(57)【要約】【課題】還元剤通路におけるエアの有無を適正に検出できる噴射制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を噴射供給する噴射弁（５０）と、還元剤通路（４２）を介して前記噴射弁に対して前記還元剤を加圧供給するポンプ（４４）と、を備える排気浄化システムに適用され、前記噴射弁の噴射に伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータ（ΔＮ）として取得する取得部（Ｓ２８）と、前記回転変動パラメータに基づいて、前記還元剤通路におけるエア混入の有無を判定する判定部（Ｓ３０）と、を備える噴射制御装置。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を噴射供給する噴射弁（５０）と、還元剤通路（４２）を介して前記噴射弁に対して前記還元剤を加圧供給するポンプ（４４）と、を備える排気浄化システムに適用され、
前記噴射弁の噴射に伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータ（ΔＮ）として取得する取得部（Ｓ２８）と、
前記回転変動パラメータに基づいて、前記還元剤通路におけるエア混入の有無を判定する判定部（Ｓ３０）と、
を備える噴射制御装置。
【請求項２】
前記噴射弁における単位時間当たりの噴射量に応じて、前記エア混入の判定のための閾値（Ｒｕ、Ｒｄ）を設定する設定部（Ｓ２０）を備え、
前記判定部は、前記取得部により取得された前記回転変動パラメータと、前記設定部により設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記還元剤通路におけるエア混入の有無を判定する請求項１に記載の噴射制御装置。
【請求項３】
前記排気浄化システムは、前記還元剤を貯えるタンク（４０）と、前記還元剤通路に接続され前記タンクに通じるエア抜き通路（５４）と、前記エア抜き通路に設けられ前記エア抜き通路を開閉するエア抜き弁（６０）と、を備えており、
単位時間当たりのエア抜き量（Ｄｃ）を可変に制御する制御部（Ｓ４２）を備え、
前記制御部は、前記判定部が前記還元剤通路にエアが有ると判定した場合に、前記判定部が前記還元剤通路にエアが無いと判定した場合に比べて、前記エア抜き量が大きくなるように制御する請求項２に記載の噴射制御装置。
【請求項４】
前記判定部が前記還元剤通路にエアが有ると判定した場合に、前記取得部により取得された前記回転変動パラメータに基づいて、前記還元剤通路におけるエア混入量（Ａｘ）を推定する推定部（Ｓ４０）を備え、
前記制御部は、前記推定部により推定された前記エア混入量に基づいて、前記判定部が前記還元剤通路にエアが有ると判定した場合における前記エア抜き量を設定する請求項３に記載の噴射制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記内燃機関の運転状態に応じた前記単位時間当たりの噴射量が、所定の基準噴射量（Ｄｏ）よりも小さい場合に、前記単位時間当たりの噴射量を前記基準噴射量よりも大きく設定し、
前記判定部は、前記設定部により設定された前記単位時間当たりの噴射量に応じて前記閾値を設定する請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【請求項６】
前記排気浄化システムは、前記還元剤通路内の圧力を検出する圧力検出部（４８）を備えており、
前記噴射弁の噴射状態において前記圧力検出部により検出された前記還元剤の圧力が所定の目標圧力（Ｐｔｇ）となるように、前記ポンプの駆動をフィードバック制御するフィードバック制御部（Ｓ１６）を備え、
前記取得部は、前記フィードバック制御部により前記還元剤通路内の圧力が前記目標圧力となった場合に、前記回転変動パラメータを取得する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射弁、還元剤通路、及びポンプを備える排気浄化システムにおいて、還元剤通路におけるエア混入の有無を判定する噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等に適用されるエンジン（特にディーゼルエンジン）において、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を高い浄化率で浄化する排気浄化システムとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが開発・量産されている。
【０００３】
尿素ＳＣＲシステムは、タンクに貯蔵された還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を還元剤通路に圧送するポンプと、還元剤通路を通じて圧送された尿素水をエンジンの排気管内へ噴射する噴射弁と、を備えている。
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムでは、排気管内のＮＯｘ浄化触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）上でＮＯｘの還元反応によって排気ガスが浄化される。このＮＯｘの還元に際しては、まず噴射弁から排気管内へ噴射された尿素水が、排気熱で加水分解されることによりアンモニア（ＮＨ3）が生成され、ＳＣＲ触媒にて吸着される。排気ガス中のＮＯｘに対してＳＣＲ触媒上で、アンモニアによる還元反応が行われることによってＮＯｘが還元、浄化されることになる。
【０００５】
このような尿素ＳＣＲシステムにおいて、還元剤通路内にエアが混入されることがある。例えば、尿素ＳＣＲシステムでは、エンジン停止時に還元剤通路内で尿素水が凍結しないようにするために、エンジン停止時に還元剤通路内の尿素水をタンクまで吸い戻す処理が実施される。そのため、尿素ＳＣＲシステムでは、エンジン始動時に還元剤通路内に尿素水が充填され、その際に、還元剤通路内にエアが混入されることがある。還元剤通路内にエアが混入されると、噴射弁から排気管内へ噴射される尿素水の噴射量が不安定になる。
【０００６】
特許文献１には、燃料通路における燃料圧力から燃料通路内にエアが混入しているかを検出する技術が提案されている。この技術を尿素ＳＣＲシステムに適用することで、還元剤通路における尿素水の圧力から還元剤通路におけるエアの有無を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５３３８６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、還元剤通路における尿素水の圧力から還元剤通路におけるエアの有無が判定される。そのため、例えば圧力フィードバック制御などにより、還元剤通路における尿素水の圧力が一定に保たれる場合には、還元剤通路における尿素水の圧力から還元剤通路におけるエアの有無を精度よく判定することができない。還元剤通路におけるエアの有無を適正に判定することができる技術が望まれている。なお、このような課題は、尿素水に限られず、還元剤として他の液体が用いられる場合にも共通の課題である。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、還元剤通路におけるエアの有無を適正に検出できる噴射制御装置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】
【００１０】
本発明の噴射制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を噴射供給する噴射弁と、還元剤通路を介して前記噴射弁に対して前記還元剤を加圧供給するポンプと、を備える排気浄化システムに適用され、前記噴射弁の噴射に伴う前記ポンプの回転速度の変動量又はその相関値を回転変動パラメータとして取得する取得部と、前記回転変動パラメータに基づいて、前記還元剤通路におけるエア混入の有無を判定する判定部と、を備える。
【００１１】
噴射弁から還元剤が排気管へ供給されると、還元剤通路内の圧力が変動する。還元剤通路内の圧力が変動すると、ポンプ回転速度が変動する。還元剤通路内にエアが混入していると、還元剤通路内の圧力変動に伴うエアの弾性変形により、還元剤通路内にエアが混入していない場合に比べて、ポンプ回転速度の変動量が大きくなる。つまり、ポンプ回転速度の変動量と還元剤通路内に混入したエア量とには相関があるため、ポンプ回転速度の変動量に基づいて還元剤通路におけるエア混入の有無を適正に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンの排気浄化システムの概略を示す構成図。
【図２】第１実施形態に係る噴射制御処理を示すフローチャート。
【図３】噴射回転速度の変動量とエア混入量との関係を示すグラフ。
【図４】エア混入量と回収デューティ比との関係を示すグラフ。
【図５】噴射制御処理における尿素水の推移を示す図。
【図６】噴射制御処理におけるポンプの回転速度の推移を示す図。
【図７】噴射弁の噴射に伴うポンプの回転速度の推移を示す図。
【図８】回収デューティ比の設定手順を示す説明図。
【図９】第２実施形態に係る噴射制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の噴射制御装置に係るポンプ制御部７０が適用される排気浄化システム１０について、図面を参照しつつ説明する。排気浄化システム１０は、選択還元型触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）を用いて排気ガス中のＮＯｘを浄化するものであり、尿素ＳＣＲシステムとして構築されている。排気浄化システム１０は、内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、エンジンという）３０が搭載された各種車両に適用できる。排気浄化システム１０は、またクレーン車等の建設機械、トラクター等の農業機械等にも適用可能である。
【００１４】
図１に示すように、排気浄化システム１０では、エンジン排気系において、エンジン３０には排気通路３１ａを形成する排気管３１が接続されており、その排気管３１に、排気上流側から順にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３２、ＳＣＲ触媒３３が配設されている。また、排気管３１においてＤＰＦ３２とＳＣＲ触媒３３との間には、液状の還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を排気通路３１ａに噴射供給する尿素水噴射弁（以下、噴射弁という）５０が設けられている。噴射弁５０は、高温の排気ガス（例えば６００℃）から加えられる熱の影響をできるだけ避けるために、先端側のみが排気管３１内に位置されるように取り付けられている。なお、本実施形態において、ＳＣＲ触媒３３が「ＮＯｘ浄化触媒」に相当する。
【００１５】
ＤＰＦ３２は、排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するＰＭ除去用フィルタである。ＤＰＦ３２は白金系の酸化触媒を担持しており、ＰＭ成分の１つである可溶性有機成分（ＳＯＦ）とともにＨＣやＣＯを除去する。このＤＰＦ３２に捕集されたＰＭは、エンジン３０におけるメイン燃料噴射後のポスト噴射等により燃焼除去でき、これによりＤＰＦ３２の継続使用が可能となっている。
【００１６】
ＳＣＲ触媒３３は、ＮＯｘの還元反応（排気浄化反応）を促進するものであり、例えば、
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ    …（式１）
６ＮＯ2＋８ＮＨ3→７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ      …（式２）
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ    …（式３）
といった反応を促進して排気ガス中のＮＯｘを浄化する。そして、これらの反応においてＮＯｘの還元剤となるアンモニア（ＮＨ3）を生成するための尿素水を噴射供給するものが、同ＳＣＲ触媒３３の上流側に設けられた噴射弁５０である。
【００１７】
なお排気管３１においてＳＣＲ触媒３３の下流側には、アンモニア除去装置としての酸化触媒が設けられていてもよい。この酸化触媒により、ＳＣＲ触媒から排出されるアンモニア（ＮＨ3）、すなわち余剰のアンモニアが除去される。
【００１８】
次に、排気浄化システム１０のうち、噴射弁５０の噴射により尿素水を噴射する還元剤噴射システム２０の各構成についてそれぞれ説明する。なお、以下の説明では便宜上、尿素水タンク（以下、タンクという）４０から噴射弁５０に対して尿素水が供給される場合を基準にして、タンク４０側を上流側、噴射弁５０側を下流側として記載する。
【００１９】
図１において、タンク４０は、給液キャップ付きの密閉容器にて構成されており、その内部に所定の規定濃度の尿素水が貯蔵されている。本実施形態では、尿素濃度が、凍結温度（凝固点）が最も低い濃度である３２．５％になっている。なお、尿素濃度が３２．５％の場合、マイナス１１℃以下で凍結する。
【００２０】
タンク４０と噴射弁５０とは、供給配管４２により接続されている。供給配管４２の上流側端部は、タンク４０の底面に接続されており、タンク４０内に貯留された尿素水が供給配管４２に流れ込む状態になっている。なお、本実施形態において、供給配管４２が「還元剤通路」に相当する。
【００２１】
供給配管４２の途中には、尿素水ポンプ（以下、ポンプという）４４が設けられている。ポンプ４４は、ポンプ制御部７０から供給される電流により回転駆動される電動ポンプであり、供給配管４２を介して噴射弁５０に対して尿素水を加圧供給する。
【００２２】
ポンプ４４は歯車４５を有し、その歯車４５の回転数に応じて尿素水を供給する。また、ポンプ４４は、歯車４５が正逆いずれの方向にも回転可能となっている。以下。歯車４５が正回転することを、ポンプ４４の正回転といい、歯車４５が逆回転することを、ポンプ４４の逆回転という。ポンプ４４の正回転によりタンク４０内の尿素水の吸い出しが行われ、ポンプ４４の逆回転によりタンク４０への尿素水の吸い戻しが行われる。
【００２３】
ポンプ４４には、回転検出部４６が設けられている。回転検出部４６は、ポンプ４４の単位時間当たりの回転数である回転速度Ｎを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出（圧送）速度を検出する。
【００２４】
供給配管４２には、ポンプ４４の下流側に圧力検出部４８が設けられている。圧力検出部４８は、供給配管４２内の圧力（以下、配管圧力という）Ｐを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出圧力を検出する。なお、本実施形態において、圧力検出部４８が「圧力検出部」に相当する。
【００２５】
噴射弁５０は、供給配管４２の下流側端部に接続されている。噴射弁５０は、既存の燃料噴射弁（インジェクタ）とほぼ同様の構成を有するものであり、公知の構成が採用できるため、ここでは構成を簡単に説明する。噴射弁５０は、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、先端噴射口を開閉するためのニードル５２を有する弁体部とを備えた電磁式開閉弁として構成されており、ポンプ制御部７０からの駆動信号Ｓｍに基づき開放又は閉鎖する。すなわち、駆動信号Ｓｍに基づき電磁ソレノイドが通電されると、該通電に伴いニードル５２が開放方向に移動し、そのニードル５２の移動によって先端噴射口が開放されて尿素水が噴射される。
【００２６】
供給配管４２にはエア抜き配管５４が接続されている。エア抜き配管５４は、供給配管４２におけるポンプ４４よりも下流側の分岐部Ｂと、タンク４０と、を接続する。なお、圧力検出部４８は、供給配管４２のうちのポンプ４４と分岐部Ｂとの間の部分に設けられている。なお、本実施形態において、エア抜き配管５４が「エア抜き通路」に相当する。
【００２７】
エア抜き配管５４の一端は、タンク４０の底面に通じており、このエア抜き配管５４の一端に、エア抜き弁６０が設けられている。エア抜き弁６０は、ポンプ制御部７０からの制御信号Ｓｃに基づきエア抜き配管５４を開閉する。以下、エア抜き弁６０に制御信号Ｓｃが入力される期間を、制御期間Ｔｃ（図８参照）という。制御期間Ｔｃにおいて、制御信号Ｓｃに基づきエア抜き弁６０が開放されると、供給配管４２からエア抜き配管５４に流れ込んだ尿素水がタンク４０に吸い戻される。
【００２８】
また、エア抜き弁６０は、ポンプ制御部７０から制御信号Ｓｃが入力されない制御停止期間Ｔｎ（図８参照）において、逆止弁として機能する。制御停止期間Ｔｎにおいて、エア抜き弁６０は、エア抜き配管５４内の圧力が所定圧力よりも高い場合に開放し、エア抜き配管５４内の圧力が所定圧力よりも低い場合に閉鎖する。
【００２９】
タンク４０内には、発熱体６２が設けられている。例えば発熱体６２は電気式のヒータであり、ポンプ制御部７０からの指令信号に基づく通電によってタンク４０内で凍結している尿素水を解凍する。なお発熱体６２は凍結した尿素水を解凍可能な位置に設けられていればよく、供給配管４２の吸込口付近に設けられていてもよい。
【００３０】
供給配管４２の外周には、発熱体６４が設けられている。例えば発熱体６４は電気式のヒータであり、ポンプ制御部７０からの指令信号に基づく通電によって供給配管４２内で凍結している尿素水を解凍する。
【００３１】
タンク４０内には、温度センサ６６が設けられている。例えば温度センサ６６は感温ダイオードやサーミスタであり、タンク４０内の尿素水の温度を測定する。また、タンク４０外には、外気温センサ６８が設けられている。例えば外気温センサ６８は感温ダイオードやサーミスタであり、タンク４０から離間して配置され、エンジン３０が搭載された車両の周囲の外気温を測定する。
【００３２】
ポンプ制御部７０は、排気浄化に係る制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。ポンプ制御部７０は、回転検出部４６から回転速度Ｎを取得し、圧力検出部４８から配管圧力Ｐを取得し、温度センサ６６からタンク４０内の尿素水の温度を取得し、外気温センサ６８から外気温を取得する。ポンプ制御部７０は、取得したこれらの値により還元剤噴射システム２０の各部を制御する。
【００３３】
具体的には、噴射弁５０側への尿素水圧送時には、ポンプ４４に通電されることでポンプ４４が正回転方向に回転駆動される。これにより、タンク４０内の尿素水が吸い出されて下流側に流れる。そして、ポンプ４４から尿素水が圧送され、その尿素水は噴射弁５０に供給される。また、余剰となった尿素水はエア抜き弁６０を通じてタンク４０に戻される。
【００３４】
また、タンク４０への尿素水の吸い戻し時には、ポンプ４４が逆回転方向に回転駆動される。これにより、供給配管４２内の尿素水がタンク４０内に吸引される。これによりエンジン３０停止後の車両放置中に尿素水が供給配管４２内に残存したままになるのを回避し、尿素水の凍結・膨張による供給配管４２の破損を抑制する。
【００３５】
ところで、エンジン３０停止後に供給配管４２内の尿素水が吸い戻され、その状態で車両が放置された場合、エンジン３０始動時に供給配管４２内に尿素水が充填される。この場合に、供給配管４２内に気泡状のエアＡｒ（図５参照）が混入する。供給配管４２内にエアＡｒが混入すると、噴射弁５０から排気通路３１ａに噴射供給される尿素水の噴射量が不安定になることが懸念される。
【００３６】
具体的には、噴射弁５０から尿素水が噴射されると、配管圧力Ｐが変動し、その圧力変動を補うために、回転速度Ｎが上昇して、供給配管４２に尿素水が供給される。供給配管４２内にエアＡｒが混入していると、配管圧力Ｐの変動に伴いエアＡｒが弾性膨張と弾性収縮を繰り返す。この結果、供給配管４２内にエアＡｒが混入していない場合に比べて、回転速度Ｎの変動量ΔＮが大きくなる。回転速度Ｎの変動量ΔＮが大きくなると、供給配管４２に供給される尿素水の供給量が不安定になることで、噴射弁５０から排気通路３１ａに噴射供給される尿素水の噴射量が不安定になる。
【００３７】
この場合に、配管圧力Ｐの変動から供給配管４２におけるエアＡｒの有無を判定することができるようにも思える。しかしながら、例えば圧力フィードバック制御などにより、配管圧力Ｐを一定値に制御している排気浄化システム１０では、配管圧力Ｐの変動量が所定範囲内に規制されているため、配管圧力Ｐから供給配管４２におけるエアＡｒの有無を精度よく判定することができない。
【００３８】
本実施形態のポンプ制御部７０は、上記問題を解決するために噴射制御処理を実施する。噴射制御処理は、噴射弁５０の噴射に伴う回転速度Ｎの変動量ΔＮを取得し、取得された変動量ΔＮに基づいて、供給配管４２におけるエア混入の有無を判定する処理である。これにより、回転速度Ｎの変動量ΔＮに基づいて供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定することができる。
【００３９】
図２に本実施形態の噴射制御処理のフローチャートを示す。噴射制御処理は、ポンプ制御部７０によって、エンジン３０の運転中に実施される。
【００４０】
ポンプ制御部７０は、エンジン３０が始動されると、つまり、エンジン３０が搭載された車両のイグニッションスイッチがオンされると、噴射制御処理を開始する。ポンプ制御部７０は、噴射制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、噴射弁５０を全開してポンプ４４に通電し、正回転方向への回転駆動を開始する。これにより、供給配管４２への尿素水の供給が開始される。なお、噴射制御処理の開始時において、エア抜き弁６０には制御信号Ｓｃが入力されておらず、エア抜き弁６０は逆止弁として機能する。
【００４１】
ステップＳ１２において、ポンプ制御部７０は、回転検出部４６により検出された回転速度Ｎが、所定の目標回転速度Ｎｔｇ（図６参照）となるように、ポンプ４４の駆動を回転速度フィードバック制御する。所定の目標回転速度Ｎｔｇは、ポンプ４４の最大回転速度であり、後述する基準回転速度Ｎｏよりも大きい。
【００４２】
ステップＳ１４において、ポンプ制御部７０は、配管圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐｏ（図６参照）に到達したかを判定する。所定の基準圧力Ｐｏは、供給配管４２へ供給された尿素水が噴射弁５０近傍に達する圧力に設定されている。ポンプ制御部７０は、ステップＳ１４で否定判定すると、ステップＳ１２に戻る。一方、ポンプ制御部７０は、ステップＳ１４で肯定判定すると、噴射弁５０を閉鎖してステップＳ１６に進む。これにより、供給配管４２内に充填された尿素水の一部が排気管内へ漏れ出てしまい、排気管内に尿素が析出することが抑制される。
【００４３】
続くステップＳ１６において、ポンプ制御部７０は、圧力検出部４８により検出された配管圧力Ｐが、所定の目標圧力Ｐｔｇ（図６参照）となるように、ポンプ４４の駆動を圧力フィードバック制御する。所定の目標圧力Ｐｔｇは、噴射弁５０の噴射状態における配管圧力Ｐであり、前述の基準圧力Ｐｏよりも大きい。なお、本実施形態において、ステップＳ１６の処理が「フィードバック制御部」に相当する。
【００４４】
ステップＳ１８において、ポンプ制御部７０は、配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇに到達したかを判定する。ポンプ制御部７０は、配管圧力Ｐが、所定時間に亘って、目標圧力Ｐｔｇを中心とする所定の誤差範囲に留まっている場合に、配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇに到達したと判定する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ１８で否定判定すると、ステップＳ１６に戻る。一方、ポンプ制御部７０は、ステップＳ１８で肯定判定すると、ステップＳ２０〜Ｓ２８において、回転速度Ｎの変動量ΔＮを取得する取得処理を実施する。
【００４５】
取得処理では、ポンプ制御部７０は、まず、ステップＳ２０において、駆動信号Ｓｍを設定する。
【００４６】
駆動信号Ｓｍは、オン電圧とオフ電圧との２値からなる信号であり、駆動信号Ｓｍがオフ電圧となると、噴射弁５０が閉鎖され、噴射弁５０による尿素水の噴射が停止される。以下、駆動信号Ｓｍがオフ電圧となる期間を噴射停止期間Ｔｓという（図７参照）。また、駆動信号Ｓｍがオン電圧となると、噴射弁５０が開放され、噴射弁５０から尿素水が噴射される。以下、駆動信号Ｓｍがオン電圧となる期間を噴射期間Ｔｐという。
【００４７】
駆動信号Ｓｍは、所定の規定周期Ｔｋでオン電圧とオフ電圧とが切り替えられており、ポンプ制御部７０は、デューティ比（以下、噴射デューティ比という）Ｄｍを可変に制御することができる。ここで、噴射デューティ比Ｄｍとは、噴射期間Ｔｐを規定周期Ｔｋで割った値であり、単位時間当たりに噴射弁５０が噴射する噴射量Ｑに比例する。なお、本実施形態において、噴射デューティ比Ｄｍが「単位時間当たりの噴射量」に相当する。本実施形態では、所定の規定周期Ｔｋが２Ｈｚに設定されている。
【００４８】
ポンプ制御部７０は、現状のエンジン３０の負荷及び回転速度などの運転状態に応じて噴射弁５０における噴射量Ｑを算出する。ポンプ制御部７０は、温度センサ（図示せず）により取得されたＳＣＲ触媒３３の温度を考慮しつつ、算出した噴射量Ｑを実現する噴射デューティ比Ｄｍを設定することによって、駆動信号Ｓｍを設定する。続くステップＳ２２において、ポンプ制御部７０は、ステップＳ２０で設定された駆動信号Ｓｍを噴射弁５０に出力して、噴射弁５０を駆動する。
【００４９】
ステップＳ２４において、ポンプ制御部７０は、エア混入の判定のための上昇閾値Ｒｕと下降閾値Ｒｄとを設定する。上昇閾値Ｒｕは、噴射弁５０の噴射により、供給配管４２内に混入したエアＡｒに起因して生じる回転速度Ｎの上昇変動量の最小値である。また、下降閾値Ｒｄは、噴射弁５０の噴射により、供給配管４２内に混入したエアに起因して生じる回転速度Ｎの下降変動量の最小値である。つまり、上昇閾値Ｒｕと下降閾値Ｒｄとは、噴射弁５０の噴射に相関している。そのため、ポンプ制御部７０は、ステップＳ２０で設定された噴射デューティ比Ｄｍに応じて、上昇閾値Ｒｕと下降閾値Ｒｄとを設定し、ステップＳ２６に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ２４の処理が「設定部」に相当する。
【００５０】
ステップＳ２６において、ポンプ制御部７０は、回転検出部４６を用いて、噴射期間Ｔｐにおける回転速度Ｎである噴射回転速度Ｎｐ（図７参照）を取得する具体的には、ポンプ制御部７０は、噴射回転速度Ｎｐを、ポンプ４４に通電される通電電流の電流値として取得する。続くステップＳ２８において、ポンプ制御部７０は、噴射回転速度Ｎｐの変動を示す回転変動パラメータを算出する算出処理を実施する。なお、本実施形態において、ポンプ４４に通電される通電電流の電流値が「相関値」に相当する。
【００５１】
算出処理において、ポンプ制御部７０は、まず、噴射期間Ｔｐの開始時における基準回転速度Ｎｏ（図７参照）を取得する。次に、ポンプ制御部７０は、噴射回転速度Ｎｐの最大回転速度Ｎｕと最小回転速度Ｎｄとを取得する。
【００５２】
ポンプ制御部７０は、最大回転速度Ｎｕと基準回転速度Ｎｏとの差の接待値を算出し、これを上昇変動量ΔＮｕとして取得する。また、ポンプ制御部７０は、基準回転速度Ｎｏと基準回転速度Ｎｏとの差の絶対値を算出し、これを下降変動量ΔＮｄとして取得する。なお、本実施形態において、上昇変動量ΔＮｕ及び下降変動量ΔＮｄが「回転変動パラメータ」に相当し、ステップＳ２８の処理が「取得部」に相当する。
【００５３】
続くステップＳ３０において、ポンプ制御部７０は、ステップＳ２８で取得された上昇変動量ΔＮｕと、ステップＳ２４で設定された上昇閾値Ｒｕとを比較すると共に、ステップＳ２８で取得された下降変動量ΔＮｄと、ステップＳ２４で設定された下降閾値Ｒｄとを比較する。
【００５４】
ポンプ制御部７０は、上昇変動量ΔＮｕが上昇閾値Ｒｕよりも小さく、かつ、下降変動量ΔＮｄが下降閾値Ｒｄよりも小さい場合に肯定判定する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ３０で肯定判定すると、ステップＳ３４に進み、供給配管４２にエアが混入していない旨判定する。
【００５５】
一方、ポンプ制御部７０は、上昇変動量ΔＮｕが上昇閾値Ｒｕよりも大きいか、又は、下降変動量ΔＮｄが下降閾値Ｒｄよりも大きい場合に否定判定する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ３０で否定判定すると、ステップＳ３６に進み、供給配管４２にエアが混入している旨判定する。つまり、ポンプ制御部７０は、回転変動パラメータに基づいて、具体的には、回転変動パラメータと閾値Ｒｕ、Ｒｄとの比較結果に基づいて、供給配管４２におけるエア混入の有無を判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ３０の処理が「判定部」に相当する。
【００５６】
ポンプ制御部７０は、ステップＳ３４において、供給配管４２にエアが混入していない旨判定すると、ステップＳ３８において、エア抜き弁６０を停止させる。つまり、ポンプ制御部７０は、エア抜き弁６０に制御信号Ｓｃが入力されない状態を維持する。
【００５７】
一方、ポンプ制御部７０は、ステップＳ３６において、供給配管４２にエアが混入している旨判定すると、ステップＳ４０〜Ｓ４４において、供給配管４２に混入したエアを除去する除去処理を実施する。
【００５８】
除去処理では、ポンプ制御部７０は、まず、ステップＳ４０において、供給配管４２におけるエア混入量Ａｘを推定する。図３に示すように、ポンプ制御部７０には、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄとエア混入量Ａｘとの関係を示す第１換算テーブルが記憶されている。第１換算テーブルは、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが大きくなると、エア混入量Ａｘが大きくなる関係を有する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ２８で取得された上昇変動量ΔＮｕと下降変動量ΔＮｄのうち、いずれか大きい方を、第１換算テーブルを用いてエア混入量Ａｘに換算することにより、エア混入量Ａｘを推定する。つまり、ポンプ制御部７０は、回転変動パラメータに基づいてエア混入量Ａｘを推定する。なお、本実施形態において、ステップＳ４０の処理が「推定部」に相当する。
【００５９】
続くステップＳ４２において、ポンプ制御部７０は、制御信号Ｓｃを設定する。
【００６０】
制御信号Ｓｃは、オン電圧とオフ電圧との２値からなる信号であり、制御信号Ｓｃがオフ電圧となると、エア抜き弁６０が閉鎖され、タンク４０への尿素水の吸い戻しが停止される。また、制御信号Ｓｃがオン電圧となると、エア抜き弁６０が開放され、エア抜き弁６０を介してタンク４０に尿素水及びエアＡｒが吸い戻される。
【００６１】
制御信号Ｓｃは、駆動信号Ｓｍと同様に、規定周期Ｔｋでオン電圧とオフ電圧とが切り替えられており、ポンプ制御部７０は、デューティ比（以下、回収デューティ比という）Ｄｃを可変に制御することができる。ここで、回収デューティ比Ｄｃとは、制御信号Ｓｃがオン電圧となる期間を規定周期Ｔｋで割った値であり、単位時間当たりにエア抜き弁６０を介してタンク４０に戻されるエアＡｒの量であるエア抜き量に比例する。なお、本実施形態において、回収デューティ比Ｄｃが「単位時間当たりのエア抜き量」に相当する。
【００６２】
図４に示すように、ポンプ制御部７０には、エア混入量Ａｘと回収デューティ比Ｄｃとの関係を示す第２換算テーブルが記憶されている。第２換算テーブルは、エア混入量Ａｘが大きくなると、回収デューティ比Ｄｃが大きくなる関係を有する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ４０で推定されたエア混入量Ａｘを、第２換算テーブルを用いて回収デューティ比Ｄｃに換算することにより、制御信号Ｓｃを設定する。つまり、ポンプ制御部７０は、エア混入量Ａｘに基づいて回収デューティ比Ｄｃを設定する。続くステップＳ４４において、ポンプ制御部７０は、ステップＳ２０で設定された制御信号Ｓｃをエア抜き弁６０に出力して、エア抜き弁６０を駆動させる。なお、本実施形態において、ステップＳ４２の処理が「制御部」に相当する。
【００６３】
第２換算テーブルでは、エア混入量Ａｘが大きいほど、回収デューティ比Ｄｃが大きくなるように設定されており、回収デューティ比Ｄｃの最小値が、逆止弁として機能するエア抜き弁６０のデューティ比（以下、逆止デューティ比という）Ｄｒの最大値に比べて大きくなるように設定されている。そのため、第２換算テーブルを用いて回収デューティ比Ｄｃが設定されることで、回収デューティ比Ｄｃは逆止デューティ比Ｄｒよりも大きく設定される。つまり、ポンプ制御部７０は、供給配管４２にエアが混入している旨判定した場合に、供給配管４２にエアが混入していない旨判定した場合に比べて、エア抜き弁６０のデューティ比が大きくなるように制御する。
【００６４】
ポンプ制御部７０は、ステップＳ３８、Ｓ４４において、所定期間に亘ってエア抜き弁６０を停止又は駆動させると、ステップＳ４６に進み、エンジン３０が停止されたかを判定する。ポンプ制御部７０は、エンジン３０が搭載された車両のイグニッションスイッチがオンされたままであると、ステップＳ４６で否定判定し、ステップＳ１６に戻る。
【００６５】
一方、ポンプ制御部７０は、エンジン３０が搭載された車両のイグニッションスイッチがオフされると、ステップＳ４６で肯定判定し、ステップＳ４８において、ポンプ４４を逆回転させ、供給配管４２内の尿素水をタンク４０へ吸い戻す吸引処理を実施し、噴射制御処理を終了する。
【００６６】
続いて、図５及び図６に、噴射制御処理の一例を示す。詳しくは、図５は、噴射制御処理における尿素水の推移を示す。ここで、図５（ａ）は、噴射制御処理開始時の還元剤噴射システム２０を示し、図５（ｂ）は、尿素水充填後の還元剤噴射システム２０を示し、図５（ｃ）は、除去処理中の還元剤噴射システム２０を示し、図５（ｄ）は、除去処理後の還元剤噴射システム２０を示す。なお、図５以降の図では、還元剤噴射システム２０を簡略化して示し、ポンプ制御部７０等の記載を省略する。
【００６７】
また、図６は、噴射制御処理における回転速度Ｎの推移を示す。ここで、図６（ａ）は、配管圧力Ｐの推移を示し、図６（ｂ）は、回転速度Ｎの推移を示し、図６（ｃ）は、噴射デューティ比Ｄｍの推移を示す。なお、図６では、回転速度Ｎ及び供給配管４２内の配管圧力Ｐから、噴射弁５０の噴射及びエアＡｒの弾性変形以外の外乱による脈動が除去されている。図７、８についても同様である。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、噴射制御処理開始時には、供給配管４２のポンプ４４よりも下流側とエア抜き配管５４に残存空気が充填されている。図６に示すように、時刻ｔ１に車両のイグニッションスイッチがオンされ、エンジン３０が始動すると、時刻ｔ２に噴射制御処理が開始され（Ｓ１０）、ポンプ４４を正回転させることで、供給配管４２及びエア抜き配管５４に尿素水を充填する。
【００６９】
具体的には、ポンプ制御部７０は、時刻ｔ２において、噴射弁５０が開放された状態で回転速度フィードバック制御により尿素水を充填する（Ｓ１２）。その後時刻ｔ３において、配管圧力Ｐが基準圧力Ｐｏに到達すると（Ｓ１４  肯定判定）、ポンプ制御部７０は、噴射弁５０が閉鎖された状態で圧力フィードバック制御により尿素水を充填する（Ｓ１６）。ポンプ制御部７０は、その後時刻ｔ４において、配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇに到達すると（Ｓ１６  肯定判定）、供給配管４２及びエア抜き配管５４への尿素水の充填を終了する。
【００７０】
図５（ｂ）に示すように、尿素水充填後には、供給配管４２内にエアＡｒが混入している。そのため、その後時刻ｔ５において、駆動信号Ｓｍの出力を開始して噴射弁５０から尿素水の噴射を開始すると、回転速度Ｎｐの変動量ΔＮが大きい状態となる。
【００７１】
図７は、噴射弁５０の噴射に伴う回転速度Ｎの推移を示す。ここで、図７（ａ）は、駆動信号Ｓｍの推移値を示し、図７（ｂ）は、供給配管４２内にエアＡｒが混入していない場合の回転速度Ｎの推移を示し、図７（ｃ）は、供給配管４２内にエアＡｒが混入していない場合の配管圧力Ｐの推移を示し、図７（ｄ）は、供給配管４２内にエアＡｒが混入している場合の回転速度Ｎの推移を示す。
【００７２】
図７に示すように、噴射停止期間Ｔｓでは、ポンプ４４の圧力フィードバック制御により、回転速度Ｎが基準回転速度Ｎｏに制御される。一方、噴射期間Ｔｐでは、噴射に伴い配管圧力Ｐが目標圧力Ｐｔｇから低下し、この噴射に伴う圧力低下を補うため、圧力フィードバックにてポンプ４４から吐出される尿素水量が増加され、それに伴い噴射回転速度Ｎｐが上昇する。回転速度Ｎの変動量ΔＮは、噴射に伴う噴射回転速度Ｎｐの基準回転速度Ｎｏからの変動量を意味する。
【００７３】
図７（ｂ）に示すように、供給配管４２内にエアＡｒが混入していないと、噴射回転速度Ｎｐは、噴射弁５０の噴射に伴い単調に上昇し、最大回転速度Ｎｕに達した後に単調減少し、基準回転速度Ｎｏに戻る。そのため、最小回転速度Ｎｄは、基準回転速度Ｎｏと略一致する。
【００７４】
一方、図７（ｄ）に示すように、供給配管４２内にエアＡｒが混入していると、噴射弁５０の噴射に伴う配管圧力Ｐの変動によりエアＡｒが弾性変形して、噴射回転速度Ｎｐが脈動する。その結果、供給配管４２内にエアＡｒが混入していないに比べて、最大回転速度Ｎｕが大きくなり、最小回転速度Ｎｄが小さくなる。ポンプ制御部７０は、最大回転速度Ｎｕ及び最小回転速度Ｎｄから算出される噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが閾値Ｒｕ、Ｒｄよりも大きい場合、除去処理を実施する（Ｓ４０〜Ｓ４４）。
【００７５】
図５（ｃ）に示すように、除去処理では、ポンプ４４を正回転させた状態で制御信号Ｓｃを出力し、エア抜き弁６０を駆動させる。制御信号Ｓｃの回収デューティ比Ｄｃは、供給配管４２におけるエア混入量Ａｘに基づいて設定される（Ｓ４２）。
【００７６】
図８に、回収デューティ比Ｄｃの設定手順を示す。ここで、図８（ａ）は、駆動信号Ｓｍの推移を示し、図８（ｂ）は、回転速度Ｎの推移を示し、図８（ｃ）は、制御信号Ｓｃの回収デューティ比Ｄｃの推移を示す。なお、図８（ｂ）、（ｃ）において、グラフＦ１（破線）は、エア混入量Ａｘが少ない場合を示し、グラフＦ２（実線）は、エア混入量Ａｘが多い場合を示す。
【００７７】
図８（ｂ）のグラフＦ１に示すように、エア混入量Ａｘが少ないと、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが小さくなる。ポンプ制御部７０は、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが小さい場合、エア混入量Ａｘが少ないと推定し、制御信号Ｓｃの回収デューティ比Ｄｃを、第１回収デューティ比Ｄｃ１（０＜Ｄｃ１＜１）に設定する。
【００７８】
一方、図８（ｂ）に実線で示すように、エア混入量Ａｘが多いと、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが大きくなる。ポンプ制御部７０は、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが大きい場合、エア混入量Ａｘが多いと推定し、制御信号Ｓｃの回収デューティ比Ｄｃを、第１回収デューティ比Ｄｃ１よりも大きい第２回収デューティ比Ｄｃ２（Ｄｃ１＜Ｄｃ２＜１）に設定する。
【００７９】
上記のように設定された回収デューティ比Ｄｃを有する制御信号Ｓｃが、エア抜き弁６０に出力され、エア抜き弁６０が駆動される。この結果、図５（ｄ）に示すように、供給配管４２に混入したエアＡｒは適正に除去される。
【００８０】
その後時刻ｔ６において、車両のイグニッションスイッチがオフされ、エンジン３０が停止されると、ポンプ制御部７０は、駆動信号Ｓｍの出力を停止して噴射弁５０からの尿素水の噴射を停止するとともに、吸引処理（Ｓ４８）を実施する。ポンプ制御部７０は、吸引処理において、ポンプ４４を逆回転させる。
【００８１】
その後時刻ｔ７において、ポンプ制御部７０は、ポンプ４４の逆回転を停止させ、時刻ｔ８に噴射弁５０を開放する。これにより、ポンプ４４の逆回転により低下した配管圧力Ｐが大気圧に戻される。その後時刻ｔ９において、ポンプ制御部７０は、噴射弁５０を閉鎖し、噴射制御処理を終了する。これにより、図５（ａ）に示すように、供給配管４２内の尿素水がタンク４０へ吸い戻される。
【００８２】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００８３】
噴射弁５０の噴射に伴うポンプ４４の噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄと供給配管４２におけるエア混入量Ａｘとには相関がある。そのため、本実施形態では、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄに基づいて供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定することができる。
【００８４】
噴射弁５０の噴射に伴い配管圧力Ｐも変動する。しかし、本実施形態のように、ポンプ４４が圧力フィードバック制御されている場合には、配管圧力Ｐの変動量が目標圧力Ｐｔｇを中心とした所定範囲内に制御されるため、配管圧力Ｐに基づいて供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定することができない。本実施形態では噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄに基づいて供給配管４２におけるエア混入の有無を判定するため、ポンプ４４が圧力フィードバック制御されていても、供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定することができる。
【００８５】
特に本実施形態では、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄと噴射弁５０の噴射デューティ比Ｄｍとには相関があることに着目し、噴射デューティ比Ｄｍに対応させて閾値Ｒｕ、Ｒｄを設定する。そのため、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄと閾値Ｒｕ、Ｒｄとの比較結果に基づいて、供給配管４２におけるエア混入の有無を精度よく判定することができる。
【００８６】
本実施形態では、供給配管４２にエアＡｒが有ると判定された場合におけるエア抜き弁６０の回収デューティ比Ｄｃを、供給配管４２にエアＡｒが無いと判定された場合における逆止デューティ比Ｄｒよりも大きくする。そのため、回収デューティ比Ｄｃが逆止デューティ比Ｄｒよりも小さい場合に比べて、供給配管４２に混入したエアＡｒを、エア抜き弁６０を介して早期にタンク４０に戻すことができる。
【００８７】
本実施形態では、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄを用いて供給配管４２におけるエア混入量Ａｘが推定され、推定されたエア混入量Ａｘに基づいて回収デューティ比Ｄｃが設定される。そのため、推定されたエア混入量Ａｘが多いにも関わらず、エア抜き弁６０が過小にしか開放されないことが抑制される。これにより、供給配管４２に混入したエアＡｒを、エア抜き弁６０を介して早期にタンク４０に戻すことができる。また、推定されたエア混入量Ａｘが少ないにも関わらず、エア抜き弁６０が過剰に開放されることが抑制される。これにより、エア抜き弁６０の駆動電力や、エア抜き弁６０の開放による噴射回転速度Ｎｐの上昇に伴うポンプ４４の駆動電力など、除去処理に必要とされる電力を抑制することができる。
【００８８】
本実施形態では、逆止弁として機能するエア抜き弁６０の開閉を制御することにより、供給配管４２に混入したエアＡｒをタンク４０に戻す。そのため、逆止弁として機能するエア抜き弁６０、及びエア抜き弁６０が設けられるエア抜き配管５４とは別に、供給配管４２に混入したエアＡｒをタンク４０に戻すための開閉弁、及び開閉弁が設けられる専用の配管を設ける構成に比べて、還元剤噴射システム２０の構成を簡略化することができる。
【００８９】
（第２実施形態）
次に第２実施形態に係るポンプ制御部７０について図９を用いて説明する。第２実施形態に係るポンプ制御部７０は、第１実施形態に係るポンプ制御部７０と比べて、噴射制御処理が異なる。以下では、第２実施形態に係る噴射制御処理について説明する。
【００９０】
図９に示すように、第２実施形態の噴射制御処理が、第１実施形態の噴射制御処理と異なる点は、駆動信号Ｓｍの設定方法である。なお図９において、先の図２で説明した内容と同一の内容については、説明を省略する。
【００９１】
ポンプ制御部７０は、ステップＳ１８で肯定判定すると、ステップＳ６２に進み、エンジン３０の運転状態に応じた噴射デューティ比Ｄｍを設定する。続くステップＳ６４では、ポンプ制御部７０は、設定した噴射デューティ比Ｄｍが所定の基準デューティ比Ｄｏよりも大きいかを判定する。所定の基準デューティ比Ｄｏは、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄを用いて供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定するための最小の噴射デューティ比Ｄｍであり、本実施形態では「５０％」に設定されている。なお、本実施形態において、基準デューティ比Ｄｏが「基準噴射量」に相当する。
【００９２】
ポンプ制御部７０は、ステップＳ６４で肯定判定すると、ステップＳ６２で設定した噴射デューティ比Ｄｍを用いて駆動信号Ｓｍを設定し（ステップＳ２０）、設定した噴射デューティ比Ｄｍに対応させて閾値Ｒｕ、Ｒｄを設定する（ステップＳ２４）。
【００９３】
一方、ポンプ制御部７０は、ステップＳ６４で否定判定すると、ステップＳ６６に進み、噴射デューティ比Ｄｍを基準デューティ比Ｄｏよりも大きい所定の目標デューティ比Ｄｔｇに再設定する。所定の目標デューティ比Ｄｔｇは、供給配管４２におけるエア混入の有無を適正に判定するための十分な噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄを発生させる噴射デューティ比Ｄｍであり、本実施形態では「８０％」に設定されている。つまり、ポンプ制御部７０は、噴射デューティ比Ｄｍが基準デューティ比Ｄｏよりも小さい場合に、噴射デューティ比Ｄｍを基準デューティ比Ｄｏよりも大きく設定する。
【００９４】
ポンプ制御部７０は、噴射デューティ比Ｄｍを再設定すると、ステップＳ６６で設定した噴射デューティ比Ｄｍを用いて駆動信号Ｓｍを設定し（ステップＳ２０）、ステップＳ６６で設定した噴射デューティ比Ｄｍに対応させて閾値Ｒｕ、Ｒｄを設定する（ステップＳ２４）。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態では、エンジン３０の運転状態に応じた噴射デューティ比Ｄｍと基準デューティ比Ｄｏとを比較する。そして、噴射デューティ比Ｄｍが基準デューティ比Ｄｏよりも小さい場合、噴射デューティ比Ｄｍを基準デューティ比Ｄｏよりも大きい目標デューティ比Ｄｔｇに再設定する。
【００９６】
噴射デューティ比Ｄｍと噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮとには相関があり、噴射デューティ比Ｄｍが大きいほど、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮが大きくなる。そのため、噴射デューティ比Ｄｍが基準デューティ比Ｄｏよりも小さいと、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄを用いて供給配管４２におけるエア混入の有無を精度よく判定することができない。
【００９７】
本実施形態では、エンジン３０の運転状態に応じた噴射デューティ比Ｄｍが基準デューティ比Ｄｏよりも低い場合には、噴射デューティ比Ｄｍを基準デューティ比Ｄｏよりも大きい目標デューティ比Ｄｔｇに設定する。そのため、エンジン３０の運転状態に応じた噴射デューティ比Ｄｍが基準デューティ比Ｄｏよりも低い場合でも、供給配管４２におけるエア混入の有無を精度よく判定することができる。
【００９８】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
【００９９】
液状の還元剤は、尿素水に限定されず、例えば、尿素水以外のアンモニア由来化合物を噴射するものであってもよい。
【０１００】
回転変動パラメータとして、上昇変動量ΔＮｕと下降変動量ΔＮｄとが算出される例を示したが、これに限られない。例えば、上昇変動量ΔＮｕと下降変動量ΔＮｄとの一方のみが算出されてもよい。また、上昇変動量ΔＮｕや下降変動量ΔＮｄと共に、又は、上昇変動量ΔＮｕや下降変動量ΔＮｄに代えて、噴射回転速度Ｎｐの最大回転速度Ｎｕと最小回転速度Ｎｄとの差の絶対値が算出されてもよい。この場合、基準回転速度Ｎｏは必ずしも取得されなくてもよい。
【０１０１】
また、上昇変動量ΔＮｕや下降変動量ΔＮｄと共に、又は、上昇変動量ΔＮｕや下降変動量ΔＮｄに代えて、噴射回転速度Ｎｐが脈動する脈動期間を取得してもよい。供給配管４２に混入しているエア混入量Ａｘが多いと、供給配管４２に混入しているエアＡｒが抜けるまでの時間が長期化することにより、脈動期間が長くなる。つまり、上記脈動期間とエア混入量Ａｘとは、脈動期間が長いほど、エア混入量Ａｘが大きくなる関係を有する。そのため、噴射回転速度Ｎｐが脈動する脈動期間に基づいて供給配管４２におけるエア混入の有無を判定することができる。
【０１０２】
単位時間当たりの噴射量を、噴射デューティ比Ｄｍで調整する例を示したが、これに限られず、例えば、噴射弁５０の開放度合を示す噴射弁５０の開度を調整してもよい。同様に、単位時間当たりのエア抜き量を、回収デューティ比Ｄｃで調整する例を示したが、これに限られず、例えば、エア抜き弁６０の開放度合を示すエア抜き弁６０の開度を調整してもよい。
【０１０３】
ポンプ制御部７０は、エア抜き弁６０を駆動させている間に亘って、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄを取得し続けてもよい。そして、エア抜き弁６０の駆動により供給配管４２に混入したエアＡｒがタンク４０に戻ることに伴って、噴射回転速度Ｎｐの変動量ΔＮｕ、ΔＮｄが閾値Ｒｕ、Ｒｄよりも小さくなった場合に、エア抜き弁６０を停止させてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
ΔＮ…変動量、３０…エンジン、３１ａ…排気通路、４２…供給配管、４４…ポンプ、５０…噴射弁、７０…ポンプ制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019120209.tif 000009
【図８】
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【図９】
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