排气制动器的故障诊断装置

摘要

基于排气制动器工作前后的燃料喷射量的变化量的绝对值（α）和排气制动器工作前后的吸入空气量的变化量的绝对值（β），当燃料喷射量的变化量的绝对值（α）为燃料喷射变化量阈值以上、并且吸入空气量的变化量的绝对值（β）为吸入空气变化量阈值以上时，判定为排气制动器正常地工作着，当燃料喷射量的变化量的绝对值（α）不到燃料喷射变化量阈值、并且前述吸入空气量的变化量的绝对值（β）不到吸入空气变化量阈值时，判定为在排气制动器中产生了工作不良。

说明书

技术领域

本发明涉及排气制动器的故障诊断装置。

背景技术

以往，进行在柴油发动机的排气管的中途装备后处理装置以实现排气净化，作为这种后处理装置，公知有收集从柴油发动机排出的微粒（ParticulateMatter：粒子状物质）的微粒过滤器，或具备即使在氧共存下也选择性地使NOx（氮氧化物）与还原剂反应的性质的选择还原型催化剂。

前述微粒过滤器是将由堇青石等陶瓷制作的多孔质蜂窝构造的过滤器主体作为主结构，该过滤器主体中区划成格子状的各流路的入口的网孔交错地被栓体封闭，而入口的网孔未被封闭的流路是其出口的网孔被栓体封闭，仅仅是透过了区划出各流路的多孔质薄壁后的废气向下游一侧排出，微粒被收集在前述多孔质薄壁的内侧表面上。而且，由于废气中的微粒收集在前述多孔质薄壁的内侧表面上而堆积，所以必须要在排气阻力因网孔堵塞而增加之前将微粒燃烧除去，实现微粒过滤器的再生。

另一方面，在工厂等中的工业的排烟脱氮处理的领域中，使用氨作为还原剂对NOx进行还原净化的方法的有效性广为人知，但在汽车的情况下，由于搭载氨本身行驶存在问题，所以近年来研究了将没有毒性的尿素水作为还原剂使用。即、如果将尿素水在选择还原型催化剂的上游一侧向废气中添加，则在该废气中尿素水被热分解成氨和二氧化碳，在选择还原型催化剂上，废气中的NOx被氨良好地还原净化。另外，由于尿素水在－13.5［℃］以下冻结，所以必须对设想在寒冷地区使用的车辆实施在尿素水箱内或尿素水供给管路的中途冻结的尿素水进行解冻的对策。因此，在前述尿素水箱或尿素水供给管路的外周卷绕内部流通发动机冷却液的冷却液配管，通过使在该冷却液配管内流通的冷却液升温，进行前述冻结的尿素水的解冻。

而且，为了进行作为前述后处理装置的微粒过滤器的再生或用于选择还原型催化剂的尿素水的解冻，在怠速时通过排气节流组件缩小排气流量，通过该排气节流组件使上游一侧的废气升压，从而使排气温度上升。进而，通过提高排气阻力，使温度比较低的吸入空气不易流入气筒内，增加温度比较高的废气的残留量，在之后的压缩冲程中压缩更多地包含该温度比较高的废气的气筒内的空气，迎来爆炸冲程，实现进一步的排气温度的上升，并且通过伴随于此的柴油发动机的暖机运转使前述冷却液升温。作为前述排气节流组件，通常利用设在排气管的中途的排气制动器。

在此，若假设作为前述排气节流组件的排气制动器过于关闭，则负荷过高，柴油发动机不再良好地旋转，相反，若过于打开，则由于不能够使排气温度上升，所以判断作为前述排气节流组件的排气制动器的负荷的增加是否恰当非常重要。

另外，作为表示判断前述排气制动器的负荷的增加是否恰当的装置的一般的技术水准，例如有专利文献1。

专利文献1：日本国特开2010－261330号公报。

可是，近年来，在各国装备所谓车载故障诊断装置（OBD：On-BoardDiagnosis）成为了义务，该车载故障诊断装置监视车辆的废气对策系统中有无故障发生，在故障发生时，通过点亮警告灯或者发出蜂鸣音向司机报知故障的发生部位及内容，并且预先存储与故障内容相对应的代码。

但是，在现状的车载故障诊断装置中，在万一异物咬入前述排气制动器的工作部等中并保持打开地粘连，不再能够进行微粒过滤器的再生或用于选择性还原催化剂的尿素水的解冻的情况下，由于难以发现这一状况，所以要求能够实施该排气制动器的工作不良的诊断。

发明内容

本发明是鉴于上述以往的问题而提出的，提供一种排气制动器的故障诊断装置，能够检测出排气制动器的工作不良，可靠地进行微粒过滤器再生或用于选择还原型催化剂的尿素水的解冻所必须的排气温度上升。

本发明涉及排气制动器的故障诊断装置，该排气制动器使设在发动机的排气管中途的排气净化用的后处理装置在怠速时升温到所需要的温度，

具备诊断回路，基于前述排气制动器工作前后的燃料喷射量的变化量的绝对值和前述排气制动器工作前后的吸入空气量的变化量的绝对值，当前述燃料喷射量的变化量的绝对值为燃料喷射变化量阈值以上、并且前述吸入空气量的变化量的绝对值为吸入空气变化量阈值以上时，判定为排气制动器正常地工作着，当前述燃料喷射量的变化量的绝对值不到燃料喷射变化量阈值、并且前述吸入空气量的变化量的绝对值不到吸入空气变化量阈值时，判定为在前述排气制动器中产生了工作不良。

在前述排气制动器的故障诊断装置中，优选前述诊断回路设定有第一诊断避免区域和第二诊断避免区域，第一诊断避免区域是当前述燃料喷射量的变化量的绝对值为燃料喷射变化量阈值以上、并且前述吸入空气量的变化量的绝对值不到吸入空气变化量阈值时不进行诊断的区域，第二诊断避免区域是当前述燃料喷射量的变化量的绝对值不到燃料喷射变化量阈值、并且前述吸入空气量的变化量的绝对值为吸入空气变化量阈值以上时不进行诊断的区域，这在避免误判定上是优选的。

根据本发明的排气制动器的故障诊断装置，具有能够检测出排气制动器的工作不良，可靠地进行微粒过滤器再生或用于选择还原型催化剂的尿素水的解冻时所必须的排气温度上升的优异效果。

附图说明

图1是表示本发明的排气制动器的故障诊断装置的实施例的整体概要结构图；

图2是在本发明的排气制动器的故障诊断装置的实施例中，（a）是表示排气制动器正常地工作着的情况下的燃料喷射量的变化的线图，（b）是表示排气制动器正常地工作着的情况下的吸入空气量的变化的线图；

图3是在本发明的排气制动器的故障诊断装置的实施例中，（a）是表示在排气制动器中产生了工作不良的情况下的燃料喷射量的变化的线图，（b）是表示在排气制动器中产生了工作不良的情况下的吸入空气量的变化的线图；

图4是表示本发明的排气制动器的故障诊断装置的实施例中设定在诊断回路中的图谱的附图。

附图标记说明

1：柴油发动机（发动机），4：空气（吸入空气），7：废气，9：排气管，10：排气制动器，12：微粒过滤器（后处理装置），14：选择还原型催化剂（后处理装置），23：燃料喷射量检测器，23a：燃料喷射量，24：吸入空气量检测器，24a：吸入空气量，25：诊断回路，R1：第一诊断避免区域，R2：第二诊断避免区域，α：燃料喷射量的变化量的绝对值，α0：燃料喷射变化量阈值，β：吸入空气量的变化量的绝对值，β0：吸入空气变化量阈值。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1～图4是本发明的排气制动器的故障诊断装置的实施例，在图示的柴油发动机1中具备涡轮增压器2，经过空气净化器3被净化的空气4经由吸气管5作为吸入空气向前述涡轮增压器2的压缩机2a输送，被该压缩机2a加压后的空气4向中冷器6输送而被冷却，被该中冷器6冷却后的空气向未图示的进气歧管引导，并向柴油发动机1的各气缸导入。

从前述柴油发动机1的各气缸排出的废气7经由排气歧管8向前述涡轮增压器2的涡轮2b输送，驱动了该涡轮2b后的废气7经由排气管9向车外排出。

在前述废气7所流通的排气管9的中途装备有以使排气净化用的后处理装置升温到怠速时所需要的温度的方式缩小排气流量的作为排气节流组件的排气制动器10，被壳体11包住的作为后处理装置的微粒过滤器12，以及被壳体13包住的作为后处理装置的选择还原型催化剂14。另外，前述微粒过滤器12为由堇青石等陶瓷构成的多孔质的蜂窝构造，区划成格子状的各流路的入口的网孔交错地被封闭，而入口的网孔未封闭的流路是其出口的网孔被封闭，仅仅是透过了区划出各流路的多孔质薄壁后的废气7向下游一侧排出。此外，前述选择还原型催化剂14例如是作为流通方式的蜂窝构造物形成的，具有即使在氧共存下也能够选择性地使NOx与氨反应的性质。

进而，在从尿素水15所貯留的尿素水箱16延伸的尿素水供给管路17的中途，设有压送尿素水箱16的尿素水15的供给泵18，调整由该供给泵18压送的尿素水15的压力的调节器19，以及将压力被该调节器19调整后的尿素水15从添加喷嘴20向选择还原型催化剂14的上游一侧的排气管9内喷射的喷射器21。

而且，在本实施例的情况下，在安装在前述柴油发动机1上的燃料泵22上设有检测燃料喷射量23a的燃料喷射量检测器23，并且在前述吸气管5中途设有检测吸入空气量24a的吸入空气量检测器24，将由前述燃料喷射量检测器23检测到的燃料喷射量23a和由前述吸入空气量检测器24检测到的吸入空气量24a向诊断回路25输入。

前述诊断回路25如图2及图3所示，基于前述排气制动器10工作前后的燃料喷射量23a的变化量的绝对值α＝｜F2－F1｜，其中，F1：排气制动器10工作前的燃料喷射量，F2：排气制动器10工作后的燃料喷射量，和前述排气制动器10工作前后的吸入空气量24a的变化量的绝对值β＝｜A2－A1｜，其中，A1：排气制动器10工作前的吸入空气量，A2：排气制动器10工作后的吸入空气量，当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α为燃料喷射变化量阈值α0以上（α≧α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β为吸入空气变化量阈值β0以上（β≧β0）时，判定为排气制动器10正常地工作着，当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α不到燃料喷射变化量阈值α0（α＜α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β不到吸入空气变化量阈值β0（β＜β0）时，判定为在前述排气制动器10中产生了工作不良。

此外，前述诊断回路25如图4所示，设定有第一诊断避免区域R1和第二诊断避免区域R2，第一诊断避免区域R1是当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α为燃料喷射变化量阈值α0以上（α≧α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β不到吸入空气变化量阈值β0（β＜β0）时不进行诊断的区域，第二诊断避免区域R2是当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α不到燃料喷射变化量阈值α0（α＜α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β为吸入空气变化量阈值β0以上（β≧β0）时不进行诊断的区域。

另外，前述燃料喷射量23a或吸入空气量24a也能够取代本实施例那样使用实测值，而使用从未图示的发动机控制计算机（ECU）输出的指令值。

接着，对上述实施例的作用进行说明。

若在柴油发动机1怠速时输出作为排气节流组件的排气制动器10的工作要求，则在诊断回路25中求出该排气制动器10工作前后的燃料喷射量23a的变化量的绝对值α（＝｜F2－F1｜），和前述排气制动器10工作前后的吸入空气量24a的变化量的绝对值β（＝｜A2－A1｜）。

如图2（a）及图2（b）所示，当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α为燃料喷射变化量阈值α0以上（α≧α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β为吸入空气变化量阈值β0以上（β≧β0）时，在前述诊断回路25中判定为排气制动器10正常地工作着。

另一方面，如图3（a）及图3（b）所示，当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α不到燃料喷射变化量阈值α0（α＜α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β不到吸入空气变化量阈值β0（β＜β0）时，在前述诊断回路25中判定为在前述排气制动器10中产生了工作不良。

在此，在从使搭载在车辆上的空调机的空压机等的辅机工作着的状态停止之际，其时刻偶然地与前述排气制动器10的接通动作一致的情况下，该排气制动器10的工作产生的发动机负荷的增加量被停止了前述辅机的工作产生的发动机负荷的降低量相抵消，随之，燃料喷射量23a的增加幅度如图2（a）中假想线所示，在表观上非常小。若假设仅单独地监视前述排气制动器10工作前后的燃料喷射量23a的变化量的绝对值α，则在这种状况下，尽管前述排气制动器10正常地工作着，也误判定为在该排气制动器10中产生了工作不良。

此外，在从比吸气管5的吸入空气量检测器24靠下游一侧取出前述空压机等的辅机用的空气的柴油发动机1的情况下，在前述辅机工作时，必须多余地吸入该辅机所取的量的空气。因此，在与前述相反地使前述辅机从停止的状态工作之际，其时刻偶然地与前述排气制动器10的接通动作一致的情况下，辅机所取的量的空气多余地在吸气管5中流动，通过该排气制动器10的工作而提高排气阻力，难以使吸入空气流入气筒内，伴随于此的吸入空气量24a的减少幅度如图2（b）中假想线所示，在表观上非常小。若假设仅单独地监视前述排气制动器10工作前后的吸入空气量24a的变化量的绝对值β，则在这种状况下，尽管前述排气制动器10正常地工作着，也误判定为在该排气制动器10中产生了工作不良。

进而，如图3（a）及图3（b）所示，在实际上在前述排气制动器10中产生了工作不良时，使前述辅机从停止状态工作之际，其时刻偶然与前述排气制动器10的接通动作一致的情况下，使前述辅机工作产生发动机负荷的增加，伴随于此的燃料喷射量23a的增加幅度如图3（a）中假想线所示，在表观上成为上置的形式。若假设仅单独地监视前述排气制动器10工作前后的燃料喷射量23a的变化量的绝对值α，则在这种状况下，尽管在前述排气制动器10中产生了工作不良，也误判定为该排气制动器10正常地工作着。

此外，如图3（a）及图3（b）所示，当实际上在前述排气制动器10中产生了工作不良时，使前述辅机从工作着的状态停止之际，其时刻偶然地与前述排气制动器10的接通动作一致的情况下，随着取到前述辅机中的量的空气不再多余地在吸气管5中流动，吸入空气量24a的减少幅度如图3（b）中假想线所示，在表观上为扩张的形状。若假设仅单独地监视前述排气制动器10工作前后的吸入空气量24a的变化量的绝对值β，则在这种状况下，尽管在前述排气制动器10中产生工作不良，也误判定为该排气制动器10正常地工作着。

但是，在本实施例中，由于是监视着前述排气制动器10工作前后的燃料喷射量23a的变化量的绝对值α，和前述排气制动器10工作前后的吸入空气量24a的变化量的绝对值β双方，所以能够可靠地判定出前述排气制动器10是正常地工作着还是在前述排气制动器10中产生了工作不良。

并且，由于在前述诊断回路25上如图4所示设有当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α为燃料喷射变化量阈值α0以上（α≧α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β不到吸入空气变化量阈值β0（β＜β0）时不进行诊断的第一诊断避免区域R1，所以能够避免伴随着使前述辅机从停止的状态工作之际的吸入空气量24a的减少幅度的缩小（参照图2（b））或燃料喷射量23a的增加幅度的扩张（参照图3（a））的误判定。

此外，由于在前述诊断回路25上如图4所示设定有当前述燃料喷射量23a的变化量的绝对值α不到燃料喷射变化量阈值α0（α＜α0）、并且前述吸入空气量24a的变化量的绝对值β为吸入空气变化量阈值β0以上（β≧β0）时不进行诊断的第二诊断避免区域R2，所以能够避免伴随着使前述辅机从工作着的状态停止之际的燃料喷射量23a的增加幅度的缩小（参照图2（a））或吸入空气量24a的减少幅度的扩张（参照图3（b））的误判定。

这样，能够检测出排气制动器10的工作不良，可靠地进行微粒过滤器12的再生或用于选择还原型催化剂14的尿素水15的解冻所必须的排气温度上升。

另外，本发明的排气制动器的故障诊断装置并不仅限于上述的实施例，当然也能够在不脱离本发明的宗旨的范围内外加各种变更。