(57)【要約】【課題】内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に取り付けられた還元剤噴射弁の温度を精度良く検出する還元剤供給装置、排気浄化システム及び還元剤供給装置の制御方法を提供する。【解決手段】内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置において、還元剤供給装置は、排気管に取り付けられ、還元剤を排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、還元剤噴射弁を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出する還元剤噴射弁コイル温度検出部と、内燃機関の運転状態値を検出する内燃機関運転状態検出部と、内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出する車両走行状態検出部と、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、内燃機関の運転状態値と、内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定する。【選択図】図４
2019105188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置において、
前記還元剤供給装置は、
前記排気管に取り付けられ、前記還元剤を前記排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、
前記還元剤噴射弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出する還元剤噴射弁コイル温度検出部と、
内燃機関の運転状態値を検出する内燃機関運転状態検出部と、
当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出する車両走行状態検出部と、
前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定する還元剤噴射弁温度推定部と、
を有することを特徴とする還元剤供給装置。
【請求項２】
前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度は、前記還元剤噴射弁のコイルの抵抗値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の還元剤供給装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態値とは、前記内燃機関の回転数と、燃料噴射量であることを特徴とする請求項１または２に記載の還元剤供給装置。
【請求項４】
前記車両の走行状態値とは、前記車両の速度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記還元剤噴射弁の温度が所定の閾値を超えている場合には、冷却制御を行う冷却制御部をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の還元剤供給装置を有する排気浄化システム。
【請求項７】
内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤噴射弁を有する還元剤供給装置の制御方法において、
前記制御方法は、
還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出するステップと、
内燃機関の運転状態値を検出するステップと、
当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出するステップと、
前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定するステップと、
を備えることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法。
【請求項８】
前記制御方法は、
前記還元剤噴射弁の温度が所定の閾値を超えている場合には、冷却制御を行うステップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の還元剤供給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置、排気浄化システム及び還元剤供給装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中にＮＯX（窒素酸化物）が含まれる場合がある。この排気中のＮＯXを除去するために、ＮＯXを還元して浄化する還元触媒を含む尿素ＳＣＲ（Selective  Catalytic  Reduction）システムが備えられる。尿素ＳＣＲシステムは、還元剤として尿素水を用いて、尿素水から生成されるアンモニアを排気中のＮＯXと反応させることによってＮＯXを分解する。
【０００３】
尿素ＳＣＲシステムにおいて、尿素水は、尿素水用のタンクから還元剤噴射弁を介して排気通路内に供給される。尿素水用のタンクには、尿素水温度を検出するための温度センサが設けられているが、排気管の近傍に配置された還元剤噴射弁は、その周囲から加熱または冷却される場合があり、必ずしも、還元剤噴射弁の温度は尿素水用のタンク内での尿素水の温度と同じではない。そこで還元剤噴射弁の温度をより正確に検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０９０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の排気浄化システムには、インジェクタ（還元剤噴射弁）の温度の検出方法として、インジェクタ温度センサをインジェクタに配置し、インジェクタの温度を直接測定することが記載されている。しかしながら、インジェクタ温度センサをインジェクタに配置した場合には、インジェクタの体格が大きくなってしまい、インジェクタの搭載性が悪くなるという問題があった。また、特許文献１には、インジェクタの温度と、尿素水タンク内の尿素水の温度がほぼ比例の関係にあるとして、尿素水タンク内の尿素水の温度からインジェクタの温度を推定することが開示されている。しかしながら、タンクからインジェクタに供給される過程における熱の供給は必ずしも一定ではなく、インジェクタの温度を正確に推定できないおそれがあった。特に、インジェクタの温度を実際よりも低く推定した場合には、適切な冷却措置を行うことができず、インジェクタの耐熱温度を超えてしまい、インジェクタに熱損傷を与えてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、還元剤噴射弁の温度をより正確に検出することが可能で、かつ、還元剤噴射弁の温度が閾値を超えるおそれがある場合には適切な冷却措置をとることが可能な還元剤供給装置、排気浄化システム及び還元剤供給装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置において、前記還元剤供給装置は、前記排気管に取り付けられ、前記還元剤を前記排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、前記還元剤噴射弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出する還元剤噴射弁コイル温度検出部と、内燃機関の運転状態値を検出する内燃機関運転状態検出部と、当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出する車両走行状態検出部と、前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定する還元剤噴射弁温度推定部と、を有することを特徴とする還元剤供給装置が提供される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、内燃機関の排気中のＮＯxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤噴射弁を有する還元剤供給装置の制御方法において、前記制御方法は、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出するステップと、内燃機関の運転状態値を検出するステップと、当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出するステップと、前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定するステップと、を備えることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、内燃機関の運転状態値と、内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて還元剤噴射弁の温度を正確に推定することができるので、例えば、還元剤噴射弁の温度が高温になることが予想される場合には、適切な冷却措置をとることができ、還元剤噴射弁の熱損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置を含む排気浄化システムの構成例を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る還元剤供給装置の制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る還元剤供給装置の制御方法の例を示すフローチャートである。
【図４】還元剤噴射弁の先端温度の推定方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
＜１．車両の排気浄化システムの全体構成＞
本実施形態に係る還元剤供給装置が適用され得る車両に搭載される排気浄化の構成例について説明する。図１は、排気浄化システム１０の構成例を示す模式図である。
【００１３】
排気浄化システム１０は、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン等である内燃機関５の排気系に備えられる。本実施形態において、内燃機関５がディーゼルエンジンである例を説明する。排気浄化システム１０は、内燃機関５の排気管１１に還元触媒１３が配設されており、還元触媒１３の上流で排気管１１内に尿素水を供給する還元剤供給装置３０を備える。
【００１４】
還元触媒１３は、内燃機関５の排気中に含まれるＮＯXを還元する触媒である。還元触媒１３は、還元剤供給装置３０により供給される尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ3）を吸着し、還元触媒１３に流入する排気中のＮＯXとＮＨ3とを還元反応させることによってＮＯXを水（Ｈ2Ｏ）や窒素（Ｎ2）に分解する。
【００１５】
還元剤供給装置３０は、還元剤である尿素水を貯蔵する貯蔵タンク５０と、還元触媒１３よりも上流の排気管１１に固定された還元剤噴射弁３１と、貯蔵タンク５０から汲み出した尿素水を還元剤噴射弁３１に圧送するポンプ４１と、貯蔵タンク５０とポンプ４１を連結する還元剤第１通路６０と、ポンプ４１と還元剤噴射弁３１を連結する還元剤第２通路６１と、還元剤第２通路６１内の還元剤の圧力を測定する圧力センサ４３と、貯蔵タンク５０に取り付けられ、貯蔵タンク５０に貯蔵された還元剤の温度を測定するタンク温度センサ５１と、各種センサの信号に基づいてポンプ４１や還元剤噴射弁３１を制御する還元剤噴射制御装置（制御装置）１００等を備える。還元剤である尿素水としては、例えば約３２．５％濃度の尿素水が用いられる。還元剤噴射制御装置１００は、還元剤の供給量を、排気中に含まれるＮＯXの濃度や、還元触媒１３の温度、還元触媒１３におけるＮＨ3の吸着量等に基づいて設定し、還元触媒１３の下流側へのＮＯXあるいはＮＨ3の流出量が許容値を超えないように、ポンプ４１や還元剤噴射弁３１等を制御する。
【００１６】
ポンプ４１としては、例えば電動式のダイヤフラムポンプや電動式のギヤポンプが用いられる。還元剤第２通路６１内の還元剤の圧力を測定する圧力センサ４３からの信号が、還元剤噴射制御装置１００に送信され、還元剤噴射制御装置１００は、圧力センサ４３のセンサ信号に基づいて、還元剤噴射弁３１に供給される還元剤の圧力が所定の目標値で維持されるようにポンプ４１の出力をフィードバック制御する。
【００１７】
還元剤噴射弁３１としては、例えば通電のオンオフにより開弁及び閉弁が切り替えられる電磁駆動式の還元剤噴射弁が用いられる。電磁駆動式の還元剤噴射弁３１は、アクチュエータとしての電磁コイルを備え、電磁コイルへの通電時にピストンが移動して開弁する。本実施形態において、還元剤噴射弁３１に供給される還元剤の圧力が所定の目標値となるように制御されており、還元剤噴射制御装置１００は、還元剤の指示噴射量に応じて噴射時間を制御する。
【００１８】
排気浄化システム１０は、排気温度センサ２１、ＮＯX濃度センサ２３、及び外気温度センサ２５をさらに備える。排気温度センサ２１は、還元触媒１３よりも上流の排気管１１に設けられ、排気温度を検出する。ＮＯX濃度センサ２３は、還元触媒１３よりも下流の排気管１１に設けられ、主として還元触媒１３の下流側のＮＯX濃度（下流側ＮＯX濃度）を検出する。外気温度センサ２５は、還元剤噴射弁３１の周囲の外気温度を検出する。これらのセンサから出力される信号は、還元剤噴射制御装置１００に送信される。
【００１９】
＜２．還元剤噴射制御装置の構成例＞
次に、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置１００の構成例について説明する。図２は、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置１００の構成例を説明するためのブロック図である。
【００２０】
還元剤噴射制御装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）又はＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等のプロセッサと電気回路等を備えて構成され、プロセッサがコンピュータプログラムを実行することにより種々の機能が実現される装置である。  
【００２１】
還元剤噴射制御装置１００は、還元剤噴射弁温度推定部１１２と、還元剤噴射弁コイル温度検出部１１４と、内燃機関運転状態検出部１１６と、車両走行状態検出部１１８と、冷却制御部１２０と、温度検出部１２２及び記憶部１２６等を備える。
【００２２】
還元剤噴射制御装置１００は、還元剤噴射弁３１への印加電圧V_inj、還元剤噴射弁３１を流れる電流I_injを取得可能なように構成されている。還元剤噴射制御装置１００は、この他、ＮＯｘ濃度センサ２３のセンサ信号S_nox、タンク温度センサ５１のセンサ信号S_tankt、圧力センサ４３のセンサ信号S_pres、排気温度センサ２１のセンサ信号S_exht、及び外気温度センサ２５のセンサ信号S_atmtを各センサから取得する。さらに、還元剤噴射制御装置１００は、内燃機関５の回転数信号S_espeed、内燃機関５の燃料噴射量信号S_fuel、車両１の速度信号S_vspeedを内燃機関制御装置２００（図１）から取得可能に構成されている。また、本実施例においては、還元剤噴射制御装置１００と内燃機関制御装置２００とは別個の制御装置として表されているが、両方の機能を有する一つの制御装置であってもよい。さらに、各センサや制御装置間の通信手段としてＣＡＮ（Controller  Area  Network）等が利用されてもよい。尚、上述のS_fuelはインジェクタ６（図１）から内燃機関５に噴射される燃料噴射量を表す信号であり、S_espeedは内燃機関５の回転数を計測する回転速度センサ７（図１）の出力信号であり、S_vspeedは内燃機関５が搭載された車両１（図１）の速度を検出する車速センサ２（図１）の出力信号である。
【００２３】
（２−１．記憶部）
記憶部１２６は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）又はＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の一つ又は複数の記憶素子で構成されている。記憶部１２６は、プロセッサにより実行されるコンピュータプログラム、演算に用いられる制御パラメータ、プロセッサによる演算結果、及び取得したセンサ値等を記憶する。
【００２４】
（２−２．還元剤噴射弁コイル温度検出部）
還元剤噴射弁コイル温度検出部１１４は、還元剤噴射弁３１の電磁コイル部分の温度を推定する。すなわち、還元剤噴射弁コイル温度検出部１１４は、還元剤噴射弁３１への印加電圧V_injと、還元剤噴射弁３１を流れる電流I_injから還元剤噴射弁３１のコイル抵抗値を算出し、そのコイル抵抗値に基づいて還元剤噴射弁３１のコイル部分の温度を推定する。例えば、予め測定されたコイル部分の温度とコイル抵抗値の関係がマップとして記憶部１２６に記憶されていれば、算出されたコイル抵抗値をもとに当該マップから還元剤噴射弁３１のコイル部分の温度T_coilを推定することができる。
【００２５】
（２−３．内燃機関運転状態検出部）
内燃機関運転状態検出部１１６は、内燃機関５の運転状態値を検出する。例えば、内燃機関運転状態検出部１１６は、内燃機関５の運転状態値として、内燃機関５の回転数信号S_espeedから内燃機関５の回転数Speed_eを、内燃機関５の燃料噴射量信号S_fuelから内燃機関５の燃料噴射量Fuel_eを検出する。
【００２６】
（２−４．車両走行状態検出部）
車両走行状態検出部１１８は、内燃機関５が搭載された車両１の走行状態値を検出する。例えば、車両走行状態検出部１１８は、車両１の走行状態値として、車両１の速度信号S_vspeedから車両１の速度Speed_vを検出する。
【００２７】
（２−５．温度検出部）
温度検出部１２２は、タンク温度センサ５１のセンサ信号S_tanktから貯蔵タンク５０内の還元剤温度Temp_tankを検出し、排気温度センサ２１のセンサ信号S_exhtから排気温度Temp_exhを検出し、外気温度センサ２５のセンサ信号S_atmtから還元剤噴射弁３１の周囲の外気温度Temp_atmを検出する。
【００２８】
（２−６．還元剤噴射弁温度推定部）
還元剤噴射弁温度推定部１１２は、還元剤噴射弁コイル温度検出部１１４により推定された還元剤噴射弁３１のコイル部分の温度T_coilと、内燃機関運転状態検出部１１６により検出された内燃機関５の運転状態値と、車両走行状態検出部１１８により検出された車両１の走行状態値とに基づいて、還元剤噴射弁３１の先端温度T_tipを算出する。ここで、還元剤噴射弁３１の先端とは、還元剤噴射弁３１において還元剤を噴射する噴射孔及びその周辺の部分である。本実施形態において、還元剤噴射弁温度推定部１１２は、還元剤噴射弁３１の電磁コイル部分の温度T_coilを推定するとともに、電磁コイル部分の温度T_coilに対して、内燃機関５の運転状態値に基づいて計算される還元剤噴射弁３１の温度上昇量を加算するとともに、車両１の走行状態値に基づいて計算される還元剤噴射弁３１の温度低下量を減算して還元剤噴射弁３１の先端温度T_tipを算出する。以下、本実施例に係る還元剤噴射弁温度推定部１１２の一例について図４を用いて詳しく説明する。
【００２９】
内燃機関５から排出される排気熱量Q1aは、内燃機関５の回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eに基づいて計算することができる。図４のA部は回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eから内燃機関５から排出される排気熱量Q1aを算出する。さらにA部は、内燃機関５から排出される排気熱量Q1aから還元剤噴射弁３１が受ける熱量Q1を算出し、その結果をB部に送る。ここでQ１を算出する際に、還元剤噴射弁３１の近傍の排気温度である排気温度Temp_exhを考慮に入れて計算を行ってもよい。例えば排気熱量Q1aに対して排気温度Temp_exhが想定される温度より低い場合には、排気管１１が十分に温まっておらず、発生した排気熱が排気管１１の昇温に使われ、還元剤噴射弁３１が受ける熱量Q1が少なくなっている可能性があるので、これを補正することにより、より正確な還元剤噴射弁３１が受ける熱量Q1を算出することができる。尚、A部において回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eから排気熱量Q1aを算出するための方法とて、例えば、回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eと排気熱量Q1aとの関係を記載したマップが利用されてよく、当該マップは記憶部１２６に記憶され、還元剤噴射弁温度推定部１１２はこれを必要に応じて参照し、排気熱量Q1aの算出を行う。排気熱量Q1aから還元剤噴射弁３１が受ける熱量Q1を算出する方法についても同様にマップを利用することが考えられる。さらに以下で述べる図４のB部、C部、D部、E部における計算においても、記憶部１２６に格納された対応するマップが利用されてよい。
【００３０】
続くB部は、還元剤噴射弁３１が受ける熱量Q1からこれを受熱した還元剤噴射弁３１の先端部における温度上昇量T1を算出する。
【００３１】
車両１が走行することにより、排気管１１に取り付けられた還元剤噴射弁３１は走行風を受け、これにより熱を奪われる。走行速度が速いほど走行風は強くなるので奪われる熱量も大きくなる。この関係に基づき、図４のC部は車両１の速度Speed_vから還元剤噴射弁３１からの放熱量Q2を算出し、その結果をD部に送る。尚、外気温度Temp_atmが低いほど放熱効果が高くなるので、Q2を算出する際に、外気温度Temp_atmをこれを考慮に入れてQ2を計算してもよい。
【００３２】
続くD部は放熱量Q2から還元剤噴射弁３１の先端部における温度低下量T２を算出する。
【００３３】
還元剤噴射弁温度推定部１１２は、還元剤噴射弁３１のコイル部分の温度T_coilに温度上昇量T1を加算するとともに温度低下量T２を減算し、さらに遅れ時間等の演算処理をE部で行い還元剤噴射弁３１の先端温度T_tipを算出する。
【００３４】
（２−６．冷却制御部）
冷却制御部１２０は、還元剤噴射弁温度推定部１１２により推定された先端温度T_tipが閾値T_threを超えるときに、冷却制御を行う。例えば、冷却制御部１２０は、還元剤噴射弁３１から噴射する還元剤の噴射量を増大させる。具体的には、冷却制御部１２０は、排気中のＮＯXを浄化するために必要なＮＨ3量と目標ＮＨ3吸着量に対する過不足のＮＨ3量とを合わせたＮＨ3量を生成可能な算出された尿素水の指示噴射量Q_ureaに対して増量補正する。これにより、還元剤噴射弁３１から還元剤への放熱量を増大させて、還元剤噴射弁３１の冷却効率を向上する。尚、尿素水の指示噴射量Q_ureaは冷却制御部１２０で算出されても良いし、還元剤噴射制御装置１００内の別の制御部で算出されてもよい。増量補正量を決める際に、貯蔵タンク５０内の還元剤温度Temp_tankを考慮して決めても良い。還元剤の温度Temp_tankが低いほど冷却効果が高くなるので、還元剤の温度Temp_tankが低い場合には増量補正量を少なくすることができる。冷却制御部１２０は、別の冷却方法として、内燃機関５の燃料噴射量を一時的に減少させ排気熱量Q1aを減らすことにより、還元剤噴射弁３１の先端温度を低下させることができる。燃料噴射量を減らすための信号は、冷却制御部１２０で生成され、還元剤噴射制御装置１００から内燃機関制御装置２００に送られ、内燃機関制御装置２００がインジェクタ６からの燃料噴射量を減らすように制御する。
【００３５】
＜３．還元剤噴射制御装置の動作例＞
次に、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置１００の動作例について説明する。
【００３６】
図３は、還元剤噴射弁３１の先端温度T_tipを推定する演算処理から冷却制御に至るフローの一例の説明図である。ステップＳ１１において、還元剤噴射弁コイル温度検出部１１４は還元剤噴射弁３１のコイル温度T_coilを算出する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１３において、内燃機関運転状態検出部１１６は、内燃機関５の運転状態値を検出する。例えば、内燃機関５の運転状態値とは、内燃機関５の回転数Speed_eと燃料噴射量Fuel_eである。
【００３８】
次に、ステップＳ１５において、車両走行状態検出部１１８は、内燃機関５が搭載された車両１の走行状態値を検出する。例えば車両１の走行状態値とは、車両１の速度Speed_vである。尚Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１５の順番はこの順番に限られるものではなく、いずれのステップが一番目で、いずれのステップが二番目であってもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ１７において、還元剤噴射弁温度推定部１１２は、還元剤噴射弁３１のコイル温度T_coilと、内燃機関５の運転状態値と、車両１の走行状態値とに基づいて還元剤噴射弁の先端温度T_tipを推定する。具体的な推定方法については図４を用いて、上述した通りである。
【００４０】
ステップＳ１９において、冷却制御部１２０は、先端温度T_tipが閾値T_threを超えているか否かを判別する。閾値T_threは、還元剤噴射弁３１の耐熱温度を考慮して、還元剤噴射弁３１の熱損傷を生じないように耐熱温度よりも小さい適切な値に設定される。先端温度T_tipが閾値T_thre以下の場合（Ｓ１９／Ｎｏ）、還元剤噴射弁３１の冷却を実行する必要がないため、還元剤噴射制御装置１００はステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。
【００４１】
一方、先端温度T_tipが閾値T_threを超えている場合（Ｓ１９／Ｙｅｓ）、冷却制御部１２０は、還元剤噴射弁３１の冷却制御を実行させる（ステップＳ２１）。例えば、冷却制御部１２０は、還元剤噴射弁３１から噴射する還元剤の噴射量を増大させる。具体的には、排気中のＮＯXを浄化するために必要なＮＨ3量と目標ＮＨ3吸着量に対する過不足のＮＨ3量とを合わせたＮＨ3量を生成可能な算出された尿素水の指示噴射量Q_ureaに対して増量補正する。これにより、還元剤噴射弁３１から尿素水への放熱量を増大させて、還元剤噴射弁３１の冷却効率を向上する。なお、尿素水の噴射量が増量され、還元触媒１３の下流側にＮＨ3が流出した場合であっても、ＮＨ3は還元触媒１３の下流側に配置されたアンモニアスリップ触媒（図示されない）により酸化されて分解される。この他、冷却制御部は還元剤噴射弁３１の冷却制御として、内燃機関５の燃料噴射量を一時的に減少させることもできる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る還元剤噴射装置３０は、これにより、還元剤噴射弁３１の実際の先端温度と、推定される先端温度T_tipとの乖離を小さくすることができる。このため、先端温度T_tipが低く推定されることにより冷却制御を行うことができず、先端温度の過昇温による熱損傷を抑制することができる。あるいは、還元剤噴射弁３１の熱損傷を防ぐために、必要以上の冷却用還元剤の消費を抑制することができる。
【００４３】
以上の説明において、還元剤噴射弁温度推定部１１２を含む還元剤噴射制御装置１００は、還元剤噴射弁３１の先端温度T_tipを推定し、先端温度T_tipが閾値温度を超えないように冷却制御を行うものであるが、還元剤噴射弁３１における先端部分以外の温度を推定し、当該部分の温度が閾値温度を超えないように冷却制御を行うものであってもよい、その場合には還元剤噴射弁温度推定部１１２は、当該先端部分以外の温度を推定するために、上述した先端部分の温度を推定するためのマップとは異なるマップを使用し計算を行う。閾値温度もその部分の耐熱性に基づいて定められる。例えば、還元剤噴射弁３１の電気コネクタ部分の温度を推定し、当該電気コネクタ部分が閾値温度を超えないように冷却制御を行うように構成することもできる。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４５】
１        車両
２        車速センサ
５        内燃機関
６        インジェクタ
７        回転速度センサ
１０      排気浄化システム
１１      排気管
１３      還元触媒
２１      排気温度センサ
２３      下流側ＮＯX濃度センサ
２５      外気温度センサ
３０      還元剤供給装置
３１      還元剤噴射弁
４１      ポンプ
４３      圧力センサ
５０      貯蔵タンク
５１      温度センサ
６０      還元剤第１通路
６１      還元剤第２通路
１００    還元剤噴射制御装置（制御装置）
１１２    還元剤噴射弁温度推定部
１１４    還元剤噴射弁コイル温度検出部
１１６    内燃機関運転状態検出部
１１８    車両走行状態検出部
１２０    冷却制御部
１２２    温度検出部
１２６    記憶部
２００    内燃機関制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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