１５１０９４号公報 特開２０１０−１８０７５３号公報 国際公開第２０１３／０７６８１４号

然し乍ら、従来の還元剤圧異常診断装置は、長めに設定した規定時間経過後に還元剤圧異常か否かを診断する為、還元剤供給経路の配管脱落や配管損傷が発生している場合にも還元剤圧異常か否かを診断し終える迄に長い時間が掛かり、配管脱落や配管損傷に起因する還元剤の漏れ量が多く成るという課題があった。

以上の事情に鑑み、本発明は、還元剤供給経路の配管脱落や配管損傷に起因する還元剤の漏れ量を最小限に抑制する事が出来る還元剤圧異常診断装置を提供する事を目的とする。

本発明は、還元剤圧異常か否かを診断する還元剤圧異常診断装置に於いて、選択触媒還元システムに於ける還元剤インジェクタ内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難く、前記選択触媒還元システムに於ける還元剤タンク内の還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する還元剤圧異常診断部を備える還元剤圧異常診断装置を提供する。

前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低く、前記還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する事が望ましい。

前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅く、前記還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する事が望ましい。

前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇開始前の前記還元剤タンク内の還元剤残量と前記還元剤圧の上昇開始後の前記還元剤タンク内の還元剤残量との差を前記還元剤変化量と見なす事が望ましい。

本発明によって、還元剤供給経路の配管脱落や配管損傷に起因する還元剤の漏れ量を最小限に抑制する事が出来る還元剤圧異常診断装置を提供する事が出来る。

本発明の実施の形態に係る還元剤圧異常診断装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態に係る還元剤圧異常診断装置の動作を説明する流れ図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。

図１に示す様に、本発明の実施の形態に係る還元剤圧異常診断装置１００は、選択触媒還元システム１０１に於いて還元剤圧異常か否かを診断する還元剤圧異常診断部１０２を備える。

選択触媒還元システム１０１は、還元剤（例えば、尿素水）１０３を貯留する還元剤タンク１０４と、内燃機関１０５の排気中に還元剤１０３を噴射する還元剤インジェクタ１０６と、還元剤タンク１０４内の還元剤１０３を還元剤インジェクタ１０６に供給する還元剤供給経路１０７と、還元剤供給経路１０７を通る還元剤１０３中の不純物を除去する還元剤フィルタ１０８と、を備える。

還元剤タンク１０４は、還元剤タンク１０４内の還元剤位を検出する還元剤位センサ１０９を搭載する。

還元剤インジェクタ１０６は、内燃機関１０５の排気管１１０の途中であって選択触媒還元触媒１１１の排気上流側に設置される。

還元剤供給経路１０７は、還元剤タンク１０４と還元剤インジェクタ１０６との間に接続される。また、還元剤供給経路１０７は、配管によって構成される。

還元剤フィルタ１０８は、還元剤供給経路１０７の途中に設置したサプライモジュール１１２に搭載される。

サプライモジュール１１２は、還元剤タンク１０４内の還元剤を吸い上げ還元剤インジェクタ１０６に送り出す還元剤供給ポンプ１１３と、還元剤供給ポンプ１１３の吐出側の還元剤圧を検出する還元剤圧センサ１１４と、を搭載する。

還元剤供給ポンプ１１３の還元剤供給上流側に還元剤フィルタ１０８が設置される。

還元剤供給ポンプ１１３の吐出側は、還元剤供給経路１０７を通じ還元剤インジェクタ１０６に接続されている為、還元剤圧センサ１１４が検出した還元剤圧を還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧と見なす事が出来る。

還元剤圧異常診断部１０２は、規定時間経過後に還元剤圧異常か否かを診断する従来の還元剤圧異常診断と並行し、還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難く、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する。

具体的に言えば、還元剤圧異常診断部１０２は、還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低い場合に還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定する。

還元剤圧異常診断部１０２は、還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅い場合に還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定しても構わない。

即ち、還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難い事を検出する事が出来れば何を指標にしても良く、前述の還元剤圧の上昇率を採用しても上昇速度を採用しても計算方法の違いのみで実質的な内容に差は無い。

尚、還元剤圧異常診断部１０２は、判定誤差を回避すべく、還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低い場合又は還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅い場合に直ちに還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定せず、還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し著しく低い（即ち予め規定した正常範囲を超える）場合又は還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し著しく遅い（即ち予め規定した正常範囲を超える）場合に還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定する事が望ましい。

また、還元剤圧異常診断部１０２は、還元剤圧の上昇開始前の還元剤タンク１０４内の還元剤残量と還元剤圧の上昇開始後の還元剤タンク内の還元剤残量との差を還元剤変化量と見なす。

還元剤圧の上昇開始前は、還元剤供給ポンプ１１３の駆動前を意味し、還元剤圧の上昇開始後は、還元剤供給ポンプ１１３の駆動後の特定時点（例えば、還元剤供給ポンプ１１３の駆動し数分経過後）を意味する。

還元剤圧異常診断部１０２が還元剤圧異常と診断した場合は、選択触媒還元システム１０１が停止する為、選択触媒還元システム１０１によって排気を浄化する事が出来なく成る。

従って、還元剤圧異常診断部１０２が還元剤圧異常と診断した場合は、ドライバに警告を行う事によってディーラ等に於いて車両の点検を受ける様に促す。

具体的に言えば、例えば、インストゥルメントパネルのインジケータを通じドライバに警告する。更に、無線通信を通じ不具合の発生をディーラに通知しても構わない。

還元剤圧異常診断部１０２は、コントローラ（エンジンコントロールユニット又はドージングコントロールユニット）１１５に実装される。

次に、還元剤圧異常診断装置１００を使用し、還元剤圧異常か否かを診断する手順を説明する。

図２に示す様に、イグニッションキーオンによって還元剤圧異常診断Ｍ２００を開始し、イグニッションキーオフによって還元剤圧異常診断Ｍ２００を終了する（例えば、イグニッションキーオフ後は図２のリターンをエンドと見なしエンドに至った時に還元剤圧異常診断Ｍ２００を終了する）。

最初のステップＳ２０１に於いては、還元剤圧異常診断部１０２が還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いか否かを判定し、還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と同程度に上昇している場合にステップＳ２０２に進み、還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難い場合にステップＳ２０３に進む。

具体的に言えば、還元剤圧異常診断部１０２によって、還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低いか否か、又は還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅いか否かを判定し、還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低い場合又は還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅い場合に還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定し、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０２に於いては、還元剤圧異常診断部１０２が還元剤圧正常（還元剤供給経路１０７の配管脱落や配管損傷に起因する還元剤圧異常は無い）と診断し、還元剤圧異常診断Ｍ２００を終え、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０３に於いては、還元剤圧異常診断部１０２が還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超えるか否かを判定し、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超えない場合にステップＳ２０２に進み、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超える場合にステップＳ２０４に進む。

具体的に言えば、還元剤圧異常診断部１０２によって、還元剤圧の上昇開始前の還元剤タンク１０４内の還元剤残量と還元剤圧の上昇開始後の還元剤タンク内の還元剤残量との差を還元剤変化量と見なし、還元剤変化量が閾値を超えるか否かを判定し、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超える場合にステップＳ２０４に進む。

尚、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超えないと判定した場合であっても、前のステップＳ２０１に於いて還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難いと判定されている為、還元剤供給経路１０７の配管脱落や配管損傷に起因しない還元剤圧異常が発生している虞が有る。

従って、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超えないと判定した場合であっても、規定時間経過後に還元剤圧異常か否かを診断する従来の還元剤圧異常診断を併用し、ドライバに警告を行う事によってディーラ等に於いて車両の点検を受ける様に促す事が望ましい。

次のステップＳ２０４に於いては、還元剤圧異常診断部１０２が還元剤圧異常と診断し、ドライバに警告を行う事によってディーラ等に於いて車両の点検を受ける様に促す。

以上に説明した様に、還元剤圧異常診断装置１００に於いては、規定時間経過後に還元剤圧異常か否かを診断する還元剤圧異常診断と無関係に、還元剤インジェクタ１０６内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難く、還元剤タンク１０４内の還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する為、還元剤供給経路１０７の配管脱落や配管損傷を速やかに検出し、還元剤供給経路１０７の配管脱落や配管損傷に起因する還元剤の漏れ量を最小限に抑制する事が出来る。

１００ 還元剤圧異常診断装置
１０１ 選択触媒還元システム
１０２ 還元剤圧異常診断部
１０３ 還元剤
１０４ 還元剤タンク
１０５ 内燃機関
１０６ 還元剤インジェクタ
１０７ 還元剤供給経路
１０８ 還元剤フィルタ
１０９ 還元剤位センサ
１１０ 排気管
１１１ 選択触媒還元触媒
１１２ サプライモジュール
１１３ 還元剤供給ポンプ
１１４ 還元剤圧センサ
１１５ コントローラ

Claims (4)

1. 還元剤圧が異常か否かを診断する還元剤圧異常診断装置に於いて、
   選択触媒還元システムに於ける還元剤インジェクタ内の還元剤圧が正常時と比較し上昇し難く、前記選択触媒還元システムに於ける還元剤タンク内の還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する還元剤圧異常診断部を備える
   事を特徴とする還元剤圧異常診断装置。
2. 前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇率が正常時の上昇率と比較し低く、前記還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する
   請求項１に記載の還元剤圧異常診断装置。
3. 前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇速度が正常時の上昇速度と比較し遅く、前記還元剤変化量が閾値を超える場合に還元剤圧異常と診断する
   請求項１に記載の還元剤圧異常診断装置。
4. 前記還元剤圧異常診断部は、前記還元剤圧の上昇開始前の前記還元剤タンク内の還元剤残量と前記還元剤圧の上昇開始後の前記還元剤タンク内の還元剤残量との差を前記還元剤変化量と見なす
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の還元剤圧異常診断装置。

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