JP2022018447A - Diagnostic device for temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は温度センサの診断装置に係り、特に、内燃機関の排気通路において選択還元型NOx触媒の入口側に配置された温度センサを診断するための診断装置に関する。 The present disclosure relates to a temperature sensor diagnostic device, and more particularly to a diagnostic device for diagnosing a temperature sensor arranged on the inlet side of a selective reduction NOx catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine.
一般に、この種の診断装置における診断方法については、温度センサの出力としての電圧を監視し、この電圧を、正常範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値と比較する。そして電圧が連続して所定時間以上、上限しきい値を超えているかまたは下限しきい値を下回った場合、温度センサを故障と診断する。 Generally, for diagnostic methods in this type of diagnostic device, the voltage as the output of the temperature sensor is monitored and this voltage is compared to the upper and lower thresholds that define the normal range. Then, when the voltage continuously exceeds the upper limit threshold value or falls below the lower limit threshold value for a predetermined time or more, the temperature sensor is diagnosed as a failure.
しかし、上限しきい値を超える高電圧、または下限しきい値を下回る低電圧が、所定時間より短く断続的に温度センサから発生した場合、温度センサを故障と診断することができない。一方、これを回避するため所定時間を非常に短く設定することが考えられるが、故障と関係のない一時的な電気的ノイズに起因して故障と誤診断してしまう可能性がある。そのため、所定時間を非常に短く設定することは実際上不可能である。 However, if a high voltage exceeding the upper limit threshold value or a low voltage lower than the lower limit threshold value is intermittently generated from the temperature sensor for a shorter time than a predetermined time, the temperature sensor cannot be diagnosed as a failure. On the other hand, in order to avoid this, it is conceivable to set a predetermined time very short, but there is a possibility that a failure may be misdiagnosed due to temporary electrical noise unrelated to the failure. Therefore, it is practically impossible to set a predetermined time very short.
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、温度センサを精度良く診断できる温度センサの診断装置を提供することにある。 Therefore, the present disclosure was devised in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a temperature sensor diagnostic device capable of accurately diagnosing a temperature sensor.
本開示の一の態様によれば、
内燃機関の排気通路において選択還元型NOx触媒の入口側に配置された温度センサの診断装置であって、
前記排気通路に配置され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの自動再生を実行するように構成された再生ユニットと、
自動再生の完了時に、前記温度センサにより検出された排気温度に基づいて、前記NOx触媒の劣化指数を算出するように構成された算出ユニットと、
自動再生の完了時に、それ以前の劣化指数のデータに基づいて、自動再生完了回数と劣化指数の関係を表す回帰方程式を作成するように構成された作成ユニットと、
今回の自動再生の完了時に、それより前に前記作成ユニットにより作成された回帰方程式に基づいて今回の劣化指数を推定すると共に、推定された今回の劣化指数と、前記算出ユニットにより算出された今回の劣化指数との差が所定の正常範囲外であるときに、前記温度センサを故障と診断するように構成された診断ユニットと、
を備えることを特徴とする温度センサの診断装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure.
It is a diagnostic device of a temperature sensor arranged on the inlet side of the selective reduction NOx catalyst in the exhaust passage of an internal combustion engine.
A filter placed in the exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust,
A playback unit configured to perform automatic playback of the filter, and
A calculation unit configured to calculate the deterioration index of the NOx catalyst based on the exhaust temperature detected by the temperature sensor when the automatic regeneration is completed.
A creation unit configured to create a regression equation that represents the relationship between the number of autoplay completions and the degradation index at the completion of autoplay, based on previous degradation index data.
At the completion of this automatic reproduction, the deterioration index of this time is estimated based on the regression equation created by the creation unit before that, and the estimated deterioration index of this time and the current deterioration index calculated by the calculation unit are calculated. A diagnostic unit configured to diagnose the temperature sensor as a failure when the difference from the deterioration index of is out of the predetermined normal range.
A temperature sensor diagnostic device is provided that comprises.
好ましくは、前記算出ユニットは、前記温度センサにより検出された排気温度が高いほど、大きな劣化指数を算出し、
前記診断ユニットは、算出された今回の劣化指数から、推定された今回の劣化指数を減じて前記差を計算し、前記差が、下限しきい値以上かつ上限しきい値以下の前記正常範囲に入っているか否かを判断し、
上限しきい値の絶対値は、下限しきい値の絶対値より大きくされる。
Preferably, the calculation unit calculates a larger deterioration index as the exhaust temperature detected by the temperature sensor is higher.
The diagnostic unit calculates the difference by subtracting the estimated current deterioration index from the calculated current deterioration index, and the difference falls within the normal range of the lower limit threshold value or more and the upper limit threshold value or less. Judge whether it is included or not,
The absolute value of the upper threshold is greater than the absolute value of the lower threshold.
好ましくは、今回の自動再生の完了時において、前記診断ユニットにより前記温度センサが故障と診断されたとき、前記作成ユニットは、推定された今回の劣化指数を用いて回帰方程式を作成する。 Preferably, at the completion of the current automatic regeneration, when the temperature sensor is diagnosed as a failure by the diagnostic unit, the creation unit creates a regression equation using the estimated deterioration index of the present time.
好ましくは、前記回帰方程式がY=aXで表される(但しYは劣化指数、Xは自動再生完了回数、aは所定の係数)。 Preferably, the regression equation is represented by Y = aX (where Y is the deterioration index, X is the number of automatic regeneration completions, and a is a predetermined coefficient).
好ましくは、前記診断装置は、前記フィルタの手動再生を実行するように構成された手動再生ユニットをさらに備え、
前記算出ユニットは、自動再生および手動再生の完了時に、前記温度センサにより検出された排気温度に基づいて、前記NOx触媒の劣化指数を算出し、
前記作成ユニットは、自動再生および手動再生の完了時に、それ以前の劣化指数のデータに基づいて、自動再生完了回数および手動再生完了回数と劣化指数の関係を表す回帰方程式を作成し、
前記診断ユニットは、今回の自動再生または手動再生の完了時に、それより前に前記作成ユニットにより作成された回帰方程式に基づいて今回の劣化指数を推定すると共に、推定された劣化指数と、前記算出ユニットにより算出された劣化指数との差が所定の正常範囲外であるときに、前記温度センサを故障と診断するように構成されている。
Preferably, the diagnostic device further comprises a manual regeneration unit configured to perform manual regeneration of the filter.
The calculation unit calculates the deterioration index of the NOx catalyst based on the exhaust temperature detected by the temperature sensor when the automatic regeneration and the manual regeneration are completed.
When the automatic reproduction and the manual reproduction are completed, the creation unit creates a regression equation representing the number of automatic reproduction completions and the relationship between the number of manual reproduction completions and the deterioration index based on the data of the deterioration index before that.
At the completion of the automatic regeneration or the manual regeneration, the diagnostic unit estimates the deterioration index of the present time based on the regression equation created by the creation unit before that, and the estimated deterioration index and the calculation thereof. The temperature sensor is configured to diagnose a failure when the difference from the deterioration index calculated by the unit is out of a predetermined normal range.
好ましくは、前記回帰方程式がY=a1・X1+a2・X2で表される(但しYは劣化指数、X1は自動再生完了回数、X2は手動再生完了回数、a1,a2は所定の係数)。 Preferably, the regression equation is represented by Y = a1, X1 + a2, X2 (where Y is the deterioration index, X1 is the number of automatic reproduction completions, X2 is the number of manual reproduction completions, and a1 and a2 are predetermined coefficients).
本開示によれば、温度センサを精度良く診断できる。 According to the present disclosure, the temperature sensor can be diagnosed with high accuracy.
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.
図1は、本実施形態に係る内燃機関の概略図である。内燃機関(エンジンともいう)1は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関であり、具体的には直列4気筒ディーゼルエンジンである。車両はトラック等の大型車両である。但し車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はない。例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジンは火花点火式内燃機関(例えばガソリンエンジン)であってもよい。 FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine according to the present embodiment. The internal combustion engine (also referred to as an engine) 1 is a multi-cylinder compression ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle, specifically, an in-line 4-cylinder diesel engine. The vehicle is a large vehicle such as a truck. However, there are no particular restrictions on the type, type, application, etc. of the vehicle and internal combustion engine. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the engine may be a spark-ignition internal combustion engine (for example, a gasoline engine).
なおエンジンは、車両以外の移動体、例えば船舶、建設機械、または産業機械に搭載されたものであってもよい。またエンジンは、移動体に搭載されたものでなくてもよく、定置式のものであってもよい。 The engine may be mounted on a moving body other than a vehicle, for example, a ship, a construction machine, or an industrial machine. Further, the engine does not have to be mounted on a moving body, and may be a stationary engine.
エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3および排気通路4と、燃料噴射装置5とを備える。エンジン本体2は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。吸気と排気の流れをそれぞれ白抜き矢印と黒塗り矢印で示す。
The
燃料噴射装置5は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ7と、インジェクタ7に接続されたコモンレール8とを備える。インジェクタ7は、シリンダ9内に燃料を直接噴射する。コモンレール8は、インジェクタ7から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。
The
吸気通路3は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された吸気マニホールド10と、吸気マニホールド10の上流端に接続された吸気管11とにより主に画成される。吸気管11には、上流側から順に、エアクリーナ12、エアフローメータ13、ターボチャージャ14のコンプレッサ14C、インタークーラ15、および電子制御式の吸気スロットルバルブ16が設けられる。エアフローメータ13は、エンジン1の単位時間当たりの吸入空気量(吸気流量)を検出するためのセンサ(吸気流量センサ)である。
The
排気通路4は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された排気マニホールド20と、排気マニホールド20の下流側に配置された排気管21とにより主に画成される。排気管21、もしくは排気マニホールド20と排気管21の間には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。タービン14Tより下流側の排気管21には、上流側から順に、排気管インジェクタ35、酸化触媒22、フィルタ23、尿素水噴射弁25、選択還元型NOx触媒24、およびアンモニア酸化触媒26が設けられる。
The
酸化触媒22は、排気中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)を酸化して浄化すると共に、このときの反応熱で排気を加熱昇温し、また排気中のNOをNO2に酸化する。フィルタ23は、連続再生式の触媒付きフィルタにより形成され、排気中の粒子状物質(PM(Particulate Matter)という)を捕集すると共に、捕集したPMを連続的に燃焼除去する。NOx触媒24は、尿素水噴射弁25から噴射された尿素水に由来するアンモニアを還元剤として排気中のNOxを還元する。アンモニア酸化触媒26は、NOx触媒24から排出された余剰アンモニアを酸化して浄化する。
The
エンジン1はEGR装置30を備える。EGR装置30は、排気通路4内(特に排気マニホールド20内)の排気の一部(EGRガスという)を吸気通路3内(特に吸気マニホールド10内)に還流させるためのEGR通路31と、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガスの流量を調節するためのEGR弁33とを備える。
The
エンジン1に付帯して、制御ユニット、回路要素(circuitry)もしくはコントローラをなす電子制御ユニット(ECU(Electronic Control Unit)という)100が設けられる。
Attached to the
ECU100には、上述のエアフローメータ13と、エンジンの回転速度(具体的には毎分当たりの回転数(rpm))を検出するための回転速度センサ40と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ41とが電気的に接続される。またECU100には、フィルタ23の入口側および出口側の排気圧の差圧を検出するための差圧センサ45と、NOx触媒24の入口側の排気温度を検出するための温度センサ44とが電気的に接続される。ECU100には手動再生スイッチ46も電気的に接続される。
The ECU 100 includes the above-mentioned
ECU100は、これらセンサ類の出力に基づき前述の各種デバイス、すなわちインジェクタ7、吸気スロットルバルブ16、EGR弁33、排気管インジェクタ35および尿素水噴射弁25を制御する。
The
ECU100は、フィルタ23に捕集されたPMを強制的に燃焼除去するフィルタ再生(もしくはフィルタ再生制御)を定期的に実行する。このフィルタ再生には自動再生(もしくは自動再生制御)と手動再生(もしくは手動再生制御)がある。先ず自動再生について説明する。
The
差圧センサ45により検出される差圧は、フィルタ23のPM捕集量に相関する値であり、PM捕集量が増加するほど差圧は増加する。ECU100は、差圧センサ45により検出された差圧が所定の上限しきい値を超えたとき、所定の自動再生実行条件が成立していることを条件に、自動再生を開始する。自動再生中、ECU100は、排気管インジェクタ35から燃料を噴射させる。すると噴射燃料が酸化触媒22により燃焼され、排気が昇温され、この昇温された排気がフィルタ23に供給されることで、フィルタ23内に堆積したPMが燃焼除去される。なお、排気管インジェクタ35による燃料噴射に代えて、またはこれに加えて、筒内噴射用インジェクタ7によりポスト噴射等を行ってもよい。その後、差圧が所定の下限しきい値を下回ったとき、ECU100は自動再生を終了する。
The differential pressure detected by the
次に、手動再生について説明する。差圧が上限しきい値を超えても、自動再生実行条件が成立しないため、自動再生が開始されない場合がある。この場合、ECU100は、図示しない警告装置(警告灯等)を起動して運転手に手動再生を行うことを要請する。この要請に応えて運転手が手動再生スイッチ46をオンすると、ECU100は手動再生を開始する。手動再生中の制御は自動再生中と同じである。
Next, manual reproduction will be described. Even if the differential pressure exceeds the upper limit threshold value, the automatic reproduction execution condition is not satisfied, so that the automatic reproduction may not be started. In this case, the
またECU100は、温度センサ44により検出されたNOx触媒24の入口側の排気温度に基づいて、NOx触媒24の劣化指数Yを算出するように構成されている。劣化指数Yは、NOx触媒24の劣化度を表す指標値であり、NOx触媒24の劣化度が大きくなるほど劣化指数Yは増大する。本実施形態の場合、NOx触媒24の新品時(劣化度ゼロ)における劣化指数Yの初期値はゼロであるが、ゼロ以外の値とされてもよい。
Further, the
ECU100は、極短い所定の演算周期(例えば10ms)毎に劣化指数Yを繰り返し算出ないし演算する。これを便宜上、常時演算という。特にECU100は、自動再生の完了時に、劣化指数Yを算出するよう構成されている。自動再生の各完了時の間のインターバルは、当然に、演算周期より遙かに長い時間である。
The
劣化指数Yの算出方法は、公知方法を含め、任意の方法が可能である。例えばECU100は、温度センサ44により検出された排気温度および被熱時間の積算値に基づいて、劣化指数Yを算出する。算出される劣化指数Yは、排気温度検出値が高いほど、また被熱時間が長いほど、大きな値となる。なお被熱時間とは、NOx触媒24の新品時から起算した、NOx触媒24への排気導入時間と同義である。被熱時間はECU100によりカウントされる。
The deterioration index Y can be calculated by any method including a known method. For example, the
なお、次の代替方法も可能である。ECU100は、今回の演算時期(tn)において、1演算周期間の劣化指数増加量(Δyn)を、今回の排気温度検出値(Tn)に基づいて算出する。そしてこの劣化指数増加量(Δyn)を、前回の演算時期(tn-1)で計算された劣化指数(Yn-1)に加算して、今回の劣化指数(Yn)を求める。つまり、1演算周期間の劣化指数増加量(Δyn)を演算周期毎に逐次積算することで、劣化指数Yを好適に求めることができる(Yn=Yn-1+Δyn)。劣化指数増加量(Δyn)は、所定のマップ(関数でもよい。以下同様)を用いて算出してもよい。
The following alternative methods are also possible. The
こうして算出された劣化指数Yは、様々な用途に使用可能である。例えば、劣化指数Yが所定のしきい値を超えたらNOx触媒24を異常と診断し、その交換を促すといったように、NOx触媒24の交換時期を判断するために使用可能である。あるいは、NOx触媒24の下流側における排気のNOx濃度が高くなった場合にその原因の調査のために使用可能である。例えば、劣化指数Yの値が大きいときにNOx濃度が高くなった場合には、NOx触媒24の劣化が原因と推測できる。一方、劣化指数Yの値が小さいときにNOx濃度が高くなった場合には、NOx触媒24以外の異常が原因と推測できる。このように劣化指数Yの値を参照することで原因の切り分けが可能である。
The deterioration index Y thus calculated can be used for various purposes. For example, it can be used to determine the replacement time of the
ところで、経年劣化等により温度センサ44が故障することがある。温度センサ44が故障すると、劣化指数Yの算出や排気エミッションに悪影響を及ぼすため、本実施形態では温度センサ44の診断装置が設けられている。
By the way, the
温度センサ44の主な故障原因として、センサ信号回路の異常によるノイズ発生や断線などの電気系統の異常がある。こうした異常が発生すると、センサおよびセンサを接続している信号回路から異常な値の電圧が出力される。従来は、その電圧を監視し、正常範囲を規定する上限しきい値および下限しきい値と比較する。電圧が連続して所定時間以上、上限しきい値を超えた高電圧である場合、または下限しきい値を下回る低電圧である場合、温度センサ44を故障と診断する。なお正常な温度センサ44の出力電圧は、排気温度が高くなるほど高くなる。
The main cause of failure of the
しかし、上限しきい値を超える高電圧、または下限しきい値を下回る低電圧が、所定時間より短く断続的に発生した場合、温度センサ44を故障と診断することができない。一方、これを回避するために所定時間を非常に短く設定することが考えられるが、こうすると故障と関係のない一時的な電気的ノイズに起因して故障と誤診断してしまう可能性がある。そのため所定時間を非常に短く設定することは実際上不可能である。
However, if a high voltage exceeding the upper limit threshold value or a low voltage lower than the lower limit threshold value occurs intermittently for a shorter time than a predetermined time, the
そこで本実施形態では、従来と異なる新たな診断方法により温度センサ44を診断する。以下、本実施形態の診断方法について詳述する。
Therefore, in the present embodiment, the
本発明者は、鋭意研究の結果、図2に示すように、劣化指数Yが自動再生完了回数Xに相関することを新たに見出した。劣化指数Yは、例えばY=aXという線形回帰方程式で表すことができる。aは所定の係数である。この場合、劣化指数Yは自動再生完了回数Xに比例する。 As a result of diligent research, the present inventor has newly found that the deterioration index Y correlates with the number of automatic regeneration completion times X, as shown in FIG. The deterioration index Y can be expressed by, for example, a linear regression equation of Y = aX. a is a predetermined coefficient. In this case, the deterioration index Y is proportional to the number of automatic reproduction completion times X.
本実施形態では、この相関関係を利用して温度センサ44を診断する。図3に示すように、ECU100は、自動再生の完了時に、温度センサ44の検出値に基づいて劣化指数Yを算出すると共に、この算出値を、自動再生完了回数Xと組み合わせたデータ(図中に白丸で示す)として記憶する。このデータは(X,Y)と表すことができる。
In this embodiment, the
i回目(i=0,1,2,3・・・)の自動再生完了回数をXiで表す。図示例では、自動再生完了回数がXi回目の前で、かつそれより1回前のXi-1回目の後に、温度センサ44が故障している。この場合、Xi回目の自動再生完了時には、温度センサ44が故障しているため、異常な排気温度検出値に基づく異常な劣化指数Yiが算出され、例えば図示例のように異常に高い劣化指数Yiが算出されてしまう。図示しないが、温度センサ44の故障が原因で異常に低い劣化指数Yiが算出されてしまうこともある。
The number of times the i-th automatic reproduction is completed (i = 0, 1, 2, 3 ...) Is represented by X i . In the illustrated example, the
そこでECU100は、この算出された劣化指数(算出劣化指数という)Yiと、回帰方程式に基づき推定された劣化指数(推定劣化指数という)Y^iとを比較して、温度センサ44を診断する。
Therefore, the
ECU100は、自動再生の完了時に、それ以前の劣化指数のデータ(X,Y)に基づいて回帰方程式を作成する。すなわちECU100は、例えばXi-1回目(前回)の自動再生の完了時に、それ以前の全てのデータ(Xi-1回目のデータを含む)に基づいて、線Lで示すような回帰方程式:Y=aXを作成する。この作成の際には、最小二乗法等の公知の手法が用いられる。作成時、ECU100は実質的に係数aを決定する作業を行う。
When the automatic reproduction is completed, the
またECU100は、Xi回目(今回)の自動再生の完了時に、それより前、具体的には直近のXi-1回目(前回)の自動再生完了時に作成された回帰方程式に基づいて、Xi回目(今回)の劣化指数Y^iを推定すると共に、温度センサ44の検出値に基づいてXi回目(今回)の劣化指数Yiを算出する。そして、推定された今回の劣化指数Y^iと、算出された今回の劣化指数Yiとの差が所定の正常範囲外であるとき、ECU100は温度センサ44を故障と診断する。
Further, the
本実施形態においてECU100は、今回の算出劣化指数Yiから今回の推定劣化指数Y^iを減じて得られる差(指数差という)ΔYi=Yi-Y^iを計算し、この指数差ΔYiが、-α≦ΔYi≦+βで規定される所定の正常範囲に入っているか否かを判断する(但しα,β>0)。-αは正常範囲の下限しきい値、+βは正常範囲の上限しきい値である。ECU100は、指数差ΔYiが正常範囲に入っているとき(正常範囲内であるとき)、温度センサ44を正常と診断し、指数差ΔYiが正常範囲に入っていないとき(正常範囲外であるとき)、温度センサ44を故障と診断する。図3に示す例は、指数差ΔYiが正常範囲に入っていないため温度センサ44を故障と診断する例である。
In the present embodiment, the
このように本実施形態では、推定劣化指数Y^と算出劣化指数Yの差を表す指数差ΔYに基づいて温度センサ44を診断する。基準となる推定劣化指数Y^は、故障発生前に検出された排気温度と被熱時間の積算値から算出されるため、故障発生後に温度センサ44等から異常な高電圧または低電圧が短く断続的に発生した場合でも、その影響を受けづらい。よって、高電圧または低電圧が短く断続的に発生する異常が発生した場合でも、これを温度センサ44の故障として正確に診断でき、温度センサ44を精度良く診断することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the
上限しきい値の絶対値(大きさ)|+β|は、例えば、今回の推定劣化指数Y^iの所定割合(B%)の値と定めることができる。下限しきい値の絶対値(大きさ)|-α|も同様に、今回の推定劣化指数Y^iの所定割合(A%)の値と定めることができる。 The absolute value (magnitude) | + β | of the upper limit threshold value can be determined, for example, as the value of a predetermined ratio (B%) of the estimated deterioration index Y ^ i this time. Similarly, the absolute value (magnitude) | −α | of the lower limit threshold value can be set as the value of the predetermined ratio (A%) of the estimated deterioration index Y ^ i this time.
ところで、温度センサ44の出力電圧が正常値より異常に高くなるとき、その原因としては、温度センサ44が故障してその出力電圧が高くなる場合と、温度センサ44は正常だが実際の排気温度が高くなったため出力電圧が高くなる場合との二通りが考えられる。よって後者の場合に故障と誤診断するのを防止するため、上限しきい値の絶対値|+β|は、下限しきい値の絶対値|-α|より大きくするのが好ましい。ここで上限しきい値の絶対値|+β|は、正常値に対する出力電圧の高温側への最大許容ずれ量に相当する値である。また下限しきい値の絶対値|-α|は、正常値に対する出力電圧の低温側への最大許容ずれ量に相当する値である。
By the way, when the output voltage of the
もっとも、上限しきい値の絶対値|+β|と下限しきい値の絶対値|-α|との設定の仕方は任意であり、実験結果等に鑑みて、両者を互いに等しく設定してもよいし、後者を前者より大きく設定してもよい。 However, the method of setting the absolute value | + β | of the upper limit threshold value and the absolute value | −α | of the lower limit threshold value is arbitrary, and both may be set equally to each other in view of the experimental results and the like. However, the latter may be set larger than the former.
なお、推定劣化指数Y^は被熱時間の積算値に基づいて算出されるため、必ずY^i-1<Y^iが成立する。 Since the estimated deterioration index Y ^ is calculated based on the integrated value of the heat-heated time, Y ^ i-1 <Y ^ i always holds.
次に図4を参照して、本実施形態における診断ルーチンを説明する。図示するルーチンはECU100により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
Next, the diagnostic routine in this embodiment will be described with reference to FIG. The illustrated routine is repeatedly executed by the
まずステップS101において、ECU100は、Xi回目(今回(i))の自動再生が完了したか否か、すなわち現時点がXi回目の自動再生が完了したタイミングか否を判断する。
First, in step S101, the
自動再生が完了したタイミングでない場合、ECU100は直ちにルーチンを終了する。他方、自動再生が完了したタイミングである場合、ECU100はステップS102に進む。
If it is not the timing when the automatic reproduction is completed, the
ステップS102において、ECU100は、Xi-1回目(前回(i-1))に作成された回帰方程式:Y=aXにX=Xiを代入し、今回の劣化指数Y^iを推定する。
In step S102, the
次にステップS103において、ECU100は、温度センサ44の検出値に基づいて今回の劣化指数Yiを算出する。
Next, in step S103, the
ステップS104において、ECU100は、推定劣化指数Y^iと算出劣化指数Yiの指数差ΔYiを計算する。
In step S104, the
ステップS105において、ECU100は、指数差ΔYiが正常範囲に入っているか否か、すなわち-α≦ΔYi≦+βが成立するか否かを判断する。
In step S105, the
正常範囲に入ってない場合、ECU100はステップS106に進み、温度センサ44を故障と診断する。このとき好ましくは、ECU100は図示しない警告装置を起動し、ユーザに温度センサ44の交換等の必要な点検整備を促す。
If it is not within the normal range, the
次にECU100は、ステップ107において、推定劣化指数Y^iを算出劣化指数Yiに置き換える。そしてステップ108において、今回の算出劣化指数Yiを含む今回以前の全てのデータ(X,Y)に基づいて、今回の回帰方程式を作成し、ルーチンを終える。
Next, in step 107, the
他方、ステップS105において指数差ΔYiが正常範囲に入っている場合、ECU100は、ステップ109において算出劣化指数Yiをそのまま算出劣化指数Yiに置き換え、ステップ108において今回の回帰方程式を作成し、ルーチンを終える。
On the other hand, when the exponential difference ΔY i is within the normal range in step S105, the
本ルーチンにおいては、Xi回目に温度センサ44の故障が初めて検出されてそのままXi+1回目に推移したとき、ステップS102において、Xi回目に作成された回帰方程式を使用してXi+1回目の推定劣化指数Y^i+1が算出される。Xi回目では、異常な算出劣化指数Yiではなく、正常値に近い推定劣化指数Y^iを用いて回帰方程式が作成されている。よってXi+1回目で算出される推定劣化指数Y^i+1も正常値に近い値とすることができる。そしてステップS108では、実質的にこの推定劣化指数Y^i+1を用いて回帰方程式が作成される。よって、次回のXi+2回目でも、正常値に近い推定劣化指数Y^i+2を算出することができ、診断を正確に行うことができる。
In this routine, when the failure of the
次に、変形例を説明する。なお前記基本実施形態と同様の部分については説明を割愛し、以下、基本実施形態との相違点を主に説明する。 Next, a modified example will be described. The same parts as those of the basic embodiment will be omitted, and the differences from the basic embodiment will be mainly described below.
劣化指数Yは、自動再生完了回数Xだけでなく、手動再生完了回数にも相関することが考えられる。従ってこの場合も考慮し、本変形例では、ECU100が、手動再生完了回数も含めて回帰方程式を作成する。
It is conceivable that the deterioration index Y correlates not only with the number of automatic reproduction completions X but also with the number of manual reproduction completions. Therefore, in consideration of this case as well, in this modification, the
自動再生完了回数をX1、手動再生完了回数をX2とした場合、回帰方程式は、例えばY=a1・X1+a2・X2という重回帰方程式で表すことができる。ここでa1,a2は所定の係数である。 When the number of automatic reproduction completions is X1 and the number of manual reproduction completions is X2, the regression equation can be expressed by, for example, a multiple regression equation of Y = a1 · X1 + a2 · X2. Here, a1 and a2 are predetermined coefficients.
これにより、手動再生完了回数も考慮してより正確な回帰方程式を作成することができ、ひいては、その回帰方程式を利用して診断を正確に行うことができる。 As a result, a more accurate regression equation can be created in consideration of the number of manual regeneration completions, and by extension, the diagnosis can be performed accurately by using the regression equation.
本変形例において、ECU100は、自動再生および手動再生の完了時に、温度センサ44により検出された排気温度に基づいて劣化指数Yを算出し、それ以前の劣化指数のデータ(X1,X2,Y)に基づいて、自動再生完了回数X1および手動再生完了回数X2と劣化指数Yの関係を表す回帰方程式を作成する。そしてECU100は、今回の自動再生または手動再生の完了時に、前回の自動再生または手動再生の完了時に作成された回帰方程式に基づいて今回の劣化指数を推定すると共に、今回の劣化指数を算出し、推定された劣化指数と算出された劣化指数との差が正常範囲外であるときに、温度センサ44を故障と診断する。
In this modification, the
以上の説明から理解されるように、本実施形態のECU100は、特許請求の範囲にいう再生ユニット、算出ユニット、作成ユニット、診断ユニットおよび手動再生ユニットを構成する。これら各ユニットは当然に、個別に構成されてもよいし、幾つかずつ組み合わされて構成されてもよい。
As can be understood from the above description, the
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, various other embodiments and variations of the present disclosure can be considered.
(1)前記実施形態では、算出劣化指数Yから推定劣化指数Y^を減じて両者の差すなわち指数差ΔYを算出したが、両者の差の算出方法および表現方法は任意である。例えば、推定劣化指数Y^から算出劣化指数Yを減じて差を算出してもよい。あるいは、両者の差を比で表現することもできる。Y/Y^またはY^/Yを、両者の差を表す値として用いることができる。これら表現の変更に伴うしきい値等の変更方法は当業者に明らかであろう。 (1) In the above embodiment, the estimated deterioration index Y ^ is subtracted from the calculated deterioration index Y to calculate the difference between the two, that is, the exponential difference ΔY, but the calculation method and the expression method of the difference between the two are arbitrary. For example, the difference may be calculated by subtracting the calculated deterioration index Y from the estimated deterioration index Y ^. Alternatively, the difference between the two can be expressed as a ratio. Y / Y ^ or Y ^ / Y can be used as a value representing the difference between the two. Those skilled in the art will know how to change the threshold value, etc. due to the change of these expressions.
(2)前記実施形態では、今回の自動再生完了時に、今回以前の全てのデータ(X,Y)に基づいて回帰方程式を作成した。こうすると、最大のサンプル数のデータを用いて回帰方程式を作成するので、回帰方程式を精度良く作成することができる。 (2) In the above embodiment, when the automatic reproduction is completed this time, a regression equation is created based on all the data (X, Y) before this time. By doing so, the regression equation is created using the data of the maximum number of samples, so that the regression equation can be created with high accuracy.
一方、必ずしも全てのデータを用いる必要はない。全てのデータのうち一部のデータを抽出し、この一部のデータに基づいて回帰方程式を作成してもよい。こうすると、サンプル数の減少によりECU100の演算負荷を低減することができる。
On the other hand, it is not always necessary to use all the data. You may extract some data out of all the data and create a regression equation based on this part of the data. By doing so, the calculation load of the
例えば、全てのデータの中から等間隔または不等間隔で一部のデータを抽出したり、ランダムで一部のデータを抽出したり、予め定められた回数(例えば10回)毎にデータを抽出したりすることが可能である。 For example, some data may be extracted from all data at equal or non-equal intervals, some data may be randomly extracted, or data may be extracted every predetermined number of times (for example, 10 times). It is possible to do it.
この点は、手動再生完了回数を考慮した前記変形例でも同様である。 This point is the same in the modified example in consideration of the number of times of manual reproduction completion.
(3)回帰方程式の形式は、実験結果等に合わせて任意に設定可能である。例えば、自動再生完了回数Xのみを考慮する基本実施形態の場合、回帰方程式をY=aX+bの形式とすることができる。bは所定の定数もしくは切片である。 (3) The format of the regression equation can be arbitrarily set according to the experimental results and the like. For example, in the case of the basic embodiment in which only the number of automatic reproduction completions X is considered, the regression equation can be in the form of Y = aX + b. b is a predetermined constant or intercept.
得られたデータに基づいて回帰方程式を作成すると、回帰方程式を表す直線Lが原点(X0,0)を通らない場合がある。また劣化指数Yの定義の仕方によっては、NOx触媒24の新品時における劣化指数Yの初期値がゼロでない場合もある。こうした場合、回帰方程式の形式をY=aX+bとしておくと便利である。
When a regression equation is created based on the obtained data, the straight line L representing the regression equation may not pass through the origin (X 0 , 0). Further, depending on how the deterioration index Y is defined, the initial value of the deterioration index Y when the
手動再生完了回数を考慮した前記変形例でも同様で、例えば回帰方程式をY=a1・X1+a2・X2+cという形式に設定することができる。cは所定の定数もしくは切片である。 The same applies to the modification in consideration of the number of manual reproduction completions, and for example, the regression equation can be set in the format of Y = a1, X1 + a2, X2 + c. c is a predetermined constant or intercept.
(4)フィルタ再生時に筒内噴射用インジェクタ7によるポスト噴射等のみを行う場合には、排気管インジェクタ35を省略してもよい。
(4) When only post-injection by the in-
(5)フィルタ23の自動再生を開始するタイミングは、その上流側および下流側の差圧に代えて、あるいはこれに加えて、車両走行距離、または筒内噴射用インジェクタ7からの積算燃料噴射量等の他のパラメータに基づいて決定してもよい。
(5) The timing for starting the automatic regeneration of the
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications, applications, and equivalents included in the ideas of the present disclosure defined by the scope of claims are included in the present disclosure. Therefore, this disclosure should not be construed in a limited way and may be applied to any other technique that falls within the scope of the ideas of this disclosure.
1 内燃機関(エンジン)
4 排気通路
23 フィルタ
24 選択還元型NOx触媒
44 温度センサ
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine (engine)
4
Claims (6)
前記排気通路に配置され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの自動再生を実行するように構成された再生ユニットと、
自動再生の完了時に、前記温度センサにより検出された排気温度に基づいて、前記NOx触媒の劣化指数を算出するように構成された算出ユニットと、
自動再生の完了時に、それ以前の劣化指数のデータに基づいて、自動再生完了回数と劣化指数の関係を表す回帰方程式を作成するように構成された作成ユニットと、
今回の自動再生の完了時に、それより前に前記作成ユニットにより作成された回帰方程式に基づいて今回の劣化指数を推定すると共に、推定された今回の劣化指数と、前記算出ユニットにより算出された今回の劣化指数との差が所定の正常範囲外であるときに、前記温度センサを故障と診断するように構成された診断ユニットと、
を備えることを特徴とする温度センサの診断装置。 It is a diagnostic device of a temperature sensor arranged on the inlet side of the selective reduction NOx catalyst in the exhaust passage of an internal combustion engine.
A filter placed in the exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust,
A playback unit configured to perform automatic playback of the filter, and
A calculation unit configured to calculate the deterioration index of the NOx catalyst based on the exhaust temperature detected by the temperature sensor when the automatic regeneration is completed.
A creation unit configured to create a regression equation that represents the relationship between the number of autoplay completions and the degradation index at the completion of autoplay, based on previous degradation index data.
At the completion of this automatic reproduction, the deterioration index of this time is estimated based on the regression equation created by the creation unit before that, and the estimated deterioration index of this time and the current deterioration index calculated by the calculation unit are calculated. A diagnostic unit configured to diagnose the temperature sensor as a failure when the difference from the deterioration index of is out of the predetermined normal range.
A diagnostic device for a temperature sensor, characterized in that it comprises.
前記診断ユニットは、算出された今回の劣化指数から、推定された今回の劣化指数を減じて前記差を計算し、前記差が、下限しきい値以上かつ上限しきい値以下の前記正常範囲に入っているか否かを判断し、
上限しきい値の絶対値は、下限しきい値の絶対値より大きくされる
請求項1に記載の温度センサの診断装置。 The calculation unit calculates a larger deterioration index as the exhaust temperature detected by the temperature sensor is higher.
The diagnostic unit calculates the difference by subtracting the estimated current deterioration index from the calculated current deterioration index, and the difference falls within the normal range of the lower limit threshold value or more and the upper limit threshold value or less. Judge whether it is included or not,
The diagnostic device for a temperature sensor according to claim 1, wherein the absolute value of the upper limit threshold value is made larger than the absolute value of the lower limit threshold value.
請求項1または2に記載の温度センサの診断装置。 When the temperature sensor is diagnosed as a failure by the diagnostic unit at the completion of the automatic regeneration, the creation unit creates a regression equation using the estimated deterioration index of the present time according to claim 1 or 2. The diagnostic device for the temperature sensor described.
請求項1~3のいずれか一項に記載の温度センサの診断装置。 The regression equation is represented by Y = aX (where Y is the deterioration index, X is the number of automatic regeneration completions, and a is a predetermined coefficient).
The diagnostic device for a temperature sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記算出ユニットは、自動再生および手動再生の完了時に、前記温度センサにより検出された排気温度に基づいて、前記NOx触媒の劣化指数を算出し、
前記作成ユニットは、自動再生および手動再生の完了時に、それ以前の劣化指数のデータに基づいて、自動再生完了回数および手動再生完了回数と劣化指数の関係を表す回帰方程式を作成し、
前記診断ユニットは、今回の自動再生または手動再生の完了時に、それより前に前記作成ユニットにより作成された回帰方程式に基づいて今回の劣化指数を推定すると共に、推定された劣化指数と、前記算出ユニットにより算出された劣化指数との差が所定の正常範囲外であるときに、前記温度センサを故障と診断するように構成されている
請求項1~3のいずれか一項に記載の温度センサの診断装置。 Further equipped with a manual regeneration unit configured to perform manual regeneration of the filter,
The calculation unit calculates the deterioration index of the NOx catalyst based on the exhaust temperature detected by the temperature sensor when the automatic regeneration and the manual regeneration are completed.
When the automatic reproduction and the manual reproduction are completed, the creation unit creates a regression equation representing the number of automatic reproduction completions and the relationship between the number of manual reproduction completions and the deterioration index based on the data of the deterioration index before that.
At the completion of the automatic regeneration or the manual regeneration, the diagnostic unit estimates the deterioration index of the present time based on the regression equation created by the creation unit before that, and the estimated deterioration index and the calculation thereof. The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3, which is configured to diagnose the temperature sensor as a failure when the difference from the deterioration index calculated by the unit is out of a predetermined normal range. Diagnostic device.
請求項5に記載の温度センサの診断装置。 The regression equation is represented by Y = a1, X1 + a2, X2 (where Y is the deterioration index, X1 is the number of automatic reproduction completions, X2 is the number of manual reproduction completions, and a1 and a2 are predetermined coefficients).
The diagnostic device for a temperature sensor according to claim 5.
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