(57)【要約】【課題】構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出する排気浄化システムの電子制御装置を提供する。【解決手段】排気に含まれる窒素産乾物を還元する排気浄化システム１０の電子制御装置３０は、出力値取得部３２、出力値差算出部３３および析出判定部３４を備える。出力値差算出部３３は、インジェクタ１８から尿素水が噴射された噴射開始時に出力値取得部３２を通して圧力センサ２１で取得した開始時出力値、および噴射終了時に取得した終了時出力値を用いて、開始時出力値と終了時出力値との差を算出する。析出判定部３４は、出力値差算出部３３で算出した開始時出力値と終了時出力値との差に基づいて、尿素水タンク１４からインジェクタ１８へ至る尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に、尿素の析出があるか否かを判定する。【選択図】図１
2018096296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水タンク（１４）に貯えられている尿素水を内燃機関（１１）の排気通路（１３）に設けられているインジェクタ（１８）から前記排気通路（１３）を流れる排気へ噴射して、排気に含まれる窒素酸化物を還元する排気浄化システム（１０）の電子制御装置（３０）であって、
前記尿素水タンク（１４）から前記インジェクタ（１８）へ至る尿素水通路（１９）における尿素水の圧力を検出する圧力センサ（２１）から出力される出力値を取得する出力値取得部（３２）と、
前記インジェクタ（１８）から尿素水の噴射を開始する噴射開始時に前記出力値取得部（３２）で取得した開始時出力値、および前記インジェクタ（１８）から尿素水の噴射を終了する噴射終了時に前記出力値取得部（３２）で取得した終了時出力値を用いて、前記開始時出力値と前記終了時出力値との差を算出する出力値差算出部（３３）と、
前記出力値差算出部（３３）で算出した前記開始時出力値と前記終了時出力値との差に基づいて、前記尿素水タンク（１４）から前記インジェクタ（１８）へ至る尿素水配管部（１６）または前記インジェクタ（１８）に、尿素の析出があるか否かを判定する析出判定部（３４）と、
を備える電子制御装置。
【請求項２】
前記析出判定部（３４）は、前記出力値差算出部（３３）で算出した前記開始時出力値と前記終了時出力値との差が予め設定されている設定値以下のとき、前記尿素水配管部（１６）または前記インジェクタ（１８）に尿素の析出があると判定する請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記析出判定部（３４）において前記尿素水配管部（１６）または前記インジェクタ（１８）に尿素の析出があると判定されたとき、前記尿素水配管部（１６）に高圧の尿素水を充填する充填制御、および前記充填制御によって前記尿素水配管部（１６）に充填された尿素水を前記尿素水タンク（１４）へ戻すパージ制御を実施して、前記尿素水配管部（１６）に析出した尿素を除去する除去制御部（３７）をさらに備える請求項１または２記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記析出判定部（３４）において前記尿素水配管部（１６）または前記インジェクタ（１８）に尿素の析出があると判定されたとき、前記尿素水配管部（１６）に高圧の尿素水を充填する充填制御、および前記充填制御によって前記尿素水配管部（１６）に充填された尿素水を前記インジェクタ（１８）から噴射する噴射制御を実施して、前記インジェクタ（１８）に析出した尿素を除去する除去制御部（３７）をさらに備える請求項１または２記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記除去制御部（３７）は、前記パージ制御に続いて、前記充填制御によって前記尿素水配管部（１６）に充填された尿素水を前記インジェクタ（１７）から噴射する噴射制御を実施して、前記インジェクタ（１８）に析出した尿素を除去する請求項３記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システムの電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムとして尿素を用いる尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが公知である（特許文献１参照）。尿素ＳＣＲシステムでは、排気に尿素を添加することにより、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する。
【０００３】
しかしながら、尿素水は、尿素の水溶液であることから、燃料などに比較して融点が高く、低温の地域では凍結しやすい。また、尿素水の温度によっては水分が蒸発し、尿素水に含まれる尿素が結晶として析出する。このように尿素水タンクからインジェクタまでの尿素水配管部において尿素水が凍結したり、尿素の結晶が析出したりすると、尿素水の噴射が必要な時期に、排気への尿素水の添加が不十分になる。その結果、排気に含まれるＮＯｘが還元されないという問題がある。一方、尿素の析出を検出するための構成を追加すると、構造の複雑化や部品点数の増加を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７８６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出する排気浄化システムの電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、出力値取得部は、圧力センサから出力値を取得する。この圧力センサは、尿素水通路における尿素水の圧力を検出するための既存の構成である。出力値差算出部は、インジェクタから尿素水の噴射を開始する噴射開始時、および噴射を終了する噴射終了時において、それぞれ出力値取得部で取得した開始時出力値および終了時出力値からこれらの差を算出する。析出判定部は、出力値差算出部で算出された開始時出力値と終了時出力値との差から、尿素水配管部またはインジェクタに尿素の析出があるか否かを判定する。仮に尿素水配管部またはインジェクタに尿素が析出しているとき、インジェクタから排気への尿素の噴射は妨げられる。そのため、インジェクタから排気へ噴射される尿素水は、ＮＯｘの還元に必要な量よりも少なくなる。その結果、尿素水通路における尿素水の消費量が減少し、開始時出力値と終了時出力値との差は、尿素の析出がなく十分な量の尿素水が噴射されているときと比較して小さくなる。このように、析出判定部は、圧力センサから取得した出力値から尿素の析出があるか否かを判定する。上述のように圧力センサは、排気浄化システムに必須の構成である。したがって、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による電子制御装置を示す概略的なブロック図
【図２】第１実施形態による電子制御装置を適用した排気浄化システムの構成を示す模式図
【図３】第１実施形態による電子制御装置の処理の流れを示す概略図
【図４】第２実施形態による電子制御装置を示す概略的なブロック図
【図５】第２実施形態による電子制御装置の処理の流れを示す概略図
【図６】第３実施形態による電子制御装置の処理の流れを示す概略図
【図７】第４実施形態による電子制御装置の処理の流れを示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、複数の実施形態による排気浄化システムの電子制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図２に示す第１実施形態による排気浄化システム１０は、例えば車両に搭載されている内燃機関１１から排出される排気に尿素水を添加し、排気に含まれるＮＯｘを還元するＳＣＲシステムを構成している。内燃機関１１の排気は、排気管部材１２が形成する排気通路１３を経由して大気へ放出される。内燃機関１１は、例えばディーゼルエンジンである。なお、排気浄化システム１０は、内燃機関１１としてディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンに適用してもよい。また、排気浄化システム１０は、車載の内燃機関１１に限らず、例えば発電ユニットなどの据置型の内燃機関に適用してもよい。
【０００９】
排気浄化システム１０は、尿素水タンク１４、尿素水ポンプ１５、尿素水配管部１６、還元触媒１７およびインジェクタ１８を備えている。尿素水タンク１４は、尿素水である尿素の水溶液を貯えている。尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４に収容されている。尿素水ポンプ１５は、図示しないモータによって駆動される。すなわち、尿素水ポンプ１５は、図示しないモータへ電力を供給することにより駆動され、尿素水タンク１４から吸入した尿素水を加圧して、尿素水配管部１６が形成する尿素水通路１９へ吐出する。また、尿素水ポンプ１５は、図示しないモータが正方向へ回転するとき、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水を尿素水通路１９へ吐出する。一方、尿素水ポンプ１５は、図示しないモータが逆方向へ回転するとき、尿素水通路１９およびインジェクタ１８の尿素水を尿素水タンク１４へ吸い戻す。なお、尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４に収容することなく、尿素水タンク１４の外側に設けてもよい。還元触媒１７は、排気管部材１２が形成する排気通路１３に設けられている。
【００１０】
インジェクタ１８は、排気通路１３を形成する排気管部材１２に設けられている。インジェクタ１８は、排気管部材１２を貫いて先端が排気通路１３に露出している。尿素水通路１９は、尿素水タンク１４と反対側の端部がインジェクタ１８に接続している。尿素水ポンプ１５から吐出された尿素水は、尿素水通路１９を経由してインジェクタ１８へ供給される。尿素水タンク１４から供給された尿素水は、インジェクタ１８の先端に設けられた図示しない噴孔から排気通路１３を流れる排気へ噴射される。内燃機関１１から排出された排気とインジェクタ１８から噴射された尿素水とは、排気通路１３において混合され、還元触媒１７へ流入する。排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１７において尿素水に含まれる尿素と化学反応することにより還元される。
【００１１】
排気浄化システム１０は、上記に加え、圧力センサ２１を備えている。圧力センサ２１は、尿素水配管部１６に設けられ、尿素水通路１９を流れる尿素水の圧力を検出する。圧力センサ２１は、尿素水ポンプ１５とインジェクタ１８とを接続する尿素水配管部１６において、尿素水ポンプ１５の出口側、すなわち尿素水ポンプ１５よりもインジェクタ１８側に設けられている。
【００１２】
上述の排気浄化システム１０は、電子制御装置３０によって制御される。電子制御装置３０は、図１に示すようにマイクロコンピュータ３１、出力値取得部３２、出力値差算出部３３、析出判定部３４、ポンプ駆動部３５およびインジェクタ駆動部３６を備えている。マイクロコンピュータ３１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭによって構成されている。電子制御装置３０は、マイクロコンピュータ３１でＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、排気浄化システム１０をはじめとする内燃機関１１を搭載する車両の各部を制御する。一例として、電子制御装置３０は、圧力センサ２１で検出した尿素水の圧力に基づいて、尿素水ポンプ１５からの尿素水の吐出量などを制御する。
【００１３】
電子制御装置３０は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、出力値取得部３２、出力値差算出部３３、析出判定部３４、ポンプ駆動部３５およびインジェクタ駆動部３６をソフトウェア的に実現する。なお、出力値取得部３２、出力値差算出部３３、析出判定部３４、ポンプ駆動部３５およびインジェクタ駆動部３６は、ハードウェア的に実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。
ポンプ駆動部３５は、尿素水ポンプ１５に接続しており、尿素水ポンプ１５の図示しないモータの駆動を制御する。これにより、ポンプ駆動部３５は、図示しないモータを正回転方向または逆回転方向へ駆動する。インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ１８に接続しており、インジェクタ１８からの尿素水の噴射を制御する。
【００１４】
出力値取得部３２は、圧力センサ２１から出力値を取得する。尿素水通路１９に設けられている圧力センサ２１は、尿素水の圧力を検出し、検出した尿素水の圧力に対応する電気信号を出力する。出力値取得部３２は、この圧力センサ２１から出力される電気信号を出力値として取得する。
出力値差算出部３３は、出力値取得部３２で取得した圧力センサ２１の出力値に基づいて出力値差Ｄを算出する。具体的には、出力値差算出部３３は、インジェクタ１８から排気へ尿素水の噴射を開始する噴射開始時、およびインジェクタ１８から排気へ尿素水の噴射を終了する噴射終了時に、圧力センサ２１の出力値を出力値取得部３２から取得する。電子制御装置３０は、例えば内燃機関１１の運転状態や排気通路１３を流れる排気に含まれるＮＯｘの量などに基づいて、インジェクタ１８から尿素水を噴射する。この場合、電子制御装置３０は、必要な尿素水の量に基づいて尿素水の噴射期間を設定し、この噴射期間に基づいてインジェクタ１８を駆動する。すなわち、インジェクタ１８は、インジェクタ駆動部３６からの指示により、特定の期間、排気へ尿素水を噴射する。したがって、噴射開始時はインジェクタ１８から尿素水の噴射を開始するときであり、噴射終了時はインジェクタ１８から尿素水の噴射を終了するときである。このように、出力値差算出部３３は、尿素水の噴射を開始する噴射開始時、および尿素水の噴射を終了する噴射終了時に、それぞれ出力値取得部３２から圧力センサ２１の出力値を取得する。この場合、噴射開始時における圧力センサ２１の出力値は開始時出力値Ｐ１であり、噴射終了時における圧力センサ２１の出力値は終了時出力値Ｐ２である。出力値差算出部３３は、取得した開始時出力値Ｐ１と終了時出力値Ｐ２との差を、出力値差ＤとしてＤ＝Ｐ１−Ｐ２で算出する。
【００１５】
析出判定部３４は、出力値差算出部３３で算出した出力値差Ｄに基づいて、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８の少なくともいずれかに尿素の析出があるか否かを判定する。尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素水に含まれる尿素が析出しているとき、インジェクタ１８からの尿素水の噴射が妨げられる。そのため、尿素が析出しているとき、尿素水配管部１６が形成する尿素水通路１９を流れる尿素水は排気へ十分に噴射されないことがある。すなわち、尿素水通路１９の尿素水は十分に消費されず、尿素水通路１９における尿素水の圧力は低下しにくくなる。その結果、尿素の析出が予想される場合、インジェクタ１８から尿素水を噴射する前後において、圧力センサ２１から出力される出力値、すなわち開始時出力値Ｐ１と終了時出力値Ｐ２との差である出力値差Ｄは、予め設定されている設定値Ａ以下となる。そこで、析出判定部３４は、算出した出力値差Ｄが、設定値Ａ以下であるとき、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８の少なくとのいずれかに尿素の析出があると判定する。設定値Ａは、例えば尿素水の噴射期間の長短などに応じて任意に設定される。
【００１６】
次に、上記の構成による排気浄化システム１０の電子制御装置３０の制御の流れについて図３に基づいて説明する。
図３に示す析出判定の処理は、任意の時期に、内燃機関１１の運転中において排気へ尿素水を噴射するときにあわせて実施される。析出判定の処理を実施する時期は、例えば内燃機関１１の運転時間などに応じて設定される。
析出判定の処理を行なう場合、インジェクタ１８から排気へ尿素水の噴射が開始される（Ｓ１０１）。すなわち、インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ１８に尿素水の噴射の開始を指令する。出力値取得部３２は、この尿素水の噴射が開始された噴射開始時における圧力センサ２１の出力値を開始時出力値Ｐ１として取得する（Ｓ１０２）。
【００１７】
予め設定された期間、インジェクタ１８から排気へ尿素水が噴射されると、インジェクタ１８から排気への尿素水の噴射は終了する（Ｓ１０３）。すなわち、インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ１８に尿素水の噴射の停止を指令する。出力値取得部３２は、この尿素水の噴射が終了した噴射終了時における圧力センサ２１の出力値を終了時出力値Ｐ２として取得する（Ｓ１０４）。
出力値差算出部３３は、Ｓ１０２で取得した開始時出力値Ｐ１とＳ１０４で取得した終了時出力値Ｐ２とから出力値差Ｄを算出する（Ｓ１０５）。すなわち、出力値差算出部３３は、開始時出力値Ｐ１および終了時出力値Ｐ２から出力値差ＤをＤ＝Ｐ１−Ｐ２として算出する。析出判定部３４は、Ｓ１０５で算出した出力値差Ｄと設定値Ａとを比較する（Ｓ１０６）。析出判定部３４は、Ｓ１０６において出力値差Ｄが設定値Ａより大きいと判定すると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８のいずれにも尿素の析出がないと判定し（Ｓ１０７）、Ｓ１０１以降の処理を繰り返す。一方、析出判定部３４は、Ｓ１０６において出力値差Ｄが設定値Ａ以下であると判定すると（Ｓ１０６：Ｎｏ）、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８のいずれかに尿素の析出があると判定し（Ｓ１０８）、処理を終了する。
このように、析出判定部３４は、インジェクタ１８から排気への尿素水の噴射の前後における圧力センサ２１の出力値差Ｄに基づいて、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素の析出があるか否かを判定する。
【００１８】
以上説明した第１実施形態では、出力値取得部３２は、圧力センサ２１からインジェクタ１８からの尿素水の噴射の開始時および終了時に出力値を取得する。この圧力センサ２１は、尿素水通路１９における尿素水の圧力を検出するための既存の構成である。すなわち、圧力センサ２１は、排気浄化システム１０において尿素水ポンプ１５からの尿素水の吐出量を決定するために必須の構成である。析出判定部３４は、出力値差算出部３３で算出された開始時出力値Ｐ１と終了時出力値Ｐ２との差である出力値差Ｄに基づいて、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素の析出があるか否かを判定する。このように、析出判定部３４は、圧力センサ２１から取得した出力値から尿素の析出があるか否かを判定する。そして、圧力センサ２１は、排気浄化システム１０に必須の構成である。したがって、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
第２実施形態による電子制御装置を図４に示す。
第２実施形態による電子制御装置３０は、除去制御部３７を備えている。除去制御部３７は、マイクロコンピュータ３１でコンピュータプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現されている。なお、除去制御部３７は、ソフトウェア的に限らず、ハードウェア的またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現する構成としてもよい。
【００２０】
除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素の析出があると判定されたとき、配管クリーン制御として尿素水配管部１６に析出した尿素を除去するための充填制御およびパージ制御を実施する。すなわち、第１実施形態では、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８における尿素の析出の有無を判定するにとどまっている。これに対し、第２実施形態では、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８において尿素の析出があると判定されたとき、除去制御部３７は尿素水配管部１６に析出した尿素を除去するための配管クリーン制御を実施する。
【００２１】
除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素の析出があると判定されたとき、配管クリーン制御として充填制御およびパージ制御を実施する。充填制御は、インジェクタ１８からの尿素水の噴射を停止した状態で尿素水配管部１６に高圧の尿素水の充填するための制御である。具体的には、除去制御部３７は、充填制御のとき、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ１８からの尿素水の噴射を停止する。そして、除去制御部３７は、インジェクタ１８が尿素水の噴射を停止している状態でポンプ駆動部３５を通して尿素水ポンプ１５を正回転方向へ駆動する。これにより、尿素水配管部１６は、尿素水ポンプ１５によって高圧の尿素水が充填される。すなわち、インジェクタ１８が閉じている状態で尿素水ポンプ１５を駆動することにより、尿素水は尿素水配管部１６に高圧で充填される。
【００２２】
一方、除去制御部３７は、パージ制御のとき、インジェクタ１８からの尿素水の噴射の停止を継続する。そして、除去制御部３７は、インジェクタ１８が尿素水の噴射を停止している状態でポンプ駆動部３５を通して尿素水ポンプ１５を逆回転方向へ駆動する。これにより、充填制御により尿素水配管部１６に高圧で充填された尿素水は、パージ制御により尿素水タンク１４へ戻される。その結果、尿素水配管部１６に高圧で充填されていた尿素水は、尿素水タンク１４へ急速に戻される。このとき、除去制御部３７は、パージ制御の途中でインジェクタ１８を開放してもよい。パージ制御の途中でインジェクタ１８を開放することにより、インジェクタ１８の図示しない噴孔から空気が導入され、尿素水配管部１６における尿素水の移動速度が増大する。
除去制御部３７は、配管クリーン制御において、これら充填制御およびパージ制御を１回以上繰り返す。これにより、尿素水配管部１６に析出している尿素の結晶は、繰り返される充填制御およびパージ制御にともなって尿素水通路１９を移動する尿素水によって除去される。
【００２３】
第２実施形態による電子制御装置３０における処理の流れについて図５に基づいて説明する。
図５において尿素の析出を判定するためのＳ２０１〜Ｓ２０８の処理は、図３に示す第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様であるので説明を省略する。
Ｓ２０８において尿素の析出があると判定されると、除去制御部３７は、尿素水配管部１６に析出した尿素を除去するための配管クリーン制御を実施する（Ｓ２０９）。すなわち、除去制御部３７は、配管クリーン制御として、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する充填制御と、充填制御によって尿素水配管部１６に充填された尿素水を尿素水タンク１４へ戻すパージ制御とを１回以上繰り返す。これにより、尿素水配管部１６に析出した尿素の結晶は、繰り返される充填制御およびパージ制御にともなう尿素水の移動によって除去される。
【００２４】
第２実施形態では、尿素水配管部１６に析出した尿素は、配管クリーン制御における充填制御およびパージ制御にともなう尿素水通路１９における尿素水の移動によって尿素水配管部１６から除去される。これにより、尿素の析出が判定されたとき、析出した尿素の除去もあわせて実施される。このように析出した尿素を除去する場合も、排気浄化システム１０に必須の構成である尿素水ポンプ１５の正回転方向または逆回転方向への駆動、およびインジェクタ１８による尿素水の噴射の停止を実施するだけである。したがって、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出することができるだけでなく、尿素水配管部１６に析出した尿素を除去することができる。
【００２５】
（第３実施形態）
第３実施形態による電子制御装置について説明する。
第３実施形態による電子制御装置３０の構成は、第２実施形態と同様であり、除去制御部３７を備えている。第３実施形態の場合、除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素の析出があると判定されたとき、インジェクタクリーン制御としてインジェクタ１８に析出した尿素を除去するための充填制御および噴射制御を実施する。すなわち、第３実施形態では、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８において尿素の析出があると判定されたとき、除去制御部３７はインジェクタに析出した尿素を除去するためのインジェクタクリーン制御を実施する。
【００２６】
除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素の析出があると判定されたとき、インジェクタクリーン制御として充填制御および噴射制御を実施する。充填制御は、第２実施形態と同様にインジェクタ１８からの尿素水の噴射を停止した状態で尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填するための制御である。すなわち、除去制御部３７は、充填制御のとき、インジェクタ１８を閉じている状態で尿素水ポンプ１５を正回転方向へ駆動して、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する。
【００２７】
一方、除去制御部３７は、噴射制御のとき、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ１８からの尿素水の噴射を実施する。すなわち、除去制御部３７は、インジェクタ駆動部３６を通してインジェクタ１８を駆動し、インジェクタ１８から尿素水を噴射する。これにより、充填制御において尿素水配管部１６に充填された高圧の尿素水は、噴射制御によりインジェクタ１８から噴射される。その結果、尿素水配管部１６に高圧で充填されていた尿素水は、インジェクタ１８から排気通路１３へ勢いよく噴射される。
除去制御部３７は、これらの充填制御および噴射制御を１回以上繰り返す。これにより、インジェクタ１８に析出している尿素の結晶は、繰り返される充填制御および噴射制御にともなってインジェクタ１８を通過する尿素水によって除去される。
【００２８】
第３実施形態による電子制御装置３０における処理の流れについて図６に基づいて説明する。
図６において尿素の析出を判定するためのＳ３０１〜Ｓ３０８の処理は、図３に示す第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様であるので説明を省略する。
Ｓ３０８において尿素の析出があると判定されると、除去制御部３７は、インジェクタ１８に析出した尿素を除去するためのインジェクタクリーン制御を実施する（Ｓ３０９）。すなわち、除去制御部３７は、インジェクタクリーン制御として、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する充填制御と、充填制御によって尿素水配管部１６に充填された尿素水をインジェクタ１８から噴射する噴射制御とを１回以上繰り返す。これにより、インジェクタ１８に析出した尿素の結晶は、繰り返される充填制御および噴射制御にともなう尿素水の移動によって除去される。
【００２９】
第３実施形態では、インジェクタ１８に析出した尿素は、インジェクタクリーン制御における充填制御および噴射制御にともなうインジェクタ１８における尿素水の移動によってインジェクタ１８から除去される。これにより、尿素の析出が判定されたとき、析出した尿素の除去もあわせて実施される。このように析出した尿素を除去する場合も、排気浄化システム１０に必須の構成である尿素水ポンプ１５およびインジェクタ１８を駆動するだけである。したがって、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出することができるだけでなく、インジェクタ１８に析出した尿素を除去することができる。
【００３０】
（第４実施形態）
第４実施形態による電子制御装置について説明する。
第４実施形態による電子制御装置３０の構成は、第２実施形態および第３実施形態と同様であり、除去制御部３７を備えている。第４実施形態の場合、除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に尿素の析出があると判定されたとき、析出した尿素を除去するための充填制御、パージ制御および噴射制御を実施する。すなわち、第４実施形態では、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８において尿素の析出があると判定されたとき、尿素水配管部１６に析出した尿素を除去するための配管クリーン制御、およびインジェクタ１８に析出した尿素を除去するためのインジェクタクリーン制御の双方を実施する。
【００３１】
除去制御部３７は、析出判定部３４において尿素の析出があると判定されたとき、配管クリーン制御として充填制御および噴射制御を実施した後、インジェクタクリーン制御として充填制御および噴射制御を実施する。充填制御は、上述の第２実施形態および第３実施形態と同様にインジェクタ１８からの尿素水の噴射を停止した状態で尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填するための制御である。すなわち、除去制御部３７は、充填制御のとき、インジェクタ１８を閉じている状態で尿素水ポンプ１５を正回転方向へ駆動して、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する。
【００３２】
また、除去制御部３７は、パージ制御のとき、インジェクタ１８からの尿素水の噴射の停止を継続する。そして、除去制御部３７は、インジェクタ１８が尿素水の噴射を停止している状態で尿素水ポンプ１５を逆方向へ駆動し、尿素水配管部１６に高圧で充填されていた尿素水を尿素水タンク１４へ戻す。除去制御部３７は、パージ制御において、インジェクタ１８を開放してもよい。さらに、除去制御部３７は、噴射制御のとき、インジェクタ１８から尿素水の噴射を実施する。これにより、充填制御において尿素水配管部１６に充填された高圧の尿素水は、噴射制御によりインジェクタ１８から噴射される。
【００３３】
除去制御部３７は、配管クリーン制御において充填制御およびパージ制御を１回以上繰り返すとともに、インジェクタクリーン制御において充填制御および噴射制御を１回以上繰り返す。これにより、尿素水配管部１６に析出している尿素の結晶は繰り返される充填制御およびパージ制御によって除去されるとともに、インジェクタ１８に析出している尿素の結晶は繰り返される充填制御および噴射制御によって除去される。
【００３４】
第４実施形態による電子制御装置３０における処理の流れについて図７に基づいて説明する。
図７において尿素の析出を判定するためのＳ４０１〜Ｓ４０８の処理は、図３に示す第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様であるので説明を省略する。
Ｓ４０８において尿素の析出があると判定されると、除去制御部３７は、尿素水配管部１６に析出した尿素を除去するための配管クリーン制御を実施する（Ｓ４０９）。すなわち、除去制御部３７は、配管クリーン制御として、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する充填制御と、充填制御によって尿素水配管部１６に充填された高圧の尿素水を尿素水タンク１４へ戻すパージ制御とを１回以上繰り返す。これにより、尿素水配管部１６に析出した尿素の結晶は、繰り返される充填制御およびパージ制御にともなう尿素水の移動によって除去される。
【００３５】
第４実施形態の場合、Ｓ４０９において配管クリーン制御が終了すると、インジェクタ１８から排気へ再び尿素水の噴射が開始される（Ｓ４１０）。すなわち、インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ１８に尿素水の噴射の開始を指令する。出力値取得部３２は、この尿素水の噴射が開始された噴射開始時における圧力センサ２１の出力値をあらためて開始時出力値Ｐ１として取得する（Ｓ４１１）。
【００３６】
予め設定された期間、インジェクタ１８から排気へ尿素水が噴射されると、インジェクタ１８から排気への尿素水の噴射は終了する（Ｓ４１２）。すなわち、インジェクタ駆動部３６は、インジェクタ１８に尿素水の噴射の停止を指令する。出力値取得部３２は、この尿素水の噴射が終了した噴射終了時における圧力センサ２１の出力値をあらためて終了時出力値Ｐ２として取得する（Ｓ４１３）。
【００３７】
出力値差算出部３３は、Ｓ４１１で取得した開始時出力値Ｐ１とＳ４１３で取得した終了時出力値Ｐ２とから出力値差Ｄを算出する（Ｓ４１４）。析出判定部３４は、Ｓ４１４で算出した出力値差Ｄと設定値Ａとを比較する（Ｓ４１５）。析出判定部３４は、Ｓ４１５において出力値差Ｄが設定値Ａより大きいと判定すると（Ｓ４１５：Ｙｅｓ）、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８のいずれにも尿素の析出がないと判定し（Ｓ４１６）、Ｓ１０１以降の処理を繰り返す。すなわち、尿素水配管部１６における尿素は、Ｓ４０９における配管クリーン制御によって除去されたと考えられる。一方、析出判定部３４は、Ｓ４１５において出力値差Ｄが設定値Ａ以下であると判定すると（Ｓ４１５：Ｎｏ）、インジェクタ１８に析出した尿素がある判定する（Ｓ４１７）。
【００３８】
Ｓ４１７において尿素の析出があると判定されると、除去制御部３７は、インジェクタ１８に析出した尿素を除去するためのインジェクタクリーン制御を実施する（Ｓ４１８）。すなわち、除去制御部３７は、インジェクタクリーン制御として、尿素水配管部１６に高圧の尿素水を充填する充填制御と、充填制御によって尿素水配管部１６に充填された尿素水をインジェクタ１８から噴射する噴射制御とを１回以上繰り返す。これにより、インジェクタ１８に析出した尿素の結晶は、繰り返される充填制御および噴射制御にともなう尿素水の移動によって除去される。
【００３９】
第４実施形態では、尿素水配管部１６に析出した尿素は、配管クリーン制御における充填制御およびパージ制御にともなう尿素水通路１９における尿素水の移動によって尿素水配管部１６から除去される。これとともに、インジェクタ１８に析出した尿素は、インジェクタクリーン制御における充填制御および噴射制御にともなうインジェクタ１８における尿素水の移動によってインジェクタ１８から除去される。これらにより、尿素の析出が判定されたとき、尿素水配管部１６に析出した尿素の除去、およびインジェクタ１８に析出した尿素の除去が続けて実施される。このように、析出した尿素を除去する場合も、排気浄化システム１０に必須の構成である尿素水ポンプ１５およびインジェクタ１８を駆動するだけである。したがって、構造の複雑化や部品点数の増加を招く新たな構成を追加することなく、尿素の析出を高精度に検出することができるだけでなく、尿素水配管部１６およびインジェクタ１８に析出した尿素を除去することができる。
【００４０】
また、第４実施形態では、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８のいずれかに尿素の析出が予想されるとき、先行して配管クリーン制御を実施した後、インジェクタクリーン制御が実施される。配管クリーン制御の場合、尿素水配管部１６への尿素水の充填と吸引とを繰り返すだけであり、尿素水は消費されない。そして、配管クリーン制御では尿素の除去が不十分なとき、すなわちインジェクタ１８に尿素の析出が予想される場合に限り、インジェクタクリーン制御が実施される。そのため、尿素の析出が尿素水配管部１６だけの場合、除去制御部３７は、配管クリーン制御のみを実施し、尿素水の消費を招くインジェクタクリーン制御を実施しない。したがって、無用な尿素水の消費を低減しつつ、尿素水配管部１６またはインジェクタ１８に析出した尿素を除去することができる。
【００４１】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１０は排気浄化システム、１１は内燃機関、１３は排気通路、１４は尿素水タンク、１８はインジェクタ、１９は尿素水通路、２１は圧力センサ、３０は電子制御装置、３２は出力値取得部、３３は出力値差算出部、３４は析出判定部、３７は除去制御部を示す。
【図１】
2018096296.tif 000003
【図２】
2018096296.tif 000004
【図３】
2018096296.tif 000005
【図４】
2018096296.tif 000006
【図５】
2018096296.tif 000007
【図６】
2018096296.tif 000008
【図７】
2018096296.tif 000009