(57)【要約】【課題】センサ素子を加熱するヒータの経時劣化に伴うＮＯｘセンサの突発的な故障を未然に防止するＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法を提供する。【解決手段】点検プログラム７０が、車外電子計算機８１に、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になったか否かを判定する温度判定手順と、その判定後に、ヒータ１５に通電して、そのときのヒータ１５の抵抗値Ｒ１を取得する抵抗値取得手順と、その取得した抵抗値Ｒ１を環境温度Ｔ２で補正した補正抵抗値Ｒ２を算出する補正手順と、その補正抵抗値Ｒ２と交換判定値Ｒａとを比較して、ヒータ１５の劣化に伴うＮＯｘセンサ１０の交換時期を推定する推定手順と、を実行させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中のＮＯｘを検出するセンサ素子と、該センサ素子を加熱する電熱式のヒータと、該ヒータを制御する制御部とを有したＮＯｘセンサの点検プログラムにおいて、
前記車両に搭載されて前記制御部と接続された車載用電子計算機、又は該車載用電子計算機に接続された車外電子計算機に、
前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が該ＮＯｘセンサの周囲の環境温度と略同等になったか否かを判定する温度判定手順と、
前記温度判定手順で前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が前記環境温度と略同等になったことを判定した後に、前記制御部を介して前記ヒータに通電させて、通電したときの電圧値及び電流値に基づいて該ヒータの抵抗値を取得する抵抗値取得手順と、
前記抵抗値を前記環境温度で補正して補正抵抗値を算出する補正手順と、
前記補正抵抗値と、予め設定された基準温度で測定されて前記ヒータの交換の目安として設定された交換判定値とに基づいて前記ＮＯｘセンサの交換時期を推定する推定手順と、を実行させることを特徴とするＮＯｘセンサの点検プログラム。
【請求項２】
前記推定手順では、
前記車載用電子計算機又は前記車外電子計算機に、
前記車両に搭載された該車両の走行距離を取得する走行距離取得手段から該走行距離を取得する走行距離取得手順と、
前記基準温度で、且つ走行距離がゼロにおける前記ヒータの基準抵抗値と前記交換判定値とが設定された前記車両の走行距離及び前記ヒータの抵抗値に基づいた劣化マップに、前記走行距離取得手順で取得された前記走行距離と、前記推定手順で算出された前記補正抵抗値とを設定して、前記ヒータの劣化係数を算出する劣化係数算出手順と、
前記劣化マップと算出された前記劣化係数とに基づいて、前記ヒータの抵抗値が前記交換判定値よりも大きくなるまでに、前記車両が走行できる残走行距離を推定する残走行距離推定手順と、を実行させる請求項１に記載のＮＯｘセンサの点検プログラム。
【請求項３】
前記温度判定手順では、
前記車載用電子計算機又は前記車外電子計算機に、
前記車両に搭載された該車両のソーク時間を取得するソーク時間取得手段から該ソーク時間を取得するソーク時間取得手順と、
前記内燃機関に備えられた複数の温度センサからそれぞれの検出値を取得する温度取得手順と、
前記温度取得手順で取得されたそれぞれの検出値の乖離値を算出する乖離値算出手順と、
取得した前記ソーク時間が前記予め定められたソーク判定値よりも長いか否かを判定するソーク時間判定手順と、
算出した前記乖離値が予め定められた乖離判定値よりも小さいか否かを判定する乖離値判定手順と、を実行させて、
前記ソーク時間判定手順で前記ソーク時間が前記ソーク判定値よりも長いと判定した場合に、又は前記乖離値判定手順で前記乖離値が前記乖離判定値よりも小さいと判定した場合に、前記ＮＯｘセンサの温度が前記環境温度と略同等になったと判定する請求項１又は２に記載のＮＯｘセンサの点検プログラム。
【請求項４】
前記抵抗値を前記環境温度で補正して前記補正抵抗値を算出する代わりに、前記交換判定値を該環境温度で補正して補正交換判定値を算出し、
前記補正抵抗値の代わりに前記抵抗値を、及び前記交換判定値の代わりに前記補正交換判定値を用いる請求項１〜３のいずれか１項に記載のＮＯｘセンサの点検プログラム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＮＯｘセンサの点検プログラムが記録された前記車外電子計算機と、前記内燃機関に配置されて前記ＮＯｘセンサが接続された前記車載用電子計算機に該車外電子計算機を接続可能な通信機とを備えたことを特徴とするＮＯｘセンサの点検装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＮＯｘセンサの点検プログラムが記録された前記車載用電子計算機を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
車両に搭載された内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中のＮＯｘを検出する際に、電熱式のヒータによってセンサ素子を加熱するＮＯｘセンサを点検する方法であって、
前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が該ＮＯｘセンサの周囲の環境温度と略同等になったか否かを判定し、
前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が前記環境温度と略同等になったことを判定した後に、前記ヒータに通電させて、通電したときの電圧値及び電流値に基づいて該ヒータの抵抗値を取得し、
取得した前記抵抗値を前記環境温度で補正して補正抵抗値を算出し、
算出した前記補正抵抗値と、予め設定された基準温度で測定されて前記ヒータの交換の目安として設定された交換判定値とに基づいて前記ＮＯｘセンサの交換時期を推定することを特徴とするＮＯｘセンサの点検方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法に関し、より詳細には、センサ素子を加熱するヒータの経時劣化に伴うＮＯｘセンサの突発的な故障を未然に防止するＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンエンジンは、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するために排気通路に配置したＮＯｘセンサで排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出し、その検出値に基づいて燃料の噴射量及び噴射タイミングや、尿素水の噴射量を調節している。
【０００３】
このＮＯｘセンサでのＮＯｘ濃度を精度良く検出するためには、センサ素子の温度を昇温して活性化する必要がある。これに関して、ＮＯｘ濃度を検出する時は、ＮＯｘセンサに付随している電熱式のヒータに電流を流して、予め設定した動作温度にＮＯｘセンサを昇温する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、このヒータは経時劣化によりその抵抗値が増加する。ヒータの抵抗値が増加すると、ヒータに流れる電流が低下して、センサ素子を十分に加熱することができない。
【０００５】
そのため、ＮＯｘセンサがＮＯｘ濃度を正しく検出できずにＮＯｘセンサの自己診断により、故障と判定される。そして、故障と判定されると、車両を修理しなければならず、その間は、車両の稼動が阻害される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８８０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、センサ素子を加熱するヒータの経時劣化に伴うＮＯｘセンサの突発的な故障を未然に防止するＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明のＮＯｘセンサの点検プログラムは、車両に搭載された車載用電子計算機、又は該車載用電子計算機と接続可能な車外電子計算機に、該車両の内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中のＮＯｘを検出するセンサ素子と、該センサ素子を加熱する電熱式のヒータと、該ヒータを制御する制御部とを有したＮＯｘセンサを点検させるＮＯｘセンサの点検プログラムにおいて、前記車載用電子計算機又は前記車外電子計算機に、前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が該ＮＯｘセンサの周囲の環境温度と略同等になったか否かを判定する温度判定手順と、前記温度判定手順で前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が前記環境温度と略同等になったことを判定した後に、前記制御部を介して前記ヒータに通電させて、通電したときの電圧値及び電流値に基づいて該ヒータの抵抗値を取得する抵抗値取得手順と、前記抵抗値を前記環境温度で補正して補正抵抗値を算出する補正手順と、前記補正抵抗値と、予め設定された基準温度で測
定されて前記ヒータの交換の目安として設定された交換判定値とに基づいて前記ＮＯｘセンサの交換時期を推定する推定手順と、を実行させることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の課題を解決するための本発明のＮＯｘセンサ点検装置は、上記に記載のＮＯｘセンサの点検プログラムが記録された車外電子計算機と、前記内燃機関に配置されて前記ＮＯｘセンサが接続された制御装置に該車外電子計算機を接続する通信機とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記の課題を解決するための本発明の内燃機関は、上記に記載のＮＯｘセンサの点検プログラムが記録された前記車載用電子計算機を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記の課題を解決するための本発明のＮＯｘセンサの点検方法は、車両に搭載された内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中のＮＯｘを検出する際に、電熱式のヒータによってセンサ素子を加熱するＮＯｘセンサを点検する方法であって、前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が該ＮＯｘセンサの周囲の環境温度と略同等になったか否かを判定し、前記車両が停車して前記ＮＯｘセンサの温度が前記環境温度と略同等になったことを判定した後に、前記ヒータに通電させて、通電したときの電圧値及び電流値に基づいて該ヒータの抵抗値を取得し、取得した前記抵抗値を前記環境温度で補正して補正抵抗値を算出し、算出した前記補正抵抗値と、予め設定された基準温度で測定されて前記ヒータの交換の目安として設定された交換判定値とに基づいて前記ＮＯｘセンサの交換時期を推定することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサ点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法によれば、ＮＯｘセンサの温度が環境温度と略同等になった場合に、ヒータに電力を供給して、そのときのヒータの抵抗値を取得する。そして、その取得した抵抗値を環境温度で補正した補正抵抗値と交換抵抗値とを比較して、ヒータの劣化に伴うＮＯｘセンサの交換時期を推定する。
【００１３】
これにより、ヒータの経時劣化に対し予防的整備が可能となり、ＮＯｘセンサの突発的な故障を未然に防止できるので、車両の稼働率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の点検装置が点検するＮＯｘセンサの一例を例示する説明図である。
【図２】本発明のＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関の実施形態を例示する説明図である。
【図３】図１の点検装置の電子計算機に記憶された本発明のＮＯｘセンサの点検プログラムの実施形態を例示するフローチャートである。
【図４】図１の点検装置の電子計算機に記憶され、ＮＯｘセンサのヒータの抵抗値と環境温度との関係を例示した温度マップである。
【図５】本発明のＮＯｘセンサの点検プログラムの推定手順の他の例を例示するフローチャートである。
【図６】図１の点検装置の電子計算機に記憶され、基準温度における車両の走行距離とＮＯｘセンサのヒータの抵抗値との関係を例示した劣化マップである。
【図７】図１のＮＯｘセンサがＮＯｘ濃度を検出する時間とセンサ素子の温度との関係を例示したグラフである。
【図８】本発明のＮＯｘセンサの点検プログラムの温度判定手順の他の例を例示するフローチャートである。
【図９】図１の点検装置の電子計算機に記憶され、ソーク時間と乖離値との関係を例示した温度判定マップである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のＮＯｘセンサの点検プログラム及びＮＯｘセンサの点検装置及び内燃機関、並びにＮＯｘセンサの点検方法について説明する。図１は、ＮＯｘセンサ１０の構成を例示し、図２は、本発明の実施形態のＮＯｘセンサ１０の点検プログラム７０を記憶したＮＯｘセンサ点検装置（以下、点検装置）８０の構成、及びエンジン４０を例示している。このＮＯｘセンサ１０の点検プログラム７０は、車外の車外電子計算機８１に、ＮＯｘセンサ１０を点検させて、ＮＯｘセンサ１０の交換時期を推定させるプログラムである。
【００１６】
図１に示すように、ＮＯｘセンサ１０は、ハウジング１１の内部に、ジルコニア（ＺｒＯ２）などの酸素イオン伝導性の固体電解質体１２により構成されたセンサ本体１３が配置されている。このセンサ本体１３は、センサ素子１４と、このセンサ素子１４に隣接して配置されたヒータ１５と、を備えている。
【００１７】
固体電解質体１２の排気通路４１側には、センサ素子１４の排気ガスの導入口１６から奥に向って導入室１７、調整室１８、及び測定室１９が順に配置されており、導入口１６から測定室１９までが連通している。また、固体電解質体１２の排気通路４１の外側には、外気を導入する外気導入路２０が配置されている。加えて、固体電解質体１２には、その外気導入路２０に連通した基準空気室２１が配置されている。
【００１８】
また、センサ素子１４には、第一ポンプセル２２、第一酸素分圧検出セル２３、第二ポンプセル２４、第二酸素分圧検出セル２５、測定ポンプセル２６、第三酸素分圧検出セル２７、及び基準ポンプセル２８が設けられている。
【００１９】
第一ポンプセル２２は、調整室１８の内部に配置された第一ポンプ電極２９と、センサ素子１４の外側に配置された第二ポンプ電極３０と、第一ポンプ電極２９及び第二ポンプ電極３０に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。第一酸素分圧検出セル２３は、第一ポンプ電極２９と、基準空気室２１の内部に配置された基準電極３１と、第一ポンプ電極２９及び基準電極３１に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。第二ポンプセル２４は、第二ポンプ電極３０と、測定室１９の内部に配置された第三ポンプ電極３２と、第二ポンプ電極３０及び第三ポンプ電極３２に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。第二酸素分圧検出セル２５は、基準電極３１と、第三ポンプ電極３２と、基準電極３１及び第三ポンプ電極３２に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。測定ポンプセル２６は、第二ポンプ電極３０と、測定室１９の内部に配置された測定電極３３と、第二ポンプ電極３０及び測定電極３３に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。第三酸素分圧検出セル２７は、基準電極３１と、測定電極３３と、基準電極３１及び測定電極３３に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。基準ポンプセル２８は、第二ポンプ電極３０と、基準電極３１と、第二ポンプ電極３０及び基準電極３１に挟持された固体電解質体１２とにより構成されている。
【００２０】
また、このＮＯｘセンサ１０は、制御部３４の内部に、ヒータ１５に電力を供給するヒータ電源３５、第一ポンプセル２２に電力を供給する第一電源３６ａ、第二ポンプセル２４に電力を供給する第二電源３６ｂ、測定ポンプセル２６に電力を供給する第三電源３６ｃ、基準ポンプセル２８の基準ポンプ電流Ｉ３の通電とセル起電力Ｖ３の測定の動作とを切り換えるスイッチ３７、及び基準ポンプセル２８に電力を供給する基準電源３８を備えている。
【００２１】
このＮＯｘセンサ１０においては、排気ガス中の窒素酸化物の濃度を検出するに際に、
先ず、ヒータ１５にヒータ電源３５から電力が供給されて、センサ素子１４が加熱される。これにより、センサ素子１４の温度を予め定められた測定温度Ｔｍａｘまで昇温することで、固体電解質体１２の酸素イオンの導電性を高めている。
【００２２】
センサ素子１４の温度が測定温度Ｔｍａｘまで上昇すると、スイッチ３７をオンにして、基準ポンプセル２８に予め定められた基準ポンプ電流Ｉ３を流し、基準空気室２１の酸素濃度を予め設定された基準酸素濃度ρ０に維持すると共に、基準電極３１での基準空気室２１の清浄化が行われている。
【００２３】
次いで、スイッチ３７をオフにして、基準ポンプセル２８にてセル起電力Ｖ３が検出される。このセル起電力Ｖ３は、基準空気室２１と排気通路４１との酸素分圧を示している。
【００２４】
次いで、第二酸素分圧検出セル２５にて検出される起電力Ｖ１に基づいて、第二電源３６ｂが制御される。これに伴って、第二ポンプセル２４における第二ポンプ電流Ｉ１が制御されて、第二ポンプセル２４が測定室１９の酸素のポンピング作動を行う。これにより、測定室１９内の雰囲気中の酸素分圧を、ＮＯｘの測定に実質的に影響がない低い酸素分圧値に制御するようになっている。
【００２５】
また、この第二ポンプセル２４の第二ポンプ電流Ｉ１は、制御信号として、第一酸素分圧検出セル２３に入力され、その起電力Ｖ０が制御されることにより、測定室１９内の雰囲気中の酸素分圧の勾配が、常に一定となるように制御されている。
【００２６】
次いで、第三酸素分圧検出セル２７における起電力Ｖ２が一定となるように第三電源３６ｃが制御される。これに伴って、測定ポンプセル２６が測定室１９内の測定電極３３の周りでＮＯｘが還元又は分解された酸素のポンピング作動を行う。このように測定電極３３の周りにおいて発生する酸素の量は、被測定ガス中のＮＯｘの濃度に比例する。従って、測定ポンプセル２６におけるポンプ電流Ｉ２を検出することで、排気ガス中のＮＯｘの濃度が算出される。
【００２７】
図２に示すように、上記のＮＯｘセンサ１０を排気通路４１に配置したエンジン４０について説明する。このエンジン４０においては、図示しない筒内から排出された排気ガスが、排気通路４１に配置された後処理装置４２により浄化されて大気へと放出されている。
【００２８】
後処理装置４２には、排気通路４１の上流側から順に、尿素水噴射弁４３、ＳＣＲ触媒４４、及びアンモニアスリップ触媒４５が配置されている。排気ガスがこの後処理装置４２を通過すると、ＳＣＲ触媒４４では、排気ガス中のＮＯｘが、尿素水噴射弁４３から噴射された尿素水の加水分解により生じたアンモニアを還元剤とした各ＳＣＲ反応によって還元される。
【００２９】
尿素水噴射弁４３から噴射される尿素水は尿素水タンク４６に貯蔵されている。その尿素水タンク４６に貯蔵された尿素水は、サプライモジュール４７に設けられたリバーティングバルブ４８を経由して圧送ポンプ４９により圧送され、配管を経由して尿素水噴射弁４３へ移送されている。
【００３０】
また、このエンジン４０においては、エンジン４０を制御する車載用電子計算機のユニットとして制御ユニット５０を備えている。この制御ユニット５０は、燃料の噴射量を制御するエンジン制御装置（以下、ＥＣＭ）５１や後処理装置４２における尿素水の噴射を制御する尿素水制御装置（以下、ＤＣＵ）５２を有している。このＥＣＭ５１には車両の
停止時間であるソーク時間Δｔを取得するソークタイマ５３が設けられており、車速センサ５４が接続されている。また、ＤＣＵ５２には、ＮＯｘセンサ１０、排気温度センサ５５、尿素水温度センサ５６、及び圧送ポンプ温度センサ５７が接続されている。
【００３１】
そして、このエンジン４０は、車両６０に搭載されている。
【００３２】
本発明の点検装置８０は、車両の整備などを行うサービスステーションに設けられており、車外電子計算機８１と、車外電子計算機８１及びＤＣＵ５２を接続する通信機８２とを備えている。
【００３３】
車外電子計算機８１は通信機８２によりＤＣＵ５２に接続されて、相互にデータを送受信可能なコンピュータで構成され、ＣＰＵ、メモリ、記憶媒体、入力装置、及び出力装置を有している。通信機８２としては、光ケーブル、同軸ケーブル、ＴＰケーブル、シリアルケーブル、及びパラレルケーブルなどを例示できる。
【００３４】
このような点検装置８０においては、車外電子計算機８１の記憶媒体に点検プログラム７０が記憶されており、入力装置によりその点検プログラム７０を実行することで、ＮＯｘセンサ１０の点検が行われるように構成されている。
【００３５】
図３に示すように、この点検プログラム７０は、車外電子計算機８１に、温度判定手順としてステップＳ１０〜ステップＳ３０を実行させ、次いで、抵抗値取得手順としてステップＳ４０及びステップＳ５０を実行させ、次いで、補正手順としてステップＳ６０を実行させ、次いで、推定手順としてステップＳ７０〜ステップＳ９０を実行させて、ＮＯｘセンサ１０を点検させている。
【００３６】
次に、この点検プログラム７０についての詳細を説明する。
【００３７】
点検プログラム７０が実行されると、まず、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に温度判定手順を実行させている。この温度判定手順は、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１がＮＯｘセンサ１０の周囲の環境温度Ｔ２と略同等になったか否かを判定する手順である。この実施形態では、排気温度センサ５５の検出値を環境温度Ｔ２として、車両の停止時間を示すソーク時間Δｔ１が予め設定されたソーク判定値Δｔａ以上になったときにＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等となったと判定している。
【００３８】
フローチャートでは、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＥＣＭ５１へアクセスして、ＥＣＭ５１に設けられたソークタイマ５３の取得していた車両のソーク時間Δｔ１を取得するステップＳ１０を実行させる。ソーク時間とはプログラム制御においては目標値を一定にしている時間のことである。このステップＳ１０では目標値を車両の停車としている。つまり、ここでいう車両のソーク時間Δｔ１とは、車両が停止されてからの時間のことである。
【００３９】
次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に取得したソーク時間Δｔ１が予め設定されたソーク判定値Δｔａ以上になったか否かを判定するステップＳ２０を実行させる。このソーク判定値Δｔａは、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になったことを判定できる値に設定されている。例えば、このソーク判定値Δｔａは、三時間以上の値が好ましく、正確に判定するためには八時間以上の値がより好ましい。
【００４０】
このステップＳ２０でソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａより短い場合には、ステップＳ１０へ戻る。一方、ソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａ以上の場合には、点検
プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＤＣＵ５２にアクセスして、排気温度センサ５５の検出値である排気温度を環境温度Ｔ２として取得するステップＳ３０を実行させる。
【００４１】
なお、環境温度Ｔ２を取得するセンサは、排気温度センサ５５の代わりに、尿素水温度センサ５６又は圧送ポンプ温度センサ５７を用いてもよい。また、エンジン４０に設けられた図示しない水温センサや油温センサを用いてもよい。但し、この環境温度Ｔ２を取得するセンサはＮＯｘセンサ１０に近い位置に配置されたセンサが好ましい。例えば、この実施形態においては、排気温度センサ５５がＮＯｘセンサ１０に最も近い位置に配置されており、環境温度Ｔ２を取得する際に外的環境の影響が少ない。また、環境温度Ｔ２を取得するセンサとして、排気温度センサ５５、尿素水温度センサ５６、及び圧送ポンプ温度センサ５７などを用いて、それぞれの検出値の平均値を環境温度Ｔ２としてもよい。
【００４２】
以上のステップＳ１０〜ステップＳ３０が完了すると、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等となったと判定できる。
【００４３】
次いで、温度判定手順が実行された後には、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＤＣＵ５２にアクセスして、ＤＣＵ５２から制御部３４を介してヒータ１５に通電するステップＳ４０を実行させる。次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＤＣＵ５２にアクセスして、ＤＣＵ５２から制御部３４を介して、ステップＳ４０で通電したときの電圧値及び電流値を取得し、その電圧値及び電流値に基づいてヒータ１５の抵抗値Ｒ１を取得するステップＳ５０を実行させる。
【００４４】
次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に、ステップＳ５０で取得した抵抗値Ｒ１を、ステップＳ３０で取得した環境温度Ｔ２で補正して補正抵抗値Ｒ２を算出するステップＳ６０を実行させる。
【００４５】
図４は、ヒータ１５の抵抗値Ｒとヒータの温度Ｔとの関係を示した温度マップＭ１である。この温度マップＭ１は車外電子計算機８１の記憶媒体に記憶されており、予め実験や試験の結果により作成されたものである。また、この温度マップＭ１には、基準温度Ｔ０における交換判定値Ｒａも設定されている。この温度マップＭ１においては、点線が劣化して交換が必要なヒータを示しており、実線がヒータ１５を示している。
【００４６】
基準温度Ｔ０は、１０度以上、３０度以下の温度範囲内に設定されている。また、交換が必要なヒータとは、経時劣化によって抵抗値が増加して、電流値が低くなり、センサ素子１４を予め定めた測定温度まで昇温できないヒータとしている。この測定温度としては、６００度〜８５０度を例示できる。つまり交換判定値Ｒａとは、基準温度Ｔ０の条件下におけるその交換が必要なヒータの抵抗値のことである。
【００４７】
上記のステップＳ６０では、この温度マップＭ１を参照して、補正抵抗値Ｒ２を算出している。つまり、環境温度Ｔ２の条件下で取得した抵抗値Ｒ１を、基準温度Ｔ０の条件下の補正抵抗値Ｒ２に補正している。
【００４８】
次に、補正手順が実行された後には、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に推定手順を実行させる。点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に、ステップＳ６０で取得した補正抵抗値Ｒ２が予め設定された交換判定値Ｒａ以上か否かを判定するステップＳ７０を実行させる。
【００４９】
このステップＳ７０で、補正抵抗値Ｒ２が交換判定値Ｒａより小さい場合には、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に、ＮＯｘセンサ１０の交換の必要がないことを示す
ＯＫサインを出力装置に出力するステップＳ８０を実行させて、プログラムが完了する。
【００５０】
一方、ステップＳ７０で、補正抵抗値Ｒ２が交換判定値Ｒａ以上の場合には、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に、ＮＯｘセンサ１０の交換の必要があることを示すＮＧサインを出力装置に出力するステップＳ９０を実行させて、プログラムが完了する。
【００５１】
つまり、点検装置８０の車外電子計算機８１に記憶されている点検プログラム７０により、上記のステップＳ１０〜ステップＳ９０が実行されて行われるＮＯｘセンサ１０の点検方法は、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になった場合に、ヒータ１５に通電して、そのときのヒータ１５の抵抗値Ｒ１を取得する。そして、その取得した抵抗値Ｒ１を環境温度Ｔ２で補正した補正抵抗値Ｒ２と交換判定値Ｒａとを比較して、ヒータ１５の劣化に伴うＮＯｘセンサ１０の交換が必要か否かを推定する。
【００５２】
上記のＮＯｘセンサ１０の点検プログラム７０及び点検装置８０並びにＮＯｘセンサ１０の点検方法によれば、例えば、サービスステーションにおける車両の点検時に、点検装置８０の通信機８２によって、車外電子計算機８１をＤＣＵ５２に接続して、点検プログラム７０を実行すれば、車両の点検時におけるＮＯｘセンサ１０の交換の必要性を推定できる。この点検プログラム７０によってＮＧサインが出力された場合には、ＮＯｘセンサ１０を交換して、ヒータ１５の経時劣化に伴うＮＯｘセンサ１０の突発的な故障を未然に防止できる。これにより、走行中などにＮＯｘセンサ１０の突発的な故障が低減するので、車両の稼働率を向上できる。
【００５３】
図５に示すように、上記の点検プログラム７０の推定手順においては、ステップＳ７０〜ステップＳ９０の代わりに、車外電子計算機８１に、走行距離取得手順としてステップＳ１００を実行させ、次いで、劣化係数算出手順としてステップＳ１１０〜ステップＳ１３０を実行させ、次いで、残走行距離推定手順として、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０を実行させることが望ましい。
【００５４】
この点検プログラム７０の推定手順についての詳細を説明する。
【００５５】
補正手順が実行された後には、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に補正手順を実行させる。まず、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＥＣＭ５１にアクセスして、ＥＣＭ５１が車速センサ５４の検出値から取得していた車両の走行距離Ｌ１を取得するステップＳ１００を実行させる。走行距離Ｌ１は１パルス当たりの車両の進む距離を示す基準距離に車速センサ５４の検出値の総数である総パルス数を乗算して算出する。
【００５６】
次いで、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に記憶媒体に記憶されている劣化マップＭ２を読み出すステップＳ１１０を実行させる。
【００５７】
図６は、車両の走行距離Ｌと、基準温度Ｔ０におけるヒータの抵抗値Ｒとの関係を示した劣化マップＭ２である。この劣化マップＭ２は車外電子計算機８１の記憶媒体に記憶されており、予め実験や試験の結果により作成されたものである。この劣化マップＭ２には、基準温度Ｔ０で、且つ走行距離がゼロにおけるヒータの抵抗値である基準抵抗値Ｒ０と交換判定値Ｒａとが設定されている。
【００５８】
なお、劣化マップＭ２には例として、劣化係数α１のＮＯｘセンサと、劣化係数α１’のＮＯｘセンサを記載している。また、実線が走行距離Ｌ１、Ｌ１’を示し、点線が残走行距離Ｌ２、Ｌ２’を示している。
【００５９】
次いで、点検プログラム７０は車外電子計算機８１にステップＳ１１０で読み出した劣化マップＭ２に、ステップＳ１００で取得した走行距離Ｌ１とステップＳ６０で算出した補正抵抗値Ｒ２とを設定するステップＳ１２０を実行させる。
【００６０】
次いで、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に走行距離Ｌ１と補正抵抗値Ｒ２とか設定された劣化マップＭ２から劣化係数α１を算出するステップＳ１３０を実行させる。劣化係数α１は、走行距離がゼロにおける基準抵抗値Ｒ０と走行距離Ｌ１における補正抵抗値Ｒ２とを結んだ直線の傾きとして表されている。
【００６１】
次いで、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に劣化マップＭ２とステップＳ１３０で算出した劣化係数α１とに基づいて、残走行距離Ｌ２を推定するステップＳ１４０を実行させる。残走行距離Ｌ２は、ヒータ１５の抵抗値が交換判定値Ｒａよりも大きくなるまでに、車両が走行できる残りの走行距離のことである。つまり、このステップＳ１４０では、劣化マップＭ２の点線を推定している。
【００６２】
次いで、点検プログラム７０は車外電子計算機８１に出力装置に、ステップＳ１４０で推定した残走行距離Ｌ２を出力するステップＳ１５０を実行させて、この推定手順が完了して、点検プログラム７０が完了する。
【００６３】
図６に示すように、例えば、劣化係数α１のＮＯｘセンサ１０では、走行距離Ｌ１を二十万ｋｍとすると、残走行距離Ｌ２は十四万ｋｍとなる。また、劣化係数α１’のＮＯｘセンサ１０では、走行距離Ｌ１’を四十万ｋｍとすると、残走行距離Ｌ２は二十三万ｋｍとなる。この劣化係数α１及びα１’はエンジン４０の運転状況により異なるものである。
【００６４】
上記の推定手順を実行させる点検プログラム７０によれば、ＮＯｘセンサ１０を交換しなければならない目安を車両の残走行距離Ｌ２で表すことできる。これにより、より確実に走行中などにＮＯｘセンサ１０の突発的な故障を防止するので、車両の稼働率を向上できる。
【００６５】
図７は、ＮＯｘセンサ１０でＮＯｘ濃度を検出する際の、ヒータ１５の加熱時間ｔとそのときのセンサ素子１４の温度Ｔとの関係を示したグラフである。ヒータ１５によりセンサ素子１４を加熱する際には、センサ素子１４が活性化する測定温度Ｔｍａｘに昇温する前に、測定温度Ｔｍａｘよりも低い温度に設定された予熱温度Ｔｐｒｅに昇温している。このように、測定温度Ｔｍａｘに昇温する前に、予熱温度Ｔｐｒｅに昇温することで、センサ素子１４の内部に入った、又は付着した水分を蒸発させている。例えば、この予熱温度は、１００度に設定されている。
【００６６】
抵抗値取得手順で、ヒータ１５の抵抗値Ｒ１を取得する際に、予熱温度Ｔｐｒｅ以上の温度に昇温すると、正確な抵抗値を取得できない。そこで、ヒータ１５の抵抗値Ｒ１を取得する際に、車外電子計算機８１に昇温手順と停止手順とを実行させることで、より正確な抵抗値Ｒ１を取得できる。
【００６７】
図８に示すように、上記の点検プログラム７０の温度判定手順においては、ソーク時間取得手順としてのステップＳ１０の後に、温度取得手順としてステップＳ２００と乖離値算出手順としてのステップＳ２２０とを実行させ、ソーク時間判定手順としてのステップＳ２０の後に、ソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａより短い場合には、乖離判定手順としてのステップＳ２２０を実行させ、一方、ソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａ以上の場合には、ステップＳ４０へと進む。
【００６８】
この温度判定手順を詳しく説明すると、まず、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＥＣＭ５１へアクセスして、ＥＣＭ５１に設けられたソークタイマ５３の取得していた車両のソーク時間Δｔ１を取得するステップＳ１０を実行させる。
【００６９】
次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１にＤＣＵ５２へアクセスして、排気温度センサ５５、尿素水温度センサ５６、及び圧送ポンプ温度センサ５７のそれぞれの検出値である環境温度Ｔ２、尿素水温度Ｔ４、及びモジュール温度Ｔ５を取得するステップＳ２００を実行させる。
【００７０】
次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に、ステップＳ２００で取得した環境温度Ｔ２、尿素水温度Ｔ４、及びモジュール温度Ｔ５の乖離値ΔＴ１を算出するステップＳ２１０を実行させる。このステップＳ２１０では、環境温度Ｔ２及び尿素水温度Ｔ４との乖離値と、尿素水温度Ｔ４及びモジュール温度Ｔ５との乖離値と、環境温度Ｔ２及びモジュール温度Ｔ５との乖離値とを算出し、それぞれの乖離値の平均値である乖離値ΔＴ１を算出するステップである。
【００７１】
次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に取得したソーク時間Δｔ１が予め設定されたソーク判定値Δｔａ以上になったか否かを判定するステップＳ２０を実行させる。
【００７２】
ステップＳ２０でソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａより短い場合には、ステップＳ２２０へ進む。次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に乖離値ΔＴ１が予め設定された乖離判定値ΔＴａ以下か否かを判定するステップＳ２２０を実行させる。この乖離判定値ΔＴａは、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になったことを判定できる値に設定されている。例えば、この乖離判定値ΔＴａは、１０度以下の温度値が好ましく、正確に判定するためには５度以下の温度値がより好ましい。
【００７３】
一方、ソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａ以上の場合には、ステップＳ４０へ進む。
【００７４】
上記のような温度判定手順によれば、ソーク時間Δｔ１がソーク判定値Δｔａよりも短い場合でも、乖離値ΔＴ１が乖離判定値ΔＴａ以下のときには、抵抗値取得手順を実行させることができるので、より短い時間で点検プログラム７０を完了することができる。
【００７５】
また、上記の点検プログラム７０の温度判定手順においては、ステップＳ２０とステップＳ２２０との代わりに、ソーク時間Δｔ１と乖離値ΔＴ１とに基づいて設定された測定値マップＭ３を用いて、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になったことを判定してもよい。
【００７６】
図９は、ソーク時間Δｔ１と乖離値ΔＴ１とが記憶された測定値マップＭ３である。この測定値マップＭ３は車外電子計算機８１の記憶媒体に記憶されており、予め実験や試験の結果により作成されたものである。この測定値マップＭ３には、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になる判定領域Ａ１が設定されている。
【００７７】
この温度判定手順では、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に記憶媒体に記憶されている測定値マップＭ３を読み出すステップを実行させる。次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に取得したソーク時間Δｔ１と算出した乖離値ΔＴ１との測定値ΔｔＴ１を測定値マップＭ３に設定するステップを実行させる。次いで、点検プログラム７０の指令により車外電子計算機８１に判定領域Ａ１の領域内に測定値ΔｔＴ１があるか否かを判定するステップを実行させる。そして、判定領域Ａ１の領
域内に測定値ΔｔＴ１がある場合には、ＮＯｘセンサ１０の温度Ｔ１が環境温度Ｔ２と略同等になったことを判定する。
【００７８】
この測定値マップＭ３を用いた温度判定手順によれば、更に短い時間で点検プログラム７０を完了することができる。
【００７９】
なお、上記の実施形態では、点検装置８０を車両６０の点検や整備を行うサービスステーションに設けられた車外の車外電子計算機８１と通信機８２とから構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８０】
例えば、上記の点検プログラム７０を記憶媒体に記憶した電子計算機を制御ユニット５０に組み込み、ＥＣＭ５１及びＤＣＵ５２と車載ネットワークで接続してもよい。この場合には、車両６０をサービスステーションに持ち込むこと無くＮＯｘセンサ１０の点検を行うことができる。
【００８１】
また、上記の実施形態では、点検プログラム７０において、取得したヒータ１５の抵抗値Ｒ１を環境温度Ｔ２で補正した補正抵抗値Ｒ２を用いた例について説明した。一方、点検プログラム７０においては、この補正抵抗値Ｒ２を算出する代わりに、交換判定値Ｒａを環境温度Ｔ２で補正して補正交換判定値Ｒｂを算出してもよい。この場合には、図３のフローチャートや図６の劣化マップＭ２では、補正抵抗値Ｒ２の代わりに抵抗値Ｒ１を、及び交換判定値Ｒａの代わりに補正交換判定値Ｒｂを用いる。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ＮＯｘセンサ
１４  センサ素子
１５  ヒータ
３５  制御部
３６  ヒータ電源
４０  エンジン
４１  排気通路
４２  後処理装置
５０  制御ユニット
５１  ＥＣＭ
５２  ＤＣＵ
５３  ソークタイマ
５４  車速センサ
５５  排気温度センサ
５６  尿素水温度センサ
５７  モジュール温度センサ
６０  車両
７０  点検プログラム
８０  点検装置
８１  車外電子計算機
８２  通信機
Ｍ１  温度マップ
Ｍ２  劣化マップ
Ｒ１  抵抗値
Ｒ２  補正抵抗値
Ｒａ  交換判定値
Ｔ２  環境温度
Ｌ１、Ｌ１’  走行距離
Ｌ２、Ｌ２’  残走行距離
α１、α１’  劣化係数
【図１】
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【図２】
2016169654.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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