(57)【要約】【課題】ホットワイヤ式エアフローセンサを用いて外気温度を高精度に検出すると共に、その外気温度に応じて還元剤又はその前駆体の供給系に配設された電気ヒータを高精度に制御する。【解決手段】エアフローセンサ３８により検出された吸気温度Ｔiを、エンジンコントロールユニット４２から読み込んだエンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに基づいて補正して外気温度Ｔoを推定する。このとき、エンジン周囲に発生する熱量の動的な温度誤差と吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数とを夫々演算し、エアフローセンサ３８により検出された吸気温度Ｔiを、補正係数で補正した温度誤差で補正して外気温度を推定することができる。そして、外気温度Ｔoに基づいて、還元剤前駆体としての尿素水溶液供給系の一部、例えば、還元剤容器２４と還元剤供給装置２８とを連通する供給配管２６に付設された電気ヒータ４４を制御する。【選択図】図１
2007113403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気流量及び吸気温度を検出可能なホットワイヤ式のエアフローセンサと、
エンジン運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出されたエンジン運転状態に基づいて、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を補正して外気温度を推定する外気温度推定手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする外気温度検出装置。
【請求項２】
前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、を夫々演算し、前記温度誤差を補正係数で補正すると共に、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を、補正された温度誤差で補正して外気温度を推定することを特徴とする請求項１記載の外気温度検出装置。
【請求項３】
前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、定常的な温度誤差と、温度変化のなまし時定数と、を夫々演算し、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差を演算することを特徴とする請求項２記載の外気温度検出装置。
【請求項４】
前記運転状態検出手段は、エンジン運転状態として、エンジン回転速度及び燃料供給量を夫々検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の外気温度検出装置。
【請求項５】
エンジン排気系に配設された還元触媒の排気上流に、エンジン運転状態に応じた還元剤又はその前駆体を噴射ノズルから噴射供給し、前記還元触媒にて還元剤を用いた触媒還元反応により排気中の窒素酸化物を還元浄化する排気浄化装置において、
前記還元剤又はその前駆体の供給系の少なくとも一部に付設された電気ヒータと、
吸気流量及び吸気温度を検出可能なホットワイヤ式のエアフローセンサと、
エンジン運転状態に基づいて、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を補正して外気温度を推定する外気温度推定手段と、
該外気温度推定手段により推定された外気温度に基づいて、前記電気ヒータを制御するヒータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項６】
前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、を夫々演算し、前記温度誤差を補正係数で補正すると共に、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を、補正された温度誤差で補正して外気温度を推定することを特徴とする請求項５記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、定常的な温度誤差と、温度変化のなまし時定数と、を夫々演算し、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差を演算することを特徴とする請求項６記載の排気浄化装置。
【請求項８】
前記外気温度推定手段は、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度が所定範囲内にあるときに、外気温度を推定することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
【請求項９】
前記電気ヒータは、前記還元剤又はその前駆体を貯蔵する還元剤容器と、該還元剤容器と噴射ノズルとを連通する配管と、の少なくとも一方に付設されることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットワイヤ式エアフローセンサを用いて、外気温度を高精度に検出する技術に関する。また、本発明は、還元剤を用いて排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する排気浄化装置において、還元剤又はその前駆体の供給系に付設された電気ヒータを外気温度に応じて高精度に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン排気中のＮＯｘを除去する触媒浄化システムとして、特開２０００−２７６２７号公報（特許文献１）に記載された排気浄化装置が提案されている。かかる排気浄化装置は、エンジン排気系に配設された還元触媒の排気上流に、エンジン運転状態に応じた還元剤又はその前駆体を噴射供給することで、排気中のＮＯｘと還元剤とを触媒還元反応させて、ＮＯｘを無害成分に浄化処理するものである。また、かかる排気浄化装置では、温度センサにより検出された外気温度に基づいて、還元剤又はその前駆体の供給系に付設された電気ヒータを制御し、還元剤又はその前駆体の凍結防止及び解凍促進を図る技術が採用されている。
【０００３】
一方、エンジン制御においても、特開２００５−２０７３２１号公報（特許文献２）に記載されるように、外気温度を制御変数として用いるものがある。
外気温度は、温度センサにより検出することが一般的であるが、ホットワイヤ式エアフローセンサを備えるものでは、その検出原理から吸気温度を検出可能であるため、コスト低減などの要請から、吸気温度を外気温度として代用する技術が実用化されている。
【特許文献１】特開２０００−２７６２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ホットワイヤ式エアフローセンサは、エンジン近傍に配設されるので、エンジンからの熱を受けやすいという実情がある。ホットワイヤ式エアフローセンサでは、ブリッジ回路により温度補償が行われるので、本来の検出対象たる吸気流量には影響がない。しかし、ホットワイヤ式エアフローセンサから出力される温度信号は、エンジンからの熱の影響を受け、実際の外気温度との間に誤差が発生してしまうおそれがある。
【０００５】
このような外気温度に応じて排気浄化装置の電気ヒータを制御すると、還元剤又はその前駆体が凍結していないのに電気ヒータを作動させたり、還元剤又はその前駆体が凍結しているにもかかわらず電気ヒータを作動させないなど、不具合が発生してしまうおそれがある。また、エンジン制御においては、想定外の制御が行われてしまう可能性があり、ホットワイヤ式エアフローセンサからの温度信号に基づいてエンジン制御を行うことが困難でもあった。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、エンジン運転状態に応じて、ホットワイヤ式エアフローセンサからの温度信号を補正することで、外気温度の検出精度を向上させた外気温度検出装置を提供することを目的とする。また、排気浄化装置において、外気温度検出装置により検出された外気温度に応じて、還元剤又はその前駆体の供給系に付設された電気ヒータを制御することで、必要最小限の電力により、還元剤又はその前駆体の凍結防止及び解凍促進を可能とした排気浄化装置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】
【０００７】
このため、請求項１記載の外気温度検出装置に係る発明では、吸気流量及び吸気温度を検出可能なホットワイヤ式のエアフローセンサと、エンジン運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段により検出されたエンジン運転状態に基づいて、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を補正して外気温度を推定する外気温度推定手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、を夫々演算し、前記温度誤差を補正係数で補正すると共に、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を、補正された温度誤差で補正して外気温度を推定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、定常的な温度誤差と、温度変化のなまし時定数と、を夫々演算し、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差を演算することを特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記運転状態検出手段は、エンジン運転状態として、エンジン回転速度及び燃料供給量を夫々検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の排気浄化装置に係る発明では、エンジン排気系に配設された還元触媒の排気上流に、エンジン運転状態に応じた還元剤又はその前駆体を噴射ノズルから噴射供給し、前記還元触媒にて還元剤を用いた触媒還元反応により排気中の窒素酸化物を還元浄化する排気浄化装置において、前記還元剤又はその前駆体の供給系の少なくとも一部に付設された電気ヒータと、吸気流量及び吸気温度を検出可能なホットワイヤ式のエアフローセンサと、エンジン運転状態に基づいて、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を補正して外気温度を推定する外気温度推定手段と、該外気温度推定手段により推定された外気温度に基づいて、前記電気ヒータを制御するヒータ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明では、前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、を夫々演算し、前記温度誤差を補正係数で補正すると共に、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度を、補正された温度誤差で補正して外気温度を推定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明では、前記外気温度推定手段は、前記エンジン運転状態に基づいて、定常的な温度誤差と、温度変化のなまし時定数と、を夫々演算し、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差を演算することを特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記外気温度推定手段は、前記エアフローセンサにより検出された吸気温度が所定範囲内にあるときに、外気温度を推定することを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明では、前記電気ヒータは、前記還元剤又はその前駆体を貯蔵する還元剤容器と、該還元剤容器と噴射ノズルとを連通する配管と、の少なくとも一方に付設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、エンジン運転状態に基づいて、エアフローセンサにより検出された吸気温度を補正して外気温度を推定することができる。即ち、エアフローセンサはエンジン近傍に配設されるため、混合気の燃焼熱の影響を受け、これにより検出される吸気温度が実際のものとは異なってしまうおそれがある。しかし、エンジン運転状態に応じて吸気温度を補正すれば、燃焼熱の影響を排除することが可能となり、エアフローセンサによる外気温度の検出精度を大幅に向上させることができる。
【００１５】
請求項２及び請求項６に記載の発明によれば、エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、が夫々演算され、動的な温度誤差が補正係数で補正された後、吸気温度を温度誤差で補正することで外気温度が推定される。このため、推定された外気温度は、実際の外気温度との差が小さく、その検出精度を十分向上させることができる。
【００１６】
請求項３及び請求項７に記載の発明によれば、エンジン運転状態に基づいて、定常的な温度誤差と温度変化のなまし時定数とが夫々演算され、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差が演算される。このため、動的な温度誤差は、エンジン運転状態から容易に演算可能となり、その演算負荷の増大などを抑制することができる。
請求項４記載の発明によれば、エンジン運転状態としてエンジン回転速度及び燃料供給量が用いられるため、高応答性の制御を行うことができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、還元剤又はその前駆体が凍結していないのに電気ヒータを作動させたり、還元剤又はその前駆体が凍結しているにもかかわらず電気ヒータを作動させないなど、電気ヒータ制御に係る各種不具合を回避することができる。そして、適切な還元剤又はその前駆体の凍結防止及び解凍促進を図ることができる。
【００１８】
請求項８記載の発明によれば、エアフローセンサにより検出された吸気温度が所定範囲内にあるときに外気温度が推定されるため、過度な補正がなされた外気温度により不適切な制御が実行されることを防止できる。即ち、電気ヒータを高精度に制御するためには、還元剤又はその前駆体の凝固点付近の所定範囲における外気温度の検出精度を向上させれば十分であるため、その所定範囲を逸脱した領域での外気温度の推定を行わないことで、例えば、過度な補正がなされた外気温度を制御変数として用いないようにすることができる。
【００１９】
請求項９記載の発明によれば、還元剤又はその前駆体を貯蔵する還元剤容器と、還元剤容器と噴射ノズルとを連通する配管と、の少なくとも一方に電気ヒータが配設されるため、外気に面して凍結が起こり易い部分を効果的に加熱又は保温することが可能となり、効果的に還元剤又はその前駆体の解凍促進及び凍結防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る外気温度検出装置を備えた排気浄化装置の全体構成を示す。
エンジン１０の排気マニフォールド１２に接続される排気管１４には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ2）へと酸化させる窒素酸化触媒１６と、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル１８と、尿素水溶液から得られるアンモニアを還元剤として用いＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元触媒２０と、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒２２と、が夫々配設される。また、還元剤容器２４に貯蔵される尿素水溶液は、その底部で吸込口が開口する供給配管２６を介して還元剤供給装置２８に供給される一方、還元剤供給装置２８で噴射に寄与しない余剰の尿素水溶液は、図示しない戻り配管を介して還元剤容器２４の上部空間内へと戻される。そして、還元剤供給装置２８は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３０により制御され、エンジン運転状態に応じた尿素水溶液を空気と混合した噴霧状態で噴射ノズル１８に供給する。なお、還元剤供給装置２８は、噴射ノズル１８に供給する尿素水溶液の圧力ｐuを検出可能なように圧力センサを内蔵し、その出力がコントロールユニット３０に入力される。
【００２１】
かかる排気浄化装置において、噴射ノズル１８から噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、還元剤としてのアンモニアを発生する。発生したアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒２０において排気中のＮＯｘと化学反応し、水（Ｈ2Ｏ）及び無害な窒素ガス（Ｎ2）に浄化されることは知られたことである。このとき、ＮＯｘ還元触媒２０によるＮＯｘ浄化率を向上させるべく、窒素酸化触媒１６によりＮＯがＮＯ2へと酸化され、排気中のＮＯとＮＯ2との割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒２２により酸化されるので、アンモニアがそのまま大気中に排出されることを防止できる。
【００２２】
一方、エンジン１０の吸気マニフォールド３２に接続された吸気管３４には、吸気流通方向に沿って、大気中から埃などの異物を濾過するエアクリーナ３６と、吸気流量を検出するホットワイヤ式エアフローセンサ（以下「エアフローセンサ」という）３８と、が夫々配設される。ここで、エアフローセンサ３８は、吸気流量に応じて発熱体から奪われる熱量が変化する対流熱伝達現象を利用して吸気流量を間接的に検出するものであって、その吸気流量検出原理から吸気温度Ｔiも同時に検出可能に構成されている。
【００２３】
排気浄化装置の制御系として、還元剤容器２４には、尿素水溶液の水溶液温度Ｔuを検出する温度センサ４０が取り付けられ、その出力がコントロールユニット３０に入力される。また、コントロールユニット３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを介してエンジンコントロールユニット４２と通信可能に接続され、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑを適宜読み込み可能に構成される。なお、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑは、公知のセンサを用いて検出するようにしてもよい。そして、コントロールユニット３０は、そのＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムによって、尿素水溶液の圧力ｐu，尿素水溶液の温度Ｔu，エンジン回転速度Ｎe，燃料供給量ｑ及び吸気温度Ｔiに基づいて、供給配管２６に付設された電気ヒータ４４を適宜制御し、厳冬期における尿素水溶液の解凍促進及び凍結防止を図る。
【００２４】
ここで、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑを検出するエンジンコントロールユニット４２又は公知のセンサが運転状態検出手段に該当する一方、制御プログラムを実行するコントロールユニット３０により、外気温度推定手段及びヒータ制御手段が夫々具現化される。
図２及び図３は、コントロールユニット３０において、エンジン１０を始動して暖機が完了したことを契機として実行される制御プログラムの内容を示す。
【００２５】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、吸気温度Ｔiから外気温度Ｔoを検出するためのサブルーチンをコールする。なお、外気温度Ｔoを検出するサブルーチンの詳細については後述する（以下同様）。
ステップ２では、外気温度Ｔoが所定値Ｔo1未満、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu1未満であるか否かを判定する。ここで、所定値Ｔo1及びＴu1は、尿素水溶液が凍結している可能性があるか否かを判定するための閾値であって、尿素水溶液の特性などに応じて夫々設定される。そして、外気温度Ｔoが所定値Ｔo1未満、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu1未満であれば、解凍モードに移行すべくステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、それ以外であればステップ８へと進む（Ｎｏ）。
【００２６】
ステップ３では、吸気温度Ｔiから外気温度Ｔoを検出するためのサブルーチンをコールする。
ステップ４では、図４に示す電気ヒータ制御特性を実現する制御マップを参照し、外気温度Ｔoに応じたヒータ出力で電気ヒータ４４を制御する。ここで、制御特性は線形をなすため、外気温度Ｔoに応じた制御値が制御マップに設定されていないときには、公知の補間技術により補間するようにすればよい。
【００２７】
ステップ５では、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu2以上であるか否かを判定する。ここで、所定値Ｔu2は、尿素水溶液の解凍が完了したか否かを判定するための閾値であって、尿素水溶液の凝固点（凍結温度）より若干高い温度に設定される。そして、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu2以上であればステップ６へと進み（Ｙｅｓ）、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu2未満であればステップ３へと戻る（Ｎｏ）。
【００２８】
ステップ６では、噴射ノズル１８に供給される尿素水溶液の圧力を昇圧及び減圧させるべく、還元剤供給装置２８に内蔵されたポンプを制御する。
ステップ７では、尿素水溶液圧力ｐuに圧力変動があったか否かを判定する。そして、尿素水溶液圧力ｐuに圧力変動があれば、尿素水溶液の解凍が完了したと判断してステップ１０へと進む（Ｙｅｓ）。一方、尿素水溶液圧力ｐuに圧力変動がなければ、尿素水溶液の解凍が未完了であると判断してステップ３へと戻る（Ｎｏ）。
【００２９】
ステップ８では、吸気温度Ｔiから外気温度Ｔoを検出するためのサブルーチンをコールする。
ステップ９では、外気温度Ｔoが所定値Ｔo2未満、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Tu3未満であるか否かを判定する。ここで、所定値Ｔo2及びＴu3は、尿素水溶液が凍結していないものの、走行風などによって凍結する可能性があるか否かを判定するための閾値であって、尿素水溶液の特性などに応じて夫々設定される。そして、外気温度Ｔoが所定値Ｔo2未満、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu3未満であれば、保温モードに移行すべくステップ１０へと進み（Ｙｅｓ）、それ以外であればステップ１３へと進む（Ｎｏ）。
【００３０】
ステップ１０では、吸気温度Ｔiから外気温度Ｔoを検出するためのサブルーチンをコールする。
ステップ１１では、ステップ４と同様な処理により、外気温度Ｔoに応じたヒータ出力で電気ヒータ４４を制御する。
ステップ１２では、外気温度Ｔoが所定値Ｔo3以上、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu4以上であるか否かを判定する。ここで、所定値Ｔo3及びＴu4は、走行風などに晒されても尿素水溶液が凍結する可能性がないか否かを判定するための閾値であって、尿素水溶液の特性などに応じて夫々設定される。そして、外気温度Ｔoが所定値Ｔo3以上、かつ、尿素水溶液温度Ｔuが所定値Ｔu4以上であればステップ１３へと進み（Ｙｅｓ）、それ以外であればステップ１０へと戻る（Ｎｏ）。
【００３１】
ステップ１３では、尿素水溶液が凍結する可能性がないので、無駄な電力消費を防止すべく、電気ヒータ４４をＯＦＦする。
図５は、外気温度Ｔoを検出するためのサブルーチンの制御内容を示す。なお、かかるサブルーチンを実行することで、本発明に係る外気温度検出装置が具現化される。
ステップ２１では、エアフローセンサ３８から吸気温度Ｔiを読み込む。
【００３２】
ステップ２２では、吸気温度Ｔiを補正する必要がある温度範囲にあるか否かを判定する。即ち、電気ヒータ４４を高精度に制御するためには、尿素水溶液の凝固点付近の所定範囲のみ補正すれば足りるので、過度な補正により不適切な制御が実行されることを防止すべく、このような判定が行われる。そして、吸気温度Ｔiを補正する必要があるときにはステップ２３へと進む（Ｙｅｓ）。一方、補正する必要がないときにはステップ２９へと進み（Ｎｏ）、吸気温度Ｔiを外気温度Ｔoとする。
【００３３】
ステップ２３では、エンジンコントロールユニット４２からエンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑを夫々読み込む。
ステップ２４では、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差を推定する。具体的には、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに基づいて、定常的な温度誤差及び温度変化のなまし時定数を夫々演算し、定常的な温度誤差をなまし時定数で補正して動的な温度誤差を推定する。ここで、定常的な温度誤差は、ある程度の時間をかけて測定した実験値が設定されたマップを参照して求めることができる。また、温度変化のなまし時定数は、公知のなまし技術を適用した制御値が設定されたマップを参照して求めることができる。
【００３４】
ステップ２５では、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに基づいて、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数を演算する。即ち、吸気流量が大であるときには質量流量が大きいため、エンジン周囲に発生する熱量による影響は小さくなる。一方、吸気流量が小であるときには質量流量が小さいため、エンジン周囲に発生する熱量による影響は大きくなってしまう。このため、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに応じた補正係数を導入し、最終的な制御精度を向上させている。ここで、吸気流量は、エンジン運転状態の変化に対して応答遅れがあるため、エンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑから演算することが望ましい。
【００３５】
ステップ２６では、動的な温度誤差を補正係数で補正する。
ステップ２７では、吸気温度Ｔiを動的な温度誤差で補正して外気温度Ｔoを推定する。
ステップ２８では、外気温度Ｔoをリターン値として出力する。
かかる排気浄化装置によれば、暖機が完了したときに尿素水溶液が凍結している可能性があれば、外気温度Ｔoに応じたヒータ出力で電気ヒータ４４が作動し、供給配管２６内の尿素水溶液が解凍される。また、尿素水溶液の解凍が完了し、又は、走行風などにより尿素水溶液が凍結する可能性があれば、外気温度Ｔoに応じたヒータ出力で電気ヒータ４４が作動し、還元剤容器２４内の尿素水溶液が所定温度範囲（Ｔu3より大かつＴu4以下）に保温される。一方、尿素水溶液が凍結しておらず、走行風などにより凍結する可能性がなければ、無駄な電力消費を防止すべく、電気ヒータ４４の作動が停止される。
【００３６】
従って、尿素水溶液が凍結していないのに電気ヒータ４４を作動させたり、尿素水溶液が凍結しているにもかかわらず電気ヒータ４４を作動させないなど、各種不具合が発生することがなく、適切な尿素水溶液の凍結防止及び解凍促進を図ることができる。
このとき、外気温度Ｔoは、エンジン運転状態としてのエンジン回転速度Ｎe及び燃料供給量ｑに基づいて、エアフローセンサ３８により検出された吸気温度Ｔiを補正して推定される。具体的には、エンジン運転状態に基づいて、エンジン周囲に発生する熱量による動的な温度誤差と、吸気流量に応じて変化する熱影響の補正係数と、が夫々演算され、動的な温度誤差が補正係数で補正された後、吸気温度Ｔiを温度誤差で補正することで外気温度Ｔoが推定される。このため、推定された外気温度Ｔoは、実際の外気温度との差が小さく、その検出精度が十分なものとなる。そして、制御内容を若干変更するだけで、外気温度Ｔoを直接検出するためのセンサが不要となり、センサを設けることによるコスト上昇を抑制することができる。
【００３７】
ここで、電気ヒータ４４は、供給配管２６に付設される構成に限らず、尿素水溶液の供給系の少なくとも一部、即ち、還元剤容器２４と、これと噴射ノズル１８とを連通する配管（供給配管２６も含む）と、の少なくとも一方に付設される構成としてもよい。このようにすれば、外気に面して凍結が起こり易い部分を効果的に加熱又は保温することが可能となり、効果的に尿素水溶液の解凍促進及び凍結防止を図ることができる。また、電気ヒータ４４の作動を制御するために、外気温度Ｔo及び尿素水溶液温度Ｔuを制御変数とする構成に限らず、外気温度Ｔoのみを制御変数としてもよい。
【００３８】
さらに、外気温度検出装置を単独で使用するときには、図５におけるステップ２２及び２９の処理は不要である。
なお、還元剤としては、本実施形態ではその前駆体としての尿素水溶液を使用したが、アンモニア水溶液、並びに、その前駆体としての炭化水素を主成分とする軽油，石油，ガソリンなどを、ＮＯｘ還元触媒２０の特性に応じて適宜選択使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る排気浄化装置の一実施形態を示す構成図
【図２】電気ヒータを制御するメインルーチンのフローチャート
【図３】電気ヒータを制御するメインルーチンのフローチャート
【図４】電気ヒータ出力の制御特性の説明図
【図５】吸気温度から外気温度を間接的に検出するサブルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１０  エンジン
１４  排気管
２０  ＮＯｘ還元触媒
２４  還元剤容器
２６  供給配管
２８  還元剤供給装置
３０  コントロールユニット
３８  エアフローセンサ
４２  エンジンコントロールユニット
４４  電気ヒータ
【図１】
2007113403.tif 000003
【図２】
2007113403.tif 000004
【図３】
2007113403.tif 000005
【図４】
2007113403.tif 000006
【図５】
2007113403.tif 000007