JP6663680B2 - Control device for reducing agent injection device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を供給する還元剤噴射装置を制御するための還元剤噴射装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device of a reducing agent injection device for controlling a reducing agent injection device that supplies a reducing agent to an exhaust passage of an internal combustion engine.
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)が含まれている。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 Catalystic 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。 The exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine mounted on a vehicle contains NO x (nitrogen oxide). As an apparatus for purifying exhaust by decomposing the reduced to nitrogen and water or the like such NO X, urea SCR (Selective Catalystic Reduction) system has been put into practical use. The urea SCR system is a system that decomposes NO X by reacting NO X in exhaust gas with ammonia using an aqueous urea solution as a reducing agent.
かかる尿素SCRシステムは、排気通路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噴射装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が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、還元剤噴射装置は、貯蔵タンク内に収容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。 Such a urea SCR system includes a selective reduction catalyst disposed in an exhaust passage, and a reducing agent injection device for supplying a urea aqueous solution to an exhaust passage upstream of the selective reduction catalyst. Selective reduction catalyst has the function of promoting the reduction reaction of the NO X and ammonia in the exhaust adsorbs ammonia urea solution is generated by decomposition, it flows. Further, the reducing agent injection device includes a pump for pumping the urea aqueous solution contained in the storage tank, an injection valve for injecting the urea aqueous solution pumped by the pump, and a control device for controlling the pump and the injection valve. .
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。そのため、停車中に尿素水溶液が凍結し、体積が膨張することによって、ポンプや噴射弁、尿素水溶液を流通させる配管等が破損しないように、内燃機関の停止時には尿素水溶液が還元剤噴射装置内から貯蔵タンクに回収される。回収された尿素水溶液は、還元剤噴射装置の起動時に還元剤噴射装置内に再充填される。 The urea aqueous solution used in the urea SCR system has a different freezing temperature depending on the concentration. Even at the lowest freezing temperature, the temperature is on the order of minus 11 ° C. Therefore, when the internal combustion engine is stopped, the urea aqueous solution is discharged from the reducing agent injection device so that the pump, the injection valve, the piping for flowing the urea aqueous solution, and the like are not damaged by the urea aqueous solution being frozen and the volume expanding while the vehicle is stopped. Collected in storage tank. The recovered aqueous urea solution is refilled into the reducing agent injection device when the reducing agent injection device is started.
他方、噴射弁が高温に晒されると、噴射弁に付着している尿素水溶液の溶媒が蒸発して濃度が上昇し、凍結温度が上昇することによって、尿素水溶液が結晶化する場合がある。例えば、内燃機関の停止時に、噴射弁の冷却手段の機能が停止すると、残留する排気熱の影響を受けて噴射弁に付着している尿素水溶液が加熱され、結晶化するおそれがある。また、内燃機関の運転中であっても、尿素水溶液の噴射が長期間行われない場合には、噴射弁に付着している尿素水溶液が排気熱により加熱され、結晶化するおそれがある。尿素水溶液が結晶化すると、噴射弁の弁体が固着し、噴孔が開いたまま閉じられなくなる開固着や、噴孔が閉じられたままとなる閉固着を生じさせるおそれがある。 On the other hand, when the injection valve is exposed to a high temperature, the solvent of the urea aqueous solution adhering to the injection valve evaporates, the concentration increases, and the freezing temperature increases, so that the urea aqueous solution may crystallize. For example, if the function of the cooling means of the injection valve stops when the internal combustion engine is stopped, the urea aqueous solution attached to the injection valve may be heated and crystallized under the influence of the residual exhaust heat. Further, even when the internal combustion engine is operating, if the injection of the aqueous urea solution is not performed for a long time, the aqueous urea solution attached to the injection valve may be heated by the exhaust heat and crystallized. When the urea aqueous solution is crystallized, the valve body of the injection valve may stick, causing an open or fixed state in which the injection hole is not closed while being opened, or a closed and fixed state in which the injection hole is kept closed.
さらに、排気に含まれる煤等の微粒子が噴孔を介して噴射弁内に侵入し、弁体の摺動部分や着座部分等に付着することによって、上述した開固着や閉固着を生じるおそれもある。 Furthermore, fine particles such as soot contained in the exhaust gas may enter the injection valve through the injection hole and adhere to a sliding portion or a seating portion of the valve body, so that the above-described open fixation and close fixation may occur. is there.
ここで、噴射弁の固着が生じた場合、その固着が開固着であるか閉固着であるかによって、取るべき処置が異なってくる。例えば、噴射弁が閉固着状態である場合、ポンプの駆動を維持したままであっても尿素水溶液が排気管内に漏れ出ることはないが、噴射弁が開固着状態となっている場合、ポンプの駆動を維持したままでは尿素水溶液が垂れ流し状態になるため、ポンプの駆動を停止させる必要がある。 Here, when the sticking of the injection valve occurs, a measure to be taken differs depending on whether the sticking is an open sticking or a closed sticking. For example, when the injection valve is closed and fixed, the urea aqueous solution does not leak into the exhaust pipe even if the operation of the pump is maintained, but when the injection valve is open and fixed, If the driving is maintained, the urea aqueous solution is dripped off, and thus it is necessary to stop the driving of the pump.
特許文献1には、噴射弁の弁体の動作不良が生じている場合に、噴射弁の開固着状態又は閉固着状態を精度よく判別することができる還元剤噴射弁の異常判定装置が提案されている。具体的には、噴射弁に対して尿素水溶液を供給する還元剤通路内を減圧したときの還元剤通路内の圧力変化に基づいて、弁体の動作不良が開固着によるものか又は閉固着によるものかを判別する異常判定装置が開示されている。 Patent Literature 1 proposes a reducing agent injection valve abnormality determination device that can accurately determine whether the injection valve is open or closed when the valve body of the injection valve malfunctions. ing. Specifically, based on a pressure change in the reducing agent passage when the pressure in the reducing agent passage for supplying the urea aqueous solution to the injection valve is reduced, the operation failure of the valve body is caused by the open fixation or the close fixation. There is disclosed an abnormality determination device for determining whether an object is an object.
特許文献1に開示された異常判定装置は、内燃機関の停止時等、還元剤噴射装置による尿素水溶液の噴射制御を停止している間にのみ、開固着又は閉固着の判別を実行することができる。すなわち、特許文献1に開示された異常判定装置は、尿素水溶液の噴射制御中に開固着又は閉固着の判別を実行することができないため、尿素水溶液の噴射制御の開始後に噴射弁に何らかの異常が見られた場合には、噴射制御を禁止せざるを得ない。尿素水溶液の噴射制御中においても噴射弁の開固着状態又は閉固着状態を判別することができれば、噴射弁による尿素水溶液の噴射制御に支障がない場合には、噴射制御を継続させることが可能になると考えられる。 The abnormality determination device disclosed in Patent Literature 1 can execute the determination of the sticking of the open or closed state only while the injection control of the urea aqueous solution by the reducing agent injection device is stopped, such as when the internal combustion engine is stopped. it can. That is, the abnormality determination device disclosed in Patent Literature 1 cannot perform the determination of the open sticking or the closed sticking during the injection control of the urea aqueous solution. If so, injection control must be prohibited. If the open / closed state of the injection valve can be determined even during the injection control of the urea aqueous solution, the injection control can be continued if there is no problem in the injection control of the urea aqueous solution by the injection valve. It is considered to be.
また、尿素水溶液の噴射制御を停止している間、噴射弁の固着を生じていても、当該固着が尿素水溶液の結晶化によるものである場合、結晶化した尿素水溶液が液体の尿素水溶液に浸されることによって再び液化し、弁体の動作不良が改善される場合がある。すなわち、噴射制御開始前に噴射弁が固着している場合において、結晶化した尿素水溶液の融解を試みることができる場合がある。しかしながら、結晶化した尿素水溶液の融解を試みた場合であっても、融解が十分でない場合には、尿素水溶液の噴射制御の開始後に、噴射弁が異常と判別される場合がある。この場合、噴射弁が閉固着状態である場合には、ポンプの駆動を維持しても尿素水溶液が垂れ流し状態にならないため、噴射制御を禁止させる前に、結晶化した尿素水溶液の融解を再び試みることができる。したがって、結晶化した尿素水溶液の融解が不十分な状態を改善するためにも、尿素水溶液の噴射制御中において噴射弁の開固着状態又は閉固着状態を判別することができることが望ましい。 Also, while the injection control of the urea aqueous solution is stopped, even if the injection valve is stuck, if the adhesion is due to crystallization of the urea aqueous solution, the crystallized urea aqueous solution is immersed in the liquid urea aqueous solution. As a result, liquefaction may occur again, and the malfunction of the valve body may be improved. That is, when the injection valve is fixed before the start of the injection control, it may be possible to try to melt the crystallized urea aqueous solution. However, even when an attempt is made to melt the crystallized aqueous urea solution, if the melting is not sufficient, the injection valve may be determined to be abnormal after the start of the injection control of the aqueous urea solution. In this case, when the injection valve is in the closed and fixed state, the urea aqueous solution does not fall down even if the operation of the pump is maintained, so that the crystallized urea aqueous solution is again melted before the injection control is prohibited. be able to. Therefore, in order to improve the state in which the crystallized urea aqueous solution is insufficiently melted, it is desirable to be able to determine whether the injection valve is open or closed during injection control of the urea aqueous solution.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、還元剤の噴射制御中において、噴射弁に生じた異常が開固着であるか又は閉固着であるかを判別可能な、還元剤噴射装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to determine whether an abnormality that occurs in an injection valve during opening control of a reducing agent is open sticking or closed sticking. It is an object of the present invention to provide a control device for a reducing agent injection device, which can determine whether the reducing agent is ejected.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内燃機関の排気管に取り付けられた噴射弁により、排気通路に配設された還元触媒の上流側に、内燃機関の排気中のNOXを浄化するための還元剤を噴射する還元剤噴射装置を制御するための制御装置において、噴射弁に供給される還元剤の圧力が所定の目標値となるように還元剤を圧送するポンプの出力を制御しつつ、噴射弁の開弁動作を制御する噴射制御部と、還元剤の噴射制御の実行中における、噴射弁に通電される電流波形及びポンプの出力に基づいて、噴射弁の開固着又は閉固着を区別しつつ噴射弁の異常を判定する異常判定部と、を備える、還元剤噴射装置の制御装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, an injection valve attached to an exhaust pipe of an internal combustion engine causes an exhaust gas of the internal combustion engine to be provided upstream of a reduction catalyst disposed in an exhaust passage. a control apparatus for controlling the reducing agent injection device for injecting a reducing agent for purifying NO X, the pump for pumping the reducing agent so that the pressure of the reducing agent supplied to the injection valve becomes a predetermined target value An injection control unit that controls the valve opening operation of the injection valve while controlling the output of the injection valve, based on the current waveform supplied to the injection valve and the output of the pump during execution of the injection control of the reducing agent. A control unit for the reducing agent injection device, comprising: an abnormality determination unit that determines whether the injection valve is abnormal while distinguishing between the open and closed states.
異常判定部は、電流波形に変化点が発現せず、かつ、ポンプの出力が第1の範囲内で維持されている場合、噴射弁が開固着状態にあると判定し、電流波形に変化点が発現せず、かつ、ポンプの出力が第1の範囲よりも小さい値の第2の範囲内で維持されている場合、噴射弁が閉固着状態にあると判定してもよい。 The abnormality determining unit determines that the injection valve is in the open and fixed state when the change point does not appear in the current waveform and the output of the pump is maintained within the first range, and the change point in the current waveform. Does not appear, and the output of the pump is maintained within a second range that is smaller than the first range, it may be determined that the injection valve is in the closed and fixed state.
異常判定部は、噴射弁が開固着状態にあると判定した場合に、還元剤の噴射制御を中止させてもよい。 The abnormality determination unit may stop the control of the injection of the reducing agent when determining that the injection valve is in the open and fixed state.
異常判定部により噴射弁が閉固着状態にあると判定された場合に、噴射弁に供給される還元剤を一旦回収した後、噴射弁に再供給する復帰制御部を備えてもよい。 When the abnormality determination unit determines that the injection valve is in the closed and fixed state, a recovery control unit that once recovers the reducing agent supplied to the injection valve and then resupplies the injection agent to the injection valve may be provided.
異常判定部は、噴射弁が閉固着状態にあると判定した回数が所定の閾値以上になった場合に、噴射弁の噴射制御の実行を禁止してもよい。 The abnormality determination unit may prohibit the execution of the injection control of the injection valve when the number of times that the injection valve is determined to be in the closed and fixed state is equal to or more than a predetermined threshold.
還元剤噴射装置の起動時及び復帰制御部による還元剤の再供給時に、噴射弁に供給される還元剤の圧力を高めた状態で還元剤を圧送するポンプの出力を一定にするとともに噴射弁を開弁状態で維持したときの還元剤の圧力に基づいて、噴射弁の詰まりの有無を判定する圧力判定部を備え、圧力判定部により異常なしと判定された場合に、噴射制御部が還元剤の噴射制御を開始し、異常判定部が噴射弁の異常を判定してもよい。 At the time of starting the reducing agent injection device and at the time of re-supply of the reducing agent by the return control unit, the output of the pump that pumps the reducing agent while the pressure of the reducing agent supplied to the injection valve is increased is fixed, and the injection valve is operated. A pressure judging unit for judging the presence or absence of clogging of the injection valve based on the pressure of the reducing agent when the valve is maintained in the open state is provided.If the pressure judging unit judges that there is no abnormality, the injection control unit May be started, and the abnormality determination unit may determine the abnormality of the injection valve.
圧力判定部により異常ありと判定された場合に、噴射弁に供給される還元剤を一旦回収した後、噴射弁に再供給する復帰制御部を備えてもよい。 When the pressure determination unit determines that there is an abnormality, a recovery control unit may be provided that once recovers the reducing agent supplied to the injection valve and then resupplies the reducing agent to the injection valve.
圧力判定部は、異常ありと判定した回数が所定の閾値以上になった場合に、噴射弁の噴射制御の実行を禁止してもよい。 The pressure determination unit may prohibit the execution of the injection control of the injection valve when the number of times of determining that there is an abnormality is equal to or greater than a predetermined threshold.
以上説明したように本発明によれば、還元剤の噴射制御中において、噴射弁に生じた異常が開固着であるか又は閉固着であるかを判別することができる。 As described above, according to the present invention, during the control of the injection of the reducing agent, it is possible to determine whether the abnormality that has occurred in the injection valve is open sticking or closed sticking.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<1.尿素SCRシステムの全体構成>
まず、還元剤噴射装置20を備えた尿素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の概略構成を示す説明図である。尿素SCRシステム10は、ディーゼルエンジン等に代表される内燃機関5の排気系に接続された排気管11の途中に配設された還元触媒13と、還元触媒13よりも上流側で排気通路内に還元剤を噴射する還元剤噴射装置20とを備える。尿素SCRシステム10は、車両や建設機械、農機等に搭載され、還元剤として尿素水溶液を用いて、内燃機関5から排出される排気中のNOXを還元して分解することで、排気を浄化するシステムである。
<1. Overall configuration of urea SCR system>
First, an example of the overall configuration of the urea
尿素水溶液は、例えば凍結温度が最も低い、約32.5%濃度の尿素水溶液とすることができる。この場合の凍結温度は、約−11℃である。かかる尿素水溶液は、濃度が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。 The aqueous urea solution may be, for example, an aqueous urea solution having a lowest freezing temperature and a concentration of about 32.5%. The freezing temperature in this case is about -11 ° C. Such an aqueous urea solution has a property that the freezing temperature increases as the concentration increases, and the urea solution is easily crystallized by evaporating water as a solvent.
還元触媒13は、内燃機関5の排気中に含まれるNOXを、尿素水溶液を用いて選択的に還元する。本実施形態では、還元剤噴射装置20により噴射される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアが還元触媒13に吸着され、還元触媒13に流入する排気中のNOXがアンモニアと反応することにより還元される。かかる還元触媒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、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。
The
還元剤噴射装置20は、還元触媒13よりも上流側の排気通路内に、還元剤としての尿素水溶液を噴射する。尿素水溶液の噴射量は、排気中に含まれるNOXの濃度や、還元触媒13におけるアンモニアの吸着可能量、還元触媒13の温度等に基づいて、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。
The reducing
還元触媒13よりも上流側の排気管11には、排気温度Tgasを検出するための温度センサ15が取り付けられている。温度センサ15によって検出される排気温度Tgasは、還元触媒13の温度推定にも用いられる。これ以外に、排気管11には、図示しないNOX濃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。
A
<2.還元剤噴射装置>
次に、還元剤噴射装置20の構成の一例について詳細に説明する。図1に示すように、還元剤噴射装置20は、還元触媒13よりも上流側の排気管11に固定された噴射弁31と、尿素水溶液を圧送するポンプ41を有するポンプユニット40とを備える。ポンプ41及び噴射弁31は、制御装置100によって駆動制御される。制御装置100は、内燃機関5の制御装置70から、内燃機関5の燃料噴射量や噴射タイミング、エンジン回転数等の運転状態に関する情報を取得可能になっている。
<2. Reducing agent injection device>
Next, an example of the configuration of the reducing
貯蔵タンク50とポンプ41とは第1の還元剤通路58で接続され、ポンプ41と噴射弁31とは第2の還元剤通路57で接続されている。第2の還元剤通路57には、他端が貯蔵タンク50に接続されたリターン通路59が接続されており、リターン通路59にはオリフィス45が備えられている。オリフィス45は、第2の還元剤通路57内の圧力が保持されやすくなるように設けられている。また、第2の還元剤通路57には、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puを示す、第2の還元剤通路57内の圧力を検出するための圧力センサ43が備えられている。
The
噴射弁31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31はコイルを備え、当該コイルへの通電により発生する磁力によって弁体が移動して開弁する構造を有している。本実施形態では、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puが所定の目標値Ptgtとなるように制御されるため、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。この噴射弁31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。
As the
噴射弁31は、冷却カバー内に保持され、当該冷却カバーには、内燃機関5の冷却水が流通可能になっている。冷却カバー内の冷却水の通路は、冷却水循環通路87の一部を構成する。冷却水循環通路87は、内燃機関5に設けられた冷却装置60の冷却通路86から分岐し、噴射弁31の冷却カバーを経由して、再び内燃機関5の冷却通路86に合流する。内燃機関5の始動後、冷却水循環通路87には、常時冷却水が流れる。したがって、内燃機関5の運転中、高温の排気熱等により噴射弁31が加熱され得る状況において、冷却水循環通路87に冷却水が流れ、噴射弁31の過熱が抑制される。
The
ポンプ41は、例えば電動式のダイヤフラムポンプやモータポンプからなる。ポンプ41の出力は、制御装置100から出力される制御信号に基づいて制御される。本実施形態では、制御装置100は、噴射弁31に供給される圧力Puが所定の目標値Ptgtに維持されるように、圧力センサ43により検出される圧力Puと目標値Ptgtとの偏差ΔPに基づいて、ポンプ41の出力をフィードバック制御する。
The pump 41 is composed of, for example, an electric diaphragm pump or a motor pump. The output of the pump 41 is controlled based on a control signal output from the
ポンプユニット40には、ポンプ41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71が備えられている。流路切替弁71は、例えば電磁切替弁により構成され、制御装置100によって駆動される。本実施形態では、流路切替弁71は、ポンプ41の吸入側と第1の還元剤通路58、及び、ポンプ41の吐出側と第2の還元剤通路57をそれぞれ接続する第1の状態と、ポンプ41の吐出側と第1の還元剤通路58、及び、ポンプ41の吸入側と第2の還元剤通路57をそれぞれ接続する第2の状態とを切り替える。
The
排気管11内への尿素水溶液の噴射制御を行う場合には、尿素水溶液が貯蔵タンク50側から噴射弁31側へ流れるように、流路切替弁71が作動される。また、還元剤噴射装置20内の尿素水溶液を貯蔵タンク50に回収する場合には、尿素水溶液が噴射弁31側から貯蔵タンク50側へ流れるように、流路切替弁71が作動される。なお、流路切替弁71を用いる代わりに、逆回転可能なポンプを用いることによって、尿素水溶液が回収可能になっていてもよい。
When controlling the injection of the aqueous urea solution into the exhaust pipe 11, the flow
還元剤噴射装置20には内燃機関5の冷却水が循環する。内燃機関5の冷却装置60から分岐した冷却水循環通路85は、途中で、噴射弁31の冷却カバーを通過する冷却水循環通路87と、貯蔵タンク50やポンプユニット40を通過する冷却水循環通路89とに分岐する。このうち、冷却水循環通路89には制御装置100によって駆動される開閉弁81が設けられ、冷却水の流通及び遮断が切り替え可能になっている。内燃機関5の運転中、冷却水循環通路87には常時冷却水が流れ、噴射弁31を冷却する。一方、冷却水循環通路89を流れる冷却水は、昇温媒体として用いられ、貯蔵タンク50やポンプユニット40の加熱が必要なときに開閉弁81が開かれ、冷却水が流される。
The coolant of the
<3.制御装置>
次に、本実施形態にかかる還元剤噴射装置20の制御に用いられる制御装置100の構成例について説明する。制御装置100は、公知のマイクロコンピュータやポンプ41及び噴射弁31、流路切替弁71の駆動回路等を備えて構成される。図2は、制御装置100の構成を機能的に示すブロック図である。また、図3は、圧力判定部105による詰まり判定実行時、噴射制御部101による尿素水溶液の噴射制御実行時、及び復帰制御部107による復帰制御実行時のそれぞれにおける、ポンプ41、尿素水溶液の流れ、及び噴射弁31の制御状態を示す。
<3. Control device>
Next, a configuration example of the
制御装置100は、噴射制御部101と、異常判定部103と、圧力判定部105と、復帰制御部107とを備える。これらの各部は、具体的には、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ものであってよい。制御装置100には、直接、あるいは、CAN等のバス配線を介して、圧力センサ43や温度センサ15の検出信号、及び、内燃機関5の運転状態に関連する情報等が入力される。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。これらの記憶素子は、マイクロコンピュータにより実行されるプログラムや、演算処理に用いられる各種パラメータ、演算結果、検出結果等を記憶する。
The
(3−1.噴射制御部)
噴射制御部101は、内燃機関5の排気中に含まれるNOXを浄化するために、尿素水溶液を排気管11内に噴射する噴射制御を実行する。本実施形態では、噴射制御部101は、後述する圧力判定部105により噴射弁31に異常がないと判定された場合に、尿素水溶液の噴射制御を開始する。噴射制御部101は、ポンプ41の出力制御、及び、噴射弁31の通電制御を実行する。噴射制御部101は、圧力センサ43の検出信号を読み込み、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puが、所定の目標値Ptgtとなるように、ポンプ41の出力をフィードバック制御する。また、噴射制御部101は、尿素水溶液の目標噴射量を算出するとともに、算出された目標噴射量に基づいて噴射弁31の開弁時間を制御する。
(3-1. Injection control unit)
図3に示したように、噴射制御実行時には、ポンプ41の出力は、尿素水溶液の圧力Puに基づいてフィードバック制御される。また、尿素水溶液が貯蔵タンク50側から噴射弁31側に向かって(順方向)に流れるように流路切替弁71が保持される。また、噴射弁31は、目標噴射量に基づいて開弁時間が調節されるように、噴射弁31への通電時間が制御される。本実施形態では、噴射制御部101は、目標噴射量に基づいて、所定の噴射サイクル中の開弁時間の比であるデューティ比を制御する。
As shown in FIG. 3, during execution of the injection control, the output of the pump 41 is feedback-controlled based on the pressure Pu of the urea aqueous solution. The flow
例えば、噴射制御部101は、内燃機関5の排気中のNOX量に基づき、当該NOXを還元するために必要なアンモニア量を求めるとともに、還元触媒13におけるアンモニアの目標吸着量に対して過不足のアンモニア量を求め、これらの総和に対応する尿素水溶液の量を目標噴射量とし得る。排気中のNOX量としては、内燃機関5の運転状態に基づき推定されるNOX濃度、あるいは、NOXセンサにより検出されるNOX濃度に、排気流量を乗じて求められるNOX量を用いることができる。そして、噴射制御部101は、算出されたNOX量に対応するアンモニア量を求める。
For example, the
また、還元触媒13におけるアンモニアの目標吸着量としては、排気温度Tgasに基づき推定される触媒温度に応じた吸着可能量に対して目標吸着率を乗じた値を用いることができる。目標吸着率は、例えば、70〜80%とし得る。目標吸着率を70〜80%とすることにより、吸着率が比較的高く維持されて、NOXの還元効率が高くなる一方、触媒温度が急激に上昇した場合であっても、アンモニアの吸着可能量が、現在のアンモニアの吸着量を下回らないようにすることができる。そして、噴射制御部101は、積算により求められる現在のアンモニア吸着量と、目標吸着量との差分から、過不足のアンモニア量を求める。
Further, as the target adsorption amount of ammonia in the
そして、噴射制御部101は、還元触媒13の目標吸着量に対する過不足のアンモニア量と、先に求めたアンモニア量とを加算し、算出されたアンモニア量に対応する尿素水溶液の量を目標噴射量として、噴射弁31を駆動制御する。上述のとおり、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力は一定に保たれるように制御されるため、噴射制御部101は、目標噴射量に応じて、噴射時間を調節する。このように尿素水溶液の噴射制御を実行することにより、還元触媒13の下流側へのアンモニアの流出が抑制されつつ、還元触媒13におけるアンモニアの吸着率が高く維持され、NOXの還元効率を向上させることができる。
Then, the
(3−2.復帰制御部)
復帰制御部107は、噴射弁31に供給される尿素水溶液を一旦貯蔵タンク50に回収した後、再び噴射弁31側に尿素水溶液を供給する制御(以下、かかる制御を「復帰制御」ともいう。)を行う。本実施形態では、後述する異常判定部103によって噴射弁31が閉固着状態にあると判定された場合、及び、後述する圧力判定部105によって噴射弁31に異常ありと判定された場合に、復帰制御を実行する。
(3-2. Return control unit)
The
具体的に、復帰制御部107は、流路切替弁71に通電することによって、尿素水溶液が噴射弁31側から貯蔵タンク50側に流れるように流路を切り替え、あらかじめ設定された所定時間、ポンプ41を駆動させる。このとき、復帰制御部107は、噴射弁31に通電し、噴射弁31に開弁指示を出力してもよい。これにより、還元剤噴射装置20内の尿素水溶液がポンプ41によって吸い戻され、貯蔵タンク50内に回収される。その後、復帰制御部107は、流路切替弁71への通電を停止して、尿素水溶液が貯蔵タンク50側から噴射弁31側に流れるように流路を切り替え、ポンプ41を駆動させる。これにより、還元剤噴射装置20内に尿素水溶液が再充填される。
Specifically, the
図3に示したように、復帰制御実行時には、ポンプ41の出力は一定にされる。また、尿素水溶液を回収する際には、尿素水溶液が噴射弁31側から貯蔵タンク50側に向かって(逆方向)に流れるように流路切替弁71が切り替えられる。その後、尿素水溶液を再充填する際には、尿素水溶液が貯蔵タンク50側から噴射弁31側に向かって(順方向)に流れるように流路切替弁71が切り替えられる。また、尿素水溶液を回収する際には、噴射弁31には開弁指示が出力され、尿素水溶液を再充填する際には、噴射弁31は閉弁状態で保持される。
As shown in FIG. 3, during execution of the return control, the output of the pump 41 is kept constant. When recovering the aqueous urea solution, the flow
復帰制御部107により、尿素水溶液の回収及び再充填が行われることで、例えば、噴射弁31内で尿素水溶液が結晶化している場合に、液体の尿素水溶液が噴射弁31に到達して、結晶化している尿素水溶液が融解する可能性が生じる。例えば、尿素水溶液を回収した際に第2の還元剤通路57のうちの噴射弁31に近い領域に付着して尿素水溶液を残留させることができる場合がある。かかる場合には、次に尿素水溶液が再充填される際に、残留した尿素水溶液が噴射弁31側に押し込まれて、噴射弁31内で結晶化した尿素水溶液に到達し得る。これにより、結晶化した尿素水溶液が融解し、尿素水溶液の噴射制御を禁止せずに、尿素水溶液の噴射制御を実行可能な状態に復帰させることができる。
The recovery and refilling of the urea aqueous solution is performed by the
(3−3.圧力判定部)
圧力判定部105は、還元剤噴射装置20の起動時、及び、復帰制御部107による尿素水溶液の再充填時に、圧力センサ43により検出される尿素水溶液の圧力に基づいて、噴射弁31の詰まりの有無を判定する。具体的に、圧力判定部105は、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puが所定値以上に高められた状態で、ポンプ41の出力を一定とし、噴射弁31を開弁状態で維持する。図3に示したように、詰まり判定実行時には、ポンプ41の出力は一定にされる。また、尿素水溶液が貯蔵タンク50側から噴射弁31側に向かって(順方向)に流れるように流路切替弁71が保持される。また、噴射弁31には、全開指示が出力される。
(3-3. Pressure determination unit)
The
このとき、噴射弁31が正常に開弁している場合と、噴射弁31に詰まりが生じている場合とでは、尿素水溶液の圧力変化に差が生じ得る。図4は、ポンプ41の出力を一定にした状態で噴射弁31を開弁状態で維持した場合の尿素水溶液の圧力変化を示す説明図である。図4は、3つの噴孔を有する噴射弁31を用いた場合の例を示している。噴射弁31が正常に開弁している場合、すなわち、3つの噴孔すべてから尿素水溶液が噴出している場合には、尿素水溶液の圧力Puは所定の速度で低下する(線A)。一方、噴射弁31が開弁しない場合、すなわち、3つの噴孔すべてから尿素水溶液が噴出しない場合には、尿素水溶液の圧力Puは変化しない(線D)。噴孔が詰まっているのではなく、噴射弁31が閉固着状態になっている場合においても、尿素水溶液の圧力Puは変化しない(線D)。
At this time, the pressure change of the aqueous urea solution may differ between the case where the
また、噴射弁31が開弁する場合であっても、噴孔の一部が詰まっている場合には、尿素水溶液の圧力Puの低下速度は正常な状態に比べて小さくなる。例えば、1つの噴孔が詰まっており、2つの噴孔から尿素水溶液が噴出している場合には、尿素水溶液の圧力Puの低下速度は、正常な場合に比べてやや小さくなり(線B)、2つの噴孔が詰まっており、1つの噴孔から尿素水溶液が噴出している場合には、尿素水溶液の圧力Puの低下速度は、さらに小さくなる(線C)。
In addition, even when the
したがって、例えば、噴射弁31を開弁状態にしてから所定時間経過後の圧力の閾値として、各圧力変化の態様を区別し得る複数の閾値を、固定するポンプ41の出力に応じて設定しておくことにより、噴射弁31の詰まりの有無を判定することができる。このとき、閾値を複数設定して、噴孔の詰まり度合いまで区別できるようにしてもよいし、1つの閾値を設定して、噴孔の詰まりの有無のみを区別できるようにしてもよい。
Therefore, for example, as the pressure threshold after a predetermined time has elapsed after the
本実施形態では、圧力判定部105は、噴射弁31に異常ありと判定された場合に、復帰制御部107に復帰制御を実行させる。このとき、圧力判定部105は、第1カウンタ値をカウントアップし、第1カウンタ値が所定の閾値Th1に到達した場合に、噴射弁31の異常が解消されないものとみなして、尿素水溶液の噴射制御を禁止する。
In the present embodiment, when it is determined that the
かかる圧力判定部105による詰まり判定は、後述する異常判定部103による異常判定に比べて、比較的簡易に実施することができる。したがって、圧力判定部105による詰まり判定において異常ありと判定された場合には、少なくとも詰まりが解消されるまでの間、尿素水溶液の噴射制御を停止させることができる。一方、圧力判定部105による詰まり判定では、噴射弁31が開固着状態になっている場合であっても、異常なしと判定されることも考えられる。このため、本実施形態にかかる制御装置100は、圧力判定部105による詰まり判定とは別に、異常判定部103による異常判定を実行する。
The determination of clogging by the
(3−4.異常判定部)
異常判定部103は、圧力判定部105によって噴射弁31に異常がないと判定され、尿素水溶液の噴射制御が開始された状態で、噴射弁31に通電される電流波形及びポンプ41の出力に基づいて、噴射弁31の異常を判定する。具体的に、異常判定部103は、尿素水溶液の噴射制御が実行されている状態で、噴射弁31に通電される電流波形及びポンプ41の出力を監視し、電流波形に基づいて弁体が移動しているか否かを判別することにより、弁体の固着の有無を判定する。さらに、異常判定部103は、弁体が固着している場合に、ポンプ41の出力に基づいて、当該固着が開固着であるか閉固着であるかを判定する。
(3-4. Abnormality determination unit)
The
図5は、弁体の固着の有無による、噴射弁31に通電される電流波形の違いを示す説明図である。噴射弁31は、電磁コイルへの通電量が増大するにつれて弁体を引き付ける磁力が増大し、弁体が移動する構成を有する。弁体が固着していない場合(実線)、通電量を徐々に大きくしていくと、弁体が移動し始めるときに一旦電流値が低下するため、電流波形に変化点が発現する。一方、弁体が固着している場合(破線)、通電量を増大させても弁体が移動しないため、電流波形に変化点は発現しない。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a difference in a current waveform supplied to the
異常判定部103は、噴射制御を実行している間に噴射弁31に通電される電流波形に、このような変化点が発現したか否かを判別することにより、弁体の固着の有無を判定し得る。電流波形に変化点が発現した場合、すなわち、弁体が固着していない場合には、すでに圧力判定部105によって行われた詰まり判定の異常なしの結果と併せて、噴射弁31による尿素水溶液の噴射制御を正常に行い得ると判断し得る。このため、異常判定部103は、噴射弁31に異常がないものとして、尿素水溶液の噴射制御を継続させる。
The
一方、噴射弁31に通電される電流波形に変化点が発現しない場合、すなわち、弁体が固着している場合、当該固着が開固着か閉固着かによって、ポンプ41の出力に差が生じる。図6は、噴射弁31の開固着状態及び閉固着状態でのポンプ41の出力を示す説明図である。尿素水溶液の噴射制御中には、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puが目標値Ptgtに維持されるようにポンプ41の出力が制御されるため、弁体が固着している場合には、尿素水溶液の噴射量(ゼロも含む)は一定であり、ポンプ41の出力は略一定になる。
On the other hand, when a change point does not appear in the waveform of the current supplied to the
ただし、噴射弁31が閉固着状態の場合には、尿素水溶液は噴射されない一方、噴射弁31が開固着状態の場合には、尿素水溶液が噴射される。そのため、尿素水溶液の圧力Puを目標値Ptgtに維持するためのポンプ41の出力は、噴射弁31が開固着状態の場合の方が、閉固着状態の場合に比べて大きくなる。したがって、異常判定部103は、噴射弁31の開固着状態又は閉固着状態を区別し得る閾値や範囲等と、実際のポンプ41の出力とを比較することにより、噴射弁31の固着状態を判別する。
However, when the
噴射弁31が開固着状態の場合、噴射弁31に尿素水溶液が供給される間、常に排気管11内に尿素水溶液が噴射される状態になる。これにより、排気管11内に尿素水溶液が付着して、加熱されることによって結晶化が進行したり、生成されるアンモニアが還元触媒13に吸着しきれずに還元触媒13の下流側に流出したりするおそれがある。このため、異常判定部103は、噴射弁31が開固着状態の場合には、尿素水溶液の噴射制御を禁止する。これに伴って、異常判定部103は、還元剤噴射装置20内の尿素水溶液を貯蔵タンク50内に回収したり、運転者等への警告表示を行ったりしてもよい。
When the
一方、噴射弁31が閉固着状態の場合、噴射弁31に尿素水溶液を供給しても、尿素水溶液が排気管11内に漏れ出ることはない。そのため、異常判定部103は、噴射弁31が閉固着状態である場合、復帰制御部107に復帰制御を実行させ、結晶化した尿素水溶液の融解によって、弁体の固着の解消を試みる。このとき、異常判定部103は、第2カウンタ値をカウントアップし、第2カウンタ値が所定の閾値Th2に到達した場合に、噴射弁31の閉固着状態が解消されないものとみなして、尿素水溶液の噴射制御を禁止する。
On the other hand, when the
かかる異常判定部103による噴射弁31の異常判定は、尿素水溶液の噴射制御を実行中に行うことができる。したがって、噴射弁31に異常がない場合には、尿素水溶液の噴射制御に影響を与えることなく、噴射弁31の異常判定を完了させることができる。また、かかる噴射弁31の異常判定は、噴射弁31の開固着状態と閉固着状態とを判別することができるために、閉固着状態の場合には、噴射制御を禁止する前に、弁体の固着の解消を試みることができる。したがって、結晶化した尿素水溶液を融解させることができた場合には、尿素水溶液の噴射制御を継続することができる。
The abnormality determination of the
<4.フローチャート>
次に、図7を参照して、本実施形態にかかる制御装置100により実行される還元剤噴射装置の制御方法の例について説明する。
<4. Flow chart>
Next, an example of a control method of the reducing agent injection device executed by the
まず、ステップS10において、内燃機関5のイグニションスイッチがオンにされる等によって、還元剤噴射装置20が起動すると、ステップS14において、第1カウンタ及び第2カウンタの値がリセットされる。
First, in step S10, when the ignition switch of the
次いで、ステップS18において、制御装置100の圧力判定部105は、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puに基づいて、噴射弁31の詰まり判定を行う。例えば、貯蔵タンク50内の尿素水溶液がポンプ41によって噴射弁31に向けて圧送され、圧力センサ43により検出される圧力Puが目標値Ptgtになった状態で、圧力判定部105は、ポンプ41の出力を一定にするとともに、噴射弁31を開弁状態で維持する。そして、圧力判定部105は、噴射弁31を開弁状態にしてから所定時間経過した時点の圧力Puの値を求め、噴射弁31の詰まりの有無を判定する。ある時点の圧力Puの値の代わりに、噴射弁31を開弁状態にしてからの圧力の降下速度を用いて、噴射弁31の詰まり判定をしてもよい。
Next, in Step S18, the
次いで、ステップS22において、圧力判定部105は、詰まり判定の結果、噴射弁31に異常があるか否かを判別する。噴射弁31に異常がある場合(S22:Yes)、ステップS26において、圧力判定部105は、復帰制御部107による復帰制御を実行させる。例えば、復帰制御部107は、流路切替弁71に通電し、ポンプ41により圧送される尿素水溶液が、噴射弁31側から貯蔵タンク50側に流れるようにした後、ポンプ41を所定時間駆動する。これにより、還元剤噴射装置20内の尿素水溶液が貯蔵タンク50内に吸い戻される。このとき、噴射弁31に開弁指示を出力してもよい。噴孔の一部が詰まっている場合には、噴射弁31が開弁していた方が、尿素水溶液を効率的に吸い戻すことができる。
Next, in step S22, the
また、復帰制御部107は、尿素水溶液の吸い戻しが終了した後には、流路切替弁71への通電を停止し、ポンプ41により圧送される尿素水溶液が、貯蔵タンク50側から噴射弁31側に流れるようにし、ポンプ41を駆動する。これにより、尿素水溶液が還元剤噴射装置20内に再充填される。かかる復帰制御の結果、尿素水溶液が、噴射弁31内で結晶化した尿素水溶液に到達すれば、結晶化した尿素水溶液が融解して、噴射弁31の異常が解消され得る。
After the return of the urea aqueous solution is completed, the
復帰制御部107による復帰制御が終了した後、ステップS30において、圧力判定部105は、第1カウンタ値が、あらかじめ設定した閾値Th1以上になっているか否かを判別する。第1カウンタ値が閾値Th1未満である場合(S30:No)、噴射弁31の詰まりの解消の余地があるため、圧力判定部105は、ステップS34において、第1カウンタ値をカウントアップした後、ステップS18に戻って、詰まり判定を繰り返す。一方、第1カウンタ値が閾値Th1以上である場合(S30:Yes)、所定回数復帰制御を実施したにもかかわらず噴射弁31の詰まりが解消されておらず、尿素水溶液の噴射制御を実行することが困難であるとみなすことができる。したがって、圧力判定部105は、ステップS38に進み、エラー判定する。この場合、尿素水溶液の噴射制御は実行されない。圧力判定部105は、運転者等に対して噴射弁31の異常を知らせるために、警告装置を作動させてもよい。
After the return control by the
一方、上述のステップS22において、詰まり判定の結果、噴射弁31に異常が無い場合(S22:No)、ステップS42において、噴射制御部101は、尿素水溶液の噴射制御を開始する。例えば、噴射制御部101は、噴射弁31に供給される尿素水溶液の圧力Puが目標値Ptgtとなるようにポンプ41の出力をフィードバック制御する。また、噴射制御部101は、尿素水溶液の目標噴射量に基づいて噴射弁31の開弁時間を設定し、噴射弁31への通電制御を行う。
On the other hand, as a result of the clogging determination in step S22 described above, if there is no abnormality in the injection valve 31 (S22: No), in step S42, the
尿素水溶液の噴射制御が開始された後、ステップS46において、異常判定部103は、噴射弁31に通電されている電流波形及びポンプ41の出力に基づく噴射弁31の異常判定を実行する。具体的には、異常判定部103は、所定のサイクルごとに、噴射弁31に通電されている電流値及びポンプ41の出力を検出する。また、異常判定部103は、検出された噴射弁31の電流波形における所定の変化点の有無により、弁体の固着の有無を判定する。さらに、異常判定部103は、弁体が固着している場合には、ポンプ41の出力を、あらかじめ設定した閾値あるいは範囲と比較することにより、噴射弁31の開固着状態又は閉固着状態を判定する。
After the injection control of the aqueous urea solution is started, in step S <b> 46, the
次いで、ステップS50において、異常判定部103は、噴射弁31の異常判定の結果、噴射弁31に異常があるか否かを判別する。噴射弁31に異常がない場合(S50:No)、還元剤噴射装置20は正常に噴射制御を実行可能であるとみなせるため、異常判定部103は、ステップS70に進んで、噴射制御部101に、尿素水溶液の噴射制御を継続させる。一方、噴射弁31に異常がある場合(S50:Yes)、ステップS54において、異常判定部103は、噴射弁31の異常が閉固着によるものか否かを判別する。
Next, in step S50, the
噴射弁31が開固着状態である場合(S54:No)、ポンプ41の駆動を継続すると、尿素水溶液が排気管11中に垂れ流しの状態になることから、異常判定部103は、ステップS38に進み、エラー判定した上で、尿素水溶液の噴射制御を速やかに停止する。異常判定部103は、運転者等に対して噴射弁31の異常を知らせるために、警告装置を作動させてもよい。一方、噴射弁31が閉固着状態である場合(S54:Yes)、ステップS58において、異常判定部103は、第2カウンタ値があらかじめ設定した閾値Th2未満であるか否かを判別する。
When the
第2カウンタ値が閾値Th2以上である場合(S58:No)、所定回数復帰制御を実施したにもかかわらず噴射弁31の閉固着状態が解消されておらず、尿素水溶液の噴射制御を実行することが困難であるとみなすことができる。したがって、異常判定部103は、ステップS38に進み、エラー判定し、尿素水溶液の噴射制御を停止させる。異常判定部103は、運転者等に対して噴射弁31の異常を知らせるために、警告装置を作動させてもよい。一方、第2カウンタ値が閾値Th2未満の場合、噴射弁31の閉固着状態の解消の余地があるため、ステップS62において、異常判定部103は、復帰制御部107による復帰制御を実行させる。復帰制御は、上述したステップS26の復帰制御と同様の手順に沿って実行し得る。
When the second counter value is equal to or greater than the threshold value Th2 (S58: No), the closed and fixed state of the
復帰制御部107による復帰制御が終了した後、異常判定部103は、ステップS66において、第2カウンタ値をカウントアップした後、ステップS18に戻って、再び詰まり判定から上記のフローチャートを繰り返す。
After the return control by the
以上説明したように、本実施形態にかかる還元剤噴射装置20の制御装置100によれば、還元剤噴射装置20を制御することにより、比較的簡易な詰まり判定によって噴射弁31の異常を検出しつつ、詰まり判定によって異常が見られない場合であっても、噴射制御中に実行される異常判定によって噴射弁31の異常を検出することができる。また、噴射制御中に実行される異常判定では、噴射制御を停止させることなく、噴射弁31の開固着状態又は閉固着状態を区別しつつ、噴射弁31の異常の有無を判定することができる。したがって、噴射弁31に異常がない場合には、尿素水溶液の噴射制御を継続させることができる。
As described above, according to the
また、本実施形態にかかる還元剤噴射装置20の制御装置100は、噴射弁31の開固着状態又は閉固着状態を区別することができる。したがって、噴射弁31の開固着状態では速やかに尿素水溶液の噴射制御を停止して、排気管11内への尿素水溶液の垂れ流しを防ぐことができる。一方、噴射弁31の閉固着状態では、尿素水溶液の噴射制御を停止させる前に、復帰制御によって噴射弁31の閉固着状態の解消を試みることができる。これにより、噴射弁31の異常を解消できないと判定された場合にのみ、尿素水溶液の噴射制御が禁止されることになり、必要以上に噴射制御が禁止されることがなくなる。
Further, the
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。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is apparent that those skilled in the art to which the present invention pertains can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
5 内燃機関
10 尿素SCRシステム
11 排気管
13 還元触媒
15 温度センサ
20 還元剤噴射装置
31 噴射弁
41 ポンプ
43 圧力センサ
50 貯蔵タンク
100 制御装置
101 噴射制御部
103 異常判定部
105 圧力判定部
107 復帰制御部
Claims (8)
前記噴射弁に供給される前記還元剤の圧力が所定の目標値となるように前記還元剤を圧送するポンプの出力を制御しつつ、前記噴射弁の開弁動作を制御する噴射制御部と、
前記還元剤の噴射制御の実行中における、前記噴射弁に通電される電流波形及び前記ポンプの出力に基づいて、前記噴射弁の開固着の有無及び閉固着の有無を判定しつつ前記噴射弁の異常を判定する異常判定部と、
を備える、還元剤噴射装置の制御装置。 A reducing agent injection device that injects a reducing agent for purifying NOx in the exhaust gas of the internal combustion engine upstream of a reduction catalyst disposed in an exhaust passage by an injection valve attached to an exhaust pipe of the internal combustion engine. In a control device for controlling,
An injection control unit that controls the valve opening operation of the injection valve while controlling the output of a pump that pumps the reduction agent so that the pressure of the reducing agent supplied to the injection valve becomes a predetermined target value;
During execution of the injection control of the reducing agent, based on the current waveform supplied to the injection valve and the output of the pump, while determining whether the injection valve is open or closed and whether or not the injection valve is closed, An abnormality determination unit for determining abnormality;
A control device for a reducing agent injection device, comprising:
前記電流波形に変化点が発現せず、かつ、前記ポンプの出力が前記第1の範囲よりも小さい値の第2の範囲内で維持されている場合、前記噴射弁が閉固着状態にあると判定する、請求項1に記載の還元剤噴射装置の制御装置。 The abnormality determination unit determines that the injection valve is in the open and fixed state when a change point does not appear in the current waveform and the output of the pump is maintained within a first range.
When no change point appears in the current waveform and the output of the pump is maintained within a second range smaller than the first range, the injection valve is in a closed and fixed state. The control device of the reducing agent injection device according to claim 1, wherein the determination is performed.
前記圧力判定部により異常なしと判定された場合に、前記噴射制御部が前記還元剤の噴射制御を開始し、前記異常判定部が前記噴射弁の異常を判定する、請求項4又は5に記載の還元剤噴射装置の制御装置。 When the reducing agent injection device is started and when the reducing agent is resupplied by the return control unit, the output of the pump that pumps the reducing agent while the pressure of the reducing agent supplied to the injection valve is increased is kept constant. A pressure determination unit that determines whether the injection valve is clogged based on the pressure of the reducing agent when the injection valve is maintained in the open state.
The injection control unit starts the control of the injection of the reducing agent when the pressure determination unit determines that there is no abnormality, and the abnormality determination unit determines abnormality of the injection valve. Of the reducing agent injection device.
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