JP7035625B2 - Electronic control device for exhaust purification system - Google Patents

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Description

本発明は、排気浄化システムの電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device for an exhaust gas purification system.

従来、内燃機関の排気を浄化する排気浄化システム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(特許文献1参照)。尿素SCRシステムでは、排気管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。 Conventionally, a urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system using urea as an exhaust gas purification system for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine is known (see Patent Document 1). In the urea SCR system, nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas are reduced by adding urea to the exhaust pipe.

しかしながら、尿素水は、尿素の水溶液であることから、高温の排気に晒されるインジェクタには尿素が結晶として析出することがある。インジェクタに尿素が析出すると、インジェクタの駆動部分や噴射口などが固着し、インジェクタの動作不良を招く。その結果、尿素水の供給量の不足によるNOxの浄化率の低下を招くという問題がある。また、特許文献1の場合、インジェクタの固着の判定は排気浄化システムの停止処理時に限定されるという問題がある。 However, since urea water is an aqueous solution of urea, urea may precipitate as crystals on an injector exposed to high-temperature exhaust gas. When urea is deposited on the injector, the drive portion of the injector, the injection port, and the like are fixed, which causes the injector to malfunction. As a result, there is a problem that the purification rate of NOx is lowered due to the insufficient supply of urea water. Further, in the case of Patent Document 1, there is a problem that the determination of sticking of the injector is limited to the stop processing of the exhaust gas purification system.

国際公開WO2012/063530号公報International Publication WO2012 / 063530

そこで、本発明の目的は、時期にかかわらずインジェクタの固着を判定する排気浄化システムの電子制御装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic control device for an exhaust gas purification system that determines sticking of an injector regardless of the time.

請求項1記載の発明では、電流取得部は、インジェクタへ供給される電流を出力電流値として取得する。そして、判定部は、この電流取得部で取得した出力電流値を用いて、インジェクタが固着しているか否かを判定する。出力電流値は、インジェクタの作動状態によって変化する。例えばインジェクタから尿素水を噴射する場合、インジェクタの作動開始から尿素水の噴射が開始されるまで出力電流値は増加を続ける。この出力電流値の時間的な変化の傾向を取得することにより、インジェクタが正常に作動しているか否か、つまりインジェクタが固着しているか否かの判断が可能となる。また、出力電流値は、インジェクタの作動中のように、排気浄化システムの運転中に取得される。そのため、出力電流値は、排気浄化システムの停止処理時といった特定の時期にかかわらず取得される。したがって、時期にかかわらずインジェクタの固着を判定することができる。 In the invention according to claim 1, the current acquisition unit acquires the current supplied to the injector as an output current value. Then, the determination unit determines whether or not the injector is stuck by using the output current value acquired by this current acquisition unit. The output current value changes depending on the operating state of the injector. For example, when urea water is injected from an injector, the output current value continues to increase from the start of operation of the injector to the start of injection of urea water. By acquiring the tendency of the output current value to change with time, it is possible to determine whether or not the injector is operating normally, that is, whether or not the injector is stuck. Also, the output current value is acquired during the operation of the exhaust purification system, such as during the operation of the injector. Therefore, the output current value is acquired regardless of a specific time such as when the exhaust gas purification system is stopped. Therefore, it is possible to determine the sticking of the injector regardless of the timing.

一実施形態による排気浄化システムの電子制御装置の概略的な構成を示すブロック図A block diagram showing a schematic configuration of an electronic control device of an exhaust gas purification system according to an embodiment. 一実施形態による排気浄化システムを示す模式図Schematic diagram showing an exhaust gas purification system according to one embodiment 一実施形態による排気浄化システムに用いられるインジェクタの一例を示す模式的な断面図Schematic sectional view showing an example of an injector used in an exhaust gas purification system according to an embodiment. 一実施形態による排気浄化システムにおいて、通常制御状態、固着解消制御状態、開弁圧増加制御状態と尿素水の圧力および目標電流値との関係を示す概略図Schematic diagram showing the relationship between the normal control state, the sticking elimination control state, the valve opening pressure increase control state, the urea water pressure, and the target current value in the exhaust purification system according to one embodiment. 一実施形態による排気浄化システムにおいて、駆動信号と出力電流値との関係を示す概略図Schematic diagram showing the relationship between the drive signal and the output current value in the exhaust gas purification system according to one embodiment. 一実施形態による排気浄化システムの電子制御装置による処理の流れを示す概略図Schematic diagram showing the flow of processing by the electronic control device of the exhaust gas purification system according to one embodiment. 一実施形態による排気浄化システムの電子制御装置による処理の流れを示す概略図Schematic diagram showing the flow of processing by the electronic control device of the exhaust gas purification system according to one embodiment. 一実施形態による排気浄化システムの電子制御装置による処理の流れを示す概略図Schematic diagram showing the flow of processing by the electronic control device of the exhaust gas purification system according to one embodiment.

以下、一実施形態による排気浄化システムの電子制御装置を図面に基づいて説明する。
図2に示す一実施形態による排気浄化システム10は、例えば車両に搭載されている内燃機関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、内燃機関11として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, the electronic control device of the exhaust gas purification system according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
The exhaust gas purification system 10 according to the embodiment shown in FIG. 2 constitutes, for example, an SCR system in which urea water is added to the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 mounted on the vehicle to reduce NOx contained in the exhaust gas. There is. The exhaust gas of the internal combustion engine 11 is discharged to the atmosphere through the exhaust passage 13 formed by the exhaust pipe member 12. The internal combustion engine 11 is, for example, a diesel engine. The exhaust purification system 10 may be applied not only to a diesel engine but also to a gasoline engine, a gas turbine engine, or the like as the internal combustion engine 11. Further, the exhaust gas purification system 10 is not limited to the in-vehicle internal combustion engine 11, and may be applied to a stationary internal combustion engine 11 such as a power generation unit.

排気浄化システム10は、尿素水タンク14、尿素水ポンプ15、尿素水配管部16、圧力センサ17、還元触媒18、インジェクタ19および温度センサ21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配管部16が形成する尿素水通路22へ吐出する。還元触媒18は、排気通路13に設けられている。インジェクタ19は、尿素水通路22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は、尿素水タンク14から汲み上げた尿素水を、尿素水通路22を経由してインジェクタ19へ供給する。インジェクタ19は、排気管部材12に設けられている。インジェクタ19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19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。インジェクタ19は、排気通路13における排気の流れ方向において還元触媒18の入口側に設けられている。内燃機関11から排出された排気とインジェクタ19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18へ流入する。排気に含まれるNOxは、還元触媒18において尿素水に含まれる尿素と化学的に反応することにより還元される。 The exhaust purification system 10 includes a urea water tank 14, a urea water pump 15, a urea water piping section 16, a pressure sensor 17, a reduction catalyst 18, an injector 19, and a temperature sensor 21. The urea water tank 14 stores an aqueous solution of urea, which is urea water. The urea water pump 15 discharges the urea water stored in the urea water tank 14 to the urea water passage 22 formed by the urea water piping unit 16. The reduction catalyst 18 is provided in the exhaust passage 13. The injector 19 is connected to the urea water tank 14 via the urea water passage 22. The urea water pump 15 supplies the urea water pumped from the urea water tank 14 to the injector 19 via the urea water passage 22. The injector 19 is provided on the exhaust pipe member 12. The injector 19 penetrates the exhaust pipe member 12 and its tip is exposed in the exhaust passage 13. The urea water supplied to the injector 19 is injected into the exhaust gas flowing through the exhaust passage 13. The injector 19 is provided on the inlet side of the reduction catalyst 18 in the flow direction of the exhaust gas in the exhaust passage 13. The exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11 and the urea water injected from the injector 19 are mixed in the exhaust passage 13 and flow into the reduction catalyst 18. NOx contained in the exhaust is reduced by chemically reacting with urea contained in urea water in the reduction catalyst 18.

温度センサ21は、インジェクタ19に設けられている。温度センサ21は、インジェクタ19の温度を検出する。尿素水タンク14からインジェクタ19へ尿素を供給する尿素水ポンプ15は、モータ23によって駆動される。モータ23は、バッテリ24から供給される電力によって駆動力を発生する。モータ23で尿素水ポンプ15を駆動することにより、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19へ供給される。 The temperature sensor 21 is provided in the injector 19. The temperature sensor 21 detects the temperature of the injector 19. The urea water pump 15 that supplies urea from the urea water tank 14 to the injector 19 is driven by a motor 23. The motor 23 generates a driving force by the electric power supplied from the battery 24. By driving the urea water pump 15 with the motor 23, the urea water stored in the urea water tank 14 is supplied to the injector 19.

インジェクタ19は、図3に示すようにボディ31、ニードル32および駆動部33を有している。ボディ31は、筒状に形成され、内側にニードル32を移動可能に収容している。ボディ31は、尿素水入口34および噴射口35を有している。尿素水入口34は、尿素水通路22に接続している。ニードル32は、ボディ31の内側において軸方向へ往復移動可能である。駆動部33は、コイル36および押付部材37を有している。コイル36は、通電をオンまたはオフすることにより、ニードル32を吸引する磁力を発生する。押付部材37は、ニードルをコイル36による吸引方向とは逆方向へ力を加える。これにより、コイル36への通電をオンまたはオフすることにより、ニードル32は軸方向へ往復駆動される。なお、押付部材37は、ニードル32をコイル36による吸引方向とは逆に力を加える構成であれば、例えば油圧や空気圧などを用いることができ、スプリングなどの弾性体に限らない。 The injector 19 has a body 31, a needle 32, and a drive unit 33 as shown in FIG. The body 31 is formed in a cylindrical shape and houses the needle 32 movably inside. The body 31 has a urea water inlet 34 and an injection port 35. The urea water inlet 34 is connected to the urea water passage 22. The needle 32 is reciprocating in the axial direction inside the body 31. The drive unit 33 has a coil 36 and a pressing member 37. The coil 36 generates a magnetic force that attracts the needle 32 by turning the energization on or off. The pressing member 37 applies a force to the needle in a direction opposite to the suction direction by the coil 36. As a result, the needle 32 is reciprocated in the axial direction by turning on or off the energization of the coil 36. The pressing member 37 can use, for example, hydraulic pressure or pneumatic pressure as long as the needle 32 is configured to apply a force in the direction opposite to the suction direction by the coil 36, and is not limited to an elastic body such as a spring.

尿素水入口34と噴射口35との間は、通路38によって接続されている。通路38は、ボディ通路41、ニードル通路42および噴射通路43を有している。ボディ通路41は、ボディ31を軸方向へ貫いている。ニードル通路42は、筒状のニードル32の内周側に形成されている。噴射通路43は、ボディ31の先端付近において、ボディ31の内壁とニードル32の外壁との間に形成されている。 The urea water inlet 34 and the injection port 35 are connected by a passage 38. The passage 38 has a body passage 41, a needle passage 42, and an injection passage 43. The body passage 41 penetrates the body 31 in the axial direction. The needle passage 42 is formed on the inner peripheral side of the cylindrical needle 32. The injection passage 43 is formed between the inner wall of the body 31 and the outer wall of the needle 32 in the vicinity of the tip of the body 31.

ニードル32は、軸方向の一方の端部付近に接触部44を有している。ニードル32の接触部44がボディ31のシート部45に接することにより、通路38と噴射口35との間が遮断される。これにより、駆動部33によってニードル32が図3の上方へ駆動され、ニードル32の接触部44とボディ31のシート部45とが接しているとき、尿素水は噴射口35から噴射されない。一方、ニードル32の接触部44がボディ31のシート部45から離間することにより、通路38と噴射口35との間が接続される。これにより、駆動部33によってニードル32が図3の下方へ駆動され、ニードル32の接触部44とボディ31のシート部45とが離間しているとき、尿素水は噴射口35から噴射される。 The needle 32 has a contact portion 44 near one end in the axial direction. When the contact portion 44 of the needle 32 comes into contact with the seat portion 45 of the body 31, the space between the passage 38 and the injection port 35 is blocked. As a result, the needle 32 is driven upward in FIG. 3 by the drive unit 33, and when the contact portion 44 of the needle 32 and the seat portion 45 of the body 31 are in contact with each other, urea water is not ejected from the injection port 35. On the other hand, the contact portion 44 of the needle 32 is separated from the seat portion 45 of the body 31, so that the passage 38 and the injection port 35 are connected. As a result, the needle 32 is driven downward in FIG. 3 by the drive unit 33, and when the contact portion 44 of the needle 32 and the seat portion 45 of the body 31 are separated from each other, urea water is ejected from the injection port 35.

上述の排気浄化システム10は、図2に示すように電子制御装置50によって制御される。電子制御装置50は、図示しないCPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されている。電子制御装置50は、排気浄化システム10をはじめとする内燃機関11を搭載する車両の各部を制御する。一例として、電子制御装置50は、排気通路13に設けられている図示しないNOxセンサで検出した排気に含まれるNOxの量や濃度などに基づいて、インジェクタ19から噴射する尿素水の噴射量を設定する。この場合、電子制御装置50は、尿素水の噴射量を、例えば内燃機関11へ供給する燃料の量や排気通路を流れる排気の温度などに基づいて補正する。 The exhaust gas purification system 10 described above is controlled by the electronic control device 50 as shown in FIG. The electronic control device 50 is composed of a microcomputer having a CPU, ROM, and RAM (not shown). The electronic control device 50 controls each part of the vehicle on which the internal combustion engine 11 including the exhaust gas purification system 10 is mounted. As an example, the electronic control device 50 sets the injection amount of urea water to be injected from the injector 19 based on the amount and concentration of NOx contained in the exhaust detected by the NOx sensor (not shown) provided in the exhaust passage 13. do. In this case, the electronic control device 50 corrects the injection amount of urea water based on, for example, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 11 and the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage.

図1に示すように電子制御装置50は、噴射制御部51、電流取得部52、判定部53、解消制御部54および温度取得部55を備えている。電子制御装置50は、ROMまたは図示しない外部の記憶媒体に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、噴射制御部51、電流取得部52、判定部53、解消制御部54および温度取得部55をソフトウェア的に実現する。なお、これら噴射制御部51、電流取得部52、判定部53、解消制御部54および温度取得部55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。 As shown in FIG. 1, the electronic control device 50 includes an injection control unit 51, a current acquisition unit 52, a determination unit 53, a elimination control unit 54, and a temperature acquisition unit 55. The electronic control device 50 executes a computer program stored in a ROM or an external storage medium (not shown), so that the injection control unit 51, the current acquisition unit 52, the determination unit 53, the elimination control unit 54, and the temperature acquisition unit 55 are executed. Is realized by software. The injection control unit 51, the current acquisition unit 52, the determination unit 53, the elimination control unit 54, and the temperature acquisition unit 55 may be realized in terms of hardware, and may be realized by cooperation between software and hardware. May be good.

電子制御装置50は、図4に示すように排気浄化システム10の作動状態を通常制御状態、固着解消制御状態および開弁力増加制御状態の3つの状態のいずれかに制御する。通常制御状態は、インジェクタ19に尿素の析出などによる固着が生じていない状態である。すなわち、電子制御装置50は、通常制御状態にあるとき、インジェクタ19に通常の目標電流値I1を設定し、尿素水ポンプ15から吐出する尿素水の圧力を圧力Pnに設定する。これに対し、固着解消制御状態は、インジェクタ19に生じている固着を解消するために尿素水の圧力を高めている状態である。すなわち、電子制御装置50は、固着解消制御状態にあるとき、インジェクタ19に通常の目標電流値I1を設定するとともに、尿素水ポンプ15から吐出する尿素水の圧力を、通常制御状態における圧力Pnよりも高い解消圧力P1に設定する。また、開弁力増加制御状態は、インジェクタ19に生じている固着を解消するために尿素水の圧力を高めるとともに、駆動部33で発生する力を大きくしている状態である。すなわち、電子制御装置50は、開弁力増加制御状態にあるとき、インジェクタ19へ通常の目標電流値I1よりも大きな目標電流値I2を設定するとともに、尿素水ポンプ15から吐出する尿素水の圧力を解消圧力P1に設定する。これにより、電子制御装置50は、排気浄化システム10を構成する尿素水ポンプ15およびインジェクタ19を、通常制御状態、固着解消制御状態または開弁力増加制御状態のいずれかに制御する。 As shown in FIG. 4, the electronic control device 50 controls the operating state of the exhaust gas purification system 10 to one of three states: a normal control state, a sticking elimination control state, and a valve opening force increase control state. The normal control state is a state in which the injector 19 is not fixed due to precipitation of urea or the like. That is, when the electronic control device 50 is in the normal control state, the injector 19 is set to the normal target current value I1, and the pressure of the urea water discharged from the urea water pump 15 is set to the pressure Pn. On the other hand, the sticking elimination control state is a state in which the pressure of the urea water is increased in order to eliminate the sticking occurring in the injector 19. That is, when the electronic control device 50 is in the sticking elimination control state, the injector 19 is set to the normal target current value I1, and the pressure of the urea water discharged from the urea water pump 15 is set from the pressure Pn in the normal control state. Also set to a high elimination pressure P1. Further, the valve opening force increase control state is a state in which the pressure of the urea water is increased in order to eliminate the sticking caused in the injector 19, and the force generated in the drive unit 33 is increased. That is, when the electronic control device 50 is in the valve opening force increase control state, the electronic control device 50 sets the target current value I2 larger than the normal target current value I1 to the injector 19, and the pressure of the urea water discharged from the urea water pump 15 is set. Is set to the elimination pressure P1. As a result, the electronic control device 50 controls the urea water pump 15 and the injector 19 constituting the exhaust gas purification system 10 to either a normal control state, a sticking elimination control state, or a valve opening force increase control state.

噴射制御部51は、インジェクタ19の駆動部33に接続している。噴射制御部51は、インジェクタ19へ供給する電流のオンおよびオフ、ならびにインジェクタ19へ供給する電流の大きさを制御する。具体的にはインジェクタ19の駆動部33に電流を供給することにより、コイル36はニードル32を駆動する駆動力を発生する。噴射制御部51は、このインジェクタ19の駆動部33に供給する電流を制御することにより、インジェクタ19からの尿素水の噴射時期を制御する。噴射制御部51は、通常制御状態においてインジェクタ19へ供給する電流の目標値として目標電流値I1を設定する。また、噴射制御部51は、開弁力増加制御状態においてインジェクタ19へ供給する電流の目標値として、目標電流値I1よりも大きな目標電流値I2を設定する。このように、噴射制御部51は、インジェクタ19に供給する電流の上限として目標電流値I1または目標電流値I2を設定する。噴射制御部51からインジェクタ19へ供給される電流は、この目標電流値I1または目標電流値I2が上限となる。そのため、駆動部33のコイル36で発生する磁気的な吸引力は、目標電流値I1または目標電流値I2に応じた力となる。すなわち、インジェクタ19に設定される目標電流値I1が目標電流値I2になると、駆動部33のコイル36で発生する磁気的な吸引力も大きくなる。 The injection control unit 51 is connected to the drive unit 33 of the injector 19. The injection control unit 51 controls on and off of the current supplied to the injector 19, and the magnitude of the current supplied to the injector 19. Specifically, by supplying an electric current to the drive unit 33 of the injector 19, the coil 36 generates a driving force for driving the needle 32. The injection control unit 51 controls the injection timing of urea water from the injector 19 by controlling the current supplied to the drive unit 33 of the injector 19. The injection control unit 51 sets a target current value I1 as a target value of the current supplied to the injector 19 in the normal control state. Further, the injection control unit 51 sets a target current value I2 larger than the target current value I1 as a target value of the current supplied to the injector 19 in the valve opening force increase control state. In this way, the injection control unit 51 sets the target current value I1 or the target current value I2 as the upper limit of the current supplied to the injector 19. The upper limit of the current supplied from the injection control unit 51 to the injector 19 is the target current value I1 or the target current value I2. Therefore, the magnetic attraction generated by the coil 36 of the drive unit 33 becomes a force corresponding to the target current value I1 or the target current value I2. That is, when the target current value I1 set in the injector 19 becomes the target current value I2, the magnetic attraction generated by the coil 36 of the drive unit 33 also increases.

電流取得部52は、噴射制御部51からインジェクタ19へ供給される電流を出力電流値として取得する。具体的には、図5に示すように噴射制御部51からインジェクタ19の駆動部33へ駆動信号が出力されると、噴射制御部51はインジェクタ19のコイル36へ電流を供給する。すなわち、駆動信号が出力されると、インジェクタ19のコイル36は電流が流れる。このとき、コイル36へ供給される電流は、時間の経過とともに変化する。電流取得部52は、この時間の経過とともに変化する電流、つまりコイル36を流れる電流を、出力電流値として取得する。 The current acquisition unit 52 acquires the current supplied from the injection control unit 51 to the injector 19 as an output current value. Specifically, as shown in FIG. 5, when a drive signal is output from the injection control unit 51 to the drive unit 33 of the injector 19, the injection control unit 51 supplies a current to the coil 36 of the injector 19. That is, when the drive signal is output, a current flows through the coil 36 of the injector 19. At this time, the current supplied to the coil 36 changes with the passage of time. The current acquisition unit 52 acquires a current that changes with the passage of time, that is, a current flowing through the coil 36, as an output current value.

判定部53は、電流取得部52で取得した出力電流値を用いて、インジェクタ19が固着しているか否かを判定する。具体的には、判定部53は、噴射制御部51から駆動信号が出力されると、コイル36を流れる出力電流値を例えば数マイクロ秒ごとに取得する。そして、判定部53は、この出力電流値の時間的な変化量を電流傾斜値として検出する。噴射制御部51から駆動信号が出力されると、コイル36を流れる電流は、上述のように時間の経過とともに変化する。このとき、コイル36を流れる電流は、駆動信号が「オン」になるとともに増大する。そのため、コイル36を流れる電流が増加しているとき、出力電流値の時間的な変化量、つまり微分値である電流傾斜値は「0」より大きな値となる。この間、コイル36で発生する吸引力も、供給される電流の大きさに応じて増大する。そして、押付部材37がニードル32に加える力よりもコイル36で発生する吸引力が大きくなると、ニードル32は図3の下方へ移動し、接触部44はシート部45から離間する。すなわち、インジェクタ19は、開弁し、尿素水の噴射を開始する。このようにインジェクタ19が開弁するとき、出力電流値の時間的な変化量である電流傾斜値は「0」となる。判定部53は、検出した電流傾斜値が「0」となるときの出力電流値を特定し、特定した出力電流値を特定電流値Idと定義する。電流傾斜値「0」の検出は、例えば「0」の値そのものを検出するという方法、あるいは傾斜値が特定のプラスの値を下回った後に特定のマイナスの値を下回ったことをもって「0」を検出するという方法などがある。そして、判定部53は、図4に示すようにこの特定した特定電流値Idと設定値S1、S2、S3、S4、S5とを比較する。 The determination unit 53 determines whether or not the injector 19 is stuck by using the output current value acquired by the current acquisition unit 52. Specifically, when the drive signal is output from the injection control unit 51, the determination unit 53 acquires the output current value flowing through the coil 36, for example, every few microseconds. Then, the determination unit 53 detects the amount of change in the output current value over time as the current gradient value. When the drive signal is output from the injection control unit 51, the current flowing through the coil 36 changes with the passage of time as described above. At this time, the current flowing through the coil 36 increases as the drive signal becomes “on”. Therefore, when the current flowing through the coil 36 is increasing, the amount of change in the output current value with time, that is, the current gradient value which is a differential value becomes a value larger than “0”. During this time, the suction force generated by the coil 36 also increases according to the magnitude of the supplied current. When the suction force generated by the coil 36 becomes larger than the force applied by the pressing member 37 to the needle 32, the needle 32 moves downward in FIG. 3 and the contact portion 44 separates from the seat portion 45. That is, the injector 19 opens the valve and starts spraying urea water. When the injector 19 is opened in this way, the current gradient value, which is the amount of change over time in the output current value, becomes “0”. The determination unit 53 specifies the output current value when the detected current gradient value becomes “0”, and defines the specified output current value as the specific current value Id. The detection of the current gradient value "0" is, for example, a method of detecting the value of "0" itself, or "0" when the gradient value falls below a specific positive value and then falls below a specific negative value. There is a method of detecting. Then, as shown in FIG. 4, the determination unit 53 compares the specified specific current value Id with the set values S1, S2, S3, S4, and S5.

図4に示す設定値S1は、開弁力増加制御状態における目標電流値I2に相当する。また、設定値S2は、インジェクタに固着がないと判定されている通常制御状態における目標電流値I1に相当する。設定値S3は、開弁力増加制御状態から固着解消制御状態へ移行する際のしきい値である。設定値S4は、通常制御状態から固着解消制御状態へ移行する際のしきい値である。設定値S5は、固着解消制御状態から通常制御状態へ移行する際のしきい値である。これら設定値S1~S5は、排気浄化システム10あるいはインジェクタ19の性能などに応じて任意に設定される。 The set value S1 shown in FIG. 4 corresponds to the target current value I2 in the valve opening force increase control state. Further, the set value S2 corresponds to the target current value I1 in the normal control state in which it is determined that the injector is not stuck. The set value S3 is a threshold value at the time of shifting from the valve opening force increase control state to the sticking elimination control state. The set value S4 is a threshold value at the time of shifting from the normal control state to the sticking elimination control state. The set value S5 is a threshold value at the time of shifting from the sticking elimination control state to the normal control state. These set values S1 to S5 are arbitrarily set according to the performance of the exhaust gas purification system 10 or the injector 19.

解消制御部54は、判定部53においてインジェクタ19に固着があると判定されたとき、インジェクタ19の固着を解消するための解消制御を実施する。解消制御部54は、解消制御として、インジェクタ19から噴射する尿素水の圧力を圧力Pnから解消圧力P1へ高くする。この場合、解消制御部54は、圧力センサ17で検出した尿素水通路22における尿素水の圧力に基づいて尿素水ポンプ15を制御する。これにより、解消制御が実施されると、インジェクタ19へ供給される尿素水の圧力は、通常制御状態の圧力Pnよりも高い解消圧力P1となる。その結果、インジェクタ19は、通常制御状態の圧力Pnよりも高い解消圧力P1の尿素水が供給される。これにより、インジェクタ19に析出している尿素は、解消圧力P1の尿素水による除去が図られる。その結果、インジェクタ19における固着の解消が図られる。圧力Pnおよび解消圧力P1は、排気浄化システム10やインジェクタ19の性能などに応じて任意に設定される。 When the determination unit 53 determines that the injector 19 is stuck, the elimination control unit 54 implements elimination control for eliminating the sticking of the injector 19. The elimination control unit 54 raises the pressure of the urea water injected from the injector 19 from the pressure Pn to the elimination pressure P1 as elimination control. In this case, the elimination control unit 54 controls the urea water pump 15 based on the pressure of the urea water in the urea water passage 22 detected by the pressure sensor 17. As a result, when the elimination control is implemented, the pressure of the urea water supplied to the injector 19 becomes the elimination pressure P1 higher than the pressure Pn in the normal control state. As a result, the injector 19 is supplied with urea water having a elimination pressure P1 higher than the pressure Pn in the normal control state. As a result, the urea precipitated in the injector 19 is removed by the urea water having a elimination pressure of P1. As a result, the sticking in the injector 19 can be eliminated. The pressure Pn and the elimination pressure P1 are arbitrarily set according to the performance of the exhaust gas purification system 10 and the injector 19.

一方、噴射制御部51は、解消制御部54による解消制御によってもインジェクタ19の固着が解消しないとき、目標とする電流値を目標電流値I1から目標電流値I2へ大きくするとともに、大きくした目標電流値I2を上限としてインジェクタ19へ電流を供給する。そのため、駆動部33のコイル36で発生する磁気的な吸引力は、大きくなった目標電流値I2に応じて増大する。その結果、コイル36で発生する吸引力が増大し、インジェクタ19の固着の解消が図られる。 On the other hand, when the sticking of the injector 19 is not resolved by the elimination control by the elimination control unit 54, the injection control unit 51 increases the target current value from the target current value I1 to the target current value I2 and increases the target current. A current is supplied to the injector 19 with the value I2 as the upper limit. Therefore, the magnetic attraction generated by the coil 36 of the drive unit 33 increases in accordance with the increased target current value I2. As a result, the suction force generated by the coil 36 is increased, and the sticking of the injector 19 is eliminated.

温度取得部55は、温度センサ21に接続している。温度取得部55は、温度センサ21を通してインジェクタ19の温度を取得する。具体的には、温度取得部55は、インジェクタ19のコイル36の温度を取得する。インジェクタ19のコイル36は、高温に晒されると、能力の低下や破壊を招くおそれがある。目標電流値I1が目標電流値I2に引き上げられると、コイル36の発熱量も増大する。そこで、温度取得部55は、コイル36を含めたインジェクタ19の保護の観点から、温度センサ21を通してインジェクタ19の温度を取得する。この場合、温度取得部55は、本実施形態のように温度センサ21を通してコイル36の温度を直接的に取得するだけでなく、例えばコイル36への通電時期や通電量の蓄積値などから間接的にコイル36の温度を推定する構成としてもよい。 The temperature acquisition unit 55 is connected to the temperature sensor 21. The temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the injector 19 through the temperature sensor 21. Specifically, the temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the coil 36 of the injector 19. When the coil 36 of the injector 19 is exposed to a high temperature, the capacity may be reduced or the coil 36 may be destroyed. When the target current value I1 is raised to the target current value I2, the calorific value of the coil 36 also increases. Therefore, the temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the injector 19 through the temperature sensor 21 from the viewpoint of protecting the injector 19 including the coil 36. In this case, the temperature acquisition unit 55 not only directly acquires the temperature of the coil 36 through the temperature sensor 21 as in the present embodiment, but also indirectly obtains the temperature of the coil 36 from, for example, the energization timing of the coil 36 and the accumulated value of the energization amount. The temperature of the coil 36 may be estimated.

噴射制御部51は、温度取得部55で取得したインジェクタ19の温度、具体的にはコイル36の温度が設定温度Td以下であるとき、目標電流値I1から目標電流値I2に引き上げる。すなわち、上述のようにインジェクタ19のコイル36は、温度によって影響を受けやすい。一方、目標電流値I2に引き上げると、コイル36はより多くの電流が流れ、発熱量が増大する。そのため、噴射制御部51は、温度取得部55を通してコイル36の温度を取得し、その温度が設定温度Td以下であることを条件として目標電流値I2に引き上げる。設定温度Tdは、インジェクタ19の性能などに応じて任意に設定される。 The injection control unit 51 raises the target current value I1 to the target current value I2 when the temperature of the injector 19 acquired by the temperature acquisition unit 55, specifically, the temperature of the coil 36 is equal to or lower than the set temperature Td. That is, as described above, the coil 36 of the injector 19 is susceptible to temperature. On the other hand, when the target current value I2 is raised, a larger current flows through the coil 36, and the calorific value increases. Therefore, the injection control unit 51 acquires the temperature of the coil 36 through the temperature acquisition unit 55, and raises the temperature to the target current value I2 on condition that the temperature is equal to or lower than the set temperature Td. The set temperature Td is arbitrarily set according to the performance of the injector 19.

電子制御装置50は、報知部56に接続している。報知部56は、排気浄化システム10をはじめとする車両の異常を報知する。報知部56は、例えばブザーやチャイムなど聴覚を通して、あるいはランプやインジケータなど視覚を通して異常を報知する。なお、これらの報知部56は例示であり、五感を通して異常を報知する構成であれば任意の構成を採用することができる。 The electronic control device 50 is connected to the notification unit 56. The notification unit 56 notifies the abnormality of the vehicle including the exhaust gas purification system 10. The notification unit 56 notifies an abnormality through hearing such as a buzzer or chime, or through vision such as a lamp or an indicator. It should be noted that these notification units 56 are examples, and any configuration can be adopted as long as the configuration is such that an abnormality is notified through the five senses.

以下、上記の構成による電子制御装置50の処理の流れを図6~図8に基づいて説明する。
噴射制御部51および判定部53は、排気浄化システム10が始動すると(S101)、排気浄化システム10の停止信号が「オン」されたか否かを判定する(S102)。噴射制御部51および判定部53は、S102において停止信号が「オン」されていると判定すると(S102:Yes)、排気浄化システム10を停止し(S103)、処理を完了する。一方、噴射制御部51および判定部53は、S102において停止信号が「オン」されていないと判定すると(S102:No)、インジェクタ19に供給する電流の上限を目標電流値I1に設定する(S104)。そして、噴射制御部51は、インジェクタ19を通して尿素水の噴射を実施する(S105)。噴射制御部51は、内燃機関11の運転状態に基づいて排気に添加する尿素水の量を設定する。噴射制御部51は、設定した尿素水の量に基づいてインジェクタ19を駆動する。これにより、インジェクタ19は、噴射制御部51で設定された量の尿素水を、排気管を流れる排気へ噴射する。
Hereinafter, the processing flow of the electronic control device 50 according to the above configuration will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
When the exhaust gas purification system 10 is started (S101), the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine whether or not the stop signal of the exhaust gas purification system 10 is "on" (S102). When the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is "on" in S102 (S102: Yes), the exhaust gas purification system 10 is stopped (S103), and the process is completed. On the other hand, when the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is not "on" in S102 (S102: No), the upper limit of the current supplied to the injector 19 is set to the target current value I1 (S104). ). Then, the injection control unit 51 injects urea water through the injector 19 (S105). The injection control unit 51 sets the amount of urea water to be added to the exhaust gas based on the operating state of the internal combustion engine 11. The injection control unit 51 drives the injector 19 based on the set amount of urea water. As a result, the injector 19 injects the amount of urea water set by the injection control unit 51 into the exhaust gas flowing through the exhaust pipe.

電流取得部52は、S105においてインジェクタ19から尿素水の噴射が実施されているとき、インジェクタ19へ供給される電流を出力電流値として取得する(S106)。すなわち、電流取得部52は、噴射制御部51からインジェクタ19へ駆動信号が出力されているとき、コイル36を流れる電流を取得し、これを出力電流値とする。判定部53は、S106で取得した出力電流値から電流傾斜値を検出する(S107)。すなわち、判定部53は、数マイクロ秒ごとに出力電流値を取得し、時間ごとに変化する出力電流値の変化量を電流傾斜値として検出する。ここで、電流検出値を検出する期間は、出力電流値が目標電流値に達するまでの期間とする。 The current acquisition unit 52 acquires the current supplied to the injector 19 as an output current value when the injection of urea water is being carried out from the injector 19 in S105 (S106). That is, the current acquisition unit 52 acquires the current flowing through the coil 36 when the drive signal is output from the injection control unit 51 to the injector 19, and uses this as the output current value. The determination unit 53 detects the current gradient value from the output current value acquired in S106 (S107). That is, the determination unit 53 acquires the output current value every few microseconds, and detects the amount of change in the output current value that changes with time as the current gradient value. Here, the period for detecting the current detection value is a period until the output current value reaches the target current value.

判定部53は、S107において検出した電流傾斜値が「0」であるか否かを判定する(S108)。判定部53は、電流傾斜値が「0」であると判定すると(S108:Yes)、このときの出力電流値を特定電流値Idと定義する(S109)。そして、判定部53は、S109で定義した特定電流値Idが予め設定した設定値S4以上であるか否かを判定する(S110)。 The determination unit 53 determines whether or not the current gradient value detected in S107 is “0” (S108). When the determination unit 53 determines that the current gradient value is "0" (S108: Yes), the determination unit 53 defines the output current value at this time as the specific current value Id (S109). Then, the determination unit 53 determines whether or not the specific current value Id defined in S109 is equal to or higher than the preset set value S4 (S110).

解消制御部54は、S110において特定電流値が設定値S4以上であると判定すると(S110:Yes)、解消制御へ移行する(S111)。解消制御部54は、解消制御に移行すると、尿素水の圧力を高める(S112)。すなわち、解消制御部54は、尿素水ポンプ15の回転数などを高めることにより、尿素水ポンプ15から吐出される尿素水を、通常時の圧力Pnよりも高い解消圧力P1に増圧する。これにより、排気浄化システム10は、通常制御状態から固着解消制御状態へ移行する。そして、インジェクタ19は、解消圧力P1の尿素水が供給され、固着の解消が図られる。一方、解消制御部54は、S110において特定電流値が設定値S4未満であると判定すると(S110:No)、S102へリターンし、S102移行の処理を継続する。すなわち、S110において特定電流値が設定値S4未満であるとき、インジェクタ19に固着は生じていない。そのため、電子制御装置50は、排気浄化システム10を通常制御状態に維持する。 When the elimination control unit 54 determines in S110 that the specific current value is the set value S4 or more (S110: Yes), the elimination control unit 54 shifts to the elimination control (S111). When the elimination control unit 54 shifts to the elimination control, the pressure of the urea water is increased (S112). That is, the elimination control unit 54 increases the elimination pressure P1 discharged from the urea water pump 15 to a elimination pressure P1 higher than the normal pressure Pn by increasing the rotation speed of the urea water pump 15. As a result, the exhaust gas purification system 10 shifts from the normal control state to the sticking elimination control state. Then, the injector 19 is supplied with urea water having a release pressure P1 to eliminate the sticking. On the other hand, when the cancellation control unit 54 determines in S110 that the specific current value is less than the set value S4 (S110: No), it returns to S102 and continues the process of shifting to S102. That is, when the specific current value is less than the set value S4 in S110, the injector 19 is not stuck. Therefore, the electronic control device 50 maintains the exhaust gas purification system 10 in the normal control state.

S112において尿素水の圧力が高められると、噴射制御部51および判定部53は、排気浄化システム10の停止信号が「オン」されたか否かを判定する(S113)。噴射制御部51および判定部53は、S113において停止信号が「オン」されていないと判定すると(S113:No)、インジェクタ19を通して尿素水の噴射を実施する(S114)。すなわち、噴射制御部51は、S112おいて尿素水の圧力が高められていることから、この解消圧力P1による尿素水の噴射を行なう。一方、噴射制御部51および判定部53は、S113において停止信号が「オン」されていると判定すると(S113:Yes)、S103へ移行し、排気浄化システム10を停止する。 When the pressure of the urea water is increased in S112, the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine whether or not the stop signal of the exhaust purification system 10 is "on" (S113). When the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is not "on" in S113 (S113: No), the injection control unit 51 and the determination unit 53 inject urea water through the injector 19 (S114). That is, since the pressure of the urea water is increased in S112, the injection control unit 51 injects the urea water by the elimination pressure P1. On the other hand, when the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is "on" in S113 (S113: Yes), the injection control unit 51 and the determination unit 53 shift to S103 and stop the exhaust gas purification system 10.

電流取得部52は、S114においてインジェクタ19から尿素水の噴射が実施されているとき、インジェクタ19へ供給される電流を出力電流値として取得する(S115)。判定部53は、S115で取得した出力電流値から電流傾斜値を検出する(S116)。判定部53は、S116において検出した電流傾斜値が「0」であるか否かを判定する(S117)。判定部53は、電流傾斜値が「0」であると判定すると(S117:Yes)、このときの出力電流値を特定電流値Idと定義する(S118)。そして、判定部53は、S118で定義した特定電流値Idが予め設定した設定値S2以上であるか否かを判定する(S119)。 The current acquisition unit 52 acquires the current supplied to the injector 19 as an output current value when the injection of urea water is being carried out from the injector 19 in S114 (S115). The determination unit 53 detects the current gradient value from the output current value acquired in S115 (S116). The determination unit 53 determines whether or not the current gradient value detected in S116 is “0” (S117). When the determination unit 53 determines that the current gradient value is "0" (S117: Yes), the determination unit 53 defines the output current value at this time as the specific current value Id (S118). Then, the determination unit 53 determines whether or not the specific current value Id defined in S118 is equal to or higher than the preset set value S2 (S119).

温度取得部55は、S119において特定電流値Idが設定値S2以上であると判定されると(S119:Yes)、インジェクタ19の温度を取得する(S120)。また、温度取得部55は、S117において電流傾斜値が「0」でないと判定されると(S117:No)、S120においてインジェクタ19の温度を取得する。噴射制御部51は、S120で取得したインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であるか否かを判定する(S121)。そして、噴射制御部51は、S121においてインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であると判定すると(S121:Yes)、インジェクタ19へ供給する電流の上限を目標電流値I1から目標電流値I2へ引き上げる(S122)。すなわち、電子制御装置50は、排気浄化システム10の作動状態を固着解消制御状態から開弁力増加制御状態へ移行する。一方、噴射制御部51は、S121においてインジェクタ19の温度が設定温度Tdより高いと判定すると(S121:No)、S113へリターンし、S113移行の処理を継続する。すなわち、S121においてインジェクタ19の温度が設定温度Tdより高いとき、インジェクタ19は熱的な負荷が大きくなっている。そのため、電子制御装置50は、開弁力増加制御状態に移行することなく処理を継続する。 When the temperature acquisition unit 55 determines in S119 that the specific current value Id is the set value S2 or more (S119: Yes), the temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the injector 19 (S120). Further, when the temperature acquisition unit 55 determines in S117 that the current gradient value is not "0" (S117: No), the temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the injector 19 in S120. The injection control unit 51 determines whether or not the temperature of the injector 19 acquired in S120 is equal to or lower than the set temperature Td (S121). Then, when the injection control unit 51 determines in S121 that the temperature of the injector 19 is equal to or lower than the set temperature Td (S121: Yes), the upper limit of the current supplied to the injector 19 is raised from the target current value I1 to the target current value I2. (S122). That is, the electronic control device 50 shifts the operating state of the exhaust gas purification system 10 from the sticking elimination control state to the valve opening force increase control state. On the other hand, when the injection control unit 51 determines in S121 that the temperature of the injector 19 is higher than the set temperature Td (S121: No), the injection control unit 51 returns to S113 and continues the process of shifting to S113. That is, when the temperature of the injector 19 is higher than the set temperature Td in S121, the injector 19 has a large thermal load. Therefore, the electronic control device 50 continues the process without shifting to the valve opening force increase control state.

噴射制御部51および判定部53は、S122において目標電流値I2を設定すると、排気浄化システム10の停止信号が「オン」されたか否かを判定する(S123)。噴射制御部51および判定部53は、S123において停止信号が「オン」されていないと判定すると(S123:No)、温度取得部55からインジェクタ19の温度を取得する(S124)。一方、噴射制御部51および判定部53は、S123において停止信号が「オン」されていると判定すると(S123:Yes)、S103へ移行し、排気浄化システム10を停止する。 When the target current value I2 is set in S122, the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine whether or not the stop signal of the exhaust gas purification system 10 is “on” (S123). When the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is not "on" in S123 (S123: No), the injection control unit 51 and the determination unit 53 acquire the temperature of the injector 19 from the temperature acquisition unit 55 (S124). On the other hand, when the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that the stop signal is "on" in S123 (S123: Yes), the injection control unit 51 and the determination unit 53 shift to S103 and stop the exhaust gas purification system 10.

噴射制御部51は、S124で取得したインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であるか否かを判定する(S125)。そして、噴射制御部51は、S125においてインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であると判定すると(S125:Yes)、尿素水の噴射を実施する(S126)。すなわち、インジェクタ19は、設定温度Td以下であることから、供給される電流の上限が目標電流値I2に高められた上で尿素水の噴射を行なう。 The injection control unit 51 determines whether or not the temperature of the injector 19 acquired in S124 is equal to or lower than the set temperature Td (S125). Then, when the injection control unit 51 determines in S125 that the temperature of the injector 19 is equal to or lower than the set temperature Td (S125: Yes), the injection control unit 51 injects urea water (S126). That is, since the injector 19 has a set temperature Td or less, the upper limit of the supplied current is raised to the target current value I2, and then the urea water is injected.

電流取得部52は、S126においてインジェクタ19から尿素水の噴射が実施されているとき、インジェクタ19へ供給される電流を出力電流値として取得する(S127)。判定部53は、S127で取得した出力電流値から電流傾斜値を検出する(S128)。判定部53は、S128において検出した電流傾斜値が「0」であるか否かを判定する(S129)。判定部53は、電流傾斜値が「0」であると判定すると(S129:Yes)、このときの出力電流値を特定電流値Idと定義する(S130)。そして、判定部53は、S130で定義した特定電流値Idが予め設定した設定値S1以上であるか否かを判定する(S131)。一方、判定部53は、S129において電流傾斜値が「0」でないと判定すると(S129:No)、S123へリターンし、S123移行の処理を継続する。すなわち、電流傾斜値が「0」でないとき、出力電流値は変化していることが考えられる。そのため、判定部53は、電流傾斜値が「0」になるまでS123移行の処理を継続する。 The current acquisition unit 52 acquires the current supplied to the injector 19 as an output current value when the injection of urea water is being carried out from the injector 19 in S126 (S127). The determination unit 53 detects the current gradient value from the output current value acquired in S127 (S128). The determination unit 53 determines whether or not the current gradient value detected in S128 is “0” (S129). When the determination unit 53 determines that the current gradient value is "0" (S129: Yes), the determination unit 53 defines the output current value at this time as the specific current value Id (S130). Then, the determination unit 53 determines whether or not the specific current value Id defined in S130 is equal to or higher than the preset set value S1 (S131). On the other hand, if the determination unit 53 determines in S129 that the current gradient value is not "0" (S129: No), the determination unit 53 returns to S123 and continues the process of shifting to S123. That is, when the current gradient value is not "0", it is considered that the output current value is changing. Therefore, the determination unit 53 continues the process of shifting to S123 until the current gradient value becomes “0”.

判定部53は、S131において特定電流値Idが設定値S1以上であると判定すると(S131:Yes)、S122で目標電流値が目標電流値I2に設定されてから予め設定された所定回数の尿素水の噴射を行なったか否かを判定する(S132)。すなわち、判定部53は、目標電流値I2が設定されて以降、インジェクタ19から尿素水を噴射した回数が所定回数に達しているか否かを判定する。この場合、所定回数は、排気浄化システム10の性能などに応じて任意に設定することができる。判定部53は、S132において所定回数の噴射が行なわれたと判定すると(S132:Yes)、報知処理を実行する(S133)。すなわち、判定部53は、報知部56を通してインジェクタ19の固着が解消されず、尿素水の噴射が阻害されている可能性を報知する。そして、判定部53は、S103へ移行して排気浄化システム10を停止する。 When the determination unit 53 determines in S131 that the specific current value Id is the set value S1 or more (S131: Yes), the urea is preset a predetermined number of times after the target current value is set to the target current value I2 in S122. It is determined whether or not the water has been sprayed (S132). That is, the determination unit 53 determines whether or not the number of times of injecting urea water from the injector 19 has reached a predetermined number of times after the target current value I2 is set. In this case, the predetermined number of times can be arbitrarily set according to the performance of the exhaust gas purification system 10. When the determination unit 53 determines that the injection has been performed a predetermined number of times in S132 (S132: Yes), the determination unit 53 executes the notification process (S133). That is, the determination unit 53 notifies through the notification unit 56 that the sticking of the injector 19 may not be resolved and the injection of urea water may be hindered. Then, the determination unit 53 shifts to S103 and stops the exhaust gas purification system 10.

S122で設定した目標電流値I2によるインジェクタ19の駆動は、インジェクタ19に与える負荷が大きくなる。そのため、尿素水の噴射した回数が所定回数に達しているにもかかわらず、目標電流値I2による駆動を継続すると、インジェクタ19の負荷が許容を超えるおそれがある。そこで、判定部53は、目標電流値I2による尿素水の噴射が所定回数に達しているとき、インジェクタ19の固着の可能性を報知した上で排気浄化システム10を停止する。これにより、インジェクタ19に与える過大な負荷を回避することができる。一方、判定部53は、S132において所定回数の噴射が行なわれていないと判定すると(S132:No)、S123へリターンし、S123移行の処理を継続する。すなわち、噴射制御部51および判定部53は、所定回数の尿素水の噴射が行なわれていないとき、設定温度Tdに達するまで尿素水の噴射を継続可能であると判定する。 Driving the injector 19 with the target current value I2 set in S122 increases the load applied to the injector 19. Therefore, if the driving with the target current value I2 is continued even though the number of injections of urea water has reached a predetermined number of times, the load of the injector 19 may exceed the permissible amount. Therefore, the determination unit 53 stops the exhaust gas purification system 10 after notifying the possibility of sticking of the injector 19 when the injection of urea water by the target current value I2 has reached a predetermined number of times. As a result, it is possible to avoid an excessive load applied to the injector 19. On the other hand, when the determination unit 53 determines that the injection has not been performed a predetermined number of times in S132 (S132: No), the determination unit 53 returns to S123 and continues the process of shifting to S123. That is, the injection control unit 51 and the determination unit 53 determine that when the urea water has not been injected a predetermined number of times, the urea water can be continuously injected until the set temperature Td is reached.

ところで、温度取得部55は、S108において、S107で検出した電流傾斜値が「0」でないと判定されると(S108:No)、インジェクタ19の温度を取得する(S134)。噴射制御部51は、S134で取得したインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であるか否かを判定する(S135)。すなわち、S107において電流傾斜値が「0」でないと判定されるとき、インジェクタ19の固着にともなって、コイル36を流れる電流が増大し続けていることが予想される。そこで、噴射制御部51は、インジェクタ19の温度が設定温度Td以下であるか否かを判定する。そして、噴射制御部51は、S135においてインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であると判定すると(S135:Yes)、S122へ移行し、インジェクタ19へ供給する電流の上限を目標電流値I2へ引き上げる。すなわち、電子制御装置50は、排気浄化システム10の作動状態を通常制御状態から開弁力増加制御状態へ移行する。一方、噴射制御部51は、S135においてインジェクタ19の温度が設定温度Tdより高いと判定すると(S135:No)、S112へ移行し、尿素水の圧力を高める。すなわち、インジェクタ19の温度が設定温度Tdより高いとき、インジェクタ19のコイル36へ供給する電流を大きくすることはできない。そのため、噴射制御部51はS112へ移行するとともに、解消制御部54は尿素水ポンプ15から吐出する尿素水の圧力を大きくする解消制御を実行する。 By the way, when it is determined in S108 that the current gradient value detected in S107 is not "0" (S108: No), the temperature acquisition unit 55 acquires the temperature of the injector 19 (S134). The injection control unit 51 determines whether or not the temperature of the injector 19 acquired in S134 is equal to or lower than the set temperature Td (S135). That is, when it is determined in S107 that the current gradient value is not "0", it is expected that the current flowing through the coil 36 continues to increase due to the sticking of the injector 19. Therefore, the injection control unit 51 determines whether or not the temperature of the injector 19 is equal to or less than the set temperature Td. Then, when the injection control unit 51 determines in S135 that the temperature of the injector 19 is equal to or lower than the set temperature Td (S135: Yes), the injection control unit 51 shifts to S122 and raises the upper limit of the current supplied to the injector 19 to the target current value I2. .. That is, the electronic control device 50 shifts the operating state of the exhaust gas purification system 10 from the normal control state to the valve opening force increase control state. On the other hand, when the injection control unit 51 determines in S135 that the temperature of the injector 19 is higher than the set temperature Td (S135: No), the injection control unit 51 shifts to S112 and increases the pressure of the urea water. That is, when the temperature of the injector 19 is higher than the set temperature Td, the current supplied to the coil 36 of the injector 19 cannot be increased. Therefore, the injection control unit 51 shifts to S112, and the elimination control unit 54 executes elimination control for increasing the pressure of the urea water discharged from the urea water pump 15.

また、判定部53は、S119において、S118で特定した特定電流値Idが設定値S2以上でない、すなわち設定値S2未満であると判定すると(S119:No)、S118において定義した特定電流値Idが設定値S5以上であるか否かを判定する(S136)。そして、解消制御部54は、S136において特定電流値Idが設定値S5未満であると判定されると(S136:No)、S112で高めた尿素水の圧力を通常時の圧力Pnに復帰する(S137)。すなわち、解消制御部54は、尿素水ポンプ15の回転数などを制御して、尿素水ポンプ15から吐出される尿素水を、通常時の圧力Pnに設定する。これにより、排気浄化システム10は、固着解消制御状態から通常制御状態へ移行する。すなわち、排気浄化システム10は、通常制御状態へ復帰する。このように、S136において特定電流値Idが設定値S5未満と判定されたとき、インジェクタ19は、尿素水の圧力を解消圧力P1とする解消制御によって、固着が解消されたと考えられる。そのため、解消制御部54は、尿素水ポンプ15の作動状態を通常の状態へ復帰させる。解消制御部54は、通常制御状態に移行した後、S102へリターンし、S102移行の処理を継続する。 Further, when the determination unit 53 determines in S119 that the specific current value Id specified in S118 is not the set value S2 or more, that is, is less than the set value S2 (S119: No), the specific current value Id defined in S118 is determined. It is determined whether or not the set value is S5 or more (S136). Then, when the elimination control unit 54 determines in S136 that the specific current value Id is less than the set value S5 (S136: No), the pressure of the urea water increased in S112 is restored to the normal pressure Pn (S). S137). That is, the elimination control unit 54 controls the rotation speed of the urea water pump 15 and the like to set the urea water discharged from the urea water pump 15 to the normal pressure Pn. As a result, the exhaust gas purification system 10 shifts from the sticking elimination control state to the normal control state. That is, the exhaust gas purification system 10 returns to the normal control state. As described above, when the specific current value Id is determined to be less than the set value S5 in S136, it is considered that the injector 19 is eliminated from sticking by the elimination control in which the pressure of the urea water is set to the elimination pressure P1. Therefore, the elimination control unit 54 returns the operating state of the urea water pump 15 to the normal state. After shifting to the normal control state, the cancellation control unit 54 returns to S102 and continues the process of shifting to S102.

一方、S136において特定電流値が設定値S5以上であると判定されると(S136:Yes)、解消制御部54は、S113へリターンし、S113移行の処理を継続する。すなわち、S118で特定した特定電流値Idが設定値S5以上であるとき、インジェクタ19の固着は解消制御によって解消していないと考えられる。そのため、解消制御部54は、尿素水ポンプ15から吐出する尿素水の圧力を解消圧力P1とする解消制御を継続する。 On the other hand, when it is determined in S136 that the specific current value is equal to or higher than the set value S5 (S136: Yes), the elimination control unit 54 returns to S113 and continues the process of shifting to S113. That is, when the specific current value Id specified in S118 is the set value S5 or more, it is considered that the sticking of the injector 19 is not eliminated by the elimination control. Therefore, the elimination control unit 54 continues the elimination control in which the pressure of the urea water discharged from the urea water pump 15 is set to the elimination pressure P1.

判定部53は、S131において、S130で特定した特定電流値Idが設定値S1未満であると判定すると(S131:No)、S130において特定した特定電流値Idが予め設定した設定値S3以上であるか否かを判定する(S138)。そして、噴射制御部51は、S138において特定電流値Idが設定値S3未満であると判定されると(S138:No)、S122で設定した目標電流値I2を目標電流値I1に設定する(S139)。すなわち、噴射制御部51は、インジェクタ19に供給する電流の目標値を、目標電流値I2から目標電流値I1に復帰させる。そして、噴射制御部51は、S113へリターンする。これにより、排気浄化システム10は、開弁力増加制御状態から固着解消制御状態へ移行する。S138において特定電流値Idが設定値S3未満と判定されたとき、インジェクタ19は、供給される電流の増加にともなう駆動力の増大によって固着が解消されたと考えられる。そのため、噴射制御部51は、インジェクタ19の作動状態を目標電流値I1とする通常の状態へ復帰させる。一方、噴射制御部51は、S138において特定電流値Idが設定値S3以上であると判定されると(S138:Yes)、S123へリターンし、S123移行の処理を継続する。すなわち、特定電流値Idが設定値S3以上であるとき、インジェクタ19の固着は解消していないと考えられる。そのため、噴射制御部51は、インジェクタ19へ供給する電流を、目標電流値I2として駆動力の増大による開弁力増加制御状態を継続する。 When the determination unit 53 determines in S131 that the specific current value Id specified in S130 is less than the set value S1 (S131: No), the specific current value Id specified in S130 is the preset value S3 or more. Whether or not it is determined (S138). Then, when the injection control unit 51 determines in S138 that the specific current value Id is less than the set value S3 (S138: No), the injection control unit 51 sets the target current value I2 set in S122 to the target current value I1 (S139). ). That is, the injection control unit 51 returns the target value of the current supplied to the injector 19 from the target current value I2 to the target current value I1. Then, the injection control unit 51 returns to S113. As a result, the exhaust gas purification system 10 shifts from the valve opening force increase control state to the sticking elimination control state. When it is determined in S138 that the specific current value Id is less than the set value S3, it is considered that the injector 19 is eliminated from the sticking due to the increase in the driving force accompanying the increase in the supplied current. Therefore, the injection control unit 51 returns the operating state of the injector 19 to the normal state where the target current value I1 is set. On the other hand, when the injection control unit 51 determines in S138 that the specific current value Id is the set value S3 or more (S138: Yes), the injection control unit 51 returns to S123 and continues the process of shifting to S123. That is, when the specific current value Id is the set value S3 or more, it is considered that the sticking of the injector 19 is not eliminated. Therefore, the injection control unit 51 continues the valve opening force increase control state by increasing the driving force with the current supplied to the injector 19 as the target current value I2.

以上説明した一実施形態では、電流取得部52は、インジェクタ19へ供給される電流を出力電流値として取得する。そして、判定部53は、この電流取得部52で取得した出力電流値を用いて、インジェクタ19が固着しているか否かを判定する。出力電流値は、インジェクタ19の作動状態によって変化する。判定部53は、出力電流値の時間的な変化の傾向を取得することにより、インジェクタ19が正常に作動しているか否か、つまりインジェクタ19が固着しているか否かを判断する。また、出力電流値は、インジェクタ19の作動中のように、排気浄化システム10の運転中に取得される。そのため、出力電流値は、排気浄化システム10の停止処理時といった特定の時期にかかわらず取得される。したがって、時期にかかわらず、排気浄化システム10の運転中であってもインジェクタ19の固着を判定することができる。 In one embodiment described above, the current acquisition unit 52 acquires the current supplied to the injector 19 as an output current value. Then, the determination unit 53 determines whether or not the injector 19 is fixed by using the output current value acquired by the current acquisition unit 52. The output current value changes depending on the operating state of the injector 19. The determination unit 53 determines whether or not the injector 19 is operating normally, that is, whether or not the injector 19 is stuck by acquiring the tendency of the output current value to change with time. Further, the output current value is acquired during the operation of the exhaust gas purification system 10 as in the operation of the injector 19. Therefore, the output current value is acquired regardless of a specific time such as when the exhaust gas purification system 10 is stopped. Therefore, regardless of the timing, it is possible to determine the sticking of the injector 19 even during the operation of the exhaust gas purification system 10.

また、一実施形態では、判定部53は、出力電流値の時間的な変化量である電流傾斜値が「0」となる特定電流値Idと設定値S1、S2、S3、S4、S5とを対比している。そして、判定部53は、特定電流値Idが設定値S1、S2、S3、S4、S5以上であるとき、条件ごとにインジェクタ19の固着を判定する。インジェクタ19のコイル36を流れる電流は、インジェクタ19が開弁するときに電流傾斜値が「0」となる。そして、インジェクタ19の固着が考えられるとき、インジェクタ19が開弁するときにコイル36を流れる電流は大きくなり、特定電流値Idは大きくなる。そのため、この電流傾斜値が「0」となる特定電流値Idと設定値S1、S2、S3、S4、S5とを対比することにより、インジェクタ19の固着の有無、および固着の解消を含めた制御の状態が判定される。したがって、排気浄化システム10の運転中に取得される出力電流値を用いてインジェクタ19の固着を判定することができる。 Further, in one embodiment, the determination unit 53 sets the specific current value Id and the set values S1, S2, S3, S4, S5 in which the current gradient value, which is the amount of change over time of the output current value, is “0”. Contrast. Then, when the specific current value Id is set value S1, S2, S3, S4, S5 or more, the determination unit 53 determines the sticking of the injector 19 for each condition. The current flowing through the coil 36 of the injector 19 has a current gradient value of "0" when the injector 19 opens. Then, when the injector 19 is considered to be stuck, the current flowing through the coil 36 becomes large when the injector 19 opens, and the specific current value Id becomes large. Therefore, by comparing the specific current value Id at which the current gradient value is "0" with the set values S1, S2, S3, S4, and S5, control including presence / absence of sticking of the injector 19 and elimination of sticking is performed. The state of is determined. Therefore, the sticking of the injector 19 can be determined by using the output current value acquired during the operation of the exhaust gas purification system 10.

一実施形態では、判定部53においてインジェクタ19の固着が判定されたとき、この固着を解消するために尿素水の圧力を大きくする解消制御を実行している。これにより、インジェクタ19の固着が考えられるとき、インジェクタ19には通常の圧力Pnよりも高い解消圧力P1の尿素水が供給される。これにより、インジェクタ19の固着の原因となる析出物は、高圧の尿素水によって除去が促される。したがって、インジェクタ19の固着が生じても、固着を解消し、尿素水の噴射を継続することができる。 In one embodiment, when the determination unit 53 determines that the injector 19 is stuck, the elimination control for increasing the pressure of the urea water is executed in order to eliminate the adhesion. As a result, when the injector 19 is considered to be stuck, urea water having a cancellation pressure P1 higher than the normal pressure Pn is supplied to the injector 19. As a result, the precipitate that causes the injector 19 to stick is promoted to be removed by the high-pressure urea water. Therefore, even if the injector 19 is stuck, the sticking can be eliminated and the injection of urea water can be continued.

一実施形態では、噴射制御部51は、インジェクタ19の温度を取得する。そして、噴射制御部51は、取得したインジェクタ19の温度が設定温度Td以下であるとき、インジェクタ19へ供給する電流の目標値を目標電流値I1から目標電流値I2に大きくする。また、一実施形態では、噴射制御部51は、解消制御部54による解消制御、すなわち尿素水の圧力の増大を実行してもインジェクタ19の固着が解消されないとき、インジェクタ19の温度を条件に、インジェクタ19へ供給する電流の目標値を目標電流値I1から目標電流値I2に大きくする。電流の目標値を目標電流値I1から目標電流値I2に引き上げることにより、インジェクタ19のコイル36にはより大きな電流が供給される。そのため、インジェクタ19における開弁の力も大きくなる。一方、インジェクタ19により多くの電流を供給すると、コイル36の発熱を招き、この発熱による不具合の原因となる。そこで、噴射制御部51は、取得したコイル36の温度に基づいて目標電流値I1から目標電流値I2に引き上げるか否かを判定している。したがって、インジェクタ19の駆動力の増大による固着の解消と、インジェクタ19の保護とを両立することができる。 In one embodiment, the injection control unit 51 acquires the temperature of the injector 19. Then, when the acquired temperature of the injector 19 is equal to or less than the set temperature Td, the injection control unit 51 increases the target value of the current supplied to the injector 19 from the target current value I1 to the target current value I2. Further, in one embodiment, when the injection control unit 51 performs elimination control by the elimination control unit 54, that is, the sticking of the injector 19 is not eliminated even if the pressure increase of the urea water is executed, the injection control unit 51 is subject to the temperature of the injector 19. The target value of the current supplied to the injector 19 is increased from the target current value I1 to the target current value I2. By raising the target value of the current from the target current value I1 to the target current value I2, a larger current is supplied to the coil 36 of the injector 19. Therefore, the force of opening the valve in the injector 19 is also increased. On the other hand, if a large amount of current is supplied to the injector 19, heat is generated in the coil 36, which causes a problem due to this heat generation. Therefore, the injection control unit 51 determines whether or not to raise the target current value I1 to the target current value I2 based on the acquired temperature of the coil 36. Therefore, it is possible to eliminate the sticking due to the increase in the driving force of the injector 19 and to protect the injector 19.

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 embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 The present disclosure has been described in accordance with the examples, but it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various variations and variations within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are within the scope and scope of the present disclosure.

図面中、10は排気浄化システム、11は内燃機関、19はインジェクタ、21は温度センサ、50は電子制御装置、51は噴射制御部、52は電流取得部、53は判定部、54は解消制御部、55は温度取得部を示す。 In the drawing, 10 is an exhaust purification system, 11 is an internal combustion engine, 19 is an injector, 21 is a temperature sensor, 50 is an electronic control device, 51 is an injection control unit, 52 is a current acquisition unit, 53 is a judgment unit, and 54 is elimination control. Unit, 55 indicates a temperature acquisition unit.

Claims (4)

加圧された尿素水をインジェクタ(19)から内燃機関(11)の排気管へ噴射し、排気に含まれる窒素酸化物を還元する排気浄化システム(10)の電子制御装置であって、
前記インジェクタ(19)へ供給する電流を制御して、前記インジェクタ(19)からの尿素水の噴射を制御する噴射制御部(51)と、
前記噴射制御部(51)から前記インジェクタ(19)へ供給される電流を出力電流値として取得する電流取得部(52)と、
前記電流取得部(52)で取得した前記出力電流値を用いて、前記インジェクタ(19)が固着しているか否かを判定する判定部(53)と、
前記インジェクタ(19)の温度を取得する温度取得部(55)と、
を備え
前記判定部(53)は、前記出力電流値の時間的な変化量である電流傾斜値を検出し、検出した前記電流傾斜値が0となるときの前記出力電流値を特定電流値とし、前記特定電流値が予め設定された設定値以上であるとき、前記インジェクタ(19)が固着していると判定するとともに、
前記噴射制御部(51)は、前記温度取得部(55)で取得された前記インジェクタ(19)の温度が予め設定された設定温度以下であるとき、前記インジェクタ(19)へ供給する電流の目標値である目標電流値を大きくする排気浄化システムの電子制御装置。
An electronic control device for an exhaust purification system (10) that injects pressurized urea water from an injector (19) into an exhaust pipe of an internal combustion engine (11) to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust.
An injection control unit (51) that controls the current supplied to the injector (19) to control the injection of urea water from the injector (19).
A current acquisition unit (52) that acquires a current supplied from the injection control unit (51) to the injector (19) as an output current value, and a current acquisition unit (52).
Using the output current value acquired by the current acquisition unit (52), a determination unit (53) for determining whether or not the injector (19) is stuck, and a determination unit (53).
A temperature acquisition unit (55) for acquiring the temperature of the injector (19),
Equipped with
The determination unit (53) detects a current gradient value which is a change amount of the output current value over time, and sets the output current value when the detected current gradient value becomes 0 as a specific current value. When the specific current value is equal to or higher than the preset value, it is determined that the injector (19) is stuck, and the injector (19) is determined to be stuck.
The injection control unit (51) targets the current supplied to the injector (19) when the temperature of the injector (19) acquired by the temperature acquisition unit (55) is equal to or lower than a preset set temperature. An electronic control device for an exhaust purification system that increases the target current value, which is the value .
前記判定部(53)において前記インジェクタ(19)が固着していると判定されたとき、前記インジェクタ(19)の固着を解消するための解消制御を実行する解消制御部(54)をさらに備える請求項1記載の排気浄化システムの電子制御装置。A claim further comprising a elimination control unit (54) that executes elimination control for eliminating the adhesion of the injector (19) when the determination unit (53) determines that the injector (19) is stuck. Item 1. The electronic control device for the exhaust gas purification system according to Item 1. 加圧された尿素水をインジェクタ(19)から内燃機関(11)の排気管へ噴射し、排気に含まれる窒素酸化物を還元する排気浄化システム(10)の電子制御装置であって、An electronic control device for an exhaust purification system (10) that injects pressurized urea water from an injector (19) into an exhaust pipe of an internal combustion engine (11) to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust.
前記インジェクタ(19)へ供給する電流を制御して、前記インジェクタ(19)からの尿素水の噴射を制御する噴射制御部(51)と、An injection control unit (51) that controls the current supplied to the injector (19) to control the injection of urea water from the injector (19).
前記噴射制御部(51)から前記インジェクタ(19)へ供給される電流を出力電流値として取得する電流取得部(52)と、A current acquisition unit (52) that acquires a current supplied from the injection control unit (51) to the injector (19) as an output current value, and a current acquisition unit (52).
前記電流取得部(52)で取得した前記出力電流値を用いて、前記インジェクタ(19)が固着しているか否かを判定する判定部(53)と、Using the output current value acquired by the current acquisition unit (52), a determination unit (53) for determining whether or not the injector (19) is stuck, and a determination unit (53).
前記判定部(53)において前記インジェクタ(19)が固着していると判定されたとき、前記インジェクタ(19)の固着を解消するための解消制御を実行する解消制御部(54)と、When the determination unit (53) determines that the injector (19) is stuck, the cancellation control unit (54) that executes the cancellation control for eliminating the sticking of the injector (19).
前記インジェクタ(19)の温度を取得する温度取得部(55)と、A temperature acquisition unit (55) for acquiring the temperature of the injector (19),
を備え、Equipped with
前記噴射制御部(51)は、前記解消制御部(54)において前記解消制御を実行しても前記インジェクタ(19)の固着が解消されず、前記温度取得部(55)で取得された前記インジェクタ(19)の温度が予め設定された設定温度以下であるとき、前記インジェクタ(19)へ供給する電流の目標値である目標電流値を大きくする排気浄化システムの電子制御装置。Even if the elimination control unit (54) executes the elimination control, the injection control unit (51) does not eliminate the sticking of the injector (19), and the injector acquired by the temperature acquisition unit (55). An electronic control device for an exhaust purification system that increases a target current value, which is a target value of a current supplied to the injector (19), when the temperature of (19) is equal to or lower than a preset set temperature.
前記判定部(53)は、前記出力電流値の時間的な変化量である電流傾斜値を検出し、検出した前記電流傾斜値が0となるときの前記出力電流値を特定電流値とし、前記特定電流値が予め設定された設定値以上であるとき、前記インジェクタ(19)が固着していると判定する請求項3記載の排気浄化システムの電子制御装置。The determination unit (53) detects a current gradient value which is an amount of change over time of the output current value, and sets the output current value when the detected current gradient value becomes 0 as a specific current value. The electronic control device for an exhaust purification system according to claim 3, wherein when the specific current value is equal to or higher than a preset value, it is determined that the injector (19) is stuck.
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