JP5574120B2 - Diagnostic device for NOx purification system - Google Patents

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Description

本発明はNOx浄化システムの診断装置に係り、詳しくは故障診断に基づき修理されたNOx浄化システムが正常に機能するか否かを確認する診断装置に関する。   The present invention relates to a diagnostic apparatus for a NOx purification system, and more particularly to a diagnostic apparatus for confirming whether a repaired NOx purification system functions normally based on a failure diagnosis.

近年、エンジンの排気通路にNOx触媒を配したNOx浄化システムが実用化されている。例えばディーゼルエンジンでは、燃焼がリーン空燃比の下で実施されるため、排気中の酸素(O2)量が多く、ガソリンエンジンで実用化されている三元触媒は機能せず、種々のディーゼルエンジン用NOx触媒が開発されている。その一つとして、最近では、定地式ディーゼルエンジンで実用化されている還元剤としてアンモニアを添加する構成のアンモニア選択還元型NOx触媒(以下、SCR触媒と称する)を用いたNOx浄化システムが車両用として開発されつつある。この種のSCR触媒では、触媒上に添加されたアンモニア(NH)によってNOxが窒素(N2)及びH2Oに還元されるように反応が進行する。 In recent years, a NOx purification system in which a NOx catalyst is arranged in an exhaust passage of an engine has been put into practical use. For example, in a diesel engine, combustion is performed under a lean air-fuel ratio, so the amount of oxygen (O 2 ) in the exhaust gas is large, and the three-way catalyst that is put to practical use in gasoline engines does not function, and various diesel engines NOx catalysts have been developed. As one of these, a NOx purification system using an ammonia selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as an SCR catalyst) configured to add ammonia as a reducing agent that has been put into practical use in a land-type diesel engine has recently been used in vehicles. It is being developed for use. In this type of SCR catalyst, the reaction proceeds so that NOx is reduced to nitrogen (N 2 ) and H 2 O by ammonia (NH 3 ) added onto the catalyst.

ところで、この種のNOx浄化システムは稼働中に種々の要因により故障を生じる場合があり、故障状態での稼働の継続は大気中へのNOx排出につながることから、その対策として故障診断装置の装備が法規により義務づけられている。故障診断装置の一例としては、特許文献1に記載されたものを挙げることができる。
この故障診断装置では、SCR触媒上へのアンモニア添加量を変化させて、SCR触媒の下流側に配設したNOxセンサの検出値に基づき故障の有無を判定している。このような故障診断装置はエンジン運転によりNOx浄化システムが稼働している間は常に作動して故障を監視し、故障判定時には運転席に設けたSCR故障ランプを点灯させて運転者に故障を報知することで、車両の販売修理を取り扱うディーラーなどでの修理を促している。
By the way, this type of NOx purification system may cause failure due to various factors during operation, and continuation of operation in the failure state leads to NOx emission into the atmosphere. Is required by law. As an example of the failure diagnosis apparatus, one described in Patent Document 1 can be cited.
In this failure diagnosis device, the amount of ammonia added onto the SCR catalyst is changed, and the presence or absence of a failure is determined based on the detection value of the NOx sensor disposed on the downstream side of the SCR catalyst. Such a failure diagnosis device always operates while the NOx purification system is operating by engine operation and monitors the failure. When a failure is determined, the SCR failure lamp provided in the driver's seat is turned on to notify the driver of the failure. By doing so, repairs at dealers that handle vehicle sales and repairs are encouraged.

また、ディーラーなどでの不完全な修理への対策として、修理完了後に実際にNOx浄化システムを作動させて機能が回復していることを確認する作業を実施している。周知のようにSCR触媒が良好なNOx浄化性能を発揮するのは活性温度域に限られ、触媒温度が活性温度域の下限値(活性下限温度)を下回ると、たとえアンモニアを添加しても十分な浄化性能を発揮しない。このため、修理後の確認作業は、実際に車両を走行させてSCR触媒を活性温度域まで昇温させた上で実施している。   In addition, as a countermeasure against incomplete repairs at dealers and the like, work is performed to confirm that the function has been restored by actually operating the NOx purification system after the repair is completed. As is well known, the SCR catalyst exhibits good NOx purification performance only in the active temperature range, and if the catalyst temperature falls below the lower limit value (the lower active temperature limit) of the active temperature range, it is sufficient even if ammonia is added. Does not demonstrate the cleansing performance. For this reason, the confirmation work after the repair is performed after actually driving the vehicle and raising the temperature of the SCR catalyst to the activation temperature range.

特開2010−248963号公報JP 2010-248963 A

しかしながら、SCR触媒の活性下限温度は180℃前後の高温であり、少なくとも活性下限温度までSCR触媒を昇温するには、例えば100km/hで30分程度は走行を継続する必要があり、多大な手間と時間を要するという問題があった。加えて、活性温度域内においてもSCR触媒のNOx浄化性能は触媒温度に依存し、触媒温度と共に変動する。そして、触媒温度はエンジンの排気温度、ひいては車両の走行状態に応じて変動することから、その影響を受けて確認作業中にNOx浄化性能も変動し、機能回復か否かの判定精度が低下するという問題もある。   However, the activity lower limit temperature of the SCR catalyst is a high temperature of about 180 ° C., and in order to raise the temperature of the SCR catalyst to at least the activity lower limit temperature, for example, it is necessary to continue traveling at 100 km / h for about 30 minutes. There was a problem that it took time and effort. In addition, even within the active temperature range, the NOx purification performance of the SCR catalyst depends on the catalyst temperature and varies with the catalyst temperature. Since the catalyst temperature fluctuates in accordance with the exhaust temperature of the engine and thus the running state of the vehicle, the NOx purification performance also fluctuates during the checking operation due to the influence, and the determination accuracy as to whether the function is restored decreases. There is also a problem.

付言すると、このようなNOx浄化システムの機能回復の確認作業に特許文献1の故障診断装置を利用することも可能ではあるが、触媒昇温のための車両走行に起因する上記問題を解決できないことは明らかである。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、故障診断に基づき修理されたNOx浄化システムの機能確認を簡単且つ短時間で高い精度により実施することができるNOx浄化システムの診断装置を提供することにある。
In addition, although it is possible to use the failure diagnosis device of Patent Document 1 for the confirmation work of functional recovery of the NOx purification system, it is impossible to solve the above-mentioned problem due to vehicle running for catalyst temperature rise. Is clear.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to perform functional confirmation of the NOx purification system repaired based on the failure diagnosis with high accuracy in a short time. An object of the present invention is to provide a diagnostic apparatus for a NOx purification system that can perform the above-mentioned.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、エンジンの排気通路に配設されて還元剤の添加により排ガス中のNOxを選択的に浄化するアンモニア選択還元型NOx触媒、及びアンモニア選択還元型NOx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段を少なくとも具備するNOx浄化システムにおいて、排気通路のアンモニア選択還元型NOx触媒の上流側に配設されて排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、フィルタへのパティキュレートの過堆積を報知する過堆積報知手段と、過堆積報知手段による報知に応じて運転者により再生開始スイッチが操作されたときに、車両停車状態でフィルタを昇温して捕集されたパティキュレートを強制的に焼却除去する手動再生を実行する手動再生手段と、排気通路の上記アンモニア選択還元型NOx触媒の下流側に配設されたNOx検出手段と、故障診断手段の故障判定に基づくNOx浄化システムの修理後に、NOx浄化システムの機能が回復したか否かの判定を指示する機能確認指示手段が操作されたとき、過堆積報知手段による報知がないときでも手動再生手段に手動再生を実行させ、手動再生によるフィルタの昇温に伴って下流側のアンモニア選択還元型NOx触媒が少なくとも活性下限温度まで昇温されたときに、NOx検出手段の検出値に基づきNOx浄化システムの機能回復を判定する機能確認手段とを備えたものである。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an ammonia selective reduction type NOx catalyst which is disposed in an exhaust passage of an engine and selectively purifies NOx in exhaust gas by adding a reducing agent, and an ammonia selective reduction type. In a NOx purification system comprising at least a reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the NOx catalyst, a filter that is disposed on the upstream side of the ammonia selective reduction type NOx catalyst in the exhaust passage and collects particulates in the exhaust gas; When the driver operates the regeneration start switch in response to a notification from the over-deposition notification unit, the temperature of the filter is raised and caught while the vehicle is stopped. Manual regeneration means for performing manual regeneration for forcibly removing the collected particulates by incineration, and the ammonia selective reduction type N in the exhaust passage x NOx detection means disposed downstream of the catalyst, and function confirmation instruction means for instructing whether or not the function of the NOx purification system has been restored after the repair of the NOx purification system based on the failure determination of the failure diagnosis means Is operated, even when there is no notification by the over-deposition notification means, the manual regeneration means performs manual regeneration, and the ammonia selective reduction type NOx catalyst on the downstream side is at least activated lower limit temperature along with the temperature rise of the filter by manual regeneration. And a function confirming means for judging the recovery of the function of the NOx purification system on the basis of the detected value of the NOx detecting means when the temperature is raised to.

請求項2の発明は、機能確認手段が、アンモニア選択還元型NOx触媒の温度が活性下限温度近傍に設定された昇温終了温度に達したときに、手動再生手段に手動再生を終了させるものである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、機能確認指示手段が、車両の運転席に設けられた再生開始スイッチであり、機能確認手段が、再生開始スイッチが操作されたとき、過堆積報知手段による報知がないときに限って手動再生に続いて機能回復の判定を実行するものである。
According to the second aspect of the present invention, when the temperature of the ammonia selective reduction type NOx catalyst reaches the temperature rise end temperature set near the lower limit of activation temperature, the function confirmation unit causes the manual regeneration unit to end the manual regeneration. is there.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the function confirmation instructing means is a regeneration start switch provided in a driver's seat of the vehicle, and the function confirmation means is overdeposited when the regeneration start switch is operated. Only when there is no notification by the notification means, the function recovery determination is executed following the manual regeneration.

請求項4の発明は、請求項1または2において、機能確認指示手段が、機能確認手段に接続可能な診断ツールであり、機能確認手段が、診断ツールにより機能確認モードの開始が入力されたとき、機能確認モードとして手動再生に続いて機能回復の判定を実行するものである。
請求項5の発明は、請求項4において、機能確認手段が、機能確認モードに加えて、NOx浄化システムの各構成の作動状態を順次変更すると共に、作動状態の変更のために手作業の準備を要するときには診断ツールに準備内容を表示指示し、作動状態を変更した構成がNOx浄化システムの故障原因であるか否かをNOx検出手段の検出値に基づき順次判定する故障究明モードを実行可能であり、機能確認モードでNOx浄化システムの機能が回復していないと判定した後のタイミング、またはNOx浄化システムの修理前のタイミングで故障究明モードを開始して、NOx浄化システムの各構成の故障を逐次判定し、特定した故障原因の構成の修理指示を診断ツールに表示するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the function confirmation instructing means is a diagnostic tool connectable to the function confirming means, and the function confirmation means inputs the start of the function confirmation mode by the diagnostic tool In the function confirmation mode, the function recovery determination is executed following the manual regeneration.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, in addition to the function confirmation mode, the function confirmation means sequentially changes the operation state of each component of the NOx purification system and prepares for manual operation for changing the operation state. It is possible to execute a failure investigation mode that sequentially instructs the diagnostic tool to display the preparation contents and determines whether the configuration whose operating state has been changed is the cause of the failure of the NOx purification system based on the detected value of the NOx detection means. Yes, the failure investigation mode is started at the timing after the NOx purification system function has been restored in the function confirmation mode, or at the timing before the repair of the NOx purification system. It is determined sequentially, and a repair instruction for the identified cause of failure is displayed on the diagnostic tool.

以上説明したように請求項1の発明のNOx浄化システムの診断装置によれば、故障診断に基づくNOx浄化システムの修理後に機能回復の判定を指示する機能確認指示手段が操作されたとき、過堆積報知手段による報知がなくフィルタの過堆積防止のために手動再生を要しないときであっても手動再生を実行し、手動再生によるフィルタの昇温に伴って下流側のアンモニア選択還元型NOx触媒が少なくとも活性下限温度まで昇温したときに、NOx検出手段の検出値に基づきNOx浄化システムの機能回復を判定するようにした。
このように手動再生を利用してアンモニア選択還元型NOx触媒を昇温することから、昇温のための車両走行による手間や時間の消費を防止して、簡単且つ短時間でNOx浄化システムの機能確認を実施できる。しかも、車両走行による触媒昇温に比較して手動再生による触媒昇温では触媒温度の変動が少なく、機能回復したか否かを高い精度で判定することができる。
As described above, according to the diagnosis apparatus for the NOx purification system of the first aspect of the present invention, when the function confirmation instruction means for instructing the function recovery is operated after the repair of the NOx purification system based on the failure diagnosis, Even when there is no notification by the notification means and manual regeneration is not required to prevent over-deposition of the filter, manual regeneration is performed. The function recovery of the NOx purification system is determined based on the detected value of the NOx detecting means when the temperature is raised to at least the lower limit temperature of activity.
Since the temperature of the ammonia selective reduction type NOx catalyst is raised by using manual regeneration in this way, it is possible to prevent labor and time consumption due to traveling of the vehicle for raising the temperature, and the function of the NOx purification system easily and in a short time. Confirmation can be performed. In addition, when the catalyst temperature rises due to manual regeneration as compared with the catalyst temperature rise due to vehicle running, the catalyst temperature fluctuates less and it can be determined with high accuracy whether or not the function has been recovered.

請求項2の発明のNOx浄化システムの診断装置によれば、アンモニア選択還元型NOx触媒の温度が活性下限温度近傍の昇温終了温度に達すると手動再生を終了するようにした。手動再生の終了後のアンモニア選択還元型NOx触媒の温度低下はヒートマスに起因して緩慢なものとなるため、触媒温度が活性下限温度を下回るまでにNOx浄化システムの機能確認が完了する。そして、手動再生の実行時間を必要最小限に留めることにより消費燃料を節減して燃費悪化の弊害を未然に防止することができる。
請求項3の発明のNOx浄化システムの診断装置によれば、機能確認指示手段としての再生開始スイッチが操作されたとき、過堆積報知手段による報知がないときには、フィルタは過堆積しておらずNOx浄化システムの修理後の機能確認が指示されたと見なし、手動再生に続いて機能回復の判定を実行するようにした。このように機能確認指示手段として既存の再生開始スイッチを利用することから、装備を追加せずにNOx浄化システムの修理後の機能確認を指示でき、製造コストを低減することができる。
According to the diagnostic apparatus for the NOx purification system of the second aspect of the invention, the manual regeneration is terminated when the temperature of the ammonia selective reduction type NOx catalyst reaches the temperature rise end temperature near the activation lower limit temperature. Since the temperature decrease of the ammonia selective reduction type NOx catalyst after the end of the manual regeneration becomes slow due to the heat mass, the function confirmation of the NOx purification system is completed before the catalyst temperature falls below the lower limit activation temperature. Further, it is possible to save fuel consumption by limiting the execution time of manual regeneration to the minimum necessary, and to prevent adverse effects of fuel consumption deterioration.
According to the diagnostic apparatus for the NOx purification system of the third aspect of the present invention, when the regeneration start switch as the function confirmation instruction means is operated, when there is no notification by the overdeposition notification means, the filter is not overdeposited and NOx It was assumed that the function confirmation after repair of the purification system was instructed, and the function recovery judgment was executed following the manual regeneration. As described above, since the existing regeneration start switch is used as the function confirmation instruction means, it is possible to instruct the function confirmation after the repair of the NOx purification system without adding equipment, and the manufacturing cost can be reduced.

請求項4の発明のNOx浄化システムの診断装置によれば、診断ツールにより機能確認モードの開始が入力されたとき、手動再生に続いて機能回復の判定を実行するようにした。このように車両側の装備を追加せずに、機能確認手段に診断ツールを接続するだけでNOx浄化装置の修理後の機能確認を指示でき、製造コストを低減することができる。
請求項5の発明のNOx浄化システムの診断装置によれば、機能確認モードでNOx浄化システムの機能が回復していないと判定した後のタイミング、またはNOx浄化システムの修理前のタイミングで故障究明モードを開始し、この故障究明モードによりNOx浄化システムの各構成の作動状態を変更して順次検査すると共に、必要に応じてメカニックに対する準備指示を診断ツールに表示し、これにより特定した故障原因の構成の修理指示を診断ツールに表示するようにした。
According to the diagnostic apparatus for the NOx purification system of the fourth aspect of the present invention, when the start of the function confirmation mode is input by the diagnostic tool, the function recovery determination is executed following the manual regeneration. In this way, it is possible to instruct function confirmation after repair of the NOx purification device by simply connecting a diagnostic tool to the function confirmation means without adding equipment on the vehicle side, and the manufacturing cost can be reduced.
According to the diagnosis device for the NOx purification system of the fifth aspect of the present invention, the failure investigation mode is performed at the timing after determining that the function of the NOx purification system is not recovered in the function confirmation mode, or at the timing before repairing the NOx purification system. In this failure investigation mode, the operation state of each component of the NOx purification system is changed and sequentially inspected, and if necessary, a preparation instruction for the mechanic is displayed on the diagnostic tool, thereby configuring the cause of the failure specified. The repair instruction of was displayed on the diagnostic tool.

従って、当初の修理によりNOx浄化システムの機能が回復していないと判定したときには、その後に故障究明モードにより故障原因となっているNOx浄化システムの構成が特定されて診断ツールの表示に基づき再び修理され、修理後に再度機能確認モードが実行される。或いは、当初の修理前に故障究明モードが実行されて故障原因のNOx浄化システムの構成が特定され、診断ツールに表示された修理指示に基づき当初の修理が実施された後に機能確認モードが実行される。
何れの場合でも、故障究明モードによりNOx浄化システムの各構成を自動的に順次検査することから、習熟しないメカニックでも容易に故障原因を特定でき、しかも、作動状態の変更にメカニックによる準備を要するときには診断ツールに準備指示を表示するため、不適切な準備によるメカニックの無駄な労力を軽減することができる。
Therefore, when it is determined that the function of the NOx purification system has not been restored by the initial repair, the configuration of the NOx purification system that causes the failure is identified by the failure investigation mode, and the repair is performed again based on the display of the diagnostic tool. The function confirmation mode is executed again after the repair. Alternatively, the failure investigation mode is executed before the initial repair, the configuration of the NOx purification system causing the failure is specified, and the function check mode is executed after the initial repair is performed based on the repair instruction displayed on the diagnostic tool. The
In any case, the failure investigation mode automatically checks each component of the NOx purification system sequentially, so even unskilled mechanics can easily identify the cause of failure, and when the mechanic needs to be prepared to change the operating state. Since the preparation instruction is displayed on the diagnostic tool, the mechanic's useless labor due to inappropriate preparation can be reduced.

本発明のNOx浄化システムの診断装置が適用されたディーゼルエンジンを示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a diesel engine to which a diagnostic device for a NOx purification system of the present invention is applied. 第1実施形態のECUが実行するSCR昇温・機能確認ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the SCR temperature rising and function confirmation routine which ECU of 1st Embodiment performs. 第1実施形態のECUの処理によるNOx浄化システムの修理後の機能確認の手順を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the procedure of the function confirmation after repair of the NOx purification system by the process of ECU of 1st Embodiment. 第2実施形態のECUが実行するSCR昇温・機能確認ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the SCR temperature rising and function confirmation routine which ECU of 2nd Embodiment performs. 第2実施形態のECUが実行する故障究明ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the failure investigation routine which ECU of 2nd Embodiment performs. 第2実施形態のECUの処理によるNOx浄化システムの修理後の機能確認及び故障究明の手順を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the procedure of the function confirmation after a repair of a NOx purification system by the process of ECU of 2nd Embodiment, and a failure investigation.

[第1実施形態]
以下、本発明を具体化したNOx浄化システムの診断装置の第1実施形態を説明する。
図1は本発明のNOx浄化システムの診断装置が適用されたディーゼルエンジンを示す全体構成図であり、エンジン1は直列6気筒機関として構成されている。エンジン1の各気筒には燃料噴射弁2が設けられ、各燃料噴射弁2は共通のコモンレール3から加圧燃料を供給され、機関の運転状態に応じたタイミングで開弁して各気筒の筒内に燃料を噴射する。
エンジン1の吸気側には吸気マニホールド4が装着され、吸気マニホールド4に接続された吸気通路5には、上流側よりエアクリーナ6、ターボチャージャ7のコンプレッサ7a、インタクーラ8が設けられている。また、エンジン1の排気側には排気マニホールド9が装着され、排気マニホールド9には上記コンプレッサ7aと同軸上に連結されたターボチャージャ7のタービン7bを介して排気通路10が接続されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a diagnostic apparatus for a NOx purification system embodying the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a diesel engine to which a diagnostic device for a NOx purification system of the present invention is applied. The engine 1 is configured as an in-line 6-cylinder engine. Each cylinder of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 2, and each fuel injection valve 2 is supplied with pressurized fuel from a common common rail 3 and is opened at a timing according to the operating state of the engine. The fuel is injected into the inside.
An intake manifold 4 is mounted on the intake side of the engine 1, and an intake passage 5 connected to the intake manifold 4 is provided with an air cleaner 6, a compressor 7 a of a turbocharger 7, and an intercooler 8 from the upstream side. An exhaust manifold 9 is mounted on the exhaust side of the engine 1, and an exhaust passage 10 is connected to the exhaust manifold 9 via a turbine 7b of a turbocharger 7 coaxially connected to the compressor 7a.

エンジン1の運転中においてエアクリーナ6を経て吸気通路5内に導入された吸気はターボチャージャ7のコンプレッサ7aにより加圧された後にインタクーラ8、吸気マニホールド4を経て各気筒に分配され、各気筒の吸気行程で筒内に導入される。筒内では所定のタイミングで燃料噴射弁2から燃料が噴射されて圧縮上死点近傍で着火・燃焼し、燃焼後の排ガスは排気マニホールド9を経てタービン7bを回転駆動した後に排気通路10を経て外部に排出される。
吸気マニホールド4と排気マニホールド9とは排ガス環流用のEGR通路12により接続され、EGR通路12にはEGR弁13及びEGRクーラ14が介装されている。EGR弁13の開度に応じて排気マニホールド9内の排ガスがEGRガスとして吸気マニホールド4に環流され、環流されたEGRガスは各気筒の筒内での燃焼温度を抑制してNOx生成量を低減する作用を奏する。
The intake air introduced into the intake passage 5 via the air cleaner 6 during operation of the engine 1 is pressurized by the compressor 7a of the turbocharger 7 and then distributed to each cylinder via the intercooler 8 and the intake manifold 4, and the intake air of each cylinder It is introduced into the cylinder in the process. In the cylinder, fuel is injected from the fuel injection valve 2 at a predetermined timing and ignited and combusted in the vicinity of the compression top dead center. The exhaust gas after combustion rotates the turbine 7b through the exhaust manifold 9, and then passes through the exhaust passage 10. It is discharged outside.
The intake manifold 4 and the exhaust manifold 9 are connected by an EGR passage 12 for exhaust gas recirculation, and an EGR valve 13 and an EGR cooler 14 are interposed in the EGR passage 12. The exhaust gas in the exhaust manifold 9 is recirculated to the intake manifold 4 as EGR gas according to the opening of the EGR valve 13, and the recirculated EGR gas suppresses the combustion temperature in the cylinder of each cylinder to reduce the amount of NOx generated. Has the effect of

上記排気通路10には排気浄化装置が設けられている。排気浄化装置の上流側ケーシング16内には上流側より前段酸化触媒17及びDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)18が収容され、排気浄化装置の下流側ケーシング19内には上流側よりSCR触媒(アンモニア選択還元型NOx触媒)20及び後段酸化触媒21が収容されている。
上流側ケーシング16と下流側ケーシング19とはミキシング通路22により接続され、ミキシング通路22内には尿素水噴射用の噴射ノズル23(還元剤供給手段)が配設されている。噴射ノズル23の先端はミキシング通路22内の中心に位置し、噴射ノズル23の基端はミキシング通路22の外周に設置された電磁弁23aに接続されている。電磁弁23aには図示しない尿素タンクから所定圧の尿素水が供給されており、電磁弁23aの開閉に応じて噴射ノズル23の先端から尿素水が放射状に噴射される。
The exhaust passage 10 is provided with an exhaust purification device. A upstream oxidation catalyst 17 and a DPF (diesel particulate filter) 18 are accommodated in the upstream casing 16 of the exhaust purification device from the upstream side, and an SCR catalyst (ammonia selection) from the upstream side in the downstream casing 19 of the exhaust purification device. A reduction type NOx catalyst) 20 and a post-stage oxidation catalyst 21 are accommodated.
The upstream casing 16 and the downstream casing 19 are connected by a mixing passage 22, and an injection nozzle 23 (reducing agent supply means) for injecting urea water is disposed in the mixing passage 22. The tip of the injection nozzle 23 is positioned at the center in the mixing passage 22, and the base end of the injection nozzle 23 is connected to an electromagnetic valve 23 a installed on the outer periphery of the mixing passage 22. A predetermined amount of urea water is supplied to the electromagnetic valve 23a from a urea tank (not shown), and urea water is radially injected from the tip of the injection nozzle 23 in response to opening and closing of the electromagnetic valve 23a.

一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップなどの記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタなどを備えたECU(電子制御ユニット)31が設置されている。ECU31の入力側には、SCR触媒20に導入される排気温度Tex1を検出する温度センサ32、SCR触媒20を経て後段酸化触媒21を流通後の排気温度Tex2を検出する温度センサ37、運転席に設置されたNOx浄化システムの故障を表示するSCR故障ランプ33、同じく運転席に設置されたDPF18の過堆積を報知するDPF過堆積ランプ34(過堆積報知手段)、同じく運転席に設置されたDPF18の手動再生を開始する再生開始スイッチ35(機能確認指示手段)、SCR触媒20を経て後段酸化触媒21を流通後の排ガス中に含まれるNOx量を検出するNOxセンサ36(NOx選出手段)などのセンサ類が接続されている。またECU31の出力側には、上記燃料噴射弁2、EGR弁13及び噴射ノズル23の電磁弁23aなどのデバイス類が接続されている。   On the other hand, an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) used for storing control programs and control maps, a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. Control unit) 31 is installed. On the input side of the ECU 31, there are a temperature sensor 32 for detecting the exhaust temperature Tex1 introduced into the SCR catalyst 20, a temperature sensor 37 for detecting the exhaust temperature Tex2 after passing through the rear-stage oxidation catalyst 21 via the SCR catalyst 20, and the driver's seat. An SCR failure lamp 33 for indicating a failure of the installed NOx purification system, a DPF over-deposition lamp 34 (over-deposition notification means) for notifying over-deposition of the DPF 18 also installed in the driver's seat, and a DPF 18 also installed in the driver's seat A regeneration start switch 35 (function confirmation instruction means) for starting manual regeneration, a NOx sensor 36 (NOx selection means) for detecting the amount of NOx contained in the exhaust gas after flowing through the post-stage oxidation catalyst 21 via the SCR catalyst 20, etc. Sensors are connected. Further, devices such as the fuel injection valve 2, the EGR valve 13, and the electromagnetic valve 23 a of the injection nozzle 23 are connected to the output side of the ECU 31.

例えばECU31は、エンジン回転速度Ne及びアクセル操作量θaccから図示しないマップに従って燃料噴射量を設定し、エンジン回転速度Ne及び燃料噴射量から図示しないマップに従って燃料噴射時期を設定し、これらの燃料噴射量及び燃料噴射時期に基づいて燃料噴射弁2を駆動制御してエンジン1を運転する。
また、ECU31は、燃料噴射量Q及びエンジン回転速度Neから所定のマップに従ってEGRの実行域と非実行域とを判別し、EGR実行域ではマップから設定した目標EGR量に基づきEGR弁13の開度を制御する。これによりEGR実行域では排ガスをEGRガスとして吸気側に環流させることで各気筒の筒内の燃焼温度を抑制してNOx生成の低減を達成する。
For example, the ECU 31 sets a fuel injection amount according to a map (not shown) from the engine rotation speed Ne and the accelerator operation amount θacc, sets a fuel injection timing according to a map (not shown) from the engine rotation speed Ne and the fuel injection amount, and these fuel injection amounts. The engine 1 is operated by drivingly controlling the fuel injection valve 2 based on the fuel injection timing.
Further, the ECU 31 discriminates the EGR execution region and the non-execution region from the fuel injection amount Q and the engine speed Ne according to a predetermined map. In the EGR execution region, the EGR valve 13 is opened based on the target EGR amount set from the map. Control the degree. Thus, in the EGR execution region, exhaust gas is recirculated to the intake side as EGR gas, thereby suppressing the combustion temperature in the cylinder of each cylinder and achieving reduction in NOx generation.

また、ECU31は、SCR触媒20上にアンモニアを供給してNOx浄化作用を発揮させるべく、電磁弁23aを駆動制御して噴射ノズル23から尿素水を噴射する。尿素水の目標噴射量はSCR触媒20の温度Tcatに基づき決定され、触媒温度Tcatが活性下限温度Tlo未満のときには目標噴射量が0(噴射中止)に設定される一方、活性下限温度Tlo以上のときには高温側ほど目標噴射量が増加側に設定され、これにより適切なアンモニア添加が実現される。
例えば触媒温度Tcatは、温度センサ32により検出されたSCR触媒20の上流側温度である排気温度Tex1、及び温度センサ37により検出されたSCR触媒20の下流側温度である排気温度Tex2に基づき、エンジン1の運転中にECU31により逐次算出される。但し、触媒温度Tcatの算出手法はこれに限ることはなく、例えば排気温度Tex1から触媒温度Tcatを推定するようにしてもよい。
In addition, the ECU 31 drives and controls the electromagnetic valve 23 a to inject urea water from the injection nozzle 23 in order to supply ammonia onto the SCR catalyst 20 to exert a NOx purification action. The target injection amount of the urea water is determined based on the temperature Tcat of the SCR catalyst 20, and when the catalyst temperature Tcat is lower than the activation lower limit temperature Tlo, the target injection amount is set to 0 (injection stop), while being higher than the activation lower limit temperature Tlo. Sometimes, the higher the higher temperature side, the higher the target injection amount is set on the increasing side, thereby realizing proper ammonia addition.
For example, the catalyst temperature Tcat is determined based on the exhaust temperature Tex1 which is the upstream temperature of the SCR catalyst 20 detected by the temperature sensor 32 and the exhaust temperature Tex2 which is the downstream temperature of the SCR catalyst 20 detected by the temperature sensor 37. It is sequentially calculated by the ECU 31 during the operation of 1. However, the method for calculating the catalyst temperature Tcat is not limited to this. For example, the catalyst temperature Tcat may be estimated from the exhaust gas temperature Tex1.

そして、エンジン1の運転中において、エンジン1から排出された排ガスは排気マニホールド9及び排気通路10を経て上流側ケーシング11内に導入され、前段酸化触媒14を経てDPF15を流通する際に含有しているPM(パティキュレートマター)を捕集される。その後、排ガスはミキシング通路22内で噴射ノズル23から尿素水が噴射され、尿素水は排気熱及び排ガス中の水蒸気により加水分解されてアンモニアを生成する。
そして、生成されたアンモニアによりSCR触媒20上で排ガス中のNOxが無害なNに還元されてNOxの浄化が行われる一方、このときの余剰アンモニアが後段酸化触媒21によりNOに酸化されて処理される。
During operation of the engine 1, exhaust gas discharged from the engine 1 is introduced into the upstream casing 11 through the exhaust manifold 9 and the exhaust passage 10, and is contained when flowing through the DPF 15 through the pre-stage oxidation catalyst 14. PM (particulate matter) is collected. Thereafter, urea water is injected from the injection nozzle 23 in the mixing passage 22 and the urea water is hydrolyzed by exhaust heat and water vapor in the exhaust gas to generate ammonia.
The generated ammonia reduces NOx in the exhaust gas to harmless N 2 on the SCR catalyst 20 to purify NOx, while the excess ammonia at this time is oxidized to NO by the post-stage oxidation catalyst 21 and processed. Is done.

DPF18に捕集されたPMは種々の要因により焼却除去され、これによりDPF18が再生される。例えばエンジン1の排気温度Texが比較的高い運転状態では、前段酸化触媒上の酸化作用により排ガス中のNOからNO2が生成され、そのNO2がDPF18上で酸化反応することによりPMは連続的に焼却される(連続再生)。
また、連続再生の作用が得られないときには、DPF18上のPM捕集量が限界を越えて過堆積に陥ってしまう。そこで、例えばECU31は、DPF18の上流側及び下流側に設けた図示しない圧力センサの検出値に基づきDPF18での圧損を算出し、圧損がPMの捕集限界付近に設定された判定値を越えたときにはPMの過堆積と判定してPMを強制的に焼却除去する(強制再生)。強制再生はメイン噴射後のポスト噴射などによりDPF18を昇温して実現されるが、DPF18へのPMの堆積状況に応じて車両走行中に行われる自動再生と停車中に行われる手動再生とに大別できる。
The PM collected in the DPF 18 is incinerated and removed due to various factors, whereby the DPF 18 is regenerated. For example, in an operation state in which the exhaust temperature Tex of the engine 1 is relatively high, NO 2 is generated from NO in the exhaust gas by the oxidation action on the pre-stage oxidation catalyst, and the NO 2 undergoes an oxidation reaction on the DPF 18 so that PM continuously Incinerated (continuous regeneration).
In addition, when the action of continuous regeneration cannot be obtained, the amount of PM trapped on the DPF 18 exceeds the limit, resulting in overdeposition. Therefore, for example, the ECU 31 calculates the pressure loss at the DPF 18 based on the detection values of the pressure sensors (not shown) provided on the upstream side and the downstream side of the DPF 18, and the pressure loss exceeds the determination value set near the PM collection limit. Sometimes, it is determined that PM is excessively accumulated, and PM is forcibly removed by incineration (forced regeneration). Forced regeneration is realized by increasing the temperature of the DPF 18 by post-injection after the main injection, etc., but it is possible to perform automatic regeneration performed while the vehicle is traveling and manual regeneration performed while the vehicle is stopped depending on the PM accumulation state on the DPF 18. It can be divided roughly.

通常は車両走行中に自動再生が実行されてDPF18が昇温される一方、低速走行の連続などにより自動再生を実行してもDPF18の昇温が不足してPMを焼却できないときには、運転者への報知により手動再生の実行を促す。この報知はDPF過堆積ランプ34により行われ、ECU31により点灯されたDPF過堆積ランプ34により運転者は手動再生の必要性を認識し、車両を最寄りの安全な場所に停車した上で再生開始スイッチ35を押圧操作する。スイッチ操作に呼応して、ECU31がDPF18の昇温に最適な条件でエンジン1を運転しながら手動再生を開始する。
自動再生と手動再生との何れでもDPF18の昇温過程に応じた複数の段階に細分化されており、例えば予備昇温制御、上昇制御及び下降制御からなる。予備昇温制御は、主に前段酸化触媒17の昇温(例えば、290〜300℃)を目的としてポスト噴射量を抑制しながら実行される制御である。また、上昇制御及び下降制御は予備昇温制御の完了後に交互に実行される制御であり、何れも予備昇温制御に比較してポスト噴射量を増加させて、前段酸化触媒17上に供給したHC,COの燃焼により下流側のDPF18をPMの燃焼温度以上(例えば、600℃)に維持することを目的とする。
Normally, automatic regeneration is performed while the vehicle is running and the DPF 18 is heated. On the other hand, if automatic regeneration is performed due to continuous low-speed traveling or the like, the temperature of the DPF 18 is insufficient and PM cannot be incinerated. This notification prompts execution of manual regeneration. This notification is performed by the DPF over-deposition lamp 34, and the driver recognizes the necessity of manual regeneration by the DPF over-deposition lamp 34 lit by the ECU 31, and after stopping the vehicle at the nearest safe place, the regeneration start switch 35 is pressed. In response to the switch operation, the ECU 31 starts manual regeneration while operating the engine 1 under the optimum conditions for increasing the temperature of the DPF 18.
Both automatic regeneration and manual regeneration are subdivided into a plurality of stages according to the temperature raising process of the DPF 18, and are composed of, for example, preliminary temperature raising control, ascending control and descending control. The preliminary temperature increase control is a control that is executed while suppressing the post injection amount mainly for the purpose of increasing the temperature of the pre-stage oxidation catalyst 17 (for example, 290 to 300 ° C.). The ascending control and the descending control are executed alternately after the completion of the preliminary temperature increase control, and both increase the post injection amount compared to the preliminary temperature increase control and supply it to the pre-stage oxidation catalyst 17. The purpose is to maintain the downstream DPF 18 at a temperature equal to or higher than the combustion temperature of PM (for example, 600 ° C.) by combustion of HC and CO.

なお、自動再生及び手動再生はポスト噴射に限らず種々の手法を用いることができる。例えば、排気通路10に設けた燃料噴射弁より燃料を噴射して前段酸化触媒17上にHC,COを供給して燃焼させたり、図示しない排気絞り弁を閉弁制御したり、或いはこれらの手法を組み合わせたりしてもよい。
以上のようにしてエンジン1の排ガス中に含まれるNOxやPMなどの種々の有害成分の大気中への排出が抑制される。NOxについては、以下に述べるNOx浄化システムの各構成が互いに協調して機能することにより所期のNOx浄化性能を達成する。
Note that automatic regeneration and manual regeneration are not limited to post-injection, and various methods can be used. For example, fuel is injected from a fuel injection valve provided in the exhaust passage 10 and HC and CO are supplied to the pre-stage oxidation catalyst 17 for combustion, or an exhaust throttle valve (not shown) is controlled to be closed, or these methods are used. May be combined.
As described above, the emission of various harmful components such as NOx and PM contained in the exhaust gas of the engine 1 into the atmosphere is suppressed. As for NOx, the respective NOx purification systems described below function in cooperation with each other to achieve the desired NOx purification performance.

NOx浄化システムの各構成としては、まず、直接的にNOx浄化作用を奏するSCR触媒20、そのSCR触媒20にアンモニアを添加するための尿素噴射システム(噴射ノズル23など)を挙げることができる。また、エンジン1の筒内でのNOxの生成を抑制するためのEGRシステム(EGR通路12、EGR弁13及びEGRクーラ14)もNOx浄化システムの構成の一つである。さらには、エンジン1の燃料噴射量や燃料噴射時期を導くためのマップは事前の台上試験に基づくキャリブレーションから最適設定され、これらのマップに基づき燃料噴射制御を実行することで筒内でのNOxやPM生成が極力抑制されているため、その意味ではエンジン1の燃料噴射制御もNOx浄化システムの構成の一つと見なせる。
換言すれば、これらのNOx浄化システムの何れかの構成が故障して機能に支障を生じれば、大気中へのNOx排出量が増加することになる。
As each configuration of the NOx purification system, first, an SCR catalyst 20 that directly exerts an NOx purification action, and a urea injection system (injection nozzle 23 or the like) for adding ammonia to the SCR catalyst 20 can be exemplified. An EGR system (EGR passage 12, EGR valve 13, and EGR cooler 14) for suppressing the generation of NOx in the cylinder of the engine 1 is also one of the configurations of the NOx purification system. Further, a map for deriving the fuel injection amount and fuel injection timing of the engine 1 is optimally set from calibration based on a prior bench test, and fuel injection control is executed based on these maps to perform in-cylinder Since NOx and PM generation is suppressed as much as possible, the fuel injection control of the engine 1 can be regarded as one of the configurations of the NOx purification system in that sense.
In other words, if any configuration of these NOx purification systems breaks down and the function is hindered, the amount of NOx discharged into the atmosphere will increase.

このようなNOx浄化システムの故障を想定して、ECU31は故障診断装置の機能を備えている(故障診断手段)。故障診断装置としては、例えば特許文献1に記載された技術を用いることができ、エンジン1の運転中に所定時間毎に噴射ノズル23からの尿素噴射量を目標噴射量から故意に変化させ、このときのNOxセンサ36の検出値に基づき故障の有無を判定する。故障判定を下したときには、SCR故障ランプ33を所定周期で点滅させてNOx浄化システムの故障を運転者に報知する。
運転者は修理のためにディーラーなどに車両を持ち込み、ディーラーでは故障原因を特定して部品交換などの修理を実施する。なお、故障診断装置は上記例示に限ることはなく、別の手法を用いて故障診断を行ってもよい。
Assuming such a failure of the NOx purification system, the ECU 31 has a function of a failure diagnosis device (failure diagnosis means). As the failure diagnosis device, for example, the technique described in Patent Document 1 can be used, and the urea injection amount from the injection nozzle 23 is intentionally changed from the target injection amount every predetermined time during the operation of the engine 1. The presence or absence of a failure is determined based on the detected value of the NOx sensor 36. When the failure determination is made, the SCR failure lamp 33 is blinked at a predetermined cycle to notify the driver of the failure of the NOx purification system.
The driver brings the vehicle to a dealer or the like for repair, and the dealer identifies the cause of the failure and performs repairs such as parts replacement. Note that the failure diagnosis device is not limited to the above example, and failure diagnosis may be performed using another method.

NOx排出量(SCR触媒20下流側のNOxセンサ36の検出値)の増加要因は、NOx浄化システムの故障発生箇所に応じて異なり、それに応じて修理内容も相違する。例えばSCR触媒20の破損や劣化が生じると、当該SCR触媒20のNOx浄化性能が所期値から低下するため、触媒下流側の排ガス中のNOx量、ひいては大気中へのNOx排出量が増加する。この場合の修理は、SCR触媒20の交換などで対処する。
また、噴射ノズル23の目詰まりや電磁弁23aの開閉不良などにより尿素噴射システムが故障すると尿素水の噴射量が不適切になり、SCR触媒20自体は問題なくてもNOx還元に必要な量のアンモニアが供給されないためNOx浄化性能が低下する。この場合にも触媒下流側の排ガス中のNOx量が増加し、尿素噴射システムの故障箇所の交換や噴射ノズル23のクリーニングなどで対処する。
The increase factor of the NOx emission amount (the detected value of the NOx sensor 36 on the downstream side of the SCR catalyst 20) varies depending on the failure occurrence location of the NOx purification system, and the repair contents are also varied accordingly. For example, when the SCR catalyst 20 is damaged or deteriorated, the NOx purification performance of the SCR catalyst 20 decreases from the expected value, so that the amount of NOx in the exhaust gas on the downstream side of the catalyst, and thus the amount of NOx discharged into the atmosphere, increases. . The repair in this case is dealt with by replacing the SCR catalyst 20 or the like.
Also, if the urea injection system fails due to clogging of the injection nozzle 23 or poor opening / closing of the solenoid valve 23a, the amount of urea water injected becomes inappropriate, and the SCR catalyst 20 itself has an amount necessary for NOx reduction even if there is no problem. Since ammonia is not supplied, the NOx purification performance decreases. In this case as well, the amount of NOx in the exhaust gas on the downstream side of the catalyst increases, and this is dealt with by replacing the faulty part of the urea injection system or cleaning the injection nozzle 23.

同様に、EGR通路12の目詰まりやEGR弁13の開閉不良などによりEGRシステムが故障するとエンジン1の筒内でNOx生成量が増加し、SCR触媒20が所期のNOx浄化性能を発揮していても大気中へのNOx排出量が増加する。この場合の修理は、EGRシステムの故障箇所の交換やEGR通路12のクリーニングなどで対処する。
また、何れかの気筒の燃料噴射弁2の目詰まりや開閉不良などによりエンジン1の燃料噴射制御に不具合が生じると、上記EGRシステムの場合と同様に特定気筒の筒内でのNOx生成量が増加することから、やはりSCR触媒20が正常であっても大気中へのNOx排出量が増加する。この場合の修理は、故障した燃料噴射弁2の交換やクリーニングなどで対処する。
Similarly, if the EGR system breaks down due to clogging of the EGR passage 12 or malfunction of the EGR valve 13, the amount of NOx generated in the cylinder of the engine 1 increases, and the SCR catalyst 20 exhibits the desired NOx purification performance. However, NOx emissions into the atmosphere will increase. In this case, the repair is dealt with by replacing a faulty part of the EGR system or cleaning the EGR passage 12.
In addition, when a problem occurs in the fuel injection control of the engine 1 due to clogging or opening / closing failure of the fuel injection valve 2 of any cylinder, the NOx generation amount in the cylinder of the specific cylinder is similar to the case of the EGR system. As a result, the NOx emission amount into the atmosphere increases even when the SCR catalyst 20 is normal. The repair in this case is dealt with by replacing or cleaning the failed fuel injection valve 2.

以上のような故障原因に応じた修理がディーラーで行われ、修理完了後に実際にNOx浄化システムを作動させて機能が回復していることを確認する作業を実施し、当該確認作業によりNOx浄化システムの機能回復が確認された後に修理完了の判断が下されて車両の運用が可能となる。
ここで、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、従来の確認作業によれば、NOx浄化システムを作動させるために車両を走行させてSCR触媒20を少なくとも活性下限温度Tloまで昇温する必要があることから、多大な手間と時間を要し、さらに車両の走行状態に応じた触媒温度Tcatの変動により正確な判定が困難であるという問題があった。
そこで、本実施形態では、ECU31が備えるDPF18の手動再生機能を利用して排気下流側に位置するSCR触媒20を昇温することにより、車両を走行させることなくNOx浄化システムの機能確認を行うようにしており、以下、当該機能確認処理の手順を詳述する。
The repair according to the cause of the failure as described above is performed at the dealer, and after the repair is completed, the NOx purification system is actually operated to confirm that the function is restored, and the NOx purification system is confirmed by the confirmation work. After the functional recovery of the vehicle is confirmed, it is determined that the repair is complete and the vehicle can be operated.
Here, as described in [Problems to be Solved by the Invention], according to the conventional confirmation work, the vehicle is driven to operate the NOx purification system and the SCR catalyst 20 is raised to at least the activation lower limit temperature Tlo. Since it is necessary to warm, there is a problem that much labor and time are required, and accurate determination is difficult due to fluctuations in the catalyst temperature Tcat according to the running state of the vehicle.
Therefore, in the present embodiment, the function of the NOx purification system is confirmed without running the vehicle by using the manual regeneration function of the DPF 18 provided in the ECU 31 to raise the temperature of the SCR catalyst 20 located on the exhaust downstream side. Hereinafter, the procedure of the function confirmation process will be described in detail.

ECU31は図2に示すSCR昇温・機能確認ルーチンをエンジン1の運転中に所定の制御インターバルで実行する。まず、ECU31はステップS2で再生開始スイッチ35が操作されたか否かを判定し、判定がNo(否定)のときには一旦ルーチンを終了する。ここで、再生開始スイッチ35は以下の2種の状況で操作される。一つは、DPF過堆積ランプ34の点灯に基づきDPF18の過堆積を運転者が認識し、DPF18を手動再生するために再生開始スイッチ35が操作された場合である。他の一つは、SCR故障ランプ33の点灯に基づきメカニックによりNOx浄化システムの修理が完了し、その機能確認を実施するために再生開始スイッチ35が操作された場合である。
後者の場合、DPF18は未だ過堆積に至っていないため、通常であれば仮に再生開始スイッチ35が操作されたとしてもECU31は手動再生を開始しないが、以下に述べるように、本実施形態ではこのような状況でのスイッチ操作でも手動再生を開始している。
The ECU 31 executes the SCR temperature increase / function confirmation routine shown in FIG. 2 at a predetermined control interval during the operation of the engine 1. First, the ECU 31 determines whether or not the regeneration start switch 35 has been operated in step S2, and once the determination is No (No), the routine is once terminated. Here, the reproduction start switch 35 is operated in the following two situations. One is a case where the driver recognizes the excessive accumulation of the DPF 18 based on the lighting of the DPF excessive accumulation lamp 34 and the regeneration start switch 35 is operated to manually regenerate the DPF 18. The other case is when the repair of the NOx purification system is completed by the mechanic based on the lighting of the SCR failure lamp 33 and the regeneration start switch 35 is operated to confirm the function.
In the latter case, since the DPF 18 has not yet been over-deposited, the ECU 31 does not start manual regeneration even if the regeneration start switch 35 is normally operated. However, in the present embodiment, as described below, Manual regeneration is started even when the switch is operated in various situations.

再生開始スイッチ35が押圧操作されると、ECU31はステップS2でYes(肯定)の判定を下してステップS4に移行し、DPF過堆積ランプ34が点灯しているか否かを判定する。ステップS4の処理は、再生開始スイッチ35の操作が上記何れの要因によるかを判別するためのものである。ステップS4の判定がYes、即ちDPF18の手動再生を目的としてスイッチ操作された場合には、ステップS6に移行してDPF18の手動再生を実行し、完了後にステップS8でDPF過堆積ランプ34を消灯させてルーチンを終了する。
手動再生の内容は通常と相違しないため詳述しないが、上記のように予備昇温制御を実行して前段酸化触媒を昇温した後、上昇制御と下降制御を交互に実行してPMの燃焼温度以上にDPF18を維持する。これによりPMが強制的に焼却除去されてDPF18が再生される。
When the regeneration start switch 35 is pressed, the ECU 31 makes a “Yes” determination in step S2 and proceeds to step S4 to determine whether or not the DPF over-deposition lamp 34 is lit. The process of step S4 is for determining which of the above factors is the operation of the reproduction start switch 35. If the determination in step S4 is Yes, that is, if the switch is operated for the purpose of manual regeneration of the DPF 18, the process proceeds to step S6 to execute manual regeneration of the DPF 18, and after completion, the DPF over-deposition lamp 34 is turned off in step S8. Exit the routine.
Although the details of manual regeneration are not different from normal, they will not be described in detail. However, after performing preliminary temperature rise control to raise the temperature of the pre-stage oxidation catalyst as described above, PM control is performed alternately by raising and lowering control. Maintain DPF 18 above temperature. As a result, the PM is forcibly removed by incineration, and the DPF 18 is regenerated.

一方、ステップS4の判定がNo、即ちNOx浄化システムの修理後の機能確認を目的として再生開始スイッチ35が操作された場合には、ステップS10で機能確認を開始したことをメカニックに認識させるべく、SCR故障ランプ33を点滅状態から点灯状態に切り換える。ステップS12では手動再生を開始し、続くステップS14でSCR触媒20の温度Tcatが昇温終了温度T0に達したか否かを判定する。手動再生のポスト噴射による前段酸化触媒17上での酸化反応及びDPF18上でのPM燃焼により、手動再生の継続中はDPF18のみならず下流側に位置するSCR触媒20も昇温され、その触媒温度Tcatは次第に上昇する。
ここで、昇温終了温度T0は、SCR触媒20の活性下限温度Tloよりも若干高温側の値に設定されている。手動再生を終了したときのSCR触媒20の温度低下は、排気浄化装置が有するヒートマスに起因して緩慢なものとなる。この点を鑑みて具体的な昇温終了温度T0としては、NOx浄化システムの機能を確認する判定時間TA(例えば5〜10min程度)が経過するまで触媒温度Tcatが活性下限温度Tloを下回らないような値に設定されている。
On the other hand, when the determination in step S4 is No, that is, when the regeneration start switch 35 is operated for the purpose of confirming the function after the repair of the NOx purification system, the mechanic recognizes that the function confirmation has been started in step S10. The SCR failure lamp 33 is switched from the blinking state to the lighting state. In step S12, manual regeneration is started, and in subsequent step S14, it is determined whether or not the temperature Tcat of the SCR catalyst 20 has reached the temperature rise end temperature T0. Due to the oxidation reaction on the pre-stage oxidation catalyst 17 by the post-injection of manual regeneration and the PM combustion on the DPF 18, not only the DPF 18 but also the SCR catalyst 20 located on the downstream side is heated while the manual regeneration is continued. Tcat gradually increases.
Here, the temperature rise end temperature T0 is set to a value slightly higher than the activation lower limit temperature Tlo of the SCR catalyst 20. The temperature drop of the SCR catalyst 20 when the manual regeneration is finished becomes slow due to the heat mass of the exhaust purification device. In view of this point, the specific temperature rise end temperature T0 is set so that the catalyst temperature Tcat does not fall below the activation lower limit temperature Tlo until a determination time TA (for example, about 5 to 10 minutes) for confirming the function of the NOx purification system elapses. It is set to a valid value.

手動再生はDPF18側の昇温状況(例えばDPF温度など)に基づき上記のように予備昇温制御から上昇制御及び下降制御へと進行するため、手動再生の進行状況とSCR触媒20の温度Tcatとの間に明確な相関性はない。このため、触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達するタイミングは予備昇温制御中であるか、或いは上昇制御及び下降制御に移行した後になるかは場合によって異なるが、何れにしても触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達するまで手動再生が継続される。
本実施形態では、以上のステップS6,12〜16の処理を実行するときのECU31が手動再生手段として機能する。
ECU31はステップS14の判定がNoの間は手動再生を継続し、判定がYesになるとステップS16で手動再生を中止し、続くステップS18〜22でNOx浄化システムの機能確認を実施する。具体的には、ステップS18でエンジン1の運転状態、EGRシステム及び尿素噴射システムの作動状態など、NOx浄化システム全体を所定の作動状態とした上で、ステップS20で判定時間TAが経過したか否かを判定し、続くステップS22でNOxセンサ36の検出値が正常レベルになったか否かを判定する。
Since the manual regeneration proceeds from the preliminary temperature rise control to the rise control and the drop control as described above based on the temperature rise state (for example, DPF temperature) on the DPF 18 side, the progress of manual regeneration and the temperature Tcat of the SCR catalyst 20 There is no clear correlation between the two. For this reason, the timing at which the catalyst temperature Tcat reaches the temperature rise end temperature T0 differs depending on whether it is during the preliminary temperature rise control or after the transition to the rise control and the drop control, but in any case, the catalyst temperature Tcat. Manual regeneration is continued until the temperature reaches the temperature rise end temperature T0.
In this embodiment, ECU31 when performing the process of the above step S6,12-16 functions as a manual reproduction | regeneration means.
The ECU 31 continues the manual regeneration while the determination in step S14 is No. When the determination is Yes, the ECU 31 stops the manual regeneration in step S16, and performs the function check of the NOx purification system in subsequent steps S18 to S22. Specifically, whether or not the determination time TA has elapsed in step S20 after the entire NOx purification system, such as the operating state of the engine 1 and the operating state of the EGR system and the urea injection system, is set to a predetermined operating state in step S18. In step S22, it is determined whether or not the detected value of the NOx sensor 36 has reached a normal level.

判定時間TAが経過する以前にNOxセンサ36の検出値が正常レベルになればOK判定を下し、ステップS24でSCR故障ランプ33を消灯させて修理完了を報知した後にルーチンを終了する。また、NOxセンサ36の検出値が正常レベルになることなく判定時間TAが経過したときにはNG判定を下し、ステップS26でSCR故障ランプ33を再び点滅させて修理が完了していないことを報知した後にルーチンを終了する。
従って、NOx浄化システムの修理が完了してない場合には、SCR故障ランプ33の再点滅に基づきメカニックがその事態を認識し、再度別の箇所を修理した上で再生開始スイッチ35を操作する。これに呼応してECU31が上記と同じくステップS2以降の処理を実行して、再度浄化システムの機能確認が行われる。
本実施形態では、以上のステップS2,4,18〜26の処理を実行するときのECU31が機能確認手段として機能する。
If the detection value of the NOx sensor 36 reaches a normal level before the determination time TA elapses, an OK determination is made, the SCR failure lamp 33 is turned off in step S24, and the completion of the repair is notified. In addition, when the determination time TA has passed without the detection value of the NOx sensor 36 becoming a normal level, an NG determination is made, and in step S26, the SCR failure lamp 33 is blinked again to notify that the repair is not completed. The routine ends later.
Therefore, when the repair of the NOx purification system is not completed, the mechanic recognizes the situation based on the reflashing of the SCR failure lamp 33, repairs another part, and operates the regeneration start switch 35 again. In response to this, the ECU 31 executes the processing after step S2 in the same manner as described above, and the function confirmation of the purification system is performed again.
In this embodiment, ECU31 when performing the process of the above step S2,4,18-26 functions as a function confirmation means.

以上のECU31により実行されるNOx浄化システムの修理後の機能確認の手順を図3のタイムチャートに従って説明する。
メカニックによるNOx浄化システムの修理中にはSCR故障ランプ33が点滅し続け、修理完了により再生開始スイッチ35が操作されるとSCR故障ランプ33が点灯状態に切り換えられると共に、DPF18の手動再生が開始される。なお、このときのエンジン回転速度NeはDPF18の昇温を目的とした最適値に調整される。手動再生の継続によりDPF18の下流側のSCR触媒20は次第に昇温され、触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達した時点で手動再生が中止され、NOx浄化システムの機能確認に移行する。排気浄化装置のヒートマス効果により触媒温度Tcatは緩慢に低下し、判定時間TAが経過するまではSCR触媒20が活性下限温度Tlo以上に保持されてNOxセンサ36の検出値に基づく機能確認が可能となる。
The function confirmation procedure after repair of the NOx purification system executed by the ECU 31 will be described with reference to the time chart of FIG.
During repair of the NOx purification system by the mechanic, the SCR failure lamp 33 continues to flash, and when the regeneration start switch 35 is operated upon completion of the repair, the SCR failure lamp 33 is switched to the lighting state and manual regeneration of the DPF 18 is started. The The engine speed Ne at this time is adjusted to an optimal value for the purpose of raising the temperature of the DPF 18. As the manual regeneration is continued, the temperature of the SCR catalyst 20 on the downstream side of the DPF 18 is gradually raised. When the catalyst temperature Tcat reaches the temperature rise end temperature T0, the manual regeneration is stopped, and the function of the NOx purification system is checked. The catalyst temperature Tcat slowly decreases due to the heat mass effect of the exhaust gas purification device, and the SCR catalyst 20 is held at the activation lower limit temperature Tlo or higher until the determination time TA elapses, and the function can be confirmed based on the detected value of the NOx sensor 36. Become.

そして、図中に実線で示すように、判定時間TAの経過以前にNOxセンサ36の検出値に基づきOK判定が下されると、SCR故障ランプ33が消灯されて修理完了となる。また、図中に破線で示すように、NOxセンサ36の検出値が正常レベルにならずに判定時間TAが経過してNG判定が下されると、SCR故障ランプ33は再び点滅される。メカニックによる再修理後に再生開始スイッチ35が操作されると、手動再生が開始されて一旦低下した触媒温度Tcatが再び上昇して昇温終了温度T0に到達し、NOx浄化システムの機能確認が行われる。このような修理、手動再生、機能確認が繰り返され、最終的には適切な修理により機能確認でOK判定が下されて修理完了となる。
以上のように本実施形態のNOx浄化システムの診断装置によれば、故障診断に基づくNOx浄化システムの修理後に再生開始スイッチ35が操作されたとき、DPF過堆積ランプ34が消灯してDPF18の過堆積防止のために手動再生を要しないときであっても手動再生を実行し、手動再生によるDPF18の昇温に伴って下流側のSCR触媒20が昇温終了温度T0まで昇温されたときに、NOxセンサ36の検出値に基づきNOx浄化システムの機能回復を判定している。
Then, as shown by the solid line in the figure, if an OK determination is made based on the detected value of the NOx sensor 36 before the determination time TA elapses, the SCR failure lamp 33 is turned off and the repair is completed. Further, as indicated by a broken line in the figure, when the determination time TA elapses without the detected value of the NOx sensor 36 being at a normal level and the NG determination is made, the SCR failure lamp 33 blinks again. When the regeneration start switch 35 is operated after repair by a mechanic, the manual regeneration is started and the catalyst temperature Tcat once lowered once again rises to reach the temperature rise end temperature T0, and the function of the NOx purification system is confirmed. . Such repair, manual regeneration, and function confirmation are repeated, and finally, an OK determination is made by function confirmation by appropriate repair, and the repair is completed.
As described above, according to the diagnosis device for the NOx purification system of the present embodiment, when the regeneration start switch 35 is operated after the repair of the NOx purification system based on the failure diagnosis, the DPF over-deposition lamp 34 is turned off and the DPF 18 is overloaded. Even when manual regeneration is not required to prevent accumulation, manual regeneration is performed, and when the SCR catalyst 20 on the downstream side is heated to the temperature rise end temperature T0 as the DPF 18 is heated by manual regeneration. The function recovery of the NOx purification system is determined based on the detection value of the NOx sensor 36.

そして、このようにDPF18の手動再生を利用してSCR触媒20を昇温することから、昇温のための車両走行による手間や時間の消費を防止して、簡単且つ短時間でNOx浄化システムの機能確認を実施することができる。また、車両走行による触媒昇温に比較して手動再生による触媒昇温では触媒温度Tcatの変動が少ないため、機能回復したか否かを高い精度で判定することができる。
しかも、装備を追加することなく既存のDPF再生開始スイッチ35を利用してNOx浄化システムの修理後の機能確認を指示しているため、コストアップの弊害を未然に防止することができる。
一方、SCR触媒20の温度Tcatが活性下限温度Tloよりも若干高温側の昇温終了温度T0に達した時点で手動再生を終了するため、手動再生の実行時間を必要最小限に留めることができ、もって消費燃料を節減して燃費悪化の弊害を未然に防止することができる。また、このように手動再生の終了後にNOx浄化システムの機能確認を開始しているため、結果として機能確認は緩慢に低下する触媒温度Tcatの下で実施される。例えば手動再生の予備昇温制御では触媒温度Tcatが上昇し、上昇制御及び下降制御では触媒温度Tcatが上昇・下降を繰り返すが、これらの状況よりも手動再生の終了後は触媒温度Tcatがより安定するため、機能確認の判定精度を一層向上することができる。
Since the temperature of the SCR catalyst 20 is raised by using manual regeneration of the DPF 18 in this way, it is possible to prevent labor and time consumption due to vehicle travel for raising the temperature, and the NOx purification system can be simply and quickly. Function check can be performed. In addition, since the catalyst temperature Tcat is less fluctuated in the catalyst temperature increase due to manual regeneration than in the catalyst temperature increase due to vehicle travel, it is possible to determine with high accuracy whether or not the function has been recovered.
In addition, since the function check after the repair of the NOx purification system is instructed by using the existing DPF regeneration start switch 35 without adding equipment, it is possible to prevent an adverse effect of cost increase.
On the other hand, since the manual regeneration is terminated when the temperature Tcat of the SCR catalyst 20 reaches the temperature rise end temperature T0 slightly higher than the activation lower limit temperature Tlo, the execution time of the manual regeneration can be kept to the minimum necessary. Therefore, it is possible to save fuel consumption and prevent adverse effects of fuel consumption deterioration. In addition, since the function confirmation of the NOx purification system is started after the end of the manual regeneration as described above, the function confirmation is performed under the catalyst temperature Tcat that slowly decreases as a result. For example, the catalyst temperature Tcat increases in the manual regeneration preliminary temperature increase control, and the catalyst temperature Tcat repeatedly increases and decreases in the increase control and the decrease control. However, the catalyst temperature Tcat is more stable after the manual regeneration ends than in these situations. Therefore, the determination accuracy of function confirmation can be further improved.

ところで、故障原因の修理が不適切で機能確認の結果、上記ステップS20,22でNG判定が下されたとき、メカニックは自己の判断で再び故障原因を究明した上で、その故障箇所の部品交換などの修理を実施する。例えば目視で故障の有無を判断できない場合は、上記したNOx浄化システムの各構成の作動状態を変更した上で、当該構成が故障要因であるか否かをNOxセンサ36の検出値の変化に基づき判断する。
このときのNOx浄化システムの作動状態の変更は、例えばNOx排出量を低減する方向に実施される。例えばSCR触媒20の破損や劣化に対しては、下流側ケーシング19内のSCR触媒20を交換する(結果として修理にもなる)。尿素噴射システムの故障(噴射ノズル23の目詰まりなど)に対しては、尿素噴射量を例えば通常値の1.5倍に増加補正する。
EGRシステムの故障(EGR通路12の目詰まりなど)に対しては、EGR弁13の開度を100%に制御、或いは手動にてEGR弁13を全開状態とする。エンジン1の燃料噴射制御の故障(燃料噴射弁2の目詰まりなど)に対しては、燃料噴射量を例えば通常値の1.5倍に増加補正する。これらの状態でNOx浄化システムを作動させ、NOxセンサ36により検出されるNOx量が正常レベルまで低下したときには作動状態を変更した構成が故障原因であると判断し、逆にNOx量が正常レベルまで低下しないときには当該構成が故障原因ではない(他の構成が故障原因)と判断する。
By the way, when repair of the cause of failure is inappropriate and NG judgment is made in the above steps S20 and 22 as a result of function confirmation, the mechanic investigates the cause of failure again at his / her own judgment, and then replaces the part of the failure part. Carry out repairs. For example, when it is not possible to visually determine the presence or absence of a failure, the operating state of each component of the NOx purification system described above is changed and whether or not the component is a failure factor is determined based on the change in the detected value of the NOx sensor 36. to decide.
The change of the operating state of the NOx purification system at this time is performed, for example, in the direction of reducing the NOx emission amount. For example, when the SCR catalyst 20 is damaged or deteriorated, the SCR catalyst 20 in the downstream casing 19 is replaced (resulting in repair). For a malfunction of the urea injection system (clogging of the injection nozzle 23, etc.), the urea injection amount is corrected to increase to, for example, 1.5 times the normal value.
For a failure of the EGR system (such as clogging of the EGR passage 12), the opening degree of the EGR valve 13 is controlled to 100%, or the EGR valve 13 is fully opened. For a failure in the fuel injection control of the engine 1 (clogging of the fuel injection valve 2 or the like), the fuel injection amount is corrected to increase to, for example, 1.5 times the normal value. When the NOx purification system is operated in these states and the NOx amount detected by the NOx sensor 36 is reduced to the normal level, it is determined that the configuration in which the operating state is changed is the cause of the failure, and conversely, the NOx amount is reduced to the normal level. When it does not decrease, it is determined that the configuration is not a cause of failure (other configurations are causes of failure).

また、故障原因を究明するための検査手法はこれに限ることはなく、例えばNOx浄化システムの各構成を順次作動停止させてもよい。即ち、SCR触媒20の破損や劣化に対しては、下流側ケーシング19内のSCR触媒20を抜き取る。尿素噴射システムの故障に対しては、尿素噴射量を0に設定する。EGRシステムの故障に対しては、EGR弁13の開度を0%に制御、或いは手動にてEGR弁13を全閉状態とする。エンジン1の燃料噴射制御の故障に対しては、各気筒に対する燃料噴射量を0に設定する。
これらの状態でNOx浄化システムを作動させて、NOxセンサ36により検出されるNOx量を判定する。作動停止させた構成が故障していなければ、当該構成へのNOx浄化の貢献度に対応する所定値だけNOxセンサ36による検出されるNOx量は増加する。これに対して作動停止させた構成が既に故障していれば、作動停止後のNOx量の増加は上記所定値よりも小さくなる(完全故障では増加0)ため、NOx量に基づき各構成が故障原因であるか否かを判断できる。
Further, the inspection method for investigating the cause of the failure is not limited to this, and for example, the respective components of the NOx purification system may be sequentially stopped. That is, the SCR catalyst 20 in the downstream casing 19 is extracted with respect to the damage or deterioration of the SCR catalyst 20. The urea injection amount is set to 0 for a failure of the urea injection system. For failure of the EGR system, the opening degree of the EGR valve 13 is controlled to 0%, or the EGR valve 13 is manually closed. For the failure of the fuel injection control of the engine 1, the fuel injection amount for each cylinder is set to zero.
In these states, the NOx purification system is operated, and the NOx amount detected by the NOx sensor 36 is determined. If the stopped configuration is not broken, the amount of NOx detected by the NOx sensor 36 increases by a predetermined value corresponding to the contribution of NOx purification to the configuration. On the other hand, if the configuration that has been deactivated has already failed, the increase in the amount of NOx after the deactivation is smaller than the predetermined value (the increase is 0 for a complete failure). Whether it is the cause or not can be determined.

以上のような手法により故障原因がNOx浄化システムの何れの構成にあるかを大まかに特定した後、当該構成内の具体的な故障箇所を見つけ出して修理を実施する。
しかし、この種の故障原因の究明に習熟しないメカニックの場合、故障原因として考慮すべき構成が漏れたり、必要のない構成を検査したりして、故障原因を究明できない或いは究明できたとしても余分な手間と時間を要する場合がある。そこで、このような故障原因を究明するための一連の処理プログラムをECU31に記憶しておき、最初の修理が不適切な場合には、プログラムに従ってNOx浄化システムの各構成を自動的に順次検査して故障原因を特定することが考えられる。以下、このような修理後の機能確認の機能に加えて、当初の修理が不適切なときの故障原因の特定処理をECU31が実行する例を第2実施形態として説明する。
After roughly identifying in which configuration the cause of the failure is in the NOx purification system by the above-described method, a specific failure location in the configuration is found and repaired.
However, in the case of a mechanic who is not proficient in investigating this type of failure cause, even if a configuration that should be considered as the cause of the failure is leaked or an unnecessary configuration is inspected, the cause of the failure cannot or cannot be determined. May take time and effort. Therefore, a series of processing programs for investigating the cause of such a failure is stored in the ECU 31, and if the initial repair is inappropriate, each component of the NOx purification system is automatically and sequentially inspected according to the program. It is possible to identify the cause of failure. Hereinafter, in addition to the function confirmation function after repair, an example in which the ECU 31 executes a failure cause identification process when the initial repair is inappropriate will be described as a second embodiment.

ここで、上記検査手法の説明から明らかなように、検査には、尿素噴射量の増加補正のようにECU31の制御だけで対応可能なものだけでなく、SCR触媒20の交換のようにメカニックによる手作業の準備を要するものがある。このようなメカニックによる準備作業は車両を停車させて実施する必要があることから、車両の走行によりSCR触媒20を昇温する従来の確認作業では到底実現できず、車両停車状態で手動再生により触媒昇温する本発明でこそ実現可能となるものである。   Here, as is apparent from the above description of the inspection method, the inspection is not only performed by control of the ECU 31 such as correction of increase in the urea injection amount, but also by a mechanic such as replacement of the SCR catalyst 20. Some require manual preparation. Since the preparation work by such a mechanic needs to be performed with the vehicle stopped, the conventional confirmation work of raising the temperature of the SCR catalyst 20 by running of the vehicle cannot be realized at all, and the catalyst is manually regenerated when the vehicle is stopped. This is only possible with the present invention in which the temperature is raised.

[第2実施形態]
以下に第2実施形態を説明するが、本実施形態の全体的な構成は図1に示す第1実施形態と同一であり、主な相違点はECU31の処理にある。そこで、共通する箇所の説明は省略し、相違点を重点的に説明する。
図1に破線で示すように、ECU31にはMUT(マルチユーステスタであり、本発明の診断ツール及び機能確認指示手段)41を接続可能であり、周知のようにMUT41はECU31の自己診断機能による故障診断結果を読み出す場合などに用いられている。本実施形態では、このMUT41を利用して修理後のNOx浄化システムの機能回復の判定や故障原因の究明を行っており、MUT41の入力部への入力操作に応じてECU31が作動して後述する機能確認モードや故障究明モードが実行される一方、各モードでのメカニックに対する指令や指示などがMUT41の表示部に表示される。
[Second Embodiment]
Although the second embodiment will be described below, the overall configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the main difference is in the processing of the ECU 31. Therefore, description of common parts is omitted, and differences are mainly described.
As shown by a broken line in FIG. 1, a MUT (multi-use tester, diagnostic tool and function confirmation instruction means) 41 can be connected to the ECU 31. As is well known, the MUT 41 is based on a self-diagnosis function of the ECU 31. It is used when reading out the result of failure diagnosis. In the present embodiment, the MUT 41 is used to determine the recovery of the function of the NOx purification system after repair and investigate the cause of the failure, and the ECU 31 operates in response to an input operation to the input unit of the MUT 41 and will be described later. While the function confirmation mode and the failure investigation mode are executed, instructions and instructions for the mechanic in each mode are displayed on the display unit of the MUT 41.

ECU31は図4に示すSCR昇温・機能確認ルーチンをエンジン1の運転中に所定の制御インターバルで実行する。まず、ECU31はステップS32でMUT41から機能確認モードの開始指令が入力されたか否かを判定する。SCR故障ランプ33の点滅に基づきNOx浄化システムの修理を完了すると、メカニックは車両のECU31にMUT41を接続してNOx浄化システムの機能回復を確認すべく機能確認モードの開始を入力する。当該入力に基づきMUT41からECU31に機能確認モードの開始指令が出力され、これに呼応してECU31はステップS32でYesの判定を下してステップS34に移行し、MUT41の表示部に機能確認モードの実行中であることを表示する。
全体的な機能確認の手順は、上記第1実施形態のステップS12〜22の処理と同様である。即ち、ステップS36で手動再生を開始し、ステップS38で触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達するとステップS40で手動再生を中止する。本実施形態では、以上のステップS36〜40の処理を実行するときのECU31が手動再生手段として機能する。さらにステップS42でNOx浄化システム全体を所定の作動状態とし、ステップS44で判定時間TAが経過したか否かを判定し、続くステップS46でNOxセンサ36の検出値が正常レベルになったか否かを判定する。
The ECU 31 executes the SCR temperature increase / function confirmation routine shown in FIG. 4 at a predetermined control interval during operation of the engine 1. First, the ECU 31 determines whether or not a function confirmation mode start command is input from the MUT 41 in step S32. When the repair of the NOx purification system is completed based on the flashing of the SCR failure lamp 33, the mechanic connects the MUT 41 to the ECU 31 of the vehicle and inputs the start of the function confirmation mode in order to confirm the functional recovery of the NOx purification system. Based on the input, a command for starting the function confirmation mode is output from the MUT 41 to the ECU 31. In response to this, the ECU 31 makes a Yes determination in step S32 and proceeds to step S34, and displays the function confirmation mode on the display unit of the MUT 41. Show that it is running.
The overall function confirmation procedure is the same as the processing in steps S12 to S22 in the first embodiment. That is, manual regeneration is started in step S36, and when the catalyst temperature Tcat reaches the temperature rise end temperature T0 in step S38, manual regeneration is stopped in step S40. In this embodiment, ECU31 when performing the process of the above step S36-40 functions as a manual reproduction | regeneration means. Further, in step S42, the entire NOx purification system is set in a predetermined operating state. In step S44, it is determined whether or not the determination time TA has elapsed. In subsequent step S46, it is determined whether or not the detected value of the NOx sensor 36 has reached a normal level. judge.

ステップS46でYesの判定を下すとステップS48に移行してMUT41の表示部にOKを表示し、ステップS50で機能確認モードの表示を中止した後にルーチンを終了する。またステップS44でYesの判定を下すとステップS52に移行してMUT41の表示部にNGを表示し、続くステップS54で故障究明モードを実行した後にルーチンを終了する。本実施形態では、以上のステップS42〜54の処理を実行するときのECU31が機能確認手段として機能する。
図5は故障究明モードにおいてECU31が実行する故障究明ルーチンを示すフローチャートであり、ECU31は当該ルーチンに従って上記ステップS54の処理を実行する。まず、ステップS62でMUT41の表示部に故障究明モードの実行中であることを表示し、ステップS64以降の処理によりNOx浄化システムの各構成が故障原因であるか否かを順次検査していく。
If Yes is determined in step S46, the process proceeds to step S48, OK is displayed on the display unit of the MUT 41, and the routine is terminated after the display of the function confirmation mode is stopped in step S50. If YES is determined in step S44, the process proceeds to step S52 to display NG on the display unit of the MUT 41, and after executing the failure investigation mode in step S54, the routine is terminated. In this embodiment, ECU31 when performing the process of the above step S42-54 functions as a function confirmation means.
FIG. 5 is a flowchart showing a failure investigation routine executed by the ECU 31 in the failure investigation mode. The ECU 31 executes the process of step S54 according to the routine. First, in step S62, the fact that the failure investigation mode is being executed is displayed on the display unit of the MUT 41, and it is sequentially checked whether or not each component of the NOx purification system is a cause of failure by the processing from step S64.

ステップS64ではMUT41の表示部に検査対象及び検査内容を表示すると共に、必要に応じて検査の準備指示を表示する。検査対象とは、ECU31の今回の制御周期で検査するNOx浄化システムの構成であり、検査内容とは、当該構成に対して上記した種々の手法により実施する具体的な作動状態の変更(作動停止も含む)である。検査には、尿素噴射量の増加補正のようにECU31の制御だけで対応可能なものと、SCR触媒20の交換のようにメカニックによる準備を要するものとがあり、後者の場合に、メカニックが行うべき準備作業が検査の準備指示としてMUT41に表示される。
具体的には、例えば尿素噴射システムを検査する場合には、検査対象として尿素噴射システムが、検査内容として尿素噴射量の1.5倍増加補正が表示される。また、SCR触媒20を検査する場合には、検査対象としてSCR触媒20が、検査内容としてSCR触媒20の交換が表示され、加えて検査の準備指示としてSCR触媒20を新品に交換する旨の指示が表示される。
In step S64, the inspection target and the inspection content are displayed on the display unit of the MUT 41, and an inspection preparation instruction is displayed as necessary. The inspection object is the configuration of the NOx purification system that is inspected in the current control cycle of the ECU 31, and the inspection content is a change in the specific operating state (operation stoppage) that is performed on the configuration by the various methods described above. Including). There are inspections that can be dealt with only by control of the ECU 31 such as correction of increase in the urea injection amount, and inspections that require preparation by a mechanic such as replacement of the SCR catalyst 20, and in the latter case, the mechanic performs it. The preparation work to be performed is displayed on the MUT 41 as an inspection preparation instruction.
Specifically, for example, when a urea injection system is inspected, the urea injection system is displayed as an inspection target, and a 1.5-fold increase correction of the urea injection amount is displayed as the inspection content. When the SCR catalyst 20 is inspected, the SCR catalyst 20 is displayed as an inspection object, the replacement of the SCR catalyst 20 is displayed as inspection contents, and an instruction to replace the SCR catalyst 20 with a new one as an inspection preparation instruction. Is displayed.

続くステップS66では今回の検査がメカニックによる準備を要するものであるか否かを判定し、判定がNoのときにはステップS70に移行する。また、ステップS66の判定がYesのときには、ステップS68に移行してMUT41から準備完了が入力されるまで待機する。メカニックはMUT41に表示された準備指示に従って検査準備を実施した上で準備完了をMUT41に入力し、その入力に応じてステップS68の判定がYesになるとECU31はステップS70に移行する。
ステップS70以降では手動再生によりSCR触媒20を昇温した上で検査を実施して、検査対象としたNOx浄化システムの構成が故障原因であるか否かを判定する。これらの基本的な処理内容は上記ステップS40〜46と同様であるが、機能確認と故障究明との目的の相違に起因して若干相違している。
In subsequent step S66, it is determined whether or not the current inspection requires preparation by a mechanic. If the determination is No, the process proceeds to step S70. When the determination in step S66 is Yes, the process proceeds to step S68 and waits until preparation completion is input from the MUT 41. The mechanic performs inspection preparation in accordance with the preparation instruction displayed on the MUT 41, and inputs preparation completion to the MUT 41. When the determination in step S68 becomes Yes in response to the input, the ECU 31 proceeds to step S70.
In step S70 and subsequent steps, the temperature of the SCR catalyst 20 is raised by manual regeneration and an inspection is performed to determine whether or not the configuration of the NOx purification system to be inspected is a cause of failure. The basic processing contents are the same as those in steps S40 to S46, but are slightly different due to the difference in purpose between function confirmation and failure investigation.

即ち、ステップS70で手動再生を開始し、ステップS72で触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達するとステップS74で手動再生を中止する。ステップS76ではNOx浄化システム全体を所定の作動状態とするが、NOx浄化システムの各構成の内、ステップS64で表示した検査対象の構成については検査内容に基づく制御を実行する。
例えば、検査手法として検査対象の構成の作動状態をNOx低減方向に変更する手法を採ったときには、尿素噴射システムの検査では尿素噴射量を1.5倍に増加補正し、SCR触媒20の検査では既にSCR触媒20が交換されているため制御上の変更はない。また、検査手法として検査対象の構成を作動停止させる手法を採ったときには、尿素噴射システムの検査では尿素噴射量を0に設定し、SCR触媒20の検査では既にSCR触媒20が抜き取られているため制御上の変更はない。
That is, manual regeneration is started in step S70, and when the catalyst temperature Tcat reaches the temperature rise end temperature T0 in step S72, manual regeneration is stopped in step S74. In step S76, the entire NOx purification system is set in a predetermined operating state. Among the components of the NOx purification system, control based on the inspection content is executed for the configuration of the inspection target displayed in step S64.
For example, when the method of changing the operating state of the configuration to be inspected in the NOx reduction direction is adopted as the inspection method, the urea injection amount is corrected to increase 1.5 times in the inspection of the urea injection system, and the inspection of the SCR catalyst 20 is performed in the inspection. Since the SCR catalyst 20 has already been replaced, there is no change in control. Further, when the method of stopping the configuration of the inspection object is adopted as the inspection method, the urea injection amount is set to 0 in the inspection of the urea injection system, and the SCR catalyst 20 has already been extracted in the inspection of the SCR catalyst 20. There is no control change.

その後、ステップS78で判定時間TAが経過したか否かを判定し、続くステップS80でNOxセンサ36の検出値を判定する。ステップS80の処理内容についても、検査手法に応じて相違する。検査手法として検査対象の構成の作動状態をNOx低減方向に変更する手法を採ったときには、ステップS80でNOxセンサ36の検出値が正常レベルになったか否かを判定する。ステップS80の判定がYesであれば作動状態を変更した構成が故障原因であり、判定がNoであれば当該構成が故障原因ではないと判断できる。
また、検査手法として検査対象の構成を作動停止させる手法を採ったときには、ステップS80で作動停止前後のNOx増加量(例えば、現在のNOx量から機能確認モードのステップS52でNG判定を下す直前のNOx量を減算した値)が所定の判定値未満であるか否かを判定する。ステップS80の判定がYesであれば作動状態を変更した構成が故障原因であり、判定がNoであれば当該構成が故障原因ではないと判断できる。
Thereafter, it is determined whether or not the determination time TA has elapsed in step S78, and the detection value of the NOx sensor 36 is determined in subsequent step S80. The processing content of step S80 also differs depending on the inspection method. When the method of changing the operating state of the configuration to be inspected in the NOx reduction direction is adopted as the inspection method, it is determined in step S80 whether or not the detected value of the NOx sensor 36 has reached a normal level. If the determination in step S80 is Yes, the configuration whose operating state has been changed is the cause of failure, and if the determination is No, it can be determined that the configuration is not the cause of failure.
Further, when the method of stopping the configuration of the inspection target is adopted as the inspection method, the NOx increase amount before and after the operation stop at step S80 (for example, immediately before making an NG determination at step S52 in the function confirmation mode from the current NOx amount). It is determined whether or not (the value obtained by subtracting the NOx amount) is less than a predetermined determination value. If the determination in step S80 is Yes, the configuration whose operating state has been changed is the cause of failure, and if the determination is No, it can be determined that the configuration is not the cause of failure.

何れの検査手法を採った場合でも、ステップS80の判定がNoのままステップS78で判定時間TAが経過すると、今回の検査対象の構成が故障原因でないとして、ステップS82でMUT41の表示部にNGを表示した後にステップS64に戻る。ステップS64では、次のNOx浄化システムの構成を検査対象として、上記と同じくステップS64〜80までの処理を実行する。
ここで、NOx浄化システムの各構成の検査順序は、検査回数や労力を可能な限り低減させる観点から予め定められている。例えば、各構成の検査順序は故障の発生率が高い構成から順に、或いは検査のための準備が不要または容易な構成から順に検査対象として選択される。
Regardless of which inspection method is employed, if the determination time TA elapses in step S78 while the determination in step S80 is No, NG is displayed on the display unit of the MUT 41 in step S82, assuming that the configuration of the current inspection object is not the cause of failure. After the display, the process returns to step S64. In step S64, the processing of steps S64 to S80 is executed in the same manner as described above, with the configuration of the next NOx purification system as an inspection target.
Here, the inspection order of each component of the NOx purification system is determined in advance from the viewpoint of reducing the number of inspections and labor as much as possible. For example, the inspection order of each configuration is selected as an inspection target in order from the configuration with the highest occurrence rate of failure, or in order from the configuration that does not require or easy to prepare for inspection.

そして、故障原因となっている構成を検査対象として選択した制御周期では、上記ステップS78で判定時間TAが経過する以前にステップS80でYesの判定が下される。このときのECU31はステップS80からステップS84に移行してMUT41の表示部にOKを表示し、続くステップS86で故障究明モードの表示を中止する。このステップS84のOK表示は、修理完了を意味するステップS48とは異なり、故障原因の構成を特定できたことを意味するものである。
続くステップS88では特定した故障原因の構成に対する修理指示をMUT41に表示し、その後にルーチンを終了する。具体的には、故障原因として尿素噴射システムが特定されたときには、当該システム内の故障発生の可能性がある箇所の一覧を表示し、作動状態を停止させる手法で故障原因としてSCR触媒20が特定されたときには、抜き取っているSCR触媒20に代えて新品のSCR触媒20を装着する修理指示を表示する。また、作動状態をNOx低減方向に変更する手法で故障原因としてSCR触媒20が特定されたときには、既にSCR触媒20は交換されているため表示はしない。
In the control cycle in which the configuration causing the failure is selected as the inspection target, Yes is determined in step S80 before the determination time TA has elapsed in step S78. At this time, the ECU 31 proceeds from step S80 to step S84, displays OK on the display unit of the MUT 41, and stops displaying the failure investigation mode in subsequent step S86. This OK display in step S84 means that the configuration of the cause of the failure has been specified, unlike step S48 which means that repair is completed.
In a succeeding step S88, a repair instruction for the identified failure cause configuration is displayed on the MUT 41, and then the routine is terminated. Specifically, when a urea injection system is specified as a cause of failure, a list of locations where the failure may occur in the system is displayed, and the SCR catalyst 20 is specified as the cause of failure by a method of stopping the operation state. When it is done, a repair instruction for mounting a new SCR catalyst 20 in place of the removed SCR catalyst 20 is displayed. Further, when the SCR catalyst 20 is specified as the cause of failure by the method of changing the operating state in the NOx reduction direction, no indication is given because the SCR catalyst 20 has already been replaced.

このような修理指示を参考にしてメカニックは修理を実施し、修理完了後にMUT41に機能確認モードの開始を入力する。従って、ECU31により再び機能確認モードが開始されて、NOx浄化システムの機能(より具体的には故障究明モードにより故障原因として特定され修理された構成の機能)が回復しているか否かが判定される。なお、上記のようにSCR触媒20の交換により故障究明モードでOK判定したときには、実質的には機能確認も既に完了していることになるため、その後の機能確認モードの実行を省略してもよい。
以降は上記と同様の手順が繰り返され、機能確認モードの結果がOKであれば修理完了し、NGであれば故障究明モードにより新たな構成を故障原因として特定した上で、メカニックによる修理完了後に機能確認モードにより機能確認が行われる。
The mechanic performs the repair with reference to such a repair instruction, and inputs the start of the function confirmation mode to the MUT 41 after the repair is completed. Therefore, the ECU 31 starts the function confirmation mode again, and determines whether or not the function of the NOx purification system (more specifically, the function of the configuration identified and repaired as the cause of failure in the failure investigation mode) has been restored. The In addition, when the OK determination is made in the failure investigation mode by replacing the SCR catalyst 20 as described above, the function confirmation has been substantially completed, so that the subsequent execution of the function confirmation mode may be omitted. Good.
Thereafter, the same procedure as described above is repeated. If the result of the function confirmation mode is OK, the repair is completed. If the result is NG, a new configuration is identified as the cause of failure in the failure investigation mode, and after the repair by the mechanic is completed. Function confirmation is performed in the function confirmation mode.

以上のNOx浄化システムの修理後にECU31により実行される機能確認モード及び故障究明モードの手順を図6のタイムチャートに従って説明する。
メカニックによるNOx浄化システムの修理が完了してMUT41に機能確認モードの開始指令が入力されると、機能確認モードが開始される。まず、DPF18の手動再生によりSCR触媒20が昇温され、触媒温度Tcatが昇温終了温度T0に達すると手動再生が中止され、その後にNOx排出量に基づき機能回復したか否かが判定される。判定時間TAの経過以前にNOxセンサ36の検出値に基づきOK判定が下されると、MUT41にOKが表示されて修理完了となり、破線で示すように触媒温度Tcatは次第に低下する。また、NOxセンサ36の検出値が正常レベルにならずに判定時間TAが経過してNG判定が下されると、MUT41にはNG表示がなされた後に故障究明モードが表示される。
The procedure of the function confirmation mode and the failure investigation mode executed by the ECU 31 after the repair of the NOx purification system will be described with reference to the time chart of FIG.
When the repair of the NOx purification system by the mechanic is completed and the function confirmation mode start command is input to the MUT 41, the function confirmation mode is started. First, the temperature of the SCR catalyst 20 is raised by manual regeneration of the DPF 18, and when the catalyst temperature Tcat reaches the temperature rise end temperature T0, the manual regeneration is stopped, and then it is determined whether the function has been recovered based on the NOx emission amount. . If an OK determination is made based on the detected value of the NOx sensor 36 before the determination time TA elapses, OK is displayed on the MUT 41 and the repair is completed, and the catalyst temperature Tcat gradually decreases as shown by a broken line. Further, when the determination time TA has passed without the detection value of the NOx sensor 36 becoming a normal level and an NG determination is made, the failure investigation mode is displayed on the MUT 41 after an NG display is made.

これにより機能確認モードから故障究明モードに移行し、MUT41に最初の検査対象及び検査内容が表示されると共に、必要に応じて検査の準備指示が表示される。図6では故障究明モードへの移行当初に検査準備を要する構成が検査対象として選択された場合を示し、準備指示に従ってメカニックにより検査準備が実施される。検査の準備完了がMUT41に入力されると手動再生が開始され、実線で示すように一旦低下した触媒温度Tcatが再び上昇して昇温終了温度T0に到達し、ECU31により検査対象の構成の作動状態が変更された上でNOx排出量に基づき当該構成が故障原因であるか否かが判定される。
図6では、検査対象の構成が故障原因ではないとしてNG判定され、次の検査対象として準備を要しないNOx浄化システムの構成が選択された場合を示している。このときにはMUT41に検査対象及び検査内容が表示されるのと同時に直ちに手動再生が開始され、SCR触媒20の昇温後に検査対象の構成の作動状態が変更されて、NOx排出量に基づく判定が行われる。
As a result, the function confirmation mode is shifted to the failure investigation mode, and the first inspection object and inspection contents are displayed on the MUT 41, and an inspection preparation instruction is displayed as necessary. FIG. 6 shows a case where a configuration requiring inspection preparation is selected at the beginning of the transition to the failure investigation mode, and inspection preparation is performed by a mechanic according to a preparation instruction. When the preparation for inspection is input to the MUT 41, manual regeneration is started, and the catalyst temperature Tcat once lowered as shown by the solid line rises again to reach the temperature rise end temperature T0, and the ECU 31 operates the configuration to be inspected. After the state is changed, it is determined whether or not the configuration is a cause of failure based on the NOx emission amount.
FIG. 6 shows a case where an NG determination is made that the configuration of the inspection target is not the cause of the failure, and the configuration of the NOx purification system that does not require preparation as the next inspection target is selected. At this time, the manual regeneration is started immediately after the inspection target and the inspection content are displayed on the MUT 41, and the operating state of the configuration of the inspection target is changed after the temperature of the SCR catalyst 20 is raised, and the determination based on the NOx emission amount is performed. Is called.

このときにもNG判定が下され、次の検査対象としては準備を要するNOx浄化システムの構成が選択され、MUT41には検査対象及び検査内容と共に準備指示が表示される。準備指示に従ってメカニックにより検査準備が実施されて準備完了が入力されると手動再生が開始され、SCR触媒20の昇温後に検査対象の構成の作動状態が変更されてNOx排出量に基づく判定が行われる。図6はこのときにOK判定(故障原因の特定)が下された場合を示し、特定した故障原因の構成に対する修理指示をMUT41に表示して故障究明モードが終了される。
修理指示を参考にした修理がメカニックにより完了すると、再びMUT41への入力に基づき機能確認モードが開始され、手動再生によるSCR触媒20の昇温後にNOx排出量に基づきNOx浄化システムの機能回復が判定される。図6ではOK判定(修理完了)が下された場合を示し、MUT41にOK表示がなされて修理完了となる。
Also at this time, an NG determination is made, and the configuration of the NOx purification system that requires preparation is selected as the next inspection target, and a preparation instruction is displayed on the MUT 41 together with the inspection target and the inspection content. When an inspection preparation is performed by a mechanic in accordance with the preparation instruction and preparation completion is input, manual regeneration is started, and after the temperature of the SCR catalyst 20 is raised, the operation state of the configuration to be inspected is changed and a determination based on the NOx emission amount is performed. Is called. FIG. 6 shows a case where an OK determination (identification of the cause of failure) is made at this time, and a repair instruction for the identified configuration of the cause of failure is displayed on the MUT 41, and the failure investigation mode is terminated.
When the mechanic completes the repair with reference to the repair instruction, the function confirmation mode is started again based on the input to the MUT 41, and the recovery of the function of the NOx purification system is determined based on the NOx emission amount after the SCR catalyst 20 is heated by manual regeneration. Is done. FIG. 6 shows a case where an OK determination (repair completion) is made, and an OK display is made on the MUT 41 to complete the repair.

このようにNOx浄化システムの修理後に機能確認モードでNG判定が下されたときには、故障究明モードにより故障原因になったNOx浄化システムの構成が特定され、当該構成に対する修理指示を参考にした修理後に、再び機能確認モードが実行されて機能回復が判定される。機能回復せずにNG判定が下される度に故障究明モードにより新たな故障原因が特定されることから、複数の構成が故障原因になっている場合であっても個別に適切な修理が行われ、最終的には機能確認モードでOK判定が下されて修理完了となる。
以上のように本実施形態のNOx浄化システムの診断装置によれば、機能確認モード及び故障究明モードでのSCR触媒20の昇温にDPF18の手動再生を利用した。このため、第1実施形態と同じく昇温のための車両走行による手間や時間の消費を防止して、簡単且つ短時間でNOx浄化システムの機能確認を実施できる。また、触媒温度Tcatの変動が少ない手動再生の条件下で機能確認モード及び故障究明モードを実行するため、NOx浄化システムが機能回復したか否かの判定、及び故障原因の構成の特定を高い精度で実施することができる。
As described above, when an NG determination is made in the function confirmation mode after the repair of the NOx purification system, the configuration of the NOx purification system causing the failure is identified by the failure investigation mode, and after the repair with reference to the repair instruction for the configuration. Then, the function confirmation mode is executed again to determine the function recovery. Each time an NG judgment is made without recovering the function, a new failure cause is identified by the failure investigation mode. Therefore, even if multiple configurations cause the failure, appropriate repairs are performed individually. Finally, an OK determination is made in the function confirmation mode and the repair is completed.
As described above, according to the diagnostic apparatus for the NOx purification system of the present embodiment, manual regeneration of the DPF 18 is used for increasing the temperature of the SCR catalyst 20 in the function confirmation mode and the failure investigation mode. For this reason, as in the first embodiment, it is possible to prevent labor and time consumption due to traveling of the vehicle for raising the temperature, and to confirm the function of the NOx purification system easily and in a short time. In addition, since the function confirmation mode and failure investigation mode are executed under conditions of manual regeneration with little fluctuation in the catalyst temperature Tcat, it is highly accurate to determine whether the NOx purification system has recovered its function and to identify the cause of failure. Can be implemented.

そして、本実施形態では、機能確認モードでNOx浄化システムの機能が回復していないと判定したときに、故障究明モードによりNOx浄化システムの各構成の作動状態を変更して順次検査すると共に、必要に応じてメカニックに対する準備指示をMUT41に表示し、これにより故障原因になっているNOx浄化システムの構成を特定して、当該構成の修理指示をMUT41に表示するようにした。
このように修理後にNOx浄化システムの機能が回復していないとき、故障究明モードにより各構成を自動的に順次検査することから、習熟しないメカニックでも容易に故障原因を特定することができる。しかも、作動状態の変更にメカニックによる準備を要するときにはMUT41に準備指示を表示するため、不適切な準備によるメカニックの無駄な労力を軽減することができる。
In the present embodiment, when it is determined that the function of the NOx purification system has not recovered in the function confirmation mode, the operation state of each component of the NOx purification system is changed in the failure investigation mode and sequentially inspected. Accordingly, a preparation instruction for the mechanic is displayed on the MUT 41, thereby identifying the configuration of the NOx purification system causing the failure, and displaying a repair instruction for the configuration on the MUT 41.
As described above, when the function of the NOx purification system has not recovered after the repair, each component is automatically inspected sequentially in the failure investigation mode, so that even the unskilled mechanic can easily identify the cause of the failure. Moreover, since preparation instructions are displayed on the MUT 41 when preparations by the mechanic are required to change the operating state, it is possible to reduce mechanics' unnecessary labor due to inappropriate preparation.

結果として、NOx浄化システムの修理後に機能回復していないときであっても簡単且つ短時間で故障原因を特定でき、もって故障原因の特定を含めたNOx浄化システムの修理全体に要する手間や時間を大幅に削減することができる。
しかも、故障診断のために従来から用いられているMUT41を入力装置や表示装置として利用しているため、装備の追加によるコストアップの弊害を未然に防止することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態ではエンジン1の排気上流側から前段酸化触媒17、DPF18、噴射ノズル23、SCR触媒20、後段酸化触媒21を配設して排気浄化装置を構成したが、これに限るものではない。例えば前段酸化触媒17及び後段酸化触媒21を省略して、DPF18に酸化機能を付与してもよく、この場合でも上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。無論、エンジン1の形式やNOx浄化システムの全体構成などに関しても上記実施形態に限ることはなく、任意に変更可能である。
As a result, even if the function is not recovered after repair of the NOx purification system, the cause of the failure can be identified easily and in a short time, thereby reducing the effort and time required for the entire repair of the NOx purification system including the identification of the cause of the failure. It can be greatly reduced.
In addition, since the MUT 41 conventionally used for failure diagnosis is used as an input device or a display device, it is possible to prevent an adverse effect of cost increase due to the addition of equipment.
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in each of the embodiments described above, the exhaust purification device is configured by disposing the front-stage oxidation catalyst 17, DPF 18, injection nozzle 23, SCR catalyst 20, and rear-stage oxidation catalyst 21 from the exhaust upstream side of the engine 1, but is not limited thereto. Absent. For example, the front-stage oxidation catalyst 17 and the rear-stage oxidation catalyst 21 may be omitted, and the DPF 18 may be provided with an oxidation function. Even in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained. Of course, the type of the engine 1 and the entire configuration of the NOx purification system are not limited to the above embodiment, and can be arbitrarily changed.

また、上記第2実施形態では、ECU31側に機能確認モード及び故障究明モードを実行するためのプログラムを記憶したが、これらのプログラムをMUT41側に記憶させ、NOx浄化システムの修理後にMUT41の接続と共にECU31側にプログラムを読み込ませて実行させるようにしてもよい。
また、上記第2実施形態では、当初の修理後に機能確認モードによりNOx浄化システムの機能確認を実施し、機能が回復していないと判定したときに故障究明モードを開始したが、処理手順はこれに限ることはない。
例えば当初の修理前に故障究明モードを実行するようにしてもよい。具体的には、SCR故障ランプ33の点滅に基づきNOx浄化システムの故障を認識した時点で、MUT41からの指令に基づき図5のルーチンに従って故障究明モードを開始して故障原因となっているNOx浄化システムの構成を特定し、MUT41に表示した修理指示に基づき当初の修理を実施した後に、図4のルーチンに従って機能確認モードを開始するようにしてもよい。この場合には故障究明モードにより特定した故障原因の構成を当初より修理できるため、より一層NOx浄化システムの修理に要する手間や時間を削減することができる。
In the second embodiment, the program for executing the function confirmation mode and the failure investigation mode is stored on the ECU 31 side. However, these programs are stored on the MUT 41 side, and the MUT 41 is connected after the NOx purification system is repaired. The program may be read and executed on the ECU 31 side.
In the second embodiment, the function confirmation mode is used to confirm the function of the NOx purification system after the initial repair. When it is determined that the function has not been restored, the failure investigation mode is started. It is not limited to.
For example, the failure investigation mode may be executed before the initial repair. Specifically, when a failure of the NOx purification system is recognized based on the blinking of the SCR failure lamp 33, the failure investigation mode is started according to the routine of FIG. After the system configuration is specified and the initial repair is performed based on the repair instruction displayed on the MUT 41, the function confirmation mode may be started according to the routine of FIG. In this case, since the configuration of the cause of failure specified by the failure investigation mode can be repaired from the beginning, the labor and time required for repairing the NOx purification system can be further reduced.

1 エンジン
18 DPF(フィルタ)
20 SCR触媒(アンモニア選択還元型NOx触媒)
23 噴射ノズル(還元剤供給手段)
31 ECU(故障診断手段、手動再生手段、機能確認手段)
34 DPF過堆積ランプ(過堆積報知手段)
35 再生開始スイッチ(機能確認指示手段)
36 NOxセンサ(NOx検出手段)
41 MUT(診断ツール、機能確認指示手段)
1 engine 18 DPF (filter)
20 SCR catalyst (ammonia selective reduction type NOx catalyst)
23 Injection nozzle (reducing agent supply means)
31 ECU (failure diagnosis means, manual regeneration means, function confirmation means)
34 DPF over-deposition lamp (over-deposition notification means)
35 Playback start switch (function confirmation instruction means)
36 NOx sensor (NOx detection means)
41 MUT (diagnostic tool, function confirmation instruction means)

Claims (5)

エンジンの排気通路に配設されて還元剤の添加により排ガス中のNOxを選択的に浄化するアンモニア選択還元型NOx触媒、及び該アンモニア選択還元型NOx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段を少なくとも具備するNOx浄化システムにおいて、
上記排気通路の上記アンモニア選択還元型NOx触媒の上流側に配設されて排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
上記フィルタへのパティキュレートの過堆積を報知する過堆積報知手段と、
上記過堆積報知手段による報知に応じて運転者により再生開始スイッチが操作されたときに、車両停車状態で上記フィルタを昇温して捕集されたパティキュレートを強制的に焼却除去する手動再生を実行する手動再生手段と、
上記排気通路の上記アンモニア選択還元型NOx触媒の下流側に配設されたNOx検出手段と、
故障診断手段の故障判定に基づく上記NOx浄化システムの修理後に、上記NOx浄化システムの機能が回復したか否かの判定を指示する機能確認指示手段が操作されたとき、上記過堆積報知手段による報知がないときでも上記手動再生手段に手動再生を実行させ、該手動再生による上記フィルタの昇温に伴って下流側の上記アンモニア選択還元型NOx触媒が少なくとも活性下限温度まで昇温されたときに、上記NOx検出手段の検出値に基づき上記NOx浄化システムの機能回復を判定する機能確認手段と
を備えたことを特徴とするNOx浄化システムの診断装置。
An ammonia selective reduction type NOx catalyst that is disposed in an exhaust passage of an engine and selectively purifies NOx in exhaust gas by adding a reducing agent, and a reducing agent supply means for supplying the reducing agent to the ammonia selective reduction type NOx catalyst At least in the NOx purification system
A filter disposed upstream of the ammonia selective reduction type NOx catalyst in the exhaust passage and collecting particulates in the exhaust gas;
An over-deposit notification means for informing the particulate over-deposition to the filter;
When the regeneration start switch is operated by the driver in response to the notification from the overaccumulation notification means, manual regeneration is performed to forcibly remove the particulates collected by raising the temperature of the filter while the vehicle is stopped. Manual regeneration means to perform,
NOx detection means disposed downstream of the ammonia selective reduction type NOx catalyst in the exhaust passage;
After the repair of the NOx purification system based on the failure determination of the failure diagnosis means, when the function confirmation instruction means for instructing whether or not the function of the NOx purification system has been restored is operated, the notification by the over-deposition notification means Even when there is not, when the manual regeneration is performed by the manual regeneration means, when the downstream ammonia selective reduction type NOx catalyst is heated to at least the lower limit of activation temperature with the temperature increase of the filter by the manual regeneration, A NOx purification system diagnostic apparatus, comprising: function confirmation means for determining function recovery of the NOx purification system based on a detection value of the NOx detection means.
上記機能確認手段は、上記アンモニア選択還元型NOx触媒の温度が上記活性下限温度近傍に設定された昇温終了温度に達したときに、上記手動再生手段に手動再生を終了させることを特徴とする請求項1記載のNOx浄化システムの診断装置。   The function confirmation means causes the manual regeneration means to terminate manual regeneration when the temperature of the ammonia selective reduction type NOx catalyst reaches a temperature rise end temperature set in the vicinity of the activation lower limit temperature. The diagnostic apparatus for a NOx purification system according to claim 1. 上記機能確認指示手段は、上記車両の運転席に設けられた上記再生開始スイッチであり、
上記機能確認手段は、上記再生開始スイッチが操作されたとき、上記過堆積報知手段による報知がないときに限って上記手動再生に続いて上記機能回復の判定を実行することを特徴とする請求項1または2記載のNOx浄化システムの診断装置。
The function check instruction means is the regeneration start switch provided in the driver's seat of the vehicle,
The function confirmation means, when the regeneration start switch is operated, executes the function recovery determination following the manual regeneration only when there is no notification by the over-deposition notification means. 3. The diagnostic apparatus for the NOx purification system according to 1 or 2.
上記機能確認指示手段は、上記機能確認手段に接続可能な診断ツールであり、
上記機能確認手段は、上記診断ツールにより機能確認モードの開始が入力されたとき、該機能確認モードとして上記手動再生に続いて上記機能回復の判定を実行することを特徴とする請求項1または2記載のNOx浄化システムの診断装置。
The function check instruction means is a diagnostic tool connectable to the function check means,
3. The function confirmation means, when the start of a function confirmation mode is input by the diagnostic tool, executes the function recovery determination following the manual regeneration as the function confirmation mode. The diagnostic device for the NOx purification system described.
上記機能確認手段は、上記機能確認モードに加えて、上記NOx浄化システムの各構成の作動状態を順次変更すると共に、作動状態の変更のために手作業の準備を要するときには上記診断ツールに準備内容を表示指示し、該作動状態を変更した構成が上記NOx浄化システムの故障原因であるか否かを上記NOx検出手段の検出値に基づき順次判定する故障究明モードを実行可能であり、
上記機能確認モードで上記NOx浄化システムの機能が回復していないと判定した後のタイミング、または上記NOx浄化システムの修理前のタイミングで上記故障究明モードを開始して、上記NOx浄化システムの各構成の故障を逐次判定し、特定した故障原因の構成の修理指示を上記診断ツールに表示することを特徴とする請求項4記載のNOx浄化システムの診断装置。
In addition to the function confirmation mode, the function confirmation means sequentially changes the operating state of each component of the NOx purification system and prepares the diagnostic tool when manual preparation is required for changing the operating state. Is capable of executing a failure investigation mode that sequentially determines whether or not the configuration in which the operating state has been changed is a cause of failure of the NOx purification system based on the detection value of the NOx detection means,
The failure investigation mode is started at a timing after it is determined that the function of the NOx purification system has not recovered in the function confirmation mode or before the repair of the NOx purification system, and each configuration of the NOx purification system 5. The NOx purification system diagnosis apparatus according to claim 4, wherein a failure instruction is sequentially determined, and a repair instruction for the identified failure cause configuration is displayed on the diagnostic tool.
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