(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生可能温度まで昇温させると共に前記ディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生持続時間に亘り再生可能温度に維持して前記ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼させることを目的として前記ディーゼルパティキュレートフィルタの排気上流側で指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置において、
再生持続時間と再生持続時間中における指示燃料噴射量を記憶する記憶部と、
再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量を演算する演算部と、
再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えている時に前記排気管燃料噴射器が異常であると診断し、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えていない時に前記排気管燃料噴射器が正常であると診断する故障診断部と、
再生持続時間中における車速に応じて故障閾値を変更する故障閾値変更部と、
を備えている
ことを特徴とする排気管燃料噴射器用故障診断装置。
【請求項２】
再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量と故障閾値との乖離度に基づいて前記故障診断部により前記排気管燃料噴射器が異常であると診断されるまでの余裕度を告知する告知部を更に備えている請求項１に記載の排気管燃料噴射器用故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼル機関が搭載されている自動車においては、ディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生可能温度まで昇温させると共にディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生持続時間に亘り再生可能温度に維持してディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼させることを目的としてディーゼルパティキュレートフィルタの排気上流側で指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器が採用されている（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１６７５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排気管燃料噴射器においては、経時劣化による噴口の閉塞で実燃料噴射量が徐々に低下していき、指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射することができなくなるため、排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために創案された本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生可能温度まで昇温させると共に前記ディーゼルパティキュレートフィルタの温度を再生持続時間に亘り再生可能温度に維持して前記ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼させることを目的として前記ディーゼルパティキュレートフィルタの排気上流側で指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置において、再生持続時間と再生持続時間中における指示燃料噴射量を記憶する記憶部と、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量を演算する演算部と、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えている時に前記排気管燃料噴射器が異常であると診断し、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えていない時に前記排気管燃料噴射器が正常であると診断する故障診断部と、再生持続時間中における車速に応じて故障閾値を変更する故障閾値変更部と、を備えている排気管燃料噴射器用故障診断装置である。
【０００９】
再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量と故障閾値との乖離度に基づいて前記故障診断部により前記排気管燃料噴射器が異常であると診断されるまでの余裕度を告知する告知部を更に備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る排気管燃料噴射器用故障診断装置が実装されるディーゼルパティキュレートフィルタ装置の一例を示す概略図である。
【図２】総走行距離と再生持続時間中における指示燃料噴射量の積算値との関係の一例を示す概略図である。
【図３】再生持続時間と再生持続時間中における指示燃料噴射量の車速依存性の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１３】
図１に示すように、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）装置１００は、ディーゼル機関等の内燃機関１０１から排出される排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して大気中に排出される粒子状物質の排出量を低減させるディーゼルパティキュレートフィルタ１０２を備えており、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２における粒子状物質の堆積量が閾値を超えた時にディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度（例えば、５００℃程度）まで昇温させると共にディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生持続時間（例えば、５分程度）に亘り再生可能温度に維持してディーゼルパティキュレートフィルタ１０２に捕集されている粒子状物質を燃焼させてディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の再生を実施する装置である。
【００１４】
内燃機関１０１は、吸気管１０３に接続されると共に吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に導入される吸気を内燃機関１０１の各燃焼室に分岐させる吸気多岐管１０４と、排気管１０５に接続されると共に内燃機関１０１の各燃焼室から排出される排気を排気管１０５に合流させる排気多岐管１０６と、を備えている。
【００１５】
吸気多岐管１０４と排気多岐管１０６は、排気再循環（ＥＧＲ）管１０７を通じて連通されているため、内燃機関１０１から排出される排気が再び内燃機関１０１に導入される吸気として環流される。このとき、排気再循環管１０７に設置された排気再循環冷却器１０８を介して排気が冷却されて吸気として環流される。
【００１６】
内燃機関１０１においては、吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に吸気が導入されると共に燃焼行程を経て排気管１０５を通じて内燃機関１０１から排気が排出される。このとき、吸気管１０３に設置された吸気浄化装置１０９を介して内燃機関１０１に導入される吸気が浄化されると共に排気管１０５に設置された排気浄化装置１１０を介して大気中に排出される排気が浄化される。
【００１７】
排気浄化装置１１０は、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気に含まれている粒子状物質中の可溶性有機（ＳＯＦ）成分や排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中の一酸化窒素を酸化させる酸化触媒（ＤＯＣ）１１１と、酸化触媒１１１の排気下流側に設置されたディーゼルパティキュレートフィルタ１０２と、を備えており、酸化触媒１１１とディーゼルパティキュレートフィルタ１０２との間にディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度（即ち、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の入口における排気の温度）を検出する排気温度検出器１１２が設置されている。
【００１８】
なお、ディーゼルパティキュレートフィルタ装置１００においては、吸気管１０３と排気管１０５との間に過給機１１３が設置されているため、排気管１０５に設置された過給機１１３の原動機１１４が内燃機関１０１から排出される排気で駆動されることにより、吸気管１０３に設置された過給機１１３の圧縮機１１５が駆動されて吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に導入される吸気が過給される。
【００１９】
さて、ディーゼルパティキュレートフィルタ装置１００は、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加すると共に未燃燃料を酸化触媒１１１で酸化燃焼させることにより、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気の温度を昇温させてディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度まで昇温させてその状態を維持するため、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加する手段として、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の排気上流側で指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器１１６を搭載している。
【００２０】
排気管燃料噴射器１１６においては、前述の通り、経時劣化による噴口の閉塞で実燃料噴射量が徐々に低下していき、指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射することができなくなるため、排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置１１７が必要となる。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態に係る排気管燃料噴射器用故障診断装置１１７は、プログラムやハードウェア等で実現されると共に内燃機関制御装置（ＥＣＵ）１１８に実装されており、再生持続時間と再生持続時間中における指示燃料噴射量を記憶する記憶部１１９と、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量（再生持続時間中における指示燃料噴射量の積算値／再生持続時間）を演算する演算部１２０と、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えている時に排気管燃料噴射器１１６が異常であると診断し、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が故障閾値を超えていない時に排気管燃料噴射器１１６が正常であると診断する故障診断部１２１と、を備えている。
【００２２】
ここで、再生持続時間は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２における粒子状物質の堆積量が多い場合は粒子状物質の燃焼に時間が掛かるので長くなるし、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２における粒子状物質の堆積量が少ない場合は粒子状物質の燃焼に時間が掛からないので短くなる。また、運転者による操作でディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の再生が中断されることもあるため、再生持続時間が一定であるとは限らない。
【００２３】
そのため、単に再生持続時間中における指示燃料噴射量の積算値の多少に基づいて排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断する場合、再生持続時間が長ければ指示燃料噴射量の積算値は大きくなり、再生持続時間が短ければ指示燃料噴射量の積算値は小さくなるため、再生持続時間が同一である時だけしか排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断することができず、再生持続時間が規定時間に満たない又は規定時間を超える場合のデータが無駄になってしまう。
【００２４】
例えば、図２に示すように、再生持続時間が規定時間に満たない場合は再生持続時間中における指示燃料噴射量の積算値が極端に小さくなるため、再生持続時間中における指示燃料噴射量の積算値と故障閾値との乖離度が大きくなり、排気管燃料噴射器１１６が正常であると判断されることになるが、実際は、再生持続時間の割に指示燃料噴射量が多く、排気管燃料噴射器１１６が異常であることも想定される。
【００２５】
つまり、再生持続時間が規定時間に満たない又は規定時間を超える場合のデータの利用は誤診断を招く虞があり、再生持続時間が規定時間に満たない又は規定時間を超える場合のデータを排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断するために活用することができない。
【００２６】
これに対して、排気管燃料噴射器用故障診断装置１１７においては、故障診断部１２１が再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量に基づいて排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断するため、再生持続時間が規定時間に満たない又は規定時間を超える場合のデータも排気管燃料噴射器１１６の正常／異常を診断するために有効活用することが可能となる。
【００２７】
なお、図３に示すように、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量は、車速依存性が高く、車速が速い場合は再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が多くなり、車速が遅い場合は再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量が少なくなる。
【００２８】
これは、車速が速い場合は走行風による冷却効果の影響が大きくなるため、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度に維持するために必要な燃料が多くなり、車速が遅い場合は走行風による冷却効果の影響が小さくなるため、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度に維持するために必要な燃料が少なくなるからである。
【００２９】
そのため、排気管燃料噴射器用故障診断装置１１７は、再生持続時間中における車速が規定範囲内にある時のみ故障診断部１２１による診断を許可する故障診断許可部１２２又は再生持続時間中における車速に応じて故障閾値を変更する故障閾値変更部１２３を更に備えていることが好ましい。
【００３０】
これらにより、走行風による冷却効果の影響を無くし、排気管燃料噴射器１１６の正常／異常をより正確に診断することが可能となる。
【００３１】
なお、従来、排気管燃料噴射器１１６の経時劣化により実燃料噴射量が大幅に低下し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度まで昇温させることができなくなり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の再生が行えなくなった場合、運転席の計器板に設置された警告灯を点灯させる等して運転者に警告を発する警告装置が搭載されている。
【００３２】
しかし、警告が発せられた時点においては、既に排気管燃料噴射器１１６が異常を来しているため、運転者が自動車を利用して業務を行っている最中であっても、早急に排気管燃料噴射器１１６の洗浄や交換等のメンテナンスを行う必要があり、従来の警告装置は運転者にとって非常に利便性が悪いものであった。
【００３３】
そこで、排気管燃料噴射器用故障診断装置１１７は、再生持続時間中における単位時間あたりの指示燃料噴射量と故障閾値との乖離度に基づいて故障診断部１２１により排気管燃料噴射器１１６が異常であると診断されるまでの余裕度（例えば、走行距離）を表示器（図示せず）等を介して告知する告知部１２４を更に備えていることが好ましい。
【００３４】
これらにより、排気管燃料噴射器１１６の洗浄時期や交換時期等を運転者が予め知ることができるため、業務に支障を来さないタイミングでメンテナンスを行う等することができ、メンテナンスインターバルの最適化により、運転者の利便性を著しく向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、表示器等を備えないまでも、故障診断部１２１により排気管燃料噴射器１１６が異常であると診断されるまでの余裕度を自動車メーカが知ることができれば、定期点検時等において排気管燃料噴射器１１６の故障を予期することができ、排気管燃料噴射器１１６の洗浄等の予防措置をユーザに提案することが可能となる。
【００３６】
以上の通り、本発明によれば、排気管燃料噴射器の正常／異常を診断するための排気管燃料噴射器用故障診断装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  ディーゼルパティキュレートフィルタ装置
１０１  内燃機関
１０２  ディーゼルパティキュレートフィルタ
１０３  吸気管
１０４  吸気多岐管
１０５  排気管
１０６  排気多岐管
１０７  排気再循環管
１０８  排気再循環冷却器
１０９  吸気浄化装置
１１０  排気浄化装置
１１１  酸化触媒
１１２  排気温度検出器
１１３  過給機
１１４  原動機
１１５  圧縮機
１１６  排気管燃料噴射器
１１７  排気管燃料噴射器用故障診断装置
１１８  内燃機関制御装置
１１９  記憶部
１２０  演算部
１２１  故障診断部
１２２  故障診断許可部
１２３  故障閾値変更部
１２４  告知部
【図１】
0006417889.tif 000002
【図２】
0006417889.tif 000003
【図３】
0006417889.tif 000004