(57)【要約】【課題】システムの個体差まで考慮された、還元剤噴射弁の詰まり判定を精度よく行うことができる還元剤噴射弁の詰まり判定装置及び詰まり判定方法を提供する。【解決手段】還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量を演算する開弁時圧力低下量演算手段と、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量を演算する閉弁時圧力低下量演算手段と、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量とを比較することにより還元剤噴射弁の詰まりを判定する詰まり判定手段と、を備える。【選択図】図４
2008180193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを還元するための還元剤を圧送するためのポンプと、前記ポンプから圧送された前記還元剤を排気通路に供給するための還元剤噴射弁と、前記ポンプ及び前記還元剤噴射弁の間に配設された供給経路と、前記供給経路内の圧力を検知するための圧力検知手段と、を含む排気浄化システムにおける還元剤噴射弁の詰まり判定装置であって、
前記還元剤噴射弁が噴射モードにある状態で前記ポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した前記供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量を演算する開弁時圧力低下量演算手段と、
前記還元剤噴射弁が全閉モードにある状態で前記ポンプによる圧送を停止したときに前記所定時間に低下した前記供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量を演算する閉弁時圧力低下量演算手段と、
前記開弁時圧力低下量と前記閉弁時圧力低下量とを比較することにより前記還元剤噴射弁の詰まりを判定する詰まり判定手段と、
を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の詰まり判定装置。
【請求項２】
前記開弁時圧力低下量演算手段及び前記閉弁時圧力低下量演算手段は、前記供給経路内の圧力値が所定値に維持されるように前記ポンプを駆動させた状態から前記ポンプによる圧送を停止したときの前記開弁時圧力低下量又は前記閉弁時圧力低下量を求めることを特徴とする請求項１に記載の還元剤噴射弁の詰まり判定装置。
【請求項３】
前記排気浄化システムは前記還元剤噴射弁から噴射すべき前記還元剤の噴射量を指示する噴射量指示手段を備え、
前記開弁時圧力低下量演算手段及び前記閉弁時圧力低下量演算手段によって前記開弁時圧力低下量及び前記閉弁時圧力低下量を求める際の前記所定時間は前記噴射量指示手段から指示された前記還元剤の噴射量に応じて決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤噴射弁の詰まり判定装置。
【請求項４】
前記詰まり判定手段は、前記開弁時圧力低下量と前記閉弁時圧力低下量との差を所定の詰まり判定基準値と比較することにより前記還元剤噴射弁の詰まりを判定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弁の詰まり判定装置。
【請求項５】
内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを還元するための還元剤を圧送するためのポンプと、前記ポンプから圧送された前記還元剤を排気通路に供給するための還元剤噴射弁と、前記ポンプ及び前記還元剤噴射弁の間に配設された供給経路と、前記供給経路内の圧力を検知するための圧力検知手段と、を含む排気浄化システムにおける前記還元剤噴射弁の詰まり判定方法において、
前記還元剤噴射弁が噴射モードにある状態で前記ポンプによる圧送を停止したときに、所定時間に低下した前記供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量と、
前記還元剤噴射弁が全閉モードにある状態で前記ポンプによる圧送を停止したときに、前記所定時間に低下した前記供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量と、
を比較することにより前記還元剤噴射弁の詰まりを判定することを特徴とする還元剤噴射弁の詰まり判定方法。
【請求項６】
前記供給経路内の圧力値が所定値に維持されるように、前記ポンプにより前記還元剤を圧送する工程と、
前記還元剤噴射弁が噴射モードにある状態で前記ポンプによる圧送を停止し、前記開弁時圧力低下量を求める工程と、
前記ポンプによる圧送を再開し、前記供給経路内の圧力値が前記所定値に到達した後、前記還元剤噴射弁を全閉モードにした状態で前記ポンプによる圧送を停止し、前記閉弁時圧力低下量を求める工程と、
前記開弁時圧力低下量と前記閉弁時圧力低下量との差を前記詰まり判定基準値と比較することにより前記還元剤噴射弁の詰まりを判定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項５に還元剤噴射弁の詰まり判定方法。
【請求項７】
前記開弁時圧力低下量を前記内燃機関の通常運転状態で定期的に求め、当該開弁時圧力低下量を所定のテスト開始基準値と比較し、前記開弁時圧力低下量が前記テスト開始基準値よりも小さい場合に、前記閉弁時圧力低下量を求めることを特徴とする請求項５又は６に記載の還元剤噴射弁の詰まり判定方法。
【請求項８】
前記開弁時圧力低下量を求めるとともに前記開弁時圧力低下量と前記テスト開始基準値とを比較する工程を複数回行い、所定回数連続して前記開弁時圧力低下量が前記テスト開始基準値よりも小さい場合に、前記閉弁時圧力低下量を求めることを特徴とする請求項７に記載の還元剤噴射弁の詰まり判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システムに用いられる還元剤噴射弁の詰まり判定装置及び還元剤噴射弁の詰まり判定方法に関する。特に、システムの個体差のばらつきを考慮した詰まり判定が可能な還元剤噴射弁の詰まり判定装置及び還元剤噴射弁の詰まり判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には、環境に影響を及ぼすおそれのある黒煙微粒子（以下、ＰＭと称する）や窒素酸化物（以下、ＮＯXと称する）等が含まれている。このうち、ＮＯXを浄化するために用いられる排気浄化システムとして、排気ガス中に尿素や生ガス（ＨＣ）等の還元剤を噴射混合し、ＮＯXを触媒で選択的に還元浄化する排気浄化システム（ＳＣＲシステム）が知られている。
【０００３】
また、このＳＣＲシステムにおける還元剤の供給装置の一態様として、液体還元剤を直接的に還元剤噴射弁を介して排気通路中に噴霧するインジェクションタイプがある。
ここで、これらの排気浄化システムに用いられる還元剤としては、尿素水溶液や燃料（ＨＣ）が用いられている。このうち尿素水溶液は、所定の温度域において尿素が結晶化しやすく、還元剤噴射弁の詰まりの原因になりやすい。また、還元剤の種類を問わず、排気ガス中にはＰＭ等の異物が含まれていることが多く、これらの異物がノズルや還元剤噴射弁内部に進入し焼付きを生じるなどして、還元剤噴射弁の詰まりを生じる場合もある。
【０００４】
そこで、インジェクションタイプの還元剤の供給装置における還元剤噴射弁の目詰まりを、還元剤の供給経路の圧力を検知することによって判定する方法が提案されている。より具体的には、図９に示すように、インジェクションタイプの還元剤供給装置を備えた排気浄化システムにおいて、還元剤供給通路３２１に配置した圧力センサ３２４によって、還元剤の噴射に伴う圧力低下量が正常か否かを判定し、その結果、圧力低下量が正常でない場合には還元剤添加弁（還元剤噴射弁）３２０の詰まりを判断する方法が開示されている。また、その具体例として、正常時の圧力低下量と噴射量との相関を予め実験的に求めたマップを参照し、このマップから得た圧力低下量の正常値と圧力センサから得た値とを比較して、圧力低下量の異常を判断するものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７４８５６号公報  （特許請求の範囲  段落［００１６］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された詰まりを判断する方法は、システム全体の個体差によるばらつきを考慮せずに、実験的に求めた正常時の圧力低下量と圧力センサから得た値とを一律に比較するものである。このような方法により判断を行うためには、還元剤添加弁の詰まり判定を行う基準となる圧力低下代を大きく取る必要があるために、詰まりが生じているにもかかわらず正確に詰まり判定をできなくなるおそれがある。
すなわち、還元剤供給装置は、構成する部品の精度やセンサ等の応答状態などに起因して、それぞれの還元剤供給装置ごとに噴射制御にばらつきを持っている。したがって、圧力センサによって検出される圧力低下量に差が生じているとしても、還元剤噴射弁の詰まり度合いに起因するものであるのか、システム全体の個体差によるものであるのかが判別しにくく、正確な詰まり判定をできないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、還元剤噴射弁の詰まり判定を行う際に、還元剤噴射弁の詰まりの疑いのあるシステムの圧力低下量と、あえて還元剤噴射弁を全閉にしたときの圧力低下量とを比較することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、システムの個体差まで考慮して、還元剤噴射弁の詰まり判定を精度よく行うことができる還元剤噴射弁の詰まり判定装置及び還元剤噴射弁の詰まり判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを還元するための還元剤を圧送するためのポンプと、ポンプから圧送された還元剤を排気通路に供給するための還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁の間に配設された供給経路と、供給経路内の圧力を検知するための圧力検知手段と、を含む排気浄化システムにおける還元剤噴射弁の詰まり判定装置であって、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量を演算する開弁時圧力低下量演算手段と、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量を演算する閉弁時圧力低下量演算手段と、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量とを比較することにより還元剤噴射弁の詰まりを判定する詰まり判定手段と、を備えることを特徴とする還元剤噴射弁の詰まり判定装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【０００９】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置を構成するにあたり、開弁時圧力低下量演算手段及び閉弁時圧力低下量演算手段は、供給経路内の圧力値が所定値に維持されるようにポンプを駆動させた状態からポンプによる圧送を停止したときの開弁時圧力低下量又は閉弁時圧力低下量を求めることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置を構成するにあたり、排気浄化システムは還元剤噴射弁から噴射すべき還元剤の噴射量を指示する噴射量指示手段を備え、開弁時圧力低下量演算手段及び閉弁時圧力低下量演算手段によって開弁時圧力低下量及び閉弁時圧力低下量を求める際の所定時間は噴射量指示手段から指示された還元剤の噴射量に応じて決定されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置を構成するにあたり、詰まり判定手段は、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量との差を所定の詰まり判定基準値と比較することにより還元剤噴射弁の詰まりを判定することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の別の態様は、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを還元するための還元剤を圧送するためのポンプと、ポンプから圧送された還元剤を排気通路に供給するための還元剤噴射弁と、ポンプ及び還元剤噴射弁の間に配設された供給経路と、供給経路内の圧力を検知するための圧力検知手段と、を含む排気浄化システムにおける還元剤噴射弁の詰まり判定方法であって、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに、所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す開弁時圧力低下量と、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態でポンプによる圧送を停止したときに、所定時間に低下した供給経路内の圧力低下量を示す閉弁時圧力低下量と、を比較することにより還元剤噴射弁の詰まりを判定することを特徴とする還元剤噴射弁の詰まり判定方法である。
【００１３】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法を実施するにあたり、供給経路内の圧力値が所定値に維持されるように、ポンプにより還元剤を圧送する工程と、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプによる圧送を停止し、開弁時圧力低下量を求める工程と、ポンプによる圧送を再開し、供給経路内の圧力値が所定値に到達した後、還元剤噴射弁を全閉モードにした状態でポンプによる圧送を停止し、閉弁時圧力低下量を求める工程と、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量との差を詰まり判定基準値と比較することにより還元剤噴射弁の詰まりを判定する工程と、を含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法を実施するにあたり、開弁時圧力低下量を内燃機関の通常運転状態で定期的に求め、当該開弁時圧力低下量を所定のテスト開始基準値と比較し、開弁時圧力低下量がテスト開始基準値よりも小さい場合に、閉弁時圧力低下量を求めることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法を実施するにあたり、開弁時圧力低下量を求めるとともに開弁時圧力低下量とテスト開始基準値とを比較する工程を複数回行い、所定回数連続して開弁時圧力低下量がテスト開始基準値よりも小さい場合に、閉弁時圧力低下量を求めることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置によれば、所定の開弁時圧力低下量演算手段と、所定の閉弁時圧力低下量演算手段と、それらを比較して詰まり判定を行う詰まり判定手段とを備えることにより、還元剤供給装置のシステム自体の個体差による圧力変化分を相殺して、還元剤噴射弁の詰まりのみに起因する圧力変化の異常状態を検出することができる。したがって、還元剤噴射弁の詰まり判定を精度良く行うことができ、還元剤噴射弁のメンテナンスを適切に行ったり、あるいは、還元剤の噴射制御を効率的に実施したりすることができる。
【００１７】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置において、ポンプ下流側の還元剤の圧力値が所定値に維持された状態においてポンプの圧送を停止し、それぞれの圧力低下量を求めることにより、還元剤の供給経路内の圧力変化の推移を容易に比較することができる。
【００１８】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置において、比較する開弁時及び閉弁時の圧力低下量の基準時間を、開弁時圧力低下量を求める際の還元剤噴射弁からの噴射量に応じて決定することにより、供給経路内の還元剤の残量が低下することによる誤差の発生を低減し、詰まり判定の精度を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置において、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量との差を所定の詰まり判定基準値と比較することにより、還元剤噴射弁の詰まり度合いに応じた詰まり判定を行うことができる。
【００２０】
本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法によれば、還元剤噴射弁の噴射モードでの圧力低下量と全閉モードでの圧力低下量とを比較することにより、還元剤供給装置のシステム自体の個体差による圧力変化分を相殺することができる。したがって、還元剤噴射弁の詰まりのみに起因する圧力変化の異常状態を検出することができ、還元剤噴射弁の詰まり判定を精度良く行うことができる。
【００２１】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法において、所定の工程を順次実施することにより、還元剤噴射弁の開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量とを算出した後比較して、還元剤噴射弁の詰まりのみに起因した圧力変化の異常状態を検出する詰まり判定を効率的に実施することができる。
【００２２】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法において、通常運転状態において開弁時圧力低下量を定期的に求め、還元剤噴射弁の詰まりが疑われる場合にのみテストモードに移行させて閉弁時の圧力低下量を求めることにより、詰まりのおそれがない場合には閉弁動作を伴う圧力低下量を求める必要がなくなり、通常のＮＯXの浄化を中断することなく、効率的に還元剤噴射弁の詰まり判定を行うことができる。
【００２３】
また、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法において、あらかじめ開弁時圧力低下量と所定のテスト開始基準値との比較を複数回行うことにより、詰まりのおそれがあるものをより精度良く把握でき、さらに効率的に還元剤噴射弁の詰まり判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定装置及び詰まり判定方法に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２５】
１．還元剤噴射弁の詰まり判定装置
（１）排気浄化システムの全体構成
まず、本実施形態の還元剤噴射弁の詰まり判定装置を備えた排気浄化システム（以下、単に「システム」と称する場合がある。）の構成例について図１を参照しつつ説明する。
図１に示す排気浄化システム１０は、尿素水溶液を還元剤として用い、排気ガスを還元剤とともにＮＯX触媒１３を通過させてＮＯXを選択的に還元する排気浄化システム１０である。この排気浄化システム１０は、内燃機関に接続された排気通路１１の途中に配設され、排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するためのＮＯX触媒１３と、ＮＯX触媒１３の上流側で排気通路１１中に還元剤を噴射するための還元剤噴射弁３１を含む還元剤供給装置２０とが備えられている。また、排気通路１１のＮＯX触媒１３の上流側及び下流側にはそれぞれ温度センサ１５、１６が配置されるとともに、ＮＯX触媒１３の下流側にはＮＯXセンサ１７が配置されている。このうち、ＮＯX触媒１３や温度センサ１５、１６、ＮＯXセンサ１７の構成は特に制限されるものではなく、公知のものを使用することができる。
ただし、少なくともＮＯXセンサ１７はセンサ自身の故障診断機能を備えており、異常状態が検知されると後述するＣＡＮ（Controller Aria Network）６５に対してエラー情報が出力されるようになっている。
【００２６】
また、還元剤供給装置２０は、還元剤噴射弁３１を含む噴射モジュール３０と、還元剤が貯蔵された貯蔵タンク５０と、貯蔵タンク５０内の還元剤を還元剤噴射弁３１に対して圧送するポンプ４１を含むポンプモジュール４０と、還元剤噴射弁３１から噴射する還元剤の噴射量を制御するために、噴射モジュール３０やポンプモジュール４０の制御を行うコントロールユニット（以下、「ＤＣＵ：Dosing Control Unit」と称する。）６０を備えている。また、貯蔵タンク５０とポンプモジュール４０とは第１の供給経路５７によって接続され、ポンプモジュール４０と噴射モジュール３０とは第２の供給経路５８によって接続され、さらに、噴射モジュール３０と貯蔵タンク５０とは循環経路５９によって接続されている。
【００２７】
また、図１に示す排気浄化システム１０の例では、ＤＣＵ６０は、ＣＡＮ６５に接続されている。このＣＡＮ６５には、内燃機関の運転状態を制御するためのコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ：Engine Control Unit」と称する場合がある。）７０が接続されており、燃料噴射量や噴射タイミング、回転数等をはじめとする内燃機関の運転状態に関する情報が書き込まれるようになっているだけでなく、排気浄化システム１０に備えられたあらゆるセンサ等の情報も書き込まれるようになっている。また、ＣＡＮ６５では入力される信号値がＣＡＮ６５の規格範囲内にあるか否かを判別できるようになっている。そして、ＣＡＮ６５に接続されたＤＣＵ６０は、ＣＡＮ６５上の情報を読み込み、また、ＣＡＮ６５上に情報を出力できるようになっている。
なお、本実施形態では、ＥＣＵ７０とＤＣＵ６０とが別のコントロールユニットからなり、ＣＡＮ６５を介して情報のやり取りができるようにされているが、これらのＥＣＵ７０とＤＣＵ６０とを一つのコントロールユニットとして構成しても構わない。
【００２８】
貯蔵タンク５０には、タンク内の還元剤の温度を検知するための温度センサ５１や還元剤の残量を検知するためのレベルセンサ５５、還元剤の粘度や濃度等の品質を検知するための品質センサ５３が備えられており、これらのセンサによって検知された値は信号として出力されＣＡＮ６０上に書き込まれるようになっている。これらのセンサについては、公知のものを適宜使用することができる。
なお、貯蔵される還元剤としては、主として尿素水溶液や未燃燃料（ＨＣ）が挙げられるが、本実施形態の排気浄化システムの例は、尿素水溶液を用いた場合の構成例である。
【００２９】
また、ポンプモジュール４０は、ポンプ４１と、ポンプ４１の下流側の第２の供給経路５８内の圧力（以下、「還元剤の圧力」と称する場合がある。）を検知するための圧力センサ４３と、圧送される還元剤の温度を検知するための温度センサ４５と、ポンプ４１の下流側の第２の供給経路５８の途中に配置された異物捕集フィルタ４７と、ポンプ４１の下流側の還元剤の圧力が所定値を越えたときに、還元剤の一部をポンプ４１の下流側から上流側に戻して圧力を低下させるための圧力制御弁４９とを備えている。
ポンプ４１は、例えば電動ポンプからなり、ＤＣＵ６０から送られてくる信号によって駆動されるようになっている。また、圧力センサ４３や温度センサ４５についても公知のものを適宜使用することができ、これらのセンサによって検出された値についても信号として出力され、ＣＡＮ６０上に書き込まれるようになっている。さらに、圧力制御弁４９としては、例えば、公知のチェック弁等を用いることができる。
【００３０】
また、噴射モジュール３０は、ポンプモジュール４０側から圧送されてくる還元剤が貯留される貯留室３３と、貯留室３３に接続された還元剤噴射弁３１と、貯留室３３から循環経路５９に通じる経路の途中に配設されたオリフィス３５と、オリフィス３５の直前に配置された温度センサ３７とを備えている。
還元剤噴射弁３１は、例えば、ｄｕｔｙ制御により開弁のＯＮ−ＯＦＦを制御するＯＮ−ＯＦＦ弁からなるものである。また、貯留室３３ではポンプモジュール４０から圧送されてきた還元剤が所定の圧力で蓄えられるようになっており、ＤＣＵ６０から送られてくる制御信号によって還元剤噴射弁３１が開かれたときに還元剤が排気通路１１中に噴射されるようになっている。また、貯留室３３の下流側の経路にオリフィス３５が配設されていることにより、オリフィス３５よりも上流側の貯留室３３、第２の供給経路５８の内圧が低下しにくくなっており、ポンプモジュール４０の出力を低く抑えることができるようにされている。図示しないものの、このオリフィス４５を設ける代わりに、循環経路５９の途中に還元剤の循環制御を行う弁を備えることもできる。
【００３１】
また、噴射モジュール３０と貯蔵タンク５０との間に配設された循環経路５９は、ポンプモジュール４０によって圧送される還元剤のうち噴射モジュール３０の還元剤噴射弁３１から噴射される還元剤以外の還元剤が排気熱等の影響を受けて高温に晒されることがないように、貯蔵タンク５０に還流させるために備えられている。
【００３２】
また、ＤＣＵ６０は、適切な量の還元剤が排気通路１１中に噴射されるように、ＣＡＮ６５上に存在する様々な情報をもとに還元剤噴射弁３１の動作制御を行うことができるようになっている。また、本発明の実施の形態におけるＤＣＵ６０は、さらに還元剤噴射弁３１の詰まり判定装置（以下、単に「詰まり判定装置」と称する場合がある。）としての機能を備えている。
【００３３】
このＤＣＵ６０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、図１では、還元剤噴射弁３１の動作制御及びポンプ４１の駆動制御、さらに、還元剤噴射弁３１の詰まり判定に関する部分について、機能的なブロックに表された構成例が示されている。
すなわち、本発明の実施の形態におけるＤＣＵ６０は、ＣＡＮ情報取出生成部（図１では「CAN情報取出生成」と表記）と、還元剤噴射弁詰まり判定部（図１では「Udv詰まり判定」と表記）と、ポンプ駆動制御部（図１では「ポンプ駆動制御」と表記）と、還元剤噴射弁動作制御部（図１では「Udv動作制御」と表記）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を主要な構成要素として構成されている。そして、これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータ（図示せず）によるプログラムの実行によって実現されるものである。
【００３４】
ＣＡＮ情報取出生成部は、第２の供給経路内の還元剤の圧力に関する情報をはじめとして、ＣＡＮ６５上に存在する情報を読み込み、各部に対して出力するようになっている。
また、ポンプ駆動制御部は、ＣＡＮ情報生成部から出力される第２の供給経路５８内の還元剤の圧力に関する情報を継続的に読み込み、この圧力情報をもとにポンプ４１をフィードバック制御し、第２の供給経路５８及び貯留室３３内の還元剤の圧力がほぼ一定の状態に維持されるようになっている。例えば、ポンプ４１が電動ポンプである場合には、出力される圧力値が目標値よりも低い場合には、圧力を上昇させるべく、電動ポンプ４１のデューティ比が大きくなるように制御され、逆に、出力される圧力値が目標値を超える場合には、圧力を低下させるべく、電動ポンプ４１のデューティ比が小さくなるように制御される。
【００３５】
還元剤噴射弁動作制御部は、ＣＡＮ情報取出生成部から出力される、貯蔵タンク５０内の還元剤に関する情報や排気ガス温度、ＮＯX触媒温度、ＮＯX触媒下流側でのＮＯX濃度に関する情報、さらには内燃機関の運転状態に関する情報等を読み込み、排気ガス中のＮＯXを還元するために必要な量の還元剤を還元剤噴射弁３１から噴射させるための制御信号を生成し、還元剤噴射弁３１を操作するための還元剤噴射弁操作装置６７に対して出力するように構成されている。また、この還元剤噴射弁動作制御部では、還元剤噴射弁操作装置６７に指示した還元剤の噴射指示量（以下、単に「還元剤噴射指示量」と称する場合がある。）の積算が行われるように構成されている。
なお、還元剤噴射弁動作制御部は、還元剤噴射弁３１の通常の噴射モードの他に、全閉モードにも切り替えられるようになっているが、全閉モードで、還元剤が実際に噴射されない状態になっている場合においても、上述の還元剤噴射指示量の積算は行われるようになっている。
【００３６】
この図１に示す構成の排気浄化システム１０による排気ガスの浄化は以下のとおり行われる。
内燃機関の運転時において、貯蔵タンク５０内の還元剤は、ポンプ４１によって汲み上げられ、噴射モジュール３０側に圧送される。このとき、ポンプモジュール４０に備えられたポンプ４１の下流側の圧力センサ４３による検出値をフィードバックし、検出値が所定値未満の場合にはポンプ４１の出力を高める一方、圧力値が所定値を超える場合には圧力制御弁４９によって減圧される。これによって、噴射モジュール３０側に圧送される還元剤の圧力がほぼ一定の値に維持されるように制御される。
【００３７】
また、ポンプモジュール４０から噴射モジュール３０に圧送された還元剤は、還元剤の貯留室３３に流入してほぼ一定の圧力に維持され、還元剤噴射弁３１が開いたときに常に排気通路１１内に噴射されるようになっている。一方、還元剤は循環経路５９を介して貯蔵タンク５０に還流しているため、排気通路１１中に噴射されない還元剤が貯留室３３に滞留し、排気熱によって高温に晒されることがないようになっている。
【００３８】
還元剤が、ほぼ一定の圧力値で貯留室３３中に貯留している状態で、ＤＣＵ６０は、内燃機関の運転状態や排気温度、ＮＯX触媒１３の温度、さらにはＮＯX触媒１３の下流側で測定される、還元されずにＮＯX触媒１３を通過したＮＯX量等の情報をもとに噴射すべき還元剤量を決定し、それに応じた制御信号を生成して還元剤噴射弁操作装置６７に対して出力する。そして、還元剤噴射弁操作装置６７によって還元剤噴射弁３１のｄｕｔｙ制御が行われ、適切な量の還元剤が排気通路１１中に噴射される。排気通路１１中に噴射された還元剤は、排気ガスに混合された状態でＮＯX触媒１３に流入し、排気ガス中に含まれるＮＯXの還元反応に用いられる。このようにして、排気ガスの浄化が行われるものである。
【００３９】
（２）詰まり判定装置
ここで、本発明の実施の形態のＤＣＵ６０では、還元剤噴射弁詰まり判定部（以下、単に「詰まり判定部」と称する。）が備えられている。還元剤噴射弁詰まり判定部は、ＣＡＮ情報生成部から出力される還元剤の圧力情報をもとに後述する所定の演算を行い、還元剤噴射弁３１が詰まりを生じているか否かを判定するように構成されている。この還元剤噴射弁詰まり判定部は、図２に示すように、開弁時圧力低下量演算手段（図２では「開弁時圧力低下量演算」と表記）と、閉弁時圧力低下量演算手段（図２では「閉弁時圧力低下量演算」と表記）と、詰まり判定手段（図２では「詰まり判定」と表記）と、タイマカウンタ部（図２では「タイマカウンタ」と表記）と、エラーカウンタ部（図２では「エラーカウンタ」と表記）とを含むものである。
【００４０】
本実施形態のＤＣＵ６０における、詰まり判定部に備えられた開弁時圧力低下量演算手段は、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態でポンプが停止され、後述する所定の条件を満たしたときにおける圧力の開始値（以下、「StrtX」あるいは「StrtY」と称する場合がある。）と所定時間経過時に検出される圧力値Pとの差（開弁時圧力低下量：以下、「Udvopn」と称する場合がある。）の演算を行うものである。
また、本実施形態のＤＣＵ６０における、詰まり判定部に備えられた閉弁時圧力低下量演算手段は、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態でポンプが停止され、後述する所定の条件を満たしたときにおける圧力の開始値（以下、「StrtZ」と称する場合がある。）と所定時間経過時に検出される圧力値Pとの差（閉弁時圧力低下量：以下、「Udvclo」と称する場合がある。）の演算を行うものである。
さらに、本実施形態のＤＣＵ６０における、詰まり判定部に備えられた詰まり判定手段は、UdvopnとUdvcloとを比較し、その差が所定の詰まり判定基準値D以下であるか否かを判別して、還元剤噴射弁の詰まりの有無を判定するものである。
【００４１】
また、この詰まり判定部にはＲＡＭが接続されており、ＣＡＮ情報生成部から出力された還元剤の圧力情報が、所定の時期において書き込まれ、記憶されるようになっている。具体的には、ポンプの駆動を停止したときの圧力値が初期値（以下、「Init」と称する場合がある。）として記憶され、その後、Initと検出される圧力値Pとの差が所定値N以上になったときに検出された圧力値が開始値（StrtX、StrtY、StrtZ）として記憶されるものである。さらに、開弁時圧力低下量演算手段及び閉弁時圧力低下量演算手段によって演算されたUdvopnやUdvcloについても記憶されるようになっている。ＲＡＭにUdvopnを記憶させたときには、Udvopn書き込みフラグUdvopnFが立てられるようになっている。
【００４２】
また、エラーカウンタ部は、還元剤噴射弁動作制御部からの還元剤噴射指示量が一定以上となっているにもかかわらず第２の供給経路内の圧力がそれに見合った低下を示していない場合に、装置内のいずれかの動作エラーが推定されるため、エラーカウントされるようになっている。
また、タイマカウンタ部は、還元剤の圧力低下量を求める際の時間の計測に用いられ、本実施形態のＤＣＵ６０の例では、タイマ１〜タイマ４を作動させることができるようになっている。
【００４３】
（３）タイミングチャート
次に、本実施形態の詰まり判定装置において、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量とを比較し、還元剤噴射弁の詰まり判定を行う点について、図３及び図４のタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。図３は、還元剤噴射弁に詰まりが生じている可能性があるか、すなわち、判定モードに移行する必要があるか否かを判別するためのタイミングチャートを示し、図４は、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量を比較し、還元剤噴射弁の詰まり判定を行うためのタイミングチャートを示している。
なお、以下のタイミングチャートは、ポンプの停止後、所定時間経過時から還元剤噴射指示量の積算量が所定のしきい値を越える時までの間に低下した圧力の値である、開弁時圧力低下量と閉弁時圧力低下量とを比較して詰まり判定を行う例を表している。
【００４４】
図３に示す、判定モードに移行するか否かの判別は、まず、還元剤噴射弁が通常の噴射モードにあり、ポンプが通常の駆動状態にあるｔ１の時点でタイマ１を作動させる。この状態では、ポンプの下流側での還元剤の圧力値をポンプの駆動制御にフィードバックして、当該圧力値が一定の値に維持されるようになっている。
このタイマ１がタイムアウトになったｔ２の時点で、システムがテスト環境条件を満たしている場合にはタイマ２を作動させる。このとき同時に、ＣＡＮから出力された還元剤の圧力値をInitAとして記憶するとともに、ポンプの駆動を停止する。
なお、テスト環境条件を満たしているか否かは、システムが噴射実施モードにあるか、還元剤の噴射指示値が０になっていないか、ポンプモジュールに備えられた温度センサの値が所定範囲内にあるか、ポンプ、還元剤噴射弁及びポンプモジュールに備えられた圧力センサが正常に作動しているか等を基準に判別される。
【００４５】
ｔ２以降タイマ２の作動中には、ＣＡＮから出力される還元剤の圧力値PとInitAとを継続的に比較する。そして、その差が所定値N1以上になるｔ３の時点で、タイマ２が停止し、そのときの還元剤の圧力値PがStrtXとして記憶されるとともに、タイマ３を作動させる。このとき同時に、還元剤噴射指示量の積分が開始される。StrtXの記憶を、還元剤の圧力値Pが所定値N1以上低下した状態で行うのは、圧力変化状態が安定した後における圧力低下量を測定して、詰まり判定の精度を向上させるためである。
一方、図示しないものの、ＣＡＮから出力される還元剤の圧力値PとInitAとの差が所定値N1未満の場合であっても、システムがテスト環境条件を満たしている限り還元剤の圧力値PとInitAとの差の比較を継続する。その結果、タイマ２がタイムアウトになった場合についても、やはりタイマ３を作動させるとともに、還元剤噴射指示量の積分が開始される。
【００４６】
ｔ３以降タイマ３の作動中には、ＣＡＮから出力される還元剤の圧力値Pを、記憶されたStrtXと継続的に比較する。その後ｔ４の時点で、その差が所定のテスト開始基準値T以上になるため、還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性は低いと考えられる（図中実線Ａのパターン）。この場合には、タイマ３をリセットするとともにエラーカウンタをリセットする。この状態になったときには、ポンプを再びフル駆動させて還元剤噴射弁を通常の噴射モードに戻す。
一方、ｔ３以降ＣＡＮから出力される還元剤の圧力値Pと記憶されたStrtXとの差が所定のテスト開始基準値T未満の場合に、ｔ４´の時点で還元剤噴射指示量の積算量Sが所定のしきい値S0を超えた場合（図中破線Ｂのパターン）には、還元剤噴射指示量に見合った圧力低下が示されていないために還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性が高いと考えられる。この場合には、タイマ３をリセットするとともに、エラーカウンタをカウントする。
さらに、ｔ３以降還元剤噴射指示量の積算量Sが所定のしきい値S0を超えない場合であっても、ｔ４´´の時点でタイマ３がタイムアウトになった場合（図中一点鎖線Ｃのパターン）には、システムがテスト環境条件を満たしていないと判別され、エラーカウンタをカウントする。
【００４７】
還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性が高いと判別された場合（図中破線Ｂのパターン）には、図４の詰まり判定の工程に移行する。
一方、還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性が低いと判別された場合（図３中実線Ａのパターン）や、システムがテスト環境条件を満たしていないと判別された場合には、全閉モードでの閉弁時圧力低下量の算出を行わずに、還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性が高いと判別されるまで、これまでの工程が繰り返される。
【００４８】
図４に示す詰まり判定は、まず、ｔ５の時点で、ポンプの下流側の還元剤の圧力値Pが所定の値に到達し、再びポンプが通常の駆動状態となり、還元剤噴射弁が通常の噴射モードとなった後、タイマ４を作動させる。その後、ｔ６の時点でタイマ４がタイムアウトになると、タイマ２を作動させるとともにそのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをInitBとして記憶する。ｔ６以降タイマ２の作動中には、ＣＡＮから出力される還元剤の圧力値PとInitBとを継続的に比較する。この状態では、還元剤供給装置は噴射モードのままである。その後ｔ７の時点でその差が所定値N2以上になると、タイマ２が停止し、そのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをStrtYとして記憶する。このとき同時に、還元剤噴射指示量の積分を開始するとともにタイマ３を作動させる。StrtYの記憶を、還元剤の圧力値Pが所定値N2以上低下した状態で行うのは、StrtXの場合と同様、圧力変化状態が安定化した後における圧力低下量を測定して、詰まり判定の精度を向上させるためである。
【００４９】
一方、還元剤の圧力値PとInitBとの差が所定値N2未満の場合であっても、テスト環境条件を満たしている限り還元剤の圧力値PとInitBとの比較を継続する。その結果、ｔ７´の時点でタイマ２がタイムアウトになった場合についても、やはりそのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをStrtYとして記憶し、タイマ３を作動させるとともに、還元剤噴射指示量の積分を開始する。
【００５０】
ｔ７以降タイマ３の作動中に、還元剤噴射指示量の積算量Sが所定のしきい値S0を越えたｔ８の時点で、そのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PとStrtYとの差をUdvopnとして記憶する。Udvopnを、還元剤噴射指示量が所定のしきい値S0を越えたときを基準として算出するのは、Udvopnや後述するUdvcloの算出を行うにあたって、仮定される減圧状態を同じ条件下においてそれぞれの圧力低下量を算出するためである。このようにすれば、Udvopnを複数回算出したり、Udvopn及びUdvcloの算出時期にインターバルが空いた場合であっても、同条件での圧力低下量を比較することができるようになる。
なお、このとき記憶されるUdvopnは、還元剤噴射弁の詰まり度合いはもちろんのこと、還元剤供給装置個々が有する個体差も反映された値となっている。
【００５１】
次いで、今度は、還元剤噴射弁を閉じた上で、上記と同様の工程を行う。すなわち、ｔ９の時点では還元剤噴射弁を通常の噴射モードに戻し、ポンプを通常の駆動状態とした後、タイマ４を作動させる。その後ｔ１０の時点でタイマ４がタイムアウトになると、タイマ２を作動させるとともに還元剤噴射弁を全閉し、そのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをInitCとして記憶する。ｔ１０以降タイマ２が作動している間に、ｔ１１の時点でＣＡＮから出力される還元剤の圧力値PとInitCとを継続的に比較し、その差が所定値N3以上になると、タイマ２を停止し、そのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをStrtZとして記憶する。このとき同時に、還元剤噴射指示量の積分を開始するとともに、タイマ３を作動させる。
還元剤の圧力値PとInitCとの差が所定値N3未満の場合であっても、ｔ１１´の時点でタイマ２がタイムアウトになると、やはりそのときにＣＡＮから出力された還元剤の圧力値PをStrtZとして記憶し、タイマ３が作動しはじめるとともに、還元剤噴射指示量の積分を開始する。
【００５２】
そして、ｔ１１以降タイマ３の作動中に、還元剤噴射指示量の積算量Sが所定のしきい値S0を越えたｔ１２の時点で、そのときにＣＡＮから出力された圧力値PとStrtZとの差をUdvcloとして記憶する。あるいは、図示しないものの、還元剤噴射指示量の積算量Sが所定のしきい値S0を超えない場合であっても、タイマ３がタイムアウトになったときにＣＡＮから出力された圧力値PとStrtZとの差をUdvcloとして記憶する。
このようにして記憶されたUdvcloは、還元剤噴射弁が全閉された状態における測定値である。すなわち、このUdvcloは、還元剤供給装置全体の個々の特性に応じて得られる値であり、個体差を反映した値となっている。
【００５３】
このように得られた、UdvopnとUdvcloとを比較し、還元剤噴射弁が噴射モードにある状態での圧力低下量が、還元剤噴射弁が全閉モードにある状態での圧力低下量に近似するか否かを判別することにより、還元剤噴射弁の詰まり判定を行うことができる。すなわち、所定の期間内でのUdvopnとUdvcloとの差が所定の詰まり判定基準値D以下である場合には、噴射モードにあるにもかかわらず全閉モードと同様の圧力低下量が示されているため、還元剤噴射弁が詰まっていると判定することができる。例えば、UdvopnとUdvcloとの差が実質的にゼロの場合には、還元剤噴射弁の噴射孔は完全に塞がれているものと推定される。あるいは、詰まり判定部に、Udvopn及びUdvcloの差と還元剤噴射弁の詰まり度合いとの相関関係を示すmapを備えることにより、還元剤噴射弁の詰まり度合いをより精度良く判定することができる。
【００５４】
なお、図３に示すタイミングチャートの例では、Udvopnを算出し、一回でもテスト開始基準値T未満となった場合にUdvcloを算出し、UdvopnとUdvcloとの比較を行っているが、Udvopnの算出及びテスト開始基準値Tとの比較を複数回実施した後にUdvcloの算出を行ってもよい。このようにすれば、測定誤差によって還元剤噴射弁が詰まっている可能性が高いとされることに起因する、還元剤の噴射を行わない時間を低減することができる。
【００５５】
２．詰まり判定方法
次に、図３及び図４のタイミングチャートの例による還元剤噴射弁の詰まり判定方法のルーチンの一例について、図５〜図８に示す制御フローを参照しつつ説明する。なお、このルーチンは、常時実行されるようにしてもよく、あるいは一定時間ごとの割り込みによって実行されるようにしてもよい。
【００５６】
まず、スタート後のステップＳ１００において、タイマ１が終了しているか否かを判別する。タイマ１が終了している場合にはステップＳ１０１に進む一方、タイマ１が終了していない場合にはステップＳ１１４に進む。タイマ１が終了していないと判別されたステップＳ１１４では、タイマ１が作動しているか否かを判別する。タイマ１が作動していると判別された場合にはそのままスタート位置に戻される。一方、タイマ１が作動していないと判別された場合にはステップＳ１１５に進み、タイマ１を作動させた上でスタート位置に戻され、ステップＳ１００でタイマ１が終了したと判別されるまで繰り返される。
【００５７】
タイマ１が終了したと判別されたステップＳ１０１では、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かを判別する。テスト環境条件TEを満たしていると判別された場合にはステップＳ１０２に進む。一方、テスト環境条件TEを満足しないと判別された場合にはスタート位置に戻され、テスト環境条件TEを満足するまでステップＳ１００〜ステップＳ１０１が繰り返される。
【００５８】
システムがテスト環境条件TEを満たしていると判別されたステップＳ１０２では、タイマ２を作動させ、次いで、ステップＳ１０３では圧力センサで検出された還元剤の圧力値PをInitAとして記憶する。次いで、ステップＳ１０４でポンプを停止するとともに還元剤噴射弁を開いた後、ステップＳ１０５では圧力センサで検出される還元剤の圧力値Pを、ステップＳ１０３で記憶されたInitAと比較し、両者の差が所定値N1以上になったか否かを判別する。検出される圧力値PとInitAとの差が所定値N1以上と判別された場合にはステップＳ１０６に進む。一方、所定値N1未満と判別された場合にはステップＳ１１６に進み、タイマ２が終了しているか否かを判別する。
【００５９】
タイマ２が終了していると判別された場合には、ステップＳ１０５で検出された圧力値PとInitAとの差が所定値N1以上と判別された場合と同様、ステップＳ１０６に進む一方、タイマ２が終了していないと判別された場合にはステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、システムが還元剤を噴射可能な状態にあり、かつ、テスト環境条件TEを満たしているか否かを判別する。ともに満たしていると判別された場合にはステップＳ１０５に戻される一方、満たしていないと判別された場合にはスタート位置に戻される。
【００６０】
ステップＳ１０５で圧力値Pの差が所定値N1以上と判別され、あるいは、ステップＳ１１６でタイマ２が終了していると判別されたステップＳ１０６では、検出された還元剤の圧力値PをStrtXとして記憶する。次いで、ステップＳ１０７でタイマ３を作動させた後、ステップＳ１０８で還元剤噴射指示量の積算を開始し、ステップＳ１０９に進む。
【００６１】
ステップＳ１０９では、検出される還元剤の圧力値Pを、ステップ１０６で記憶したStrtXと比較し、両者の差がテスト開始基準値T以上になったか否かを判別する。テスト開始基準値T以上と判別された場合には、ステップＳ１１０に進みタイマ３をリセットするとともに、ステップＳ１１１でエラーカウンタをリセットする。そして、この場合には還元剤噴射弁が詰まりを生じている可能性が低いと考えられるため、ステップＳ１１２でTestOKと判定され、ステップＳ１１３でTestOKフラグが立てられてステップＳ１２３に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ１０９において、検出される還元剤の圧力値Pと記憶したStrtXとの差がテスト開始基準値T未満と判別されたステップＳ１１８では、還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えているか否かを判別する。しきい値S0を超えていると判別された場合には、還元剤噴射指示量が大きいにもかかわらず圧力低下量が小さいことから、還元剤噴射弁の詰まりを生じている可能性が高いため、ステップＳ１１９に進みタイマ３をリセットし、次いで、ステップＳ１２０でエラーカウンタをカウントし、ステップＳ１２３に進む。
【００６３】
ステップＳ１１８において、還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていないと判別されたステップＳ１２１では、タイマ３が終了しているか否かを判別する。タイマ３が終了していると判別された場合には、所定時間経過しているにもかかわらず圧力低下量が小さいことから、還元剤噴射弁の詰まりを生じている可能性が残されるため、ステップＳ１２０に進みエラーカウンタをカウントしてステップＳ１２３に進む。
一方、タイマ３が終了していないと判別された場合にはステップＳ１２２に進み、システムが還元剤を噴射可能な状態にあり、かつ、テスト環境条件TEを満たしているか否かを判別する。これらをともに満たしていると判別された場合には、ステップＳ１０８に戻される一方、満たしていないと判別された場合にはスタート位置に戻されて再度ステップＳ１００から行われる。
【００６４】
ステップＳ１０９で検出される還元剤の圧力値Pと記憶したStrtXとの差がテスト開始基準値T以上と判別され、あるいは、ステップＳ１１８で還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていると判別され、さらには、ステップＳ１２１でタイマ３がタイムアウトになったと判別されたステップＳ１２３では、タイマ４を作動させる。次いで、ステップＳ１２４でポンプをフル稼働させた後、ステップＳ１２５において還元剤の圧力値Pが所定のしきい値P0を超えているかを判別する。還元剤の圧力値Pがしきい値P0を越えていると判別された場合には、ステップＳ１２６でポンプを通常のフィードバック制御状態に戻し、ステップＳ１２７に進む。一方、ステップＳ１２５で還元剤の圧力値Pがしきい値P0を超えていないと判別された場合には、圧力値Pがしきい値P0を超えるまでポンプをフル駆動させる。
【００６５】
ステップＳ１２７では、タイマ４が終了しているか否かが判別され、終了していると判別された場合にはステップＳ１２８に進む一方、終了していないと判別された場合にはステップＳ１２５に戻される。タイマ４が終了していると判別されたステップＳ１２８では、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かを判別する。テスト環境条件TEを満たしていると判別された場合にはステップＳ１２９に進む一方、満たしていないと判別された場合には、テスト環境条件TEを満足するまで判別が繰り返される。
【００６６】
システムがテスト環境条件TEを満たしていると判別されたステップＳ１２９では、Udvopnの値が記憶されていることを示すフラグUdvopnFが立てられているか否かを判別する。UdvopnFが立っている場合、すなわち、すでにUdvopnの値が記憶されていると判別された場合にはステップＳ１４７に進む。一方、UdvopnFが立っていない場合、すなわち、Udvopnの値が記憶されていないと判別された場合にはステップＳ１３０に進む。
ステップＳ１３０では、エラーカウンタの値が規定値以上になっているか否かが判別され、規定値以上と判別された場合には、還元剤噴射弁の詰まり判定を行うためにUdvopnを記憶する必要があることから、Udvopnを記憶するためのステップＳ１３３に進む。一方、エラーカウンタの値が規定値未満と判断された場合にはステップＳ１３１に進み、TestOKフラグが立てられているかを判別する。このステップＳ１３０におけるエラーカウンタの規定値は１あるいは２以上の任意の値に設定することができるが、２以上の値に設定した場合には、還元剤噴射弁の詰まりが生じている可能性がより高いと考えられる場合にのみステップＳ１４７以降の詰まり判定プロセスに移行されるようになる。このようにした場合には、還元剤噴射弁が必要以上に全閉モードにされて、ＮＯXの還元効率が低下することを防ぐことができる。
【００６７】
エラーカウンタの値が規定値未満のときに進んだステップＳ１３１でTestOKフラグが立っていると判別された場合には、還元剤噴射弁の詰まり判定を行う必要性が乏しいためにステップＳ１３２でTestOKフラグをリセットした後、スタート位置に戻される。一方、TestOKフラグが立っていないと判別された場合には、ステップＳ１０２に戻され、再び同様のステップを繰り返す。
【００６８】
Udvopnを記憶するためのステップは、まず、ステップＳ１３３でタイマ２を作動させ、次いで、ステップＳ１３４では検出される還元剤の圧力をInitBとして記憶した後、ステップＳ１３５でポンプを停止し、ステップＳ１３６に進む。ステップＳ１３６では、ステップＳ１３４で記憶されたInitBと検出される還元剤の圧力値Pとの差が所定値N2以上になったか否かを判別する。所定値N2以上と判別された場合にはステップＳ１３７に進む一方、所定値N2未満と判別された場合にはステップＳ１４３に進み、タイマ２が終了しているか否かを判別する。タイマ２が終了していると判別された場合には、ステップＳ１３６で検出された圧力値PとInitBとの差が所定値N2以上と判別された場合と同様、ステップＳ１３７に進む一方、タイマ２が終了していないと判別された場合にはステップＳ１４４に進む。ステップＳ１４４では、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かが判別され、満たしていると判別された場合にはステップＳ１３６に戻される一方、満たしていないと判別された場合にはステップＳ１２３に戻される。
【００６９】
ステップＳ１３６で検出された圧力値PとInitBとの差が所定値N2以上と判別され、あるいは、ステップＳ１４３でタイマ２が終了していると判別されたステップ１３７では、そのときに検出された圧力値PをStrtYとして記憶する。次いで、ステップＳ１３８でタイマ３が作動しはじめ、ステップＳ１３９で還元剤噴射指示量の積算を開始した後、ステップＳ１４０に進む。
【００７０】
ステップＳ１４０では、還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を越えているか否かが判別される。しきい値S0を超えていると判別された場合にはステップＳ１４１に進み、ステップＳ１３７で記憶したStrtYと検出された圧力値Pとの差をUdvopnとして記憶する。次いで、ステップＳ１４２でフラグUdvopnFを立てた後、ステップＳ１２３に戻される。Udvopnを、還元剤噴射指示量が所定のしきい値S0を越えたときを基準として算出するのは、上述のとおり、仮定される減圧状態を同じ条件下においてそれぞれの圧力低下量を算出するためである。
一方、還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていないと判別されたステップＳ１４５では、タイマ３が終了しているか否かを判別する。タイマ３が終了していると判別された場合には、ステップＳ１４０で還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていると判別された場合と同様にステップＳ１４１に進む。一方、タイマ３が終了していないと判別された場合には、ステップＳ１４６に進み、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かが判別され、満たしていると判別された場合にはステップＳ１３９に戻され、満たしていないと判別された場合にはステップＳ１２３に戻される。Udvopnの値が記憶されるステップＳ１４１を経てステップＳ１２３に戻された場合には、ステップＳ１２９においてフラグUdvopnFが立っていると判別されるようになり、ステップＳ１４７へと進むことになる。
【００７１】
ステップＳ１４７ではタイマ２を作動させ、次いで、ステップＳ１４８で還元剤噴射弁を全閉モードにする。このとき、還元剤噴射指示量の積算は継続したままの状態である。次いで、ステップＳ１４９において、検出された還元剤の圧力をInitCとして記憶した後、ステップＳ１５０でポンプを停止してステップＳ１５１に進む。
【００７２】
ステップＳ１５１では、ポンプが停止した状態で、検出される還元剤の圧力値PをステップＳ１４９で記憶したInitCと比較し、両者の差が所定値N3以上になったか否かを判別する。検出される圧力値PとInitCとの差が所定値N3以上と判別された場合にはステップＳ１５２に進む。一方、所定値N3未満と判別された場合にはステップＳ１５９に進み、タイマ２が終了しているか否かを判別する。タイマ２が終了していると判別された場合には、ステップＳ１５１で検出された圧力値PとInitCとの差が所定値N3以上と判別された場合と同様にステップＳ１５２に進む。一方、タイマ２が終了していないと判別された場合にはステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かが判別され、満たしていると判別された場合にはステップＳ１５１に戻される一方、満たしていないと判別された場合にはステップＳ１２３に戻される。
【００７３】
ステップＳ１５１で検出される圧力値PとInitCとの差が所定値N3以上と判別され、あるいは、ステップＳ１５９でタイマ２が終了したと判別されたステップＳ１５２では、そのときに検出された還元剤の圧力値PをStrtZとして記憶する。次いで、ステップＳ１５３でタイマ３を作動させた後、ステップＳ１５４で還元剤噴射指示量の積算量Sを算出し、ステップＳ１５５に進む。
【００７４】
ステップＳ１５５では、還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えているか否かを判別する。還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていると判別された場合にはステップＳ１５６に進む。一方、しきい値S0を超えていないと判別された場合にはステップＳ１６１に進み、タイマ３が終了しているか否かを判別する。タイマ３が終了していると判別された場合には、ステップＳ１５５で還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を越えていると判別された場合と同様にステップＳ１５６に進む。一方、タイマ３が終了していないと判別された場合にはステップＳ１６２に進む。ステップＳ１６２では、システムがテスト環境条件TEを満たしているか否かが判別される。満たしていると判別された場合にはステップＳ１５４に戻される一方、満たしていないと判別された場合にはステップＳ１２３に戻される。
【００７５】
ステップＳ１５５で還元剤噴射指示量の積算量Sがしきい値S0を超えていると判別され、あるいは、ステップＳ１６１でタイマ３が終了したと判別されたステップＳ１５６では、ステップＳ１５２で記憶したStrtZと検出される還元剤の圧力値Pとの差をUdvcloとして記憶する。次いで、ステップＳ１５７でフラグUdvopnFをリセットした後、ステップＳ１５８で、Udvcloの値とUdvopnの値との差が詰まり判定基準値D以下であるか否かを判別する。二つの値の差が詰まり判定基準値D以下と判別された場合には還元剤噴射弁の詰まり有りと判定され、TestErrorとされる。一方、Udvcloの値とUdvopnの値との差が詰まり判定基準値Dを越えていると判別された場合には、還元剤噴射弁の詰まり無しと判定され、ステップＳ１６３でエラーカウンタをリセットし、ステップＳ１６４でTestOKとされる。還元剤噴射弁の詰まり無しと判定されると、ステップＳ１６５でTestOKフラグが立てられた後、ステップＳ１２３に戻される。この状態でステップＳ１２３に戻されると、いったんポンプをフル駆動させた後、システムは通常の噴射モードに戻される。そして、ステップＳ１２９、ステップＳ１３０、ステップＳ１３１、ステップＳ１３２を経由して、スタート位置に戻される。
【００７６】
以上説明したフローチャートによる還元剤噴射弁の詰まり判定方法であれば、それぞれ還元剤供給装置の個々の特性を反映した値であるUdvopnとUdvcloとを比較しているために、還元剤供給装置の個々の特性に起因した圧力変化分が相殺されている。そのため、還元剤噴射弁の詰まり度合いのみに起因した圧力低下量の比較が行われており、詰まり判定結果の信頼性が著しく高められている。
【００７７】
なお、図１に示す排気浄化システムの構成はあくまでも一例であり、本発明の還元剤噴射弁の詰まり判定方法を実施することができる排気浄化システムは、かかる構成の排気浄化システムに限られるものではない。例えば、ＣＡＮを省略したり、ＤＣＵをエンジンＥＣＵと一体化して構成したりすることができる。また、別の例として、還元剤の温度制御を目的として備えられた循環経路が省略された構成の排気浄化システムであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる排気浄化システムの構成例を示す図である。
【図２】還元剤噴射弁の詰まり判定装置の構成例を説明するためのブロック図である。
【図３】圧力変化と還元剤噴射弁の詰まりとの関係を説明するためのタイミングチャートである（その１）。
【図４】圧力変化と還元剤噴射弁の詰まりとの関係を説明するためのタイミングチャートである（その２）。
【図５】本発明の実施の形態にかかる還元剤噴射弁の詰まり判定方法の一例を示すフローチャートである（その１）。
【図６】本発明の実施の形態にかかる還元剤噴射弁の詰まり判定方法の一例を示すフローチャートである（その２）。
【図７】本発明の実施の形態にかかる還元剤噴射弁の詰まり判定方法の一例を示すフローチャートである（その３）。
【図８】本発明の実施の形態にかかる還元剤噴射弁の詰まり判定方法の一例を示すフローチャートである（その４）。
【図９】従来の排気浄化システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０：排気浄化システム、１１：排気通路、１３：ＮＯX触媒、１５・１６：温度センサ、１７：ＮＯXセンサ、２０：還元剤供給装置、３０：噴射モジュール、３１：還元剤噴射弁、３３：貯留室、４０：ポンプモジュール、４１：ポンプ、４３：圧力センサ、４５：温度センサ、４７：異物捕集フィルタ、４９：圧力制御弁、５０：貯蔵タンク、５１：温度センサ、５３：レベルセンサ、５５：品質センサ、５７：第１の供給経路、５８：第２の供給経路、５９：循環経路、６０：コントロールユニット（ＤＣＵ）、６５：ＣＡＮ、６７：還元剤噴射弁操作装置、７０：エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
【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】
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【図８】
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【図９】
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