尿素scr用尿素水消耗量診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用尿素水對引擎的排氣中的NOx進(jìn)行選擇還原的尿素SCR系統(tǒng)，特別是關(guān)于能夠準(zhǔn)確地診斷由噴射閥(dozing valve)噴射出的尿素水的尿素水量的尿素SCR用尿素水消耗量診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為內(nèi)燃機(jī)引擎的用于凈化排氣氣體中的NOx的排氣氣體凈化系統(tǒng)，開發(fā)了使用選擇還原催化劑的選擇催化劑還原(Selective Catalytic Reduct1n)系統(tǒng)(SCR系統(tǒng))。
[0003]該SCR系統(tǒng)將積存在尿素水箱中的尿素水向SCR裝置的排氣氣體上游供給，用排氣氣體的熱對尿素水進(jìn)行加水分解而生成氨水，通過該氨水用SCR裝置內(nèi)的催化劑將NOx還原而凈化。尿素水從設(shè)置在SCR裝置的上游側(cè)的噴射閥被噴射，從而供給到SCR的排氣氣體上游。
[0004]向噴射閥的尿素水的供給通過具備供給模塊泵(SM泵)和尿素水壓力傳感器等的供給模塊實(shí)現(xiàn)。供給模塊經(jīng)由吸入線路與尿素水箱連接，將從尿素水箱經(jīng)由吸入線路吸起后的尿素水經(jīng)由連接供給模塊和噴射閥的壓送線路向噴射閥供給。噴射閥通過DCU(噴射控制單元)控制，根據(jù)在SCR裝置的下游設(shè)置的NOx傳感器的檢測值來開閉控制噴射閥并調(diào)整尿素噴射量。
[0005]通過設(shè)置在尿素水箱內(nèi)的尿素水傳感器檢測尿素水箱內(nèi)的尿素水的水平，通過用尿素水傳感器檢測出的尿素水的水平來檢測尿素水的殘存量，作為尿素水的補(bǔ)充的基準(zhǔn)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011 — 247137號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012 — 2061號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]但是，在將尿素水向NOx催化劑內(nèi)噴射的噴射閥內(nèi)以及到達(dá)噴射閥內(nèi)的壓送線路內(nèi)由于異物而發(fā)生了堵塞的情況下，沒有對其進(jìn)行檢測的手段。此外有噴射閥由于異物等的固著、在開狀態(tài)下固著的情況下也同樣沒有檢測的手段的問題。
[0012]關(guān)于該尿素水的消耗量，只要檢測尿素水箱內(nèi)的尿素水傳感器的水平變化，其消耗量就能夠大致推測。
[0013]因此，監(jiān)視尿素水的DCU的指示噴射量和根據(jù)該指示而實(shí)際地噴出的量即基于尿素水傳感器的檢測值的消耗量之差，通過該差能夠檢測噴射閥的噴射的異常的有無，但是有尿素水傳感器的檢測精度是階梯式地檢測尿素水平的精度、檢測精度差的問題。
[0014]本發(fā)明者等發(fā)明了如下診斷裝置，該診斷裝置將消耗量出現(xiàn)了尿素水傳感器的誤差范圍以上的水平變化時(shí)的值作為判斷量，通過另一方DCU累計(jì)指示噴射量，在該累計(jì)指示噴射量超過了判斷量時(shí)，比較累計(jì)指示噴射量和基于從尿素水傳感器求出的水平變化的消耗量之差，在其差超過了閾值的情況下，判斷為消耗量異常，從而即使尿素水傳感器的檢測精度差也能夠判斷以上的有無。
[0015]在該累計(jì)消耗量達(dá)到判斷量的期間中進(jìn)行了尿素水向尿素水箱的補(bǔ)充的情況下，需要將該補(bǔ)充量從算出消耗量中減去。測量補(bǔ)充量時(shí)，考慮因車輛的傾斜造成的液面上升和傳感器自身具有的設(shè)計(jì)誤差量等，將存在比該兩者的誤差范圍以上的值Kl多的變化時(shí)識別為補(bǔ)充，需要在由尿素水傳感器檢測到的消耗量上加上補(bǔ)充量。
[0016]但是，在進(jìn)行了比值Kl少的量的補(bǔ)充的情況下，該量成為檢測誤差，不能被視為補(bǔ)充量，若反復(fù)該過程，則出現(xiàn)實(shí)際地消耗的消耗量的誤差量變大、成為誤判斷的問題。
[0017]進(jìn)而，在成為噴射閥在開狀態(tài)下固著、尿素水不停噴射的情況下，不能通過尿素水傳感器的水平變化而對其檢測。
[0018]因此，本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種即使不能檢測補(bǔ)充到尿素水箱中的尿素水量變化、不能檢測其實(shí)消耗量，也能夠檢測壓送線路或噴射閥被異物堵塞等發(fā)生了固著的情況、或在噴射閥中尿素水變成不停噴射的狀態(tài)的尿素SCR用尿素水消耗量診斷裝置。
[0019]用于解決課題的手段
[0020]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明是一種尿素SCR用尿素水消耗量診斷裝置，其特征在于，用于通過供給泵吸入尿素水箱內(nèi)的尿素水、將該尿素水經(jīng)由壓送線路從設(shè)置在SCR裝置的上游側(cè)的噴射閥噴射，上述尿素SCR用尿素水消耗量診斷裝置具備:NOx傳感器，設(shè)置在上述SCR裝置的下游側(cè)；NOx凈化率判斷機(jī)構(gòu)，被輸入NOx傳感器的檢測值，根據(jù)該檢測值來判斷NOx凈化率是否處于規(guī)定值內(nèi)；以及異常診斷機(jī)構(gòu)，判斷從上述噴射閥噴射的尿素水噴射量和尿素水箱內(nèi)的尿素水消耗量之差，并且根據(jù)基于由NOx凈化率判斷機(jī)構(gòu)判斷出的NOx凈化率的尿素水壓異常的有無，來判斷壓送線路或噴射閥內(nèi)有無尿素水的堵塞。
[0021]優(yōu)選的是，具備尿素水噴射量指示機(jī)構(gòu)，并且尿素水噴射量指示機(jī)構(gòu)根據(jù)上述NOx傳感器的檢測值來決定尿素噴射量，凈化率判斷機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)置在SCR裝置前后的NOx傳感器的檢測值來決定凈化率。
[0022]優(yōu)選的是，在根據(jù)上述NOx凈化率判斷機(jī)構(gòu)而NOx凈化率不足規(guī)定值且尿素水噴射量和尿素水消耗量之差為閾值以上時(shí)，上述異常診斷機(jī)構(gòu)診斷為異常。
[0023]優(yōu)選的是，在根據(jù)上述NOx凈化率判斷機(jī)構(gòu)而NOx凈化率為規(guī)定值以上且尿素水噴射量和尿素水消耗量之差為閾值以上時(shí)，設(shè)為尿素水被少量補(bǔ)充到尿素水箱，上述異常診斷機(jī)構(gòu)不進(jìn)行異常診斷。
[0024]優(yōu)選的是，在尿素水噴射量和尿素水消耗量之差為閾值以上且尿素消耗量相對于尿素水噴射量多時(shí)，與上述NOx凈化率判斷機(jī)構(gòu)的判斷無關(guān)地上述異常診斷機(jī)構(gòu)判斷為異常。
[0025]發(fā)明效果
[0026]本發(fā)明監(jiān)視基于NOx傳感器的NOx凈化率，判斷NOx凈化率是否是正常范圍，此外通過檢測尿素水的指示噴射量和實(shí)消耗量之差，能夠進(jìn)行噴射閥或壓送線路的堵塞以及由噴射閥打開固著引起的不停噴射的不良的檢測。此外在由DCU不能判斷補(bǔ)充量有無的少量的補(bǔ)充被反復(fù)進(jìn)行、基于DCU的尿素噴射量和基于水平傳感器的尿素消耗量之差超過了閾值的情況下，只要凈化率是正常的，能夠不判斷為尿素消耗量異常、只在實(shí)際尿素水噴射路線的堵塞等的異常時(shí)進(jìn)行異常判斷。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的SCR系統(tǒng)的概略圖。
[0028]圖2是表示本發(fā)明的尿素SCR用尿素水消耗量診斷裝置的消耗量診斷的流程圖的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施方式。
[0030]圖1表示SCR系統(tǒng)的概略，內(nèi)燃機(jī)引擎(未圖示)的排氣管10上連接著SCR裝置11，在該SCR裝置11的上游側(cè)設(shè)有噴射尿素水的噴射閥12，在SCR裝置11的下游側(cè)設(shè)有NOx傳感器13。此外，在SCR裝置11的上游側(cè)還設(shè)有用于檢測NOx凈化前的NOx值的NOx傳感器13 — I。
[0031]NOx傳感器13的檢測值被輸入到D⑶(噴射控制單元)14，基于該檢測值以使NOx凈化率為規(guī)定的范圍內(nèi)的方式通過DCU14來開閉控制噴射閥12。
[0032]從噴射閥12噴射的尿素水U被積存在尿素水箱15中，從吸管線路16被吸引到供給模塊17的供給泵18，從供給泵18經(jīng)由過濾器19除去異物，在壓送線路20中被壓送到噴射閥12。此外剩余的尿素水U從過濾器19的吐出側(cè)的壓送線路20返回，在線路21中返回到尿素水箱15內(nèi)。
[0033]尿素水箱15內(nèi)設(shè)有尿素水傳感器22，尿素水傳感器22計(jì)測尿素水箱15內(nèi)的尿素水的水平并向DCU14發(fā)送。此外壓送線路20設(shè)有對尿素水的供給壓力進(jìn)行檢測的尿素水壓力傳感器23，其檢測壓力被發(fā)送到D⑶14。
[0034]DCU14算出向SCR裝置11噴射尿素水的量、定時(shí)，使供給泵18驅(qū)動(dòng)，將尿素水提高到規(guī)定壓力為止，對噴射閥12的開閉進(jìn)行控制，以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)噴射適當(dāng)?shù)牧俊?br>[0035]NOx傳感器13監(jiān)視通過從噴射閥12適當(dāng)?shù)貒娚淠蛩厮筍CR裝置11的下游排氣中的NOx值成為穩(wěn)定這一情況，從而向D⑶14發(fā)送計(jì)測值。
[0036]D⑶14上連接著主要進(jìn)行燃料噴射控制的ECM (引擎控制器模塊)26。ECM26被輸入車速和其他的行駛信息，這些車速和其他的行駛信息從ECM26被發(fā)送到DCU14。
[0037]此外，D⑶14上連接著電池24并被輸入點(diǎn)火鍵25的開啟(ON)、斷開(OFF)信號。
[0038]在該SCR系統(tǒng)中，DCU14基于ECM26的信息，以使NOx傳感器13的檢測值變成穩(wěn)定的方式?jīng)Q定從噴射閥12噴射的尿素水的噴射指示量，并基于其決定值對噴射閥12進(jìn)行開閉控制。
[0039]首先，在尿素水消耗的異常診斷中，DCU14中具備噴射量指示機(jī)構(gòu)30、指示噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31、消耗量算出機(jī)構(gòu)32、異常診斷機(jī)構(gòu)33，上述噴射量指示機(jī)構(gòu)30基于ECM26的信息和NOx傳感器13的檢測值指示從噴射閥12噴射的尿素水量，上述指示噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31對由噴射量指示機(jī)構(gòu)30指示出的指示噴射量進(jìn)行累計(jì)，上述消耗量算出機(jī)構(gòu)32根據(jù)從尿素水傳感器22輸入的檢測值來算出累計(jì)消耗量D，上述異常診斷機(jī)構(gòu)33將來自指示噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31的累計(jì)指示噴射量P和來自消耗量算出機(jī)構(gòu)32的累計(jì)消耗量D進(jìn)行比較，判斷由噴射閥12控制的尿素水噴射是正常還是異常。
[0040]在開始異常診斷時(shí)，將指示噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31的累計(jì)指示噴射量P復(fù)位為零，同時(shí)，消耗量算出機(jī)構(gòu)32將由尿素水傳感器22檢測到的水平作為水平(SO)而存儲(chǔ)。之后，在車輛行駛并從噴射閥12噴射出尿素水時(shí)，指不噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31將由噴射量指不機(jī)構(gòu)30指示的指示噴射量依次累計(jì)，將累計(jì)指示噴射量P存儲(chǔ)。
[0041]對于檢測基于異常診斷機(jī)構(gòu)33的尿素水噴射是正常還是異常來說，只要不是消耗了某種程度尿素水(例如消耗量為幾升(L)到十幾升(L))時(shí)，檢測精度就不變高，從而車輛行駛執(zhí)行了幾次時(shí)，即點(diǎn)火鍵25反復(fù)開啟/斷開，基于指示噴射量累計(jì)機(jī)構(gòu)31的累計(jì)指示噴射量P超過了判斷量L (例如15L)時(shí)，比較基于消耗量算出機(jī)構(gòu)32的累計(jì)消耗量D和累計(jì)指示噴射量P，判斷是否|D — P| > Kl。
[0042]在該判斷中，只要尿素水適當(dāng)?shù)貒娚?