(57)【要約】【課題】ドージングバルブが受ける熱害を定量的にカウントしてその熱害による劣化を評価し、ドージングバルブの交換時期を診断できるドージングバルブの交換時期診断方法を提供する。【解決手段】排気管１４内に尿素水を噴射するドージングバルブ２０の交換時期診断方法において、排気温度を、数段階の温度範囲に分けると共にその温度範囲毎のＤＶオフタイマ１〜４を設定し、ドージングバルブ２０が噴射停止しているとき、その排気ガスの排気温度から前記温度範囲にあるＤＶオフタイマ１〜４を選定して停止時間をカウントし、これら各ＤＶオフタイマ１〜４のカウント値の累積タイムを基にドージングバルブの交換時期を診断するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管内に尿素水を噴射するドージングバルブの交換時期診断方法において、排気温度を、数段階の温度範囲に分けると共にその温度範囲毎のＤＶオフタイマを設定し、ドージングバルブが噴射停止しているとき、その排気ガスの排気温度から前記温度範囲にあるＤＶオフタイマを選定して停止時間をカウントし、これら各ＤＶオフタイマのカウント値の累積タイムを基にドージングバルブの交換時期を診断することを特徴とするドージングバルブの交換時期診断方法。
【請求項２】
排気ガス温度が２００℃以上のとき、その排気温度を、５０〜１００℃の温度範囲で数段階のＤＶオフタイマが設定されると共に、その各ＤＶオフタイマでの交換時期の閾値時間が設定され、かつその閾値時間は温度範囲が高い程段階的に短く設定される請求項１記載のドージングバルブの交換時期診断方法。
【請求項３】
前記温度範囲毎のＤＶオフタイマは、排気ガス流量に応じた加算値でＤＶの停止時間をカウントする請求項１又は２記載のドージングバルブの交換時期診断方法。
【請求項４】
各ＤＶオフタイマのカウント値の累積タイムは、エンジンコントロールユニットに記憶され、そのエンジンコントロールユニットは、情報を出力するコネクタを介してサービスツールに、前記累積タイムを表示出力させる請求項１〜３いずれかに記載のドージングバルブの交換時期診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水を噴射するドージングバルブに係り、特にドージングバルブが熱害で劣化したときの交換時期を診断できるドージングバルブの交換時期診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル排ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を無害化する装置の１つとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction；以下ＳＣＲと略記）が実用化されている。
【０００３】
ＳＣＲを用いたディーゼル排ガスの後処理装置は、ディーゼルエンジンの排気管に、ＤＯＣ（酸化触媒）、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、ＳＣＲが順に接続され、そのＳＣＲの上流側に尿素を噴射するドージングバルブを設けて構成される。
【０００４】
ディーゼルエンジンからの排気ガスは、ＤＯＣ内で、排ガス中の未燃焼燃料（ＨＣ）や、一酸化炭素（ＣＯ）等が酸化された後、排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）がＤＰＦで捕集され、ＳＣＲの入口側のドージングバルブから噴射された尿素水が、排気ガスの熱で加水分解されてアンモニアとなり、そのアンモニアと排ガス中のＮＯｘとが、ＳＣＲ内の触媒（選択還元触媒）で、反応して窒素と水とに還元されて無害化される。
【０００５】
このドージングバルブで噴射する尿素水は、サプライポンプで、尿素水タンク内の尿素水を吸込み、これをドージングバルブに供給し、ドージングバルブから直接尿素水を噴射するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２３３４６３号公報
【特許文献２】特開２００９−１２１４１３号公報
【特許文献３】特開２０１０−０９６１２６号公報
【特許文献４】特開２０１１−０８０３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところでサプライポンプなどが故障したり、その他の原因でドージングバルブでの尿素噴射が停止し、これが長時間続くとドージングバルブが高温の排気ガスにさらされた状態となり、熱害により故障してしまう問題がある。
【０００８】
従来においては、ドージングバルブの熱害を診断することはなされておらず、ＥＣＵがドージングバルブの故障を診断できても、そのドージングバルブの交換時期まで予測することはなされていない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ドージングバルブが受ける熱害を定量的にカウントしてその熱害による劣化を評価し、ドージングバルブの交換時期を診断できるドージングバルブの交換時期診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、排気管内に尿素水を噴射するドージングバルブの交換時期診断方法において、排気温度を、数段階の温度範囲に分けると共にその温度範囲毎のＤＶオフタイマを設定し、ドージングバルブが噴射停止しているとき、その排気ガスの排気温度から前記温度範囲にあるＤＶオフタイマを選定して停止時間をカウントし、これら各ＤＶオフタイマのカウント値の累積タイムを基にドージングバルブの交換時期を診断することを特徴とするドージングバルブの交換時期診断方法である。
【００１１】
排気ガス温度が２００℃以上のとき、その排気温度を、５０〜１００℃の温度範囲で数段階のＤＶオフタイマが設定されると共に、その各ＤＶオフタイマでの交換時期の閾値時間が設定され、かつその閾値時間は温度範囲が高い程段階的に短く設定されるのが好ましい。
【００１２】
前記温度範囲毎のＤＶオフタイマは、排気ガス流量に応じた加算値でＤＶの停止時間をカウントするのが好ましい。
【００１３】
各ＤＶオフタイマのカウント値の累積タイムは、エンジンコントロールユニットに記憶され、そのエンジンコントロールユニットは、情報を出力するコネクタを介してサービスツールに、前記累積タイムを表示出力させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、排気ガスの温度範囲毎のＤＶオフタイマを設定し、ドージングバルブが停止しているときに、その排気ガスでのＤＶオフタイマを選定してカウントすることでドージングバルブの熱害により劣化を診断できると共に交換時期も予測できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のドージングバルブの交換時期診断方法が適用される排ガス後処置装置の概略図である。
【図２】本発明のドージングバルブの交換時期診断方法にいて、ＤＶオフタイマによるカウントと累積タイムのチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
先ず図１により排ガス後処理装置を説明する。
【００１８】
エンジン１０の吸排気系には、タービン１２とコンプレッサ１３からなる過給機１１が接続され、そのタービン１２に接続された排気管１４に、ＤＯＣ（酸化触媒）１５、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）１６、ＳＣＲ１７が順に接続されて排ガス後処理装置１８が構成される。
【００１９】
尿素噴射ノズルとしてのドージングバルブ２０は、ＳＣＲ１７の上流側に設けられる。ドージングバルブ２０で噴射する尿素水は、尿素水タンク２２からのサプライポンプ２３を介して供給され、ドージングバルブ２０をデュティ制御にて開閉することでその噴射量が制御される。また図示していないがドージングバルブ２０に供給された余剰の尿素水は尿素水タンク２２に戻されるようになっている。
【００２０】
ＳＣＲ１７の上流側の排気管１４には、排気温度センサ２１が設けられ、ＳＣＲ１７の下流側の排気管１４には、ＮＯｘセンサ２４が設けられ、これらセンサ２１、２４の検出値がエンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという）３０に入力されるようになっている。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、ＮＯｘセンサ２４の検出値に基づいて、ドージングバルブ２０を制御して尿素噴射量を制御する。またＥＣＵ３０は、排気ガスの温度が２００℃未満では、尿素水の加水分解が起きないため、ドージングバルブ２０からの噴射を停止し、またサプライポンプ２３の故障や、ＳＣＲ１７やＮＯｘセンサ２４の不具合があったときには、ドージングバルブ２０からの噴射を停止する。
【００２２】
このドージングバルブ２０を停止した場合は、ドージングバルブ２０が高温の排気ガスに曝されて熱劣化を起こすことが避けられない。
【００２３】
そこで、本発明は、このドージングバルブ２０が停止しているＤＶオフ時間を排気温度毎に段階的に分けてカウントして熱害を診断するものである。
【００２４】
これを具体的に説明する。
【００２５】
（１）排気温度の温度範囲毎にＤＶ閉の累積タイマを設定
排気温度（２００℃以上、２５０℃未満）：ＤＶオフタイマ１
排気温度（２５０℃以上、３５０℃未満）：ＤＶオフタイマ２
排気温度（３５０℃以上、５００℃未満）：ＤＶオフタイマ３
排気温度（５００℃以上）：ＤＶオフタイマ４
（２）ＤＶオフタイマ１〜４の交換時期の閾値時間の設定
ＤＶオフタイマ１  ＞１０００時間
ＤＶオフタイマ２  ＞    ８５時間
ＤＶオフタイマ３  ＞      １時間
ＤＶオフタイマ４  ＞  ０．１時間
として、各閾値時間を設定する。
【００２６】
上記（１）、（２）は、排気ガスの温度に基づくカウントであるが、排気温度に排気流量を加味したＤＶオフタイマとすることもできる。
【００２７】
（３）排気温度の温度範囲毎に、流量を加味したＤＶ閉の累積タイマを設定
排気温度（２００℃以上）と排気流量を加味した加算値：ＤＶオフタイマ１ａ
排気温度（２５０℃以上）と排気流量を加味した加算値：ＤＶオフタイマ２ａ
排気温度（３００℃以上）と排気流量を加味した加算値：ＤＶオフタイマ３ａ
排気温度（４００℃以上）と排気流量を加味した加算値：ＤＶオフタイマ４ａ
（４）ＤＶオフタイマ１ａ〜４ａの交換時期の閾値時間の設定は、ＤＶオフタイマ１ａ〜４ａの各カウント値に流量に応じた係数を加算して各閾値時間を設定する。
【００２８】
排気温度の範囲の設定は５０〜１００℃の範囲で段階的に任意に設定することができる。また排気温度に排気流量を加味する際には、排気ガスの持つ熱容量をＤＶオフタイマ１ａ〜４ａがカウントするのと等価となり、ドージングバルブ２０が受ける熱量をより正確に求めることができる。
【００２９】
図２は、ドージングバルブ２０（以下ＤＶと略す）のＤＶオフとオンにおける各ＤＶオフタイマ１〜４によりカウントされる累積時間のチャートを示したものである。
【００３０】
先ず、ＤＶが新規なものとしてタイムクリアで、時間ｔ0で累積時間を０とし、時間ｔ1で異常によるＳＣＲの停止があり、ＤＶ出力が０（尿素噴射無し）となったとき、時間ｔ1〜時間ｔ2までは、上記の各排気温度の領域外（２００℃未満）のときには、ＤＶオフタイマ１〜４はカウントせずにおき、時間ｔ2から時間ｔ3まで、排気温度が上記の温度範囲に入ったときに、その領域内に該当するＤＶオフタイマを選択して停止時間をカウントし、排気ガス温度が時間ｔ3〜時間ｔ4まで、領域外のときにはカウントを行わず、時間ｔ4〜時間ｔ5まで、領域内のときにはＤＶオフタイマ１〜４のいずれかでカウントを行う。
【００３１】
その後、時間ｔ5で異常が復帰してＳＣＲが稼働したとき、ＤＶ出力が０以上のときは、領域内であってもいずれのＤＶオフタイマ１〜４でもカウントせず、時間ｔ6で、異常によるＳＣＲの停止があり、ＤＶ出力が０となったとき、領域内のいずれかのＤＶオフタイマ１〜４を選定してカウントを行い、時間ｔ7で、累積カウント値が、ＤＶ交換閾値に達したときにＤＶ交換とする。
【００３２】
この各ＤＶオフタイマ１〜４によりカウントされる累積時間のチャートは、ＥＣＵ３０に記憶される。
【００３３】
そこで車両の点検や修理の際に、ＥＣＵ３０につながり情報を出力するコネクタ３１に、サービスツール３３のコネクタ３２を接続し、ＥＣＵ３０に記憶された累積タイムチャートを表示出力させることで、ＤＶの熱劣化を見てその交換時期を診断することができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明は排気ガスの温度範囲毎のＤＶオフタイマを設定し、ドージングバルブが停止しているときに、その排気ガスでのＤＶオフタイマを選定してカウントすることでドージングバルブの熱害により劣化を診断できると共に交換時期も予測できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  エンジン
１４  排気管
１７  ＳＣＲ
２０  ドージングバルブ
２１  排気温度センサ
２３  サプライポンプ
３０  エンジンコントロールユニット
【図１】
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【図２】
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