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JP6398789B2 - 診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、診断装置に関し、特に、内燃機関から排出される排気ガス中の窒素化合物（以下、ＮＯｘ）を検出するＮＯｘセンサの診断装置に関する。
従来、この種の診断装置として、車両減速時等、エンジンの燃料噴射停止によって排気ガス中に含まれるＮＯｘ濃度が略０（ゼロ）になる状態で、センサ値の０点からのズレ量を診断するオフセット診断を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９−２１６０４２号公報
ところで、トラック等の大型車両には、常用ブレーキの補助ブレーキとして、車両減速時に排気流路を排気ブレーキバルブで遮閉して、排気抵抗を高めることにより制動力を得るようにした排気ブレーキ装置を搭載したものが知られている。このような排気ブレーキ装置が作動状態（オン）から非作動状態（オフ）に切り替えられると、排気ブレーキバルブの開弁によって排気流量が急激に増加する。
このような排気流量が急激に増加する状態になると、ＮＯｘセンサの内部処理に遅れが生じ、センサ値が実際のＮＯｘ値よりも一時的に急上昇して異常値を示す場合がある。このような状態で上述のオフセット診断を行うと、異常値を０点からのズレ量として認識する誤診断を引き起こす課題がある。
開示の診断装置は、排気流量が急増する際に引き起こされるオフセット診断の誤診断を効果的に防止することを目的とする。
開示の診断装置は、内燃機関の排気通路に設けられて排気中の窒素化合物を検出するセンサの診断装置であって、前記内燃機関が燃料噴射を停止させる車両減速中に、前記センサのセンサ値に基づいて当該センサ値の０点からのオフセット量を診断するオフセット診断部と、前記オフセット診断部によるオフセット量の診断中に前記内燃機関の排気流量が急増すると前記オフセット量の診断を禁止する診断禁止部と、を備える。
前記診断禁止部は、排気ブレーキ装置が作動から非作動に切り替えられると、前記オフセット量の診断を禁止することが好ましい。
前記診断禁止部は、排気ブレーキ装置が作動から非作動に切り替えられると、当該非作動への切り替えから所定時間が経過するまでの間、前記オフセット量の診断を禁止することが好ましい。
開示の診断装置によれば、排気流量が急増する際に引き起こされるオフセット診断の誤診断を効果的に防止することができる。
本実施形態の診断装置が適用されたディーゼルエンジンの排気系の一例を示す概略構成図である。 本実施形態のコントロールユニットを示す機能ブロック図である。 本実施形態のセンサ故障診断を説明するタイムチャート図である。 本実施形態の診断禁止処理を説明するフローチャート図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る診断装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１は、本実施形態に係る診断装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の排気系の一例を示す概略構成図である。排気通路１１には、排気上流側から順に、排気ブレーキ装置の一部を構成する排気ブレーキバルブ１２、酸化触媒１３、パティキュレイト・フィルタ１４、尿素添加弁１５、選択的還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒）１６等が設けられている。本実施形態のＮＯｘセンサ１００は、排気ブレーキバルブ１２よりも下流側の排気通路１１であって、ＳＣＲ触媒１６よりも上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられている。なお、図１中において、符号４０はコントロールユニット、符号１７はアクセル開度センサ、符号１８は尿素水タンク、符号１９は尿素水ポンプ、符号２０は図示しない運転室に設けられた排気ブレーキスイッチをそれぞれ示している。
コントロールユニット４０は、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。本実施形態において、コントロールユニット４０は、図２に示すように、センサ異常診断部４１と、オフセット診断部４２と、システム異常診断部４３と、診断禁止処理部４４とを一部の機能要素として備えている。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
センサ異常診断部４１は、ＮＯｘセンサ１００のセンサ値ＳＮＯｘに基づいて、ＮＯｘセンサ１００に異常が発生したか否かを診断する。より詳しくは、ＮＯｘセンサ１００のセンサ値ＳＮＯｘが実際のＮＯｘ濃度と異なる異常な値を一瞬出力した際に、そのピーク値ＳＰＥＡＫが所定の閾値を超えた場合（図３（Ａ）参照）は、ＮＯｘセンサ１００に異常が発生したと判定される。一方、ピーク値ＳＰＥＡＫが所定の閾値以下であれば（図３（Ｂ）参照）、ＮＯｘセンサ１００は正常と判定されるようになっている。
オフセット診断部４２は、車両の減速時等、エンジン１０が燃料噴射を停止させて排気ガス中のＮＯｘ値が略ゼロとなる状態において、ＮＯｘセンサ１００のセンサ値ＳＮＯｘの０点に対するズレ量を診断するオフセット診断を実施する。エンジン１０が燃料噴射を停止しているか否かは、アクセル開度センサ１７のセンサ値に基づいて検出すればよい。
システム異常診断部４３は、ＮＯｘセンサ１００のセンサ値ＳＮＯｘに基づいて、ＳＣＲ触媒１６のＮＯｘ浄化性能の大幅な低下や尿素添加弁１５の故障等を検出するシステム異常診断を実施する。
診断禁止処理部４４は、センサ異常診断部４１によってＮＯｘセンサ１００に異常が発生したと判定された場合に、システム異常診断部４３によるシステム異常診断を禁止する。また、診断禁止処理部４４は、センサ異常診断部４１によってＮＯｘセンサ１００が正常と判定された場合であっても、排気ブレーキ装置が作動状態（オン）から非作動状態（オフ）に切り替わった時から所定時間が経過するまでの間は、オフセット診断部４２によるオフセット診断を禁止する。
より詳しくは、排気ブレーキ装置のオンからオフへの切り替わりによって排気流量が急激に増加し、ＮＯｘセンサ１００のセンサ値ＳＮＯｘが異常な値を一瞬出力した場合に、そのピーク値ＳＰＥＡＫが閾値以下であれば、センサ値ＳＮＯｘが安定するまでの所定時間（例えば、約４〜５秒）はオフセット診断を禁止するように構成されている。これにより、車両減速中の排気ブレーキ使用時に引き起こされるオフセット診断の誤診断を効果的に防止される。
次に、図４のフローチャート図に基づいて、本実施形態の診断禁止処理の詳細を説明する。当該診断禁止処理は、車両減速（エンジン１０の燃料噴射停止）によってＮＯｘセンサ１００のオフセット診断が実施され、さらに排気ブレーキ装置がオンになると開始する。
ステップＳ１００では、排気ブレーキ装置がオフされたか否かが判定される。排気ブレーキがオフされた場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０では、ＮＯｘセンサ１００に異常が発生したか否かを診断するセンサ診断が実施される。センサ値ＳＮＯｘのピーク値ＳＰＥＡＫが閾値を超えた場合は、ステップＳ１６０に進み、ＮＯｘセンサ１００に異常が発生したと判定される。さらに、ステップＳ１７０に進み、ＮＯｘセンサ１００を用いたシステム異常診断が禁止されて、本制御はリターンされる。
ステップＳ１１０で、センサ値ＳＮＯｘのピーク値ＳＰＥＡＫが閾値以下の場合、すなわち、ＮＯｘセンサ１００が正常であれば、ステップＳ１２０に進み、ＮＯｘセンサ１００のオフセット診断が禁止される。
ステップＳ１３０では、オフセット診断の禁止から所定時間が経過したか否かが判定される。すなわち、所定時間が経過するまでオフセット診断は禁止状態に保持される。
ステップＳ１４０では、車両が依然として減速中（燃料噴射を停止中）にあるか否かが判定される。車両が減速中であれば、ステップＳ１５０に進み、ＮＯｘセンサ１００のオフセット診断を再開する。一方、車両加速等によってエンジン１０の燃料噴射が開始されていれば、オフセット診断を再開することなく、本制御はリターンされる。
以上、詳述したように、本実施形態の診断装置によれば、ＮＯｘセンサ１００が異常値を出力する排気ブレーキのオンからオフへの切り替え時に、ＮＯｘセンサ１００のオフセット診断の実施を所定期間禁止することで、センサ異常値を０点からのズレ量として認識する誤診断を確実に防止することが可能になる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、オフセット診断の禁止期間は、排気ブレーキ装置のオンからオフへの切り替えに限定されず、車両減速中に排気流量が急増する状況であればよい。また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。
１０ エンジン
１１ 排気通路
１２ 排気ブレーキバルブ
１３ 酸化触媒
１４ パティキュレイト・フィルタ
１５ 尿素添加弁
１６ ＳＣＲ触媒
１７ アクセル開度センサ
１８ 尿素水タンク
１９ 尿素水ポンプ
２０ 排気ブレーキスイッチ
４０ コントロールユニット
１００ ＮＯｘセンサ

Claims (3)

  1. 内燃機関の排気通路に設けられて排気中の窒素化合物を検出するセンサの診断装置であって、
    前記内燃機関が燃料噴射を停止させる車両減速中に、前記センサのセンサ値に基づいて当該センサ値の０点からのオフセット量を診断するオフセット診断部と、
    前記オフセット診断部によるオフセット量の診断中に前記内燃機関の排気流量が急増すると前記オフセット量の診断を禁止する診断禁止部と、を備える
    診断装置。
  2. 前記診断禁止部は、排気ブレーキ装置が作動から非作動に切り替えられると、前記オフセット量の診断を禁止する
    請求項１に記載の診断装置。
  3. 前記診断禁止部は、排気ブレーキ装置が作動から非作動に切り替えられると、当該非作動への切り替えから所定時間が経過するまでの間、前記オフセット量の診断を禁止する
    請求項２に記載の診断装置。
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