JP6569556B2 - Urea water injection control device - Google Patents
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Description
本発明は、尿素水噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a urea water injection control device.
従来、内燃機関の排気を浄化する後処理として尿素を用いる尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが公知である。尿素SCRシステムでは、排気に尿素を添加することにより、排気に含まれる窒素酸化物(NOx)を還元する。この尿素SCRシステムに用いられる尿素は、尿素水として供給される。尿素水タンクに貯えられている尿素水は、尿素水通路を通してインジェクタへ供給され、インジェクタから排気通路を流れる排気へ噴射される。尿素水は、尿素水ポンプによってインジェクタへ供給される。この尿素水は、外気温の低下による凍結、あるいは水分の蒸発にともなう濃度の変化などによって、溶質である尿素が結晶として析出することがある。析出した固体の尿素は、インジェクタや尿素水通路の目詰まりの原因となる。そこで、特許文献1では、尿素水ポンプを尿素水の供給時とは逆方向へ駆動することにより、尿素水通路に残存する尿素水を尿素水タンクへ回収している。 Conventionally, a urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system using urea as post-processing for purifying exhaust gas of an internal combustion engine is known. In the urea SCR system, nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust is reduced by adding urea to the exhaust. Urea used in the urea SCR system is supplied as urea water. The urea water stored in the urea water tank is supplied to the injector through the urea water passage and is injected from the injector into the exhaust flowing through the exhaust passage. The urea water is supplied to the injector by a urea water pump. The urea water may precipitate as urea as a solute due to freezing due to a decrease in the outside air temperature or a change in concentration accompanying evaporation of moisture. The precipitated solid urea causes clogging of the injector and the urea water passage. Therefore, in Patent Document 1, the urea water remaining in the urea water passage is collected in the urea water tank by driving the urea water pump in the direction opposite to that when supplying the urea water.
しかしながら、特許文献1の場合、尿素水ポンプを逆方向へ駆動する時間は、例えば気温や大気圧などの尿素SCRシステムの周辺環境に応じて設定される。そのため、気温や大気圧を検出するセンサの個体差あるいは経年的な劣化などが生じると、設定される尿素水ポンプの逆方向への駆動時間は誤差が大きくなる。その結果、尿素水ポンプの逆方向への駆動時間が短すぎると、尿素水通路に残存する尿素水を十分に回収できないという問題がある。一方、尿素水ポンプの逆方向への駆動時間が長すぎると、尿素水通路からの尿素水の回収が完了したにもかかわらず、尿素水ポンプの駆動が継続し、無用な電力の消費が増大するという問題がある。 However, in the case of Patent Document 1, the time for driving the urea water pump in the reverse direction is set according to the surrounding environment of the urea SCR system, such as temperature and atmospheric pressure. For this reason, when individual differences in sensors for detecting the temperature and atmospheric pressure or deterioration with time occur, the drive time in the reverse direction of the urea water pump that is set increases. As a result, if the driving time of the urea water pump in the reverse direction is too short, there is a problem that the urea water remaining in the urea water passage cannot be sufficiently recovered. On the other hand, if the driving time of the urea water pump in the reverse direction is too long, the urea water pump continues to be driven even though the urea water recovery from the urea water passage is completed, and unnecessary power consumption increases. There is a problem of doing.
そこで、本発明の目的は、尿素水通路からの尿素水の回収の完了を判定することにより、尿素水通路への尿素水の残存を回避しつつ、回収が完了した後の尿素水ポンプの駆動による無用な電力の消費を低減する尿素水噴射制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to drive the urea water pump after completion of recovery while avoiding remaining urea water in the urea water passage by determining completion of recovery of urea water from the urea water passage. It is an object of the present invention to provide a urea water injection control device that reduces unnecessary power consumption due to the above.
請求項1記載の発明では、逆駆動手段は、尿素水通路の尿素水を尿素水タンクへ回収するために尿素水ポンプを駆動するモータを尿素水の供給時とは逆方向へ駆動する。そして、判定手段は、逆駆動手段でモータを駆動しているとき、駆動状態取得手段で取得したモータの駆動状態に基づいて、尿素水通路から尿素水タンクへの尿素水の回収が完了したか否かを判定する。尿素水ポンプを駆動するモータは、尿素水通路における尿素水の有無によって駆動状態に変化が生じる。そこで、判定手段は、駆動状態取得手段で取得したモータの駆動状態の変化から、尿素水の回収が完了したか否かを判定する。この場合、駆動状態取得手段は、モータが安定した作動状態にあると判定すると、このときの駆動状態を安定駆動状態として取得し、判定手段は、安定駆動状態に基づいて設定値を設定し、駆動状態取得手段で取得したモータの駆動状態および設定値に基づいて尿素水の回収が完了したか否かを判定する。これにより、例えば大気圧や気温などの外部の環境の影響、およびこれらを検出する検出手段の誤差などの影響を受けることなく、尿素水の回収が完了したか否かが判定される。すなわち、尿素水の回収の完了は、モータの駆動状態に基づいて判定される。したがって、尿素水通路への尿素水の残存を回避することができるとともに、回収が完了した後の尿素水ポンプの駆動による無用な電力の消費を低減することができる。 In the first aspect of the invention, the reverse drive means drives the motor that drives the urea water pump in the direction opposite to that during the supply of the urea water in order to recover the urea water in the urea water passage to the urea water tank. Then, when the determination means is driving the motor by the reverse drive means, is the recovery of the urea water from the urea water passage to the urea water tank completed based on the motor drive state acquired by the drive state acquisition means? Determine whether or not. The motor that drives the urea water pump changes its driving state depending on the presence or absence of urea water in the urea water passage. Therefore, the determination unit determines whether or not the recovery of the urea water is completed from the change in the driving state of the motor acquired by the driving state acquisition unit. In this case, when the driving state acquisition unit determines that the motor is in a stable operating state, the driving state at this time is acquired as a stable driving state, and the determining unit sets a set value based on the stable driving state, It is determined whether or not the recovery of the urea water has been completed based on the driving state and set value of the motor acquired by the driving state acquisition means. Thereby, it is determined whether or not the recovery of the urea water is completed without being influenced by the influence of the external environment such as atmospheric pressure and temperature, and the error of the detection means for detecting them. That is, the completion of the urea water recovery is determined based on the driving state of the motor. Therefore, it is possible to avoid the remaining urea water in the urea water passage and to reduce unnecessary power consumption due to the driving of the urea water pump after the recovery is completed.
以下、複数の実施形態による尿素水噴射制御装置(以下、「制御装置」と省略する。)を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
まず、排気浄化システム10を説明する。図2に示すように排気浄化システム10は、例えば車両に搭載される内燃機関11から排出される排気に尿素水を添加し、排気に含まれるNOxを還元するSCRシステムを構成している。内燃機関11の排気は、排気管部材12が形成する排気通路13を経由して大気へ放出される。内燃機関11は、例えばディーゼルエンジンである。なお、排気浄化システム10は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどに適用してもよい。また、排気浄化システム10は、車載の内燃機関11に限らず、例えば発電ユニットなどの据置型の内燃機関11に適用してもよい。
Hereinafter, urea water injection control devices (hereinafter abbreviated as “control devices”) according to a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
First, the
排気浄化システム10は、尿素水タンク14、尿素水ポンプ15、尿素水通路部16、還元触媒17およびインジェクタ18を備えている。尿素水タンク14は、尿素水である尿素の水溶液を貯えている。尿素水ポンプ15は、尿素水タンク14に貯えられている尿素水を尿素水通路部16が形成する尿素水通路19へ吐出する。還元触媒17は、排気管部材12が形成する排気通路13に設けられている。インジェクタ18は、尿素水通路19を経由して尿素水タンク14に接続している。尿素水ポンプ15から吐出された尿素水は、尿素水通路19を経由してインジェクタ18へ供給される。インジェクタ18は、排気管部材12に設けられている。インジェクタ18は、排気管部材12を貫いて、先端が排気通路13に露出している。インジェクタ18へ供給された尿素水は、排気通路13を流れる排気へ噴射される。内燃機関11から排出された排気とインジェクタ18から噴射された尿素水とは、排気通路13において混合され、還元触媒17へ流入する。排気に含まれるNOxは、還元触媒17において尿素水に含まれる尿素と化学反応することにより還元される。
The
尿素水タンク14からインジェクタ18へ尿素を供給する尿素水ポンプ15は、モータ21によって駆動される。モータ21は、バッテリ22からの通電方向または通電パターンを変更することにより、尿素水ポンプ15を正方向および逆方向へ駆動する。モータ21で尿素水ポンプ15を正方向へ駆動するとき、尿素水タンク14に貯えられている尿素水はインジェクタ18へ供給される。一方、モータ21で尿素水ポンプ15を逆方向へ駆動するとき、インジェクタ18に接続する尿素水通路19の尿素水は尿素水タンク14へ回収される。
The
上述の排気浄化システム10は、制御装置30によって制御される。制御装置30は、図1に示すようにCPU、ROMおよびRAMで構成されるマイクロコンピュータ31を有しており、ROMに記憶されているコンピュータプログラムによって排気浄化システム10を制御する。制御装置30は、マイクロコンピュータ31においてコンピュータプログラムを実行することにより、駆動状態取得部32、逆駆動部33、判定部34およびモータ停止部35をソフトウェア的に実現している。これら駆動状態取得部32、逆駆動部33、判定部34およびモータ停止部35は、ハードウェア的に実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。
The above-described
駆動状態取得部32は、尿素水ポンプ15を駆動するモータ21の駆動状態を取得する。具体的には、駆動状態取得部32は、モータ21のトルク、回転数または電流の大きさのいずれか一つ以上を取得する。モータ21は、トルクまたは回転数が一定となるように制御される。駆動状態取得部32は、モータ21を一定のトルクに制御するとき、モータ21の回転数を駆動状態として取得する。また、駆動状態取得部32は、モータ21を一定の回転数に制御するとき、モータ21に供給される電流を駆動状態として取得する。駆動状態取得部32は、例えばモータ21に設けられた回転数センサからモータ21の回転数を直接取得する。また、駆動状態取得部32は、モータ21に供給される電流や電圧の制御パターンからモータ21の回転数を間接的に取得してもよい。
The drive
逆駆動部33は、尿素水ポンプ15を駆動するモータ21を、逆方向へ駆動する。上述のように尿素水ポンプ15、および尿素水ポンプ15を駆動するモータ21は、尿素水タンク14に貯えられている尿素水をインジェクタ18へ供給するとき、正方向へ回転する。逆駆動部33は、バッテリ22からモータ21への通電方向または通電パターンを変更することにより、この正方向とは逆の方向へモータ21を駆動する。これにより、尿素水ポンプ15は、尿素水の供給時とは逆方向へ駆動される。その結果、尿素水通路19に残存する尿素水は、逆方向へ回転する尿素水ポンプ15によって尿素水タンク14へ回収される。
判定部34は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したか否かを判定する。具体的には、判定部34は、逆駆動部33でモータ21を逆方向へ駆動しているとき、駆動状態取得部32からモータ21の駆動状態を取得する。そして、判定部34は、取得したモータ21の駆動状態に基づいて尿素水の回収の完了を判定する。
The
The
第1実施形態の場合、判定部34は、モータ21の回転数に基づいて尿素水の回収が完了したか否かを判定する。逆駆動部33は、逆方向へ回転するモータ21のトルクを一定に制御する。このとき、駆動状態取得部32は、モータ21の駆動状態として、逆方向へ回転するモータ21の回転数Rcを取得する。判定部34は、この駆動状態取得部32で取得したモータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。尿素水通路19に尿素水が残存しているとき、尿素水を回収するために逆方向へ回転するモータ21は、尿素水通路19に残存する尿素水によって負荷が加わる。尿素水の回収が完了することにより、この尿素水からモータ21へ加わる負荷は減少する。そのため、トルクが一定に制御されているモータ21の回転数Rcは、尿素水の回収の完了とともに一時的に上昇する。このように、モータ21の回転数Rcは、残存する尿素水に起因する負荷の変化に応じて変化する。判定部34は、このモータ21の回転数Rcが変化する時期を、尿素水の回収が完了した時期として判定する。
In the case of the first embodiment, the
モータ停止部35は、判定部34において尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定されると、モータ21を停止する。すなわち、モータ停止部35は、尿素水の回収が完了すると、モータ21の停止を制御する。これにより、尿素水の回収後におけるモータ21の駆動は停止され、無用な電力の消費が低減される。この場合、モータ停止部35は、判定部34において尿素水の回収が完了したと判定されると、即時にモータ21を停止、または予め設定した設定期間Dが経過した後にモータ21を停止する。
The
以下、第1実施形態による制御装置30の処理の流れを説明する。
(メインルーチン)
図3に示すように、制御装置30は、大きく2つの処理から構成されている。制御装置30は、尿素水を回収する時期になると、尿素水の回収が完了したか否かを判定する(S11)。そして、制御装置30は、尿素水の回収が完了したと判定すると、モータ21の停止を制御する(S12)。
Hereinafter, the flow of processing of the
(Main routine)
As shown in FIG. 3, the
(回収完了の判定)
次に、第1実施形態による回収完了の判定の流れを図4に基づいて、図5のタイミングチャートを用いながら説明する。
制御装置30は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収を開始する(S101)。制御装置30は、図5の時期T11になると、モータ21により尿素水ポンプ15を駆動して、尿素水通路19に残存する尿素水を尿素水タンク14へ回収する。このとき、逆駆動部33は、モータ21を逆方向へ駆動する。
(Judgment of collection completion)
Next, the flow of the collection completion determination according to the first embodiment will be described based on FIG. 4 and using the timing chart of FIG.
The
駆動状態取得部32は、S101でモータ21が駆動されると、モータ21が安定して作動しているか否かを判定する(S102)。すなわち、駆動状態取得部32は、図5に示すようにモータ21が始動し、その回転数が一定となった安定した作動状態にあるか否かを判定する。モータ21は、始動の時期T11から時期T12までの加速期間を経て安定的な回転状態へ移行する。駆動状態取得部32は、図5の時期T12から時期T13の間において、モータ21の回転数を取得し、モータ21が安定した回転状態にあるか否かを判定する。このとき、モータ21は、逆駆動部33によりトルクが一定となるように制御されている。
When the
駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にあると判定すると(S102:Yes)、このときのモータ21の回転数を安定回転数Rsとして取得する(S103)。一方、駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にないと判定すると(S102:No)、S102にリターンし、モータ21が安定した作動状態になるまで待機する。
When determining that the
判定部34は、安定回転数Rsが取得されると、増加回転数Rtを設定する(S104)。判定部34は、S103で取得した安定回転数Rsに基づいて増加回転数Rtを設定する。尿素水通路19の尿素水を回収する場合、モータ21の回転数は、温度など尿素水の物性を変化させる要素に応じて変化する。そのため、S103で取得する安定回転数Rsは、尿素水の回収のたびに変化する。そこで、判定部34は、尿素水を回収するごとに安定回転数Rsを取得し、取得した安定回転数Rsに基づいて増加回転数Rtを設定している。この場合、増加回転数Rtは、例えば安定回転数Rsの数%から数十%増の値に設定される。この安定回転数Rsに対する増加回転数Rtの増加割合は、排気浄化システム10の構成などに応じて任意に設定することができる。
When the stable rotational speed Rs is acquired, the
判定部34は、S104において増加回転数Rtを設定すると、モータ21の回転数Rcを取得する(S105)。すなわち、判定部34は、モータ21の最新の回転数を回転数Rcとして取得する。そして、判定部34は、このS105で取得した回転数Rcが増加回転数Rt以上であるか否かを判定する(S106)。すなわち、判定部34は、モータ21の最新の回転数RcがS104で設定した増加回転数Rt以上であるか否かを判定する。
The
判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rt以上であると判定すると(S106:Yes)、尿素水の回収が完了したと判定する(S107)。すなわち、モータ21の最新の回転数Rcが増加回転数Rt以上であるとき、判定部34は尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。モータ21のトルクが一定に制御されているとき、尿素水通路19の尿素水の残量に応じて、尿素水に起因してモータ21に加わる負荷は減少する。そのため、尿素水通路19に残存する尿素水が減少した図5の時期T14になると、モータ21の回転数Rcは徐々に増加する。そして、尿素水通路19の尿素水の回収が完了した図5の時期T15になると、モータ21の回転数Rcは増加回転数Rt以上となる。そこで、判定部34は、このモータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となる時期T15において、尿素水通路19の尿素水の回収を完了したと判定する。そして、制御装置30は、図3に示すメインルーチンのS11へリターンする。
一方、判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rt未満であると判定すると(S106:No)、S105へリターンする。すなわち、判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rtより小さい時期T13から時期T15に到達するまで、モータ21の回転数Rcの監視を継続する。
If the
On the other hand, if the
(モータの停止制御)
上述の尿素水の回収完了の判定から図3に示すメインルーチンのS11へリターンすると、モータ停止部35は、モータ21の停止を制御する。モータ21は、S107における尿素水の回収の完了の判定後すぐ、または判定から設定期間Dが経過した後に停止される。
尿素水の回収の完了の判定後すぐにモータ21を停止する場合、モータ停止部35は、S107において尿素水の回収が完了したと判定され、図3のS11へリターンすると、図6に示すようにモータ21の停止を制御する(S111)。これにより、尿素水ポンプ15を駆動するモータ21は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了すると、すぐに停止される。すなわち、モータ21は、図5の時期T15になると停止される。
(Motor stop control)
When the process returns to S11 of the main routine shown in FIG. 3 from the determination of the completion of urea water recovery, the
When the
一方、尿素水の回収の完了の判定から設定期間Dが経過した後に停止される場合、モータ停止部35は、S107において尿素水の回収が完了したと判定され、図3のS11へリターンすると、図7に示すように時間カウントTcを「0」に設定する(S121)。すなわち、モータ停止部35は、制御装置30を構成するタイマのカウントである時間カウントTcを「0」とする。そして、モータ停止部35は、S121において時間カウントTcの計測を開始すると、時間カウントTcをインクリメントする(S122)。
On the other hand, when the
モータ停止部35は、S122において時間カウントTcをインクリメントすると、時間カウントTcが設定期間D以上であるか否かを判定する(S123)。すなわち、モータ停止部35は、S122で計測を開始した時間カウントTcが設定期間Dに到達したか否かを判定する。モータ停止部35は、時間カウントTcが設定期間D以上であると判定すると(S123:Yes)、モータ21の停止を制御する(S124)。一方、モータ停止部35は、時間カウントTcが設定期間D未満であると判定すると(S123:No)、S122へリターンし、時間カウントTcが設定期間Dに到達するまで待機する。これにより、尿素水ポンプ15を駆動するモータ21は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了し、設定期間Dが経過すると停止される。すなわち、図5において、時期T15においてモータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上になっても、モータ21は時期T15から設定期間Dが経過した時期T16まで作動を継続する。そして、モータ21は、時期T16を経過した後に停止される。
When the time count Tc is incremented in S122, the
以上説明した第1実施形態では、判定部34は、逆駆動部33でモータ21を逆方向へ駆動しているとき、駆動状態取得部32で取得したモータ21の駆動状態に基づいて、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したか否かを判定する。尿素水ポンプ15を駆動するモータ21は、尿素水通路19における尿素水の有無によってその駆動状態に変化が生じる。そこで、判定部34は、駆動状態取得部32で取得したモータ21の駆動状態の変化から、尿素水の回収が完了したか否かを判定する。これにより、例えば大気圧や気温などの外部の環境の影響、およびこれらを検出する検出手段の誤差などの影響を受けることなく、尿素水の回収が完了したか否かが判定される。すなわち、判定部34は、モータ21の駆動状態から尿素水の回収の完了を判定する。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を回避することができるとともに、回収が完了した後の尿素水ポンプ15の駆動による無用な電力の消費を低減することができる。
In the first embodiment described above, when the
また、第1実施形態では、判定部34は、モータ21のトルクを一定に制御しているとき、モータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。尿素水ポンプ15を駆動するモータ21のトルクを一定に制御しているとき、モータ21の回転数Rcは尿素水通路19に残存する尿素水に応じて変化する。そして、尿素水の回収が完了すると、モータ21に加わる負荷が減少し、モータ21の回転数Rcは増加する。判定部34は、このモータ21の回転数Rcが増加し、増加回転数Rt以上になると、尿素水の回収が完了したと判定する。これにより、判定部34は、モータ21の回転数Rcに基づいて尿素水の回収の完了を判定することができる。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を回避することができる。
Further, in the first embodiment, when the
さらに、第1実施形態では、モータ停止部35は、判定部34において尿素水の回収が完了したと判定されると、すぐにモータ21を停止、または設定期間Dが経過した後にモータ21を停止する。判定部34において尿素水の回収が完了したと判定されるとすぐにモータ21を停止する場合、尿素水の回収が完了した後の尿素水ポンプ15の駆動は低減される。したがって、無用な電力の消費を低減することができる。
Furthermore, in the first embodiment, when the
また、判定部34において尿素水の回収が完了したと判定されてから設定期間Dが経過した後にモータ21を停止する場合、尿素水のより確実な回収が促される。すなわち、尿素水ポンプ15は、尿素水タンク14の至近に限らず、尿素水通路19において尿素水タンク14から離れた位置に設けられることがある。この場合、モータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となってすぐにモータ21を停止すると、尿素水通路19の一部に尿素水が残留するおそれもある。例えば、尿素水通路19の全長が長かったり、尿素水通路19に分岐があるような場合、モータ21の停止時にすべての尿素水が尿素水タンク14へ回収されないおそれがある。そこで、尿素水の回収の完了が判定されてから、設定期間Dに到達するまで待機することにより、尿素水通路19に残留する尿素水は確実に尿素水タンク14へ回収される。この場合、設定期間Dは、尿素水通路19の形状などに応じて設定される。そして、尿素水通路19の形状は、制御装置30の使用中に変化することがない。そのため、設定期間Dは、尿素水通路19の特性に応じて尿素水を確実に回収するために、制御装置30を適用する排気浄化システム10に固有の値として設定される。その結果、設定期間Dが経過するまで継続するモータ21の駆動は、尿素水通路19に残存する尿素水の回収に必要なものであり、無用なモータ21の駆動とはならない。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を回避することができるとともに、回収が完了した後の尿素水ポンプ15の駆動による無用な電力の消費を低減することができる。
Further, when the
(第2実施形態)
第2実施形態による制御装置30について説明する。
第2実施形態による制御装置30の構成は、第1実施形態と共通する。第2実施形態の場合、判定部34による尿素水の回収完了の判定の処理が異なる。
第2実施形態の場合、判定部34は、モータ21の回転数に基づいて尿素水の回収が完了したか否かを判定する。逆駆動部33は、逆方向へ回転するモータ21のトルクを一定に制御する。このとき、駆動状態取得部32は、モータ21の駆動状態として、逆方向へ回転するモータ21の回転数Rcを取得する。判定部34は、この駆動状態取得部32で取得したモータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となり、この期間が設定期間Tt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。第1実施形態と同様に、尿素水通路19に残存する尿素水によってモータ21に加わる負荷は変化する。そのため、モータ21の回転数Rcは、回収する尿素水が減少すると上昇する。そして、判定部34は、このモータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となる期間が設定期間Ttになると、この時期を尿素水の回収が完了した時期として判定する。この設定期間Ttは、例えばモータ21の特性などに応じて任意に設定される。
(Second Embodiment)
A
The configuration of the
In the case of the second embodiment, the
次に、第2実施形態による回収完了の判定の流れを図8に基づいて、図9のタイミングチャートを用いながら説明する。なお、第1実施形態と共通する処理については説明を省略する。
制御装置30は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収を開始する(S201)。制御装置30は、図9の時期T21になると、モータ21により尿素水ポンプ15を駆動して、尿素水通路19に残存する尿素水を尿素水タンク14へ回収する。このとき、逆駆動部33は、モータ21を逆方向へ駆動する。
駆動状態取得部32は、S201でモータ21が駆動されると、モータ21が安定して作動しているか否かを判定する(S202)。駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にあると判定すると(S202:Yes)、図9の時期T22から時期T23におけるモータ21の回転数を安定回転数Rsとして取得する(S203)。一方、駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にないと判定すると(S202:No)、S202へリターンし、モータ21が安定した作動状態になるまで待機する。
Next, the flow of determination of the completion of collection according to the second embodiment will be described based on FIG. 8 and using the timing chart of FIG. Note that a description of processes common to the first embodiment will be omitted.
The
When the
判定部34は、安定回転数Rsを取得すると、増加回転数Rtを設定する(S204)。判定部34は、S203で取得した安定回転数Rsに基づいて増加回転数Rtを設定する。この場合も、増加回転数Rtは、排気浄化システム10の構成などに応じて任意に設定することができる。判定部34は、S204において増加回転数Rtを設定すると、時間カウントTmを「0」に設定する(S205)。すなわち、判定部34は、制御装置30を構成するタイマのカウントである時間カウントTmを「0」とする。
When the
判定部34は、S205において時間カウントTmを「0」に設定すると、モータ21の回転数Rcを取得する(S206)。このモータ21の回転数Rcは、モータ21の最新の回転数である。そして、判定部34は、このS206で取得した回転数Rcが増加回転数Rt以上であるか否かを判定する(S207)。尿素水通路19に残存する尿素水が減少した図9の時期T24になると、モータ21の回転数Rcは徐々に増加する。そして、尿素水通路19の尿素水の回収が完了した図9の時期T25になると、モータ21の回転数Rcは増加回転数Rt以上となる。
The
判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rt以上であると判定すると(S207:Yes)、時間カウントTmをインクリメントする(S208)。すなわち、判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rt以上であるとき、経過時間の計測を開始する。一方、判定部34は、回転数Rcが増加回転数Rt未満であると判定すると(S207:No)、S205へリターンする。
When determining that the rotational speed Rc is equal to or greater than the increased rotational speed Rt (S207: Yes), the
判定部34は、S208において時間カウントTmをインクリメントすると、時間カウントTmが設定期間Tt以上であるか否かを判定する(S209)。すなわち、判定部34は、S208で計測を開始した時間カウントTmが設定期間Ttに到達し、時期T26となったか否かを判定する。判定部34は、時間カウントTmが設定期間Tt以上であると判定すると(S209:Yes)、尿素水の回収が完了したと判定する(S210)。そして、制御装置30は、図3に示すメインルーチンのS11へリターンする。モータ停止部35は、S210において尿素水の回収が完了したと判定されると、時期T26においてすぐにモータ21を停止、または設定期間Dが経過した時期T27においてモータ21を停止する。
一方、判定部34は、時間カウントTmが設定期間Tt未満であると判定すると(S209:No)、S206へリターンする。すなわち、判定部34は、時間カウントTmが設定期間Ttに到達するまで、モータ21の回転数Rcの監視を継続する。
When the
On the other hand, if the
第2実施形態では、判定部34は、モータ21のトルクを一定に制御しているとき、モータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となる期間が設定期間Tt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。例えば尿素水に気泡が含まれていた場合など、尿素水通路19における尿素水の残量によっては、モータ21の負荷が変動し、モータ21の回転数Rcが一時的に増加回転数Rt以上となる場合がある。このような場合、判定部34は、尿素水の回収の完了を誤判定するおそれがある。そこで、判定部34は、モータ21の回転数Rcが増加回転数Rt以上となる期間が設定期間Tt以上になると、尿素水の回収が完了したと判定する。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を確実に回避することができるとともに、回収が完了した後の尿素水ポンプ15の駆動による無用な電力の消費を低減することができる。
In the second embodiment, when the
(第3実施形態)
第3実施形態による制御装置30について説明する。
第3実施形態による制御装置30の構成は、第1実施形態と共通する。第3実施形態の場合、判定部34による尿素水の回収完了の判定の処理が異なる。
第3実施形態の場合、判定部34は、モータ21に供給される電流に基づいて尿素水の回収が完了したか否かを判定する。逆駆動部33は、逆方向へ回転するモータ21の回転数を一定に制御する。このとき、駆動状態取得部32は、モータ21の駆動状態として、逆方向へ回転するモータ21へ供給される電流Icを取得する。判定部34は、この駆動状態取得部32で取得したモータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。尿素水通路19に尿素水が残存しているとき、尿素水を回収するために逆方向へ回転するモータ21は、残存する尿素水によって負荷が加わる。尿素水の回収が完了することにより、この尿素水からモータ21へ加わる負荷は減少する。そのため、回転数が一定に制御されているモータ21へ供給される電流Icは、尿素水の回収の完了とともに一時的に減少する。このように、モータ21へ供給される電流Icは、残存する尿素水に起因する負荷の変化に応じて変化する。判定部34は、このモータ21へ供給される電流Icが変化する時期を、尿素水の回収が完了した時期として判定する。
(Third embodiment)
A
The configuration of the
In the case of the third embodiment, the
次に、第3実施形態による回収完了の判定の流れを図10に基づいて、図11のタイミングチャートを用いながら説明する。なお、上述の実施形態と共通する処理については説明を省略する。
制御装置30は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収を開始する(S301)。制御装置30は、図11の時期T31になると、モータ21により尿素水ポンプ15を駆動して、尿素水通路19に残存する尿素水を尿素水タンク14へ回収する。このとき、逆駆動部33は、モータ21を逆方向へ駆動する。
Next, the flow of determination of completion of collection according to the third embodiment will be described based on FIG. 10 and using the timing chart of FIG. Note that description of processing that is common to the above-described embodiment is omitted.
The
駆動状態取得部32は、S301でモータ21が駆動されると、モータ21が安定して作動しているか否かを判断する(S302)。駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にあると判定すると(S302:Yes)、図11の時期T32から時期T33においてモータ21へ供給される電流を安定電流値Isとして取得する(S303)。一方、駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にないと判定すると(S302:No)、S302へリターンし、モータ21が安定した作動状態になるまで待機する。
When the
判定部34は、安定電流値Isを取得すると、設定電流値Itを設定する(S304)。判定部34は、S303で取得した安定電流値Isに基づいて設定電流値Itを設定する。尿素水通路19の尿素水を回収する場合、モータ21へ供給される電流は、温度など尿素水の物性を変化させる要素に応じて変化する。そのため、S303で取得する安定電流値Isは、尿素水の回収のたびに変化する。そこで、判定部34は、尿素水を回収するごとに安定電流値Isを取得し、取得した安定電流値Isに基づいて設定電流値Itを設定している。この場合、設定電流値Itは、例えば安定電流値Isの数%から数十%減の値に設定される。この安定電流値Isに対する設定電流値Itの減少割合は、排気浄化システム10の構成などに応じて任意に設定することができる。
When determining the stable current value Is, the
判定部34は、S304において設定電流値Itを設定すると、モータ21へ供給される電流Icを取得する(S305)。すなわち、判定部34は、モータ21へ供給される最新の電流を電流Icとして取得する。そして、判定部34は、このS305で取得した電流Icが設定電流値It以下であるか否かを判定する(S306)。すなわち、判定部34は、モータ21へ供給される最新の電流IcがS304で設定した設定電流値It以下であるか否かを判定する。
The
判定部34は、電流Icが設定電流値It以下であると判定すると(S306:Yes)、尿素水の回収が完了したと判定する(S307)。すなわち、モータ21へ供給される最新の電流Icが設定電流値It以下であるとき、判定部34は尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。モータ21の回転数が一定に制御されているとき、尿素水通路19の尿素水の残量に応じて、尿素水に起因してモータ21に加わる負荷は減少する。そのため、尿素水通路19に残存する尿素水が減少した図11の時期T34になると、モータ21へ供給される電流Icは徐々に減少する。そして、尿素水通路19の尿素水の回収が完了した図11の時期T35になると、モータ21へ供給される電流Icは設定電流値It以下となる。そこで、判定部34は、このモータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下となる時期T35において、尿素水通路19の尿素水の回収を完了したと判定する。そして、制御装置30は、図3に示すメインルーチンのS11へリターンする。モータ停止部35は、S307において尿素水の回収が完了したと判定されると、時期T35においてすぐにモータ21を停止、または設定期間Dが経過した時期T36においてモータ21を停止する。
一方、判定部34は、電流Icが設定電流値Itより大きいと判定すると(S306:No)、S305へリターンする。すなわち、判定部34は、電流Icが設定電流値Itより大きい時期T33から時期T35に到達するまで、モータ21へ供給される電流Icの監視を継続する。
When determining that the current Ic is equal to or less than the set current value It (S306: Yes), the determining
On the other hand, if the
第3実施形態では、判定部34は、モータ21の回転数を一定に制御しているとき、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。尿素水ポンプ15を駆動するモータ21の回転数を一定に制御しているとき、尿素水通路19に残存する尿素水の量に応じてモータ21へ供給される電流Icは変化する。そして、尿素水の回収が完了すると、モータ21に加わる負荷が減少し、モータ21へ供給される電流Icは減少する。判定部34は、このモータ21へ供給される電流Icが減少し、設定電流値It以下になると、尿素水の回収が完了したと判定する。これにより、判定部34は、モータ21へ供給される電流Icに基づいて尿素水の回収の完了を判定することができる。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を回避することができる。
In the third embodiment, the
(第4実施形態)
第4実施形態による制御装置30について説明する。
第4実施形態による制御装置30の構成は、第1実施形態と共通する。第4実施形態の場合、判定部34による尿素水の回収完了の判定の処理が異なる。
第4実施形態の場合、判定部34は、モータ21に供給された電流に基づいて尿素水の回収が完了したか否かを判定する。逆駆動部33は、逆方向へ回転するモータ21の回転数を一定に制御する。このとき、駆動状態取得部32は、モータ21の駆動状態として、逆方向へ回転するモータ21へ供給される電流Icを取得する。判定部34は、この駆動状態取得部32で取得したモータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下となり、この期間が設定期間Tt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。第1実施形態と同様に、尿素水通路19に残存する尿素水によってモータ21に加わる負荷は変化する。そのため、モータ21へ供給される電流Icは、尿素水の回収の完了とともに減少する。そして、判定部34は、このモータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下となる期間が設定期間Ttになると、この時期を尿素水の回収が完了した時期として判定する。この設定期間Ttは、例えばモータ21の特性などに応じて任意に設定される。
(Fourth embodiment)
A
The configuration of the
In the case of the fourth embodiment, the
次に、第4実施形態による回収完了の判定の流れを図12に基づいて、図13のタイミングチャートを用いながら説明する。なお、上述の実施形態と共通する処理については説明を省略する。 Next, the flow of determination of completion of collection according to the fourth embodiment will be described based on FIG. 12 and using the timing chart of FIG. Note that description of processing that is common to the above-described embodiment is omitted.
制御装置30は、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収を開始する(S401)。制御装置30は、図13の時期T41になると、モータ21により尿素水ポンプ15を駆動して、尿素水通路19に残存する尿素水を尿素水タンク14へ回収する。このとき、逆駆動部33は、モータ21を逆方向へ駆動する。
The
駆動状態取得部32は、S401でモータ21が駆動されると、モータ21が安定して作動しているか否かを判定する(S402)。駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にあると判定すると(S402:Yes)、図13の時期T42から時期T43においてモータ21へ供給される電流を安定電流値Isとして取得する(S403)。一方、駆動状態取得部32は、モータ21が安定した作動状態にないと判定すると(S402:No)、S402へリターンし、モータ21が安定した作動状態となるまで待機する。
When the
判定部34は、安定電流値Isを取得すると、設定電流値Itを設定する(S404)。判定部34は、S403で取得した安定電流値Isに基づいて設定電流値Itを設定する。この場合も、設定電流値Itは、排気浄化システム10の構成などに応じて任意に設定することができる。判定部34は、S404において設定電流値Itを設定すると、時間カウントTmを「0」に設定する(S405)。すなわち、判定部34は、制御装置30を構成するタイマの時間カウントTmを「0」とする。
When determining the stable current value Is, the
判定部34は、S405において時間カウントTmを「0」に設定すると、モータ21へ供給される電流Icを取得する(S406)。このモータ21へ供給される電流Icは、モータ21へ供給される最新の電流値である。そして、判定部34は、このS406で取得した電流Icが設定電流値It以下であるか否かを判定する(S407)。尿素水通路19に残存する尿素水が減少した図13の時期T44になると、モータ21へ供給される電流Icは徐々に減少する。そして、尿素水通路19の尿素水の回収が完了した図13の時期T45になると、モータ21へ供給される電流Icは設定電流値It以下となる。
When the time count Tm is set to “0” in S405, the
判定部34は、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下であると判定すると(S407:Yes)、時間カウントTmをインクリメントする(S408)。すなわち、判定部34は、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下であるとき、経過時間の計測を開始する。一方、判定部34は、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値Itよりも大きいと判定すると(S407:No)、S405へリターンする。
When the
判定部34は、S408において時間カウントTmをインクリメントすると、時間カウントTmが設定期間Tt以上であるか否かを判定する(S409)。すなわち、判定部34は、S408で計測を開始した時間カウントTmが設定期間Ttに到達し、時期T46となったか否かを判定する。判定部34は、時間カウントTmが設定期間Tt以上であると判定すると(S409:Yes)、尿素水の回収が完了したと判定する(S410)。そして、制御装置30は、図3に示すメインルーチンのS11へリターンする。モータ停止部35は、S410において尿素水の回収が完了したと判定されると、時期T46においてすぐにモータ21を停止、または設定期間Dが経過した時期T47においてモータ21を停止する。
一方、判定部34は、時間カウントTmが設定期間Tt未満であると判定すると(S409:No)、S406へリターンする。すなわち、判定部34は、時間カウントTmが設定期間Ttに到達するまで、モータ21へ供給される電流Icの監視を継続する。
When the time count Tm is incremented in S408, the
On the other hand, if the
第4実施形態では、判定部34は、モータ21の回転数を一定に制御しているとき、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下となる期間が設定期間Tt以上になると、尿素水通路19から尿素水タンク14への尿素水の回収が完了したと判定する。例えば尿素水に気泡が含まれていた場合など、尿素水通路19における尿素水の残量によっては、モータ21の負荷が変動し、モータ21へ供給される電流Icが一時的に設定電流値It以下となる場合がある。このような場合、判定部34は、尿素水の回収の完了を誤判定するおそれがある。そこで、判定部34は、モータ21へ供給される電流Icが設定電流値It以下となる期間が設定期間Tt以上になると、尿素水の回収が完了したと判定する。したがって、尿素水通路19への尿素水の残存を確実に回避することができるとともに、回収が完了した後の尿素水ポンプ15の駆動による無用な電力の消費を低減することができる。
In 4th Embodiment, when the
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
図面中、10は排気浄化システム、11は内燃機関、13は排気通路、14は尿素水タンク、15は尿素水ポンプ、17は還元触媒、18はインジェクタ、19は尿素水通路、21はモータ、30は制御装置(尿素水噴射制御装置)、32は駆動状態取得部(駆動状態取得手段)、33は逆駆動部(逆駆動手段)、34は判定部(判定手段)、35はモータ停止部(モータ停止手段)を示す。 In the drawings, 10 is an exhaust purification system, 11 is an internal combustion engine, 13 is an exhaust passage, 14 is a urea water tank, 15 is a urea water pump, 17 is a reduction catalyst, 18 is an injector, 19 is a urea water passage, 21 is a motor, 30 is a control device (urea water injection control device), 32 is a drive state acquisition unit (drive state acquisition unit), 33 is a reverse drive unit (reverse drive unit), 34 is a determination unit (determination unit), and 35 is a motor stop unit. (Motor stop means) is shown.
Claims (8)
前記尿素水ポンプ(15)を駆動するモータ(21)の駆動状態を取得する駆動状態取得手段(32)と、
前記尿素水通路(19)の尿素水を前記尿素水タンク(14)へ回収するために前記モータ(21)を前記インジェクタ(18)への尿素水の供給時とは逆方向へ駆動する逆駆動手段(33)と、
前記逆駆動手段(33)で前記モータ(21)を駆動しているとき、前記駆動状態取得手段(32)で取得した前記モータ(21)の駆動状態に基づいて、前記尿素水通路(19)から前記尿素水タンク(14)への尿素水の回収が完了したか否かを判定する判定手段(34)と、
を備え、
前記駆動状態取得手段は、前記モータが安定した作動状態にあると判定すると、このときの前記駆動状態を安定駆動状態として取得し、
前記判定手段は、前記安定駆動状態に基づいて設定値を設定し、前記駆動状態取得手段で取得した前記モータの駆動状態および前記設定値に基づいて前記尿素水の回収が完了したか否かを判定する尿素水噴射制御装置。 Was added to the urea water that is stored in the urea water tank (14) to the exhaust of an internal combustion engine (11), the nitrogen oxides contained in the exhaust in order to reduced with a reducing catalyst (17), exhaust passageway ( 13) provided in an injector (18) for injecting urea water, and a urea water passage (19) connecting the urea water tank (14) and the injector (18) from the urea water tank (14). A urea water injection control device (30) for controlling a urea water pump (15) for supplying urea water to the injector (18),
Drive state acquisition means (32) for acquiring a drive state of a motor (21) for driving the urea water pump (15);
Reverse drive for driving the motor (21) in the opposite direction to the supply of urea water to the injector (18) in order to recover the urea water in the urea water passage (19) to the urea water tank (14). Means (33);
When the reverse drive means (33) is driving the motor (21), the urea water passage (19) is based on the drive state of the motor (21) acquired by the drive state acquisition means (32). Determination means (34) for determining whether or not recovery of urea water from the urea water tank (14) to the urea water tank (14) is completed;
Equipped with a,
When it is determined that the motor is in a stable operating state, the driving state acquisition means acquires the driving state at this time as a stable driving state,
The determination unit sets a set value based on the stable drive state, and determines whether or not the urea water has been collected based on the drive state of the motor and the set value acquired by the drive state acquisition unit. A urea water injection control device for determining.
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