專利名稱：尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及診斷測量儲存在尿素箱內的尿素水的溫度的尿素水溫度傳感器的故障的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統。
背景技術：
作為用來將柴油機的廢氣中的NOx,化的廢氣凈化系統，開發(fā)了使用SCR(Selective Catalytic Reduction :選擇性催化還原)裝置的SCR系統。該SCR系統是將尿素水向SCR的廢氣上游供給，由廢氣的熱生成氨，通過該氨在SCR催化劑上將NOx還原而凈化的系統(例如，參照專利文獻I)。在SCR系統中，將儲存在尿素箱內的尿素水的溫度通過設在尿素箱內的尿素水溫·度傳感器測量。由此，檢測尿素水的凍結，根據需要而進行解凍控制。如果尿素水溫度傳感器故障，則不能測量尿素水的溫度，所以在SCR系統中具備診斷尿素水溫度傳感器的故障的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統。該有效性診斷系統將由尿素水溫度傳感器測量的尿素水的溫度與外界氣溫比較，診斷尿素水溫度傳感器的故障。具體而言，在發(fā)動機剛起動之后，將尿素水的溫度與外界氣溫比較，當它們的溫度差比預先設定的閾值大時，將尿素水溫度傳感器診斷為故障。比較對象的外界氣溫由于沒有直接測量外界氣溫的溫度傳感器(由于經濟上的原因而沒有設置)，所以例如使用進氣歧管溫度或由設在MAF (Mass Air Flow :空氣質量流量)傳感器中的MAF溫度傳感器測量的MAF溫度作為外界氣溫。在發(fā)動機剛起動之后進行診斷是因為，如果是發(fā)動機剛起動之后，則可認為尿素箱內的尿素水的溫度與外界氣溫大致相同，通過觀察在這些溫度中是否有較大的偏差，能夠診斷尿素水溫度傳感器的故障。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2000 - 303826號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題但是，在以往的有效性診斷系統中，有盡管尿素水溫度傳感器沒有發(fā)生故障缺誤診斷為故障的情況。例如，在低外界氣溫時被補充了保存在房間等中的溫暖的尿素水的情況下，尿素箱內的尿素水的溫度上升，根據補充的量，存在由尿素水溫度傳感器測量的尿素水的溫度與外界氣溫的溫度差變大、而誤診斷為尿素水溫度傳感器發(fā)生故障的問題。所以，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止對尿素箱內補充尿素水的情況下的誤診斷的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統。用于解決課題的方案本發(fā)明是為了達到上述目的而做出的，技術方案I的發(fā)明是一種尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統，具有將由尿素箱內設置的尿素水溫度傳感器測量出的尿素水的溫度與外界氣溫比較來診斷上述尿素水溫度傳感器的故障的有效性診斷部，其中，具有尿素水液位條件判斷部，該尿素水液位條件判斷部將由尿素箱內設置的尿素水液位傳感器測量出的尿素水液位在即將切斷之前存儲到存儲部中，在接通后求出存儲在上述存儲部中的尿素水液位與當前的尿素水液位的液位差，當該液位差在預先設定的閾值以下時，許可由上述有效性診斷部通過溫度比較而進行的診斷。發(fā)明效果根據本發(fā)明，能夠防止對尿素箱內補充了尿素水的情況下的誤診斷。


圖I是表示采用本發(fā)明的SCR系統的概略圖。 圖2是表示D⑶的輸入輸出結構的圖。圖3是表示有關本發(fā)明的尿素水液位條件判斷部的結構的圖。圖4是表示有關本發(fā)明的尿素水液位條件判斷部的動作的流程圖。圖5是表示有關本發(fā)明的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統的動作的流程圖。
具體實施例方式以下，按照

本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。首先，對搭載在車輛中的SCR系統進行說明。如圖I所示，SCR系統100主要具備設于發(fā)動機E的排氣管102的SCR裝置103、在SCR裝置103的上游側(廢氣的上游側)噴射尿素水的定量閥(尿素噴射裝置、定量模塊)104、儲存尿素水的尿素箱105、將儲存在尿素箱105中的尿素水向定量閥104供給的供給模塊106、和控制定量閥104及供給模塊106等的DCU(Dosing Control Unit :尿素噴射控制單元)126。在發(fā)動機E的排氣管102中，從廢氣的上游側到下游側，依次配置有DOC (DieselOxidation Catalyst :柴油機氧化催化器)107、DPF (DieselParticulate Filter :柴油顆粒過濾器)108、SCR裝置103。D0C107是用來將從發(fā)動機E排氣的廢氣中的NO氧化而成為NO2、控制廢氣中的NO與NO2的比率而提高SCR裝置103的脫硝效率的裝置。此外，DPF108是用來將廢氣中的PM (Particulate Matter :顆粒物質)捕集的裝置。在SCR裝置103的上游側的排氣管102中，設有定量閥104。定量閥104為在充滿高壓的尿素水的缸上設有噴口、在柱塞上安裝有將該噴口堵塞的閥體的構造，通過對線圈通電將柱塞拉起，來使閥體從噴口離開而將尿素水噴射。將向線圈的通電停止時，通過內部的彈簧力將柱塞拉下，閥體將噴口堵塞，所以使尿素水的噴射停止。在定量閥104的上游側的排氣管102上，設有測量SCR裝置103的入口的廢氣溫度(SCR入口溫度)的排氣溫度傳感器109。此外，在SCR裝置103的上游側(這里是排氣溫度傳感器109的上游側)，設有檢測SCR裝置103的上游側的NOx濃度的上游側NOx傳感器110，在SCR裝置103的下游側，設有檢測SCR裝置103的下游側的NOx濃度的下游側NOx傳感器111。供給模塊106具備將尿素水壓送的SM泵112、測量供給模塊106的溫度(在供給模塊106中流動的尿素水的溫度)的SM溫度傳感器113、測量供給模塊106內的尿素水的壓力(SM泵112的排出側的壓力)的尿素水壓力傳感器114、和通過切換尿素水的流路、切換將來自尿素箱105的尿素水向定量閥104供給、還是將定量閥104內的尿素水向尿素箱105送回的回流閥115。這里，當回流閥115是開時，將來自尿素箱105的尿素水向定量閥104供給，當回流閥115是關時，將定量閥104內的尿素水向尿素箱105送回。在回流閥115被切換為將尿素水向定量閥104供給的情況下，供給模塊106用該SM泵112將尿素箱105內的尿素水通過送液線路(吸入線路)116吸起，通過壓送線路(壓力線路)117向定量閥104供給，將剩余的尿素水通過回收線路(返回線路)118向尿素箱105送回。在尿素箱105中，設有SCR傳感器11 9。SCR傳感器119具備測量尿素箱105內的尿素水的液面高度(液位)的液位傳感器120、測量尿素箱105內的尿素水的溫度的溫度傳感器121、和測量尿素箱105內的尿素水的品質的品質傳感器122。品質傳感器122例如根據超聲波的傳播速度及導電度，檢測尿素水的濃度及在尿素水中是否混合有異質混合物，檢測尿素箱105內的尿素水的品質。在尿素箱105和供給模塊106上，連接使用來將發(fā)動機E冷卻的冷卻水循環(huán)的冷卻線路123。冷卻線路123通過尿素箱105內，在冷卻線路123中流動的冷卻水與尿素箱105內的尿素水之間進行熱交換。同樣，冷卻線路123通過供給模塊106內，在冷卻線路123中流動的冷卻水與供給模塊106內的尿素水之間進行熱交換。在冷卻線路123中，設有切換是否向尿素箱105和供給模塊106供給冷卻水的箱加熱閥(冷卻閥門)124。另外，構成為，在定量閥104上也連接冷卻線路123，但不論箱加熱閥124的開閉，都對定量閥104供給冷卻水。另外，在圖I中，將圖簡化而沒有示出，但冷卻線路123沿著尿素水通過的送液線路116、壓送線路117、回收線路118配設。在圖2中表示D⑶126的輸入輸出結構圖。如圖2所示，在ECU126上，連接著來自上游側NOx傳感器110、下游側NOx傳感器111、SCR傳感器119 (液位傳感器120、溫度傳感器121、品質傳感器122)、排氣溫度傳感器109、供給模塊106的SM溫度傳感器113和尿素水壓力傳感器114、以及控制發(fā)動機E的ECM(Engine ControlModule :發(fā)動機控制模塊)125的輸入信號線。從ECM125輸入外界氣溫、發(fā)動機參數(發(fā)動機轉速等)的信號。此外，在D⑶126上，連接著向箱加熱閥124、供給模塊106的SM泵112和回流閥115、定量閥104、上游側NOx傳感器110的加熱器、下游側NOx傳感器111的加熱器的輸出信號線。另外，關于DCU126與各部件的信號的輸入輸出，是經由單獨信號線的輸入輸出、經由CAN (Controller AreaNetwork :控制器局域網絡)的輸入輸出的哪種都可以。D⑶126基于來自ECM125的發(fā)動機參數的信號、和來自排氣溫度傳感器109的廢氣溫度，推測廢氣中的NOx的量，并基于推測出的廢氣中的NOx的量決定從定量閥104噴射的尿素水量，進而，當以由定量閥104決定的尿素水量噴射時，基于上游側NOx傳感器110的檢測值控制定量閥104，調整從定量閥104噴射的尿素水量。在SCR系統100中，將儲存在尿素箱105內的尿素水的溫度通過尿素水溫度傳感器(在本實施方式中是設在SCR傳感器119中的溫度傳感器121)測量，在測量到尿素水凍結的情況下根據需要進行解凍控制。當作為尿素水溫度傳感器的溫度傳感器121發(fā)生故障時，則不能檢測尿素水的溫度，所以在SCR系統100中具備診斷溫度傳感器121的故障的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統(以下，只稱作有效性診斷系統)。如圖3所示，有效性診斷系統129具有將由溫度傳感器121測量出的尿素水的溫度與外界氣溫比較來診斷溫度傳感器121的故障的有效性診斷部127。該有效性診斷部127安裝在DCU126中。有效性診斷部127在確認沒有經由CAN從ECM125送來的數據(CAN數據)、即外界氣溫關聯的異常、沒有測量尿素水的液位的液位傳感器120關聯的異常、沒有溫度傳感器121的電路異常的基礎上，根據DCU126中具有的變量、即電池電壓和由發(fā)動機運行計時器測量的經過時間來判斷是否是發(fā)動機剛起動之后。這里，所謂發(fā)動機運行計時器，是測量從發(fā)動機起動起的經過時間的裝置。例如，當發(fā)動機轉速成為預先設定的轉速(rpm)以上時發(fā)動機運行計時器判斷為發(fā)動機起動而開 始計時，當發(fā)動機轉速成為上述設定的轉速(rpm) —規(guī)定的轉速(例如25rpm)以下時將計時復位。另外，通常沒有直接測量外界氣溫的溫度傳感器(由于經濟上的原因而沒有設置)，所以例如使用進氣歧管溫度或由設在MAF傳感器中的MAF溫度傳感器測量的MAF溫度作為外界氣溫。有效性診斷部127在判斷為是發(fā)動機剛起動之后的情況下，將由溫度傳感器121得到的尿素水的溫度與外界氣溫比較，此外在判斷為不是發(fā)動機剛起動之后的情況下，不進行溫度傳感器121的故障診斷。進而，當將尿素水的溫度與外界氣溫比較的結果是該溫度差比預先設定的閾值大時，有效性診斷部127將溫度傳感器121診斷為故障。有效性診斷系統129這樣診斷溫度傳感器121的故障，但通過僅在發(fā)動機剛起動之后的條件下許可診斷，例如在低外界氣溫時補充了保存在房間等中的溫暖的尿素水的情況下，尿素箱105內的尿素水的溫度上升，根據補充的量而由溫度傳感器121測量的尿素水的溫度與外界氣溫的溫度差變大，產生誤診斷為溫度傳感器121發(fā)生故障的問題。所以，本發(fā)明者們在有效性診斷系統129中安裝了尿素水液位條件判斷部128，該尿素水液位條件判斷部128基于尿素箱105內的尿素水液位許可通過有效性診斷部127的診斷。該尿素水液位條件判斷部128將由設在尿素箱105內的尿素水液位傳感器(在本實施方式中是設在SCR傳感器119中的液位傳感器120)測量出的尿素水液位在即將切斷(點火關閉；車輛停止)之前存儲到存儲部130中，在接通(點火打開；車輛起動)后，求出存儲在存儲部130中的尿素水液位與當前的尿素水液位的液位差，當該液位差在預先設定的閾值以下時，由有效性診斷部127許可通過溫度比較的診斷。在即將切斷之前存儲到存儲部130中是因為，通過切斷而SCR傳感器119關閉，之后不能測量尿素水液位。此外，存儲部130例如由EEPROM等可重寫的介質構成。在圖4中示出將尿素水液位條件判斷部128的動作匯總的流程圖。如圖4所示，尿素水液位條件判斷部128將接通后由SCR傳感器119的液位傳感器120測量出的尿素箱105內的當前的尿素水液位與在即將切斷之前存儲在存儲部130中的尿素水液位進行比較，判斷它們的液位差是否在預先設定的閾值以下(步驟401)。另外，在初次診斷時等在存儲部130中沒有存儲尿素水液位的情況下，尿素水液位條件判斷部128不許可通過有效性診斷部127的診斷而結束動作。當在步驟401中判斷為液位差比設定的閾值大時，尿素水液位條件判斷部128不許可通過有效性診斷部127的診斷而結束動作，此外，當判斷為液位差在設定的閾值以下時，尿素水液位條件判斷部128許可通過有效性診斷部127的診斷(步驟402)。通過這樣的動作，尿素水液位條件判斷部128僅在尿素箱105內的尿素水液位大致不變化的情況下許可尿素水溫度傳感器的診斷。通過圖5說明具備該尿素水液位條件判斷部128的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統129的動作。有效性診斷系統129中具備的有效性診斷部127首先確認沒有作為CAN數據的外界氣溫關聯的異常、沒有測量尿素水的液位的液位傳感器120關聯的異常、沒有溫度傳感 器121的電路異常(步驟500)，在某個中有異常的情況下結束診斷。在步驟500中確認沒有各種異常后，有效性診斷部127判斷D⑶126中具有的變量、即電池電壓是否在預先設定的范圍內(步驟501 )。當在步驟501中判斷為電池電壓在預先設定的范圍外時，有效性診斷部127不進行溫度傳感器121的診斷而結束處理。此外，當在步驟501中判斷為電池電壓在預先設定的范圍內時，有效性診斷部127判斷由發(fā)動機運行計時器測量出的經過時間是否在預先設定的范圍內(步驟502)。當在步驟502中判斷為由發(fā)動機運行計時器測量出的經過時間在預先設定的范圍外時，有效性診斷部127不進行溫度傳感器121的診斷而結束處理。此外，當在步驟502中判斷為由發(fā)動機運行計時器測量出的經過時間在預先設定的范圍內時，由尿素水液位條件判斷部128按照圖4所示的流程圖進行是否滿足基于尿素水液位的診斷許可條件(尿素水液位條件)的判斷(步驟503)。當在步驟503中判斷為滿足尿素水液位條件判斷部128的尿素水液位條件時,有效性診斷部127將通過溫度傳感器121得到的尿素水的溫度與在尿素水液位條件成立后的規(guī)定時間內測量出的外界氣溫中的最低值進行比較(步驟504)。這里，使用在尿素水液位條件成立后的規(guī)定時間內測量出的外界氣溫中的最低值是為了將對診斷結果的影響抑制在最小限度內。即，當在本診斷中汽車起步時，作為外界氣溫的進氣歧管溫度及MAF溫度有可能上升，在此情況下給診斷結果帶來較大影響，但通過使用最低值，能夠將這些影響排除。當在步驟504中判斷為尿素水的溫度與外界氣溫的溫度差在預先設定的閾值以下時，有效性診斷部127判斷為溫度傳感器121是正常的(步驟505)。當在步驟504中判斷為尿素水的溫度與外界氣溫的溫度差比預先設定的閾值大時，有效性診斷部127判斷為溫度傳感器121發(fā)生故障(步驟506)。另外，也可以將這些步驟重復，當連續(xù)多次判斷為故障時才進行故障的判斷。這樣，在本發(fā)明的有效性診斷系統129中，除了以往的步驟501、502的診斷許可條件以外，還判斷是否滿足尿素水液位條件判斷部128的尿素水液位條件，所以在對尿素箱105內補充了尿素水的情況下不進行診斷，能夠防止盡管溫度傳感器121沒有故障、卻判斷為故障的誤診斷。標記說明
105尿素箱120液位傳感器121溫度傳感器127有效性診斷部128尿素水液位條件判斷部129尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統
130存儲部
權利要求
1.一種尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統，具有將由尿素箱內設置的尿素水溫度傳感器測量出的尿素水的溫度與外界氣溫比較來診斷上述尿素水溫度傳感器的故障的有效性診斷部，其特征在于， 具有尿素水液位條件判斷部，該尿素水液位條件判斷部將由尿素箱內設置的尿素水液位傳感器測量出的尿素水液位在即將切斷之前存儲到存儲部中，在接通后求出存儲在上述存儲部中的尿素水液位與當前的尿素水液位的液位差，當該液位差在預先設定的閾值以下時，許可由上述有效性診斷部通過溫度比較而進行的診斷。
全文摘要
提供一種能夠防止對尿素箱內補充了尿素水的情況下的誤診斷的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統。在具有將由尿素箱(105)內設置的溫度傳感器(121)測量出的尿素水的溫度與外界氣溫比較來診斷溫度傳感器(121)的故障的有效性診斷部(127)的尿素水溫度傳感器的有效性診斷系統(129)中，具有尿素水液位條件判斷部(128)，該尿素水液位條件判斷部(128)將由尿素箱(105)內設置的液位傳感器(120)測量出的尿素水液位在即將切斷之前存儲到存儲部(130)中，在接通后求出存儲在存儲部(130)中的尿素水液位與當前的尿素水液位的液位差，當該液位差在預先設定的閾值以下時，許可由有效性診斷部(127)通過溫度比較而進行的診斷。
文檔編號F01N3/20GK102892989SQ20118002455
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2010年5月17日
發(fā)明者高橋弘隆, 浜口美則, 水谷正治 申請人:五十鈴自動車株式會社