(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（３１）内に貯蔵された還元剤を加熱するためのタンクヒータ（３５）と、供給経路（３３）を含む流通経路内の還元剤を加熱するための配管ヒータ（４７）とを備えたヒータ制御装置（８０）において、
前記タンクヒータ（３５）に電流を供給する第１の電流供給回路（９３）と、
前記配管ヒータ（４７）に電流を供給する第２の電流供給回路（９５）と、
前記第１の電流供給回路（９３）及び前記第２の電流供給回路（９５）と、バッテリ（６０）との間を接続する共通電流供給回路（９１）と、
前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御するヒータ制御部（１１５）と、を備え、
前記ヒータ制御部（１１５）は、
前記タンクヒータ（３５）に供給される電流と、前記配管ヒータ（４７）に供給される電流との合計値と、前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値とに基づいて、前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御し、
前記タンクヒータ（３５）の駆動開始後、前記タンクヒータ（３５）への供給電流値と前記配管ヒータ（４７）の制御目標電流値との和が前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値未満となったときに、前記配管ヒータ（４７）の駆動を開始する
ことを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項２】
前記ヒータ制御部（１１５）は、
前記タンクヒータ（３５）の駆動開始後に前記配管ヒータ（４７）の駆動を開始する時期を前記タンク（３１）内の温度又は外気温度に基づいて決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ制御装置。
【請求項３】
前記ヒータ制御部（１１５）は、
さらに前記バッテリ（６０）の電圧に基づいて、前記タンクヒータ（３５）の駆動開始後に前記配管ヒータ（４７）の駆動を開始する時期を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載のヒータ制御装置。
【請求項４】
前記ヒータ制御部（１１５）は、
前記配管ヒータ（４７）の駆動中に前記タンクヒータ（３５）の駆動を開始する場合、前記配管ヒータ（４７）の駆動を一旦停止する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項５】
前記ヒータ制御部（１１５）は、
前記タンク（３１）内の温度に基づいて前記タンクヒータ（３５）の駆動の要否を決定する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項６】
前記ヒータ制御部（１１５）は、
外気温度に基づいて前記配管ヒータ（４７）の駆動の要否を決定する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項７】
前記共通電流供給回路（９１）を開閉するリレー（７０）を有する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項８】
タンク（３１）内に貯蔵された還元剤を加熱するためのヒータであって、共通電流供給回路（９１）及び第１の電流供給回路（９３）を経由して電流が供給されるタンクヒータ（３５）、及び、供給経路（３３）を含む流通経路内の還元剤を加熱するためのヒータであって、前記共通電流供給回路（９１）及び第２の電流供給回路（９５）を経由して電流が供給される配管ヒータ（４７）の制御を行うヒータ制御方法において、
前記タンクヒータ（３５）に供給される電流と、前記配管ヒータ（４７）に供給される電流との合計値と、前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値とに基づいて、前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御し、
前記タンクヒータ（３５）の駆動開始後、前記タンクヒータ（３５）への供給電流値と前記配管ヒータ（４７）の制御目標電流値との和が前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値未満となったときに、前記配管ヒータ（４７）の駆動を開始する
ことを特徴とするヒータ制御方法。
【請求項９】
タンク（３１）内に貯蔵された還元剤を加熱するためのタンクヒータ（３５）と、供給経路（３３）を含む流通経路内の還元剤を加熱するための配管ヒータ（４７）とを備えたヒータ制御装置（８０）において、
前記タンクヒータ（３５）に電流を供給する第１の電流供給回路（９３）と、
前記配管ヒータ（４７）に電流を供給する第２の電流供給回路（９５）と、
前記第１の電流供給回路（９３）及び前記第２の電流供給回路（９５）と、バッテリ（６０）との間を接続する共通電流供給回路（９１）と、
前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御するヒータ制御部（１１５）と、
を備え、
前記タンクヒータ（３５）は、温度の上昇に伴って抵抗値が増大する温度特性を有するヒータであり、
前記配管ヒータ（４７）は、温度による抵抗値の変化が前記タンクヒータ（３５）に比較して小さい温度特性を有するヒータであり、
前記ヒータ制御部（１１５）は、
前記タンクヒータ（３５）に供給される電流と、前記配管ヒータ（４７）に供給される電流との合計値と、前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値とに基づいて、前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御し、
前記共通電流供給回路（９１）から前記第１の電流供給回路（９３）及び前記第２の電流供給回路（９５）に電流が同時に供給される際に、
前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値を超えないように、前記還元剤の温度状態に関する情報に基づいて前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）を駆動する
ことを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項１０】
タンク（３１）内に貯蔵された還元剤を加熱するためのヒータであって、共通電流供給回路（９１）及び第１の電流供給回路（９３）を経由して電流が供給されるタンクヒータ（３５）、及び、供給経路（３３）を含む流通経路内の還元剤を加熱するためのヒータであって、前記共通電流供給回路（９１）及び第２の電流供給回路（９５）を経由して電流が供給される配管ヒータ（４７）の制御を行うヒータ制御方法において、
前記タンクヒータ（３５）は、温度の上昇に伴って抵抗値が増大する温度特性を有するヒータであり、
前記配管ヒータ（４７）は、温度による抵抗値の変化が前記タンクヒータ（３５）に比較して小さい温度特性を有するヒータであり、
前記タンクヒータ（３５）に供給される電流と、前記配管ヒータ（４７）に供給される電流との合計値と、前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値とに基づいて、前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）の駆動を制御し、
前記共通電流供給回路（９１）から前記第１の電流供給回路（９３）及び前記第２の電流供給回路（９５）に電流が同時に供給される際に、
前記共通電流供給回路（９１）の定格電流値を超えないように、前記還元剤の温度状態に関する情報に基づいて前記タンクヒータ（３５）及び前記配管ヒータ（４７）を駆動する
ことを特徴とするヒータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤供給装置に設けられたヒータ制御装置及びヒータ制御方法に関する。
【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）が含まれる場合がある。かかるＮＯXを還元して窒素や水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  CaTelystic  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、排気通路の途中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供給するための還元剤供給装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が加水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。また還元剤供給装置は、タンク内に貯蔵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。停車中に尿素水溶液が凍結して体積が膨張してポンプ又は噴射弁、尿素水溶液を流通させる配管等が破損してしまうことを防止するために、内燃機関の停止時には流通経路や噴射弁内に残留する尿素水溶液をタンクに回収する制御が行われる。回収された尿素水溶液は還元剤供給装置の起動時に還元剤供給装置内に再充填される。【０００５】
他方、還元剤供給装置の起動時において、タンク内の尿素水溶液や配管等に残留する尿素水溶液が凍結していると、内燃機関の始動後に排気ガスが発生しているにもかかわらず尿素水溶液を排気通路に供給できないこととなる。このため還元剤供給装置は低温環境下において凍結した尿素水溶液を解凍させるためのヒータを備える。例えば特許文献１には、タンクに設けられた試材ヒータと尿素水溶液の配管に設けられた供給ヒータとを備えたＳＣＲ計量供給システムが開示されている。かかるヒータはタンク内の温度又は外気温度が所定温度を下回っている場合に作動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで尿素水溶液を貯蔵するタンクの熱容量は比較的大きいため、タンクに設けられるヒータには多量の熱で加熱する能力が必要となる。このため、タンクに設けられるヒータ（以下、「タンクヒータ」ともいう。）として、自身の抵抗値が温度上昇に伴って増大する特性を有するＰＴＣ（Positive  Temperature  Coefficient）素子を備えたＰＴＣヒータが用いられる場合がある。ＰＴＣヒータは、駆動開始時に大電流を供給して多量の熱を発生させたとしても、温度上昇に伴ってＰＴＣ素子の抵抗値が増大して電流値が徐々に減少し、発熱量も徐々に減少する。つまりＰＴＣヒータは、電流のフィードバック回路を備えることなく自動で過度の昇温を抑制することができる。【０００８】
一方尿素水溶液の流通経路は、タンクに比べて熱容量が小さく少量の熱で尿素水溶液を解凍することができる。かかる流通経路に設けられるヒータ（以下、「配管ヒータ」ともいう。）として、オーミックヒータ等の電流制御により発熱量が制御されるヒータが用いられる。このようなヒータの抵抗値の温度依存性は比較的フラットであり、自動で過度の昇温を抑制する機能を持たないことから、例えば電流値をフィードバック制御することによって駆動制御される。【０００９】
内燃機関の始動時に外気温度等が低い場合、これらのタンクヒータ及び配管ヒータがともに作動される場合があり得る。大容量のＰＴＣヒータは、通電が開始された後、昇温によってＰＴＣ素子の抵抗値が増大するまでの間に大電流を必要とするため、タンクヒータ及び配管ヒータがともに作動された場合には一時的に大きな電流が必要になる。このためタンクヒータ及び配管ヒータに電流を供給する回路は、一時的に生じる最大電流に対応可能な仕様とされなければならない。この場合、電流供給回路の構成部品として汎用性が低い部品又は高価な部品等の特殊な部品を使用しなければならなくなる。【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、還元剤供給装置のヒータへの電流供給回路を流れる電流の最大値を抑制し得るヒータ制御装置及びヒータ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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、タンク内に貯蔵された還元剤を加熱するためのタンクヒータと、供給経路を含む流通経路内の還元剤を加熱するための配管ヒータとを備えたヒータ制御装置であって、タンクヒータに電流を供給する第１の電流供給回路と、配管ヒータに電流を供給する第２の電流供給回路と、第１の電流供給回路及び第２の電流供給回路と、バッテリとの間を接続する共通電流供給回路と、タンクヒータ及び配管ヒータの駆動を制御するヒータ制御部とを備え、ヒータ制御部は、タンクヒータに供給される電流と、配管ヒータに供給される電流との合計値と、共通電流供給回路の定格電流値とに基づいて、タンクヒータ及び配管ヒータの駆動を制御することを特徴とするヒータ制御装置が提供される。【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、タンク内に貯蔵された還元剤を加熱するためのヒータであって、共通電流供給回路及び第１の電流供給回路を経由して電流が供給されるタンクヒータ、及び、供給経路を含む流通経路内の還元剤を加熱するためのヒータであって、共通電流供給回路及び第２の電流供給回路を経由して電流が供給される配管ヒータの制御を行うヒータ制御方法であって、タンクヒータに供給される電流と、配管ヒータに供給される電流との合計値と、共通電流供給回路の定格電流値とに基づいて、タンクヒータ及び配管ヒータの駆動を制御することを特徴とするヒータ制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、還元剤供給装置のヒータへの電流供給回路を流れる電流の最大値を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】尿素ＳＣＲシステムを示す概略図である。
【図２】ヒータ制御装置の構成例を示す回路図である。
【図３】ヒータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】タンクヒータに流れる電流値の経時変化である。
【図５】タンクヒータ及び配管ヒータの電流値の合計値の経時変化である。
【図６】タンクヒータ及び配管ヒータの電流値の合計値の経時変化である。
【図７】タンクヒータ及び配管ヒータの電流値の合計値の経時変化である。
【図８】配管ヒータの駆動開始時期の決定方法の一例を示す説明図である。
【図９】ヒータ制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ヒータ制御方法の第１の例を示すフローチャートである。
【図１１】ヒータ制御方法の第２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】
【００１５】
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。
【００１６】
＜１．尿素ＳＣＲシステムの全体構成＞
図１を参照して本実施形態に係るヒータ制御装置を適用可能な尿素ＳＣＲシステム１０の全体構成の一例について説明する。図１は尿素ＳＣＲシステム１０の概略構成を示す模式図である。尿素ＳＣＲシステム１０は選択還元触媒１３と還元剤供給装置３０とを備える。尿素ＳＣＲシステム１０は車両又は建設機械、農機等に搭載され、液体の還元剤として尿素水溶液を用いて、ディーゼルエンジン等に代表される内燃機関５から排出される排気中のＮＯXを還元することで排気を浄化するシステムである。
【００１７】
尿素水溶液としては、例えば凍結温度が最も低い約３２．５％濃度の尿素水溶液が用いられる。この場合の凍結温度は約マイナス１１℃である。尿素水溶液は、濃度が３２．５％から上昇するにつれて凍結温度が上昇する特性を有しており、溶媒としての水分が蒸発することによって結晶化しやすくなる。
【００１８】
選択還元触媒１３は、内燃機関５の排気系に設けられた排気管１１の途中に配設され、尿素水溶液を用いて、内燃機関５の排気中に含まれるＮＯXを選択的に還元する。具体的に、選択還元触媒１３は、還元剤供給装置３０により噴射された尿素水溶液が加水分解して生成されるアンモニアを吸着し、選択還元触媒１３に流入する排気中のＮＯXをアンモニアと反応させて還元する。選択還元触媒１３は触媒温度が高いほどアンモニアの吸着可能量が減少する特性を有する。また選択還元触媒１３は、吸着可能量に対する実際のアンモニアの吸着率が高いほどＮＯXの還元効率が高くなる特性を有する。
【００１９】
還元剤供給装置３０は選択還元触媒１３よりも上流側で排気通路内に尿素水溶液を噴射し霧状にして供給する。尿素水溶液の噴射量は、排気中に含まれるＮＯXの濃度や選択還元触媒１３におけるアンモニアの吸着可能量、選択還元触媒１３の温度等に基づいて、選択還元触媒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。
【００２０】
選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１には、排気中のＮＯX濃度を検出するための上流側ＮＯXセンサ２１が設けられている。また選択還元触媒１３よりも下流側の排気管１１には、選択還元触媒１３を通過した排気中のＮＯX濃度を検出するための下流側ＮＯXセンサ２３が設けられている。これらの上流側ＮＯXセンサ２１及び下流側ＮＯXセンサ２３のセンサ信号は制御装置１００に出力されて尿素水溶液の噴射制御に用いられる。これ以外に排気管１１には、図示しない排気温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。
【００２１】
＜２．還元剤供給装置＞
次に、還元剤供給装置３０の構成の一例について詳細に説明する。図１には還元剤供給装置３０が模式的に示されている。還元剤供給装置３０は、選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１に取り付けられた噴射弁５１と、供給用ポンプ４１及び回収用ポンプ４３を有するポンプユニット４０とを備える。ポンプユニット４０及び噴射弁５１は制御装置１００によって駆動制御される。
【００２２】
図１に示した還元剤供給装置３０において、ポンプユニット４０はタンク３１に備えられている。かかるポンプユニット４０は、供給用ポンプ４１と、回収用ポンプ４３と、圧力センサ４５と、配管ヒータ４７とを備える。またタンク３１はタンク３１内に貯蔵される尿素水溶液の温度を検出するためのタンク温度センサ３７を備えている。タンク温度センサ３７のセンサ信号は制御装置１００に出力される。なおポンプユニット４０はタンク３１から分離して設けられてもよい。
【００２３】
供給用ポンプ４１はタンク３１内に貯蔵された尿素水溶液を還元剤の供給経路３３に吐出し、噴射弁５１に対して尿素水溶液を供給する。供給用ポンプ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、電磁ポンプが用いられる。供給用ポンプ４１は制御装置１００によって駆動制御される。供給経路３３には供給経路３３内の圧力を検出するための圧力センサ４５が設けられており、圧力センサ４５のセンサ信号は制御装置１００に出力される。制御装置１００は、噴射弁５１に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値となるように圧力センサ４５により検出される圧力と目標値との差分に基づいて供給用ポンプ４１の出力をフィードバック制御する。
【００２４】
なお供給用ポンプ４１は、供給圧力に基づいて出力がフィードバック制御される形式のものに限られない。例えば噴射弁５１からの噴射量に相当する量の尿素水溶液を圧送するように出力制御が行われてもよい。この場合、圧力センサ４５は省略されてもよい。
【００２５】
回収用ポンプ４３は、内燃機関５のイグニッションスイッチがオフにされた後、供給経路３３及び噴射弁５１内に残留している尿素水溶液をタンク３１内に回収する。回収用ポンプ４３は制御装置１００によって駆動制御される。制御装置１００は、イグニッションスイッチがオフにされてからあらかじめ設定された時間、回収用ポンプ４３を駆動し尿素水溶液をタンク３１内に回収する。
【００２６】
なお尿素水溶液をタンク３１内に回収するには、２つのポンプを用いる代わりに逆回転可能な１つのポンプを用いてもよい。また尿素水溶液をタンク３１内に回収するには、ポンプによって圧送される尿素水溶液の流れる方向を切り替えるための流路切替弁を用いてもよい。流路切替弁は、例えば電磁切替弁により構成され、排気管１１内への尿素水溶液の噴射制御を行う場合には尿素水溶液がタンク３１側から噴射弁５１側へ流れるように流路を形成し、残留する尿素水溶液をタンク３１内に回収する場合には尿素水溶液が噴射弁５１側からタンク３１側へ流れるように流路を形成する。
【００２７】
噴射弁５１としては、例えば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５１は電磁コイルを備え、当該電磁コイルへの通電により発生する磁力によって弁体を移動させて開弁する構造を有している。本実施形態では、噴射弁５１に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値となるように供給用ポンプ４１の出力が制御されるため、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。かかる噴射弁５１は排気管１１内に直接的に尿素水溶液を噴射するものであり、噴孔が排気管１１内に臨むようにして排気管１１に取り付けられている。噴射弁５１から噴射された尿素水溶液を均一に分散するために、排気管１１内にミキサー等の拡散部材が備えられてもよい。
【００２８】
噴射弁５１には噴射弁５１を排気熱等から保護するための冷却手段が設けられてもよい。例えば冷却水の通路が設けられた冷却カバーに噴射弁５１を保持させ、当該冷却水の通路に内燃機関５の冷却水を流通させることで噴射弁５１が冷却されてもよい。かかる冷却手段によれば、内燃機関５の始動後に内燃機関５の冷却水が冷却カバー内を流れることにより噴射弁５１の過熱が抑制される。あるいは噴射弁５１の外周部に放熱フィンが設けられ、噴射弁５１からの放熱効率が高められてもよい。
【００２９】
ここで上述のとおり、尿素水溶液の凍結温度は約マイナス１１℃であり、車両の周辺環境によっては内燃機関５の停止時等に尿素水溶液が凍結するおそれがある。尿素水溶液が凍結している場合、尿素水溶液が解凍するまでの期間、尿素水溶液の噴射制御を開始することができないことになる。このため還元剤供給装置３０は、尿素水溶液を速やかに解凍させるためにタンクヒータ３５と配管ヒータ４７とを備えている。
【００３０】
タンクヒータ３５はタンク３１内において尿素水溶液を加熱可能な位置に設けられる。尿素水溶液を貯蔵するタンク３１は熱容量が大きく、タンク３１内の尿素水溶液を加熱するには多量の熱で加熱する能力が必要となる。本実施形態では、タンクヒータ３５としてＰＴＣ素子を有するＰＴＣヒータが用いられている。ＰＴＣ素子は抵抗値が温度上昇に伴って増大する特性を有する。つまり一定の電圧を供給することによってかかるタンクヒータ３５を駆動させた場合、温度上昇に伴ってＰＴＣ素子の抵抗値が増大し電流値が徐々に減少する。このためタンクヒータ３５は、作動開始時の発熱量を大きくしても温度上昇に伴って発熱量が小さくなることから、電流のフィードバック回路を備えることなく自動で過度の昇温を抑制することができる。
【００３１】
配管ヒータ４７は供給用ポンプ４１及び回収用ポンプ４３に近接して設けられる。本実施形態において、配管ヒータ４７は、ポンプユニット４０に備えられて、供給用ポンプ４１及び回収用ポンプ４３を加熱可能な位置に設けられている。ただし配管ヒータの設置位置はポンプユニット４０内に限られず、配管ヒータによって加熱される流通経路は供給用ポンプ４１と噴射弁５１とを接続する供給経路３３であってもよい。また配管ヒータ４７の設置数は１つに限られず複数であってもよい。なお、本明細書において、配管ヒータが設けられる「流通経路」には還元剤を吐出するポンプも含まれるものとする。
【００３２】
供給用ポンプ４１及び回収用ポンプ４３を含む尿素水溶液の流通経路はタンク３１に比べて熱容量が小さい。このため配管ヒータ４７は比較的小さい発熱量のヒータとすることができる。本実施形態では、配管ヒータ４７として、自身の温度による抵抗値の変化が小さく、供給する電流値を制御することによって発熱量を制御可能なオーミックヒータが用いられている。つまり配管ヒータ４７は、ヒータ自身で過度の昇温を抑制する機能を有していないため、制御装置１００には電流値のフィードバック回路が設けられ、配管ヒータ４７に供給される電流値はＰＩＤ制御等によってフィードバック制御される。
【００３３】
本実施形態に係る尿素ＳＣＲシステム１０では、内燃機関５の始動時等において、タンク３１内の温度又は外気温度が低い場合にタンクヒータ３５又は配管ヒータ４７が駆動され凍結した尿素水溶液を解凍する制御が実行される。これにより尿素水溶液が凍結している場合においても速やかに尿素水溶液が解凍され尿素水溶液の噴射制御を早期に開始させることができる。
【００３４】
＜３．ヒータ制御装置＞
次に図１に示した尿素ＳＣＲシステム１０に備えられたヒータ制御装置を例に採って本実施形態に係るヒータ制御装置について詳細に説明する。
【００３５】
（３−１．回路構成）
図２はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７への電力の供給を制御するヒータ制御装置８０の電気回路の構成例を示している。ヒータ制御装置８０は、例えば定格電圧が１２Ｖのバッテリ（電源）６０からタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７への電力の供給を制御する。本実施形態に係るヒータ制御装置８０において、タンクヒータ３５には共通電流供給回路９１及び第１の電流供給回路９３を経由してバッテリ６０からの電力が供給される。また配管ヒータ４７には共通電流供給回路９１及び第２の電流供給回路９５を経由してバッテリ６０からの電力が供給される。つまりタンクヒータ３５に電力を供給する第１の電流供給回路９３及び配管ヒータ４７に電力を供給する第２の電流供給回路９５はそれぞれ共通電流供給回路９１から分岐して設けられている。
【００３６】
第１の電流供給回路９３は端子８１を介して制御装置１００に接続される。制御装置１００にはタンクヒータ３５を駆動する第１のヒータ駆動回路が設けられている。第１のヒータ駆動回路によってタンクヒータ３５が駆動制御され、端子８５を介してタンクヒータ３５に電力が供給される。
【００３７】
また第２の電流供給回路９５は端子８３を介して制御装置１００に接続される。制御装置１００には配管ヒータ４７を駆動する第２のヒータ駆動回路が設けられている。第２のヒータ駆動回路によって配管ヒータ４７が駆動制御され、端子８７を介して配管ヒータ４７に電力が供給される。なお本実施形態に係るヒータ制御装置８０では、第２の電流供給回路９５は制御装置１００の電源回路への電力供給にも用いられる。
【００３８】
共通電流供給回路９１はヒューズ６１とメインリレー７０とを有する。ヒューズ６１は、定格電流を超える大電流が共通電流供給回路９１に流れると共通電流供給回路９１を遮断しタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７に電力を供給する回路を保護する。メインリレー７０は制御装置１００によって駆動されて共通電流供給回路９１を開閉する。メインリレー７０は電磁コイル７１と電磁コイル７１への通電により駆動されるスイッチ７３とを有する。電磁コイル７１への電流の供給は制御装置１００により制御される。スイッチ７３は電磁コイル７１の通電時に発生する磁力により電磁コイル７１側に引き付けられて共通電流供給回路９１を閉じる。
【００３９】
タンクヒータ３５及び配管ヒータ４７をともに使用しない場合、メインリレー７０により共通電流供給回路９１は開かれタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７への電力の供給が遮断される。これによりバッテリ６０の残存容量の低下が抑制され、またタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の未使用時における漏電等が防止される。メインリレー７０は少なくともヒューズ６１により設定される定格電流以上で使用可能となっている。かかるメインリレー７０は、車両に搭載された他の電気部品に対してバッテリ６０から電力を供給する電流回路に設けられる他のメインリレーと同一の部品とすることができる。つまりヒータ制御装置８０のメインリレー７０として特殊な部品を用いることを要せず、汎用性が高められる。
【００４０】
本実施形態に係るヒータ制御装置８０では、共通電流供給回路９１に設けられたメインリレー７０によりタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７への電力供給のオン又はオフが切り替えられる。したがって共通電流供給回路９１に設けられるメインリレー７０はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７をともに駆動させる場合に流れる最大電流に対応可能であることが求められる。換言すれば、メインリレー７０として車両に搭載される汎用品が用いられる場合には、タンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の制御に用いられる電流の合計値が当該メインリレー７０の最大定格電流を超えないようにタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動する必要がある。
【００４１】
（３−２．制御装置）
図３は制御装置１００の構成例を示すブロック図である。制御装置１００はＣＰＵ等のマイクロコンピュータを備えて構成される。かかる制御装置１００は、温度取得部１１１と、リレー制御部１１３と、ヒータ制御部１１５と、リレー駆動回路１２１と、第１のヒータ駆動回路１２３と、第２のヒータ駆動回路１２５と、タイマ１２７とを備える。このうち、温度取得部１１１、リレー制御部１１３及びヒータ制御部１１５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機能であってもよい。
【００４２】
また制御装置１００はＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の図示しない記憶素子を備える。かかる制御装置１００には、イグニッションスイッチ２５のオン又はオフの信号、外気温度センサ２７のセンサ信号、及びタンク温度センサ３７のセンサ信号が入力される。
【００４３】
温度取得部１１１は、外気温度センサ２７及びタンク温度センサ３７のセンサ信号を読み込み、センサ信号に基づいて外気温度Ｔｅ及びタンク３１内の温度Ｔｔの情報を取得する。温度取得部１１１は、イグニッションスイッチ２５がオンになった後、所定のサイクルごとに外気温度センサ２７及びタンク温度センサ３７のセンサ信号を読み込む。取得された温度Ｔｅ，Ｔｔの情報は記憶素子に記憶されてもよい。取得された温度Ｔｅ，Ｔｔの情報はヒータ制御部１１５によるタンクヒータ３５又は配管ヒータ４７の駆動制御に用いられる。
【００４４】
リレー制御部１１３はリレー駆動回路１２１に対してメインリレー７０の開閉動作の指示を出力する。リレー制御部１１３は、イグニッションスイッチ２５がオフからオンに切り替わったときにリレー駆動回路１２１に対してメインリレー７０の閉動作の指示を出力する。閉動作の指示を受けたリレー駆動回路１２１はメインリレー７０の電磁コイル７１に電流を供給する。これにより電磁コイル７１に磁力が発生し、スイッチ７３が電磁コイル７１側に引き付けられて共通電流供給回路９１が閉じられる。またリレー制御部１１３は、イグニッションスイッチ２５がオンからオフに切り替わったときにメインリレー７０の開動作の指示をリレー駆動回路１２１に出力する。開動作の指示を受けたリレー駆動回路１２１はメインリレー７０の電磁コイル７１への通電を停止する。これにより電磁コイル７１の磁力は消滅し、スイッチ７３が開かれて共通電流供給回路９１が開かれる。
【００４５】
ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の駆動制御を実行する。ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５を駆動する第１のヒータ駆動回路１２３及び配管ヒータ４７を駆動する第２のヒータ駆動回路１２５に対して駆動指示を出力する。第１のヒータ駆動回路１２３はヒータ制御部１１５からの駆動指示に基づいてタンクヒータ３５への電力供給を制御する。第２のヒータ駆動回路１２５はヒータ制御部１１５からの駆動指示に基づいて配管ヒータ４７への電力供給を制御する。
【００４６】
本実施形態に係るヒータ制御装置８０において、ヒータ制御部１１５によるタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の制御モードとして解凍モードと保温モードとが設定されている。解凍モードは、尿素水溶液が凍結状態にあると推定される場合に尿素水溶液の噴射制御を実施することなく尿素水溶液の解凍を優先的に行うモードである。保温モードは、解凍状態の尿素水溶液が凍結するおそれがある場合に解凍モードよりも小さい消費電流でタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動し保温を行うモードである。
【００４７】
ヒータ制御部１１５は、イグニッションスイッチ２５がオフからオンに切り替わり制御装置１００が起動すると、温度取得部１１１により取得されるタンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅを参照する。タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下の場合、ヒータ制御部１１５は解凍モードを選択する。またタンク３１内の温度Ｔｔが尿素水溶液の凍結温度を超えている一方、外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下の場合、ヒータ制御部１１５は保温モードを選択する。一方タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅがともに尿素水溶液の凍結温度を超えている場合、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を非駆動状態とする。
【００４８】
なおモード選択に用いられるタンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅの閾値は適宜の値に設定される。またタンク３１内の温度Ｔｔの閾値と外気温度Ｔｅの閾値とは同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００４９】
タンクヒータ３５の駆動制御は以下のように行われる。ヒータ制御部１１５は、イグニッションスイッチ２５のオン時に解凍モードを選択した場合、タンク３１内の温度Ｔｔに基づいてタンクヒータ３５の駆動の要否及びタンクヒータ３５の駆動時間を設定する。またヒータ制御部１１５は、イグニッションスイッチ２５のオン時に保温モードを選択した場合、外気温度Ｔｅに基づいてタンクヒータ３５の駆動の要否及びタンクヒータ３５の駆動時間を設定する。
【００５０】
解凍モード時のタンクヒータ３５の駆動の要否は、上述したモード選択と同様にタンク３１内の温度Ｔｔが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判定されてもよい。また保温モード時の配管ヒータ４７の駆動の要否は、上述したモード選択と同様に外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判定されてもよい。タンクヒータ３５の駆動時間はあらかじめ記憶素子に格納されたマップを参照することにより求められる。解凍モード及び保温モードいずれの場合においてもタンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅが低いほどタンクヒータ３５の駆動時間は長い時間に設定される。
【００５１】
タンクヒータ３５を駆動させる場合、ヒータ制御部１１５は、タンクヒータ３５への電圧供給を開始させるよう第１のヒータ駆動回路１２３に対して駆動指示を出力する。これによりタンクヒータ３５に対して電流が供給され始め、尿素水溶液が解凍し始める。このときタンクヒータ３５の駆動開始時においてはＰＴＣ素子が低温状態であるために、タンクヒータ３５には比較的大きな電流が流れる。その後もタンクヒータ３５への電圧供給が継続されるが、尿素水溶液の解凍が進むにつれタンク３１内の温度Ｔｔが徐々に上昇し、ＰＴＣ素子の温度が上昇することに伴ってタンクヒータ３５に流れる電流値（以下、「タンクヒータ電流」ともいう。）Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。そしてタンクヒータ３５の駆動開始時に設定された駆動時間が経過した時に、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５への電圧供給を停止する。
【００５２】
上述のとおりタンクヒータ３５は自動で過度の温度上昇を抑制する機能を有しているため、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５のオン又はオフの切り替えのみを制御する。つまりタンクヒータ３５は、解凍モード及び保温モードのいずれのモードにおいてもタンクヒータ３５への電圧供給のオン又はオフの切り替えのみを制御するが、そのときのタンク３１内の温度Ｔｔ、外気温度Ｔｅ又はバッテリ６０の状態のうちの少なくとも１つに応じてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの最大値が異なる。
【００５３】
図４はＰＴＣ素子を有するタンクヒータ３５に流れるタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの経時変化の例を示している。図４はタンク３１内に収容された尿素水溶液中にタンクヒータ３５を配置し、尿素水溶液の温度がマイナス３０℃の状態でタンクヒータ３５に対して異なる値（１０．０Ｖ，１３．５Ｖ，１６．０Ｖ）の電圧を供給した場合のタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの経時変化を示している。つまり、ＰＴＣ素子の温度がマイナス３０℃の状態でタンクヒータ３５の駆動を開始したときのタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの経時変化を示している。
【００５４】
１３．５Ｖ及び１６．０Ｖの電圧を供給した場合、電圧供給の開始直後はＰＴＣ素子の温度が低いことから大きな電流が供給され、多量の熱で尿素水溶液が加熱される。このため尿素水溶液は効率よく加熱され、ＰＴＣ素子の温度も上昇することによりＰＴＣ素子の抵抗値が増大し、以降のタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下している。１６．０Ｖの電圧を供給した場合、１３．５Ｖの電圧を供給した場合に比べてＰＴＣヒータの駆動開始直後からの発熱量が大きく、尿素水溶液の温度の上昇速度は大きくなる。このため１６．０Ｖの電圧を供給した場合、１３．５Ｖの電圧を供給した場合に比べてＰＴＣ素子の温度の上昇速度が相対的に大きく、電圧供給開始から１分後にはタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが相対的に小さくなる。
【００５５】
また１０．０Ｖの電圧を供給した場合、電圧供給の開始直後は１６．０Ｖ及び１３．５Ｖの電圧を供給した場合に比べてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは相対的に小さく、尿素水溶液の温度の上昇速度も相対的に小さくなる。このため１０．０Ｖの電圧を供給した場合、ＰＴＣ素子の温度の上昇速度が小さくＰＴＣ素子の抵抗値の増大速度も小さいために、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋに大きな変化は見られない。
【００５６】
例えば新しいバッテリ６０の使用開始時においては、供給電圧を１６．０Ｖとした場合の特性線に沿ってタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが変化する。またバッテリ６０の経時劣化が進むと、例えば供給電圧を１０．０Ｖとした場合の特性線に沿ってタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが変化する。したがってバッテリ６０が新しいほどタンクヒータ３５の駆動時におけるタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの最大値が大きくなりやすい。
【００５７】
また配管ヒータ４７の駆動制御は以下のように行われる。ヒータ制御部１１５は、イグニッションスイッチ２５のオン時に解凍モードを選択した場合及び保温モードを選択した場合のいずれの場合においても、タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅのうちのいずれか低い方の温度に基づいて配管ヒータ４７の駆動の要否及び配管ヒータ４７の駆動時間を設定する。タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅのうちのいずれか低い方の温度を用いることにより、尿素水溶液の解凍の確実性を高め又は尿素水溶液の再凍結防止の確実性を高めることができる。
【００５８】
配管ヒータ４７の駆動の要否は、上述したモード選択と同様にタンク３１内の温度Ｔｔの閾値又は外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判定されてもよい。配管ヒータ４７の駆動時間はあらかじめ記憶素子に格納されたマップを参照することにより求められる。解凍モード及び保温モードいずれの場合においても、タンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅが低いほど配管ヒータ４７の駆動時間は長い時間に設定される。
【００５９】
配管ヒータ４７を駆動させる場合、ヒータ制御部１１５は、配管ヒータ４７への電流供給を開始させるよう第２のヒータ駆動回路１２５に対して駆動指示を出力する。これにより配管ヒータ４７への電流供給が開始され、尿素水溶液の流通経路内の尿素水溶液が解凍し始める。上述のとおり配管ヒータ４７は温度によって抵抗値が大きく変わることがないため、ＰＴＣヒータのように自動で過度の昇温を抑制する機能を有していない。このためヒータ制御部１１５は、配管ヒータ４７に供給される電流値（以下、「配管ヒータ電流」ともいう。）Ｉ＿ｐａｔｈが所定の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとなるように配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈをフィードバック制御する。そして配管ヒータ４７の駆動開始時に設定された駆動時間が経過した時に、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７への電流供給を停止する。
【００６０】
例えばヒータ制御部１１５は、制御装置１００から配管ヒータ４７に電力を供給する電流経路の途中に備えられた電流センサのセンサ信号を読み込み、検出される配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈと制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの差分に基づいて配管ヒータ４７に供給する配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈをフィードバック制御してもよい。配管ヒータ４７に供給される配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈはシャント抵抗器等を用いた電流センサにより検出されてもよいし、供給電圧及び外気温度Ｔｅ等に基づいて推定されてもよい。
【００６１】
制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔは、配管ヒータ４７により尿素水溶液が解凍され、かつ、解凍後に尿素水溶液の再凍結が防止されるように設定される。本実施形態では、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔを解凍モードと保温モードとで異ならせている。保温モードは解凍状態の尿素水溶液の凍結を抑制するモードであり、解凍モード時と比べて制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔは小さく設定される。配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔはタンクヒータ３５に供給されるタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋよりも小さくされる。少なくともタンクヒータ３５の駆動開始後のしばらくの期間には、配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔはタンクヒータ３５に供給されるタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋよりも小さい値となっている。
【００６２】
ここで配管ヒータ４７に供給される配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈは略一定に制御される一方、タンクヒータ３５に供給されるタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは駆動開始直後には大きな値となりその後徐々に減少する。このためタンクヒータ３５の駆動開始時に配管ヒータ４７が駆動していると、タンク３１内の温度Ｔｔやバッテリ６０の劣化状態によってはヒータ制御に必要とされる電流の合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えるおそれがある。
【００６３】
図５は、タンク３１内の温度Ｔｔがマイナス３０℃の状態で還元剤供給装置３０を起動し、解凍モードでタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を同時に駆動開始したときの電流値の経時変化の一例を示す説明図である。図５は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘが１５．０Ａであり、制御装置１００の消費電流が０．５Ａであり、解凍モード中の配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔが４．４Ａであり、かつ、新しいバッテリ６０が使用されている場合の例を示している。また外気温度Ｔｅはマイナス３０℃で一定である場合の例を示している。
【００６４】
以下、第１の電流供給回路９３を経由してタンクヒータ３５に供給される電流を「タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋ」といい、第２の電流供給回路９５を経由して配管ヒータ４７に供給される電流を「配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈ」という。なお、上述のとおり本実施形態に係るヒータ制御装置８０では、配管ヒータ４７に電力を供給する第２の電流供給回路９５が制御装置１００の電源回路への電力供給にも用いられるため「配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈ」には制御装置１００自身の消費電流も含まれる。
【００６５】
時刻ｔ１において制御装置１００が起動されると、制御装置１００の電源回路に０．５Ａの電流が流れる。したがって配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈは０．５Ａとなっている。このときタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７は駆動されていないため、共通電流供給回路９１には０．５Ａの電流が流れる。
【００６６】
時刻ｔ２においてタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７が同時に駆動開始されると、タンクヒータ３５及び配管ヒータ４７に対してそれぞれ電流が供給される。配管ヒータ４７には４．４Ａの電流が供給され、電源回路に流れる０．５Ａの電流と併せて配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈは４．９Ａとなっている。またタンクヒータ３５の駆動開始時には、タンクヒータ３５には１３．３Ａの電流が供給され、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは１３．３Ａとなっている。したがって共通電流供給回路９１には、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値である１８．２Ａの電流が流れる。かかる電流値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ（＝１５．０Ａ）を超えている。
【００６７】
その後、タンクヒータ３５によってタンク３１内の尿素水溶液が解凍され、タンク３１内の温度Ｔｔの上昇に伴ってＰＴＣ素子の抵抗値が増大しタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。ただしタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが１０．１Ａ未満に低下するまでの期間、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超える状態が継続する。そして時刻ｔ３においてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが１０．０Ａまで低下すると、以降の配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを下回る。
【００６８】
このようにタンクヒータ３５と配管ヒータ４７とを同時に駆動開始させると、駆動開始後のしばらくの期間、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることになる。このため最大の電流値に対応可能な特殊なメインリレー７０等を用いなければならない。
【００６９】
これに対して本実施形態に係るヒータ制御装置８０のヒータ制御部１１５は、タンクヒータ３５の駆動を開始する際には配管ヒータ４７を非駆動状態とする。またヒータ制御部１１５は、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようにタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動する。これによりタンクヒータ３５の駆動開始直後の期間に配管ヒータ４７への電流供給が行われなくなり、共通電流供給回路９１を流れる電流が最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることを抑制することができる。その結果共通電流供給回路９１に設けられるメインリレー７０等の構成部品として汎用品を用いることができるようになりコストの上昇も抑制することができる。
【００７０】
図６は配管ヒータ４７の駆動開始時期をタンクヒータ３５の駆動開始時期から遅らせたときの電流値の経時変化の一例を示す説明図である。ヒータ制御装置８０の仕様は図５の例と同一である。
【００７１】
時刻ｔ１１において制御装置１００が起動され、制御装置１００の電源回路に０．５Ａの電流が流れて共通電流供給回路９１には０．５Ａの電流が流れる。時刻ｔ１２において配管ヒータ４７が非駆動状態で維持される一方、タンクヒータ３５が駆動開始されるとタンクヒータ３５に対して電流が供給される。タンクヒータ３５の駆動開始時にはタンクヒータ３５には１３．３Ａの電流が供給され、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは１３．３Ａとなっている。したがって共通電流供給回路９１には配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値である１３．８Ａの電流が流れる。かかる電流値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ（＝１５．０Ａ）を下回っている。
【００７２】
その後タンクヒータ３５によってタンク３１内の尿素水溶液が解凍され、タンク３１内の温度Ｔｔの上昇に伴ってＰＴＣ素子の抵抗値が増大し、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。そして時刻ｔ１３においてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが１０．０Ａまで低下したときに、配管ヒータ４７が駆動開始され配管ヒータ４７に対して電流が供給される。配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔは４．４Ａであるため、共通電流供給回路９１には配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値である１４．９Ａの電流が流れる。かかかる電流値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることがなく、以降の配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満で維持される。
【００７３】
図７はタンクヒータ３５よりも先に配管ヒータ４７が駆動開始した場合における配管ヒータ４７及びタンクヒータ３５の制御方法及び電流値の経時変化の一例を示す説明図である。図７に示す例は、タンクヒータ３５の駆動開始条件が成立するよりも前に配管ヒータ４７の駆動開始条件が成立した場合の例である。ヒータ制御装置８０の仕様は図５の例と同一である。
【００７４】
時刻ｔ２１において制御装置１００が起動され、制御装置１００の電源回路に０．５Ａの電流が流れて、共通電流供給回路９１には０．５Ａの電流が流れる。時刻ｔ２２においてタンクヒータ３５が非駆動状態で維持される一方、配管ヒータ４７が駆動開始されると配管ヒータ４７に対して４．４Ａの電流が供給され、電源回路に流れる０．５Ａの電流と併せて配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈは４．９Ａとなっている。
【００７５】
さらに時刻ｔ２３においてタンクヒータ３５の駆動開始条件が成立すると、配管ヒータ４７の駆動が一旦停止されタンクヒータ３５の駆動が開始される。これによりタンクヒータ３５に対して電流が供給される。タンクヒータ３５の駆動開始時にはタンクヒータ３５には１３．３Ａの電流が供給され、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは１３．３Ａとなっている。したがって共通電流供給回路９１には、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値である１３．８Ａの電流が流れる。かかる電流値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ（＝１５．０Ａ）を下回っている。
【００７６】
その後タンクヒータ３５によってタンク３１内の尿素水溶液が解凍され、タンク３１内の温度Ｔｔの上昇に伴ってＰＴＣ素子の抵抗値が増大し、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。そして時刻ｔ２４においてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが１０．０Ａまで低下したときに、配管ヒータ４７の駆動が再開され配管ヒータ４７に対して再び４．４Ａの電流が供給される。このとき共通電流供給回路９１には、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値である１４．９Ａの電流が流れる。かかる電流値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることがなく、以降の配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値は共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満で維持される。
【００７７】
このようにタンクヒータ３５の駆動開始時に配管ヒータ４７を非駆動状態とすることによって、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが大きい間は配管ヒータ４７に電流が供給されなくなる。したがって共通電流供給回路９１に最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超える電流が流れることを抑制することができる。
【００７８】
ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５の駆動開始後、例えばタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋを検出又は推定し、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満となったときに配管ヒータ４７の駆動を開始させてもよい。タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは、例えばシャント抵抗器等を用いた電流センサにより検出されてもよい。あるいはタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは、あらかじめ求められたタンクヒータ３５の電流特性、バッテリ電圧の値、外気温度Ｔｅ又はタンク３１内の温度Ｔｔ等のうちの少なくとも一つの情報に基づいて推定されてもよい。この場合タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋの検出精度あるいは推定精度を考慮して、共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘよりも小さい値が閾値として設定されてもよい。
【００７９】
またヒータ制御部１１５は、タンクヒータ３５の駆動開始後に配管ヒータ４７の駆動を開始させる時期をタンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅに基づいて決定してもよい。タンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅが低いほど、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満となるまでの時間が長くなるからである。さらにヒータ制御部１１５は、タンクヒータ３５の駆動開始後に配管ヒータ４７の駆動を開始させる時期をバッテリ６０の電圧に基づいて決定してもよい。バッテリ６０の電圧が低いほど、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満となるまでの時間が長くなるからである。
【００８０】
図８はタンクヒータ３５を駆動開始してから配管ヒータ４７の駆動を開始させるまでの設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔの決定方法の一例を示す説明図である。図８に示す例においてヒータ制御部１１５は、バッテリ電圧Ｖｂ及びタンク３１内の温度Ｔｔを取得し、第１のマップｍａｐ１を参照して第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１を求める。またヒータ制御部１１５はバッテリ電圧Ｖｂ及び外気温度Ｔｅを取得し、第２のマップｍａｐ２を参照して第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２を求める。そしてヒータ制御部１１５は、求められた第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１及び第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２のうちのいずれか大きい方の値を設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔとして選択する。いずれか大きい方の値を設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔとすることにより共通電流供給回路９１に最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超える電流が流れないようにする確実性を高めることができる。
【００８１】
第１のマップｍａｐ１及び第２のマップｍａｐ２は、それぞれ図４に例示されるようなタンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅと、バッテリ電圧Ｖｂと、タンクヒータ３５への通電開始後の電流値の変化との関係に基づいてあらかじめ作成され、記憶素子に格納される。第１のマップｍａｐ１及び第２のマップｍａｐ２では、それぞれタンクヒータ３５のＰＴＣ素子の温度がタンク３１内の温度Ｔｔあるいは外気温度Ｔｅに近似するものとして、複数のバッテリ電圧Ｖｂごとに、タンクヒータ３５への通電開始後にタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを下回るまでの時間が設定されている。第１のマップｍａｐ１及び第２のマップｍａｐ２を作成するにあたり、さらにタンク３１内の尿素水溶液の残量が考慮されてもよい。尿素水溶液の残量が少ないほどタンク３１内の温度Ｔｔの上昇速度が速く、ＰＴＣ素子の温度の上昇速度も速くなりやすいからである。
【００８２】
このようにヒータ制御部１１５は、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋを検出又は推定する代わりに、配管ヒータ４７を駆動開始させるまでの設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔを設定することで配管ヒータ４７の駆動開始時期を決定してもよい。
【００８３】
＜４．ヒータ制御方法＞
次に本実施形態に係るヒータ制御装置８０により実行されるヒータ制御方法のフローチャートの具体例について説明する。
【００８４】
（４−１．第１の例）
まず図９及び図１０を参照して、タンクヒータ３５に供給される電流を検出又は推定する場合のフローチャートの例を説明する。かかるヒータ制御方法のフローチャートは常時実行されるように設定されてもよい。
【００８５】
制御装置１００の起動後、制御装置１００のヒータ制御部１１５はイグニッションスイッチ２５がオンであるか否かを判別する（ステップＳ１１）。イグニッションスイッチ２５がオフの間（Ｓ１１：Ｎｏ）、かかる判別が繰り返される。イグニッションスイッチ２５がオンである場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５はヒータの駆動が必要か否かを判別する（ステップＳ１３）。例えばヒータ制御部１１５はタンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅを参照し、解凍モード又は保温モードでタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動させる必要があるか否かを判別する。
【００８６】
具体的にはタンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下の場合、ヒータ制御部１１５は解凍モードでタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動させる必要があると判定する。またタンク３１内の温度Ｔｔが尿素水溶液の凍結温度を超えているものの外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下である場合、ヒータ制御部１１５は保温モードでタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動させる必要があると判定する。一方タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅがともに尿素水溶液の凍結温度を大きく超えている場合、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７を駆動させる必要がないと判定する。
【００８７】
ヒータ制御部１１５はヒータの駆動を不要と判定した場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻って再びイグニッションスイッチ２５がオンであるか否かの判別を行う。一方ヒータ制御部１１５はヒータの駆動を要と判定した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、解凍モードあるいは保温モードを起動しタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７をスタンバイ状態とする（ステップＳ１５）。
【００８８】
次いでヒータ制御部１１５は、第１のヒータ駆動回路１２３に対するタンクヒータ３５の駆動開始条件が第２のヒータ駆動回路１２５に対する配管ヒータ４７の駆動開始条件よりも先に成立したか否かを判別する（ステップＳ１７）。解凍モードにおいてタンクヒータ３５を駆動させるか否かは、タンク３１内の温度Ｔｔが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判別される。また保温モードにおいて配管ヒータ４７を駆動させるか否かは、外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判別される。さらに解凍モード及び保温モードともに配管ヒータ４７を駆動させるか否かは、タンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅが尿素水溶液の凍結温度以下であるか否かにより判別される。
【００８９】
配管ヒータ４７の駆動開始条件よりも先にタンクヒータ３５の駆動開始条件が成立した場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５に電圧を供給して駆動を開始させる（ステップＳ２５）。
【００９０】
一方タンクヒータ３５の駆動開始条件よりも先に配管ヒータ４７の駆動開始条件が成立した場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７に電流を供給して駆動を開始させる（ステップＳ１９）。このときヒータ制御部１１５は、配管ヒータ４７の駆動継続時間を設定した上で配管ヒータ４７を駆動開始させてもよい。例えばヒータ制御部１１５は、タンク３１内の温度Ｔｔ又は外気温度Ｔｅのうちのいずれか低い方の温度に基づいて尿素水溶液を解凍又は保温するための必要駆動時間を設定する。
【００９１】
配管ヒータ４７の駆動開始以降、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７に供給される電流が制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとなるように配管ヒータ４７への供給電流をフィードバック制御する。このため制御装置１００の消費電流と配管ヒータ４７への供給電流との和である配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈはほぼ一定の値で推移する。
【００９２】
次いでヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５の駆動開始条件が成立したか否かを判別する（ステップＳ２１）。タンクヒータ３５の駆動開始条件が成立していない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、ヒータ制御部１１５はかかる判別を繰り返す。一方タンクヒータ３５の駆動開始条件が成立した場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７の駆動を一旦停止させて（ステップＳ２３）、タンクヒータ３５を駆動開始させる（ステップＳ２５）。
【００９３】
ステップＳ２５においてタンクヒータ３５を駆動開始する場合、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５の駆動継続時間を設定した上でタンクヒータ３５を駆動開始させてもよい。例えばヒータ制御部１１５は、解凍モードにおいてはタンク３１内の温度Ｔｔに基づいて尿素水溶液を解凍するための必要駆動時間を設定する。またヒータ制御部１１５は、保温モードにおいては外気温度Ｔｅに基づいて尿素水溶液を保温するための必要駆動時間を設定する。
【００９４】
タンクヒータ３５の駆動を開始させた場合、解凍モードにおいて駆動開始直後のタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが大きな値になる。しかしながらタンクヒータ３５の駆動開始時には配管ヒータ４７が非駆動状態になっているため、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようになっている。その後タンクヒータ３５の駆動が継続するにつれてＰＴＣ素子の温度が上昇し、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。
【００９５】
次いでヒータ制御部１１５はタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋを検出又は推定する（ステップＳ２７）。例えばヒータ制御部１１５は、電流センサを用いてタンクヒータ３５に供給される電流値を検出してもよく、バッテリ電圧Ｖｂ又は外気温度Ｔｅ等に基づいてタンクヒータ３５に供給される電流値を推定してもよい。次いでヒータ制御部１１５は、検出又は推定されたタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が、共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満であるか否かを判別する（ステップＳ２９）。
【００９６】
タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ以上である場合（Ｓ２９：Ｎｏ）、ヒータ制御部１１５はステップＳ２７に戻って再びタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋを検出又は推定する。タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満になるまで、ヒータ制御部１１５はステップＳ２７及びステップＳ２９を繰り返す。
【００９７】
そしてタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が最大定格電流Ｉ＿ｍａｘ未満になった場合（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５は配管ヒータ４７を駆動開始させる（ステップＳ３１）。このときヒータ制御部１１５は、上述したステップＳ１９の場合と同様に配管ヒータ４７の駆動継続時間を設定した上で配管ヒータ４７を駆動開始させてもよい。またステップＳ１９で駆動開始させた配管ヒータ４７をステップＳ２３で一旦停止させて再び駆動させる場合においては、ステップＳ１９で設定された駆動継続時間の設定を維持させてもよい。この場合ステップＳ１９以降に配管ヒータ４７を駆動させた時間の合算値が設定された駆動継続時間に到達するまで配管ヒータ４７を駆動させる。
【００９８】
以降、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈはほぼ一定の値で推移しタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋは徐々に低下する。この間、配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることがない。
【００９９】
次いでヒータ制御部１１５は尿素水溶液の解凍あるいは保温が完了したか否かを判別する（ステップＳ３３）。本実施形態に係るヒータ制御方法の例では、ヒータ制御部１１５は設定されたタンクヒータ３５の駆動継続時間及び配管ヒータ４７の駆動継続時間が経過したか否かを判別する。タンクヒータ３５の駆動継続時間及び配管ヒータ４７の駆動継続時間が経過していない場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、ヒータ制御部１１５はステップＳ３３の判別を繰り返す。一方タンクヒータ３５の駆動継続時間及び配管ヒータ４７の駆動継続時間が経過した場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の駆動制御を終了する。
【０１００】
以上のようにヒータ制御方法の第１の例では、タンクヒータ３５の駆動開始時に配管ヒータ４７が非駆動状態とされ、タンクヒータ３５に大電流が供給される期間、配管ヒータ４７への電流の供給が停止される。したがってタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようにすることができる。
【０１０１】
またヒータ制御方法の第１の例では、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが検出又は推定され、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを下回ったときに、配管ヒータ４７が駆動開始される。したがってタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようにする確実性を高めることができる。
【０１０２】
（４−２．第２の例）
次に図９及び図１１を参照してタンクヒータ３５の駆動開始から配管ヒータ４７の駆動開始までの設定遅延時間を設定する場合のフローチャートの例を説明する。かかるヒータ制御方法のフローチャートは常時実行されるように設定されてもよい。ヒータ制御方法の第２の例において、図９に示すステップＳ１１〜ステップＳ２３までの処理は第１の例における各ステップの処理と同様に行われる。したがって、以下、図１１に示すフローチャートについて説明する。図１１において、図１０に示すフローチャートと同一の処理を行うステップには同一の符号が付されている。
【０１０３】
制御装置１００のヒータ制御部１１５は、図１０のステップＳ２５と同様にタンクヒータ３５を駆動開始させた後、バッテリ電圧Ｖｂ、タンク３１内の温度Ｔｔ及び外気温度Ｔｅを読み込む（ステップＳ３７）。次いでヒータ制御部１１５はバッテリ電圧Ｖｂ及びタンク３１内の温度Ｔｔに基づいて第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１を算出する（ステップＳ３９）。例えばヒータ制御部１１５はタンク３１内の温度Ｔｔと、バッテリ電圧Ｖｂと、タンクヒータ３５への通電開始後の電流値の変化との関係に基づいてあらかじめ作成され、記憶素子に格納された第１のマップｍａｐ１を参照して第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１を求めてもよい。
【０１０４】
次いでヒータ制御部１１５はバッテリ電圧Ｖｂ及び外気温度Ｔｅに基づいて第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２を算出する（ステップＳ４１）。例えばヒータ制御部１１５は外気温度Ｔｅと、バッテリ電圧Ｖｂと、タンクヒータ３５への通電開始後の電流値の変化との関係に基づいてあらかじめ作成され、記憶素子に格納された第２のマップｍａｐ２を参照して第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２を求めてもよい。
【０１０５】
第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１及び第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２が求められた後、ヒータ制御部１１５は第１の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿１及び第２の遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿２のうちの大きい方の値を設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔに設定する（ステップＳ４３）。次いでヒータ制御部１１５はタンクヒータ３５を駆動開始させてからの経過時間が設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔに到達したか否かを判別する（ステップＳ４５）。当該経過時間が設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔに到達していない場合（Ｓ４５：Ｎｏ）、ヒータ制御部１１５はステップＳ４５の判別を繰り返す。
【０１０６】
一方タンクヒータ３５を駆動開始させてからの経過時間が設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔに到達した場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、ヒータ制御部１１５は図１０のフローチャートにおけるステップＳ３１と同様に配管ヒータ４７を駆動開始させる。さらにヒータ制御部１１５は、図１０のフローチャートにおけるステップＳ３３と同様に尿素水溶液の解凍あるいは保温が完了したか否かを判別し、タンクヒータ３５の駆動継続時間及び配管ヒータ４７の駆動継続時間が経過した場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、タンクヒータ３５及び配管ヒータ４７の駆動制御を終了する。
【０１０７】
以上のようにヒータ制御方法の第２の例ではタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを下回ると予測される時間（設定遅延時間ｔ＿ｄｅｌａｙ＿ｓｅｔ）が経過した時に配管ヒータ４７が駆動開始される。したがってタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋを検出又は推定しない場合であっても、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようにする確実性を高めることができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態に係るヒータ制御装置８０及びヒータ制御方法はタンクヒータ３５を駆動開始させる場合に配管ヒータ４７を非駆動状態とする。このためタンクヒータ３５の駆動開始直後からタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋが大きい値になる期間に配管ヒータ４７への電流の供給が停止され、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ電流Ｉ＿ｐａｔｈとの合計値が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないように制御される。
【０１０９】
また本実施形態に係るヒータ制御装置８０及びヒータ制御方法は、タンクヒータ３５の駆動開始後、タンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを下回ると判断できるタイミングで配管ヒータ４７を駆動させる。このためタンクヒータ電流Ｉ＿ｔａｎｋと配管ヒータ４７の制御目標電流値Ｉ＿ｐａｔｈ＿ｔｇｔとの和が共通電流供給回路９１の最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えないようにする確実性を高めることができる。
【０１１０】
このように本実施形態に係るヒータ制御装置８０及びヒータ制御方法では共通電流供給回路９１に流れる電流が最大定格電流Ｉ＿ｍａｘを超えることが抑制され、共通電流供給回路９１に備えられるメインリレー７０等の構成部品として汎用品を用いることができる。したがって特殊な部品を用意する必要がなくコストの上昇を抑制することができる。
【０１１１】
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】
【０１１２】
１０        尿素ＳＣＲシステム
２５        イグニッションスイッチ
２７        外気温度センサ
３０        還元剤供給装置
３１        タンク
３３        供給経路
３５        タンクヒータ
３７        タンク温度センサ
４０        ポンプユニット
４１        供給用ポンプ
４３        回収用ポンプ
４７        配管ヒータ
６０        バッテリ
６１        ヒューズ
７０        メインリレー
８０        ヒータ制御装置
９１        共通電流供給回路
９３        第１の電流供給回路
９５        第２の電流供給回路
１００      制御装置
１１１      温度取得部
１１３      リレー制御部
１１５      ヒータ制御部
１２１      リレー駆動回路
１２３      第１のヒータ駆動回路
１２５      第２のヒータ駆動回路
【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】
0006753949.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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