(57)【要約】【課題】尿素の結晶化に起因したインジェクターの閉固着を早期に解消することができる尿素ＳＣＲシステムを提供する。【解決手段】制御装置は、エンジンのイグニッションがオン操作されると、インジェクターを閉状態に制御した状態で電動ポンプを正転駆動してインジェクターに尿素水を圧送する圧送動作（ステップＳ１０１）と、圧送動作後に電動ポンプを逆転駆動するとともにインジェクターを一時的に開状態に制御して接続通路における電動ポンプよりもインジェクター側の部分まで尿素水を吸い戻す吸い戻し動作（ステップＳ１０２）と、判定部による判定（ステップＳ１０３）と、を行い、ステップＳ１０３においてインジェクターが閉固着していると判定された場合に、圧送動作（ステップＳ１０１）、吸い戻し動作（ステップＳ１０２）、および、判定部による判定（ステップＳ１０３）を繰り返し行う。【選択図】図３
2019007351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水を貯留するタンクと、
エンジンの排気通路に配設された選択還元型触媒の上流を流れる排気ガスに尿素水を噴射するインジェクターと、
前記タンクと前記インジェクターとを接続する接続通路と、
前記接続通路に配設されて前記タンクと前記インジェクターとの間における双方向に尿素水を送出可能な電動ポンプと、
前記電動ポンプおよび前記インジェクターを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンジンのイグニッションがオン操作されると、前記インジェクターを閉状態に制御した状態で前記電動ポンプを正転駆動して前記インジェクターに尿素水を圧送する圧送動作と、前記圧送動作後に前記電動ポンプを逆転駆動するとともに前記インジェクターを一時的に開状態に制御して前記接続通路における前記電動ポンプよりも前記インジェクター側の部分まで尿素水を吸い戻す吸い戻し動作と、前記インジェクターが閉固着しているか否かの判定と、を行い、前記インジェクターが閉固着していると判定した場合に、前記圧送動作、前記吸い戻し動作、および、前記判定を繰り返し行う判定処理を実行する
尿素ＳＣＲシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記インジェクターが閉固着しているとの判定回数が最大判定回数に到達すると前記判定処理を終了する
請求項１に記載の尿素ＳＣＲシステム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記インジェクターが閉固着していると判定した場合、排気ガスに対する尿素水の添加を中止する
請求項２に記載の尿素ＳＣＲシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前回の判定処理が前記判定回数の前記最大判定回数の到達により終了した場合にセットされるフラグを保持し、前記フラグがセットされた状態で前記判定回数が前記最大判定回数に到達した場合に前記インジェクターが故障していると判定する
請求項２または３に記載の尿素ＳＣＲシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記圧送動作、前記吸い戻し動作、および、前記判定を前記エンジンの運転中に行う状態を有する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の尿素ＳＣＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素ＳＣＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように、排気に含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を浄化する排気浄化装置として、排気ガスに尿素水を噴射するインジェクターを備えた尿素水添加装置と添加位置の下流に位置する選択還元型触媒と用いた尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られている。尿素ＳＣＲシステムでは、排気ガスに添加された尿素水が排気の熱によってアンモニアへと加水分解される。そして、そのアンモニアを含む排気ガスが選択還元型触媒に流入すると、排気ガス中のＮＯｘがアンモニアを還元剤として窒素と水とに還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−００１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムにおいては、尿素水に含まれている尿素の結晶化によりインジェクターが閉固着してしまう場合がある。こうしたインジェクターの閉固着は、結晶化した尿素が溶解することにより解消可能である。そのため、尿素ＳＣＲシステムによるＮＯｘの浄化を早期に実現可能とするうえでも、尿素の結晶化に起因したインジェクターの閉固着を早期に解消する技術が求められている。
【０００５】
本発明は、尿素の結晶化に起因したインジェクターの閉固着を早期に解消することができる尿素ＳＣＲシステム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】
【０００６】
上記課題を解決する尿素ＳＣＲシステムは、尿素水を貯留するタンクと、エンジンの排気通路に配設された選択還元型触媒の上流を流れる排気ガスに尿素水を噴射するインジェクターと、前記タンクと前記インジェクターとを接続する接続通路と、前記接続通路に配設されて前記タンクと前記インジェクターとの間における双方向に尿素水を送出可能な電動ポンプと、前記電動ポンプおよび前記インジェクターを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンのイグニッションがオン操作されると、前記インジェクターを閉状態に制御した状態で前記電動ポンプを正転駆動して前記インジェクターに尿素水を圧送する圧送動作と、前記圧送動作後に前記電動ポンプを逆転駆動するとともに前記インジェクターを一時的に開状態に制御して前記接続通路における前記電動ポンプよりも前記インジェクター側の部分まで尿素水を吸い戻す吸い戻し動作と、前記インジェクターが閉固着しているか否かの判定と、を行い、前記インジェクターが閉固着していると判定した場合に、前記圧送動作、前記吸い戻し動作、および、前記判定を繰り返し行う判定処理を実行する。
【０００７】
上記構成によれば、判定結果としてインジェクターの閉固着が連続する場合、圧送動作と吸引動作とが繰り返されることにより、結晶化した尿素の周囲で尿素水の圧力変動が生じるため、結晶化した尿素の溶解を促進させることができる。そして、吸い戻し動作において接続通路における電動ポンプよりもインジェクター側の部分に尿素水が残存することで、吸い戻し動作に要する時間だけでなく、吸い戻し動作後の圧送動作に要する時間も短縮される。すなわち、圧送動作および吸い戻し動作に要する時間が短縮されることから、単位時間あたりにインジェクター内で生じる尿素水の圧力変動の回数を多くすることができる。その結果、尿素の結晶化に起因したインジェクターの閉固着を早期に解消することができる。
【０００８】
上記尿素ＳＣＲシステムにおいて、前記制御装置は、前記インジェクターが閉固着しているとの判定回数が最大判定回数に到達すると前記判定処理を終了することが好ましい。
圧送動作および吸い戻し動作を最大判定回数だけ行ったとしてもインジェクターが閉固着していると判定される場合には、インジェクターの閉固着が尿素の結晶化に起因していない可能性が高い。上記構成によれば、インジェクターの閉固着が尿素の結晶化に起因していない可能性が高い場合に判定処理を終了させることができる。
【０００９】
上記尿素ＳＣＲシステムにおいて、前記制御装置は、前記インジェクターが閉固着していると判定した場合、排気ガスに対する尿素水の添加を中止することが好ましい。
上記構成によれば、インジェクターが閉固着していると判定された場合に電動ポンプおよびインジェクターが駆動されないことから、無駄な電力消費を回避できる。
【００１０】
上記尿素ＳＣＲシステムにおいて、前記制御装置は、前回の判定処理が前記判定回数の前記最大判定回数の到達により終了した場合にセットされるフラグを保持し、前記フラグがセットされた状態で前記判定回数が前記最大判定回数に到達した場合に前記インジェクターが故障していると判定することが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、前回の判定処理および今回の判定処理の双方においてインジェクターが閉固着していると判定された場合に、インジェクターが故障していると判定する。これにより、インジェクターの故障判定に対する信頼度を高めることができる。
【００１２】
上記尿素ＳＣＲシステムにおいて、前記制御装置は、前記圧送動作、前記吸い戻し動作、および、前記判定を前記エンジンの運転中に行う状態を有していてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、例えば、イグニッションのオン操作直後にインジェクターが閉固着していると判定されたとしても、２回目以降の圧送動作、吸い戻し動作、および、判定をエンジンの運転中に行うことが可能である。そのため、エンジンの始動に関するドライバビリティを変化させることなく、尿素の結晶化に起因したインジェクターの閉固着を早期に解消することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】尿素ＳＣＲシステムの一実施形態の概略構成を示す図。
【図２】尿素ＳＣＲシステムの電気的構成の一部を示す機能ブロック図。
【図３】判定処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図４】吸い戻し動作におけるポンプの逆転駆動期間とインジェクターの駆動力との関係の一例を示す図。
【図５】（ａ）圧送動作後の尿素水の分布を模式的に示す図、（ｂ）インジェクターが閉固着していない場合の吸い込み動作後における尿素水の分布を模式的に示す図。
【図６】（ａ）インジェクターが閉固着している場合の駆動電流の一例を示すグラフ、（ｂ）インジェクターが閉固着していない場合の駆動電流の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図６を参照して、尿素ＳＣＲシステムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、尿素ＳＣＲシステム１０は、図示されないエンジンの排気ガスが流れる排気通路５に配設された選択還元型触媒１５と、排気通路５における選択還元型触媒１５の上流を流れる排気ガスに尿素水を添加する尿素水添加装置２０とを備えている。
【００１６】
選択還元型触媒１５は、尿素水添加装置２０の添加した尿素水が加水分解したアンモニアと排気ガスに含まれるＮＯｘとを反応させてＮＯｘを窒素や水へと還元する。選択還元型触媒１５は、例えば耐熱性に優れたセラミックやステンレスを素材としたフロースルー型のモノリス担体に対して、例えば銅系、鉄系、バナジウム系の各種の触媒金属を胆持させたものである。選択還元型触媒１５は、例えば１５０℃〜３５０℃の温度範囲を活性温度として有する。
【００１７】
尿素水添加装置２０は、尿素水を貯留するタンク２１と、排気通路５に対して尿素水を噴射する電子制御式のインジェクター２２と、タンク２１とインジェクター２２とを接続する接続通路２３と、接続通路２３に配設されたポンプユニット２５と、を備えている。また、尿素水添加装置２０は、ポンプユニット２５の電動ポンプ２６の駆動とインジェクター２２の開閉とを制御する制御装置５０を備えている。
【００１８】
電動ポンプ２６は、図示されない電源装置から直流電圧が供給されるモーター２７と、モーター２７によって駆動されるポンプ２８を有している。モーター２７は、制御装置５０を通じて電源装置から正電圧（＋Ｖ）が供給されることで正転し、反対に、制御装置５０を通じて電源装置から負電圧（−Ｖ）が供給されることにより逆転する。
【００１９】
ポンプ２８は、タンク２１とインジェクター２２との間における双方向に尿素水を送出可能なポンプであり、例えば、モーター２７によって駆動される駆動ギヤと駆動ギヤに従動する従動ギヤとで構成されたギヤポンプである。ポンプ２８は、モーター２７の正転により正転駆動され、タンク２１内の尿素水をインジェクター２２に向かって圧送可能に構成されている。また、ポンプ２８は、モーター２７の逆転により逆転駆動され、インジェクター２２内の尿素水をタンク２１に向かって吸い戻し可能に構成されている。なお、ポンプユニット２５は、ポンプ２８に対するインジェクター２２側の吐出圧が設定圧力Ｐｕ１を超えると余剰な尿素水をタンク２１に還流するリリーフ機能を有している。
【００２０】
ポンプユニット２５は、電動ポンプ２６の負荷であるモーター２７の電気的特性としてモーター２７の駆動電流Ｉｍの大きさを検出対象とする電流センサー３１を備えている。また、ポンプユニット２５は、ポンプ２８の下流における尿素水の圧力Ｐｕを検出対象とする圧力センサー３２、尿素水の温度を検出対象とする温度センサー３３、タンク２１における尿素水の貯留量を検出対象とするレベルセンサー３４などを備えている。これら各種センサー３１〜３４は、所定の制御周期で検出対象を検出し、その検出値を示す検出信号を制御装置５０に出力する。
【００２１】
図２に示すように、制御装置５０は、プロセッサ、メモリ、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続された１以上のマイクロコンピューターを中心に構成される。制御装置５０は、入力インターフェースを介して取得した各種情報、ならびに、メモリーに格納された各種制御プログラムおよび各種データに基づいて各種処理を実行する。制御装置５０は、各種処理に基づく制御信号を出力インターフェースを介して各種制御対象に出力する。例えば、制御装置５０は、エンジンを始動させるべくイグニッションＩＧがオン操作されると、インジェクター２２の閉固着の有無について判定する判定処理を実行したのち、排気ガスに尿素水を添加する添加処理を開始する。また、制御装置５０は、エンジンの停止時、インジェクター２２、接続通路２３、および、ポンプ２８内の尿素水をタンク２１に吸い戻す停止処理を実行する。
【００２２】
制御装置５０は、各種の機能部として、取得部５１、ＩＪ制御部５２、モーター制御部５３、および、判定部５４を有している。取得部５１は、各種センサー３１〜３４の検出値とイグニッションＩＧからの操作信号とを取得し、ＩＪ制御部５２は、インジェクター２２の開閉を制御する。モーター制御部５３は、図示されない電源装置からモーター２７への供給電圧ＶをＰＷＭ制御により制御し、判定部５４は、インジェクター２２の閉固着の有無を判定する。判定部５４は、前回の判定処理においてインジェクター２２が閉固着していると判定されたか否かを示すフラグ５５をメモリーの所定領域に保持している。
【００２３】
図３を参照して判定処理の手順について説明する。上述したように、判定処理は、イグニッションＩＧのオン操作を取得部５１が取得すると実行される。
図３に示すように、まず、インジェクター２２に尿素水を圧送する圧送動作が行われる（ステップＳ１０１）。圧送動作において、取得部５１は圧力Ｐｕを繰り返し取得し、ＩＪ制御部５２はインジェクター２２を閉状態に制御し続ける。モーター制御部５３は、取得部５１の取得する圧力Ｐｕが設定圧力Ｐｕ１になるようにモーター２７への供給電圧Ｖ（正電圧）を制御する。圧送動作が行われる圧送期間は、インジェクター２２内が設定圧力Ｐｕ１の尿素水で満たされるのに十分な期間（例えば、３ｓｅｃ）である。
【００２４】
圧送動作に続いて、吸い戻し動作が行われる（ステップＳ１０２）。吸い戻し動作では、接続通路２３におけるポンプ２８よりもインジェクター２２側の部分までインジェクター２２内の尿素水が吸い戻される。吸い戻し動作において、取得部５１は、駆動電流Ｉｍを繰り返し取得する。モーター制御部５３は、モーター２７の回転数Ｎが目標回転数Ｎｔとなるようにモーター２７への供給電圧Ｖ（負電圧）を制御する。モーター制御部５３は、取得部５１の取得する駆動電流Ｉｍやそのときの供給電圧Ｖ（負電圧）の大きさなどを変数に含む演算式にそれらを代入することによりモーター２７の逆起電力を演算し、その演算した逆起電力から回転数Ｎを演算する。ＩＪ制御部５２は、一時的にインジェクター２２を開状態に制御する。
【００２５】
図４に示すように、吸い戻し動作において、ＩＪ制御部５２は、モーター制御部５３がモーター２７を逆転させているポンプ２８の逆転駆動期間にインジェクター２２を開状態に制御し、逆転駆動期間が終了した直後にインジェクター２２を閉状態に制御する。
【００２６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、吸い戻し動作におけるポンプ２８の最大吸い戻し量、すなわちインジェクター２２に閉固着が生じていない場合の吸い戻し量は、接続通路２３におけるポンプ２８からインジェクター２２までの部分の容積とインジェクター２２内の容積との加算値よりも小さい値に設定される。図５（ａ）および図５（ｂ）では、尿素水が存在する部分をドットで示している。これにより、ポンプ２８は、インジェクター２２の閉固着の有無にかかわらず、吸い戻し動作の終了時に尿素水で満たされた状態が維持される。
【００２７】
なお、吸い戻し動作においては、圧力センサー３２の検出する圧力Ｐｕが負圧となる。そのため、吸い戻し動作を短時間で行ってしまうと接続通路２３やインジェクター２２に対する機械的な負荷が過度に大きくなるおそれがある。こうした機械的な負荷はインジェクター２２が閉固着しているときに特に大きくなる。そのため、モーター２７の目標回転数Ｎｔや逆転駆動期間は、接続通路２３やインジェクター２２に対する機械的な負荷を小さくするべく、圧送動作よりも長い期間（例えば、５ｓｅｃ）かけて吸い戻し動作が行われるように設定される。
【００２８】
次に、判定部５４による各種の判定が行われる。まず、判定部５４は、吸い戻し動作において取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍに基づく判定値Ｉｊと閾値Ｉｔｈとの比較を行うことによりインジェクター２２の閉固着の有無を判定する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
図６を参照して閾値Ｉｔｈについて説明する。図６（ａ）は、インジェクター２２の閉固着時における駆動電流Ｉｍの測定結果の一例を示すグラフであり、図６（ｂ）は、インジェクター２２が閉固着していない通常時における駆動電流Ｉｍの測定結果の一例を示すグラフである。
【００３０】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、インジェクター２２の閉固着の有無にかかわらず、圧送動作においては駆動電流Ｉｍの推移が不安定である一方、吸い戻し動作においては駆動電流Ｉｍの推移が安定していることが確認された。また、インジェクター２２が閉固着している場合の吸い戻し動作においては、インジェクター２２に排気通路５内のガスが流入せず、回転数Ｎを目標回転数Ｎｔに維持するうえでモーター２７の負荷が大きくなるため、駆動電流Ｉｍが大きくなることが確認された。これらのことから、本発明者らは、推移が安定している吸い戻し動作における駆動電流Ｉｍに基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定することとした。また、本発明者らは、吸い戻し動作における駆動電流Ｉｍを繰り返し測定し、その測定結果に基づいてインジェクター２２の閉固着の有無が高い確度のもとで判定できる値を閾値Ｉｔｈに設定した。
【００３１】
なお、判定値Ｉｊは、逆転駆動期間において取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍに基づく値であればよい。例えば、判定値Ｉｊは、逆転駆動期間において取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍの平均値であってもよい。また例えば、判定値Ｉｊは、モーター２７の逆転駆動の開始から所定時間経過したときに取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍ、例えばモーター２７の逆転駆動の終了直前に取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍであってもよい。
【００３２】
判定値Ｉｊが閾値Ｉｔｈ以下である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、判定部５４は、インジェクター２２が閉固着していないものとしてフラグ５５を０にリセットする（Ｆ＝０：ステップＳ１０４）。制御装置５０は、判定部５４によってフラグ５５が０にリセットされると判定処理を終了する。判定部５４にフラグ５５が０にリセットされた場合、制御装置５０は、判定処理の終了後、尿素水の添加処理を実行する。添加処理において制御装置５０は、選択還元型触媒１５の触媒温度が活性温度にあることを条件としてインジェクター２２を通じて尿素水を排気ガスに添加する。
【００３３】
判定値Ｉｊが閾値Ｉｔｈよりも大きい場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、判定部５４は、１回の判定処理においてステップＳ１０３の判定を行った回数である判定回数ｉ（初期値＝１）が最大判定回数ｉｍａｘに到達しているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。最大判定回数ｉｍａｘは、１回の判定処理においてステップＳ１０３の処理を実行する回数の最大値である。
【００３４】
判定回数ｉに関連して、判定部５４は、例えば、判定回数ｉ（初期値＝１）をカウントするカウンターを内蔵しており、このカウンターのカウント値に基づいてステップＳ１０５の処理を実行する。判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達してない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、判定部５４は、内蔵しているカウンターのカウント値をインクリメントする（ステップＳ１０６）。その後、圧送動作（ステップＳ１０１）および吸い戻し動作（ステップＳ１０２）が再び行われたのち、判定部５４は、インジェクター２２の閉固着の有無について再び判定する（ステップＳ１０３）。２回目以降の圧送動作、吸い戻し動作、および、判定部５４による判定は、エンジンの運転中に実行されてもよい。
【００３５】
判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達している場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、すなわち今回の判定処理でインジェクター２２が閉固着していると判定される場合、判定部５４は、フラグ５５が１をセットされているか否かを判断する（Ｆ＝１？：ステップＳ１０７）。フラグ５５が１にセットされている場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、すなわち前回の判定処理と今回の判定処理の双方においてインジェクター２２が閉固着していると判定された場合、判定部５４は、インジェクター２２の故障判定を行う（ステップＳ１０８）。インジェクター２２に対して故障判定がなされると、制御装置５０は、判定処理を終了するとともに、モーター２７およびインジェクター２２を停止状態に制御することで添加処理の実行を中止する。また、制御装置５０は、例えば、図示されない警告灯を点灯させて尿素ＳＣＲシステム１０に故障が生じていることをドライバーに通知する。
【００３６】
一方、フラグ５５が１に設定されていない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、判定部５４は、今回の判定処理においてインジェクター２２が閉固着していると初めて判定されたものとしてフラグ５５に１をセットし（Ｆ＝１：ステップＳ１０９）、判定処理を終了する。フラグ５５が１にセットされると、制御装置５０は、添加処理の実行を中止する。
【００３７】
ここで、最大判定回数ｉｍａｘについて補足すると、判定処理は、ｎ回（ｎは１以上の整数）の判定を行った場合（判定回数ｉ＝ｎ）、ｎ回分の圧送動作に要する時間とｎ回分の吸い戻し動作に要する時間とが掛かる。一方、添加処理においては、選択還元型触媒１５の触媒温度が活性温度に到達してから尿素水の添加が行われる。そのため、最大判定回数ｉｍａｘは、予め行った実験やシミュレーションの結果に基づいて、エンジンの冷間始動時に触媒温度が活性温度に到達するまでに要する時間よりも短く、かつ、結晶化した尿素が高い確率のもとで溶解する値（例えば、ｉｍａｘ＝４０〜５０）に設定される。
【００３８】
上述した尿素ＳＣＲシステム１０の作用について説明する。
上記尿素ＳＣＲシステム１０においては、イグニッションＩＧのオン操作がなされると、まず、圧送動作と吸い戻し動作とが行われる。そして、吸い戻し動作後にインジェクター２２が閉固着していると判定されると、圧送動作、吸い戻し動作、および、インジェクター２２の閉固着についての判定が再び行われる。こうした圧送動作と吸い戻し動作とが繰り返されることによりインジェクター２２内で結晶化している尿素が溶解し、インジェクター２２の閉固着を解消することが可能である。
【００３９】
上記実施形態の尿素ＳＣＲシステム１０によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）判定処理の判定結果としてインジェクター２２の閉固着が連続する場合、圧送動作と吸い戻し動作とが繰り返されることにより、結晶化している尿素の周囲で尿素水の圧力変動が生じる。そのため、インジェクター２２内で結晶化している尿素の溶解を促進させることができる。そして、吸い戻し動作において接続通路２３における電動ポンプ２６よりもインジェクター２２側の部分に尿素水が残存することで、吸い戻し動作の要する時間だけでなく、吸い戻し動作後の圧送動作に要する時間も短縮される。すなわち、圧送動作および吸い戻し動作に要する時間が短縮されることから、単位時間あたりにインジェクター２２内で生じる尿素水の圧力変動の回数が多くなる。その結果、尿素の結晶化に起因したインジェクター２２の閉固着を早期に解消することが可能である。
【００４０】
（２）判定部５４は、判定処理において判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達するとインジェクター２２が閉固着していると判定する。最大判定回数ｉｍａｘは、エンジンの冷間始動時に触媒温度が活性温度に到達するまでに要する時間よりも短く、かつ、結晶化した尿素が高い確率のもとで溶解する値である。すなわち、インジェクター２２の閉固着の原因が尿素の結晶化である場合には、判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達するまえにインジェクター２２の閉固着を解消することができる。反対に、判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達した場合には、インジェクター２２の閉固着が尿素の結晶化に起因していない可能性が高いことから、判定回数ｉの最大判定回数ｉｍａｘへの到達により判定処理を終了させることができる。
【００４１】
（３）制御装置５０は、インジェクター２２が閉固着していると判定部５４が判定した場合、添加処理の実行を中止する。これにより、無駄な電力消費を回避できる。
（４）判定部５４は、判定処理において判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達すると、フラグ５５が０にリセットされていればフラグ５５を１にセットしてインジェクター２２の故障の仮判定を行い、フラグ５５が１にセットされていればインジェクター２２の故障を確定させる。すなわち、判定部５４は、エンジンのイグニッションＩＧのオン操作ごとに行われる判定処理において連続してインジェクター２２が閉固着していると判定した場合に、インジェクター２２の故障判定を行う。こうした構成によれば、インジェクター２２の故障判定に対する信頼度をさらに高めることができる。また、故障判定時における対応策も立てやすくなる。
【００４２】
（５）制御装置５０は、圧送動作、吸い戻し動作、および、判定部５４による判定をエンジンの運転中に行う状態を有している。こうした構成によれば、例えば、イグニッションＩＧのオン操作直後の判定においてインジェクター２２の閉固着が得られたとしても、２回目以降の圧送動作、吸い戻し動作、および、判定部５４による判定がエンジンの運転中に行われる。そのため、エンジンの始動に関するドライバビリティを変化させることなく、尿素の結晶化に起因したインジェクター２２の閉固着を解消することが可能である。
【００４３】
（６）図６に示したように、吸い戻し動作時においては、駆動電流Ｉｍの推移が安定している。そのため、インジェクター２２の閉固着の有無についての判定値Ｉｊとして吸い戻し動作時における駆動電流Ｉｍが用いられることにより、インジェクター２２の閉固着の有無を高い精度のもとで判定することができる。
【００４４】
（７）ポンプ２８の逆転駆動期間の終了直前における駆動電流Ｉｍを判定値Ｉｊに設定した場合、逆転駆動期間の終了直前の状態に基づいてインジェクター２２が閉固着しているか否かの判定を行うことができる。これにより、例えば、結晶化した尿素が逆転駆動期間の終了直前に溶解した場合であってもインジェクター２２が閉固着していないと判定されることから、圧送動作、吸い込み動作、および、判定部５４による判定が過度に行われることを回避することが可能である。その結果、判定処理に要する平均時間を短くすることが可能である。
【００４５】
（８）ポンプ２８の逆転駆動期間において取得部５１が取得した駆動電流Ｉｍの平均値を判定値Ｉｊに設定した場合、判定値Ｉｊが閾値Ｉｔｈ以下であるときにインジェクター２２が閉固着していないという判定結果に対する信頼度が高まる。
【００４６】
（９）吸い戻し動作においては、ポンプ２８の逆転駆動後にインジェクター２２が開状態に制御される。これにより、吸い戻し動作において尿素水が排気通路５に供給されてしまうことを抑えることができる。
【００４７】
（１０）吸い戻し動作においては、ポンプ２８の逆転駆動停止後にインジェクター２２が閉状態に制御される。これにより、例えば接続通路２３をタンク２１に向かって慣性で移動している尿素水を減速させたうえでインジェクター２２を閉状態に制御することができる。そのため、尿素水の運動量の急激な変化にともなう衝撃が緩和されることから、接続通路２３やインジェクター２２に作用する機械的な負荷を抑えることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・制御装置５０は、イグニッションＩＧのオン操作からエンジンの始動までの期間にのみ圧送動作、吸い戻し動作、および、判定部５４による判定を行ってもよい。こうした構成によれば、エンジンの始動まえにインジェクター２２が閉固着していると判定されることから、尿素ＳＣＲシステムによる尿素水の添加が実行されないことを前提としてエンジンの制御を行うことができる。
【００４９】
・制御装置５０は、インジェクター２２が閉固着していると判定された場合であっても、例えば、所定時間ごとにインジェクター２２による尿素水の噴射を試験的に行う試験噴射処理を実行してもよい。そして、この試験噴射処理においてインジェクター２２の閉固着が解消されている場合には、続けて添加処理に移行してもよい。試験噴射処理においては、例えば圧力Ｐｕの変動等に基づいてインジェクター２２が閉固着しているか否かを判定可能である。
【００５０】
・制御装置５０は、フラグ５５が割愛された構成であってもよい。こうした構成において、制御装置５０は、判定回数ｉが最大判定回数ｉｍａｘに到達した場合にインジェクター２２が故障していると判定する。
【００５１】
・最大判定回数ｉｍａｘは、所定の値に限らず、例えば、外気温ごとに設定される値であってもよい。こうした構成において、制御装置５０は、外気温を検出する外気温センサーの検出信号に基づいて外気温を取得するとともに外気温ごとに最大判定回数ｉｍａｘが設定されたテーブルデータである判定回数データをメモリーの所定領域に格納している。そして、制御装置５０は、外気温に応じた最大判定回数ｉｍａｘを判定回数データから読み出すことにより最大判定回数ｉｍａｘを設定する。この判定回数データには、各外気温に対して、エンジンの冷間始動時に触媒温度が活性温度に到達するよりも短く、かつ、結晶化した尿素が高い確率のもとで溶解する値が最大判定回数ｉｍａｘとして設定される。
【００５２】
・尿素ＳＣＲシステムにおいて、ポンプユニット２５は、制御装置５０によって供給電力が制御される加熱部であって、ポンプ２８がインジェクター２２に向かって圧送する尿素水を加熱する加熱部を内蔵していてもよい。こうした構成においては、例えば、判定処理の最初の判定でインジェクター２２が閉固着していると判定された場合に、２回目以降の圧送動作と吸い戻し動作とを尿素水を加熱しながら行うことが可能である。その結果、結晶化した尿素が溶解しやすくなることから、尿素の結晶化に起因したインジェクター２２の閉固着をさらに早期に解消することが可能である。
【００５３】
・制御装置５０は、インジェクター２２が閉固着していると連続して判定される場合、判定処理を終了する条件は判定回数ｉに限られない。制御装置５０は、例えば、判定処理の開始からの経過時間で判定処理を終了してもよいし、選択還元型触媒１５の触媒温度が活性温度に十分近づいたときに判定処理を終了してもよい。
【００５４】
・吸い込み動作において、制御装置５０は、モーター２７の逆転開始とインジェクター２２の開状態への制御とを同時期に行ってもよい。
・吸い込み動作において、制御装置５０は、モーター２７の停止とインジェクター２２の閉状態への制御とを同時期に行ってもよい。
【００５５】
・判定部５４は、吸い込み動作におけるモーター２７の負荷、すなわちモーター２７の電気的特性に基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定すればよい。そのため、判定部５４は、モーター２７の回転数Ｎが目標回転数Ｎｔとなるように供給電圧Ｖ（負電圧）を制御し、駆動電流Ｉｍの大きさに基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定する構成に限られない。直流電圧が供給されるモーター２７は、供給電圧Ｖが一定であればトルクが大きいほど駆動電流Ｉｍが大きくなる特性と、トルクが大きいほど回転数Ｎが小さくなる特性を有している。そのため、制御装置５０は、例えば、インジェクター２２が閉固着しているときの吸い込み動作においてはモーター２７に対する負荷が大きくなることから、逆転駆動期間において一定の大きさの供給電圧Ｖ（負電圧）でモーター２７を駆動し、そのときの駆動電流Ｉｍや回転数Ｎに基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定してもよい。また例えば、制御装置５０は、駆動電流Ｉｍが一定の大きさとなるように供給電圧Ｖ（負電圧）を制御し、そのときの供給電圧Ｖの大きさやＰＷＭ制御のデューティ比に基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定してもよい。こうした構成であっても、インジェクター２２の閉固着の有無を高い精度のもとで判定することができる。さらに、判定部５４は、吸い戻し動作におけるモーター２７の電気的特性ではなく、吸い戻し動作における圧力Ｐｕに基づいてインジェクター２２の閉固着の有無を判定してもよい。
【００５６】
・２回目以降の圧送動作では、接続通路２３に尿素水が残存していることから、最初の圧送動作よりも圧送期間を短縮してもよい。こうした構成によれば、単位時間あたりにインジェクター２２内で生じる尿素水の圧力変動の回数をさらに多くすることができる。
【符号の説明】
【００５７】
５…排気通路、１０…尿素ＳＣＲシステム、１５…選択還元型触媒、２０…尿素水添加装置、２１…タンク、２２…インジェクター、２３…接続通路、２５…ポンプユニット、２６…電動ポンプ、２７…モーター、２８…ポンプ、３１…電流センサー、３２…圧力センサー、３３…温度センサー、３４…レベルセンサー、５０…制御装置、５１…取得部、５２…ＩＪ制御部、５３…モーター制御部、５４…判定部、５５…フラグ。
【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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