CN101688454A - 还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还有剂喷射阀的堵塞判定方法 - Google Patents

还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还有剂喷射阀的堵塞判定方法 Download PDF

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Abstract

提供一种还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还原剂喷射阀的堵塞判定方法，能够考虑到系统的个体差别而高精度地进行还原剂喷射阀的堵塞判定。具有：运算开阀时压力降低量的开阀时压力降低量运算机构，所述开阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的上述供给经路内的压力降低量；运算闭阀时压力降低量的闭阀时压力降低量运算机构，所述闭阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的上述供给经路内的压力降低量；堵塞判定机构，将上述开阀时压力降低量和上述闭阀时压力降低量进行比较从而判定上述还原剂喷射阀的堵塞。

Description

还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还原剂喷射阀的堵塞判定方法
技术领域
本发明涉及一种用于排气净化系统的还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还原剂喷射阀的堵塞判定方法。特别是涉及一种能够进行考虑系统的个体差别的偏差的堵塞判定的还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还原剂喷射阀的堵塞判定方法。
背景技术
以往，在从柴油发动机等的内燃机排出的排气中含有可能使环境受到影响的黑烟微粒(以下称为PM)及氮氧化物(以下称为NOx)等。其中，作为用于净化NOx的排气净化系统，已知有将尿素溶液及未燃燃料(HC)等的还原剂喷射混合至排气中且通过催化剂选择地净化NOx的排气净化系统(SCR系统)。
此外，作为该SCR系统中的还原剂供给装置的一个方式，有将液体还原剂经由还原剂喷射阀直接地喷雾至排气通路中的喷射型。
在此，上述的还原剂中，尿素溶液在既定的温度区域中尿素易于结晶化，容易成为堵塞还原剂喷射阀的原因。此外，与还原剂的种类无关，大多在排气中含有PM等的异物，存在这些异物进入至喷嘴及还原剂喷射阀内部且发生烧结等，从而发生还原剂喷射阀的堵塞的情况。
因此，提出一种借助检测还原剂的供给经路的压力而判定喷射型的还原剂供给装置中的还原剂喷射阀的堵塞的方法。更具体而言，如图9所示，已知有以下方法：在具有喷射型的还原剂供给装置的排气净化系统中，借助配置在还原剂供给通路321中的压力传感器324来判定伴随着还原剂的喷射的压力降低量是否正常，其结果，在压力降低量不正常时判定还原剂添加阀(还原剂喷射阀)320堵塞。此外，作为其具体例，已知有以下方法：参照预先实验求取的正常时的压力降低量和喷射量的关系的图，将由该图求取的压力降低量的正常值和由压力传感器求取的值进行比较，从而判定压力降低量的异常(参照专利文献1)。
【专利文献1】特开2006-274856号公报(权利要求书段落[0016])
但是，在专利文献1公开的判断堵塞的方法中，没有考虑由系统整体的个体差别而导致的偏差，而将实验求取的正常时的压力降低量和由压力传感器求取的值一样地进行比较。在借助这样的方法进行判断时，需要将成为进行还原剂添加阀的堵塞判定的基准的压力降低量取得较大，所以，有可能虽然产生了堵塞但是不能正确地进行堵塞判定。
即，还原剂供给装置，由于构成的部件的尺寸精度及传感器等的响应状态等而在每个还原剂供给装置中在喷射控制中存在偏差。从而，借助压力传感器检测的压力降低量存在差别，难以判别是由于还原剂喷射阀的堵塞情况引起的还是由于系统整体的个体差别而引起的，可能无法进行正确地堵塞判定。
发明内容
因此，本发明的发明者经过锐意努力发现在进行还原剂喷射阀的堵塞判定时，通过将具有还原剂喷射阀的堵塞可能的系统的压力降低量和完全关闭还原剂喷射阀时的压力降低量进行比较，能够解决这样的问题，从而完成了本发明。
即，本发明的目的在于提供一种还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及还原剂喷射阀的堵塞判定方法，能够考虑到系统的个体差别而高精度地进行还原剂喷射阀的堵塞判定。
根据本发明，目的在于提供一种还原剂喷射阀的堵塞判定装置，是具有用于压送用于还原从内燃机排出的排气中的NOx的还原剂的泵、用于将从泵压送的还原剂供给至排气通路的还原剂喷射阀、配设在泵及还原剂喷射阀之间的供给经路、用于检测供给经路内的压力的压力检测机构的排气净化系统中的还原剂喷射阀的堵塞判定装置，其特征为，具有：运算开阀时压力降低量的开阀时压力降低量运算机构，所述开阀时压力降低量表示在还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于泵的压送时在既定时间中降低的供给经路内的压力降低量；运算闭阀时压力降低量的闭阀时压力降低量运算机构，所述闭阀时压力降低量表示在还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于泵的压送时在既定时间中降低的供给经路内的压力降低量；堵塞判定机构，将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量进行比较从而判定还原剂喷射阀的堵塞，从而能够解决上述的问题。
此外，在构成本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置时，优选开阀时压力降低量运算机构以及闭阀时压力降低量运算机构，求取从以将供给经路内的压力值维持为既定值的方式驱动泵的状态到停止基于泵的压送时的开阀时压力降低量或者闭阀时压力降低量。
此外，在构成本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置时，优选排气净化系统具有指示从还原剂喷射阀应该喷射的还原剂的喷射量的喷射量指示机构，利用开阀时压力降低量运算机构以及闭阀时压力降低量运算机构求取开阀时压力降低量以及闭阀时压力降低量时的既定时间与由喷射量指示机构指示的还原剂的喷射量相对应而确定。
此外，在构成本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置时，优选堵塞判定机构将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量的差与既定的堵塞判定基准值进行比较，从而判定还原剂喷射阀的堵塞。
此外，本发明的其他方式是一种还原剂喷射阀的堵塞判定方法，是具有用于压送用于还原从内燃机排出的排气中的NOx的还原剂的泵、用于将从泵压送的还原剂供给至排气通路的还原剂喷射阀、配设在泵及还原剂喷射阀之间的供给经路、用于检测供给经路内的压力的压力检测机构的排气净化系统中的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，其特征为，将开阀时压力降低量与闭阀时压力降低量进行比较从而判定还原剂喷射阀的堵塞，所述开阀时压力降低量表示在还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于泵的压送时在既定时间中降低的供给经路内的压力降低量，所述闭阀时压力降低量表示在还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于泵的压送时在既定时间中降低的供给经路内的压力降低量。
此外，在实施本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法时优选包括：借助泵压送还原剂以将供给经路内的压力值维持为既定值的工序；在还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于泵的压送且求取开阀时压力降低量的工序；在再次打开基于泵的压送且供给经路内的压力值到达既定值之后在还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于泵的压送而求取闭阀时压力降低量的工序；将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量的差与既定的堵塞判定基准值进行比较从而判定还原剂喷射阀的堵塞的工序。
此外，在实施本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法时，优选在内燃机的通常运转状态下定期地求取开阀时压力降低量，将该开阀时压力降低量与既定的检验开始基准值进行比较，在开阀时压力降低量比检验开始基准值小时，求取闭阀时压力降低量。
此外，在实施本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法时，优选多次进行求取开阀时压力降低量并将开阀时压力降低量和检验开始基准值进行比较的工序，在连续进行既定次数而开阀时压力降低量比检验开始基准值小时，求取闭阀时压力降低量。
根据本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置中，具有：既定的开阀时压力降低量运算机构、既定的闭阀时压力降低量运算机构、将这些进行比较且进行堵塞判定的堵塞判定机构，从而抵消基于还原剂供给装置的系统自身的个体差别的压力变化量，能够检测只由还原剂喷射阀的堵塞引起的压力变化的异常状态。从而，能够高精度地进行还原剂喷射阀的堵塞判定，能够适当地进行还原剂喷射阀的维护或者高效率地实施还原剂的喷射控制。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置中，在将泵下游侧的还原剂的压力值维持为既定值的状态下停止泵的压送，并求取各压力降低量，从而能够容易地比较还原剂的供给经路内的压力变化的推移。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置中，与求取开阀时压力降低量时的自还原剂喷射阀的喷射量相对应地决定进行比较的开阀时以及闭阀时的压力降低量的基准时间，从而能够减少由于供给经路内的还原剂的残量降低而导致的误差的发生，能够使堵塞判定的精度提高。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置中，将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量的差与既定的堵塞判定基准值进行比较，从而能够进行与还原剂喷射阀的堵塞情况相应的堵塞判定。
根据本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，将还原剂喷射阀的喷射模式下的压力降低量与完全关闭模式下的压力降低量进行比较，从而能够抵消基于还原剂供给装置的系统自身的个体差别的压力变化量。从而，能够检测只由还原剂喷射阀的堵塞引起的压力变化的异常状态，能够高精度地进行还原剂喷射阀的堵塞判定。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法中，依次实施既定的工序，从而在运算还原剂喷射阀的开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量之后进行比较，能够高效率地实施检测只由还原剂喷射阀的堵塞引起的压力变化的异常状态的堵塞判定。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法中，在通常运转状态中定期地求取开阀时压力降低量，仅仅在怀疑还原剂喷射阀的堵塞时使其移行至检验模式而求取闭阀时的压力降低量，从而在没有堵塞危险时无需求取伴随着闭阀动作的压力降低量，不会中断通常的NOx的净化，能够高效率地进行还原剂喷射阀的堵塞判定。
此外，本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法中，预先多次进行开阀时压力降低量和既定的检验开始基准值的比较，从而能够更高精度地掌握存在堵塞的可能的情况，进而能够高效率地进行还原剂喷射阀的堵塞判定。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的排气净化系统的构成例的图。
图2是用于说明还原剂喷射阀的堵塞判定装置的构成例的框图。
图3是用于说明压力变化和还原剂喷射阀的堵塞的关系的时间图(其1)。
图4是用于说明压力变化和还原剂喷射阀的堵塞的关系的时间图(其2)。
图5是表示本发明的实施方式的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的一例的流程图(其1)。
图6是表示本发明的实施方式的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的一例的流程图(其2)。
图7是表示本发明的实施方式的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的一例的流程图(其3)。
图8是表示本发明的实施方式的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的一例的流程图(其4)。
图9是表示以往的排气净化系统的构成的图。
具体实施方式
以下，参照附图具体地说明本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定装置以及堵塞判定方法的实施方式。但是所述的实施方式表示了本发明的一个方式，并不用于限定本发明，能够在本发明的范围内任意地进行变更。
另外，在各个图中，标注相同符号的部件表示相同的部件，适宜地省略说明。
1.还原剂喷射阀的堵塞判定装置
(1)排气净化系统的整体构成
首先，参照图1说明具有本实施方式的还原剂喷射阀的堵塞判定装置的排气净化系统(以下，有时简称为“系统”。)的构成例。
图1所示的排气净化系统10，将尿素水溶液作为还原剂而使用，使排气与还原剂一起通过NOx催化剂13而选择地还原NOx。该排气净化系统10被配设在与内燃机连接的排气通路11的中途，具有还原剂供给装置20，该还原剂供给装置20具有用于选择地还原含在排气中的NOx的NOx催化剂13、和在NOx催化剂13的上游侧用于将还原剂喷射至排气通路11中的还原剂喷射阀31。此外，在排气通路11的NOx催化剂13的上游侧以及下游侧分别配置有温度传感器15、16，并且在NOx催化剂13的下游侧配置有NOx传感器17。其中，NOx催化剂13及温度传感器15、16、NOx传感器17的构成并不被特别地限制，能够使用公知的部件。
其中，在本实施方式的排气净化系统中，至少NOx传感器17具有传感器自身的故障诊断功能，若检测出异常状态则能够对后述的CAN(ControllerAria Network)65输出错误信息。
此外，还原剂供给装置20具有：喷射组件30，具有还原剂喷射阀31；贮藏容器50，贮藏还原剂；泵组件40，具有对于还原剂喷射阀31压送贮藏容器50内的还原剂的泵41；控制单元60，用于控制从还原剂喷射阀31喷射的还原剂的喷射量，进行喷射组件30及泵组件40的控制(以下称为“DCU：Dosing Control Unit”。)。此外，借助第1供给经路57连接贮藏容器50和泵组件40，借助第2供给经路58连接泵组件40和喷射组件30，进而借助循环经路59连接喷射组件30和贮藏容器50。
此外，在图1所示的排气净化系统10的例中，DCU60与CAN65连接。在该CAN65上连接有用于控制内燃机的运转状态的控制单元(以下有时称为“ECU：Engine Control Unit”。)70，不仅写入以燃料喷射量及喷射时机、转速等为首的关于内燃机的运转状态的信息，也写入排气净化系统所具备的所有传感器等的信息。此外，能够判别在CAN65中输入的信息值是否在CAN65的规格范围内。并且，与CAN65连接的DCU60能够读取CAN65上的信息，并且能够将信息输出至CAN65上。
另外，在本实施方式中，ECU70和DCU60由分别的控制单元构成，经由CAN65能够进行信息的交换，但这些ECU70和DCU60也可以由一个控制单元构成。
在贮藏容器50中具有用于检测容器内的还原剂的温度的温度传感器51及用于检测还原剂的残量的水平传感器55、用于检测还原剂的粘度及浓度等的品质的品质传感器53，将由这些传感器检测的值作为信号输出且写入至CAN60上。这些传感器能够适宜地使用公知的部件。
另外，作为贮藏的还原剂，主要例举了尿素水溶液及未燃燃料(HC)，本实施方式的排气净化系统的例是使用尿素水溶液时的构成例。
此外，泵组件40具有：泵41；压力传感器43，用于检测泵41的下游侧的第2供给经路58内的压力(以下有时称为“还原剂的压力”。)；温度传感器45，用于检测被压送的还原剂的温度；异物收集过滤器47，配置在泵41的下游侧的第2供给经路58的中途；压力控制阀49，在泵41的下游侧的还原剂的压力超过既定值时令还原剂的一部分从泵41的下游侧返回至上游侧而使压力降低。
泵41例如由电动泵构成，利用从DCU60送出的信号而被驱动。此外，压力传感器43及温度传感器45能够适宜地使用公知的部件，将由这些传感器检测的值作为信号而输出，且写入至CAN60上。进而，作为压力控制阀49例如能够使用公知的单向阀等。
此外，喷射组件30具有：贮留室33，贮留从泵组件40侧被压送来的还原剂；还原剂喷射阀31，与贮留室33连接；孔35，配设在从贮留室33通向循环经路59的经路的中途；温度传感器37，配置在孔35的稍前方。
还原剂喷射阀31例如由借助负载控制而控制开阀的ON-OFF的ON-OFF阀构成。此外，从泵组件40被压送来的还原剂在既定的压力下被贮留在贮留室33中，在基于从DCU60送出的控制信号而打开还原剂喷射阀31时将还原剂喷射至排气通路11中。此外，孔35配设在贮留室33的下游侧的经路中，从而比孔35靠上游侧的贮留室33、第2供给经路58的内压不易降低，能够更低地抑制泵组件40的输出。未图示，但也可以设有该孔45而在循环经路59的中途配备进行还原剂的循环控制的阀。
此外，配设在配设组件30和贮藏容器50之间的循环经路59，为了使被泵组件40压送的还原剂中由喷射组件30的还原剂喷射阀31喷射的还原剂以外的还原剂回流至贮藏容器50而配置，以便使其不会受排气热等的影响而暴露在高温中。
此外，DCU60能够根据存在于CAN65上的各种信息而进行还原剂喷射阀31的动作控制，以便将适当的量的还原剂喷射至排气通路11中。此外，本发明的实施方式中的DCU60还具有作为还原剂喷射阀31的堵塞判定装置(以下有时简称为“堵塞判定装置”。)的功能。
该DCU60，以由公知的结构构成的微型计算机为中心而构成，在图1中，对于有关还原剂喷射阀31的动作控制以及泵4 1的驱动控制、还原剂喷射阀31的堵塞判定的部分，展示了表示为功能框图的构成例。
即，构成本发明的实施方式中的DCU60的主要构成元件是：CAN信息取出生成部(在图1中标记为“CAN信息取出生成”)、还原剂喷射阀堵塞判定部(在图1中标记为“Udv堵塞判定”)、泵驱动控制部(在图1中标记为“泵驱动控制”)、还原剂喷射阀动作控制部(在图1中标记为“Udv动作控制”)、RAM(Random Access Memory)等。并且，具体而言是借助基于微型计算机(未图示)的程序的执行而实现这些各个部件。
CAN信息取出生成部，以关于第2供给经路内的还原剂的压力的信息为首，读取存在于CAN65上的信息且输出至各个部件。
此外，泵驱动控制部，继续读取从CAN信息生成部输出的有关第2供给经路58内的还原剂的压力的信息，且根据该压力信息而反馈控制泵41，将第2供给经路58以及贮留室33内的还原剂的压力维持在大致一定的状态下。例如，在泵41为电动泵时，在输出的压力值比目标值低时，为了使压力上升而以使电动泵41的负荷系数增大的方式进行控制，相反地，在输出的压力值超过目标值时，为了使压力降低而以使电动泵41的负荷系数减小的方式进行控制。
还原剂喷射阀动作控制部构成为，读取从CAN信息取出生成部输出的关于贮藏容器50内的还原剂的信息及关于排气温度、NOx催化剂温度、在NOx催化剂下游侧的NOx浓度的信息，以及关于内燃机的运转状态的信息等，生成控制信号，该控制信号用于将为了还原排气中的NOx而必需量的还原剂从还原剂喷射阀31喷射，并将该控制信号输出至用于操作还原剂喷射阀31的还原剂喷射阀操作装置67。此外，该还原剂喷射阀动作控制部中，能够进行指示给还原剂喷射阀操作装置67的还原剂的喷射指示量(以下有时简称为“还原剂喷射指示量”。)的累计。
另外，还原剂喷射阀动作控制部，除了还原剂喷射阀31的通常的喷射模式之外，还能够切换为完全关闭模式，即便是在完全关闭模式中，在还原剂不被实际地喷射的状态时，也进行上述的还原剂喷射指示量的累计。
如下地进行基于该图1所示的构成的排气净化系统10的排气的净化。
在内燃机的运转时，贮藏容器50内的还原剂被泵41抽起且被压送至喷射组件30侧。此时，反馈泵组件40所具备的泵41的下游侧的压力传感器43的检测值，在检测值不足既定值时提高泵41的输出，另一方面在压力值超过既定值时借助压力控制阀49进行减压。由此，进行控制以将压送至喷射组件30侧的还原剂的压力维持为大致一定的值。
此外，从泵组件40压送至喷射组件30的还原剂流入至还原剂的贮留室33而被维持为大致一定的压力，且在打开还原剂喷射阀31时总被喷射至排气通路11内。另一方面，还原剂经由循环经路59回流至贮藏容器50，因此没有喷射至排气通路11中的还原剂不会滞留在贮留室33中而暴露在基于排气热的高温中。
在大致一定的压力值下将还原剂贮留在贮留室33中的状态下，DCU60基于内燃机的运转状态及排气温度、NOx催化剂13的温度、在NOx催化剂13的下游侧测定的没有被还原而通过NOx催化剂13的NOx量等的信息，决定应该喷射的还原剂量，生成与此对应的控制信号而输出至还原剂喷射阀操作装置67。并且，借助还原剂喷射阀操作装置67进行还原剂喷射阀31的负载控制，将适当量的还原剂喷射至排气通路11中。被喷射至排气通路11中的还原剂在与排气混合的状态下流入至NOx催化剂13，用于包含在排气中的NOx的还原反应。如此能够进行排气的净化。
(2)堵塞判定装置
在此，本发明的实施方式的DCU60具有还原剂喷射阀堵塞判定部(以下简称为“堵塞判定部”。)。还原剂喷射阀堵塞判定部构成为，根据从CAN信息生成部输出的还原剂的压力信息进行后述的既定的运算，判定还原剂喷射阀31是否发生堵塞。如图2所示，该还原剂喷射阀堵塞判定部具有：开阀时压力降低量运算机构(在图2中标记为“开阀时压力降低量运算”)、闭阀时压力降低量运算机构(在图2中标记为“闭阀时压力降低量运算”)、堵塞判定机构(在图2中标记为“堵塞判定”)、时间计数器部(在图2中标记为“时间计数器”)、错误计数器部(在图2中标记为“错误计数器”)。
本实施方式的DCU60中的堵塞判定部所具有的开阀时压力降低量运算机构，进行在还原剂喷射阀为喷射模式的状态下将泵停止且满足后述的既定的条件时的压力的开始值(以下，有时称为“StrtX”或者“StrtY”)、和在既定时间经过时检测的压力值P的差(开阀时压力降低量：以下，有时称为“Udvopn”)的运算。
此外，本实施方式的DCU60中的堵塞判定部所具有的闭阀时压力降低量运算机构，进行在还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下将泵停止且满足后述的既定的条件时的压力的开始值(以下，有时称为“StrtZ”)、和在既定时间经过时检测的压力值P的差(闭阀时压力降低量：以下，有时称为“Udvclo”)的运算。
进而，本实施方式的DCU60中的堵塞判定部所具有的堵塞判定机构，将Udvopn和Udvclo进行比较，判别该差是否在既定的堵塞判定基准值D以下，判定还原剂喷射阀是否堵塞。
此外，在该堵塞判定部上具有RAM，从CAN信息生成部输出的还原剂的压力信息在既定的时期中被写入且被存储。具体而言，在停止泵的驱动时的压力值作为初始值(以下，有时称为“Init”。)而被存储，之后，在Init与检测的压力值P的差为既定值N以上时检测的压力值作为开始值(StrtX、StrtY、StrtZ)而被存储。进而，由开阀时压力降低量运算机构以及闭阀时压力降低量运算机构运算的Udvopn及Udvclo被存储。在使Udvopn存储在RAM时，Udvopn写入标志UdvopnF被立起。
此外，错误计数器部为，在来自还原剂喷射阀动作控制部的还原剂喷射指示量为一定以上但是第2供给经路内的压力不显示与此相应的降低时，推定装置内的某个动作错误，因此进行错误计数。
此外，时间计数器部被用于求取还原剂的压力降低量时的时间的计测，在本实施方式的DCU60的例中，能够使计时器1～4工作。
(3)时间图
接着，参照图3及图4的时间图，详细地说明在本实施方式的堵塞判定装置中将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量进行比较而进行还原剂喷射阀的堵塞判定的情况。图3表示用于判别还原剂喷射阀是否存在产生堵塞的可能性的时间图，即表示用于判别是否有必要移行至判定模式的时间图，图4表示用于将开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量进行比较且进行还原剂喷射阀的堵塞判定的时间图。
另外，以下的时间图表示在将泵停止后从既定时间经过时到还原剂喷射指示量的累计量超过既定的阈值时的期间降低的压力的值即开阀时压力降低量与闭阀时压力降低量进行比较而进行堵塞判定的例。
图3所示的是否移行至判定模式的判别为，首先在还原剂喷射阀为通常的喷射模式、泵为通常的驱动状态的t1的时刻使计时器1工作。在该状态中，将泵的下游侧的还原剂的压力值反馈给泵的驱动控制，将该压力值维持为一定的值。
在该计时器1超时的t2的时刻，在系统满足检验环境条件时使计时器2工作。与此同时，将从CAN输出的还原剂的压力值作为InitA存储且停止泵的驱动。
另外，以系统是否为喷射实施模式、还原剂的喷射指示值是否不是0、泵组件所具有的温度传感器的值是否在既定范围内、泵和还原剂喷射阀以及泵组件所具有的压力传感器是否正常地工作等为基准，判别是否满足检验环境条件。
在t2之后的计时器2的工作中，继续将从CAN输出的还原剂的压力值P和InitA进行比较。并且，在该差为既定值N1以上的t3的时刻，计时器2停止，此时的还原剂的压力值P作为StrtX而被存储，并且使计时器3工作。与此同时，开始还原剂喷射指示量的积分。在还原剂的压力值P降低既定值N1以上的状态下进行StrtX的存储，是为了测定压力变化状态稳定后的压力降低量，而使堵塞判定的精度提高。
另一方面，未图示，但即便在从CAN输出的还原剂的压力值P与InitA的差不满既定值N1时，只要系统满足检验环境条件就继续还原剂的压力值P和InitA的差的比较。其结果，在计时器2超时时，仍然使计时器3工作，并且开始还原剂喷射指示量的积分。
在t3之后的计时器3的工作中，继续将从CAN输出的还原剂的压力值P和被存储的StrtX进行比较。在之后的t4的时刻，该差为既定的检验开始基准值T以上，所以认为发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性低(图中实线A的图案)。在此时，将计时器3复位并且将错误计数器复位。在处于该状态时，再次使泵全速驱动而令还原剂喷射阀返回至通常的喷射模式。
另一方面，在t3之后从CAN输出的还原剂的压力值P与被存储的StrtX的差不满既定的检验开始基准值T时，在t4’的时刻下还原剂喷射指示量的累计量S超过既定的阈值S0时(图中虚线B的图案)，因为没有显示与还原剂喷射指示量相应的压力降低，所以认为发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性高。此时，将计时器3复位，且对错误计数器计数。
进而，在t3之后还原剂喷射指示量的累计量S没有超过既定的阈值S0时，在t4”时刻计时器3超时时(图中点划线C的图案)，系统被判别为不满足检验环境条件，且对错误计数器计数。
在发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性被判别为高时(图中虚线B的图案)，移动至图4的堵塞判定的工序。
另一方面，在发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性被判别为低时(图3中实线A的图案)及系统被判别为不满足检验环境条件时，不进行完全关闭模式下的闭阀时压力降低量的运算，在发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性被判别为高之前，反复进行之前的工序。
图4所示的堵塞判定，首先在t5的时刻，泵的下游侧的还原剂的压力值P到达既定的值，在泵再次为通常的驱动状态且还原剂喷射阀为通常的喷射模式之后，使计时器4工作。之后，若在t6的时刻计时器4超时，则使计时器2工作且将在此时从CAN输出的还原剂的压力值P作为InitB而存储。在t6之后计时器2的工作中，继续将从CAN输出的还原剂的压力值P与InitB进行比较。在此状态下，还原剂供给装置保持为喷射模式。若在之后的t7的时刻该差为既定值N2以上，则将计时器2停止，且将在此时从CAN输出的还原剂的压力值P作为StrtY而存储。与此同时，开始还原剂喷射指示量的积分且使计时器3工作。在还原剂的压力值P降低既定值N2以上的状态下进行StrtY的存储，与StrtX的情况相同，是为了测定在压力变化状态稳定化之后的压力降低量，而使堵塞判定的精度提高。
另一方面，在还原剂的压力值P与InitB的差不满既定值N2时，只要满足了检验环境条件就继续还原剂的压力值P和InitB的比较。其结果，在t7’的时刻计时器2超时时，在此时从CAN输出的还原剂的压力值P仍然作为StrtY而被存储，且使计时器3工作，并且开始还原剂喷射指示量的积分。
在t7之后计时器3的工作中，在还原剂喷射指示量的累计量S超过既定的阈值S0的t8的时刻，将在此时从CAN输出的还原剂的压力值P与StrtY的差作为Udvopn而存储。将还原剂喷射指示量超过既定的阈值S0时作为基准而运算Udvopn，是为了在进行Udvopn及后述的Udvclo的运算时，在假定的减压状态相同的条件下运算各自的压力降低量。若如此地进行，则能够在多次运算Udvopn、或在Udvopn以及Udvclo的运算时期有间隔时，也能够比较在相同条件下的压力降低量。
另外，此时被存储的Udvopn，当然反映了还原剂喷射阀的堵塞，也反映了还原剂供给装置每个所具有的个体差别。
接着，这次在将还原剂喷射阀关闭之后进行与上述相同的工序。即，在t9时刻将还原剂喷射阀返回至通常的喷射模式、令泵为通常的驱动状态之后，使计时器4工作。若在之后t10的时刻计时器4超时，则令计时器2工作且完全关闭还原剂喷射阀，将此时从CAN输出的还原剂的压力值P作为InitC存储。在t10之后计时器2工作的期间，继续将在t11的时刻从CAN输出的还原剂的压力值P与InitC进行比较，若该差在既定值N3以上，则将计时器2停止，将此时从CAN输出的还原剂的压力值P作为StrtZ存储。与此同时，开始还原剂喷射指示量的积分且使计时器3工作。
在还原剂的压力值P与InitC的差不满既定值N3时，若在t11’时刻计时器2超时，则也将此时从CAN输出的还原剂的压力值P作为StrtZ存储，使计时器3开始工作且开始还原剂喷射指示量的积分。
并且，在t11之后计时器3的工作中，在还原剂喷射指示量的累计量S超过既定的阈值S0的t12时刻，将此时从CAN输出的压力值P与StrtZ的差作为Udvclo存储。或者，未图示但是在还原剂喷射指示量的累计量S没有超过既定的阈值S0时，在计时器3超时时将从CAN输出的压力值P与StrtZ的差作为Udvclo存储。
如此存储的Udvclo是完全关闭还原剂喷射阀的状态下的测定值。即，该Udvclo是对应于还原剂供给装置整体的各自的特性而求取的数值，是反映个体差别的数值。
将如此地求取的Udvopn和Udvclo进行比较，判别在还原剂喷射阀为喷射模式的状态下的压力降低量是否与在还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下的压力降低量近似，从而能够进行还原剂喷射阀的堵塞判定。即，在既定的期间内的Udvopn和Udvclo的差为既定的堵塞判定基准值D以下时，虽然是喷射模式但指示与完全关闭模式相同的压力降低量，因此，能够判定还原剂喷射阀堵塞。例如，在Udvopn和Udvclo的差实质为零时，推定还原剂喷射阀的喷射孔被完全地堵塞。或者，在堵塞判定部中具有表示Udvopn及Udvclo的差与还原剂喷射阀的堵塞情况的相关关系的map，从而能够更高精度地判定还原剂喷射阀的堵塞情况。
另外，在图3所示的时间图的例中，运算Udvopn，在即便是一次不满足检验开始基准值T时运算Udvclo，进行Udvopn和Udvclo的比较，但也可以在多次实施Udvopn的运算以及与检验开始基准值T的比较之后进行Udvclo的运算。若如此进行，则能够降低不进行还原剂的喷射的时间，该不进行还原剂的喷射的时间是由因为测定误差而认为堵塞还原剂喷射阀的可能性高而引起的。
2.堵塞判定方法
接着，参照图5～图8所示的控制流程说明基于图3以及图4的时间图的例的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的程序的一例。另外，该程序可以一直执行，或者也可以每隔一定时间而执行。
首先，在开始后的步骤S100中，判别计时器1是否结束。在计时器1结束时进入至步骤S101，另一方面，在计时器1没有结束时进入至步骤S114。在计时器1被判定为没有结束的步骤S114中，判别计时器1是否工作。在计时器1被判别为工作时照原样返回至该开始位置。另一方面，在计时器1被判别为不工作时进入至步骤S115，在使计时器1工作之后返回至开始位置，反复进行直到在步骤S100中计时器1被判别为结束。
在计时器1被判别为结束的步骤S101中，判别系统是否满足检验环境条件TE。在判别为满足检验环境条件TE时进入至步骤S102。另一方面，在判别为不满足检验环境条件TE时返回至开始位置，在满足检验环境条件TE之前反复进行步骤S100～步骤S101。
在系统被判别为满足检验环境条件TE的步骤S102中，使计时器2工作，接着，在步骤S103中将由压力传感器检测的还原剂的压力值P作为InitA存储。接着，在步骤S104中将泵停止且打开还原剂喷射阀之后在步骤S105中由压力传感器检测的还原剂的压力值P与在步骤S103中被存储的InitA相比较，判别两者的差是否为既定值N1以上。在检测的压力值P与InitA的差被判别为既定值N1以上时进入至步骤S106。另一方面，在判别为不满既定值N1时进入至步骤S116，判别计时器2是否结束。
在计时器2被判别为结束时，与在步骤S105中检测的压力值P和InitA的差被判别为既定值N1以上时相同，进入至步骤S106，另一方面，在计时器2被判别为没有结束时进入至步骤S117。在步骤S117中，判别是否系统为能够喷射还原剂的状态且满足检验环境条件TE。在被判别为全部满足时返回至步骤S105，另一方面，在被判别为不满足时返回至开始位置。
在步骤S105中判别压力值P的差为既定值N1以上、或者在步骤S116中判别计时器2结束的步骤S106中，将检测的还原剂的压力值P作为StrtX存储。接着，在步骤S107中使计时器3工作，之后在步骤S108中开始还原剂喷射指示量的累计，进入至步骤S109。
在步骤S109中，将检测的还原剂的压力值P与在步骤S106中存储的StrtX比较，判别两者的差是否为检验开始基准值T以上。在判别为检验开始基准值T以上时，进入至步骤S110而将计时器3复位，并且在步骤S111中将错误计数器复位。并且，认为在此时还原剂喷射阀发生堵塞的可能性低，因此在步骤S112中判定为TestOK，在步骤S113中TestOK标志被立起而进入至步骤S123。
另一方面，在步骤S109中，在检测的还原剂的压力值P与存储的StrtX的差被判别为不满检验开始基准值T的步骤S118中，判别还原剂喷射指示量的累计量S是否超过阈值S0。在被判别为超过阈值S0时，虽然还原剂喷射指示量大但是压力降低量小，所以发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性高，因此进入至步骤S119而将计时器3复位，接着，在步骤S120中对错误计数器计数，进入至步骤S123。
在步骤S118中，在还原剂喷射指示量的累计量S被判别为没有超过阈值S0的步骤S121中，判别计时器3是否结束。在计时器3被判别为结束时，虽然经过了既定时间但是压力降低量小，所以还残存发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性，因此，统计进入至步骤S120而对错误计数器计数而进入至步骤S123。
另一方面，在计时器3被判别为没有结束时进入至步骤S122，判别是否系统为能够喷射还原剂的状态且满足检验环境条件TE。在被判别为这些全满足时，返回至步骤S108，另一方面，在判定为不满足时返回至开始位置而再次从步骤S100进行。
在步骤S109中检测的还原剂的压力值P与StrtX的差被判别为检验开始基准值T以上、或者在步骤S118中还原剂喷射指示量的累计量S被判别为超过阈值S0、进而在步骤S121中计时器3被判别为超时的步骤S123中，使计时器4工作。接着，在步骤S124中使泵全速运转，之后在步骤S125中判别还原剂的压力值P是否超过既定的阈值P0。在还原剂的压力值P被判别为超过既定的阈值P0时，在步骤S126中将泵返回至通常的反馈控制状态，进入至步骤S127。另一方面，在步骤S125中还原剂的压力值P被判别为没有超过阈值P0时，在压力值P超过阈值P0之前使泵全速驱动。
在步骤S127中，判别计时器4是否结束，在被判别为结束时进入至步骤S128，另一方面，在被判别为没有结束时返回至步骤S125。在计时器4被判别为结束的步骤S128中，判别系统是否满足检验环境条件TE。在被判别为满足检验环境条件TE时进入至步骤S129，另一方面，在被判别为没有满足时，在满足检验环境条件TE之前反复进行判别。
在系统被判别为满足检验环境条件TE的步骤S129中，判别表示Udvopn的值被存储的标志UdvopnF是否被立起。在判别立起UdvopnF时即在Udvopn的值已经被存储时，进入至步骤S147。另一方面，在判别为没有立起UdvopnF时即在Udvopn的值没有被存储时进入至步骤S130。
在步骤S130中，判别错误计数器的值是否为规定值以上，在被判别为规定值以上时，为了进行还原剂喷射阀的堵塞判定而需要存储Udvopn，所以进入至用于存储Udvopn的步骤S133。另一方面，在错误计数器的值被判断为不满规定值时进入至步骤S131，判别TestOK是否被立起。该步骤S130中的错误计数器的规定值能够设定为1或者2以上的任意的数值，但在设定为2以上的数值时，仅仅在认为发生还原剂喷射阀的堵塞的可能性更高时移行至步骤S147之后的堵塞判定工序。在如此进行时，能够防止还原剂喷射阀不必要地变为完全关闭模式而NOx的还原效率降低。
在错误计数器的数值不满规定值时进入的步骤S131中TestOK标志被判别为立起时，因为进行还原剂喷射阀的堵塞的必要性小，所以在步骤S132中将TestOK标志复位之后，返回至开始位置。另一方面，在TestOK标志被判别为没有立起时，返回至步骤S102，再次反复进行相同的步骤。
用于存储Udvopn的步骤为，首先在步骤S133中使计时器2工作，接着在步骤S134中将检测的还原剂的压力作为InitB存储，之后在步骤S135中将泵停止，进入至步骤S136。在步骤S136中，判别在步骤S134中被存储的InitB与检测的还原剂的压力值P的差是否为既定值N2以上。在被判别为既定值N2以上时进入至步骤S137，另一方面，在被判别为不满既定值N2时进入至步骤S143，判别计时器2是否结束。在计时器2被判别为结束时，与在步骤S136中检测的压力值P与InitB的差被判别为既定值N2以上时相同，进入至步骤S137，另一方面，在计时器2被判别为没有结束时进入至步骤S144。在步骤S144中判别系统是否满足检验环境条件TE，在被判别为满足时返回至步骤S136，另一方面在被判别为不满足时返回至步骤S123。
在步骤S136中检测的压力值P与InitB的差被判别为既定值N2以上、或在步骤S143中计时器2被判别为结束的步骤S137中，将此时检测的压力值P作为StrtY存储。接着，在步骤S138中计时器3开始工作，在步骤S139中开始还原剂喷射指示量的累计，之后进入至步骤S140。
在步骤S140中，判别还原剂喷射指示量的累计量S是否超过阈值S0。在被判别为超过阈值S0时进入至步骤S141，在步骤S137中存储的StrtY与检测的压力值P的差作为Udvopn被存储。接着，在步骤S142中立起标志UdvopnF之后，返回至步骤S123。将还原剂喷射指示量超过既定的阈值S0时作为基准而运算Udvopn，如上所述，是为了在假定的减压状态相同的条件下运算各个压力降低量。
另一方面，在还原剂喷射指示量的累计量S被判别为没有超过阈值S0的步骤S145中，判别计时器3是否结束。在计时器3被判别为结束时，与在步骤S140中还原剂喷射指示量的累计量S被判别为超过阈值S0时相同地进入至步骤S141。另一方面，在计时器3被判别为没有结束时，进入至步骤S146，判别系统是否满足检验环境条件TE，在被判别为满足时返回至步骤S139，在被判别为不满足时返回至步骤S123。在经由存储Udvopn的值的步骤S141而返回至步骤S123时，在步骤S129中判别标志UdvopnF立起，进入至步骤S147。
在步骤S147中使计时器2工作，接着，在步骤S148中使还原剂喷射阀为完全关闭模式。此时，还原剂喷射指示量的累计为持续的状态。接着，在步骤S149中，检测的还原剂的压力作为InitC存储之后，在步骤S150中将泵停止而进入至步骤S151。
在步骤S151中，在泵停止的状态下，将检测的还原剂的压力值P与在步骤S149中存储的InitC比较，判别两者的差是否为既定值N3以上。在检测的压力值P与InitC的差被判别为既定值N3以上时进入至步骤S152。另一方面，在判别为不满既定值N3时，进入步骤S159，判别计时器2是否结束。在计时器2被判别为结束时，与在步骤S151中检测的压力值P与InitC的差被判别为既定值N3以上时相同地进入至步骤S152。另一方面，在计时器2被判别为没有结束时进入至步骤S160。在步骤S160中，判别系统是否满足检验环境条件TE，在被判别为满足时返回至步骤S151，另一方面，在被判别为不满足时返回至步骤S123。
在步骤S151中检测的压力值P与InitC的差被判别为既定值N3以上、或者在步骤S159中计时器2被判别为结束的步骤S152中，在此时检测的还原剂的压力值P作为StrtZ被存储。接着，在步骤S153中使计时器3工作，之后在步骤S154中运算还原剂喷射指示量的累计量S，进入至步骤S155。
在步骤S155中，判别还原剂喷射指示量的累计量S是否超过阈值S0。在还原剂喷射指示量的累计量S被判别为超过阈值S0时进入至步骤S156。另一方面，在被判别为没有超过阈值S0时进入至步骤S161，判别计时器3是否结束。在计时器3被判别为结束时，与在步骤S155中还原剂喷射指示量的累计量S被判别为超过阈值S0时相同地进入至步骤S156。另一方面，在计时器3被判别为没有结束时进入至步骤S162中。在步骤S162中，判别系统是否满足检验环境条件TE。在被判别为满足时返回至步骤S154，另一方面，在被判别为不满足时返回至步骤S123。
在步骤S155中还原剂喷射指示量的累计量S被判别为超过阈值S0、或在步骤S161中计时器3被判别为结束的步骤S156中，在步骤S152中存储的StrtZ与检测的还原剂的压力值P的差作为Udvclo被存储。接着，在步骤S157中将标志UdvopnF复位，之后在步骤S158中判别Udvclo的数值与Udvopn的数值的差是否为堵塞判定基准值D以下。在两者的数值的差被判别为堵塞判定基准值D以下时判定为还原剂喷射阀有堵塞，为TestError。另一方面，在Udvclo的数值与Udvopn的数值的差被判别为超过堵塞判定基准值D时，判定为还原剂喷射阀没有堵塞，在步骤S163中将错误计数器复位，在步骤S164中为TestOK。若被判定为还原剂喷射阀没有堵塞，则在步骤S165中TestOK标志被立起，之后返回至步骤S123。若在该状态下返回至步骤S123，则一旦使泵全速驱动之后，系统返回至通常的喷射模式。并且，经由步骤S129、步骤S130、步骤S131、步骤S132返回至开始位置。
若为以基于上说明的流程图的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，则将作为反映了各个还原剂供给装置的各自的特性的数值的Udvopn和Udvclo进行比较，因此起因于还原剂供给装置的各自的特性的压力变化量被抵消。因此，能够进行仅仅起因于还原剂喷射阀的堵塞情况的压力降低量的比较，堵塞判定结果的可靠性显著提高。
另外，图1所示的排气净化系统的构成只是一例，能够实施本发明的还原剂喷射阀的堵塞判定方法的排气净化系统并不限定于所述的构成的排气净化系统。例如，能够省略CAN，或者能够将DCU与发动机ECU一体化地构成。此外，作为其他例，也可以是如下构成的排气净化系统：省略了将还原剂的温度控制作为目的而具备的循环经路。

Claims (8)

1.一种还原剂喷射阀的堵塞判定装置，是具有用于压送用于还原从内燃机排出的排气中的NOx的还原剂的泵、用于将从泵压送的还原剂供给至排气通路的还原剂喷射阀、配设在泵及还原剂喷射阀之间的供给经路、用于检测供给经路内的压力的压力检测机构的排气净化系统中的还原剂喷射阀的堵塞判定装置，其特征为，
具有：
运算开阀时压力降低量的开阀时压力降低量运算机构，所述开阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的上述供给经路内的压力降低量；
运算闭阀时压力降低量的闭阀时压力降低量运算机构，所述闭阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的上述供给经路内的压力降低量；
堵塞判定机构，将上述开阀时压力降低量和上述闭阀时压力降低量进行比较从而判定上述还原剂喷射阀的堵塞。
2.如权利要求1所述的还原剂喷射阀的堵塞判定装置，其特征为，
上述开阀时压力降低量运算机构以及上述闭阀时压力降低量运算机构，求取从以将上述供给经路内的压力值维持为既定值的方式驱动上述泵的状态到基于上述泵的压送停止时的上述开阀时压力降低量或者上述闭阀时压力降低量。
3.如权利要求1或2所述的还原剂喷射阀的堵塞判定装置，其特征为，
上述排气净化系统具有指示从上述还原剂喷射阀应该喷射的上述还原剂的喷射量的喷射量指示机构，
利用上述开阀时压力降低量运算机构以及上述闭阀时压力降低量运算机构求取上述开阀时压力降低量以及上述闭阀时压力降低量时的上述既定时间与由上述喷射量指示机构指示的上述还原剂的喷射量相对应而确定。
4.如权利要求1～3的任意一项所述的还原剂喷射阀的堵塞判定装置，其特征为，
上述堵塞判定机构将上述开阀时压力降低量和上述闭阀时压力降低量的差与既定的堵塞判定基准值进行比较，从而判定上述还原剂喷射阀的堵塞。
5.一种还原剂喷射阀的堵塞判定方法，是具有用于压送用于还原从内燃机排出的排气中的NOx的还原剂的泵、用于将从泵压送的还原剂供给至排气通路的还原剂喷射阀、配设在泵及还原剂喷射阀之间的供给经路、用于检测供给经路内的压力的压力检测机构的排气净化系统中的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，其特征为，
通过比较开阀时压力降低量和闭阀时压力降低量而判定上述还原剂喷射阀的堵塞，
所述开阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的上述供给经路内的压力降低量，
所述闭阀时压力降低量表示在上述还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于上述泵的压送时在既定时间中降低的供给经路内的压力降低量。
6.如权利要求5所述的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，其特征为，包括：
借助上述泵压送上述还原剂以将上述供给经路内的压力值维持为既定值的工序；
在上述还原剂喷射阀为喷射模式的状态下停止基于上述泵的压送且求取上述开阀时压力降低量的工序；
在再次打开基于上述泵的压送且上述供给经路内的压力值到达既定值之后，在上述还原剂喷射阀为完全关闭模式的状态下停止基于上述泵的压送而求取上述闭阀时压力降低量的工序；
将上述开阀时压力降低量和上述闭阀时压力降低量的差与上述堵塞判定基准值进行比较从而判定上述还原剂喷射阀的堵塞的工序。
7.如权利要求5或6所述的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，其特征为，
在上述内燃机的通常运转状态下定期地求取上述开阀时压力降低量，将该开阀时压力降低量与既定的检验开始基准值进行比较，在上述开阀时压力降低量比上述检验开始基准值小时，求取上述闭阀时压力降低量。
8.如权利要求7所述的还原剂喷射阀的堵塞判定方法，其特征为，
多次进行求取上述开阀时压力降低量并将上述开阀时压力降低量和上述检验开始基准值进行比较的工序，在连续进行既定次数而上述开阀时压力降低量比上述检验开始基准值小时，求取上述闭阀时压力降低量。
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