WO2014103798A1 - 尿素ｓｃｒ用尿素水消費量診断装置 - Google Patents

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弘隆 高橋
正信 嶺澤
武史 福岡
鈴木　豊
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Definitions

  • the present invention relates to a urea SCR system that selectively reduces NOx in exhaust gas of an engine using urea water, and in particular, urea water consumption diagnosis for urea SCR that can accurately diagnose the amount of urea water injected by a dosing valve. It relates to the device.
  • This SCR system supplies urea water stored in a urea water tank upstream of the exhaust gas of the SCR device, hydrolyzes urea water with the heat of the exhaust gas, generates ammonia, and this ammonia generates a catalyst in the SCR device. NOx is reduced and purified.
  • the urea water is supplied upstream of the exhaust gas of the SCR by being injected from a dosing valve provided on the upstream side of the SCR device.
  • the urea water is supplied to the dosing valve by a supply module including a supply module pump (SM pump) and a urea water pressure sensor.
  • the supply module is connected to the urea water tank through the suction line, and supplies urea water sucked up from the urea water tank through the suction line to the dosing valve through a pressure feed line connecting the supply module and the dosing valve.
  • the dosing valve is controlled by a DCU (dosing control unit), and the dosing valve is controlled to open and close in accordance with the detected value of a NOx sensor provided downstream of the SCR device to adjust the urea injection amount.
  • the level of urea water in the urea water tank is detected by a urea water sensor provided in the urea water tank, and the remaining amount of urea water is detected from the level of urea water detected by the urea water sensor to replenish urea water.
  • a urea water sensor provided in the urea water tank
  • This consumption amount of urea water can be roughly estimated by detecting the level change of the urea water sensor in the urea water tank.
  • the difference between the instructed injection amount of the urea water in the DCU and the actual injection amount in accordance with the instruction, that is, the consumption amount based on the detected value of the urea water sensor, is monitored, and the difference in the injection at the dosing valve is determined based on the difference.
  • the detection accuracy of the urea water sensor detects the urea level step by step, and there is a problem that the detection accuracy is poor.
  • the inventors of the present invention use the value when the consumption level changes more than the error range of the urea water sensor as the determination amount, and on the other hand, integrate the command injection amount with the DCU, and when the integrated command injection amount exceeds the determination amount In addition, the difference between the integrated command injection amount and the consumption amount due to the level change obtained from the urea water sensor is compared. Invented a diagnostic device that can determine the presence or absence of the above even if it is bad.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, when it is impossible to detect the change in the amount of urea water replenished to the urea water tank, and even if the actual consumption amount cannot be detected, the pumping line or dosing valve is clogged or stuck by foreign matter Alternatively, it is an object to provide a urea water consumption diagnostic device for urea SCR capable of detecting a state in which urea water is continuously sprayed by a dosing valve.
  • the present invention provides a urea SCR for sucking urea water in a urea water tank with a supply pump and injecting the urea water from a dosing valve provided on the upstream side of the SCR device via a pressure feed line.
  • a NOx sensor provided on the downstream side of the SCR device and a detected value of the NOx sensor are input, and it is determined from the detected value whether the NOx purification rate is within a specified value.
  • NOx purification rate determination means and the difference between the urea water injection amount injected from the dosing valve and the urea water consumption amount in the urea water tank, and the urea water pressure abnormality from the NOx purification rate in the NOx purification rate determination means
  • An abnormality diagnosis means for judging whether or not the urea water is clogged in the pressure feed line or the dosing valve based on the presence or absence of urea water consumption for urea SCR It is the amount diagnostic equipment.
  • Urea water injection amount instruction means is provided, the urea water injection amount instruction means determines the urea injection amount from the detection value of the NOx sensor, and the purification rate determination means determines the purification rate from the detection values of the NOx sensors provided before and after the SCR device. Is preferably determined.
  • the abnormality diagnosing means preferably diagnoses an abnormality when the NOx purification rate is less than a prescribed value by the NOx purification rate determination means and the difference between the urea water injection amount and the urea water consumption amount is equal to or greater than a threshold value.
  • the abnormality diagnosis unit is replenished with a small amount of urea water in the urea water tank. It is preferable not to perform abnormality diagnosis.
  • the abnormality diagnosis unit determines that there is an abnormality regardless of the determination of the NOx purification rate determination unit. Diagnosis is preferred.
  • the present invention monitors the NOx purification rate by the NOx sensor, determines whether the NOx purification rate is in a normal range, and then detects the difference between the commanded injection amount of urea water and the actual consumption amount, It is possible to detect the clogging of the pumping line and the failure to keep spraying due to the dosing valve being stuck open.
  • FIG. 1 shows an outline of an SCR system.
  • a SCR device 11 is connected to an exhaust pipe 10 of a diesel engine (not shown), and a dosing valve that injects urea water upstream of the SCR device 11. 12 is provided, and a NOx sensor 13 is provided downstream of the SCR device 11.
  • a NOx sensor 13-1 for detecting the NOx value before NOx purification is also provided on the upstream side of the SCR device 11.
  • the detection value of the NOx sensor 13 is input to a DCU (Dosing Control Unit) 14, and the dosing valve 12 is controlled to open and close by the DCU 14 so that the NOx purification rate falls within a predetermined range based on the detection value.
  • DCU Dosing Control Unit
  • the urea water U injected from the dosing valve 12 is stored in the urea water tank 15, sucked into the supply pump 18 of the supply module 17 from the suction line 16, foreign matter is removed from the supply pump 18 through the filter 19, and the pressure feed line 20. Is pumped to the dosing valve 12. Excess urea water U is returned from the pumping line 20 on the discharge side of the filter 19 into the urea water tank 15 through the return line 21.
  • the urea water sensor 22 is provided in the urea water tank 15, and the urea water sensor 22 measures the level of the urea water in the urea water tank 15 and transmits it to the DCU 14.
  • the pressure feed line 20 is provided with a urea water pressure sensor 23 for detecting the supply pressure of the urea water, and the detected pressure is transmitted to the DCU 14.
  • the DCU 14 calculates the amount and timing of injecting urea water to the SCR device 11, drives the supply pump 18 to increase the urea water to a specified pressure, controls opening and closing of the dosing valve 12, and controls an appropriate amount at an appropriate timing. Spray.
  • the NOx sensor 13 sends a measured value to the DCU 14 in order to monitor that the NOx value in the exhaust gas downstream of the SCR device 11 is steady due to the appropriate injection of urea water from the dosing valve 12. Send.
  • the DCU 14 is connected to an ECM (engine control module) 26 that mainly performs fuel injection control. Vehicle speed and other driving information are input to the ECM 26, and these are transmitted from the ECM 26 to the DCU 14.
  • ECM engine control module
  • the battery 24 is connected to the DCU 14 and the ON / OFF signal of the ignition key 25 is input.
  • the DCU 14 determines the injection amount of urea water to be injected from the dosing valve 12 based on the information of the ECM 26 so that the detected value of the NOx sensor 13 becomes steady, and the dosing valve 12 based on the determined value. Open / close control.
  • the injection amount instruction means 30 for instructing the DCU 14 the amount of urea water to be injected from the dosing valve 12 based on the information of the ECM 26 and the detected value of the NOx sensor 13, and the injection amount instruction means From the command injection amount integration unit 31 that integrates the command injection amount instructed at 30, the consumption calculation unit 32 that calculates the total consumption D from the detection value input from the urea water sensor 22, and the command injection amount integration unit 31 And an abnormality diagnosing means 33 for comparing the accumulated instruction injection amount P with the accumulated consumption amount D from the consumption calculating means 32 to determine whether the urea water injection by the dosing valve 12 is normal or abnormal.
  • the integrated command injection amount P of the command injection amount integration unit 31 is reset to zero, and at the same time, the consumption calculation unit 32 stores the level detected by the urea water sensor 22 as a level (S0). To do. Thereafter, when the vehicle travels and urea water is injected from the dosing valve 12, the command injection amount integration unit 31 sequentially integrates the command injection amount by the injection amount instruction unit 30 and stores the cumulative command injection amount P.
  • the detection accuracy does not increase unless the urea water is consumed to some extent (for example, the consumption amount is several tens to several tens of liters). Consumed when the vehicle travels several times, that is, when the ignition key 25 is repeatedly turned on and off, and the integrated command injection amount P in the command injection amount integration means 31 exceeds a determination amount L (for example, 15 L).
  • the integrated consumption amount D in the amount calculating means 32 and the integrated instruction injection amount P are compared, and it is determined whether or not
  • the integrated consumption amount D and the integrated instruction injection amount P are the same, and if the urea solution sensor 22 is less than the value K1 determined by the level measurement error range, It is diagnosed as normal, and if it is K1 or more, it is determined as abnormal.
  • the absolute value of the difference between the two is compared, so that D ⁇ P and DP are negative when there is no injection due to foreign matter or the like, and D >> P and D >> P when the dosing valve 12 continues to spray.
  • -P becomes positive, and it can be determined from the plus or minus that clogging due to sticking and whether the dosing valve 12 remains sprayed.
  • the consumption amount calculation means 32 detects the level of the level sensor by the urea water sensor 22 at the ON / OFF timing of the key switch, and the consumption amount calculating means 32 determines the replenishment amount. Judging. That is, the consumption calculating means 32 integrates the replenishment amount from the start of control to the time of diagnosis, and obtains the accumulated consumption amount D of urea water by adding the integrated replenishment amount to the actual level change.
  • the replenishment amount when the replenishment amount is large, the replenishment amount can be integrated.
  • the urea water when the urea water is replenished little by little, it cannot be detected by the level change by the urea water sensor 22, and if this is repeated, the indicated injection amount and There is a problem that the deviation from the integrated consumption becomes large.
  • the NOx purification rate by the NOx sensor 22 is monitored by the NOx purification rate determination means 34, and the NOx purification rate is within the normal range and the consumption amount is less than the specified injection amount Q.
  • the NOx purification rate is within the normal range and the consumption amount is less than the specified injection amount Q.
  • the injection amount instruction means 30 determines the instruction injection amount of urea water so that the detected value of the NOx sensor 13 is in a steady range. However, even if the NOx sensor 13 can detect the NOx concentration on the downstream side of the SCR device 11, it cannot detect the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the SCR device 11.
  • the NOx purification rate determination means 34 obtains a purification rate from the NOx concentration ratio detected by the upstream NOx sensor 13-1 and the NOx sensor 13, and determines whether the purification rate is equal to or greater than a specified value Q. is there.
  • the specified value Q of the purification rate is adjusted according to the engine characteristics, for example, Set to 90% or more.
  • step S1 When the diagnosis is started in step S1 and the key switch is turned on (step S2), the initial level sensor position (S0) is read and stored by the urea water sensor (step S3).
  • step S4 it is determined whether or not the vehicle speed is 0 km.
  • the level sensor position (S0 ′) is repeatedly read, and if the urea water is supplemented during the stop, the level is S0 ′ is stored and updated with the maximum value (step S5).
  • step S5 When the vehicle travels in this step S4 (No), the difference between the first stored level S0 and the level S0 ′ stored during the stop (S0′ ⁇ S0) is the detection accuracy of the urea water sensor.
  • step S8 for starting the amount integration, and if the level S0 ′ is within the error range with respect to the first level S0 (No), the process proceeds to step S8.
  • step S12 when the key switch is turned ON in step S11, it is determined in step S12 whether or not the cumulative command injection amount P by the previous travel has reached the determination amount L (P ⁇ L).
  • This determination amount L is set to 15 L, for example, in the range of several L to several tens of L.
  • step S12 If it is determined in step S12 that the cumulative instruction injection amount P of urea water has not reached the determination amount L (No), the process proceeds to step S13, and the level sensor position (S1 + n ) is read and stored.
  • step S11 when the key switch is turned on in step S11, it is determined again in step S12 whether the urea water cumulative command injection amount P has reached the determination amount L or not.
  • the process returns from step S13 to S19 to return to step S11 and continues to integrate the command integrated amount P.
  • > K1, and when there is replenishment (No), in step S21, correction of D at the time of replenishment (D S2 + 1 ⁇ S1 + R ⁇ ) is performed, and the determination returns to step S22.
  • step S22 If the urea water injection from the dosing valve is normal in the determination of step S22, the integrated consumption amount D and the integrated instruction injection amount P are substantially the same and are 0 and within the detection error value K1 (No). In step S23, it is determined that the consumption is normal, and the control is terminated (step S27).
  • step S24 when the dosing valve is open and stuck, the cumulative consumption amount D is sufficiently larger than the cumulative command injection amount P (Yes), so it is determined in step S26 that the consumption amount is abnormal.
  • step S25 When the integrated consumption amount D is smaller than the integrated command injection amount P, it is determined in step S25 whether the range of the NOx purification rate is equal to or greater than the specified value Q, and when the purification rate is less than the specified value Q (No). Since a dosing valve or the like is fixed, it is determined in step S26 that the consumption is abnormal.
  • step S25 determines whether the replenishment amount has not been added to the integrated consumption amount D, and the control is terminated because there is no abnormality (step S27).

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Abstract

　ドージングバルブからの尿素水噴射の正常・異常を検出できる尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置を提供する。　尿素水タンク１５内の尿素水を、サプライポンプ１８にて吸い込み、これを圧送ライン２０を介してＳＣＲ装置１１の上流側に設けたドージングバルブ１２から噴射する尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置おいて、ＳＣＲ装置１１の下流側に設けられたＮＯｘセンサ１３と、ＮＯｘセンサ１３の検出値が入力され、その検出値からＮＯｘ浄化率が規定値内にあるかどうかを判定するＮＯｘ浄化率判定手段３４と、ドージングバルブ１２から噴射する尿素水噴射量と尿素水タンク内の尿素水消費量との差を判断すると共にＮＯｘ浄化率判定手段３４でのＮＯｘ浄化率から圧送ライン２０又はドージングバルブ１２内での尿素水の詰まりの有無を判断する異常診断手段３３とを備えたものである。

Description

尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置
　本発明は、エンジンの排ガス中のＮＯｘを尿素水を用いて選択還元する尿素ＳＣＲシステムに係り、特に、ドージングバルブで噴射した尿素水の尿素水量を的確に診断できる尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置に関するものである。
　ディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化システムとして、選択還元触媒を用いた選択触媒還元（Selective Catalytic Reduction）システム（ＳＣＲシステム）が開発されている。
　このＳＣＲシステムは、尿素水タンクに貯留された尿素水をＳＣＲ装置の排気ガス上流に供給し、排気ガスの熱で尿素水を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってＳＣＲ装置内の触媒でＮＯｘを還元して浄化するものである。尿素水は、ＳＣＲ装置の上流側に設けられたドージングバルブから噴射されることで、ＳＣＲの排気ガス上流に供給される。
　ドージングバルブへの尿素水の供給は、サプライモジュールポンプ（ＳＭポンプ）や尿素水圧力センサなどを備えたサプライモジュールによってなされる。サプライモジュールは、吸込ラインを介して尿素水タンクと接続されており、尿素水タンクから吸込ラインを通じて吸い上げた尿素水を、サプライモジュールとドージングバルブとを接続する圧送ラインを通じてドージングバルブに供給する。ドージングバルブは、ＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）により制御され、ＳＣＲ装置の下流に設けたＮＯｘセンサの検出値に応じてドージングバルブが開閉制御されて尿素噴射量が調整される。
　尿素水タンク内の尿素水のレベルは、尿素水タンク内に設けた尿素水センサで検出され、尿素水センサで検出した尿素水のレベルから尿素水の残存量を検出し、尿素水の補充の目安としている。
特開２０１１－２４７１３７号公報 特開２０１２－２０６１号公報
　ところで、尿素水をＮＯｘ触媒内に噴射するドージングバルブ内、およびそこに至る圧送ライン内が異物により詰まりが生じた場合、それを検出する手段がない。またドージングバルブが異物等の固着により、開状態で固着した場合にも同様に検出する手段がない問題がある。
　この尿素水の消費量については、尿素水タンク内の尿素水センサのレベル変化を検出すれば、その消費量はおおよそ推測できる。
　そこで、尿素水のＤＣＵでの指示噴射量と、その指示に従って実際に噴いた量、すなわち尿素水センサの検出値に基づく消費量との差をモニタし、その差でドージングバルブでの噴射の異常の有無を検出できるが、尿素水センサの検出精度は、尿素レベルを段階的に検出するもので、検出精度が悪い問題がある。
　本発明者等は、消費量が尿素水センサの誤差範囲以上のレベル変化したときの値を判定量とし、他方ＤＣＵで指示噴射量を積算し、その積算指示噴射量が判定量を超えたときに、積算指示噴射量と尿素水センサから求めたレベル変化による消費量との差を比較し、その差が閾値を超えた場合、消費量異常と判定することにより、尿素水センサの検出精度が悪くても以上の有無を判定できる診断装置を発明した。
　この積算消費量が、判定量に達する間に、尿素水タンクへ尿素水の補充が行われた場合、その補充量を算出消費量から引く必要がある。補充量を検出する際、車両の傾きによる液面上昇、センサ自体の持つ設計誤差分等を考慮し、この両者の誤差範囲以上の値Ｋ１よりも多い変化があったときを補充と認識し、尿素水センサで検出した消費量に補充量を加算する必要がある。
　しかし、値Ｋ１より少ない量の補充が行われた場合、その量は検出誤差となり、補充量とは見なされず、これが繰り返されると、実際に消費される消費量の誤差量が大となり誤判定となる問題を残す。
　さらに、ドージングバルブが開状態で固着し、尿素水が噴きっぱなしになったときには、尿素水センサのレベル変化でこれを検出することは不可能である。
　そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、尿素水タンクに補充される尿素水量変化を検出できなく、その実消費量を検出できなくとも圧送ラインやドージングバルブが異物により詰まったり固着したとき、或いはドージングバルブで尿素水が噴きっぱなしになった状態を検出できる尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために本発明は、尿素水タンク内の尿素水を、サプライポンプにて吸い込み、これを圧送ラインを介してＳＣＲ装置の上流側に設けたドージングバルブから噴射するための尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置において、前記ＳＣＲ装置の下流側に設けられたＮＯｘセンサと、ＮＯｘセンサの検出値が入力され、その検出値からＮＯｘ浄化率が規定値内にあるかどうかを判定するＮＯｘ浄化率判定手段と、前記ドージングバルブから噴射する尿素水噴射量と尿素水タンク内の尿素水消費量との差を判断すると共にＮＯｘ浄化率判定手段でのＮＯｘ浄化率からの尿素水圧異常の有無から圧送ライン又はドージングバルブ内での尿素水の詰まりの有無を判断する異常診断手段とを備えたことを特徴とする尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置である。
　尿素水噴射量指示手段を備えると共に尿素水噴射量指示手段が前記ＮＯｘセンサの検出値から尿素噴射量を決定し、浄化率判定手段は、ＳＣＲ装置前後に設けたＮＯｘセンサの検出値から浄化率を決定するのが好ましい。
　前記異常診断手段は、前記ＮＯｘ浄化率判定手段でＮＯｘ浄化率が規定値未満で、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上のとき、異常と診断するのが好ましい。
　前記異常診断手段は、前記ＮＯｘ浄化率判定手段でＮＯｘ浄化率が規定値以上で、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上のとき、尿素水タンクへ尿素水が少量補充されたとして異常診断を行わないのが好ましい。
　前記異常診断手段は、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上で、尿素消費量が尿素水噴射量に対して多いとき、前記ＮＯｘ浄化率判定手段の判定によらず異常と診断するのが好ましい。
　本発明は、ＮＯｘセンサによるＮＯｘ浄化率をモニタし、ＮＯｘ浄化率が正常範囲かどうかを判断し、その上で尿素水の指示噴射量と実消費量の差を検出することにより、ドージングバルブや圧送ラインの詰まり、及びドージングバルブ開固着による噴きっぱなしの不具合の検出が可能となる。またＤＣＵにて補充量有無を判定できない少量の補充が繰り返され、ＤＣＵによる尿素噴射量とレベルセンサーによる尿素消費量の差が閾値を超えた場合、浄化率が正常であれば、尿素消費量異常と判定せず、実際に尿素水噴射経路の詰まり等の異常時のみ異常判定が可能となる。
本発明におけるＳＣＲシステムの概略図である。 本発明の尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置の消費量診断のフローチャートを示す図である。
　以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
　図１は、ＳＣＲシステムの概略を示したもので、ディーゼルエンジン（図示せず）の排気管１０には、ＳＣＲ装置１１が接続され、そのＳＣＲ装置１１の上流側に尿素水を噴射するドージングバルブ１２が設けられ、ＳＣＲ装置１１の下流側には、ＮＯｘセンサ１３が設けられる。また、ＳＣＲ装置１１の上流側にも、ＮＯｘ浄化前のＮＯｘ値を検出するためのＮＯｘセンサ１３－１が設けられる。
　ＮＯｘセンサ１３の検出値はＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）１４に入力され、その検出値に基づいて、ＮＯｘ浄化率が所定の範囲内になるようにＤＣＵ１４によりドージングバルブ１２が開閉制御される。
　ドージングバルブ１２から噴射される尿素水Ｕは、尿素水タンク１５に溜められ、サクションライン１６からサプライモジュール１７のサプライポンプ１８に吸引され、サプライポンプ１８からフィルタ１９を通して異物が除去され、圧送ライン２０にてドージングバルブ１２に圧送される。また余剰の尿素水Ｕは、フィルタ１９の吐出側の圧送ライン２０から戻しライン２１にて尿素水タンク１５内に戻される。
　尿素水タンク１５内には、尿素水センサ２２が設けられ、尿素水センサ２２が尿素水タンク１５内の尿素水のレベルを計測し、ＤＣＵ１４へ送信する。また圧送ライン２０には尿素水の供給圧力を検出する尿素水圧力センサ２３が設けられ、その検出圧力がＤＣＵ１４へ送信される。
　ＤＣＵ１４は、ＳＣＲ装置１１へ尿素水を噴射する量、タイミングを算出し、サプライポンプ１８を駆動させ尿素水を規定圧まで高め、ドージングバルブ１２の開閉を制御し、適切な量を適切なタイミングで噴射する。
　ＮＯｘセンサ１３は、ドージングバルブ１２から尿素水が適切に噴射されていることにより、ＳＣＲ装置１１の下流の排ガス中のＮＯｘ値が定常となっていることをモニタするために、ＤＣＵ１４へ計測値を送信する。
　ＤＣＵ１４には、主に燃料噴射制御を行うＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）２６と接続される。ＥＣＭ２６には、車速、その他の運転情報が入力され、これらがＥＣＭ２６からＤＣＵ１４へ送信される。
　また、ＤＣＵ１４には、バッテリー２４が接続されると共にイグニッションキー２５のＯＮ、ＯＦＦ信号が入力される。
　このＳＣＲシステムにおいて、ＤＣＵ１４は、ＥＣＭ２６の情報を基にＮＯｘセンサ１３の検出値が定常となるようドージングバルブ１２から噴射する尿素水の噴射指示量を決定し、その決定値に基づいてドージングバルブ１２を開閉制御する。
　先ず、尿素水消費の異常診断おいては、ＤＣＵ１４に、ＥＣＭ２６の情報とＮＯｘセンサ１３の検出値に基づいてドージングバルブ１２から噴射する尿素水量を指示する噴射量指示手段３０と、噴射量指示手段３０で指示した指示噴射量を積算する指示噴射量積算手段３１と、尿素水センサ２２から入力される検出値から積算消費量Ｄを算出する消費量算出手段３２と、指示噴射量積算手段３１からの積算指示噴射量Ｐと消費量算出手段３２からの積算消費量Ｄを比較してドージングバルブ１２による尿素水噴射が正常か異常かを判定する異常診断手段３３とを備える。
　異常診断を開始するときには、指示噴射量積算手段３１の積算指示噴射量Ｐをゼロにリセットし、同時に、消費量算出手段３２は、尿素水センサ２２で検出されたレベルをレベル（Ｓ０）として記憶する。その後、車両が走行し、ドージングバルブ１２から尿素水が噴射されたとき、指示噴射量積算手段３１は、噴射量指示手段３０による指示噴射量を順次積算し、積算指示噴射量Ｐを記憶する。
　異常診断手段３３での尿素水噴射が正常か異常かを検出するには、ある程度尿素水を消費（例えば消費量が数Ｌから十数Ｌ）したときでなければ、検出精度が高くならないため、車両走行が何回か行われたとき、すなわちイグニッションキー２５がＯＮ・ＯＦＦを繰り返し、指示噴射量積算手段３１での積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌ（例えば１５Ｌ）を超えたときに、消費量算出手段３２での積算消費量Ｄと積算指示噴射量Ｐを比較し、｜Ｄ－Ｐ｜＞Ｋ１かどうかを判断する。
　この判断において、尿素水が適正に噴射されていれば、積算消費量Ｄと積算指示噴射量Ｐとは同じであり、尿素水センサ２２のレベル測定の誤差範囲で決まる値Ｋ１以下であれば、正常と診断し、Ｋ１以上であれば異常と判断する。この際、両者の差の絶対値で比較することで、異物等で噴射がないときにはＤ≪Ｐで、Ｄ－Ｐはマイナスとなり、ドージングバルブ１２が噴きっぱなしとなればＤ≫Ｐで、Ｄ－Ｐはプラスとなり、そのプラス・マイナスから固着による詰まりと、ドージングバルブ１２の噴きっぱなしが判断できる。
　また、尿素水タンク１５には、尿素水の補充があるため、キースイッチのＯＮ・ＯＦＦのタイミングで尿素水センサ２２によるレベルセンサのレベルを検出してその変化から消費量算出手段３２が補充量を判断する。すなわち消費量算出手段３２は、制御開始から診断時までその補充量を積算し、実際のレベル変化にその積算補充量を足して尿素水の積算消費量Ｄを求める。
　しかし、補充量が多い場合には、その補充量を積算できるが、尿素水が少量ずつ補充された場合には、尿素水センサ２２によるレベル変化で検出できず、これが繰り返されると指示噴射量と積算消費量との乖離が大きくなってしまう問題がある。
　上記の問題を回避するため、ＮＯｘセンサ２２によるＮｏｘ浄化率を、ＮＯｘ浄化率判定手段３４がモニタし、ＮＯｘ浄化率が正常範囲内で規定値Ｑ以上、指示噴射量に対して消費量が少ないときは、少量補充が繰り返され、ＤＣＵ指示噴射量と尿素水センサによる尿素水消費量に乖離が生じたと判断する。よって、ＮＯｘ値が規定値Ｑ未満で、かつ、指示噴射量に対して消費量が閾値を超えた場合のみ、消費量異常と判定する。
　また、指示噴射量に対して消費量が大きな乖離率プラス側の消費量異常については、ＮＯｘ浄化率によらず、尿素水指示量と消費量の乖離のみで判定する。
　このＮＯｘ浄化率判定手段３４の浄化率の判定を説明する。
　噴射量指示手段３０は、ＮＯｘセンサ１３の検出値が定常の範囲となるように尿素水の指示噴射量を決定する。しかし、ＮＯｘセンサ１３は、ＳＣＲ装置１１の下流側のＮＯｘ濃度は検出できても、ＳＣＲ装置１１内に流入する排ガス中のＮＯｘ濃度は検出できない。
　ＮＯｘ浄化率判定手段３４は、上流側のＮＯｘセンサ１３－１とＮＯｘセンサ１３で検出されたＮＯｘ濃度比から浄化率を求めるもので、その浄化率が規定値Ｑ以上かどうかを判定するものである。
　入口側のＮＯｘ濃度はエンジンの運転状態により変動するものの、排気管１０から放出されるＮＯｘ値が法規制以下であればよいため、浄化率の規定値Ｑを、エンジンの特性にあわせて、例えば９０％以上に設定しておく。
　次に本発明の診断を図２のフローチャートにより説明する。
　ステップＳ１で診断が開始され、キースイッチがＯＮされたとき（ステップＳ２）、尿素水センサで初期のレベルセンサ位置（Ｓ０）を読み込み、記憶する（ステップＳ３）。次にステップＳ４で、車速＝０ｋｍかどうかを判断し、車両が停止状態のとき（Ｙｅｓ）は、繰り返しレベルセンサ位置（Ｓ０’）を読み込み、その停止中に尿素水の補充があればそのレベルＳ０’を最大値として記憶更新する（ステップＳ５）。このステップＳ４で車両が走行したとき（Ｎｏ）、ステップＳ６の判断で、最初に記憶したレベルＳ０と停止中に記憶したレベルＳ０’の差（Ｓ０’－Ｓ０）が、尿素水センサの検出精度以上又は誤差範囲以上の値（Ｋ１）に対して大きいかどうか（Ｓ０’－Ｓ０＞Ｋ１）を判断する。このステップＳ４の判断で、誤差範囲以上にレベルが上昇していたならば（Ｙｅｓ）、Ｓ０’－Ｓ０＝Ｒp0とし、その補充量を積算補充量ＲΣに加算（ステップＳ７）して、指示噴射量積算開始のステップＳ８に移行し、また、レベルＳ０’が最初のレベルＳ０に対して誤差範囲であれば（Ｎｏ）、ステップＳ８に移行する。この指示噴射量積算開始のステップＳ８では、ステップＳ９のキースイッチＯＦＦまで指示噴射量を積算すると共に尿素水はレベルＳ０として記憶する。ステップＳ９でキースイッチがＯＦＦとされたときに、制御開始から一回目の走行後のレベルセンサ位置Ｓ１を読み込み、そのときの尿素水の積算消費量Ｄ（＝Ｓ１－Ｓ０）を記憶する（ステップＳ１０）。
　次に、ステップＳ１１で、キースイッチがＯＮとされたとき、ステップＳ１２の判断で、その前の走行による積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌに達したかどうか（Ｐ≧Ｌ）を判定する。この判定量Ｌは、数Ｌ～十数Ｌの範囲で、例えば１５Ｌに設定する。
　このステップＳ１２の判断で、尿素水の積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌに達していないとき（Ｎｏ）、ステップＳ１３に移行して、レベルセンサ位置（Ｓ１+n）を読み込んで記憶する。次にステップＳ１４の判断で、その記憶したレベル（Ｓ１+1）とステップＳ１１でキースイッチがＯＮとされる前のレベルＳ１とを比較し、Ｓ１+n－Ｓ１＞Ｋ１かどうかを判断して尿素水の補充の有無を判断し、補充がなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１７に移行し、補充があれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０で、Ｓ１+n－Ｓ１＝Ｒ１を計算し、Ｒ１を補充量として記憶した後、ステップＳ１５で補充量Ｒ１を積算補充量ＲΣに加算し、ステップＳ１６に移行し、そのステップＳ１６で、指示噴射量積算を継続する。その後ステップＳ１８でキースイッチがＯＦＦされたならば、ステップＳ１９でレベルセンサ位置（Ｓ２+n）を読み込み、そのレベル（Ｓ２+n）を基に積算消費量Ｄ（＝Ｓ２+n－Ｓ１）を計算して記憶すると共にステップＳ１１の上流側に戻す。
　次に、ステップＳ１１でキースイッチがＯＮとされたとき、ステップＳ１２で、再度尿素水の積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌに達したかどうかを判断する。積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌに達していないときには、上述したステップＳ１３～Ｓ１９から、ステップＳ１１に戻して指示積算量Ｐの積算を継続する。
　このステップＳ１２の判断で、積算指示噴射量Ｐが判定量Ｌに達したとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０で積算補充量ＲΣ＝０かを判断し、補充がないとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２で、｜Ｄ－Ｐ｜＞Ｋ１を判断し、補充があるとき（Ｎｏ）は、ステップＳ２１で、補充時のＤの訂正（Ｄ＝Ｓ２+1－Ｓ１＋ＲΣ）を行ってステップＳ２２の判断に戻す。
　このステップＳ２２の判断で、ドージングバルブからの尿素水の噴射が正常であれば、積算消費量Ｄと積算指示噴射量Ｐとは略同じで０で、検出誤差値Ｋ１以内であるため（Ｎｏ）、ステップＳ２３で消費量正常と判定し、制御を終了（ステップＳ２７）する。
　ステップＳ２２の絶対値（｜Ｄ－Ｐ｜）とＫ１の比較判断で、絶対値がＫ１より大きければ（ＹＥＳ）、ステップＳ２４で、積算指示噴射量Ｐ＞消費量Ｄかどうかを比較判断する。
　このステップＳ２４で、ドージングバルブが開固着で噴きっぱなしのときは、積算指示噴射量Ｐに対して積算消費量Ｄが十分に大きいため（Ｙｅｓ）、ステップＳ２６で消費量異常と判定する。
　また積算指示噴射量Ｐに対して積算消費量Ｄが小さいときは、ステップＳ２５にてＮＯｘ浄化率の範囲が規定値Ｑ以上かどうかを判断し、規定値Ｑ未満の浄化率のとき（Ｎｏ）は、ドージングバルブ等が固着しているため、ステップＳ２６で消費量異常と判定する。
　また、ステップＳ２５の判断で、規定値Ｑ以上（Ｙｅｓ）ときは、補充量が積算消費量Ｄに加算されなかったときであり、異常では無いため制御を終了（ステップＳ２７）する。
　１０　排気管
　１１　ＳＣＲ装置
　１２　ドージングバルブ
　１３　ＮＯｘセンサ
　１５　尿素水タンク
　２２　尿素水センサ
　２３　尿素水圧力センサ
　３０　噴射量指示手段
　３１　指示噴射量積算手段
　３２　消費量算出手段
　３３　異常診断手段
　３４　ＮＯｘ浄化率判定手段

Claims (5)

  1. 　尿素水タンク内の尿素水を、サプライポンプにて吸い込み、これを圧送ラインを介してＳＣＲ装置の上流側に設けたドージングバルブから噴射するための尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置において、
    　前記ＳＣＲ装置の下流側に設けられたＮＯｘセンサと、
    　ＮＯｘセンサの検出値が入力され、その検出値からＮＯｘ浄化率が規定値内にあるかどうかを判定するＮＯｘ浄化率判定手段と、
    　前記ドージングバルブから噴射する尿素水噴射量と尿素水タンク内の尿素水消費量との差を判断すると共にＮＯｘ浄化率判定手段でのＮＯｘ浄化率から圧送ライン又はドージングバルブ内での尿素水の詰まりの有無を判断する異常診断手段と
    を備えたことを特徴とする尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置。
  2. 　尿素水噴射量指示手段を備えると共に尿素水噴射量指示手段が前記ＮＯｘセンサの検出値から尿素噴射量を決定し、浄化率判定手段は、ＳＣＲ装置前後に設けたＮＯｘセンサの検出値から浄化率を決定する請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置。
  3. 　前記異常診断手段は、前記ＮＯｘ浄化率判定手段でＮＯｘ浄化率が規定値未満で、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上のとき、異常と診断する請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置。
  4. 　前記異常診断手段は、前記ＮＯｘ浄化率判定手段でＮＯｘ浄化率が規定値以上で、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上のとき、尿素水タンクへ尿素水が少量補充されたとして異常診断を行わない請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置。
  5. 　前記異常診断手段は、尿素水噴射量と尿素水消費量との差が閾値以上で、尿素消費量が尿素水噴射量に対して多いとき、前記ＮＯｘ浄化率判定手段の判定によらず異常と診断する請求項３又は４記載の尿素ＳＣＲ用尿素水消費量診断装置。
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