(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤噴射装置を制御する制御装置において、
前記内燃機関が動いている状態において前記内燃機関への燃料の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、
前記内燃機関が動いている状態において前記内燃機関への燃料が無噴射状態であり、かつ、外気温度が所定の閾値以下の状態が所定時間以上継続したときに前記還元剤噴射装置内の還元剤を貯蔵タンクに回収する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記還元剤の回収後、前記外気温度が再充填用閾値を超えたときに、前記還元剤噴射装置内に前記還元剤を再充填することを特徴とする、還元剤噴射装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定時間の経過後に、さらに前記車両に設けられた温度センサにより検出される前記外気温度以外の温度の情報に基づいて前記還元剤の回収の要否を判定することを特徴とする、請求項１に記載の還元剤噴射装置の制御装置。
【請求項３】
前記温度の情報が、触媒温度情報及び前記内燃機関の冷却水の温度情報のうちの少なくとも一つであることを特徴とする、請求項２に記載の還元剤噴射装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記還元剤の回収後、前記無噴射状態が解除されたときに、前記還元剤噴射装置内に前記還元剤を再充填することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の還元剤噴射装置の制御装置。
【請求項５】
車両に搭載された内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤噴射装置を制御する制御方法において、
外気温度の情報を検出するステップと、
前記内燃機関が動いている状態において前記内燃機関への燃料の無噴射状態を検出するステップと、
前記内燃機関が動いている状態において前記内燃機関への燃料が無噴射状態であり、かつ、前記外気温度が所定の閾値以下の状態が所定時間以上継続したときに前記還元剤噴射装置内の還元剤を貯蔵タンクに回収するステップと、
前記還元剤の回収後、前記外気温度が再充填用閾値を超えたときに、前記還元剤噴射装置内に前記還元剤を再充填するステップと、
を備えることを特徴とする、還元剤噴射装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置と、
貯蔵タンク内の還元剤を圧送するポンプと、
前記還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する噴射弁と、
を備えることを特徴とする、還元剤噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤噴射装置の制御を行う還元剤噴射装置の制御装置及び制御方法並びに還元剤噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中にはＮＯＸ（窒素酸化物）が含まれている。かかるＮＯＸを還元して窒素や水蒸気等に分解することにより排気を浄化するための装置として、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｓｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが実用化されている。尿素ＳＣＲシステムは、還元剤として尿素水溶液を使用して、排気中のＮＯＸをアンモニアと反応させることにより、ＮＯＸを分解するシステムである。
【０００３】
かかる尿素ＳＣＲシステムは、排気通路に配置された選択還元触媒と、選択還元触媒よりも上流側の排気通路に尿素水溶液を噴射するための還元剤噴射装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気中のＮＯＸとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する触媒である。また、還元剤噴射装置は、貯蔵タンク内に収容された尿素水溶液を圧送するポンプと、ポンプにより圧送される尿素水溶液を噴射する噴射弁と、ポンプ及び噴射弁の制御を行う制御装置とを備える。
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムで使用される尿素水溶液は、濃度によって凍結温度が異なる。最も低い凍結温度でも、その温度はマイナス１１℃程度である。そのため、停車中に尿素水溶液が凍結し、体積が膨張することによって、ポンプや噴射弁、尿素水溶液を流通させる配管等が破損しないように、内燃機関の停止時には尿素水溶液がシステム内から貯蔵タンクに回収される。回収された尿素水溶液は、次回の内燃機関の始動時にシステム内に再充填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０１２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、尿素水溶液は、内燃機関の停止時に限らず、車両の走行中においても凍結する可能性がある。例えば、車両が長い下り坂を走行している場合には、運転者がアクセル操作量をゼロに戻すことにより燃料噴射が停止する。これに伴って、排気の排出量がゼロになり、尿素水溶液の噴射が停止するために、噴射弁側に供給される尿素水溶液の流れが停止する。このとき、寒冷地等で外気温度が低い場合には、噴射弁や配管等が車両の走行に伴って空冷される等により、当該噴射弁や配管等の内部で尿素水溶液が凍結するおそれがある。
【０００７】
そこで、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、車両の走行中における尿素水溶液の凍結を防ぐことが可能な、新規かつ改良された還元剤噴射装置の制御装置及び制御方法並びに還元剤噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両に搭載された内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤噴射装置を制御する制御装置において、前記内燃機関の運転中の無噴射状態を検出する無噴射状態検出部と、前記内燃機関の無噴射状態、かつ、外気温度が所定の閾値以下の状態が所定時間以上継続したときに前記還元剤噴射装置内の還元剤を貯蔵タンクに回収する制御部と、を備えることを特徴とする、還元剤噴射装置の制御装置が提供される。
【０００９】
また、前記制御部は、前記所定時間の経過後に、さらに前記車両に設けられた温度センサにより検出される前記外気温度以外の温度の情報に基づいて前記還元剤の回収の要否を判定してもよい。
【００１０】
また、前記温度の情報が、触媒温度情報、前記内燃機関の冷却水の温度情報及び前記還元剤の圧送機器の温度情報のうちの少なくとも一つであってもよい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記還元剤の回収後、前記無噴射状態が解除されたとき、所定時間経過したとき、又は、前記外気温度が前記閾値を超えたときに、前記還元剤噴射装置内に前記還元剤を再充填してもよい。
【００１２】
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、車両に搭載された内燃機関の排気通路に還元剤を噴射するための還元剤噴射装置を制御する制御方法において、外気温度の情報を検出するステップと、前記内燃機関の運転中の無噴射状態を検出するステップと、前記内燃機関の無噴射状態、かつ、前記外気温度が所定の閾値以下の状態が所定時間以上継続したときに前記還元剤噴射装置内の還元剤を貯蔵タンクに回収するステップと、を備えることを特徴とする、還元剤噴射装置の制御方法が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、上述したいずれかの制御装置と、貯蔵タンク内の還元剤を圧送するポンプと、前記還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する噴射弁と、を備えることを特徴とする、還元剤噴射装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、外気温度が低い状況で車両が走行している間に、長時間、尿素水溶液の噴射が停止する場合に、尿素水溶液が貯蔵タンクに回収される。したがって、車両の走行中における尿素水溶液の凍結を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかるＳＣＲシステムの全体構成例を示す概略図である。
【図２】同実施形態にかかる還元剤噴射装置の制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態にかかる還元剤噴射装置の制御方法を説明するためのタイムチャートである。
【図４】同実施形態にかかる還元剤噴射装置の制御方法の例を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態にかかる還元剤再充填判定処理の例を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態にかかる還元剤噴射装置の制御方法の別の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜１．ＳＣＲシステムの全体構成例＞
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる還元剤噴射装置２０を備えた尿素ＳＣＲシステム１０の全体構成例について説明する。図１は、尿素ＳＣＲシステム１０の概略構成を示す図である。尿素ＳＣＲシステム１０は、還元触媒１３と、還元剤噴射装置２０とを主たる要素として備えている。
【００１８】
尿素ＳＣＲシステム１０は、還元剤として尿素水溶液を用いて排気中のＮＯＸを還元し分解するシステムである。尿素水溶液は、例えば凍結温度が最も低い、３２．５％濃度の尿素水溶液とすることができる。この場合の凍結温度は、約マイナス１１℃である。
【００１９】
還元触媒１３は、エンジン５に接続された排気管１１の途中に配設され、エンジン５の排気中に含まれるＮＯＸを選択的に還元する機能を有する。本実施形態では、還元剤噴射装置２０により噴射される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアが還元触媒１３に吸着され、還元触媒１３に流入する排気中のＮＯＸがアンモニアにより選択的に還元される。
【００２０】
還元剤噴射装置２０は、還元触媒１３よりも上流側の排気管１１内に還元剤としての尿素水溶液を噴射する。尿素水溶液の噴射量は、排気中に含まれるＮＯＸの濃度や、還元触媒１３におけるアンモニアの吸着可能量等に基づいて、還元触媒１３の下流側にＮＯＸあるいはアンモニアが流出しないように制御される。
【００２１】
還元触媒１３よりも上流側の排気管１１には、排気温度Ｔｇａｓを検出するための温度センサ１５が設けられている。温度センサ１５によって検出される排気温度Ｔｇａｓは、還元触媒１３の温度推定にも用いられる。ただし、温度センサ１５の配置位置は、かかる例に限定されない。また、温度センサ１５以外に、排気管１１には、図示しないＮＯＸ濃度センサやアンモニアセンサ等が設けられていてもよい。
【００２２】
＜２．還元剤噴射装置の構成例＞
次に、還元剤噴射装置２０の構成について詳細に説明する。図１に示すように、還元剤噴射装置２０は、還元触媒１３よりも上流側で排気管１１に固定された噴射弁３１と、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液を噴射弁３１に向けて圧送するポンプ４１を有するポンプモジュール４０とを備える。
【００２３】
噴射弁３１とポンプモジュール４０とは第１の供給通路５７によって接続されている。第１の供給通路５７には、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力を検出するための圧力センサ４３が備えられている。また、貯蔵タンク５０とポンプモジュール４０とは第２の供給通路５８によって接続されている。さらに、ポンプモジュール４０と貯蔵タンク５０とは循環通路５９によっても接続されている。かかる循環通路５９は、第１の供給通路５７から分岐し、貯蔵タンク５０に接続されている。循環通路５９の途中にはオリフィス４５が備えられている。オリフィス４５は、第１の供給通路５７内の圧力を保持する一方、余剰の尿素水溶液を貯蔵タンク５０側に通過させる機能を有する。
【００２４】
また、尿素ＳＣＲシステム１０は、還元剤噴射装置２０の各制御要素の制御を行う制御装置１００を備える。制御装置１００は、図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段を介してエンジン制御装置７０の情報を取得可能になっている。例えば、制御装置１００は、エンジン５の燃料噴射量や噴射タイミング、エンジン回転数等の運転状態に関する情報を取得可能になっている。なお、本実施形態にかかる尿素ＳＣＲシステム１０では、制御装置１００とエンジン制御装置７０とが別の制御装置となっているが、一つの制御装置として構成されていてもよい。
【００２５】
ポンプモジュール４０に備えられたポンプ４１は、例えば電動式のダイヤフラムポンプやモータポンプからなる。ポンプ４１の出力は、制御装置１００の制御信号に基づいて制御される。本実施形態では、制御装置１００は、圧力センサ４３により検出される尿素水溶液の圧力が所定の目標値に維持されるように、ポンプ４１の出力をフィードバック制御するように構成されている。また、エンジン５の始動時において、尿素水溶液が凍結している場合には、尿素水溶液が解凍されるまで待機した後に、ポンプ４１の駆動が開始される。
【００２６】
噴射弁３１は、通電制御により開弁及び閉弁が切り替えられる電磁式噴射弁が用いられる。かかる噴射弁３１はコイルを備え、当該コイルへの通電により発生する磁力によって弁体が移動して開弁する構造を有している。上述のとおり、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力は一定の圧力で維持されており、制御装置１００は、尿素水溶液の目標噴射量に応じて開弁時間を調節する。
【００２７】
ポンプモジュール４０には流路切換弁７１が備えられている。流路切換弁７１は、ポンプ４１により圧送される尿素水溶液が流れる方向を切り換える。尿素水溶液を排気通路内に噴射する場合において、流路切換弁７１は、尿素水溶液が貯蔵タンク５０側から噴射弁３１側に向かうようにする。この場合、ポンプ４１の吸入口が第２の供給通路５８に接続され、ポンプ４１の吐出口が第１の供給通路５７に接続される。また、尿素水溶液を貯蔵タンク５０に回収する場合において、流路切換弁７１は、尿素水溶液が噴射弁３１側から貯蔵タンク５０側に向かうようにする。この場合、ポンプ４１の吸入口が第１の供給通路５７に接続され、ポンプ４１の吐出口が第２の供給通路５８に接続される。
【００２８】
また、還元剤噴射装置２０は、エンジン５の冷却水が循環可能に構成された第１の冷却水通路８５及び第２の冷却水通路８７を備える。第１の冷却水通路８５及び第２の冷却水通路８７は、エンジン５に設けられたエンジン冷却装置６０の冷却通路８６から分岐して、再び冷却通路８６に合流する。第１の冷却水通路８５は貯蔵タンク５０内を通って配設される。また、第２の冷却水通路８７は噴射弁３１の周囲を通って配設される。第１の冷却水通路８５における、第２の冷却水通路８７との分岐点よりも下流側には開閉弁８１が設けられている。開閉弁８１は制御装置１００によって開弁及び閉弁が切り換えられ、第１の冷却水通路８５の開閉が制御される。
【００２９】
エンジン５の始動時において、開閉弁８１は開弁し、第１の冷却水通路８５には冷却水が流れる。したがって、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液は加熱される。すなわち、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液が凍結している場合には、冷却水の温度の上昇に伴って、凍結している尿素水溶液の解凍が促進される。その後、貯蔵タンク５０に設けられた温度センサ５１により検出される、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液の温度Ｔｕｒｅａが所定の閾値Ｔｈｒｅ＿ｔｕｒｅａに到達すると、開閉弁８１は閉弁される。これにより、貯蔵タンク５０内の尿素水溶液が必要以上に加熱されることがないようにされる。
【００３０】
また、エンジン５の運転中、第２の冷却水通路８７には常時冷却水が流れる。したがって、エンジン５の運転中、高温の排気熱等により噴射弁３１が加熱される状態において、冷却水によって噴射弁３１が冷却される。
【００３１】
このほか、ポンプモジュール４０や第１の供給通路５７、第２の供給通路５８等の適宜の位置に、凍結した尿素水溶液を解凍するための電熱ヒータ等の加熱装置が備えられていてもよい。
【００３２】
＜３．制御装置＞
次に、本実施形態にかかる還元剤噴射装置２０の制御に用いられる制御装置１００の構成例について説明する。図２は、制御装置１００の構成のうち、車両の走行中における尿素水溶液の凍結を防ぐための制御に関連する部分を機能的に示すブロック図である。かかる制御装置１００は、公知のマイクロコンピュータ等を中心に構成される。
【００３３】
本実施形態にかかる制御装置１００は、触媒温度推定部１０１と、無噴射状態検出部１０３と、制御部１０５とを備える。これらの各部は、具体的には、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される。また、本実施形態にかかる制御装置１００は、それぞれセンサ等により検出される外気温度Ｔａの情報、排気温度Ｔｇａｓの情報及びエンジン５の冷却水の温度Ｔｃｏｌの情報等を読み込み可能になっている。
【００３４】
触媒温度推定部１０１は、温度センサ１５により検出される排気温度Ｔｇａｓの情報に基づいて還元触媒１３の温度（触媒温度）Ｔｃａｔを推定する。本実施形態では、触媒温度Ｔｃａｔは、センサ等により直接検出されるのではなく、排気温度Ｔｇａｓから推定される。排気温度Ｔｇａｓに基づいて触媒温度Ｔｃａｔを推定する方法は、既存の技術を利用することができる。触媒温度Ｔｃａｔを直接検出可能なセンサを備える場合には、触媒温度推定部１０１は省略されてもよい。
【００３５】
無噴射状態検出部１０３は、エンジン５の運転中におけるエンジン５への燃料の無噴射状態を検出する。無噴射状態検出部１０３は、エンジン制御装置７０から目標燃料噴射量Ｑの情報を取得し、エンジン５の運転状態において目標燃料噴射量Ｑがゼロの場合に、エンジン５が無噴射状態にあると判定する。あるいは、無噴射状態検出部１０３は、エンジン制御装置７０が検出した無噴射状態か否かの情報を取得するようにしてもよい。
【００３６】
制御部１０５は、エンジン５が無噴射状態にあり、かつ、外気温度Ｔａが所定の閾値Ｔａ０以下の状態が、所定時間ｔ＿ｔｈｒｅ１以上継続したときに、還元剤噴射装置２０内の尿素水溶液を貯蔵タンク５０内へと回収する制御を実行する。かかる条件が成立する場合には、尿素水溶液が凍結する可能性が高く、制御部１０５は、尿素水溶液を貯蔵タンク５０に回収し、尿素水溶液の凍結を防止する。外気温度Ｔａの閾値Ｔａ０は、例えば尿素水溶液の凍結温度とすることができる。
【００３７】
また、本実施形態にかかる制御装置１００の制御部１０５は、外気温度Ｔａの情報だけでなく、触媒温度Ｔｃａｔの情報及び冷却水の温度Ｔｃｏｌの情報も用いて、尿素水溶液の回収制御を実行する。具体的に、制御部１０５は、エンジン５が無噴射状態にあり、かつ、外気温度Ｔａが所定の閾値Ｔａ０以下の状態が、所定時間ｔ＿ｔｈｒｅ１以上継続したときに、さらに、冷却水の温度Ｔｃｏｌ及び触媒温度Ｔｃａｔの情報に基づき、尿素水溶液の回収を実行するか否かを決定する。外気温度Ｔａのみならず、触媒温度Ｔｃａｔや冷却水の温度Ｔｃｏｌの情報も利用することで、尿素水溶液の凍結の可能性がより精度よく判定され、尿素水溶液の回収の必要性が高い場合に尿素水溶液が回収されるようになる。
【００３８】
外気温度Ｔａ以外の温度の情報は、触媒温度Ｔｃａｔ又は冷却水の温度Ｔｃｏｌのいずれか一方の情報のみでもよいし、これらの温度以外の温度情報を利用してもよい。ただし、尿素水溶液の回収制御に使用する専用の温度センサを用いることは、コストの増加につながることから、車両に搭載されている温度センサの情報を利用することが好ましい。例えば、ＳＣＲシステム１０が、エンジン５の冷却水を循環させる冷却装置を備えていない場合には、冷却水の温度Ｔｃｏｌを利用しないようにしてもよい。
【００３９】
また、制御部１０５は、一旦尿素水溶液を回収した後、エンジン５の無噴射状態が終了したか、あるいは、外気温度Ｔａが再充填用閾値Ｔａ１以上になったときに、還元剤噴射装置２０内に尿素水溶液を再充填する。なお、再充填用閾値Ｔａ１は、回収を判定する際の閾値Ｔａ０と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４０】
尿素水溶液を回収する場合、制御部１０５は、ポンプ４１の駆動を一旦停止させ、流路切換弁７１に通電して流路を切り換えた後、ポンプ４１の駆動を再開させる。また、尿素水溶液を再充填する場合、制御部１０５は、ポンプ４１の駆動を一旦停止させ、流路切換弁７１への通電を停止した後、ポンプ４１の駆動を再開させる。
【００４１】
＜４．還元剤噴射装置の制御方法＞
次に、本実施形態にかかる還元剤噴射装置２０の制御装置１００により実行される制御方法について説明する。図３は、本実施形態にかかる制御方法による尿素水溶液の回収制御を説明するためのタイムチャートである。図４は、本実施形態にかかる還元剤噴射装置２０の制御方法を示すフローチャートである。図５は、尿素水溶液の回収後の再充填の判定処理を説明するためのフローチャートである。図３のタイムチャートには、上から、目標燃料噴射量Ｑ、外気温度Ｔａ、噴射弁３１近傍の尿素水溶液の温度Ｔｄｏｓ、冷却水温度Ｔｃｏｌ及び触媒温度Ｔｃａｔが示されている。
【００４２】
まず、図４において、制御装置１００は、エンジン５が無噴射状態であるか否かを判別する。例えば、制御装置１００は、エンジン制御装置７０から目標燃料噴射量Ｑの情報を読み込み、目標燃料噴射量Ｑがゼロのときに、エンジン５が無噴射状態にあると判定する。エンジン５が無噴射状態にない場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、尿素水溶液が凍結するおそれがないことから、制御装置１００は、そのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。
【００４３】
一方、車両が下り坂にさしかかり（図３の時点ｔ０）、エンジン５が無噴射状態になった場合（図３の時点ｔ１、Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ２０に進み、外気温度Ｔａの情報を読み込んで外気温度Ｔａが閾値Ｔａ０以下であるか否かを判別する。外気温度Ｔａが閾値Ｔａ０を超えている場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、尿素水溶液が凍結するおそれがないことから、制御装置１００は、そのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る。
【００４４】
一方、外気温度Ｔａが閾値Ｔａ０以下の場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ３０に進み、タイマー１がカウント中であるか否かを判別する。タイマー１がカウント中でない場合（Ｓ３０：Ｎｏ）、制御装置１００は、ステップＳ５０に進み、タイマー１のカウントを開始した後ステップＳ１０に戻る（図３の時点ｔ２）。一方、タイマー１がカウント中である場合（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ４０に進み、タイマー１の値が閾値ｔ＿ｔｈｒｅ１に到達しているか否かを判別する。
【００４５】
タイマー１の値が閾値ｔ＿ｔｈｒｅ１に到達していない場合（Ｓ４０：Ｎｏ）、制御装置１００は、そのままステップＳ１０に戻る（図３の時点ｔ２から時点ｔ３の期間）。一方、タイマー１の値が閾値ｔ＿ｔｈｒｅ１に到達している場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、制御装置１００は、触媒温度Ｔｃａｔが閾値Ｔｃａｔ０以下であり、かつ、エンジン５の冷却水の温度Ｔｃｏｌが閾値Ｔｃｏｌ０以下であるか否か（以下、「実行条件」ともいう）を判別する。外気温度Ｔａ以外の温度の情報は、触媒温度Ｔｃａｔ又は冷却水の温度Ｔｃｏｌのいずれか一方のみでもよく、あるいは、それ以外の温度の情報を用いてもよい。
【００４６】
上記の実行条件が成立していない場合（Ｓ６０：Ｎｏ）、制御装置１００は、未だ尿素水溶液が凍結しない可能性も考えられることから、そのままステップＳ１０に戻る。一方、上記の実行条件が成立した場合（Ｓ６０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ７０に進み、尿素水溶液の回収を開始する（図３の時点ｔ３）。具体的に、制御装置１００は、ポンプ４１の駆動を一旦停止させ、流路切換弁７１に通電して流路を切り換えた後、ポンプ４１の駆動を再開させる。これにより、尿素水溶液の回収をしない場合において図３の時点ｔ４で発生し得た尿素水溶液の凍結が未然に防止される。
【００４７】
なお、図３において、尿素水溶液の回収を開始した時点ｔ３からしばらく後には、噴射弁３１近傍に尿素水溶液が存在しなくなることから、尿素水溶液を回収しない場合の温度Ｔｄｏｓは破線で示されている。
【００４８】
尿素水溶液の回収を開始した後、制御装置１００は、ステップＳ８０に進み、尿素水溶液を再充填するか否かを判別する。尿素水溶液の再充填の判定処理では、図５に示すように、制御装置１００は、ステップＳ８１において、エンジン５が無噴射状態にあるか否かを判別する。
【００４９】
エンジン５が無噴射状態にある場合（Ｓ８１：Ｙｅｓ）、次いで、制御装置１００は、ステップＳ８２において、外気温度Ｔａが閾値Ｔａ１以下であるか否かを判別する。外気温度Ｔａが閾値Ｔａ１以下である場合、すなわち、エンジン５が無噴射状態にあり、外気温度Ｔａが閾値Ｔａ１以下である場合、尿素水溶液の再充填は行わず、ステップＳ８１に戻る。一方、エンジン５が無噴射状態でなくなった場合（Ｓ８１：Ｎｏ）、又は外気温度Ｔａが閾値Ｔａ１を超えた場合（Ｓ８２：Ｎｏ）、制御装置１００は、ステップＳ８３に進み、尿素水溶液の再充填が必要と判定する。
【００５０】
図４に戻り、ステップＳ８０で尿素水溶液の再充填が必要と判定された場合（Ｓ８０：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ステップＳ９０に進み、尿素水溶液の再充填処理を実行する。具体的に、制御装置１００は、ポンプ４１が駆動中である場合にはポンプ４１の駆動を一旦停止させ、流路切換弁７１への通電を停止して流路を切り換えた後、ポンプ４１の駆動を再開させる。これにより、再び、エンジン５から排出される排気中のＮＯＸの流量に応じた尿素水溶液の噴射制御が開始される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態にかかる還元剤噴射装置２０の制御装置１００によれば、車両の走行中において尿素水溶液の凍結の可能性がある場合に尿素水溶液を一旦貯蔵タンク５０内に回収する。したがって、凍結によって噴射弁３１から尿素水溶液を適切に噴射できなくなることが未然に防止される。そして、尿素水溶液の凍結のおそれがなくなったときには、尿素水溶液が再充填されて、引き続き尿素水溶液の噴射制御を継続することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、流路切換弁７１により尿素水溶液の流路を切り換えることで尿素水溶液を回収する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ポンプを逆回転させたり、尿素水溶液回収用のポンプを備えたりしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、エンジン５の無噴射状態かつ外気温度Ｔａが閾値Ｔａ０以下の状態が所定時間ｔ＿ｔｈｒｅ１以上継続したときに、さらに、触媒温度Ｔｃａｔ、及び冷却水の温度Ｔｃｏｌに基づいて、尿素水溶液の回収実行の可否を判定していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、回収制御を簡略化するためには、図６に示すように、外気温度Ｔａが閾値Ｔａ０以下の状態が所定時間ｔ＿ｔｈｒｅ１以上継続したときに、尿素水溶液の回収を開始してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
５    エンジン
１０    尿素ＳＣＲシステム
１１    排気管
１３    還元触媒
１５    温度センサ
２０    還元剤噴射装置
３１    噴射弁
４０    ポンプモジュール
４１    ポンプ
５０    貯蔵タンク
５７    第１の供給通路
５８    第２の供給通路
５９    循環通路
６０    エンジン冷却装置
７０    エンジン制御装置
８１    開閉弁
８５    第１の冷却水通路
８７    第２の冷却水通路
１００    制御装置
１０１    触媒温度推定部
１０３    無噴射状態検出部
１０５    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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