(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤を収容する貯蔵タンクと、前記還元剤を圧送するポンプと、前記ポンプによって圧送された前記還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプ及び前記還元剤噴射弁を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出装置であって、
前記圧力センサのセンサ値をもとに前記供給経路内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態で前記ポンプの出力を固定するポンプ制御部と、
前記ポンプの出力を固定した状態で前記還元剤噴射弁を所定時間開弁させる還元剤噴射弁制御部と、
前記還元剤噴射弁が、前記所定時間開弁したときの前記供給経路内の圧力又は圧力低下量を、複数の閾値と比較することによって、前記還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定する詰まり判定部と、
を備えるとともに、
前記詰まり判定部は、前記還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて前記還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、前記還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、前記複数の閾値を用いて前記詰まりの程度を判定し、かつ、
前記還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、前記複数の閾値の数が前記噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出装置。
【請求項２】
前記ポンプ制御部は、還元剤噴射制御の実行中に前記供給経路内の圧力が所定の目標圧力で維持されるように前記ポンプの出力のフィードバック制御を行い、
前記還元剤噴射制御の実行中に前記還元剤噴射弁からの噴射量に応じた前記ポンプの出力の変化が見られない場合に、前記詰まり判定部は前記詰まりの程度の判定を実行することを特徴とする請求項１に記載の還元剤噴射弁の異常検出装置。
【請求項３】
前記還元剤として尿素水溶液が用いられる場合に、前記詰まり判定部は、前記還元剤噴射弁の詰まりが検出されたときに、外気温度又は排気ガスの温度が、所定温度未満であるときには、前記還元剤噴射装置に備えられた加熱手段又は排気温度昇温手段を作動させた後、再度前記詰まりの程度を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の還元剤噴射弁の異常検出装置。
【請求項４】
還元剤を収容する貯蔵タンクと、前記還元剤を圧送するポンプと、前記ポンプによって圧送された前記還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプ及び前記還元剤噴射弁を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における前記還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出方法であって、
前記供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態で前記ポンプの出力を固定するとともに、前記還元剤噴射弁を所定時間開弁し、前記還元剤噴射弁を前記所定時間開弁したときの前記供給経路内の圧力又は圧力低下量を求め、検出された前記供給経路内の圧力又は圧力低下量を、複数の閾値と比較することによって、前記還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定するとともに、
前記還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて前記還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、前記還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、前記複数の閾値を用いて前記詰まりの程度を判定し、かつ、
前記還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、前記複数の閾値の数が前記噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤噴射弁の異常を検出するための異常検出装置及び異常検出方法に関するものである。
特に、排気ガス中の窒素酸化物を浄化するための還元剤を，排気管内に噴射する還元剤噴射弁において生じた、所定の詰まり現象を検出するための異常検出装置及び異常検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスには窒素酸化物（ＮＯX）が含まれている。このＮＯXを還元浄化する排気浄化装置の一つとして、内燃機関の排気管にＮＯX浄化触媒を配設するとともに、ＮＯX浄化触媒の上流側で尿素水溶液や未燃燃料等の還元剤を噴射するように構成された排気浄化装置がある。
このような排気浄化装置では、還元剤と排気ガス中のＮＯXとの還元反応をＮＯX浄化触媒中で促進させることによって、ＮＯXを窒素や水、二酸化炭素等に分解して大気中に放出するようになっている。
【０００３】
このような排気浄化装置に備えられる還元剤噴射装置の一態様として、還元剤噴射弁を介して還元剤を直接的に排気管内に供給するインジェクション式の還元剤噴射装置がある。
【０００４】
ここで、還元剤として尿素水溶液を用いる場合、尿素水溶液は所定の温度域において凍結や結晶化を生じる性質を有しており、還元剤噴射弁の詰まりの原因になりやすい。
また、還元剤の種類にかかわらず、排気ガスに含まれるスス等の微粒子や未燃燃料が還元剤噴射弁内部に進入して炭化するなどして、還元剤噴射弁の詰まりを生じる場合もある。このような詰まりが還元剤噴射弁に生じると、排気管内に目標量の還元剤を噴射することが困難となり、ＮＯX浄化触媒に供給すべき還元剤量が不足して、排気浄化効率が低下してしまう。
【０００５】
そこで、還元剤噴射弁の詰まりを検出する方法として、還元剤噴射弁及びポンプを接続する供給経路内の圧力低下量を用いて詰まりの有無を判定する方法が開示されている（特許文献１参照）。
より具体的には、インジェクション式の噴射装置において、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量と、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量と、を比較して、還元剤噴射弁の詰まりを判定する方法である。
この判定方法では、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量との差が所定値以下となった場合に、還元剤噴射弁に詰まりが有ると判定するように構成されている。
【０００６】
また、供給経路内の圧力低下量を用いて詰まりの有無を判定する方法として、下記のような方法も開示されている（特許文献２参照）。
より具体的には、例えば、第１還元剤経路（ポンプ及び還元剤噴射弁の間に配設された経路）に配置された圧力センサによって検出される値が所定の値に維持されるようにポンプの駆動をＤＵＴＹ制御し、ポンプの駆動ＤＵＴＹが所定のしきい値未満となっているか否かを判別する工程と、ポンプの駆動ＤＵＴＹが所定のしきい値未満となっていると判別された場合に、ポンプを停止するとともに還元剤噴射弁を全開し、圧力センサによって検出される第１還元剤経路内の圧力値が所定時間内に低下する圧力低下量を算出する工程と、算出された圧力低下量をもとに、第１還元剤経路又は第２還元剤経路（還元剤噴射弁に接続され還元剤を循環させるための経路）に詰まりが生じているか否かを判別する工程と、を含む還元剤経路の詰まり判定方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１８０１９３号公報（全文、全図）
【特許文献２】特開２００８−２０２４６９号公報（全文、全図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、還元剤噴射弁は、噴孔の全てあるいは大部分が塞がれる詰まり（以下「完全詰まり」と称する。）を生じる場合があれば、完全詰まり程ではないものの噴孔の一部が塞がれる詰まり（以下「部分詰まり」と称する）を生じる場合もある。
このような部分詰まりでは、噴孔の閉塞度合によって詰まりの程度が異なってくる。そして、詰まりの程度が異なると、所定の開弁期間に還元剤噴射弁から噴射される還元剤量に差が生じることとなる。
【０００９】
ここで、特許文献１や特許文献２に記載の詰まり判定方法では、圧力低下量を所定の閾値と比較するようになっている。
すなわち特許文献１や特許文献２の詰まり判定方法は、詰まりが生じているか否かという荒い判定結果を得ることはできても、どの程度の詰まり生じているかという細かい判定結果まで得ることができないものである。
したがって、詰まりの程度を、正確に判定することができないと、詰まりに起因した還元剤の噴射量の補正を正確に行うことが困難になり、その結果、詰まりが解消されるまでの間の排気浄化効率の低下を最小限に抑えることができなくなる。
また、詰まりの程度を判定することができないと、還元剤噴射弁を交換すべきであるか、あるいは噴射量補正で対応可能であるか等、その後の対応を詰まりの程度に応じて判断することが困難になる。
【００１０】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、還元剤噴射弁の詰まり判定を行うための閾値を複数設け、これらの閾値と、還元剤供給経路内の圧力と、を比較することにより、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、還元剤噴射弁の詰まりの程度を検出することができる還元剤噴射弁の異常検出装置及び異常検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、還元剤を収容する貯蔵タンクと、還元剤を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁を接続する供給経路と、供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出装置であって、圧力センサのセンサ値をもとに、供給経路内の圧力を検出する圧力検出部と、供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態でポンプの出力を固定するポンプ制御部と、ポンプの出力を固定した状態で還元剤噴射弁を所定時間開弁させる還元剤噴射弁制御部と、還元剤噴射弁を所定時間開弁したときの供給経路内の圧力又は圧力低下量を複数の閾値と、比較することによって、還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定する詰まり判定部と、を備えるとともに、詰まり判定部は、還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、複数の閾値を用いてつまりの程度を判定し、かつ、還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、複数の閾値の数が噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１３】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置を構成するにあたり、ポンプ制御部は、還元剤噴射制御の実行中に供給経路内の圧力が所定の目標圧力で維持されるようにポンプの出力のフィードバック制御を行い、還元剤噴射制御の実行中に還元剤噴射弁からの噴射量に応じたポンプの出力の変化が見られない場合に、詰まり判定部は詰まりの程度の判定を実行することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置を構成するにあたり、還元剤として尿素水溶液が用いられる場合に、詰まり判定部は、還元剤噴射弁の詰まりが検出されたときに、外気温度又は排気ガスの温度が所定温度未満であるときには、還元剤噴射装置に備えられた加熱手段又は排気温度昇温手段を作動させた後、再度詰まりの程度を判定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の別の態様は、還元剤を収容する貯蔵タンクと、還元剤を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁を接続する供給経路と、供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出方法において、供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態でポンプの出力を固定するとともに還元剤噴射弁を所定時間開弁し、還元剤噴射弁を所定時間開弁したときの供給経路内の圧力又は圧力低下量を求め、検出された供給経路内の圧力又は圧力低下量を複数の閾値と比較することにより還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定するとともに、還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、複数の閾値を用いてつまりの程度を判定し、かつ、還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、複数の閾値の数が噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置及び異常検出方法によれば、ポンプの出力を固定した状態で還元剤噴射弁を所定時間開弁したときの供給経路内の圧力又は圧力低下量と複数の閾値との比較が行われるために、詰まりの程度に応じて異なる圧力変化量に基づいて詰まりの程度を検出することができる。
したがって、還元剤噴射弁の詰まりの程度に応じて還元剤の噴射量補正や詰まりを解消するための制御を行ったり、還元剤噴射弁の交換の要否を適確に判断したりすることができる。
【００１８】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置において、詰まり判定部が、あらかじめ還元剤噴射弁に完全な詰まりが生じているか否かを判定した後、完全な詰まりが見られないときに還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定することにより、還元剤噴射弁に完全な詰まりが生じている場合には、速やかに還元剤噴射制御を停止させたり、還元剤噴射弁の交換を促したりすることができる。
【００１９】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置において、詰まり判定部が、還元剤噴射制御の実行中に何らかの異常が見られたときにのみ所定の詰まりの程度の判定を実行することにより、異常が見られるまでの間は、還元剤噴射制御が中断させられることがないため、排気浄化制御に影響を与えることがなくなる。
【００２０】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置において、還元剤として尿素水溶液が用いられる場合、還元剤噴射弁の詰まりが検出されたときの外気温度又は排気ガスの温度が所定温度未満であるときには、詰まり判定部は、所定の加熱手段又は排気温度昇温手段を作動させた後に再度詰まりの程度を判定することにより、還元剤の凍結や一時的な結晶化を原因とする詰まり以外の詰まりの程度を検出することができる。
【００２１】
また、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置において、還元剤噴射弁の噴孔の数の閾値を用いて詰まりの程度を判定することにより、詰まりの程度を噴孔の数に照らして判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】排気浄化装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出方法（第２の実施形態に係る三次判定制御）を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出方法（第２の実施形態に係る三次判定制御）を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る一次判定制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る二次判定制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照して、本発明の還元剤噴射弁の異常検出装置及び異常検出方法に関する実施形態について具体的に説明する。
ただし、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材が示され、適宜説明が省略されている。
【００２４】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、還元剤を収容する貯蔵タンクと、還元剤を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁を接続する供給経路と、供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出装置であって、圧力センサのセンサ値をもとに、供給経路内の圧力を検出する圧力検出部と、供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態でポンプの出力を固定するポンプ制御部と、ポンプの出力を固定した状態で還元剤噴射弁を所定時間開弁させる還元剤噴射弁制御部と、還元剤噴射弁を所定時間開弁したときの供給経路内の圧力又は圧力低下量を複数の閾値と、比較することによって、還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定する詰まり判定部と、を備えるとともに、詰まり判定部は、還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、複数の閾値を用いて詰まりの程度を判定し、かつ、還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、複数の閾値の数が前記噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出装置である。
以下、構成要件に分けて、具体的に説明する。
【００２５】
１．排気浄化装置
図１は、還元剤噴射装置３０が備えられる排気浄化装置１０の構成例を示している。この排気浄化装置１０は、還元触媒２０と、パティキュレートフィルタ２１と、酸化触媒２２と、還元剤噴射装置３０と、制御装置６０等を備えている。
この排気浄化装置１０は、車両に搭載された内燃機関５から排出される排気ガス中のＮＯXを、還元剤としての尿素水溶液を用いて浄化する尿素ＳＣＲシステムとして構成されている。ただし、本発明において還元剤は尿素水溶液に限られるものではない。
【００２６】
また、還元触媒２０は、排気管１１に配設されており、上流側で排気管１１内に噴射された尿素水溶液が加水分解することで生成されるアンモニアを吸着し、アンモニアとＮＯXとの還元反応を促進して、ＮＯXを窒素や水、二酸化炭素等に分解する。還元触媒２０は公知の触媒が適宜用いられる。
【００２７】
また、還元触媒２０の上流側には、上流側温度センサ１２が設けられ、下流側には下流側温度センサ１３及びＮＯXセンサ１４が設けられている。
これらのセンサで検出されるセンサ情報は制御装置６０に送信され、排気温度Tgasや還元触媒温度Tcat、還元触媒２０下流側での排気ガス中のＮＯX濃度Nnox等が求められる。
【００２８】
また、パティキュレートフィルタ２１は、還元触媒２０の上流側に設けられており、排気ガス中の微粒子を捕集する。また、酸化触媒２２は、パティキュレートフィルタ２１の上流側に設けられており、主としてパティキュレートフィルタ２１の再生制御に用いられる。
具体的には、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に供給された未燃燃料を酸化して、排気ガスTgasを昇温させることにより、パティキュレートフィルタ２１に捕集された微粒子を強制的に燃焼させてパティキュレートフィルタ２１を再生させる。パティキュレートフィルタ２１及び酸化触媒２２はそれぞれ公知のものが適宜用いられる。
【００２９】
また、排気温度Tgasを上昇させる排気温度昇温手段は、ポスト噴射を実行させる手段に限られず、例えば酸化触媒２２の上流側に燃料を噴射供給する装置を用いることもできる。
なお、ヒータやバーナ装置等をパティキュレートフィルタ２１の上流側に備え、これらヒータやバーナ装置を作動させて排気温度Tgasを上昇させるようにしてもよい。
【００３０】
２．還元剤噴射装置
還元剤噴射装置３０は、貯蔵タンク３１と、還元剤噴射弁３４と、ポンプ４１を備えたポンプモジュール４０等を主たる要素として構成されている。
ここで、貯蔵タンク３１及びポンプ４１は、第１の供給経路５７で接続され、ポンプ４１及び還元剤噴射弁３４は第２の供給経路５８で接続されている。また、第２の供給経路５８の途中には、貯蔵タンク３１に通じる循環経路５９が接続されている。そして、還元剤噴射装置３０自体は公知の構成のものを用いることができる。
【００３１】
また、貯蔵タンク３１には、ＮＯX浄化効率や耐寒性等を考慮した濃度（例えば３２．５重量％）に調整された尿素水溶液が収容されている。
この濃度に調整された尿素水溶液の凍結温度はおよそ−１１℃である。寒冷時における尿素水溶液の局所的または全体的な凍結を予防するために、貯蔵タンク３１をはじめポンプモジュール４０や第２の供給経路５８等にはヒータ９２〜９７が備えられている。ヒータ９２〜９７の代わりに、エンジン冷却水等を循環させて還元剤噴射装置３０を加熱する構成とすることもできる。
【００３２】
この尿素水溶液は、寒冷時において凍結しやすいという性質に加え、尿素水溶液の温度が所定範囲内の温度状態（約８０℃〜１２０℃）にある場合には、尿素水溶液の溶媒である水分が蒸発して結晶化しやすいという性質を有している。
また、尿素水溶液の一時的な結晶化は、所定温度（約１２０℃）以上に加熱することで溶解させることができるが、時間とともに変性した結晶は、熱に強く、溶解させることが困難となるという性質を有している。
【００３３】
また、還元剤噴射弁３４は、還元触媒２０よりも上流側であってパティキュレートフィルタ２１よりも下流側の排気管１１に固定されており、排気管１１内に尿素水溶液を噴射する。
かかる還元剤噴射弁３４としては、例えば通電により全開又は全閉に制御される電磁駆動式のＯＮ−ＯＦＦ弁が用いられる。
本実施形態では、還元剤噴射弁３４として三つの噴孔を有する多噴孔型の還元剤噴射弁３４が用いられている。また、多噴孔型の還元剤噴射弁３４の一つ一つの噴孔は、例えば噴孔が一つのみである単噴孔型の還元剤噴射弁の噴孔と比較してその径が小さく成形される。ただし、単噴孔型の還元剤噴射弁であっても構わない。
【００３４】
また、ポンプモジュール４０は、ポンプ４１やフィルタ４２、圧力センサ４３等を備えて構成されている。
かかるポンプ４１は、例えば制御装置４０によって駆動制御される電動ポンプが用いられる。そして、本実施形態のポンプ４１は、圧力センサ４３によって検出される第２の供給経路５８内の圧力が所定値に維持されるように出力のフィードバック制御が行われるように構成されている。
【００３５】
また、フィルタ４２及び圧力センサ４３は第２の供給経路５８に配置されている。
そして、フィルタ４２によって尿素水溶液中の異物が捕集される。
また、圧力センサ４３から出力されるセンサ値に基づいて第２の供給経路５８内の圧力Pvが検出される。検出される第２の供給経路５８内の圧力Pvは、ポンプ４１の出力制御に加え、還元剤噴射弁３４の詰まり判定に用いられる。
【００３６】
３．制御装置（異常検出装置）
また、制御装置６０は、還元剤噴射装置３０の制御装置としての機能だけでなく、還元剤噴射弁３４の異常検出装置としての機能を有している。
図２は、本実施形態の制御装置６０のうちの還元剤噴射弁３４の異常検出に関連する部分について機能的なブロックで表した構成例を示している。
【００３７】
すなわち、本実施形態の制御装置６０は、ポンプ制御部６２と、還元剤噴射弁制御部６３と、ヒータ制御部６４と、排気温度昇温制御部６５と、詰まり判定部６６等を主たる要素として構成されている。各部はマイクロコンピュータ（図示せず。）によるプログラムの実行により実現されるようになっている。
【００３８】
この制御装置６０は、第２の供給経路５８に備えられた圧力センサ４３や排気管１１に備えられた上流側温度センサ１２及び下流側温度センサ１３、外気温度センサ等で検出されるセンサ情報だけでなく、燃料噴射量や噴射タイミング、内燃機関５の回転数Ne等をはじめとする、内燃機関５の運転状態に関する情報を読み込み可能になっている。
【００３９】
また、制御装置には図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられ、制御装置６０によって読み込まれる各種の情報や各部での演算結果が記憶される。このＲＡＭには、還元剤噴射弁３４の異常検出を実施するために用いられる三つの異なる閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3があらかじめ記憶されている。
【００４０】
また、ポンプ制御部６２は、圧力センサ４３によって検出される第２の供給経路５８内の圧力Pvを継続的に読み込み、この圧力Pvが所定の目標圧力Pv_tgtで維持されるようにポンプ４１の出力のフィードバック制御を行う。
また、ポンプ制御部６２は、詰まり判定部６６から診断開始信号Sdet_startを受け取ったときに、ポンプ４１の出力を固定する制御を行う。
【００４１】
また、還元剤噴射弁制御部６３は、排気温度Tgasや還元触媒温度Tcat、還元触媒２０下流側でのＮＯX濃度Nnox、さらには内燃機関５の運転状態に関する情報等に基づいて還元剤の目標噴射量Qureaを演算し、目標噴射量Qureaが達成されるように還元剤噴射弁３４の駆動制御を行う。
【００４２】
また、還元剤噴射弁制御部６３は、詰まり判定部６６から開弁信号Sopenを受け取ったときに、還元剤噴射弁３４があらかじめ決められた所定時間の開弁動作が行われるように通電制御を行う。この所定時間は、開弁に伴う還元剤の噴射によって第２の供給経路５８内の圧力の変化が顕著に現れるような時間であればよく、特に限定されるものではない。
【００４３】
また、ヒータ制御部６４は、ヒータ９２〜９７に対する通電制御を行い、還元剤噴射装置３０や尿素水溶液を加熱する制御を行う。
本実施形態の制御装置６０では、外気温度センサによって検出される外気温度Tenv等に基づいて、尿素水溶液が凍結を生じるおそれがあると判断される場合において、ヒータ９２〜９７への通電が行われる。また、ヒータ制御部６４は、詰まり判定部６６からヒータ作動信号Sheatを受け取ったときにも、ヒータ９２〜９７に対する通電制御を行う。
【００４４】
また、排気温度昇温制御部６５は、パティキュレートフィルタ２１に堆積した微粒子の堆積量Vpmが所定の閾値を超えたときに排気温度Tgasを昇温させる制御を行う。
そして、排気温度昇温制御部６５は、詰まり判定部６６から排気温度昇温実行信号Sregeを受け取ったときにも、排気温度Tgasを昇温させる制御を行う。
本実施形態において、排気温度昇温制御部６５は、内燃機関５の燃料噴射弁の制御部に対してポスト噴射実行信号を出力し、排気温度Tgasを昇温させるようになっている。
【００４５】
また、詰まり判定部６６は、圧力センサ４３によって検出される第２の供給経路５８内の圧力が所定範囲内にある場合にポンプ制御部６２に対して診断開始信号Sdet_startを出力してポンプ４１の出力を固定させる。
これと同時にあるいは少し遅れて、詰まり判定部６６は、還元剤噴射弁制御部６３に対して開弁信号Sopenを出力して還元剤噴射弁３４の所定時間の開弁動作が行われるように通電制御を実行させる。
そして、詰まり判定部６６は、還元剤噴射弁３４の開弁動作が行われたときの第２の供給通路５８内の圧力Pdetを、ＲＡＭに記憶された複数の閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3と比較して、還元剤噴射弁３４の詰まりの程度を判定する。
【００４６】
本実施形態の制御装置６０では、第２の供給経路５８内の圧力Pvが所定範囲内であること以外に、排気温度Tgasが所定温度以上であることが診断開始の条件とされているが、これ以外に、尿素水溶液の温度Tureaが所定温度以上であること等、種々の条件が設定されてもよい。排気温度Tgasが所定温度未満であるときには詰まり判定部６６は排気温度昇温制御部６５に対して排気温度昇温実行信号Sregeを出力する。
【００４７】
また、詰まり判定部６６によって実行される還元剤噴射弁３４の詰まりの程度を判定する方法について具体的に説明する。
すなわち、詰まり判定部６６は、還元剤噴射弁３４の所定時間の開弁動作が行われるように通電制御を実行した後に検出される圧力Pdetが、三つの閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3によって分けられる四つの領域A1〜A4のうちのどの領域に属するかを判別する。
【００４８】
また、詰まり判定部６６は、圧力Pdetが閾値Pdet_thr1を超える領域A4に属するときに、還元剤噴射弁３４が完全に詰まっている完全詰まり状態であると判定する。
また、詰まり判定部６６は、圧力Pdetが閾値Pdet_thr2を超え、閾値Pdet_thr1以下である領域A3に属するときに、完全詰まり状態ではないものの重度の詰まり状態であると判定し、圧力Pdetが閾値Pdet_thr3を超え、閾値Pdet_thr2以下である領域A2に属するときに軽度の詰まり状態であると判定する。
また、詰まり判定部６６は、圧力Pdetが閾値Pdet_thr3以下の領域A1に属するときには、還元剤噴射弁３４に詰まりが全く生じていない詰まり無し状態であると判定する。
【００４９】
上述したように、本実施形態の還元剤噴射装置３０では多噴孔型の還元剤噴射弁３４が用いられており、閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3は噴孔の数に合わせて設定されている。
すなわち、還元剤噴射弁３４の三つの噴孔の全てが詰まっているに等しい状態が完全詰まり状態として検出され、三つの噴孔のうち二つの噴孔が詰まっているに等しい状態が重度の詰まり状態として検出され、三つの噴孔のうち一つの噴孔が詰まっているに等しい状態が軽度の詰まり状態として検出されるように各閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3があらかじめ設定されている。閾値の数をさらに増やすことによって、詰まりの程度をより細かく判定することができるようになる。
【００５０】
また、本実施形態の制御装置６０において、詰まり判定部６６は、還元剤噴射弁３４に何らかの詰まりが生じていると判定された場合に、ヒータ制御部９４に対してヒータ作動信号Sheatを送信したり、排気温度昇温制御部９５に対して排気温度昇温実行信号Sregeを送信したりすることで、ヒータ９２〜９７を作動させたり排気温度Tgasを昇温させたりする。これによって、還元剤噴射弁３４の詰まりが還元剤の凍結や一時的な結晶化によって生じている場合にはこのような詰まりを解消する制御を実行させ、還元剤の凍結や一時的な結晶化以外の原因による詰まりを検出するように構成されている。
【００５１】
上述した詰まりの程度を判定する方法の例では、還元剤噴射弁３４の開弁動作が行われた後に検出される圧力を複数の閾値Pdet_thr1〜Pdet_thr3と比較しているが、還元剤噴射弁３４の開弁動作が行われた後の所定時間における第２の供給経路５８内の圧力の低下量や圧力低下割合を複数の閾値と比較するようにしても同様の異常検出が可能である。さらに、閾値は、所定の値でなく所定の勾配を有するパターンであってもよい。この場合、還元剤噴射弁３４の開弁動作が行われた後の所定時間における第２の供給経路５８内の圧力を継続的に監視し、第２の供給経路５８内の圧力の推移を複数の閾値と比較するようにしてもよい。
【００５２】
４．還元剤噴射弁の異常検出方法
次に、本実施形態の制御装置（異常検出装置）６０によって行われる還元剤噴射弁３４の詰まりの程度を判定する方法について、図３に示すタイミングチャート及び図４〜図５に示す制御フローに基づいて具体的に説明する。図３は、第２の供給通路５８内の圧力の経時変化及びタイマ値の推移を示している。
【００５３】
この制御フローの例では、まず、スタート後のステップＳ１１において、ポンプ４１が駆動している状態で、排気温度Tgasが所定温度Tgas0以上となっているか否かが判別される。直接排気温度Tgasを見るのではなく、触媒温度Tcat等から排気温度Tgasを推定するようにしてもよい。このステップＳ１１は、排気温度Tgasが所定温度Tgas0以上になるまで繰り返され、排気温度Tgasが所定温度Tgas0以上となるとステップＳ１２に進む。
【００５４】
ステップＳ１２において、今度は、第２の供給経路５８内の圧力Pvが所定範囲内の値を示しているか否かが判別される（図３のt0〜t1の期間）。圧力Pvが所定範囲内になければ正確な詰まり判定ができないことから本ルーチンを終了する一方、圧力Pvが所定範囲内にあればステップＳ１３に進み、ポンプ４１の出力を固定する。
【００５５】
次いで、ステップＳ１４において還元剤噴射弁３４による所定時間の開弁動作が行われるように通電制御を実行した後、ステップＳ１５において第２の供給経路５８内の圧力Pdetを読み込む。次いで、ステップＳ１６において、ステップＳ１５で読み込まれた圧力Pdetが閾値Pdet_thr1を超えているか否かが判別される（図３のt2の時点）。圧力Pdetが閾値Pdet_thr1を超えている場合には領域A4に属することになるためにステップＳ１７に進み、還元剤噴射弁３４が完全詰まり状態にあることを示すフラグF1を立ててステップＳ２３に進む一方、圧力Pdetが閾値Pdet_thr1以下である場合にはステップＳ１８に進む。
【００５６】
ステップＳ１８では圧力Pdetが閾値Pdet_thr2を超えているか否かが判別される。圧力Pdetが閾値Pdet_thr2を超えている場合には、圧力Pdetが閾値Pdet_thr2を超え、閾値Pdet_thr1以下である領域A3に属することになる。この場合には、ステップＳ１９に進み、還元剤噴射弁３４が重度の詰まり状態にあることを示すフラグF2を立ててステップＳ２３に進む。一方、圧力Pdetが閾値Pdet_thr2以下である場合にはステップＳ２０に進む。
【００５７】
ステップＳ２０では圧力Pdetが閾値Pdet_thr3を超えているか否かが判別される。圧力Pdetが閾値Pdet_thr3を超えている場合には、圧力Pdetが閾値Pdet_thr3を超え、閾値Pdet_thr2以下である領域A2に属することになる。この場合には、ステップＳ２１に進み、還元剤噴射弁３４が軽度の詰まり状態にあることを示すフラグF3を立ててステップＳ２３に進む。一方、圧力Pdetが閾値Pdet_thr3以下であり領域A1に属することになる場合にはステップＳ２２に進む。圧力Pdetが閾値Pdet_thr3以下であるために進んだステップＳ２２では、還元剤噴射弁３４に詰まりは生じていないと判定され、本ルーチンを終了する。
【００５８】
ステップＳ１７、ステップＳ１９、ステップＳ２１においてそれぞれ何らかの詰まりの発生を示すフラグが立てられて進んだステップＳ２３では、外気温度Tenvが所定の閾値Twnv0以上であるか否かが判別される。このステップは、還元剤噴射弁３４の詰まりが還元剤の凍結によって発生しているおそれを確認するためのステップである。外気温度Tenvが所定の閾値Twnv0以上である場合には次のステップＳ２４に進む一方、外気温度Tenvが所定の閾値Twnv0未満である場合にはステップＳ２８に進み、ヒータ作動回数をカウントするカウンタの値NAが所定の閾値NA0以上になっているか否かが判別される。
【００５９】
カウンタ値NAが閾値NA0未満である場合にはステップＳ２９に進みヒータ９２〜９７に通電して還元剤噴射装置３０を温めるとともに、カウンタ値NAを１進めた後、ステップＳ１２に戻る。一方、カウンタ値NAが以上になっている場合には、還元剤噴射装置３０は充分に温められており、還元剤噴射弁３４の詰まりが還元剤の凍結によるものではないと考えられるためにステップＳ２４に進む。
【００６０】
ステップＳ２４では、排気温度Tgasが所定の閾値Tgas1以上となっているか否かが判別される。直接排気温度Tgasを見るのではなく、触媒温度Tcat等から排気温度Tgasを推定するようにしてもよい。排気温度Tgasが閾値Tgas1以上になっている場合には次のステップＳ２５に進む一方、排気温度Tgasが閾値Tgas1未満の場合には、ステップＳ３０に進み、排気温度Tgas昇温制御の実行記録を示すフラグF4が立てられているか否かが判別される。
【００６１】
フラグF4が立てられていない場合にはステップＳ３１に進み排気温度昇温制御を実行するとともに、フラグF4を立てた後、ステップＳ１２に戻る。一方、フラグF4が立てられている場合には、還元剤噴射弁３４の詰まりが還元剤の一時的な結晶化によるものではないと考えられるためにステップＳ２５に進む。
【００６２】
ステップＳ２５に進んだ状態においては、還元剤噴射弁３４に詰まりが生じている可能性が高いために、エラーカウンタのカウンタ値NBを１進める。次いで、ステップＳ２６において、カウンタ値NBが、最終的に詰まりを生じていると判定するための閾値NB0以上になったか否かを判別する。カウンタ値NBが閾値NB0未満であればステップＳ１２に戻る一方、カウンタ値NBが閾値NB0以上になっていれば、ステップＳ２７に進み、詰まり状態を示すフラグF1〜F3のうち、現在立てられているフラグが示す詰まり状態に応じて判定結果の信号を出力して本ルーチンを終了する。
【００６３】
図示しないものの、還元剤噴射弁３４が軽度の詰まり状態や重度の詰まり状態であるときには、例えば、還元剤噴射弁３４の開弁時間を延長したり還元剤噴射弁３４の噴射圧力を増加したりすることで、還元剤噴射量のずれを抑える制御を行うことができる。また、還元剤噴射弁３４が重度の詰まり状態や完全詰まり状態であるときには、例えば、還元剤噴射弁３４の交換を促すための警告ランプを作動させつつ、内燃機関５の出力制限をかけることができる。
【００６４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る還元剤噴射弁の異常検出装置及び異常検出方法は、第１の実施形態で説明した還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定する前に、還元剤噴射弁に何らかの詰まりが生じているかの判定を行うように構成されている。
すなわち、還元剤を収容する貯蔵タンクと、還元剤を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された還元剤を内燃機関の排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁を接続する供給経路と、供給経路に設けられた圧力センサと、を備えた還元剤噴射装置における還元剤噴射弁の詰まりを検出するための還元剤噴射弁の異常検出方法において、供給経路内の圧力が所定範囲内の値となった状態でポンプの出力を固定するとともに還元剤噴射弁を所定時間開弁し、還元剤噴射弁を所定時間開弁したときの供給経路内の圧力又は圧力低下量を求め、検出された供給経路内の圧力又は圧力低下量を複数の閾値と比較することにより還元剤噴射弁の詰まりの程度を判定するとともに、還元剤噴射弁が完全に詰まっていることを判定するための一次閾値を用いて還元剤噴射弁に詰まりが生じているかを判定し、還元剤噴射弁が完全に詰まっていないと判定されたときに、複数の閾値を用いて詰まりの程度を判定し、かつ、還元剤噴射弁が複数の噴孔を有する多噴孔型である場合に、複数の閾値の数が前記噴孔の数と同じであることを特徴とする還元剤噴射弁の異常検出方法である。
以下、本実施形態の還元剤噴射弁の異常検出装置及び異常検出方法について、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。還元剤噴射装置３０の構成は第１の実施形態と同様のものが用いられている。
【００６５】
１．制御装置（異常検出装置）
図６は、本実施形態の制御装置１６０のうちの還元剤噴射弁３４の異常検出に関連する部分について機能的なブロックで表した構成例を示している。この制御装置１６０は、ポンプ制御部６２と、還元剤噴射弁制御部１６３と、ヒータ制御部６４と、排気温度昇温制御部６５と、第１の詰まり判定部１６８と、第２の詰まり判定部１６９等を主たる要素として構成されている。
これらのうち、ポンプ制御部６２と、ヒータ制御部６４と、排気温度昇温制御部６５は第１の実施形態で説明したものと同様に構成されている。
【００６６】
（１）還元剤噴射弁制御部
還元剤噴射弁制御部１６３の基本的な構成は、第１の実施形態の制御装置６０における還元剤噴射弁制御部６３と同様であるが、ここではさらに詳細に説明する。
還元剤噴射弁制御部１６３は、内燃機関５の運転状態から推定される還元触媒２０上流側のＮＯX濃度Nuに対するＮＯXセンサ１４によって検出される還元触媒２０下流側のＮＯX濃度Ndの比率Rnoxをゼロにするために、比率Rnoxの値に応じたフィードバック係数αを求める。このフィードバック係数αを、排気温度Tgasや還元触媒温度Tcat等に基づいて算出される還元剤の目標噴射量Qurea’に対して乗算することで目標噴射量Qureaが算出される。フィードバック係数αは所定の時間ごとに更新されるようにすることもできるし、常時更新されるようにすることもできる。
【００６７】
（２）第１の詰まり判定部
第１の詰まり判定部１６８は、一次判定制御及び三次判定制御を実行する。このうち、三次判定制御は第１の実施形態の制御装置６０における詰まり判定部６６によって実行される内容と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。この三次判定制御は、第２の詰まり判定部１６９から二次判定終了信号S2が送信されてきたときに実行される。
【００６８】
また、一次判定制御は、基本的には三次判定制御と同様に行われる。ただし、還元剤噴射弁３４の開弁動作が行われた後に読み込まれた第２の供給通路５８内の圧力Pdetと比較する一次閾値Pdet_thr0が、三次判定制御に用いられる閾値Pdet_thr1よりもやや高い値に設定されている。一次判定制御は、検出される圧力Pdetをこの一次閾値Pdet_thr0と比較することで、還元剤噴射弁３４に完全詰まり状態が確実に生じていることを検出する。この一次判定制御は、主として内燃機関５の始動時、すなわち、還元剤噴射装置３０の稼動時に実行されるものであり、実行時には第２の供給経路５８内にエアが混入しているおそれがあるために、完全詰まりが確実に生じているような場合のみを検出することが一次判定制御の目的となっている。
【００６９】
確実に完全詰まり状態が生じていることが検出された場合には、第１の詰まり判定部１６８は、速やかに還元剤噴射制御を停止させ、例えば、内燃機関をリンプホームモードに切り替えさせる。また、完全詰まり状態が検出されなかった場合には、第１の詰まり判定部１６８は第２の詰まり判定部１６９に対して一次判定終了信号S1を送信する。
【００７０】
（３）第２の詰まり判定部
第１の詰まり判定部１６８によって実行される一次判定制御及び三次判定制御が、ポンプ４１の出力を固定した状態で還元剤噴射弁３４の開弁動作を行ったときの第２の供給通路５８内の圧力変化を利用している。これに対して、第２の詰まり判定部１６９は、通常の還元剤噴射制御が実行され、ポンプ４１の出力が第２の供給経路５８内の圧力に基づいてフィードバック制御される状態で、ポンプ４１の出力が還元剤噴射弁３１からの噴射量に応じて変動しているかを見ることで還元剤噴射弁３４の詰まり判定を実行するように構成されている。
【００７１】
具体的に、第２の詰まり判定部１６９は、還元剤噴射弁３４の駆動DUTY及びポンプ４１の出力（駆動DUTY）を継続的に読込み、還元剤噴射弁３４の駆動DUTYに所定以上の変化が発生したときのポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpを求める。このポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが所定の閾値ΔD1未満である場合には、第２の詰まり判定部１６９は還元剤噴射弁３４が完全詰まり状態にあるおそれがあるとして、さらに三次判定制御を実行するよう第１の詰まり判定部１６８に対して二次判定終了信号S2を送信する。
【００７２】
また、ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD1以上である場合であっても、第２の詰まり判定部１６９は、駆動DUTYの変化ΔDpumpを今度は閾値D1よりも大きい値の閾値D2と比較する。駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値D2未満のときには、第２の詰まり判定部１６９は、還元剤噴射弁制御部１６３で設定されているそのときのフィードバック係数αを読込んで噴射量に生じている誤差の程度を把握し、さらに三次判定制御を実行するよう第１の詰まり判定部１６８に対して二次判定終了信号S2を送信する。
【００７３】
このように、この二次判定制御によって還元剤噴射弁３４に何らかの詰まりが生じていると判定された場合にのみ三次判定制御に移行される。したがって、そのような詰まりの可能性が現れるまでは、通常の燃料噴射制御モードを中断することなく還元剤噴射弁３４の詰まりの有無を監視することができる。
なお、還元剤噴射弁３４の駆動DUTYの代わりに噴射量の情報を用いることもできる。また、ポンプ４１の駆動DUTYの代わりに第２の供給経路５８内の圧力の情報やポンプ４１の吐出量の情報を用いることもできる。
【００７４】
２．還元剤噴射弁の異常検出方法
次に、本実施形態の制御装置（異常検出装置）１６０によって行われる還元剤噴射弁３４の詰まりの程度を判定する方法について、図７〜図９に示す制御フローに基づいて具体的に説明する。
【００７５】
図７は、本実施形態の詰まり判定の全体フローを示している。
この詰まり判定では、まず、ステップＳ１０１で一次判定制御が実行される。図８は、一次判定制御のフローを示している。この一次判定制御の例では、まず、図４〜図５に示す三次判定制御（第１の実施形態で説明した判定制御に相当）のフローのうち図４のステップＳ１２〜ステップＳ１５の手順に沿ってステップＳ２０１〜ステップＳ２０４を実行し、第２の供給経路５８内の圧力Pdetを読込む。次いで、ステップＳ２０５では、三次判定制御に用いられる閾値Pdet_thr1よりも大きい一次閾値Pdet_thr0を用いて、圧力Pdetが一次閾値Pdet_thr0を超えているか否かが判別される。
【００７６】
圧力Pdetが一次閾値Pdet_thr0以下の場合には、還元剤噴射弁３４が完全詰まり状態にはないと判断され、そのままステップＳ２１１に進む。一方、圧力Pdetが一次閾値Pdet_thr0を超えている場合には、還元剤噴射弁３４が完全詰まり状態にあるおそれがある。この場合、ステップＳ２０６に進み、三次判定制御のフローのうち図５のステップＳ２３〜ステップＳ３１の手順に沿って、以降のステップＳ２０６〜ステップＳ２０９を実行する。その結果、還元剤の凍結や一時的な結晶化が原因ではない完全詰まり詰まり状態が検出された場合にはステップＳ２１０に進み、完全詰まり状態が確実に生じていることを示すフラグF0を立ててステップＳ２１１に進む。
【００７７】
完全詰まり状態が確実に生じているか否かの判別が終了して進んだステップＳ２１１では、カウンタNA、カウンタNB、フラグF4をそれぞれリセットした上で、一次判定終了信号S1を送信して、一次判定制御を終了する。
【００７８】
図７に戻り、ステップＳ１０１で一次判定制御が終了すると、次のステップＳ１０２で、一次判定制御の結果、還元剤噴射弁３４の完全詰まり状態を示すフラグF0が立てられているか否かが判別される。フラグF0が立てられている場合にはステップＳ１０６に進む一方、フラグF0が立てられていない場合にはステップＳ１０３に進み、還元剤噴射装置３０による通常の還元剤噴射制御を開始した後、さらに二次判定制御を実行するためにステップＳ１０４に進む。
【００７９】
図９は、二次判定制御のフローを示している。この二次判定制御の例では、まず、ステップＳ３０１で還元剤噴射弁３４の駆動DUTYを継続的に読み込み、駆動DUTYの変化ΔDinjを算出する。次いで、ステップＳ３０２で、還元剤噴射弁３４の駆動DUTYの変化ΔDinjが所定値ΔD3以上であるか否かが判別される。駆動DUTYの変化ΔDinjが所定値ΔD3未満である場合にはステップＳ３０１に戻り、駆動DUTYの変化ΔDinjが所定値ΔD3以上であると判定されるまで、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２が繰り返される。
【００８０】
駆動DUTYの変化ΔDinjが所定値ΔD3以上になったときにはステップＳ３０３に進み、そのときのポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpを算出した後、ステップＳ３０４では、ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが所定の閾値ΔD1以下であるか否かが判別される。ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD1以下である場合には、還元剤噴射弁３４が完全詰まり状態にあるおそれがあるために、さらに三次判定制御を実行すべく、ステップＳ３０５に進んで二次判定終了信号S2を送信して二次判定制御を終了する。
【００８１】
一方、ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD1を超える場合にはステップＳ３０６に進み、今度はポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD1よりも大きい値の閾値ΔD2以下であるか否かが判別される。ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD2を超える場合には、還元剤噴射弁３４に詰まりのおそれがないためステップＳ３０１に戻る。一方、ポンプ４１の駆動DUTYの変化ΔDpumpが閾値ΔD2以下である場合にはステップＳ３０７に進み、還元剤噴射弁制御部１６３で設定されている現在のフィードバック係数αを読込み、フィードバック係数αが所定の閾値α0以上になっているか否かが判別される。
【００８２】
フィードバック係数αが閾値α0未満の場合には、還元剤噴射弁３４に部分的な詰まりが起きている可能性があるものの、還元剤の噴射量には大きな影響を与えていないことから三次判定制御には移らずにステップＳ３０１に戻る。一方、フィードバック係数αが閾値α0以上となっている場合には、還元剤の噴射量に大きな影響を与えるほどに還元剤噴射弁３４の部分詰まりが生じているおそれがあるために、さらに三次判定制御を実行すべく、ステップＳ３０５に進んで二次判定終了信号S2を送信して二次判定制御を終了する。
【００８３】
図７に戻り、ステップＳ１０４で実行される二次判定制御の結果、三次判定制御に移行する信号S2が送信されたときには、ステップＳ１０５に進み、三次判定制御が実行される。三次判定制御は、図４及び図５の制御フローに沿って実行される。
本実施形態では、二次判定制御において還元剤噴射弁３４になんらかの詰まりが生じている前提で三次判定制御に移行され、ステップＳ１０５の終了時には、還元剤噴射弁３４の詰まりの程度が特定されている。
【００８４】
そして、一次判定制御で完全詰まり状態が検出されるか、あるいは、三次判定制御で詰まりの程度が特定されて進んだステップＳ１０６では、詰まりの程度に応じて、例えば、還元剤噴射弁３４の交換を促すための警告ランプを作動させたり、内燃機関５の出力制限をかけたりした後、本ルーチンを終了する。
【００８５】
本実施形態の還元剤噴射弁の異常検出方法であれば、還元剤噴射装置３０の稼動時に還元剤噴射弁３４の完全詰まり状態が確実に生じているか否かが判別され、完全詰まり状態が見られたかったときに、通常の還元剤噴射制御が実行される。また、還元剤噴射制御が実行される間に還元剤噴射弁３４に何らかの詰まりが生じているおそれが見られない限りは、還元剤噴射制御が中断されることがない。したがって、排気浄化制御に影響を与えることなく、還元剤噴射弁３４の異常検出を実行することができる。
【符号の説明】
【００８６】
５：内燃機関、１０：排気浄化装置、１１：排気管、１２・１３：温度センサ、１４：ＮＯXセンサ、２０：還元触媒、３０：還元剤噴射装置、３１：貯蔵タンク、３４：還元剤噴射弁、４０：ポンプモジュール、４１：ポンプ、４２：フィルタ、４３：圧力センサ、５７：第１の供給経路、５８：第２の供給経路、５９：循環経路、６０：制御装置（還元剤噴射弁の異常検出装置）、６２：ポンプ制御部、６３：還元剤噴射弁制御部、６４：ヒータ制御部、６５：排気温度昇温制御部、６６：詰まり判定部、９２〜９７：ヒータ、１６３：還元剤噴射弁制御部、１６８：第１の詰まり判定部、１６９：第２の詰まり判定部
【図１】
0005534602.tif 000002
【図２】
0005534602.tif 000003
【図３】
0005534602.tif 000004
【図４】
0005534602.tif 000005
【図５】
0005534602.tif 000006
【図６】
0005534602.tif 000007
【図７】
0005534602.tif 000008
【図８】
0005534602.tif 000009
【図９】
0005534602.tif 000010