(57)【要約】  本発明は、車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する自己診断方法に関する。前記車両は内燃エンジン（２）を備え、前記ＳＣＲシステムは前記エンジン（２）の下流に配置され、前記ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）を備える。前記方法は、前記車両が静止状態にあると保証すること、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべく前記エンジン（２）を制御すること、前記エンジン（２）が前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）の出力信号を登録すること、及び前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）のＮＯｘ測定性能を診断すること、から成る第１の診断シーケンス（Ｓ１）を含んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン(２)を備える車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する自己診断方法であって、前記ＳＣＲシステムは前記エンジン（２）の下流に配置され、前記ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）を備え、かつ前記方法が、
−  前記車両が静止状態にあると保証すること、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべく前記エンジン（２）を制御すること、
−  前記エンジン（２）が前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）の出力信号を登録すること、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）のＮＯｘ測定性能を診断すること、
から成る第１の診断シーケンス（Ｓ１）を含んでいる方法。
【請求項２】
前記第１の診断シーケンス（Ｓ１）が、前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態から前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態への、及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態から前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態への、少なくとも一回の移行を実行するべく前記エンジン（２）を制御すること、及び前記移行の前後において前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）からの前記出力信号を登録することを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−  高レベルのエンジン回転数にエンジン回転数を高めること、
−  前記高いレベルのエンジン回転数において前記エンジン（２）への燃料供給をカットするとともに少なくとも燃料供給をカットした後の特定の時間間隔において前記少なくとも一つの排気ガスセンサからの前記出力信号を登録すること、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）のＮＯｘ測定性能を診断すること、
から成る第２の診断シーケンス（Ｓ２）を含んでいる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の診断シーケンス（Ｓ２）の前に前記第１の診断シーケンス（Ｓ１）を実行する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒（５）と還元剤インジェクタ（９）を備え、
前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１）が前記ＳＣＲ触媒（５）の下流に配置され、
前記方法が、
−  還元剤非噴射状態及び還元剤噴射状態を実行するように前記還元剤インジェクタ（９）を制御すること、
−  前記還元剤インジェクタ（９）が前記還元剤非噴射状態及び前記還元剤噴射状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１）の出力信号を登録すること、及び、
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記ＳＣＲ触媒（５）のＮＯｘ転換効率（３４）を診断すること、
から成る第３の診断シーケンス（Ｓ３）を含んでいる、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第３の診断シーケンス（Ｓ３）が、前記還元剤非噴射状態と前記還元剤噴射状態との間の移行を少なくとも一回反復すること、及び前記反復される移行の少なくとも前後において前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１）からの前記出力信号を登録すること、を含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の診断シーケンス（Ｓ３）の前に前記第１の診断シーケンス（Ｓ１）を実行する、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の診断シーケンス（Ｓ２）の前に前記第３の診断シーケンス（Ｓ３）を実行する、請求項３乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）が酸素を検知できるものであって、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）は、気筒に流入する混合気のラムダ（λ）値を決定するべく排気ガスの酸素濃度を測定できるようになっており、前記方法は、前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）の酸素測定性能を診断することを更に含んでいる、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒（５）と少なくとも二つの排気ガスセンサ（１１、１２）を備え、前記少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第１の排気ガスセンサ（１１）が前記ＳＣＲ触媒（５）の下流に配置されるとともに、前記少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第２の排気ガスセンサ（１２）が前記ＳＣＲ触媒（５）の上流に配置され、前記第１及び第２の排気ガスセンサ（１１、１２）の両方がＮＯｘガスを検知できるものであり、前記第１診断シーケンス（Ｓ１）が、
−  前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて前記エンジン（２）が作動するときに、前記第１及び第２の排気ガスセンサ（１１、１２）のそれぞれの出力信号を登録する段階、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記第１及び第２の排気ガスセンサ（１１、１２）のＮＯｘ測定性能を診断する段階
を含んでいる、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記ＳＣＲシステムの排気ガス温度が予め定められた温度レベルを超えるように制御する最初の段階を更に含んでいる、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒（５）と還元剤インジェクタ（９）を備え、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１）が前記ＳＣＲ触媒（５）の下流に配置され、前記方法は、前記還元剤の噴射を停止するとともにＳＣＲ触媒アンモニア貯蔵レベルが前記ＳＣＲ触媒(５)の現在の最大のアンモニア貯蔵レベルより実質的に低いように制御する最初の段階を更に含んでいる、請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）に関連する排気ガス温度が予め定められた温度を最初に超えた後に、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）からの出力を登録する段階を更に含んでいる、請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
プログラムコード手段を含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で動作するときに請求項１乃至１３のいずれかに記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータ可読媒体に格納されたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラム製品がコンピュータ上で動作するときに請求項１乃至１３のいずれかに記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
内燃エンジン（２）を備えた車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する方法を実行するコンピュータシステムであって、前記ＳＣＲシステムは前記エンジン（２）の下流に配置され、前記ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１、１２）を備え、前記コンピュータシステムは、
−  前記車両が静止状態にあると保証し、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべく前記エンジン（２）を制御し、
−  前記エンジン（２）が前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）の出力信号を登録し、かつ
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサ（１１，１２）のＮＯｘ測定性能を診断するべく作動可能なプロセッサを含んでいるコンピュータシステム。
【請求項１７】
内燃エンジンを備える車両の選択還元触媒（ＳＣＲ）システムを診断する自己診断方法であって、前記ＳＣＲシステムは前記エンジンの下流に配置され、前記ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサを備え、前記方法が、
−  前記車両が静止状態にあると保証すること、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべく前記エンジンを制御すること、
−  前記エンジンが前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサの出力信号を登録すること、及び、
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断すること、
から成る第１の診断シーケンスを含んでいる方法。
【請求項１８】
前記第１診断シーケンスが、前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態から前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態への、及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態から前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態への、少なくとも一回の移行を実行するべく前記エンジンを制御すること、及び前記移行の前後において前記少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録することを含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法が、
−  高いレベルのエンジン回転数にエンジン回転数を高めること、
−  前記高いレベルのエンジン回転数において前記エンジンへの燃料供給をカットするとともに少なくとも燃料供給をカットした後の特定の時間間隔において前記少なくとも一つの排気ガスセンサからの前記出力信号を登録すること、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断すること、
から成る第２の診断シーケンスを含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第第２の診断シーケンスの前に前記第１の診断シーケンスを実行する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒及び還元剤インジェクタを備え、前記少なくとも一つの排気ガスセンサが前記ＳＣＲ触媒の下流に配置され、前記方法が、
−  還元剤非噴射状態及び還元剤噴射状態で作動するように前記還元剤インジェクタを制御すること、
−  前記還元剤非噴射状態及び前記還元剤噴射状態のそれぞれにおいて前記インジェクタが作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録すること、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記ＳＣＲ触媒のＮＯｘ転換効率を診断すること、
から成る第３の診断シーケンスを含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記第３の診断シーケンスが、前記還元剤非噴射状態と前記還元剤噴射状態との間の移行を少なくとも一回反復すること、及び前記反復される移行の少なくとも前後において前記少なくとも一つの排気ガスセンサからの前記出力信号を登録することを含んでいる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第３の診断シーケンスの前に前記第１の診断シーケンスを実行する、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の診断シーケンスの前に前記第３の診断シーケンスを実行する、請求項１９及び２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの排気ガスセンサが酸素を検知できるものであって、前記少なくとも一つの排気ガスセンサは、気筒に流入する混合気のラムダ（λ）値を決定するべく排気ガスの酸素濃度を測定できるようになっており、前記方法が、前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサの酸素測定性能を診断することを更に含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒と少なくとも二つの排気ガスセンサとを備え、前記少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第１の排気ガスセンサが前記ＳＣＲ触媒の下流に配置されるとともに、前記少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第２の排気ガスセンサが前記ＳＣＲ触媒の上流に配置され、前記第１及び第２の排気ガスセンサの両方がＮＯｘガスを検知できるものであり、前記第１診断シーケンスが、
−  前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて前記エンジンが作動するときに前記第１及び第２の排気ガスセンサのそれぞれの出力信号を登録する段階、及び
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記第１及び第２の排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断する段階
を含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記ＳＣＲシステムの排気ガス温度が予め定められた温度レベルを超えるように制御する最初の段階を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＳＣＲシステムがＳＣＲ触媒及び還元剤インジェクタを備え、前記少なくとも一つの排気ガスセンサが前記ＳＣＲ触媒の下流に配置され、前記方法は、前記還元剤の噴射を停止するとともにＳＣＲ触媒アンモニア貯蔵レベルが前記ＳＣＲ触媒の現在の最大のアンモニア貯蔵レベルより実質的に低いように制御する最初の段階を更に含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの排気ガスセンサに関連する排気ガス温度が予め定められた温度を最初に超えた後に、前記少なくとも一つの排気ガスセンサの出力を登録する段階を更に含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
プログラムコード手段を含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で動作するときに請求項１７に記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラム。
【請求項３１】
コンピュータ可読媒体に格納されたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラム製品がコンピュータ上で動作するときに請求項１７に記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
内燃エンジンを備える車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する方法を実行するためのコンピュータシステムであって、前記ＳＣＲシステムは前記エンジンの下流に配置され、前記ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサを備え、前記コンピュータシステムは、
−  前記車両が静止状態にあることを保証し、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべく前記エンジンを制御し、
−  前記エンジンが前記高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び前記低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、前記少なくとも一つの排気ガスセンサの出力信号を登録し、かつ、
−  前記登録したセンサ出力に基づいて前記少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断するべく作動可能なプロセッサを含んでいるコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムであってその車両が内燃機関を備え、そのＳＣＲシステムが内燃機関の下流に配置され、そのＳＣＲシステムが窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサを含んでいる選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する自己診断方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、独創的な方法を実行するためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム、独創的な方法を実行するコンピュータ可読媒体に格納されたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム製品、及びその独創的な方法を実行するコンピュータシステムに関する。
【０００３】
本発明の方法は、ディーゼル燃料あるいは類似のタイプの燃料によって動力が供給されるように構成された大型の圧縮着火エンジンのＳＣＲシステムの診断に、特に適用することができる。そのようなエンジンは、例えば大型トラック、バス、ホイールローダ、関節式ホウルトラック、船舶用途等に多用されている。しかしながら、本発明はまた、中型及び小型の車両にも有用である。
【背景技術】
【０００４】
自動車市場における現在の規制の状況は、現存車両の燃費を改善しかつエミッションを低減する要求の増大につながっている。これらの規制の状況は、車両の高い性能及び迅速な応答についての消費者の要求とバランスしていなければならない。
【０００５】
ディーゼルエンジンは、化石エネルギについて高い性能を有するベストな転換器の一つである。ＮＯｘエミッションの濃度は局所的な酸素原子濃度及び局所的な温度によって左右される。しかしながら、その高い性能は、高いＮＯｘレベルが回避不能な高い燃焼温度においてのみ可能である。さらに、内部手段（空燃比）によるＮＯｘ生成の抑制は微粒子の増加を生じさせる傾向を有していて、ＮＯｘと微粒子のトレードオフとして公知である。
【０００６】
ディーゼルエンジンからの排気ガス内の窒素酸化物（ＮＯｘと呼ばれるＮＯ及びＮＯ2）及び粒子状物質（ＰＭ）の低減は、環境保護及び有限な化石エネルギ供給の節約の観点から重要な課題となってきている。
【０００７】
ディーゼルあるいは他の希薄燃焼エンジンを備える車両は燃費向上の利益をもたらす。しかしながら、そのようなシステムにおける従来手段によるＮＯｘエミッションの触媒還元は、排気ガス内の酸素含有量が高いことによって困難である。この点に関しては、触媒に流入する排気ガス混合物への還元剤の能動的な噴射によってＮＯｘを連続的に除去する選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒が、高いＮＯｘ転換効率を達成するものとして公知である。尿素ベースのＳＣＲ触媒は、能動的なＮＯｘ還元のための還元剤として気体のアンモニアを使用する。典型的に、尿素水溶液が車両上に搭載されるとともにＳＣＲ触媒に流入する排気ガスの流れに尿素水溶液を供給するために噴射装置が使用され、かつ尿素水溶液はシアン化水素（ＮＨＣＯ）と気体アンモニア（ＮＨ３）に分解して、ＮＯｘを転換するために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０６１３７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、そのようなシステムにおいては、尿素の噴射レベルをきわめて正確に制御しなければならない。尿素の過小噴射が最適な状態に及ばないＮＯｘ転換に帰着し得るのに対し、過剰な噴射はテールパイプからのアンモニアスリップを生じさせ得るからである。典型的な尿素ベースのＳＣＲ触媒システムでは、噴射する尿素の量は排気ガスＮＯｘ濃度に比例し、最大のＮＯｘ転換と最小のアンモニアスリップとの間のトレードオフとなる。
【００１０】
ＳＣＲシステムのＮＯｘ転換効率は、通常、例えばＳＣＲ触媒の下流に配置された少なくとも一つのＮＯｘセンサにより、車両が動作している間に連続的に導き出すことができる。ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘ低減レベルが低い、ＮＯｘセンサのエラー表示、排気ガスの加熱性能が低い、エンジンのＮＯｘ出力レベルが高い、その他といった、記録された値が予め定められた範囲の外側にある場合、エンジン管理システムは異なる診断トラブルコードをセットすることができる。そのような一般的な診断トラブルコードを一つ又は複数呈する車両を修理するときには、トラブルコードあるいは不合理なＮＯｘ値の裏にある真の原因を正確に決定することは困難となり得る。同一の診断に帰着し得る多くの異なる代りの原因が存在するからである。
【００１１】
更にまた、ＳＣＲシステムのパーツを交換した後における、ＳＣＲシステムの正しい機能の試験及び確認の手順は時間が掛かるとともにあてにならないものである。例えば、特許文献１は、ＳＣＲ効率の試験シーケンスを含むオンボード排気診断システムを示しているが、それは車両を運転している間に実行されるものである。このため、試験及び確認の手順は時には完全に省略され、それによって正しく作動しない修理済車両が出荷されるリスクがある。
【００１２】
したがって、上述した不都合を無くした、ＳＣＲシステムを診断するための改良された方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、前述した課題が少なくとも部分的に回避される、車両のＳＣＲシステムを診断するための独創的な自己診断方法を提供することにある。この目的は請求項１の特徴によって達成される。
【００１４】
独創的なこの方法による車両は内燃エンジンを備え、かつＳＣＲシステムがそのエンジンの下流に配置される。ＳＣＲシステムは、窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサを含む。この方法は、
−  車両が静止状態にあると保証すること、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべくエンジンを制御すること、
−  エンジンが高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、少なくとも一つの排気ガスセンサの出力信号を登録すること、及び
−  登録したセンサ出力に基づいて少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断すること、から成る第１の診断シーケンスを含んでいる。
【００１５】
この独創的な方法は、少なくとも一つの予め定義された試験シーケンスを含む自己診断方法である。したがって、技術者自身は、エンジン及び／又はＳＣＲシステムの試験シーケンスを開発して実現し、かつ誤っている可能性のある主観的な結論をそこから引き出す必要がない。また、この独創的な方法は、試験していない修理車両が顧客に届けられる可能性を減少させ、それによって戻り修理及び顧客の不満のリスクを減少させる。その代わりに、予め定められた自己診断方法は技術者の指令によって自動的に実行される。この自己診断方法は、例えば一つ又は複数の排気ガスセンサの性能といった、ＳＣＲシステムの性能を評価するための予め定められた閾値を更に含む。予め定められた閾値は、ここでは予め定められた定量化された値によって表され、又は予め定められた数学的機能を使用して算出される。この手順は診断結果をより客観的で、信頼でき、かつより時間がかからないものにする。自己診断方法の少なくとも一つの試験シーケンスは、試験結果がＳＣＲシステムの正確かつ典型的な診断を出すことができるように、ＳＣＲシステム及び排気ガス後処理システムの専門家であるエンジニアよって決定することができる。
【００１６】
好ましい実施形態によると、エンジンは、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態と低ＮＯｘ排出エンジン作動状態とで交互に作動するように制御される。この交互に生じる作動は、高いＮＯｘ排出量エンジン作動状態と低ＮＯｘ排出エンジン作動状態との間の少なくとも一つの移行を含み、排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能の登録したセンサ出力に基づいた評価と診断を可能にする。測定性能は、ここでは高い及び低いＮＯｘ濃度を正確に測定する排気ガスセンサの能力について評価される。例えば、エンジンが高ＮＯｘ状態で作動し、続いて低ＮＯｘ状態で作動する場合、排気ガスセンサよって与えられる測定ＮＯｘ濃度の違いを予め定められた値と比較することができ、かつこの比較に基づいて排気ガスセンサの機能に関する結論を導き出すことができる。
【００１７】
この方法が実行されるときに車両が静止状態にあるという事実は、この試験をより時間が掛からずかつ正確なものとする。試験の間に車両を全負荷状態で運転する必要はもはやなく、かつドライバ及び診断システムが一様に運転しないために診断結果の品質及び信頼性が低くなることに帰着するリスクが排除される。必要な排気ガス温度は、例えば排気ブレーキ、後処理での炭化水素噴射、高いエンジン回転数等といった車両内部でエンジン負荷を掛けることによって達成することができる。
【００１８】
従属請求項の特徴の一つ又はいくつかを実行することにより、更なる利点が達成される。
【００１９】
第１の診断シーケンスは、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態から低ＮＯｘ排出エンジン作動状態への及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態から高ＮＯｘ排出エンジン作動状態への少なくとも一回の移行を実行するようにエンジンを制御すること、並びに少なくとも各移行の前後において少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録すること、を更に含む。高ＮＯｘ状態から低ＮＯｘ状態への及びそれとは反対の、少なくとも２回の移行を含めることにより、排気ガスセンサの機能及び品質についての更なる結論を導き出すことができ、それによって改良された診断がもたらされる。
【００２０】
更に、この方法は、
−  高いレベルのエンジン回転数にエンジン回転数を高めること、
−  高いレベルのエンジン回転数においてエンジンへの燃料供給をカットするとともに、燃料供給をカットした後の少なくとも特定の時間期間において少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録すること、及び
−  登録されたセンサ出力に基づいて少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断すること、から成る第２の診断シーケンスを含むことができる。この第２の診断シーケンスは、燃焼ピストンによって排気システム内に空気をポンプ送りするべく、高いエンジン回転数において利用できるエンジンの慣性モーメントを使用する。ポンプ送りされた空気は、排気システム内の排気ガスセンサの位置におけるきわめて低いＮＯｘ濃度に帰着し、それによって排気ガスセンサによるきわめて低いＮＯｘ排出レベルでの測定性能の診断を容易にする。
【００２１】
第１の診断シーケンスは、好ましくは第２の診断シーケンスの前に実行することができる。第２の診断シーケンスの終わりにエンジンが自動的に停止するように燃料噴射がカットされるこの試験順序は、自己診断方法の自然かつ効率的な終了を可能にする利点を有する。
【００２２】
ＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒及び還元剤インジェクタを含むことができ、少なくとも一つの排気ガスセンサはＳＣＲ触媒の下流に配置することができる。この方法は、
−  還元剤非噴射状態及び還元剤噴射状態で作動するように還元剤インジェクタを制御すること、
−  還元剤非噴射状態及び還元剤噴射状態のそれぞれにおいて還元剤インジェクタが作動するときに、 少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録すること、及び、
−  登録したセンサ出力に基づいてＳＣＲ触媒のＮＯｘ転換効率を診断すること、
から成る第３の診断シーケンスを更に含むことができる。
【００２３】
還元剤非噴射状態と還元剤噴射状態が少なくとも一回移行するように還元剤インジェクタを制御することにより、登録されたセンサ出力に基づいてＳＣＲ触媒のＮＯｘ転換効率を正確に診断することができる。例えば還元剤インジェクタが還元剤非噴射状態で作動しており、続いて噴射モデル等にしたがって還元剤を噴射し始めて還元剤インジェクタが還元剤噴射状態で作動し始める場合、排気ガスセンサによって測定されるＮＯｘレベルの違いは診断方法によって与えられる値と比較することができ、かつこの比較に基づいてＳＣＲ触媒の機能及びＮＯｘ転換効率に関する結論を導き出すことができる。
【００２４】
第３の診断シーケンスは、還元剤非噴射状態と還元剤噴射状態との間の移行を少なくとも一回反復すること、及び反復される移行の少なくとも前後において少なくとも一つの排気ガスセンサからの出力信号を登録することを含む。反復される移行はＳＣＲ転換効率のより正確な診断に帰着することができる。
【００２５】
第１の診断シーケンスは、有利には第３の診断シーケンスの前に実行することができる。このことは、誤った排気ガスセンサ測定により誤って決定されたＮＯｘ転換効率を、自己診断方法が排除できるようにするからである。その結果、ＮＯｘ転換効率が予想されるレベルに到達しない場合には、ＳＣＲ触媒の誤動作、還元剤インジェクタの故障あるいは品質が悪い還元剤等に原因を絞ることができる。この独創的な方法は、排気ガスセンサの故障とＳＣＲ転換の不調とを区別することができる。
【００２６】
第３の診断シーケンスは、好ましくは第２の診断シーケンスの前に実行することができる。第２の診断シーケンスの最後にエンジンが自動的に停止するように燃料噴射がカットされる、この試験順序は、自己診断方法の自然なかつ効率的な終了を可能にする利点を有する。
【００２７】
気筒に流入する混合気のラムダ（λ）値を決定するべく排気ガスの酸素濃度を排気ガスセンサが測定できるように、排気ガスセンサは酸素を検知できるものとすることができ、この方法は、登録したセンサ出力に基づいて排気ガスセンサの酸素測定性能を診断することを更に含む。このようにして、ＮＯｘ検出性能及び酸素検出性能の両方の診断を同時に実現することができ、それによって効率的な自己診断方法を容易にする。酸素を測定する性能は、低いＮＯｘ排出レベルが生じるように正確な空燃比でエンジンを作動させるために極めて重要である。
【００２８】
ＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒と少なくとも二つの排気ガスセンサとを備えることができ、少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第１の排気ガスセンサがＳＣＲ触媒の下流に配置されるとともに、少なくとも二つの排気ガスセンサのうちの第２の排気ガスセンサがＳＣＲ触媒の上流に配置され、第１及び第２の排気ガスセンサの両方がＮＯｘガスを検知できるものである。次いで、第１の診断シーケンスは、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態のそれぞれにおいてエンジンが作動するときに第１及び第２の排気ガスセンサのそれぞれの出力信号を登録する段階、
−  登録したセンサ出力に基づいて第１及び第２の排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断する段階、
を含む。
ＳＣＲ触媒の両側に配置される二つの排気ガスセンサにより、ＳＣＲ触媒に流入しかつ流出するＮＯｘ排出レベルのきわめて正確な測定を確定することができ、それによってＳＣＲのＮＯｘ転換効率の正確な診断が容易になる。ＳＣＲ触媒の上流の排気ガスセンサ無しに、ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘ排出レベルを推定しなければならないと、自己診断方法の信頼性及び精度が低下する。
【００２９】
この方法は、ＳＣＲシステムの排気ガス温度が予め定められた温度レベルを超えるように制御する最初の段階を更に含むことができる。それによって、エンジンＮＯｘ排出値、及び／又は排気ガスセンサの測定性能、及び／又はＳＣＲ転換効率のいかなる変動も無くすことができる。更にまた、ＮＯｘ触媒は、第３の試験シーケンスにおいて完全に作動するために温度が約２００℃以上であることを必要とする。
【００３０】
ＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒及び還元剤インジェクタを含み、少なくとも一つの排気ガスセンサがＳＣＲ触媒の下流に配置され、この方法は、還元剤の噴射を停止するとともにＳＣＲ触媒アンモニア貯蔵レベルがＳＣＲ触媒の現在の最大のアンモニア貯蔵レベルより実質的に低いように制御する最初の段階を更に含む。特に第３の試験シーケンスに入る前に、ＳＣＲ触媒のアンモニアバッファを空にすることが有利である。そうしなければ、還元剤噴射を停止した後にＳＣＲ触媒に貯蔵されたアンモニアが比較的高いＮＯｘ転換効率を保持し、それによってＳＣＲシステムのＮＯｘ転換効率、及び／又は還元剤噴射システム、及び／又はエンジンＮＯｘ排出レベルに関する不正確な仮定に潜在的に至るからである。
【００３１】
この方法は、少なくとも一つの排気ガスセンサに関連する排気ガス温度が予め定められた温度レベルを最初に超えた後に、少なくとも一つの排気ガスセンサを起動する最初の段階を更に含むことができる。センサの手動による起動を回避することは、その起動がセンサを潜在的に破損させ得る低すぎる温度でセンサが起動されるリスクを取り除く。
【００３２】
プログラムコード手段を含むコンピュータプログラムであって、そのプログラムがコンピュータ上で動作するときに請求項１に記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラムもまた提供することができる。
【００３３】
コンピュータ可読媒体に格納されたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム製品であって、このプログラム製品がコンピュータ上で動作するときに少なくとも請求項１に記載の全ての段階を実行するコンピュータプログラム製品もまた提供することができる。
【００３４】
車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムを診断する方法を実行するコンピュータシステムもまた提供することができる。その車両は内燃エンジンを備え、ＳＣＲシステムはエンジンの下流に配置され、ＳＣＲシステムは窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスを検知可能な少なくとも一つの排気ガスセンサを含み、コンピュータシステムは、
−  車両が静止状態にあると保証し、
−  高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動させるべくエンジンを制御し、
−  エンジンが高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出作動状態のそれぞれにおいて作動するときに、少なくとも一つの排気ガスセンサの出力信号を登録し、及び
−  登録したセンサ出力に基づいて少なくとも一つの排気ガスセンサのＮＯｘ測定性能を診断するべく作動可能なプロセッサを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、排気後処理システムの簡略化された配置を示している。
【図２】図２は、本方法の異なる状態とそれらの内部関係を示している。
【図３】図３は、エンジン及びＳＣＲシステムの選択された特性の連続パラメータ値の時間線図を示している。
【図４】図４は、図３の線図の一部を更に詳細に示している。
【図５】図５は、図３の線図の一部を更に詳細に示している。
【図６】図６は、エンジン及びＳＣＲシステムの選択された特性の連続パラメータ値の時間線図を示している。
【図７】図７は図６の線図の一部を更に詳細に示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下の本発明の詳細な説明において、添付の図面を参照する。
本発明の様々な態様を添付の図面と共に以下に記載するが、本発明を例示するためであって限定するためではなく、類似の表示は類似の要素を示し、発明の態様の変形例は具体的に示した実施形態には限定されず本発明の他の変形例に適用することができる。
【００３７】
図１は、特に大型トラック又はバス等のための、ディーゼルエンジン２の排気後処理システム１の例示的な配置を図式的に示している。図示されている特定の排気後処理システム１は、粒子状物質のレベルを低下させるパティキュレートフィルタ４を含んでいる。また、エンジン２からのＮＯｘ排出は規制排出基準に従うべく低減しなければならず、そのために排気ガス管６に沿ってＳＣＲ触媒５が装置されている。選択触媒還元は、触媒を用いてＮＯｘを窒素（Ｎ２）及び水（Ｈ２Ｏ）に転換する手段である。典型的に尿素である還元剤は、還元剤インジェクタ９によりＳＣＲ触媒５の上流で排気ガス流に添加されると加水分解してアンモニアに転換し、そのアンモニアはＳＣＲ触媒５上に吸着され得る。このＳＣＲ触媒５は、鉄あるいは銅ベースのゼオライトのタイプ又はバナジウムベースのタイプとすることができる。インジェクタ９における還元剤の噴射率の制御は、例えば温度センサ１０によってもたらされるＳＣＲ触媒５に流入する排気ガスの温度といった異なるパラメータを入力信号として使用できる、還元剤投入モデルに基づいたものとすることができる。第１の排気ガスセンサ１１がＳＣＲ触媒５の下流に配置され、かつ第２の排気ガスセンサ１２がＳＣＲ触媒５の上流に取り付けられていて、ＳＣＲのＮＯｘ転換効率を正確に決定できるようになっている。第２の排気ガスセンサ１２を利用できない場合は、エンジン及び燃料噴射の設定、エンジン負荷、エンジン回転速度、その他といった、エンジン及び／又は排気ガスの後処理の特性に基づいてＳＣＲ触媒５の上流のＮＯｘ濃度を推定することができる。例えばＳＣＲの転換効率は、あるいは影響力がある他のファクタの影響なしに、分離した部分として決定することができる。ＳＣＲの転換効率（ηSCR）は、以下の式によって算出することができる。
ηSCR＝（Ｑupstream_nox-Ｑdownstream_nox）／Ｑupstream_nox
【００３８】
代わりに、ＳＣＲの転換効率は、例えば還元剤の噴射レベルといった外部的な影響力のある他のファクタを考慮して決定することができる。ＳＣＲの転換効率を決定するときに還元剤の噴射レベルを考慮することは、外部の誘導から抜け出すための効率的なツールを提供するという利点がある。その誘導は、最大許容速度の低下又はエンジントルクの低下の形を取り得るものであり、通常は過剰なＮＯｘエミッションにより生じる。過剰なＮＯｘ排出が、還元剤の薬剤を水で薄める等といったドライバによるＳＣＲシステムの不正操作の結果であった場合、本発明による自己試験は、還元剤噴射レベルを考慮したＳＣＲの転換効率が法的に設定された制限を上回っていることを確認することにより、その誘導から抜け出す結果となる。還元剤噴射レベルを考慮したＳＣＲの転換効率（ηSCR-reductant）は還元剤効率とも称するが、以下の式によって算出することができる。
ηSCR-reductant =(Ｑupstream_nox-Ｑdownstream_nox)/(Ｑreductant/ＫNOxToReductant)
ここで、Ｑupstream_noxはＳＣＲの入口におけるＮＯｘレベルの流量をグラム／秒で表し、Ｑdownstream_noxはＳＣＲの出口におけるＮＯｘレベルの流量をグラム／秒で表し、Ｑreductantは還元剤の流量をグラム／秒で表し、かつＫNOxToReductantは予め定められた還元剤濃度について定量化された物理的な最大ＮＯｘ転換を意味し、エンジン制御機能によって与えることができる。Ｑは流量をグラム／秒で表している。
【００３９】
車両のＳＣＲシステムの点検及び修理の間、サービス工場の技術者は、エンジン管理システムからのアクティブな及びアクティブでないエラーメッセージあるいは診断トラブルコードを見いだすことがあり、それによってこれらのエラーメッセージはＮＯｘ転換の低下等といった、ＳＣＲシステムにおける異なるタイプのエラーを示し得る。現状では、サービス工場の技術者がエラーメッセージの真の原因を見いだすことは非常に時間がかかるとともに困難であり、かつＮＯｘセンサからのＮＯｘ値は不合理にみえることがある。加えて、修理の後の確認は、通常、高温作動の間における正しい作動を検証するために全負荷状態での車両の試験運転を必要とする。時間的な制約により、そのような確認は多くの場合に顧客任せにされ、それによって戻り修理及び顧客の不満のリスクを高める。
【００４０】
本発明による方法は、自動的なＮＯｘセンサの試験及びＳＣＲ転換の試験をもたらすことによってこの課題を解決する。この自己診断方法は、ＳＣＲシステムの機能についての診断的な自己試験の結果をもたらす一つ又は複数の異なる診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３において、必要とされるエンジン排出ＮＯｘ、エンジン後処理装置の加熱、エンジン回転速度及び尿素添加を制御する。この方法は、多くの予め定義された段階により、高い及び低いＮＯｘ濃度の示度における少なくともＮＯｘセンサの能力及び精度を評価するように構成されている。選択的に、尿素といった還元剤を投入している間に十分に高いＳＣＲ転換効率がＳＣＲシステムによって達成されているかを検証するべく、この方法を構成することができる。また、この自己診断方法は、手順、システムの状態、原因と作用及び試験結果を修理技術者に対し、この自己診断方法の全体にわたってリアルタイムに外部ディスプレイツールによって連続的にかつ教育学的なやり方で提示するように構成される。
【００４１】
本発明による方法は、ＮＯｘセンサの効率的で迅速かつ正確な故障の原因探求、及び例えばＳＣＲシステムの構成部品を交換した後におけるＮＯｘセンサやＳＣＲ転換機能の駐車している車両上での確認を可能にする。もはや全負荷状態で車両を試験運転する必要はなく、かつ顧客に車両を返却する前に検証を実行することができ、戻り修理のリスクが減少する。さらに本発明による方法は、ＳＣＲシステム及びＮＯｘセンサの基本的な機能についての、技術者及びユーザの教育を、表示ツールによって可能にする。最後に、本発明による方法は、ＳＣＲシステムの不適当な取り扱いによって生じる誘導から抜け出すための効果的なツールをもたらす。
【００４２】
この自己診断方法の種々の状態が図２に図式的に示されており、かつ本発明による方法の第１の実施形態は図３、図４及び図５に関連して以下に開示される。この自己試験を開始するときには、時間Ｔ０において、この自己診断方法は、駐車ブレーキが掛かっていること、エンジンが始動されたこと、ギアがニュートラルであること、還元剤が充分なレベルにあること等といった多くの予め定められた実施可能条件が満たされているかの点検を含む第１の状態Ｓｔ１にある。全ての予め定められた実施可能条件が満たされているときに、自己診断方法はＳＣＲシステムの加熱を含む第２の状態Ｓｔ２に入る。加熱は、例えば  エンジン後処理装置の加熱、すなわちパティキュレートフィルタ４の上流で排気ガスに未燃炭化水素を噴射すること、エンジンに負荷、例えばエンジンブレーキを掛けること、エンジン回転数２０を約１２００回転／分に高めること等によって実行される。その結果、図３に示したようにＳＣＲシステムの温度２１は迅速に高まる。加熱段階は、好ましくは、ＳＣＲ触媒アンモニア貯蔵レベルがＳＣＲ触媒５の現在の最大のアンモニア貯蔵レベルより実質的に低くなるまで継続し、かつアンモニア貯蔵レベル評価モデルを通常はこの目的のために利用することができる。明らかに、ＳＣＲ触媒バッファが空の状態により迅速に到達するために、還元剤噴射は加熱段階の間に、好ましくは完全に停止される。低温での起動によるセンサ破損のあらゆるリスクを回避するために、排気ガスセンサ１１、１２は、排気ガスセンサ１１、１２に関連する排気ガス温度が予め定められた温度を最初に超えた後にこの方法によって起動される。例えば温度センサ１０によって測定されるＳＣＲシステムの排気ガス温度が予め定められた温度、例えば約４００℃を超えたときに、この自己診断方法は第３の状態Ｓｔ３に入る。
【００４３】
この第３の状態Ｓｔ３は、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態でエンジン２を作動させることにより特徴づけられる。また、第３の状態Ｓｔ３では還元剤の噴射はない。高エンジンＮＯｘ排出レベルは、例えば燃料噴射タイミングの適切な設定、高いエンジン回転数、及び選択的にエンジン負荷を掛けることによって達成することができる。
【００４４】
本発明による自己診断方法は、３つの異なる診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を含めて以下に記載される。第１の診断シーケンスＳ１は、第３の状態Ｓｔ３及び第４の状態Ｓｔ４におけるエンジン作動を含んでいる。第４の状態Ｓｔ４は、低ＮＯｘ排出エンジン作動状態と還元剤の噴射が無いことによって特徴づけられる。エンジンは、第３の状態Ｓｔ３すなわち高ＮＯｘ排出エンジン作動状態と第４の状態Ｓｔ４すなわち低ＮＯｘ排出エンジン作動状態において、交互に作動するように制御される。エンジンはこれらの状態Ｓｔ３とＳｔ４の間で少なくとも一回移行するように制御され、かつエンジン２が高ＮＯｘ排出エンジン作動状態と低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するときに排気ガスセンサ１１、１２の出力信号が登録される。
【００４５】
図３の時間Ｔ１は、予め定められた実施可能条件の全てが満たされたときの時間を示しており、かつ自己診断方法は第２の状態Ｓｔ２に入る。時間Ｔ２において、予め定められた温度に達すると排気ガスセンサが起動する。次いで、この自己診断方法は、時間Ｔ３において、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態での作動を含む第３の状態Ｓｔ３に入り、次いで時間Ｔ４において低ＮＯｘ排出エンジン作動状態での作動を含む第４の状態に切り替わる。図３に明らかに開示されているように、第１及び第２の排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘレベル出力信号２２、２３は第４の状態Ｓｔ４に入ると低下する。このとき、ＳＣＲ触媒５の上流に配置された第２の排気ガスセンサ１２のＮＯｘレベル出力信号２２はＮＯｘ排出の減少により低下するが、それはＳＣＲ触媒５の下流に配置された第１の排気ガスセンサ１１のＮＯｘレベル出力信号２３よりもある時間だけ先んじており、これが遅れＤを説明している。時間Ｔ５において、エンジン回転数２０は新しい下側のレベルで安定し、かつ第１及び第２の排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘレベル出力信号２２、２３は安定した排気ガス状態の兆候として収束する。
【００４６】
排気ガスセンサ１１、１２は、好ましくは、排気ガスの酸素ガス濃度を測定できるタイプである。排気ガスセンサ１１、１２の測定された酸素レベル出力信号２４、２５が図３に含まれている。排気ガスの酸素濃度についての情報は、空気／燃料混合物をエンジン管理装置がより良好に制御できるようにする。酸素濃度が、気筒に流入する混合気のラムダ（λ）値の示度であるからである。
【００４７】
図３に示したように、第３の状態Ｓｔ３から第４の状態Ｓｔ４に入ると、排気ガスの酸素濃度が高まる。第３の状態Ｓｔ３から第４の状態Ｓｔ４への移行と第３の状態Ｓｔ３への戻りは図４により詳細に示されており、そこには排気ガスセンサ１１、１２の測定されたＮＯｘレベル出力信号２２、２３と酸素レベル出力信号２４、２５が、過渡的なエンジン状態に応じたそれらの内部遅れＤを含めて示されている。排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘ測定性能を診断するために、エンジン２が高ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するとき及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するときの両方において、排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘレベル出力信号２２、２３が登録され、次いでＮＯｘレベルの出力信号の差２６が算出されて予め定められた閾値と比較される。さらに、安定した排気ガス状態におけるＮＯｘレベル出力信号２２、２３が、下側及び上側の閾値２７、２８によって定まるウィンドウの範囲内にあるか検証される。同様に、排気ガスセンサ１１、１２の酸素濃度測定性能を診断するために、エンジン２が高ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するとき及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するときの両方において、排気ガスセンサ１１、１２の酸素濃度出力信号２４、２５が登録され、次いで酸素濃度レベル出力信号の差３９が算出されて予め定義された閾値と比較される。また、安定した排気ガス状態における酸素レベル出力信号２４、２５が、下側及び上側の閾値２９、３０によって定まるウィンドウの範囲内にあるか検証される。ＮＯｘレベル出力信号２２、２３及び酸素レベル出力信号２４、２５の同様な診断は、第３の状態Ｓｔ３に戻ると実行される。第３及び第４の状態Ｓｔ３、Ｓｔ４の間の移行は、診断結果のロバスト性を高めるために予め定められた回数反復される。図３には４つの移行が示されている。
【００４８】
本発明による方法の第１の実施形態においては、第１の診断シーケンスＳ１の後に、自己診断方法を終了させる第２の診断シーケンスＳ２が続いている。これは第３の状態Ｓｔ３から第５の状態Ｓｔ５への移行に対応する。第５の状態Ｓｔ５を含む第２の診断シーケンスＳ２においては、高いレベルのエンジン回転数に高まるようにエンジン回転数が制御される。その後、エンジン２への燃料供給がカットされ、少なくともある遅れ３１の後に、排気ガスセンサ１１、１２からの出力信号が登録される。高いエンジン回転数におけるエンジンの慣性モーメントは、燃料供給がカットされると、燃焼ピストンによって排気システム内に空気をポンプ送りする。ポンプ送りされた空気は、排気システム内の排気ガスセンサ１１、１２の位置における極めて低いＮＯｘレベルと極めて高い酸素濃度レベルとに帰着し、それによって排気ガスセンサによる極めて低いＮＯｘ排出レベルの測定性能と極めて高い酸素濃度レベルの測定性能の診断を容易にする。図３において、エンジン回転数が時間Ｔ６において高まるように制御され、かつ燃料が時間Ｔ７においてカットされる。
その後、エンジンは時間Ｔ８において停止するまで内部摩擦によりスローダウンし、それによって自己診断方法が終了する。ＮＯｘレベル出力信号２２、２３はエンジンの停止に応じてゼロまで減少し、かつ酸素レベル出力信号２４、２５は同時に最大値に向かって増加する。
【００４９】
第２の診断シーケンスＳ２は、主として、極めて低いＮＯｘ排出レベル及び極めて高い酸素濃度レベルを測定する排気ガスセンサ１１、１２の能力の診断を狙いとしている。例えば、図５に示したように、燃料供給をカットした時点Ｔ７よりある時間間隔３１の後にＮＯｘレベル出力信号２２、２３及び酸素レベル出力信号２４、２５を登録することができるとともに、ＮＯｘレベル出力信号２２、２３の両方が閾値３２より低く、かつ酸素濃度レベル出力信号２４、２５の両方が閾値３３より高いことを検証することができる。図５においては、検証の時点における酸素濃度レベル出力信号２４、２５は最大値に到達している。続いて、排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘ測定性能及び酸素濃度の測定性能が、登録されたセンサ出力に基づいて診断される。
【００５０】
第１の診断シーケンスＳ１は、好ましくは第２の診断シーケンスＳ２の前に実行される。第２の診断シーケンスの終わりにエンジンが自動的に停止するように燃料噴射がカットされるこの試験順序は、自己診断方法の自然なかつ効率的な終了を可能にする利点を有している。
【００５１】
本発明による方法の第２の実施形態は、図２、図６及び図７に関連して以下に開示される。ここでは、第１の実施形態の排気ガスセンサの試験に加えて、ＳＣＲのＮＯｘ転換効率の試験が自己診断方法に含まれる。この第２の実施形態によると、自己診断方法は、第１の実施形態のように第１及び第２の状態Ｓｔ１、Ｓｔ２を実行する。その後、自己試験は、ここでは第３及び第４の状態Ｓｔ３、Ｓｔ４における操作を含む第１の診断シーケンスＳ１に入る。その後、時間Ｔ９において、自己試験は、第６の状態Ｓｔ６における操作を含む第３の診断シーケンスＳ３を開始する。第６の状態Ｓｔ６は、高ＮＯｘ排出エンジン作動状態に維持されているエンジン作動、及び維持されている高いＳＣＲシステム温度、還元剤噴射の開始の追加によって特徴づけられる。ＳＣＲ触媒５の上流での還元剤噴射は、ＳＣＲ触媒５の下流における著しく減少したＮＯｘ排出レベルに帰着することになり、その結果として第１及び第２の排気ガスセンサ１１、１２からのＮＯｘレベル出力信号は発散し始める。ＮＯｘ転換効率３４は、発散しているＮＯｘレベル出力信号２２、２３、あるいはまた現在の還元剤噴射レベルに基づいて算出することができる。還元剤の噴射を開始する前と安定した排気ガス状態で還元剤を噴射する間の両方におけるＮＯｘレベル出力信号２２、２３の登録、及びそれに続く第１の排気ガスセンサ１１の出力信号２３並びに算出されたＮＯｘ転換効率３４の検証の後、自己試験は時間Ｔ１０において第３の状態Ｓｔ３に戻る。第３及び第６の状態Ｓｔ３、Ｓｔ６の間の移行は、診断結果のロバスト性を高めるために、予め定められた回数だけ反復することができる。図６には４つの移行が示されている。
【００５２】
第３の状態Ｓｔ３から第６の状態Ｓｔ６への移行と、その次の第３の状態Ｓｔ３への復帰は図７においてより詳細に示されているが、そこには第１の排気ガスセンサ１１の測定されたＮＯｘレベル出力信号２２、還元剤の噴射レベル３９、及びＮＯｘ転換効率３４が示されている。ＳＣＲシステムのＮＯｘ転換効率性能を診断するために、第１及び第２の排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘレベル出力信号２２、２３が、還元剤非噴射状態及び還元剤噴射状態の両方において登録される。第２の排気ガスセンサ１２がＳＣＲ触媒５及び還元剤インジェクタ９の両方の上流に配置されていることにより、明らかに、第２の排気ガスセンサ１２のＮＯｘレベル出力信号２２は還元剤噴射によって影響されない。更にまた、第１及び第２の排気ガスセンサ１１、１２の測定されたＮＯｘレベル出力信号２２，２３の差に基づいて、ＮＯｘ転換効率３４が算出される。あるいは、上述した如く、上流のＮＯｘレベル、下流のＮＯｘレベル、及び還元剤の噴射レベルを考慮して複合ＳＣＲ転換効率３４を算出することができるように、ＳＣＲ転換効率３４は還元剤噴射レベルも考慮して決定することができる。
【００５３】
第１の排気ガスセンサ１１のＮＯｘレベル出力信号２３は、噴射の間の安定した排気ガス状態において登録されるとともに、登録されたＮＯｘレベル出力信号２３が予め定められた閾値３５より低いか検証される。同様に、噴射の間の安定した排気ガス状態において算出されたＮＯｘ転換効率３４が、予め定められた閾値３８を上回っているか検証される。さらに、還元剤の噴射が停止されている第３の状態Ｓｔ３に戻った後、第１の排気ガスセンサ１１のＮＯｘ出力信号２３は、安定した排気ガス状態において登録されるとともに、この登録された値が予め定められた下側及び上側の閾値３６、３７によって定められるウィンドウ内にあるか検証される。
【００５４】
第１の診断シーケンスＳ１は、有利には第３の診断シーケンスＳ３の前に実行される。このことが、誤った排気ガスセンサ測定による誤ったＮＯｘ転換試験結果の除去を可能にするからである。従って、ＮＯｘ転換効率が予想レベルに到達しない場合は、ＳＣＲ触媒の誤動作、還元剤インジェクタの故障、あるいは質の悪い還元剤等に原因を絞ることができる。第３の診断シーケンスＳ３は、好ましくは第２の診断シーケンスＳ２の前に実行される。第２の診断シーケンスＳ２の終わりにエンジンが自動的に停止するように燃料噴射がカットされるこの試験順序が、自己診断方法の自然なかつ効率的な終了を可能にする利点を有するからである。
【００５５】
自己診断方法の結果は、好ましくは、表示画面等によって技術者及び／又はユーザに表示される。排気ガスセンサ１１、１２のＮＯｘレベル及び酸素濃度レベルの測定性能といったＳＣＲシステムの異なる構成要素、及び／又はＮＯｘ転換性能といったＳＣＲシステムの機能に、例えば赤又は緑の、色がついた表示を与えることができる。排気ガスセンサ１１、１２の出力信号２２、２３は、エンジン２が高ＮＯｘ排出エンジン作動状態及び低ＮＯｘ排出エンジン作動状態で作動するときといった、特定の戦略的な時点で登録することができる。代わりに、排気ガスセンサの出力信号は連続的に登録することができる。このことは、エンジンとＳＣＲシステムの状態をリアルタイムに監視できるようにする利点を有しており、それによってＳＣＲシステム及び機能の改善された理解を技術者又はユーザにもたらす。
【００５６】
「高ＮＯｘ排出エンジン状態」という用語は、本願明細書においては、相対的に高いエンジン回転速度であり、かつ駐車している車両にとって実質的に最高であり得るＮＯｘ排出レベルを生じるようにエンジンが設定されているエンジン状態とみなされる。「低ＮＯｘ排出エンジン状態」という用語は、本願明細書においては、相対的に低いエンジン回転速度であり、かつ駐車しているもののエンジンが回っている車両にとって実質的に最低であり得るＮＯｘ排出レベルを生じるようにエンジンが設定されているエンジン状態とみなされる。「上流のＮＯｘ濃度」及び「下流のＮＯｘ濃度」という本願明細書で使用する表現は、ＳＣＲ触媒のすぐ上流及びすぐ下流、すなわちＳＣＲ触媒の入口及び出口におけるＮＯｘレベルを言う。上流及び下流はまた他の表現においても使用され得るが、対応する意味を有する。
【００５７】
本発明による自己診断方法は、異なる３つの診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を含むものとして記載されていた。しかしながら、この自己診断方法は、一つの診断シーケンスＳ１のみを、あるいは二つの診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を、又は開示されている全部で三つの診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を含むことができる。さらに、これらの診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３の連続する順序は特定のニーズにしたがって変更することができ、かつ本願明細書に開示された順序には限定されない。また、一つ又は複数の診断シーケンスＳ１、Ｓ２、Ｓ３を反復することができる。また、開示された状態Ｓｔ１、Ｓｔ２、その他は、本発明の方法の実現を束縛するものとみなされるべきではなく、単に基礎をなす発明概念を記載するための観念上のモデルにすぎない。
【００５８】
請求の範囲に記載した参照符号は、請求の範囲によって保護される主題の範囲を制限するものとみなされてはならず、かつそれらの唯一の機能は請求の範囲の理解をより容易にすることにある。
【００５９】
理解されるように、本発明は、その全てが添付の請求の範囲の要旨を逸脱しない様々な自明な観点における変更が可能である。したがって、その図面及びその記載は、本質的に例証を示すものであって、限定するものではないとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００６０】
１          排気後処理システム
２          ディーゼルエンジン
４          パティキュレートフィルタ
５          ＳＣＲ触媒
６          排気管
９          還元剤インジェクタ
１１，１２  排気ガスセンサ
２０        エンジン回転数
２２，２３  ＮＯｘレベル出力信号
２４，２５  酸素レベル出力信号
【図１】
2015518539.tif 000003
【図２】
2015518539.tif 000004
【図３】
2015518539.tif 000005
【図４】
2015518539.tif 000006
【図５】
2015518539.tif 000007
【図６】
2015518539.tif 000008
【図７】
2015518539.tif 000009
【国際調査報告】
2015518539.tif 000010
2015518539.tif 000011