JP2017089389A - 選択触媒還元システムおよびドージングバルブ固着検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サプライポンプ出力の変化にかかわらず、ポンプ出力によるドージングバルブの開固着を正確に判定することができる選択触媒還元システムおよびドージングバルブ固着検知方法を提供する。
【解決手段】ドージングバルブ制御部は、排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を排気管内に供給するようにドージングバルブを駆動させる駆動電流を供給するとともに、駆動電流が正常動作範囲外である場合にドージングバルブに固着が発生していると判定する駆動電流制御部と、発生した固着が開固着か閉固着かの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定する固着しきい値設定部と、ドージングバルブに発生した固着が開固着であるか閉固着であるかを、サプライポンプの出力と固着しきい値とを比較することにより判定する固着判定部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを、尿素水を用いて選択還元する排気ガス浄化システムにおいて、ドージングバルブの異常を検出する選択触媒還元システムおよびドージングバルブ固着検知方法に関する。

トラックやバス等の車両等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化システムとして、尿素水等を還元剤として用いてＮＯｘを窒素と水に還元する選択触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）システムが開発されている。

ＳＣＲシステムは、尿素水タンクに貯留された尿素水をＳＣＲ装置上流の排気管に供給し、排気ガスの熱で尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってＳＣＲ装置内の触媒でＮＯｘを還元するものである。尿素水は、例えば排気管に設けられたドージングバルブによって適量が供給される。

ドージングバルブへの尿素水の供給は、サプライポンプや尿素水圧力センサなどを備えたサプライモジュールによってなされる。サプライモジュールは、吸込ラインを介して尿素水タンクと接続されており、尿素水タンクから吸込ラインを通じて吸い上げた尿素水を、サプライモジュールとドージングバルブとを接続する圧送ラインを通じてドージングバルブに供給する。ドージングバルブの開閉は、ＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）により、ＳＣＲ装置の上流および／または下流に設けられたＮＯｘセンサの検出値等に応じて制御される。

特開２００６−１３２４４２号公報

上述したように、ドージングバルブは、高温の排気ガスが流れる排気管に設けられる。ドージングバルブが高温となると、尿素水も高温となり、尿素水中の成分が結晶化してドージングバルブに固着してしまうことがある。具体的には、例えば結晶化した物体がドージングバルブの弁体に固着して、ドージングバルブから排気管に正常に尿素水を供給することができなくなったり、あるいは結晶化した物体がドージングバルブの弁体とシリンダとの間に挟まり、尿素水の噴射を停止できなくなったりする。本明細書では、これらの固着のうち、前者を閉固着、後者を開固着と称する。

閉固着と開固着とでは、それぞれ排気ガス浄化システムの挙動と、解消するために必要な対処とが異なるため、閉固着と開固着とを正確に判別したい、という要望があった。従来、ドージングバルブに尿素水を送るサプライポンプの出力に基づいて閉固着と開固着とを判定する方法があったが、この方法では、ドージングバルブの固着以外の理由によりサプライポンプの出力が変化することがあり、精度よく閉固着と開固着との判定を行うことができなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、サプライポンプ出力の変化にかかわらず、ポンプ出力によるドージングバルブの開固着を正確に判定することができる選択触媒還元システムおよびドージングバルブ固着検知方法を提供することである。

本発明の選択触媒還元システムは、排気管内に尿素水を供給するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水を前記ドージングバルブに供給するサプライポンプと、前記ドージングバルブの動作を制御するドージングバルブ制御部と、を有し、前記ドージングバルブ制御部は、前記排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を前記排気管内に供給するように前記ドージングバルブを駆動させる駆動電流を供給するとともに、前記駆動電流が正常動作範囲外である場合に前記ドージングバルブに固着が発生していると判定する駆動電流制御部と、発生した固着が開固着か閉固着かの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定する固着しきい値設定部と、前記ドージングバルブに発生した固着が開固着であるか閉固着であるかを、前記サプライポンプの出力と前記固着しきい値とを比較することにより判定する固着判定部と、を有する。

本発明のドージングバルブ固着検知方法は、排気管内に尿素水を供給するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水を前記ドージングバルブに供給するサプライポンプと、を有する選択触媒還元システムにおいて、前記ドージングバルブにおける固着の発生を検知するドージングバルブ固着検知方法であって、前記排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を前記排気管内に供給するように前記ドージングバルブを駆動させる駆動電流が正常動作範囲外であるか否かの判定を行うステップと、前記駆動電流が正常動作範囲外であると判定された場合に、前記ドージングバルブに固着が発生しているとして、前記ドージングバルブの固着が開固着であるか閉固着であるかの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定するステップと、前記固着しきい値を用いて、前記ドージングバルブの固着が開固着であるか閉固着であるかを判定するステップと、を有する。

本開示によれば、サプライポンプ出力の変化にかかわらず、ポンプ出力によるドージングバルブの開固着を正確に判定することができる。

ＳＣＲシステムの構成の一例を示す図 ＤＣＵの構成の一例について説明するための図 固着しきい値と大気圧との関係の一例を示す図 ＳＣＲシステムの動作例を説明するためのフローチャート

＜発明に至る経緯＞
ドージングバルブは、バルブの開閉を制御する駆動電流を増減することで、ＤＣＵにより開閉制御される。ドージングバルブが固着してしまった場合には、このコイル電流が異常値を示すため、ＤＣＵはドージングバルブの駆動電流を監視することで固着の有無を検出することができる。しかし、固着の存在は検出できても、その固着が閉固着であるか、開固着であるかは、ドージングバルブの駆動電流からは分からないため、これについては別途判定する必要があった。

従来、ドージングバルブの固着が閉固着か開固着かを判定する方法として、上記駆動電流に基づいてドージングバルブの固着が判定されている状態で、サプライポンプのポンプ出力が所定のしきい値以上であった場合に、開固着であると判定する方法があった。

ところで、圧送ライン内の尿素水の圧力等により、ドージングバルブに生じた固着が自然に解消されることがある。ドージングバルブの固着が解消されれば圧送ラインの圧力は即座に所定の圧力まで下がり、サプライポンプの出力も圧送ラインの圧力に合わせて調整される。

ここで、ドージングバルブの駆動電流に基づく固着の有無の判定は、複数回の駆動時の駆動電流に基づいて行なわれるため、判定結果が出るまでに時間がかかる場合がある。このように固着判定に時間がかかる場合、実際には固着が既に解消されているにもかかわらず、ドージングバルブの駆動電流に基づき固着判定では固着と判定されるとともに、固着解消による圧送ラインの圧力低下に対応するため、サプライポンプが出力上昇される。ここで、サプライポンプの出力が所定のしきい値以上であった場合、実際には固着が解消されているにもかかわらず、開固着と判定されてしまう。

サプライポンプの出力が上昇する原因としては、例えば以下のような事態に対応する場合等がある。例えば、車両が高地に位置する場合には、低大気圧となるため尿素水内に溶け込んでいる空気が気泡として析出し、これがサプライポンプ内に入ることでポンプ効率が低下することがある。また、何かの要因で尿素水タンク中の尿素水の温度が高温になると、尿素水内に溶け込んでいる空気が気泡として析出し、これがサプライポンプ内に入ることでポンプ効率が低下する場合がある。

このようなサプライポンプの効率低下に対応するため、ＤＣＵはポンプ出力を上昇させる。しかしながら、上記開固着を判定するための所定のしきい値はポンプ出力に対するデューティ比であるため、ポンプ出力を上昇させると、開固着ではなくてもポンプ出力が上記しきい値を超えてしまい、開固着の誤検出が発生する可能性がある。

これに対応するためには、しきい値をより高いポンプ出力に設定すればよい。しかしながら、しきい値をより高い値に設定すると、ポンプ出力を上昇させていない場合に、開固着と判定できない場合が発生してしまう。

このような経緯から、本発明では、例えば大気圧の変化や尿素水温の変化等によりポンプ出力が低下し、ＤＣＵがポンプ出力を上昇する制御を行った時でも、開固着と誤判定されてしまうような事態を回避し、正確に閉固着と開固着との判定を行うことができる選択触媒還元システムを考案した。

なお、閉固着と開固着とが誤判定されてしまうと、以下のような事態が生じうる。ＳＣＲ装置には通常尿素水から生成されたアンモニアが貯留されているが、開固着が検出された場合には、ＳＣＲ装置に貯留されたアンモニアの貯め込み量と、実際のアンモニアの貯め込み量との乖離幅が大きくならないようにするため、尿素水が最大噴射量で噴射されていると仮定してアンモニアの貯め込み量を算出する。開固着が誤検出されると、実際には最大噴射量で噴射されていないにもかかわらず、最大噴射量で噴射されているとして貯め込み量が算出されるので、実際の貯め込み量と計算上の貯め込み量との間に大きな乖離が生じる。これにより、固着が解消された後、適正な噴射量となるまで時間がかかり、アンモニアスリップ（ＳＣＲ装置の下流側にアンモニアが流出すること）のリスクが増大してしまう。このような事態を回避するために、本発明では、、正確に閉固着と開固着との判定を行うことを目的とする。

＜実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の選択触媒還元システムに対応するＳＣＲシステム１００の構成の一例を示す図である。トラックやバス等の車両に搭載されたディーゼルエンジンの排気管１０には、ＳＣＲ装置１１が接続されている。ＳＣＲ装置１１の上流側には尿素水Ｕを噴射するドージングバルブ１２が、ＳＣＲ装置１１の上流側および下流側には、ＮＯｘセンサ１３が設けられる。

ＳＣＲ装置１１は、ドージングバルブ１２から噴射される尿素水が排気ガスの高温により加水分解され生成されたアンモニアを用いて、ＳＣＲ装置１１内の触媒によってＮＯｘを窒素ガスと水蒸気に還元することで排気ガスを浄化する。ＳＣＲ装置１１上流のＮＯｘセンサと下流のＮＯｘセンサ１３は、ＳＣＲ装置１１の処理後の排気ガス中のＮＯｘを検出し、ＳＣＲ装置１１の下流の排ガス中のＮＯｘ値が定常となっていることをモニタし、ＤＣＵ１４へ計測値を送信する。なお、ＮＯｘセンサ１３はＳＣＲ装置１１の上流および下流に配するように説明したが、必ずしも上流側と下流側の両方に配される必要はなく、ＳＣＲ装置１１の上流および／または下流に配置されればよい。

ＮＯｘセンサ１３の検出値はＤＣＵ（Dosing Control Unit）１４に入力される。ＤＣＵ１４は、ＮＯｘセンサ１３の検出値や後述するＥＣＭ２６からの出力値に応じてドージングバルブ１２の開閉制御を行う。なお、ＤＣＵ１４は本発明のドージングバルブ制御部に対応している。

ＤＣＵ１４は、図示は省略するが、例えばＣＰＵがメモリから所定のプログラムを読み出して実行することにより、以下の動作を行う。

ＤＣＵ１４は、ＮＯｘセンサ１３からの検出値等に応じてドージングバルブ１２を制御する。具体的には、ＤＣＵ１４は、尿素水ＵをＳＣＲ装置１１へ尿素水を噴射する量やタイミングを算出し、サプライポンプ１８を駆動させて尿素水Ｕを規定圧まで高め、ドージングバルブ１２を開閉して算出したタイミングで算出した量の尿素水Ｕを噴射させる。

ドージングバルブ１２から噴射される尿素水Ｕは、尿素水タンク１５に貯留されている。ドージングバルブ１２が開状態のとき、尿素水Ｕは、サクションライン１６からサプライモジュール１７のサプライポンプ１８に吸引され圧送ライン２０にてドージングバルブ１２に圧送される。この際、フィルタ１９を通して尿素水中の異物が除去される。また、余剰の尿素水Ｕは、フィルタ１９の吐出側の圧送ライン２０から戻しライン２１によって尿素水タンク１５内に戻される。

尿素水タンク１５内には、尿素水センサ２２が設けられる。尿素水センサ２２は、尿素水タンク１５内の尿素水Ｕのレベルを計測し、ＤＣＵ１４へ送信する。

また、ＤＣＵ１４には、主に燃料噴射制御を行うＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）２６と接続される。また、ＥＣＭ２６は、接続された大気圧センサ２７から大気圧に関する情報を取得する。ＥＣＭ２６からＤＣＵ１４へ、大気圧に関する情報や車速信号、各種入力情報、ＥＣＭ２６の制御情報等が送信される。そして、ＤＣＵ１４には、バッテリー２４が接続され、電力が供給される。また、ＤＣＵ１４には、イグニッションキー２５のＯＮ、ＯＦＦ信号が入力される。なお、大気圧センサ２７はＥＣＭ２６に接続されている必要はなく、他の構成、例えばＤＣＵ１４に接続されていてもよい。

このようなＳＣＲシステム１００において、ＤＣＵ１４は、尿素水内の成分がドージングバルブ１２に固着してしまった場合に、固着を検出するとともに、その固着が開固着であるか閉固着であるかを正確に判定する。以下では、ＤＣＵ１４の構成および各構成の動作について詳細に説明する。

図２は、ＤＣＵ１４の構成の一例について説明するための図である。図２に示すように、ＤＣＵ１４は、噴射量指示部１４１、駆動電流制御部１４２、ポンプ出力制御部１４３、固着しきい値設定部１４４、固着判定部１４５、および復帰検知部１４６を有する。

噴射量指示部１４１は、ＮＯｘセンサ１３の検出値、排気管１０を流れる排気ガスの流量や、排気ガスの温度等に基づいて、ドージングバルブ１２によって排気管１０に噴射される尿素水Ｕの量を指示する。排気ガスの流量や温度は、排気管１０に設置された、図示しない排気ガス流量センサまたはＥＣＭ２６で計算される推定排気ガス流量や排気ガス温度センサによって取得される。

駆動電流制御部１４２は、噴射量指示部１４１が設定した尿素水Ｕの噴射量に応じて、所定の周期ｔ０毎に時間ｔ１だけドージングバルブ１２に通電することで、ドージングバルブ１２から尿素水Ｕを噴射させる。この時間ｔ１は、噴射量指示部１４１が設定した尿素水Ｕの噴射量によって決定される時間である。噴射量指示部１４１が設定した尿素水Ｕの噴射量に応じた時間ｔ１の決定方法については、本発明では特に限定しない。以下では、駆動電流制御部１４２がドージングバルブ１２に供給する電流をドージングバルブ１２の駆動電流と称する。

また、駆動電流制御部１４２は、ドージングバルブ１２に固着が生じていた場合は、ドージングバルブ１２への駆動電流の異常によりこれを検出する。異常であるか否かの判定は、駆動電流の現在値が、例えば実験的あるいは経験的に得られた駆動電流の正常動作範囲外であるか否かを検知することによって行えばよい。なお、駆動電流の正常動作範囲とは、ドージングバルブ１２に固着が発生していない状態で、駆動電流制御部１４２がドージングバルブの開閉制御を行う際に生じる駆動電流の範囲である。

ポンプ出力制御部１４３は、尿素水タンク１５からサクションライン１６および圧送ライン２０を介してドージングバルブ１２まで尿素水Ｕを圧送するサプライポンプ１８のポンプ出力を制御する。ポンプ出力制御部１４３は、例えば、圧送ライン２０内の圧力が所定の目標値に維持されるように、例えば図示しない圧力センサにより測定される圧送ライン２０内の圧力と目標値との偏差に基づいてサプライポンプ１８の出力をフィードバック制御する。

固着しきい値設定部１４４は、後述する固着判定部１４５が固着の種類を判定するためのポンプ出力の固着しきい値を設定する。固着しきい値設定部１４４による固着しきい値の設定方法は、例えば以下のようにすればよい。

固着しきい値設定部１４４は、まず、固着しきい値の初期値をサプライポンプ１８のポンプ出力によって設定する。固着しきい値の初期値については本発明では特に限定せず、例えば実験的あるいは経験的に設定される値であればよい。具体的には、固着しきい値の初期値は例えばポンプ出力（デューティ出力）の１％等とすればよい。

固着しきい値設定部１４４は、次に、大気圧に応じて、上記設定した固着しきい値の初期値を修正し、最終的な固着しきい値を決定する。大気圧に関する情報は、大気圧センサ２７から取得される。固着しきい値設定部１４４は、大気圧が低い場合には固着しきい値が高く、大気圧が高い場合には低くなるように固着しきい値を修正する。

図３に、固着しきい値と大気圧との関係の一例を示す。図３に示すように、固着しきい値と大気圧とは線形関係にはないが、固着しきい値は、大気圧が小さいほど固着しきい値が高く、大気圧が大きいほど固着しきい値が低くなるように固着しきい値の設定を行えばよい。

なお、大気圧に応じた固着しきい値の修正量については、例えば実験的あるいは経験的に得られる値を使用すればよい。一例として、例えば尿素水内に気泡が発生する大気圧以下では固着しきい値が高くなるように設定し、それより高い大気圧では固着しきい値を初期値のままとするようにすればよい。

また、固着しきい値設定部１４４は、さらに尿素水タンク１５内の尿素水Ｕの温度に応じて固着しきい値を修正するようにしてもよい。尿素水タンク１５内の尿素水Ｕの温度は、例えば図示しない尿素水温センサ等によって検出し、尿素水温が所定の温度より高い場合には、固着しきい値が高くなるように設定すればよい。この所定の温度とは、例えば尿素水内に気泡が発生する温度である。

固着しきい値設定部１４４によって設定された最終的な固着しきい値は、上述したように、所定の固着しきい値の初期値を大気圧および／または尿素水の温度で修正したものである。この固着しきい値の修正は、大気圧が低い場合、あるいは尿素水温が高い場合、尿素水内に気泡が発生し、この気泡がサプライポンプ１８に入り込むことによってポンプ出力が低下することを想定している。すなわち、大気圧が低い場合、あるいは尿素水温が高い場合でも、その状況に応じて固着しきい値が設定されるので、後述する固着判定部１４５は固着の種類を正確に判定することができるようになる。

固着判定部１４５は、駆動電流制御部１４２が固着の発生を検出した場合に、その固着の種類の判定、すなわち、開固着であるか閉固着であるかの判定を行う。固着判定部１４５は、現在のポンプ出力が固着しきい値設定部１４４が設定した固着しきい値よりも高い場合には開固着と判定し、そうでない場合は閉固着と判定する。この判定の理由は、開固着の場合には、閉固着よりもポンプ出力が増大するからである。

復帰検知部１４６は、駆動電流制御部１４２によって固着が検出された後、サプライポンプ１８のポンプ出力を監視することで、ドージングバルブ１２が固着から復帰した場合にその検知を行う。復帰検知部１４６による復帰の検知は、駆動電流制御部１４２によるドージングバルブ１２への駆動電流の異常が解消されるとともに、サプライポンプ１８のポンプ出力が所定の復帰しきい値以下である場合に、ドージングバルブ１２が固着から復帰したと判定する。

この復帰しきい値は、上記した固着しきい値とは独立した値である。復帰しきい値は、例えば復帰検知部１４６によりサプライポンプ１８のポンプ出力に応じて設定される。復帰しきい値は、ＳＣＲシステム１００が正常に動作している状態におけるサプライポンプ１８の値の変動範囲に基づく、実験的あるいは経験的に得られる値を使用すればよい。一例としては、復帰しきい値は、例えばサプライポンプ１８の正常出力値を、大気圧センサ２７から取得した大気圧および、噴射量指示部１４１によって設定されるドージングバルブ１２の噴射量に応じて設定される。すなわち、例えば尿素水内に気泡が発生する大気圧以下ではサプライポンプ１８の出力は低下するので、復帰しきい値を低く設定すればよい。あるいは、例えば噴射量指示部１４１によって設定されるドージングバルブ１２の噴射量が小さい場合には、ポンプ出力は低下するので復帰しきい値を低く、噴射量が大きい場合には、ポンプ出力が上昇するので復帰しきい値を高く設定すればよい。

このように復帰しきい値を適切に設定することにより、復帰検知部１４６は、ドージングバルブ１２が固着から復帰したか否かを正確に検知することができるようになる。

以上、本実施の形態に係るＳＣＲシステム１００の構成について説明した。以下では、ＳＣＲシステム１００の動作例について説明する。図４は、ＳＣＲシステム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１において、駆動電流制御部１４２は、ドージングバルブ１２の駆動電流が異常値であるか否かを判定する。すなわち、駆動電流の現在値が、正常動作範囲外である場合は異常、そうでない場合は正常と判定する。そして、本ステップＳ１において、駆動電流が異常値であると判定された場合は、ドージングバルブ１２に固着が発生しているので、処理はステップＳ２に進み、そうでない場合は、固着は発生していないため、ステップＳ１の処理が繰り返される。

ステップＳ１において固着が発生していると判定された場合、ステップＳ２において、固着しきい値設定部１４４が固着しきい値の設定を行う。固着しきい値は、上述したように、例えばサプライポンプ１８のポンプ出力や大気圧、尿素水タンク１５内の尿素水Ｕの温度等に基づいて設定される。

ステップＳ３において、固着判定部１４５は固着の種類、すなわち開固着であるか閉固着であるか否かの判定を行う。固着判定部１４５は、上述したように、現在のポンプ出力が固着しきい値設定部１４４が設定した固着しきい値よりも高い場合には開固着と判定し、そうでない場合は閉固着と判定する。

ステップＳ４において、復帰検知部１４６は、復帰検知のための復帰しきい値を設定する。復帰しきい値は、上述したように、例えばサプライポンプ１８の正常時のポンプ出力や大気圧等に基づいて設定される。

ステップＳ５において、復帰検知部１４６は、駆動電流が正常動作範囲内であるか否か、および、サプライポンプ１８のポンプ出力が正常動作範囲内であるか否かを判定することで、ドージングバルブ１２が固着から復帰したか否かの判定を行う。駆動電流が正常動作範囲内であるとともに、サプライポンプ１８のポンプ出力が復帰しきい値より小さい場合に、復帰検知部１４６はドージングバルブ１２が固着から復帰したと判定する。本ステップＳ５において、ドージングバルブ１２が固着から復帰したと判定された場合、処理は終了し、そうでない場合、ステップＳ５が繰り返される。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るＳＣＲシステム１００は、排気管内に尿素水を供給するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水をドージングバルブに供給するサプライポンプと、ドージングバルブの動作を制御するドージングバルブ制御部と、を有し、ドージングバルブ制御部は、排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を排気管内に供給するようにドージングバルブを駆動させる駆動電流を供給するとともに、駆動電流が正常動作範囲外である場合にドージングバルブに固着が発生していると判定する駆動電流制御部と、発生した固着が開固着か閉固着かの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定する固着しきい値設定部と、ドージングバルブに発生した固着が開固着であるか閉固着であるかを、サプライポンプの出力と固着しきい値とを比較することにより判定する固着判定部と、を有する。

このような構成により、本発明の実施の形態に係るＳＣＲシステム１００は、駆動電流によりドージングバルブ１２の固着が検知された場合に、サプライポンプ１８のポンプ出力と大気圧とによって設定された固着しきい値を用いて開固着か閉固着かの判定を行う。このため、大気圧が変動した場合でも、大気圧の変動に応じた固着しきい値を用いて開固着か閉固着かの判定を行うので、当該判定を正確に行うことができるようになる。

また、本発明の実施の形態に係るＳＣＲシステム１００は、駆動電流制御部によって固着が発生していると判定された後に、駆動電流制御部が供給する駆動電流が正常動作範囲内に戻るとともに、サプライポンプのポンプ出力が所定の復帰しきい値より小さい場合に、ドージングバルブの固着が解消されたと判定する復帰検知部、をさらに有し、所定の復帰しきい値は、サプライポンプの出力値、大気圧、およびＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量に基づいて設定される。

このような構成により、本発明の実施の形態に係るＳＣＲシステム１００は、ドージングバルブ１２が固着から復帰したか否かの判定を行うとき、そのときのポンプ出力と大気圧に応じた復帰しきい値を用いて判定を行うので、当該判定を正確に行うことができるようになる。

本発明は、排気ガス中のＮＯｘを浄化する選択触媒還元システムに有用である。

１００ ＳＣＲシステム
１０ 排気管
１１ ＳＣＲ装置
１２ ドージングバルブ
１３ ＮＯｘセンサ
１４ ＤＣＵ
１４１ 噴射量指示部
１４２ 駆動電流制御部
１４３ ポンプ出力制御部
１４４ 固着しきい値設定部
１４５ 固着判定部
１４６ 復帰検知部
１５ 尿素水タンク
１６ サクションライン
１７ サプライモジュール
１８ サプライポンプ
１９ フィルタ
２０ 圧送ライン
２１ 戻しライン
２２ 尿素水センサ
２４ バッテリー
２５ イグニッションキー
２６ ＥＣＭ
２７ 大気圧センサ

Claims (6)

1. 排気管内に尿素水を供給するドージングバルブと、
   尿素タンク内の尿素水を前記ドージングバルブに供給するサプライポンプと、
   前記ドージングバルブの動作を制御するドージングバルブ制御部と、
   を有し、
   前記ドージングバルブ制御部は、
   前記排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を前記排気管内に供給するように前記ドージングバルブを駆動させる駆動電流を供給するとともに、前記駆動電流が正常動作範囲外である場合に前記ドージングバルブに固着が発生していると判定する駆動電流制御部と、
   発生した固着が開固着か閉固着かの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定する固着しきい値設定部と、
   前記ドージングバルブに発生した固着が開固着であるか閉固着であるかを、前記サプライポンプの出力と前記固着しきい値とを比較することにより判定する固着判定部と、
   を有する選択触媒還元システム。
2. 前記固着しきい値設定部は、前記固着しきい値を、前記サプライポンプの現在のポンプ出力に基づいて設定する、
   請求項１に記載の選択触媒還元システム。
3. 前記固着しきい値設定部は、前記固着しきい値を、前記排気管に供給される前の前記尿素水の温度に基づいて設定する、
   請求項１または２に記載の選択触媒還元システム。
4. 前記固着判定部は、前記サプライポンプの出力が前記固着しきい値より高い場合に、開固着と判定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
5. 前記駆動電流制御部によって固着が発生していると判定された後に、前記駆動電流制御部が供給する前記駆動電流が正常動作範囲内に戻るとともに、前記サプライポンプのポンプ出力が所定の復帰しきい値より小さい場合に、前記ドージングバルブの固着が解消されたと判定する復帰検知部、
   をさらに有し、
   前記所定の復帰しきい値は、前記サプライポンプの出力値、大気圧、および前記ＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量に基づいて設定される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
6. 排気管内に尿素水を供給するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水を前記ドージングバルブに供給するサプライポンプと、を有する選択触媒還元システムにおいて、前記ドージングバルブにおける固着の発生を検知するドージングバルブ固着検知方法であって、
   前記排気管内のＮＯｘセンサの検出値に基づいて設定された噴射量で尿素水を前記排気管内に供給するように前記ドージングバルブを駆動させる駆動電流が正常動作範囲外であるか否かの判定を行うステップと、
   前記駆動電流が正常動作範囲外であると判定された場合に、前記ドージングバルブに固着が発生しているとして、前記ドージングバルブの固着が開固着であるか閉固着であるかの判定に使用される固着しきい値を、大気圧に基づいて設定するステップと、
   前記固着しきい値を用いて、前記ドージングバルブの固着が開固着であるか閉固着であるかを判定するステップと、
   を有するドージングバルブ固着検知方法。

Images