JP5287506B2 - Sensor abnormality diagnosis device - Google Patents

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JP5287506B2 JP2009127548A JP2009127548A JP5287506B2 JP 5287506 B2 JP5287506 B2 JP 5287506B2 JP 2009127548 A JP2009127548 A JP 2009127548A JP 2009127548 A JP2009127548 A JP 2009127548A JP 5287506 B2 JP5287506 B2 JP 5287506B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、センサの異常診断装置に関する。   The present invention relates to a sensor abnormality diagnosis device.

内燃機関の停止後に触媒の下流側に設けられる酸素センサの較正を行うときは、該酸素センサの周囲に大気を充満させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、排気管や触媒の温度によっては、排気管内に大気を充満させているときに水が凝縮する虞がある。そして、この水がセンサに付着すると、センサが故障する虞がある。   When calibrating an oxygen sensor provided on the downstream side of the catalyst after the internal combustion engine is stopped, a technique for filling the atmosphere around the oxygen sensor is known (see, for example, Patent Document 1). However, depending on the temperature of the exhaust pipe and the catalyst, water may be condensed when the exhaust pipe is filled with air. And when this water adheres to a sensor, there exists a possibility that a sensor may break down.

特開2007−205328号公報JP 2007-205328 A 特開2008−2272号公報JP 2008-2272 A 特開2008−64007号公報JP 2008-64007 A

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、センサの異常診断装置において、センサの異常診断時に水がセンサに付着することを抑制することができる技術の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a technique capable of suppressing water from adhering to a sensor at the time of sensor abnormality diagnosis in the sensor abnormality diagnosis device. To do.

上記課題を達成するために本発明によるセンサの異常診断装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるセンサの異常診断装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の所定成分を検知するセンサの周辺の排気通路内に空気を導入したときの該センサの出力値に基づいて該センサの異常を診断するセンサの異常診断装置において、
前記センサの周辺の排気通路内へ空気を導入する複数の空気導入手段と、
前記複数の空気導入手段のなかで、前記センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間が、前記排気通路内で水が凝縮するまでの時間よりも短くなるものを選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the sensor abnormality diagnosis apparatus according to the present invention employs the following means. That is, the sensor abnormality diagnosis device according to the present invention is:
An abnormality diagnosis device for a sensor for diagnosing abnormality of the sensor based on an output value of the sensor when air is introduced into an exhaust passage around a sensor provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for detecting a predetermined component in the exhaust gas In
A plurality of air introduction means for introducing air into the exhaust passage around the sensor;
Among the plurality of air introduction means, a selection is made such that the time until the introduction of air into the exhaust passage around the sensor is completed is shorter than the time until water condenses in the exhaust passage. Selection means to
It is characterized by providing.

所定成分には複数の成分が含まれていても良い。センサの周辺の排気通路内に空気を導入するとは、センサにより検知されるガスが排気から空気に置き換わることを意味する。センサの周辺とは、少なくともセンサに検知される範囲である。ここで、空気は予めその成分が分かっているため、センサの周辺に空気を導入したときのセンサの出力値と、空気の成分で出力されるはずの値(基準値)とを比較することにより該センサの異常を診断することができる。例えばセンサの出力値と基準値との差が閾値より大きい場合にセンサが異常であると判定できる。この異常には、例えばセンサの出力値がオフセットされる異常が含まれる。また、センサの出力値と基準値との差に基づいてセンサを較正したり、または出力値を補正したりすることができる。   The predetermined component may include a plurality of components. Introducing air into the exhaust passage around the sensor means that the gas detected by the sensor is replaced by air from the exhaust. The periphery of the sensor is at least a range detected by the sensor. Here, since the components of air are known in advance, by comparing the output value of the sensor when air is introduced around the sensor with the value (reference value) that should be output by the air component An abnormality of the sensor can be diagnosed. For example, when the difference between the output value of the sensor and the reference value is larger than the threshold value, it can be determined that the sensor is abnormal. This abnormality includes, for example, an abnormality in which the output value of the sensor is offset. Further, the sensor can be calibrated or the output value can be corrected based on the difference between the sensor output value and the reference value.

空気導入手段は複数備わり、選択手段はその中の少なくとも1つを選択して空気を導入する。ここで、選択手段は、センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間と、排気通路内で水が凝縮するまでの時間と、を夫々の空気導入手段毎に比較する。   A plurality of air introducing means are provided, and the selecting means selects at least one of them and introduces air. Here, the selection means compares the time until the introduction of the air into the exhaust passage around the sensor is completed and the time until the water is condensed in the exhaust passage for each air introduction means. .

そして、センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間が、排気通路内で水が凝縮するまでの時間よりも短くなる空気導入手段を選択することにより、排気通路内に液体の水が生じる前にセンサの異常診断を完了させることができる。これにより、センサの異常診断時に該センサに水が付着することが抑制される。   Then, by selecting an air introduction means in which the time until the introduction of air into the exhaust passage around the sensor is completed is shorter than the time until water condenses in the exhaust passage, The sensor abnormality diagnosis can be completed before liquid water is generated. Thereby, it is suppressed that water adheres to the sensor at the time of abnormality diagnosis of the sensor.

本発明においては、前記複数の空気導入手段は、
前記センサよりも上流の排気通路に設けられ該排気通路内へ還元剤を噴射する噴射弁から該排気通路内のガスを逆流させる手段、
前記センサよりも上流の排気通路内へ二次空気を吐出する手段、
前記内燃機関の吸気通路に設けられるスロットルを開き且つ前記排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路に設けられるEGR弁を開く手段、
前記スロットルを開き且つ内燃機関をモータリングする手段、
のなかの少なくとも2つであっても良い。
In the present invention, the plurality of air introduction means include
Means for causing a gas in the exhaust passage to flow backward from an injection valve provided in the exhaust passage upstream of the sensor and injecting a reducing agent into the exhaust passage;
Means for discharging secondary air into the exhaust passage upstream of the sensor;
Means for opening a throttle provided in an intake passage of the internal combustion engine and opening an EGR valve provided in an EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
Means for opening the throttle and motoring the internal combustion engine;
There may be at least two of the above.

センサよりも上流の排気通路に設けられ該排気通路内へ還元剤を噴射する噴射弁から該排気通路内のガスを逆流させる手段によれば、排気通路内の既燃ガスが噴射弁内に吸引される。そうすると排気通路内の圧力が低下するため、排気通路の出口からセンサへ向かって空気が逆流する。これにより、センサの周辺の排気通路内へ空気を導入することができる。   According to the means provided in the exhaust passage upstream of the sensor to reversely flow the gas in the exhaust passage from the injection valve that injects the reducing agent into the exhaust passage, the burned gas in the exhaust passage is sucked into the injection valve. Is done. Then, since the pressure in the exhaust passage decreases, air flows backward from the outlet of the exhaust passage toward the sensor. Thereby, air can be introduced into the exhaust passage around the sensor.

センサよりも上流の排気通路内へ二次空気を吐出する手段によれば、二次空気がセンサに向かって流れる。これにより、センサの周辺の排気通路内へ空気を導入することができる。   According to the means for discharging the secondary air into the exhaust passage upstream of the sensor, the secondary air flows toward the sensor. Thereby, air can be introduced into the exhaust passage around the sensor.

内燃機関の吸気通路に設けられるスロットルを開き且つ排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路に設けられるEGR弁を開く手段によれば、吸気通路からEGR通路を介して排気通路へ空気が流れる。これにより、センサの周辺の排気通路内へ空気を導入することができる。   According to the means for opening the throttle provided in the intake passage of the internal combustion engine and opening the EGR valve provided in the EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage, air flows from the intake passage to the exhaust passage through the EGR passage. Thereby, air can be introduced into the exhaust passage around the sensor.

スロットルを開き且つ内燃機関をモータリングする手段によれば、吸気通路から気筒内を通過した空気が、排気通路へ排出される。これにより、センサの周辺の排気通路内へ空気を導入することができる。   According to the means for opening the throttle and motoring the internal combustion engine, the air passing through the cylinder from the intake passage is discharged to the exhaust passage. Thereby, air can be introduced into the exhaust passage around the sensor.

これらの手段を組み合わせることによってもセンサの周辺に空気を導入することができる。   A combination of these means can also introduce air around the sensor.

本発明においては、前記空気導入手段の夫々には優先度が設定され、前記選択手段は、前記センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間が、前記排気通路内で水が凝縮するまでの時間よりも短くなる空気導入手段のなかで優先度が最も高いものを選択することができる。   In the present invention, a priority is set for each of the air introduction means, and the selection means determines the time until the introduction of air into the exhaust passage around the sensor is completed in the exhaust passage. Among the air introduction means that are shorter than the time until the water condenses, the one having the highest priority can be selected.

つまり、水が凝縮するまでにセンサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了する空気導入手段が複数ある場合には、その中から優先度が最も高いものを選択する。優先度は予め決定されていても良く、また、そのときの状況により変更しても良い。このようにすることで、空気導入手段の選択が容易になると共に、そのときの状況に合った選択が可能となる。   That is, when there are a plurality of air introduction means that complete the introduction of air into the exhaust passage around the sensor before the water is condensed, the one with the highest priority is selected from among the air introduction means. The priority may be determined in advance or may be changed depending on the situation at that time. By doing in this way, selection of an air introduction means becomes easy and selection according to the situation at that time is attained.

本発明によれば、センサの異常診断装置において、センサの異常診断時に水がセンサに付着することを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the abnormality diagnosis apparatus of a sensor, it can suppress that water adheres to a sensor at the time of abnormality diagnosis of a sensor.

実施例に係る内燃機関及びその吸気系、排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on an Example, its intake system, and an exhaust system. 内燃機関が停止してからの経過時間とNOxセンサ周辺のNOx濃度との関係を示したタイムチャートである。3 is a time chart showing the relationship between the elapsed time since the internal combustion engine stopped and the NOx concentration around the NOx sensor. 実施例に係るNOxセンサの異常診断のフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of abnormality diagnosis of the NOx sensor which concerns on an Example.

以下、本発明に係るセンサの異常診断装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the sensor abnormality diagnosis apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒を有するディーゼル機関である。そして本実施例では、尿素SCRシステムを採用している。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine having four cylinders. In this embodiment, a urea SCR system is employed.

内燃機関1には、吸気通路2及び排気通路3が接続されている。吸気通路2には、該吸気通路2を流れる吸気の量を調節するスロットル4が備わる。   An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1. The intake passage 2 is provided with a throttle 4 that adjusts the amount of intake air flowing through the intake passage 2.

また、排気通路3の途中には、選択還元型NOx触媒5(以下、NOx触媒5という。)が備えられている。   A selective reduction type NOx catalyst 5 (hereinafter referred to as NOx catalyst 5) is provided in the middle of the exhaust passage 3.

NOx触媒5よりも上流の排気通路3には、排気中に還元剤として尿素水を噴射する噴
射弁60が取り付けられている。噴射弁60は、後述するECU10からの信号により開弁して排気中へ尿素水を噴射する。噴射弁60には尿素または排気通路3内のガスが流通する尿素通路61の一端が接続されている。尿素通路61の他端は2つに分岐して、尿素水を吐出する尿素水ポンプ62及びガスを吸引する吸引ポンプ63に接続される。
An injection valve 60 for injecting urea water as a reducing agent into the exhaust gas is attached to the exhaust passage 3 upstream of the NOx catalyst 5. The injection valve 60 is opened by a signal from the ECU 10 described later and injects urea water into the exhaust gas. One end of a urea passage 61 through which urea or gas in the exhaust passage 3 flows is connected to the injection valve 60. The other end of the urea passage 61 branches into two and is connected to a urea water pump 62 that discharges urea water and a suction pump 63 that sucks gas.

尿素水ポンプ62を作動させつつ噴射弁60を開くと、該噴射弁60から排気中へ尿素水が噴射される。この尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア(NH)となり、NOx触媒5に吸着する。このNHがNOxを還元させる。一方、吸引ポンプ63を作動させつつ噴射弁60を開くと、排気通路3内の排気が噴射弁60に吸引される。 When the injection valve 60 is opened while the urea water pump 62 is operated, urea water is injected from the injection valve 60 into the exhaust gas. This urea water is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to become ammonia (NH 3 ) and is adsorbed on the NOx catalyst 5. This NH 3 reduces NOx. On the other hand, when the injection valve 60 is opened while operating the suction pump 63, the exhaust in the exhaust passage 3 is sucked into the injection valve 60.

また、内燃機関1には、排気通路3内を流通する排気の一部(以下、EGRガスという。)を吸気通路2へ再循環させるEGR装置が備えられている。このEGR装置は、EGR通路70、EGR弁71を備えて構成されている。EGR通路70は、噴射弁60よりも上流の排気通路3と、スロットル4よりも下流の吸気通路2と、を接続している。このEGR通路70を通って、EGRガスが再循環される。また、EGR弁71は、EGR通路70の通路断面積を調節することにより、該EGR通路70を流れるEGRガスの量を調節する。   Further, the internal combustion engine 1 is provided with an EGR device that recirculates a part of the exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) flowing through the exhaust passage 3 to the intake passage 2. The EGR device includes an EGR passage 70 and an EGR valve 71. The EGR passage 70 connects the exhaust passage 3 upstream of the injection valve 60 and the intake passage 2 downstream of the throttle 4. Through this EGR passage 70, the EGR gas is recirculated. The EGR valve 71 adjusts the amount of EGR gas flowing through the EGR passage 70 by adjusting the passage cross-sectional area of the EGR passage 70.

さらに、噴射弁60よりも上流の排気通路3には、二次空気が流通する空気供給通路80の一端が接続されている。空気供給通路80の他端は、ポンプ81に接続されている。ポンプ81が作動すると空気を吐出する。この空気が空気供給通路80を流通して排気通路3内へ供給される。   Furthermore, one end of an air supply passage 80 through which secondary air flows is connected to the exhaust passage 3 upstream of the injection valve 60. The other end of the air supply passage 80 is connected to the pump 81. When the pump 81 is activated, air is discharged. This air flows through the air supply passage 80 and is supplied into the exhaust passage 3.

NOx触媒5よりも下流の排気通路3には、排気中のNOx濃度を測定するNOxセンサ
9が取り付けられている。また、内燃機関1には、該内燃機関1のクランクシャフトを回転させるスタータモータ11が設けられている。
A NOx sensor 9 for measuring the concentration of NOx in the exhaust is attached to the exhaust passage 3 downstream of the NOx catalyst 5. The internal combustion engine 1 is provided with a starter motor 11 that rotates the crankshaft of the internal combustion engine 1.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

また、ECU10には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル12を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ13、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ14が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力されるようになっている。   In addition to the above sensors, the ECU 10 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 12 by the driver to detect the engine load, and a crank position sensor for detecting the engine speed. 14 are connected via electric wiring, and the output signals of these various sensors are input to the ECU 10.

一方、ECU10には、スロットル4、スタータモータ11、噴射弁60、尿素水ポンプ62、吸引ポンプ63、EGR弁71、ポンプ81が電気配線を介して接続されており、該ECU10によりこれらの機器が制御される。   On the other hand, the throttle 10, the starter motor 11, the injection valve 60, the urea water pump 62, the suction pump 63, the EGR valve 71, and the pump 81 are connected to the ECU 10 through electric wiring, and these devices are connected by the ECU 10. Be controlled.

ECU10は、NOxセンサ9のオフセット量(基準値からのずれ量)に基づいて該N
Oxセンサ9の異常を診断する。また、NOxセンサ9のオフセット量に基づいて該NOx
センサ9の較正を行なうこともできる。このようなNOxセンサ9の異常の診断やNOxセンサ9の較正は、NOxセンサ9の周囲に大気を導入したときの出力値に基づいて行なわ
れる。ここで、大気の成分は予め分かっているので、大気を導入したときのNOxセンサ
9の出力値は所定の値(基準値)となるはずである。例えば、大気中にNOxは殆ど含ま
れていないため、大気の中のNOx濃度をNOxセンサ9にて検知したときに、NOx濃度
は0となるはずである。そして、NOx濃度が0がとならない場合には、NOxセンサ9から出力されるNOx濃度分だけ出力値が基準値からずれていることになる。
Based on the offset amount (deviation amount from the reference value) of the NOx sensor 9, the ECU 10
An abnormality of the Ox sensor 9 is diagnosed. Further, based on the offset amount of the NOx sensor 9, the NOx
The sensor 9 can also be calibrated. The diagnosis of the abnormality of the NOx sensor 9 and the calibration of the NOx sensor 9 are performed based on the output value when the atmosphere is introduced around the NOx sensor 9. Here, since the atmospheric component is known in advance, the output value of the NOx sensor 9 when the atmospheric air is introduced should be a predetermined value (reference value). For example, since NOx is scarcely contained in the atmosphere, the NOx concentration should be zero when the NOx concentration in the atmosphere is detected by the NOx sensor 9. If the NOx concentration does not become 0, the output value deviates from the reference value by the amount of NOx output from the NOx sensor 9.

ここで、NOxセンサ9の異常を診断するときには、該NOxセンサ9の周辺のNOx濃
度が十分に低くなっている必要がある。つまり、排気通路3内に排気が残留していると、NOxセンサ9の異常を診断することが困難となる。
Here, when diagnosing the abnormality of the NOx sensor 9, the NOx concentration around the NOx sensor 9 needs to be sufficiently low. That is, if the exhaust gas remains in the exhaust passage 3, it is difficult to diagnose the abnormality of the NOx sensor 9.

図2は、内燃機関1が停止してからの経過時間とNOxセンサ9周辺のNOx濃度との関係を示したタイムチャートである。これは、内燃機関1の停止後にNOxセンサ9の周辺
に空気を導入するための手段を何ら用いていない場合の図である。このように、内燃機関1が停止してからNOx濃度が十分に低下するまでにはある程度の時間がかかる。そうす
ると、NOx濃度が十分に低下する前に排気通路3内で水が凝縮する場合がある。NOxセンサ9は例えばヒータにより加熱しつつNOx濃度を測定するため、NOxセンサ9の異常を診断するときにもヒータにより高温となる。この高温のNOxセンサ9に凝縮水が付着
すると、該NOxセンサ9が故障する虞がある。
FIG. 2 is a time chart showing the relationship between the elapsed time since the internal combustion engine 1 stopped and the NOx concentration around the NOx sensor 9. This is a diagram in the case where no means for introducing air around the NOx sensor 9 is used after the internal combustion engine 1 is stopped. Thus, it takes a certain amount of time for the NOx concentration to sufficiently decrease after the internal combustion engine 1 is stopped. Then, water may condense in the exhaust passage 3 before the NOx concentration is sufficiently lowered. For example, since the NOx sensor 9 measures the NOx concentration while being heated by the heater, the heater becomes high temperature when diagnosing the abnormality of the NOx sensor 9. If condensed water adheres to this high-temperature NOx sensor 9, the NOx sensor 9 may break down.

これに対し本実施例では、NOxセンサ9の異常を診断するときに、まず、排気通路3
内へ空気を導入する。この空気は、NOxセンサ9の周辺に導入されれば良い。つまり、
排気通路3内を全て空気で満たす必要は無い。このようにNOxセンサ9周辺のNOx濃度を低下させてから該NOxセンサ9の異常を診断する。すなわち、凝縮水が発生する前に
NOxセンサ9の異常診断を完了させる。
On the other hand, in this embodiment, when diagnosing the abnormality of the NOx sensor 9, first, the exhaust passage 3
Air is introduced into the interior. This air may be introduced around the NOx sensor 9. That means
It is not necessary to completely fill the exhaust passage 3 with air. In this way, after the NOx concentration around the NOx sensor 9 is lowered, the abnormality of the NOx sensor 9 is diagnosed. That is, the abnormality diagnosis of the NOx sensor 9 is completed before condensed water is generated.

ここで、本実施例では、NOxセンサ9の周辺に空気を導入するために以下の(1)か
ら(4)の何れかを実行する。
(1)吸引ポンプ63を作動させつつ噴射弁60を開く。これにより、噴射弁60を排気が逆流する。すなわち、排気通路3内の排気を噴射弁60に吸引させる。そうすると、排気通路3の出口から排気通路3内へ空気が導入される。
(2)ポンプ81を作動させる。そうすると、空気供給通路80から排気通路3内へ空気(二次空気)が供給させる。
(3)スロットル4及びEGR弁71を開く。これにより、吸気通路2から排気通路3への空気の流れを確保する。
(4)スロットル4を開き且つEGR弁71を閉じつつ、スタータモータ11を作動させる。すなわち、スタータモータ11により、内燃機関1をモータリングする。これにより、吸気通路2から気筒内を通過した空気を排気通路3内へ供給する。
Here, in this embodiment, in order to introduce air around the NOx sensor 9, one of the following (1) to (4) is executed.
(1) Open the injection valve 60 while operating the suction pump 63. Thereby, exhaust flows backward through the injection valve 60. That is, the exhaust valve 3 sucks the exhaust gas in the exhaust passage 3. Then, air is introduced into the exhaust passage 3 from the outlet of the exhaust passage 3.
(2) The pump 81 is operated. Then, air (secondary air) is supplied from the air supply passage 80 into the exhaust passage 3.
(3) Open the throttle 4 and the EGR valve 71. Thereby, the flow of air from the intake passage 2 to the exhaust passage 3 is ensured.
(4) The starter motor 11 is operated while the throttle 4 is opened and the EGR valve 71 is closed. That is, the internal combustion engine 1 is motored by the starter motor 11. As a result, the air that has passed through the cylinder from the intake passage 2 is supplied into the exhaust passage 3.

このように本実施例では、NOxセンサ9の周辺に空気を導入する手段を複数備えてい
る。ECU10は、(1)から(4)の中から1つ以上の手段を選択してNOxセンサ9
の周辺に空気を導入する。なお、(1)から(4)以外の他の手段を加えてその中から1つ以上の手段を選択しても良い。これらは内燃機関1の停止時に燃料噴射が停止された後、または内燃機関1の停止後に実行される。
Thus, in this embodiment, a plurality of means for introducing air around the NOx sensor 9 are provided. The ECU 10 selects one or more means from (1) to (4) and selects the NOx sensor 9
Introduce air around. In addition, other means other than (1) to (4) may be added, and one or more means may be selected from them. These are executed after the fuel injection is stopped when the internal combustion engine 1 is stopped or after the internal combustion engine 1 is stopped.

以下、ECU10が上記(1)から(4)の中から1つの手段を選択する場合について説明する。ECU10は、排気通路3内に水が凝縮する前に、NOxセンサ9の周辺に空
気を導入可能な手段を選択する。つまり、排気通路3内に水が凝縮するまでの時間T1と、NOxセンサ9周辺への空気の導入が完了するまでの時間T2と、を夫々の手段毎に比
較する。そして、T1>T2となる手段を選択する。
Hereinafter, a case where the ECU 10 selects one means from the above (1) to (4) will be described. The ECU 10 selects a means capable of introducing air around the NOx sensor 9 before water is condensed in the exhaust passage 3. That is, the time T1 until the water is condensed in the exhaust passage 3 and the time T2 until the introduction of air around the NOx sensor 9 is completed are compared for each means. Then, a means that satisfies T1> T2 is selected.

排気通路3内に水が凝縮するまでの時間T1は、NOx触媒5の温度や外気温度等に基
づいて算出する。この時間T1は、周知の算出式を用いて求めても良く、また予め実験等により求めてマップ化しておいても良い。
The time T1 until the water is condensed in the exhaust passage 3 is calculated based on the temperature of the NOx catalyst 5, the outside air temperature, and the like. This time T1 may be obtained by using a well-known calculation formula, or may be obtained in advance through experiments or the like and mapped.

また、NOxセンサ9周辺への空気の導入が完了するまでの時間T2は、予め実験等に
より求めてECU10に記憶させておく。
Further, the time T2 until the introduction of air around the NOx sensor 9 is completed is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ECU 10.

T1>T2となる手段が複数ある場合には、例えば、T2の値が最も短い手段を選択しても良く、優先度の最も高い手段を選択しても良い。T2の値が最も短い手段を選択することにより、NOxセンサ9の異常の診断に要する時間を短縮することができるため、内
燃機関1の短期間の停止であっても診断を完了させることができる。これにより、NOx
センサ9の異常診断をより確実に行なうことができる。
When there are a plurality of means satisfying T1> T2, for example, a means having the shortest value of T2 may be selected, or a means having the highest priority may be selected. Since the time required for diagnosing the abnormality of the NOx sensor 9 can be shortened by selecting the means having the shortest value of T2, the diagnosis can be completed even if the internal combustion engine 1 is stopped for a short time. . As a result, NOx
The abnormality diagnosis of the sensor 9 can be performed more reliably.

また、優先度の最も高い手段を選択することにより、そのときの状況に合わせた選択が可能となる。例えば、バッテリの蓄電量が少ない場合には、スタータモータ11を回転させると次回の内燃機関1の始動が困難となる虞があるため、上記(4)の優先度を低くする。このときには、電力消費量の少ない順に優先度を高くする。例えば(3)の優先度を最も高くする。電力消費量の少ない順に優先度を高くすることにより、燃費の悪化を抑制し得る。   Further, by selecting the means with the highest priority, selection according to the situation at that time becomes possible. For example, when the amount of power stored in the battery is small, if the starter motor 11 is rotated, it may be difficult to start the internal combustion engine 1 next time. Therefore, the priority of the above (4) is lowered. At this time, the priority is increased in ascending order of power consumption. For example, the priority of (3) is made highest. By increasing the priority in ascending order of power consumption, deterioration of fuel consumption can be suppressed.

さらに、例えば内燃機関1の温度を低下させたくない場合には、気筒内を空気が通過する(4)の優先度を低くする。また、ハイブリッド車においてモータで走行しているときや、車両の停止中に内燃機関1を自動的に停止させる場合には、内燃機関1がすぐに始動する可能性が高いため、速やかに空気を導入することができる手段の優先度を高くする。この優先度は、スタータモータ11、吸引ポンプ63、ポンプ81等の性能により変わる。   Further, for example, when it is not desired to lower the temperature of the internal combustion engine 1, the priority of (4) in which air passes through the cylinder is lowered. Further, when the hybrid vehicle is running with a motor or when the internal combustion engine 1 is automatically stopped while the vehicle is stopped, the internal combustion engine 1 is likely to start immediately. Increase the priority of the means that can be introduced. This priority varies depending on the performance of the starter motor 11, the suction pump 63, the pump 81, and the like.

また、例えば(1)等の所定の手段の優先度を予め最も高くしても良い。   Further, for example, the priority of a predetermined means such as (1) may be made highest in advance.

次に図3は、本実施例に係るNOxセンサ9の異常診断のフローを示したフローチャー
トである。本ルーチンはECU10により所定時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of abnormality diagnosis of the NOx sensor 9 according to this embodiment. This routine is repeatedly executed by the ECU 10 every predetermined time.

ステップS101では、内燃機関1が停止されたか否か判定される。なお、内燃機関1の停止要求があるか否か判定しても良い。すなわち、NOxセンサ9の異常を診断するた
めに必要となる条件が成立しているか否か判定している。ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進み、否定判定がなされた場合にはNOxセンサ9
の異常診断を行なうことができないため本ルーチンを終了させる。
In step S101, it is determined whether the internal combustion engine 1 has been stopped. It may be determined whether or not there is a request to stop the internal combustion engine 1. That is, it is determined whether a condition necessary for diagnosing the abnormality of the NOx sensor 9 is satisfied. If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102, and if a negative determination is made, the NOx sensor 9
This routine is terminated because the abnormal diagnosis cannot be performed.

ステップS102では、内燃機関1が停止してからの経過時間をカウントするためのカウンタTCに0を代入する。つまり、初期値として0を代入する。この後、カウンタTCには例えば1秒毎に経過時間が代入される。   In step S102, 0 is substituted into a counter TC for counting the elapsed time since the internal combustion engine 1 is stopped. That is, 0 is substituted as an initial value. Thereafter, the elapsed time is substituted into the counter TC, for example, every second.

ステップS103では、排気通路3内に水が凝縮するまでの時間T1を算出する。NOxセンサ9の周辺に水が凝縮するまでの時間としても良い。ここでは、NOx触媒5の温度及び外気温度等を予め記憶されている算出式に代入して時間T1を得る。また、NOx触
媒5の温度及び外気温度等と時間T1との関係をマップ化しておき、該マップにより時間T1を得ても良い。さらに、例えば所定の温度(例えば100℃)以下となるまでの時間としても良い。
In step S103, a time T1 until water is condensed in the exhaust passage 3 is calculated. It is good also as time until water condenses around the NOx sensor 9. Here, the time T1 is obtained by substituting the temperature of the NOx catalyst 5, the outside air temperature, and the like into previously stored calculation formulas. Alternatively, the relationship between the temperature of the NOx catalyst 5 and the outside air temperature and the time T1 may be mapped, and the time T1 may be obtained from the map. Furthermore, for example, it may be a time until a predetermined temperature (for example, 100 ° C.) or less.

ステップS104では、NOxセンサ9周辺への空気の導入が完了するまでの時間T2
を夫々の手段毎に算出する。例えばECU10に予め記憶されているマップに基づいて算出する。
In step S104, time T2 until the introduction of air around the NOx sensor 9 is completed.
Is calculated for each means. For example, the calculation is performed based on a map stored in advance in the ECU 10.

ステップS105では、NOxセンサ9付近に空気を導入するための手段を選択する。
つまり、T1>T2となる手段を選択する。複数ある場合には、例えば優先度が最も高い手段を選択する。なお、本実施例ではステップS105を処理するECU10が、本発明における選択手段に相当する。
In step S105, a means for introducing air into the vicinity of the NOx sensor 9 is selected.
That is, a means that satisfies T1> T2 is selected. When there are a plurality of units, for example, the unit having the highest priority is selected. In this embodiment, the ECU 10 that processes step S105 corresponds to the selection means in the present invention.

ステップS106では、ステップS105により選択された手段によりNOxセンサ9
の付近に空気を導入する。
In step S106, the NOx sensor 9 is selected by the means selected in step S105.
Introduce air in the vicinity of

ステップS107では、内燃機関1の停止してからの経過時間TCが、NOxセンサ9
周辺への空気の導入が完了するまでの時間T2以上であるか否か判定される。すなわち、NOxセンサ9周辺への空気の導入が完了したか否か判定している。ステップS107で
肯定判定がなされた場合にはステップS108へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS107を再度実行する。つまり、NOxセンサ9の付近に空気が導入されるまで次
のステップには進まない。
In step S107, the elapsed time TC from the stop of the internal combustion engine 1 is determined by the NOx sensor 9.
It is determined whether or not it is time T2 or more until the introduction of air to the periphery is completed. That is, it is determined whether or not the introduction of air around the NOx sensor 9 is completed. If an affirmative determination is made in step S107, the process proceeds to step S108, and if a negative determination is made, step S107 is executed again. That is, the process does not proceed to the next step until air is introduced in the vicinity of the NOx sensor 9.

ステップS108では、NOxセンサ9により検知されるNOx濃度の誤差ΔNOxを算
出する。この誤差ΔNOxは、NOxセンサ9により得られるNOx濃度の絶対値とする。
すなわち、NOxセンサ9周辺は空気で満たされているためNOx濃度は0となるはずなので、このときにNOxセンサ9により得られるNOx濃度がそのまま誤差となる。
In step S108, the NOx concentration error ΔNOx detected by the NOx sensor 9 is calculated. This error ΔNOx is the absolute value of the NOx concentration obtained by the NOx sensor 9.
That is, since the periphery of the NOx sensor 9 is filled with air, the NOx concentration should be 0. At this time, the NOx concentration obtained by the NOx sensor 9 becomes an error as it is.

ステップS109では、ステップS109で算出される誤差ΔNOxが閾値よりも小さ
いか否か判定される。この閾値は、NOxセンサ9に異常があると判定される誤差の下限
値である。ステップS109で肯定判定がなされた場合にはステップS110へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS111へ進む。
In step S109, it is determined whether or not the error ΔNOx calculated in step S109 is smaller than a threshold value. This threshold is a lower limit value of an error determined that the NOx sensor 9 is abnormal. If an affirmative determination is made in step S109, the process proceeds to step S110, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S111.

ステップS110では、NOxセンサ9は正常であると判定される。また、ステップS
111では、NOxセンサ9に異常があると判定される。
In step S110, it is determined that the NOx sensor 9 is normal. Step S
In 111, it is determined that the NOx sensor 9 is abnormal.

このようにして、複数の空気導入手段の中から1つを選択してNOxセンサ9の付近に
空気を導入することで、NOxセンサ9に凝縮水が付着することを抑制できる。これによ
り、NOxセンサ9の故障を抑制しつつNOxセンサ9の異常診断を行なうことができる。また、誤差ΔNOxに基づいてセンサ9の出力値を補正することもできる。なお、本実施
例ではNOxセンサ9について説明したが、空燃比センサ、酸素濃度センサ、HC濃度セ
ンサ等にも同様にして適用することができる。
In this way, by selecting one of the plurality of air introduction means and introducing air in the vicinity of the NOx sensor 9, it is possible to suppress the condensed water from adhering to the NOx sensor 9. Thereby, the abnormality diagnosis of the NOx sensor 9 can be performed while suppressing the failure of the NOx sensor 9. Further, the output value of the sensor 9 can be corrected based on the error ΔNOx. In this embodiment, the NOx sensor 9 has been described. However, the present invention can be similarly applied to an air-fuel ratio sensor, an oxygen concentration sensor, an HC concentration sensor, and the like.

1 内燃機関
2 吸気通路
3 排気通路
4 スロットル
5 選択還元型NOx触媒
9 NOxセンサ
11 スタータモータ
12 アクセルペダル
13 アクセル開度センサ
14 クランクポジションセンサ
60 噴射弁
61 尿素通路
62 尿素水ポンプ
63 吸引ポンプ
70 EGR通路
71 EGR弁
80 空気供給通路
81 ポンプ
Reference Signs List 1 internal combustion engine 2 intake passage 3 exhaust passage 4 throttle 5 selective reduction type NOx catalyst 9 NOx sensor 11 starter motor 12 accelerator pedal 13 accelerator opening sensor 14 crank position sensor 60 injection valve 61 urea passage 62 urea water pump 63 suction pump 70 EGR Passage 71 EGR valve 80 Air supply passage 81 Pump

Claims (3)

内燃機関の排気通路に設けられ排気中の所定成分を検知するセンサの周辺の排気通路内に空気を導入したときの該センサの出力値に基づいて該センサの異常を診断するセンサの異常診断装置において、
前記センサの周辺の排気通路内へ空気を導入する複数の空気導入手段と、
前記複数の空気導入手段のなかで、前記センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間が、前記排気通路内で水が凝縮するまでの時間よりも短くなるものを選択する選択手段と、
を備えることを特徴とするセンサの異常診断装置。
An abnormality diagnosis device for a sensor for diagnosing abnormality of the sensor based on an output value of the sensor when air is introduced into an exhaust passage around a sensor provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for detecting a predetermined component in the exhaust gas In
A plurality of air introduction means for introducing air into the exhaust passage around the sensor;
Among the plurality of air introduction means, a selection is made such that the time until the introduction of air into the exhaust passage around the sensor is completed is shorter than the time until water condenses in the exhaust passage. Selection means to
An abnormality diagnosis apparatus for a sensor, comprising:
前記複数の空気導入手段は、
前記センサよりも上流の排気通路に設けられ該排気通路内へ還元剤を噴射する噴射弁から該排気通路内のガスを逆流させる手段、
前記センサよりも上流の排気通路内へ二次空気を吐出する手段、
前記内燃機関の吸気通路に設けられるスロットルを開き且つ前記排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路に設けられるEGR弁を開く手段、
前記スロットルを開き且つ内燃機関をモータリングする手段、
のなかの少なくとも2つであることを特徴とする請求項1に記載のセンサの異常診断装置。
The plurality of air introduction means include
Means for causing a gas in the exhaust passage to flow backward from an injection valve provided in the exhaust passage upstream of the sensor and injecting a reducing agent into the exhaust passage;
Means for discharging secondary air into the exhaust passage upstream of the sensor;
Means for opening a throttle provided in an intake passage of the internal combustion engine and opening an EGR valve provided in an EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
Means for opening the throttle and motoring the internal combustion engine;
The sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the sensor abnormality diagnosis device is at least two of the two.
前記空気導入手段の夫々には優先度が設定され、前記選択手段は、前記センサの周辺の排気通路内への空気の導入が完了するまでの時間が、前記排気通路内で水が凝縮するまでの時間よりも短くなる空気導入手段のなかで優先度が最も高いものを選択することを特徴とする請求項1または2に記載のセンサの異常診断装置。   A priority is set for each of the air introduction means, and the selection means waits until the introduction of air into the exhaust passage around the sensor is completed until water is condensed in the exhaust passage. 3. The sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the air introduction means having the highest priority is selected from the air introduction means shorter than the time.
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JP4048735B2 (en) * 2001-06-19 2008-02-20 株式会社デンソー Control device for internal combustion engine
JP2004150379A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Yanmar Co Ltd Air-fuel ratio control system
JP2006112347A (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2007205328A (en) * 2006-02-06 2007-08-16 Mazda Motor Corp Engine control device
JP2008002272A (en) * 2006-06-20 2008-01-10 Tokyo Gas Co Ltd Internal combustion engine and control method
JP2008064007A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Hitachi Ltd Control device of internal combustion engine

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