WO2012090800A1 - 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法 - Google Patents

排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法 Download PDF

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combustion engine
urea aqueous
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匡教 渡辺
宮本　武司
黒木　史宏
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification system and an exhaust purification system control method.
  • the present invention relates to an exhaust purification system and an exhaust purification system control method that can eliminate clogging of a reducing agent injection valve caused by solidification of an aqueous urea solution.
  • exhaust gas of an internal combustion engine mounted on a vehicle includes nitrogen oxides (hereinafter referred to as “NO X ”) and particulate matter (hereinafter referred to as “PM”).
  • NO X nitrogen oxides
  • PM particulate matter
  • a urea SCR system as a device for purifying exhaust gas by reducing NO X.
  • the urea SCR system is a kind of a reducing agent supply device for supplying a urea aqueous solution as a reducing agent pumped from a storage tank by a pressure pump into an exhaust pipe, and an exhaust purification catalyst capable of adsorbing ammonia. And an SCR catalyst.
  • ammonia generated by decomposition of an aqueous urea solution is adsorbed on the SCR catalyst, and NO x in the exhaust gas is reacted with ammonia in the SCR catalyst to purify the exhaust gas.
  • DPF diesel particulate filter
  • the DPF is disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine, and collects PM in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the DPF.
  • forced regeneration control is performed in a timely manner in which the temperature of the DPF is raised to about 500 ° C. to 600 ° C. and the PM deposited on the DPF is forcibly burned. Done.
  • exhaust gas purification systems equipped with both a DPF and an SCR catalyst are increasing with the increase in exhaust gas purification standards. *
  • the urea SCR system is generally configured to recover the urea aqueous solution remaining in the reducing agent supply path when the internal combustion engine is stopped (see, for example, Patent Document 1). Thereby, it can avoid that urea aqueous solution freezes with existing in a reducing agent supply path
  • the exhaust purification system when the internal combustion engine is stopped, a purging process for collecting the urea aqueous solution filled in the reducing agent supply device into the storage tank is generally performed, but the storage tank and the reducing agent injection valve are provided. Due to the structure of the reducing agent passage to be connected, the urea aqueous solution filled in the reducing agent supply device may not be completely recovered in the storage tank. On the other hand, as the internal combustion engine is stopped, the circulation of the cooling water, which is the heat radiation function of the reducing agent injection valve, is stopped, so the temperature of the reducing agent injection valve rises.
  • moisture content in the urea aqueous solution which remained in the above-mentioned reducing agent injection valve will escape by vaporization, and the density
  • the temperature of the urea aqueous solution decreases as the temperature of the exhaust pipe and the surroundings decreases.
  • the concentration of the aqueous urea solution is usually adjusted to about 32.5%. In this case, the temperature at which the aqueous urea solution solidifies is about -11 ° C.
  • the inventor of the present invention determines whether or not the urea aqueous solution once warmed may be solidified in the cooling process after the internal combustion engine is stopped.
  • the present invention provides an exhaust purification system and a control method for the exhaust purification system that can prevent clogging of the reducing agent injection valve due to solidification of the urea aqueous solution, and thus prevent a reduction in exhaust purification efficiency.
  • the purpose is to do.
  • a DPF that collects exhaust particulates in exhaust gas that is exhausted, a reducing agent injection valve that injects urea aqueous solution as a reducing agent into the exhaust gas
  • the urea aqueous solution may solidify when it is detected that the ignition switch is turned off during operation of the internal combustion engine.
  • An exhaust gas purification system comprising: a condition establishment determination unit that determines whether or not, and an internal combustion engine stop prohibition unit that prohibits the stop of the internal combustion engine when it is determined that the urea aqueous solution may be solidified Is provided, and the above-described problems can be solved.
  • the condition establishment determination unit detects that the ignition switch has been turned off until the DPF forced regeneration is completed after the start or within a predetermined period after the completion. It is preferable to determine that the urea aqueous solution may be solidified. In this way, during the forced regeneration of the DPF and for a predetermined period after the completion, the reducing agent injection valve downstream of the DPF is exposed to a high temperature, and after the internal combustion engine is stopped, its cooling function does not work effectively, Since the concentration of the urea aqueous solution remaining in the agent injection valve increases, it can be determined that the possibility of solidification is high. *
  • the condition establishment determination unit determines whether the urea is based on at least one of the temperature of the reducing agent injection valve, the temperature gradient, and the outside air temperature. It is preferable to determine whether or not the aqueous solution may solidify. Whether or not the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve is solidified depends on the temperature of the reducing agent injection valve. Therefore, by determining based on the temperature of the reducing agent injection valve, the temperature gradient, and the outside air temperature, The risk of solidification can be grasped more accurately.
  • a DPF that collects exhaust particulates in exhaust gas
  • a reducing agent injection valve that injects a urea aqueous solution as a reducing agent into the exhaust gas, and a urea aqueous solution in the exhaust gas.
  • the control method for the exhaust gas purification system which sequentially comprises from the exhaust upstream side, when the ignition switch is detected to have been turned off during the operation of the internal combustion engine, the urea aqueous solution solidified
  • a method for controlling an exhaust gas purification system comprising: a step of determining whether or not there is a possibility that the urea aqueous solution is solidified; and a step of prohibiting the stop of the internal combustion engine when it is determined that the urea aqueous solution may be solidified It is. In this way, it is determined whether there is a possibility that the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve may solidify and prohibits the stop of the internal combustion engine. It is possible to prevent clogging of the reducing agent injection valve due to this, and consequently to prevent a reduction in exhaust purification efficiency.
  • FIG. 1 is an overall view showing a configuration example of an exhaust purification system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus with which the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment is equipped. It is a timing chart for demonstrating the control method of the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment. It is a flowchart for demonstrating the control method of the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment. It is a flowchart for demonstrating the control method of the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment. It is a flowchart for demonstrating the control method of the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment. It is a flowchart for demonstrating the control method of the exhaust gas purification system concerning 1st Embodiment.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of an exhaust purification system (hereinafter sometimes simply referred to as “system”) 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the system 10 includes an exhaust purification unit 20 having a DPF 22 and an SCR catalyst 24, a reducing agent supply device 40 including a reducing agent injection valve 43, and a control device that performs forced regeneration control of the DPF 22 and operation control of the reducing agent supply device 40. 60 as the main elements.
  • Such a system 10 is configured as an apparatus for collecting PM in exhaust gas by the DPF 22 and selectively purifying NO X in the exhaust gas in the SCR catalyst 24 using urea aqueous solution as a reducing agent. It has been done.
  • the exhaust purification unit 20 includes an oxidation catalyst 21, a DPF 22, and an SCR catalyst 24 sequentially from the exhaust upstream side.
  • the oxidation catalyst 21 oxidizes unburned fuel supplied into the exhaust pipe 11 by post injection or the like in the internal combustion engine 5 to generate oxidation heat. Thereby, the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 22 can be raised to heat the DPF 22.
  • the oxidation catalyst 21 may be a known catalyst, for example, a catalyst in which platinum is supported on alumina and a predetermined amount of rare earth element such as cerium is added. *
  • the DPF 22 collects PM in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the DPF 22.
  • the DPF 22 is disposed on the exhaust upstream side of the SCR catalyst 24, and there is no possibility that PM adheres to the SCR catalyst 24.
  • a known filter for example, a honeycomb structured filter made of a ceramic material can be used.
  • the SCR catalyst 24 adsorbs ammonia generated by the decomposition of the urea aqueous solution injected into the exhaust gas by the reducing agent injection valve 43, and reduces NO x in the inflowing exhaust gas.
  • the SCR catalyst 24 has, for example, an ammonia adsorption function, and NO.
  • a zeolite-based reduction catalyst capable of selectively reducing X can be used.
  • the exhaust purification unit 20 described above includes pressure sensors 51 and 52 before and after the DPF 22, and includes temperature sensors 53 and 54 before and after the SCR catalyst 24, respectively. Further, an NO X sensor 55 is provided on the exhaust downstream side of the SCR catalyst 24. Further, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature is disposed around the exhaust purification unit. Sensor values of these sensors are sent to the controller 60, the pressure and temperature at each position, NO X concentration is detected. Note that these sensors can be omitted if they can be estimated by calculation.
  • the exhaust purification unit 20 described above includes a connecting pipe 12 that branches from the first bent portion 23 a of the exhaust pipe 11 and fixes the reducing agent injection valve 43.
  • the urea aqueous solution is injected from the reducing agent injection valve 43 through the connection pipe 12 in a direction substantially coinciding with the flow direction of the exhaust gas. Therefore, compared to the case where the reducing agent injection valve 43 is directly fixed to the exhaust pipe 11, it is possible to make it difficult to transfer heat from the exhaust pipe 11, exhaust gas, or the like to the reducing agent injection valve 43.
  • the system 10 of this embodiment includes a forced regeneration unit for performing forced regeneration control of the DPF 22. This is because the DPF 22 is heated to about 500 ° C. to 600 ° C., and the PM deposited on the DPF 22 is forcibly burned.
  • a fuel injection valve (not shown) that supplies unburned fuel into the exhaust pipe 11 by post-injection or the like in the internal combustion engine 5, fuel injection amount from the fuel injection valve, fuel injection timing, etc.
  • the control part of the control device 60 for instructing the control of the valve and the oxidation catalyst 21 that oxidizes unburned fuel and generates heat of oxidation constitute a forced regeneration means. *
  • the forced regeneration means is not limited to the above example, and any means that can raise the temperature of the exhaust gas to about 500 ° C. to 600 ° C. may be used.
  • the forced regeneration means may be configured using an apparatus that supplies unburned fuel to the oxidation catalyst 21 without relying on post injection.
  • a heating device such as a burner or a heating wire may be provided to heat the DPF 22 directly.
  • the reducing agent supply device 40 includes a storage tank 41 for storing an aqueous urea solution, a pressure pump 42, and a reducing agent injection valve 43 as main elements.
  • the storage tank 41 and the pressure feed pump 42 are connected by the first supply passage 44
  • the pressure feed pump 42 and the reducing agent injection valve 43 are connected by the second supply passage 45.
  • a pressure sensor 56 is provided in the second supply passage 45, the sensor value is transmitted to the control device 60, and the pressure in the second supply passage 45 is detected.
  • the second supply passage 45 and the storage tank 41 are connected by the third supply passage 46, whereby the excess urea aqueous solution supplied to the second supply passage 45 is returned to the storage tank 41. Can do. *
  • the reducing agent supply device 40 has a function of switching the flow path of the urea aqueous solution from the forward direction from the storage tank 41 to the reducing agent injection valve 43 to the reverse direction from the reducing agent injection valve 43 to the storage tank 41.
  • a reverting valve 47 is provided. That is, the system 10 of the present embodiment has a configuration in which the urea aqueous solution filled in the reducing agent supply device 40 can be collected in the storage tank 41 when the internal combustion engine 5 is stopped.
  • the pumping pump 42 pumps up the urea aqueous solution in the storage tank 41 so that the pressure in the second supply path 45 is maintained at a predetermined value, and the reducing agent injection valve. 43 is pumped.
  • the pressure pump 42 an electric pump is typically used.
  • the reducing agent injection valve 43 injects an aqueous urea solution into the exhaust pipe 11 when the reducing agent injection valve 43 is opened by a control signal output from the control device 60.
  • the reducing agent injection valve 43 for example, an ON-OFF valve whose ON / OFF is controlled by DUTY control is used.
  • the reducing agent supply device 40 includes a cooling water passage 35 provided in the housing of the reducing agent injection valve 43 and a cooling water circulation passage 33 that branches from the cooling water passage 33 of the internal combustion engine 5 and communicates with the cooling water passage 35. 34, and cooling water flow rate control valves 31 and 32 for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water circulation passages 33 and 34 are provided.
  • the cooling water of the internal combustion engine 5 is circulated through the cooling water passage 35 of the reducing agent injection valve 43, the temperature of the reducing agent injection valve 43 is maintained at about 70 ° C. to 80 ° C., and thermal damage to the reducing agent injection valve 43 is prevented. Can be prevented. Further, since the urea aqueous solution having a relatively low temperature in the storage tank 41 is pumped to the reducing agent injection valve 43 as the reducing agent is injected from the reducing agent injection valve 43, The heat transfer also promotes heat dissipation of the reducing agent injection valve 43. *
  • control device 60 provided in the system 10 of this embodiment includes a temperature detection unit 62, a forced regeneration control unit 63, and a condition establishment determination unit 64.
  • the internal combustion engine stop prohibiting unit 65 will be described in detail. Specifically, each of these units is realized by executing a program by a microcomputer. That is, FIG. 2 is a configuration in which a portion related to control for eliminating clogging of the reducing agent injection valve 43 due to solidification of the urea aqueous solution in the control device 60 provided in the system 10 is represented by a functional block. It is an example. *
  • the control device 60 includes a signal from the ignition switch 57, each pressure sensor and each temperature sensor, a rotational speed sensor for detecting the engine rotational speed Ne, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed V of the vehicle, and an accelerator pedal operation amount Acc.
  • Various sensor signals such as an accelerator sensor for detecting the brake and a brake sensor for detecting an operation amount Brk of the brake pedal can be read.
  • the control device 60 is provided with a RAM (Random Access Memory) (not shown) for storing calculation results and detection results at each unit.
  • the control device 60 is configured to make a determination when an off signal is detected from the ignition switch 57, and depending on the determination result, the operation of the internal combustion engine can be continued. *
  • the control device 60 controls the driving of the pumping pump 42 so that the pressure in the second supply path 45 is maintained at a predetermined value, and the engine speed Ne and The driving of the reducing agent injection valve 43 is controlled based on the sensor value of the NO X sensor 55 provided on the exhaust downstream side of the SCR catalyst.
  • the control device 60 performs a purge process when the internal combustion engine 5 is stopped. Specifically, a signal for switching the flow path of the urea aqueous solution from the forward direction to the reverse direction is output to the reverting valve 47, and the reducing agent injection valve 43 is opened to drive the pressure feed pump 42. Is output to the pressure feed pump 42 and the reducing agent injection valve 43.
  • Temperature detection unit 62 is for detecting the reducing agent injection valve temperature Tudv. If it cannot be directly detected, the temperature detection unit 62 obtains the temperature from the DPF 22 downstream temperature Tdpf in the vicinity thereof. Also good. *
  • the forced regeneration control unit 63 estimates the PM deposition amount Vpm based on the differential pressure obtained from the pressure sensors 51 and 52 provided before and after the DPF 22. When the estimated PM accumulation amount Vpm exceeds a predetermined threshold value Vpm0, it is determined that the forced regeneration of the DPF 22 is necessary, and a signal for executing the forced regeneration is transmitted to the forced regeneration means. On the other hand, the forced regeneration control unit 63 stops the signal for executing forced regeneration, which has been transmitted to the forced regeneration means, triggered by the estimated PM deposition amount Vpm being reduced to a predetermined amount.
  • the determination of the time for forcibly regenerating the DPF 22 is not limited to the method based on the differential pressure. *
  • the condition establishment determination unit 64 determines whether or not the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 may be solidified when it is detected that the ignition switch 57 is turned off.
  • the circulation of the cooling water in the internal combustion engine 5 is also stopped, so that the heat dissipating ability of the reducing agent injection valve 43 is not effectively exhibited.
  • the temperature of the urea aqueous solution rises, and the vaporization of the water therein becomes intense. Then, the concentration of the urea aqueous solution increases, and accordingly, the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution also increases. Therefore, when it is estimated that the temperature of the urea aqueous solution is lower than the solidification temperature T0 during the cooling process after the internal combustion engine 5 is stopped, it is determined that the urea aqueous solution is solidified. *
  • the urea aqueous solution may be solidified when it is detected that the ignition switch 57 is turned off during the forced regeneration of the DPF or within a predetermined period after the forced regeneration. . That is, immediately after the forced regeneration heat of the DPF or immediately after the regeneration, the exhaust downstream side of the DPF 22 is heated to a very high temperature, and the temperature of the reducing agent injection valve tends to be high, and the concentration of the urea aqueous solution that causes solidification This is because it can be determined that an increase is likely to occur.
  • the predetermined period is a period in which the influence of high heat due to the residual heat after the forced regeneration reaches the reducing agent injection valve 43, and varies depending on the distance from the DPF 22 to the reducing agent injection valve 43, the heat capacity of the exhaust pipe, etc. It is desirable to make a determination based on the results of the test. That is, after the forced regeneration is finished on the actual machine, the test is performed while changing the time until the internal combustion engine 5 is stopped, and in each case, it is confirmed whether the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 is solidified. A predetermined time can be determined. *
  • the urea aqueous solution may solidify based on the reducing agent injection valve temperature Tudv, the temperature gradient ⁇ Tudv, and the outside air temperature Tout. It is determined whether or not. This is because when the reducing agent injection valve temperature Tudv is high, the vaporization of moisture in the aqueous urea solution proceeds, the concentration increases, and the solidification temperature T0 rises, and the possibility that the aqueous urea solution solidifies after cooling increases. Further, when the temperature gradient ⁇ Tudv of the reducing agent injection valve is large or when the outside air temperature Tout is high, the possibility that the aqueous urea solution is solidified similarly becomes high.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv used for the determination may be a temperature at that time or a temperature estimated to be reached thereafter.
  • it is good also as reducing agent injection valve ultimate temperature Tudvmax as shown in FIG. 3, FIG. A test is performed on an actual machine, and a specific determination is made based on whether the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 is solidified by changing the conditions of the reducing agent injection valve temperature Tudv, the temperature gradient ⁇ Tudv, and the outside air temperature Tout in various ways. It is good to decide the standard.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv exceeds about 100 ° C., there is a high possibility that the urea aqueous solution is solidified in the subsequent cooling process.
  • the internal combustion engine stop prohibition unit 65 prohibits the stop of the internal combustion engine when it is determined that the urea aqueous solution may be solidified when the internal combustion engine is stopped.
  • the ignition switch 57 is turned off during the operation of the internal combustion engine and the internal combustion engine is stopped, it is determined that the urea aqueous solution may solidify in the cooling process after the stop. Prohibits stopping the internal combustion engine. Further, the prohibition is continued until the risk of solidification disappears, and after the risk of solidification disappears, the internal combustion engine is allowed to stop.
  • Control Method A specific example of a control method that can be executed by the control device 60 will be described below using a timing chart and a flowchart. *
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining a case where the ignition switch 57 is turned off during forced regeneration of the PF 22, and is a solidification temperature of a urea aqueous solution in the DPF downstream exhaust temperature Tdpf, the reducing agent injection valve temperature Tudv, and the reducing agent injection valve 43. Indicates changes in T0. 4, 5, and 6 show flowcharts of arithmetic processing in the control device 60 when it is detected that the ignition switch 57 is turned off.
  • the DPF downstream exhaust temperature Tdpf rises due to the regeneration heat due to the forced regeneration.
  • the DPF downstream exhaust temperature Tdpf is normally about 200 to 300 ° C. in a situation where forced regeneration is not performed, but when forced regeneration is started, the DPF downstream exhaust temperature Tdpf reaches about 500 ° C. to 600 ° C. .
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv also rises.
  • the engine cooling water circulates in the cooling water passage 35 of the housing of the reducing agent injection valve 43, and in the storage tank 41.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv does not exceed a certain temperature, and a new urea aqueous solution is also supplied.
  • the change in the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 is small.
  • step S1 of FIG. 4 when the control device 60 detects that the ignition switch 57 is turned off, the process proceeds to step S2 to determine whether or not the solidification condition is satisfied. That is, when it is assumed that the internal combustion engine 5 is stopped by turning off the ignition switch 57, it is determined whether or not the urea aqueous solution may be solidified in the cooling process after the stop. Specific examples of the determination method will be described later with reference to FIGS. If it is determined that there is a risk, the process proceeds to step S3, the stop of the internal combustion engine is prohibited, and the process returns to step S2. When it is determined that there is no fear, the process proceeds to step S4, the stop of the internal combustion engine is permitted, and this routine is terminated. Therefore, the stop of the internal combustion engine 5 is prohibited until the risk of solidification disappears, and the stop of the internal combustion engine 5 is permitted after the risk of solidification disappears. *
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv rises and no new urea aqueous solution is supplied, so the concentration of the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 is increased. It is estimated that the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution also rises. In the cooling process, when it is estimated that the reducing agent injection valve temperature Tudv is lower than the increased solidification temperature T0, it is determined that the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 may be solidified. In FIG.
  • FIG. 7 shows a case where after the ignition switch 57 is detected to be off, the internal combustion engine 5 is prohibited from being stopped and the operation of the internal combustion engine is continued.
  • 7 indicates an estimation result of the reducing agent injection valve temperature Tudv and the like when it is assumed that the internal combustion engine 5 has been stopped at the time t2 ′. Based on this, it is estimated that the reducing agent injection valve temperature Tudv does not fall below the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution. Therefore, even if the internal combustion engine 5 is stopped, there is no possibility of solidification of the urea aqueous solution, so that the internal combustion engine 5 is allowed to stop (step S4 in FIG. 4). *
  • FIG. 5 shows a flowchart including one of the concrete solidification condition establishment determination methods with respect to FIG.
  • step S21 when the control device 60 detects that the ignition switch 57 is turned off, the process proceeds to step S22, and it is determined whether or not the DPF 22 is being forcedly regenerated or within a predetermined period after forced regeneration.
  • step S23 the stop of the internal combustion engine is prohibited, and the process returns to step S22.
  • step S24 the internal combustion engine is allowed to stop, and this routine is terminated. Therefore, the stop of the internal combustion engine 5 is prohibited until a predetermined period after the forced regeneration of the DPF 22 passes, and the stop of the internal combustion engine 5 is permitted after the predetermined period has elapsed.
  • FIG. 6 shows a flowchart including one of the specific solidification condition establishment determination methods different from FIG.
  • step S31 when the control device 60 detects that the ignition switch 57 is turned off, the process proceeds to step S32, and it is determined whether or not the reducing agent injection valve temperature Tudv is higher than the threshold value Ts.
  • the process proceeds to step S33, the stop of the internal combustion engine is permitted, and this routine is ended.
  • the routine proceeds to step S24, the stop of the internal combustion engine 5 is permitted, and this routine is ended.
  • the stop of the internal combustion engine 5 is prohibited until the reducing agent injection valve temperature Tudv becomes lower than the threshold value Ts, and the internal combustion engine 5 is allowed to stop after the reducing agent injection valve temperature Tudv becomes lower than the threshold value Ts.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv may be a temperature at that time, or a temperature estimated to be reached thereafter.
  • the threshold value Ts is approximately 100 ° C. *
  • the exhaust purification system and the exhaust purification system control method of the first embodiment when it is detected that the ignition switch 57 is turned off, the reducing agent injection is performed in the cooling process after the internal combustion engine 5 is stopped. It is determined whether the residual urea aqueous solution in the valve 43 is likely to be solidified, and the solidification of the urea aqueous solution can be prevented by prohibiting the stop of the internal combustion engine 5 while there is a possibility of solidification. . Therefore, it is possible to prevent the exhaust purification efficiency from being lowered due to the solidification of the urea aqueous solution. *
  • An exhaust purification system and an exhaust purification system control method are provided when the internal combustion engine is stopped or during operation of the internal combustion engine. If it is assumed that the urea solution has stopped and the urea aqueous solution may be solidified, the driver of the internal combustion engine is encouraged to restart the internal combustion engine or not to stop the internal combustion engine. It has become. *
  • the exhaust purification system according to the present embodiment is basically configured in the same manner as the exhaust purification system according to the first embodiment (see FIG. 1), while the functions and control contents of the control device are the first. This is different from the exhaust purification system according to the embodiment.
  • the control device provided in the exhaust purification system of the present embodiment and the control method executed by the control device are different from those of the first embodiment. The explanation will be focused on. *
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a control-related portion of the control device 60A provided in the exhaust purification system of the present embodiment for preventing the reducing agent injection valve 43 from being clogged. An example is shown.
  • the control device 60A includes a temperature detection unit 62, a forced regeneration control unit 63, a condition establishment determination unit 67, and a driver notification unit 68. Specifically, each of these units is realized by executing a program by a microcomputer. *
  • the control device 60A includes a pressure sensor and a temperature sensor, a rotational speed sensor that detects the engine rotational speed Ne, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed V of the vehicle, an accelerator sensor that detects an operation amount Acc of the accelerator pedal, Various sensor signals such as a brake sensor for detecting the operation amount Brk of the brake pedal can be read. Further, the control device 60A is provided with a RAM (Random Access Memory) (not shown) for storing calculation results and detection results in each unit. *
  • the control device 60A controls the drive of the pumping pump 42 so that the pressure in the second supply path 45 is maintained at a predetermined value, and the engine speed Ne and SCR.
  • the driving of the reducing agent injection valve 43 is controlled based on the sensor value of the NO X sensor 55 provided on the exhaust downstream side of the catalyst.
  • the control device 60A executes a purge process when the internal combustion engine 5 is stopped. Specifically, a signal for switching the flow path of the urea aqueous solution from the forward direction to the reverse direction is output to the reverting valve 47, and the reducing agent injection valve 43 is opened to drive the pressure feed pump 42. Is output to the pressure feed pump 42 and the reducing agent injection valve 43.
  • the control device 60A is configured such that necessary functions can be operated in the system 10 of the present embodiment even after the internal combustion engine 5 is stopped.
  • the temperature detection unit 62 and the forced regeneration control unit 63 can be configured similarly to the case of the first embodiment.
  • the condition satisfaction determination unit 67 solidifies the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 after the stop. Determine whether there is a risk.
  • Specific determination conditions may be the same as those in the first embodiment.
  • the determination may be made on the assumption continuously during the operation of the internal combustion engine 5, or Further, when the internal combustion engine 5 has been in the idle state for a predetermined time, the determination may be made based on the assumption.
  • the driver notifying unit 68 notifies the driver of the internal combustion engine when it is determined that the urea aqueous solution may be solidified.
  • the internal combustion engine is given to the driver. Not to stop.
  • the internal combustion engine is restarted for the driver.
  • a warning lamp can be turned on in a place where it can be easily seen from the driver's seat, and the driver can be notified by voice.
  • Control Method A specific example of a control method that can be executed by the control device 60A will be described below using a timing chart and a flowchart. *
  • FIG. 10 shows a flowchart of arithmetic processing in the control device 60A when it is assumed that the internal combustion engine 5 has stopped during operation of the internal combustion engine 5.
  • the DPF downstream exhaust temperature Tdpf rises due to the regeneration heat due to the forced regeneration.
  • the DPF downstream exhaust temperature Tdpf is normally about 200 to 300 ° C. in a situation where forced regeneration is not performed, but when forced regeneration is started, the DPF downstream exhaust temperature Tdpf reaches about 500 ° C. to 600 ° C. .
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv also rises.
  • the engine cooling water circulates in the cooling water passage 35 of the housing of the reducing agent injection valve 43, and in the storage tank 41.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv does not exceed a certain temperature, and a new urea aqueous solution is also supplied.
  • the change in the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 is small.
  • step S41 When the rotational speed of the internal combustion engine 5 decreases and becomes idle at time ti, and this continues for a predetermined time, this is detected in step S41 in FIG. 10, and the process proceeds to step S42 to start determination assuming that the internal combustion engine 5 is stopped. .
  • step S43 it is determined whether the solidification condition is satisfied. That is, it is determined whether or not the urea aqueous solution may be solidified during the cooling process after the internal combustion engine 5 is stopped. A specific example of the determination method will be described later with reference to FIGS. If it is determined that there is a risk, the process proceeds to step S44 to notify the driver of the internal combustion engine, and the process returns to step S43.
  • step S44 the routine is terminated without notifying the driver. Therefore, in this embodiment, the notification to the driver is continued until there is no risk of solidification of the urea aqueous solution, and then the notification to the driver is terminated after the fear of solidification of the urea aqueous solution is eliminated.
  • the concentration of the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 It is estimated that the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution also rises. In the course of cooling, when it is estimated that the reducing agent injection valve temperature Tudv is lower than the increased solidification temperature T0, it is determined that the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 may be solidified. In FIG. 9, it is estimated that at time t13, the reducing agent injection valve temperature Tudv is lower than the solidification temperature T0, and the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 starts to solidify. Therefore, at time t12, it is determined that the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 may be solidified, and the driver is notified (step S44 in FIG. 10). *
  • FIG. 13 determines that there is a risk of solidification of the aqueous urea solution when the stop of the internal combustion engine 5 is assumed at time t12 (step S43 in FIG. 10), and notifies the driver (step in FIG. 10). S44), the driver does not stop the internal combustion engine in response to the notification, and then the forced regeneration of the DPF 22 is completed at the time t13, and the DPF 22 exhaust downstream temperature Tdpf is gradually decreasing, and the time t14 It shows the case of reaching. The estimation of each subsequent temperature change at the time of T14 is shown by a one-dot chain line in FIG.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv hardly increases, and therefore the concentration of the urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 does not increase so much that the reducing agent injection valve temperature Tudv falls below the solidification temperature T0 of the urea aqueous solution during the cooling process. It shows the estimation result that there is not. In this case, since there is no possibility of solidification of the urea aqueous solution even when the internal combustion engine 5 is stopped, the notification to the driver is also terminated at the time t14 (step S45 in FIG. 10). *
  • FIG. 11 shows a flowchart including one of the concrete solidification condition establishment determination methods with respect to FIG.
  • step S51 when the internal combustion engine 5 is in an idle state and this continues for a predetermined time, the process proceeds to step S52, and a determination assuming that the internal combustion engine 5 has stopped is started.
  • step S53 it is determined whether the DPF 22 is being forcibly regenerated or within a predetermined period after the forced regeneration. When the DPF 22 is being forcibly regenerated or during a predetermined period after forced regeneration, the process proceeds to step S54 to notify the driver of the internal combustion engine, and the process returns to step S53.
  • step S55 the driver is not notified, and this routine is terminated. Therefore, in this embodiment, the notification to the driver is continued until a predetermined period has elapsed after the forced regeneration, and thereafter the notification to the driver is terminated after the fear of solidification of the urea aqueous solution disappears.
  • FIG. 12 shows a flowchart including one of the specific solidification condition establishment determination methods different from FIG.
  • step S61 when it is detected that the internal combustion engine 5 has been in an idle state and this has continued for a predetermined time, the process proceeds to step S62, and the control device 60A starts a determination assuming that the internal combustion engine 5 has stopped. And it progresses to step S63 and it is determined whether the reducing agent injection valve temperature Tudv is higher than the threshold temperature Ts. When the reducing agent injection valve temperature Tudv is equal to or higher than the threshold temperature Ts, the process proceeds to step S64 to notify the driver of the internal combustion engine, and the process returns to step S63.
  • the process proceeds to step S64, and the routine is terminated without notifying the driver. Therefore, in this embodiment, the notification to the driver is continued until the reducing agent injection valve temperature Tudv becomes lower than the threshold temperature Ts, and the notification to the driver is ended after the temperature becomes lower.
  • the reducing agent injection valve temperature Tudv may be a temperature at that time, or a temperature estimated to be reached thereafter. Also, the reducing agent injection valve reaching maximum temperature Tudvmax as shown in FIGS. 9 and 13 may be used.
  • the threshold temperature Ts is approximately 100 ° C. *
  • the determination assuming that the internal combustion engine 5 is stopped is started.
  • the determination assuming that the engine 5 is stopped may be started. Further, when the internal combustion engine 5 is actually stopped, it is possible to determine whether or not there is a possibility of solidification and to notify the driver to restart the internal combustion engine 5.
  • the exhaust purification system and the exhaust purification system control method of the second embodiment after the internal combustion engine 5 is stopped, there is a risk of solidification of the residual urea aqueous solution in the reducing agent injection valve 43 during the cooling process. If there is a risk of solidification, the driver can be notified and solidification of the urea aqueous solution can be prevented beforehand. Therefore, it is possible to prevent the exhaust purification efficiency from being lowered due to the solidification of the urea aqueous solution.
  • this 2nd Embodiment was demonstrated as a form different from 1st Embodiment, it can also implement combining 1st and 2nd Embodiment.

Abstract

【課題】尿素水溶液の固体化に起因した還元剤噴射弁の詰まりを未然に防止して、内燃機関の排気浄化効率の低下を防止することができる排気浄化システムを提供する。【解決手段】ＤＰＦと還元剤噴射弁及びＳＣＲ触媒とを排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、イグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する条件成立判定部と、条件成立判定部の判定結果をもとに内燃機関の停止を禁止する内燃機関停止禁止部とを備える。

Description

排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
本発明は、排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法に関する。特に、尿素水溶液の固化に起因した還元剤噴射弁の詰まりを解消することができる排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法に関する。
従来、車両に搭載される内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（以下、「ＮＯX」と称する。）や微粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称する。）が含まれている。　このうち、ＮＯXを還元して排気ガスを浄化するための装置として尿素ＳＣＲシステムがある。尿素ＳＣＲシステムは、圧送ポンプによって貯蔵タンク内から汲み上げた還元剤としての尿素水溶液を還元剤噴射弁から排気管内に供給するための還元剤供給装置と、アンモニアを吸着可能な排気浄化触媒の一種であるＳＣＲ触媒とを備えて構成される。かかる尿素ＳＣＲシステムでは、尿素水溶液の分解により生成されるアンモニアをＳＣＲ触媒に吸着させ、排気ガス中のＮＯXをＳＣＲ触媒中でアンモニアと反応させて、排気ガスを浄化する。　
一方、ＰＭを捕集して排気ガスを浄化するための装置としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称する。）がある。ＤＰＦは、内燃機関の排気管に配設され、排気ガスが当該ＤＰＦを通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。ＤＰＦを備えた排気浄化システムでは、ＤＰＦの目詰まりを防止するために、ＤＰＦの温度を５００℃～６００℃程度に上昇させてＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時に行われる。　近年、排気ガスの浄化基準が高められていることに伴い、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒の両方を備えた排気浄化システムが増えてきている。　
ところで、尿素ＳＣＲシステムにおいては、内燃機関が停止した際に還元剤供給経路に残存する尿素水溶液を回収するよう一般的に構成されている（例えば、特許文献１を参照）。これにより、尿素水溶液が還元剤供給経路に存在したまま凍結し、還元剤供給経路に詰まりが生じることを避けることができる。
特開２００９－２１５８９１号公報
しかしながら、特許文献１に記載された排気浄化システムでは、内燃機関の停止後に還元剤噴射弁内の尿素水溶液が温められ、その後に冷却する過程で尿素水溶液が固化してしまい、その結果、内燃機関の始動時に、尿素水溶液の供給が阻害され、排気浄化効率が低下してしまうという問題があった。　
具体的に説明すると、排気浄化システムでは、内燃機関の停止時に、還元剤供給装置に充填されていた尿素水溶液を貯蔵タンクに回収するパージ処理が一般に行われるものの、貯蔵タンク及び還元剤噴射弁を接続する還元剤通路等の構造上、還元剤供給装置内に充填された尿素水溶液を完全に貯蔵タンクに回収し切れない場合がある。　一方、内燃機関の停止とともに還元剤噴射弁の放熱機能である冷却水の循環等は停止するため、還元剤噴射弁の温度は上昇する。そうすると、上述の還元剤噴射弁内に残留した尿素水溶液中の水分が気化により抜けていき、その濃度は上昇する。その後、排気管や周囲の温度が下がるにつれて、尿素水溶液の温度は下がるが、通常の濃度に比べ高い濃度となっているため、固化する温度も上がり、残留尿素水溶液が固化してしまい還元剤噴射弁に詰まりが発生してしまうおそれがある。　尿素水溶液の濃度は通常およそ３２．５％に調整されており、この場合尿素水溶液が固化する温度はおよそ－１１℃である。その濃度が当該パーセンテージを超えて高くなると、尿素水溶液の固化する温度は高くなる傾向にある（図１４参照）。したがって高温により水分が抜けて濃度が高くなった還元剤噴射弁内の残留尿素水溶液は、温度が下がった時に固化しやすく、内燃機関の再始動時において当該還元剤噴射弁の噴射が阻害される可能性がある。　
そこで、本発明の発明者はこのような問題に鑑みて、一旦温められた尿素水溶液が内燃機関の停止後の冷却する過程で固化するおそれがあるか否かを判定し、おそれがある場合には、内燃機関が停止されないようにすることにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。　すなわち、本発明は、尿素水溶液の固化に起因した還元剤噴射弁の詰まりを未然に防止でき、ひいては、排気浄化効率の低下を防止することができる排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、排出される排気ガス中の排気微粒子を捕集するＤＰＦと、排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤噴射弁と、尿素水溶液を用いて排気ガス中のＮＯXを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、内燃機関の運転中にイグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する条件成立判定部と、尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、内燃機関の停止を禁止する内燃機関停止禁止部と、を備えることを特徴とする排気浄化システムが提供され、上述した課題を解決することができる。　このように、還元剤噴射弁内の尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定し内燃機関の停止を禁止することによって、冷却水の循環が継続されるので、尿素水溶液の固化を回避でき、これに起因した還元剤噴射弁の詰まりを未然に防止でき、ひいては、排気浄化効率の低下を防止することができる。　
また、本発明を構成するにあたり、条件成立判定部は、ＤＰＦの強制再生が開始後終了するまでの間、または当該終了後所定期間内に、イグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、前記尿素水溶液が固化するおそれがあると判定することが好ましい。　このように、ＤＰＦの強制再生中およびその終了後の所定期間は、ＤＰＦの下流にある還元剤噴射弁は高温にさらされ、内燃機関停止後においては、その冷却機能が有効に働かず、還元剤噴射弁内に残留した尿素水溶液の濃度が上がるので、固化する可能性が高いと判断できる。　
また、本発明を構成するにあたり、条件成立判定部は、イグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、還元剤噴射弁の温度、温度勾配、外気温度のうち少なくとも一つに基づいて、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定することが好ましい。　還元剤噴射弁内の尿素水溶液が固化するか否かは、還元剤噴射弁の温度に依存するので、還元剤噴射弁の温度、温度勾配、外気温度に基づいて判定することにより、尿素水溶液の固化のおそれをより正確に捉えることができる。　
また、本発明の別の態様は、排気ガス中の排気微粒子を捕集するＤＰＦと、排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤噴射弁と、尿素水溶液を用いて排気ガス中のＮＯXを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、内燃機関の運転中にイグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する工程と、尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、内燃機関の停止を禁止する工程と、を有することを特徴とする排気浄化システムの制御方法である。　このように、還元剤噴射弁内の尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定し内燃機関の停止を禁止することによって、冷却水の循環が継続されるので、尿素水溶液の固化を回避でき、これに起因した還元剤噴射弁の詰まりを未然に防止でき、ひいては、排気浄化効率の低下を防止することができる。
本発明の実施の形態にかかる排気浄化システムの構成例を示す全体図である。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムに備えられる制御装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのタイミングチャートである。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムに備えられる制御装置の構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる排気浄化システムの制御方法について説明するためのタイミングチャートである。 尿素水溶液の濃度と固化温度T0の関係を表したグラフである。
以下、図面を参照して、本発明にかかる排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法に関する実施形態について、具体的に説明する。　ただし、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することができる。　なお、各図において同符号を付してあるものは同一の部材ないし部分を示しており、適宜説明が省略されている。　
［第１の実施の形態］１．排気浄化システム（１）全体構成　図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる排気浄化システム（以下、単に「システム」と称する場合がある。）１０の全体構成を示している。　このシステム１０は、ＤＰＦ２２及びＳＣＲ触媒２４を有する排気浄化ユニット２０と、還元剤噴射弁４３を含む還元剤供給装置４０と、ＤＰＦ２２の強制再生制御や還元剤供給装置４０の動作制御を行う制御装置６０とを主たる要素として備えている。　かかるシステム１０は、排気ガス中のＰＭをＤＰＦ２２によって捕集し、かつ、還元剤としての尿素水溶液を用いて排気ガス中のＮＯXをＳＣＲ触媒２４中で選択的に浄化するための装置として構成されたものである。　
（２）排気浄化ユニット　排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１と、ＤＰＦ２２と、ＳＣＲ触媒２４とを排気上流側から順次に備えている。　
この排気浄化ユニット２０の構成要素のうち、酸化触媒２１は、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に供給された未燃燃料を酸化し、酸化熱を発生させる。これにより、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスを昇温させてＤＰＦ２２を加熱することができる。酸化触媒２１は、公知のもの、例えば、アルミナに白金を担持させたものに所定量のセリウム等の希土類元素を添加したものを用いることができる。　
また、ＤＰＦ２２は、排気ガスがＤＰＦ２２を通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。図１に示すシステム１０では、ＤＰＦ２２がＳＣＲ触媒２４よりも排気上流側に配設されており、ＰＭがＳＣＲ触媒２４に付着するおそれがない。ＤＰＦ２２は、公知のもの、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタを用いることができる。　
また、ＳＣＲ触媒２４は、還元剤噴射弁４３によって排気ガス中に噴射される尿素水溶液の分解により生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯXを還元する。ＳＣＲ触媒２４は、例えば、アンモニアの吸着機能を有し、かつ、ＮＯ
Xを選択的に還元可能なゼオライト系の還元触媒が用いることができる。　
以上説明した排気浄化ユニット２０は、ＤＰＦ２２の前後にそれぞれ圧力センサ５１、５２を備え、ＳＣＲ触媒２４の前後にそれぞれ温度センサ５３、５４を備えている。また、ＳＣＲ触媒２４の排気下流側にはＮＯXセンサ５５を備えている。さらに、排気浄化ユニットの周囲には外気温度を検出する外気温度センサが配置されている。　これらセンサのセンサ値は制御装置６０に送られて、それぞれの位置での圧力や温度、ＮＯX濃度が検出される。　なお、演算によって推定可能であるならば、これらセンサは省略可能である。　
また、以上説明した排気浄化ユニット２０は、排気管１１の第１屈曲部２３ａから分岐して、還元剤噴射弁４３を固定するための接続管１２を備えている。この接続管１２を介して、排気ガスの流れ方向と略一致する方向に、還元剤噴射弁４３から尿素水溶液が噴射される。　したがって、排気管１１に還元剤噴射弁４３を直接固定する場合と比較して、排気管１１や排気ガス等から還元剤噴射弁４３への熱を伝わり難くすることができる。　
（３）強制再生手段　ここで、本実施形態のシステム１０は、ＤＰＦ２２の強制再生制御を行うための強制再生手段を備える。ＤＰＦ２２を５００℃～６００℃程度に昇温させ、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを強制的に燃焼させるためである。　本実施形態では、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に未燃燃料を供給する燃料噴射弁（図示せず）と、燃料噴射弁からの燃料噴射量や噴射タイミング等、燃料噴射弁の制御を指示するための制御装置６０の制御部と、未燃燃料を酸化して酸化熱を発生させる酸化触媒２１とが、強制再生手段を構成する。　
なお、強制再生手段は上記例に限られず、排気ガスを５００℃～６００℃程度に昇温させることができるものであればよい。例えば、ポスト噴射に拠らずに酸化触媒２１に未燃燃料を供給する装置を利用して強制再生手段を構成してもよい。また、バーナや電熱線等の加熱装置を備え、直接ＤＰＦ２２を加熱するようにしてもよい。　
（４）還元剤供給装置　また、還元剤供給装置４０は、尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンク４１と、圧送ポンプ４２と、還元剤噴射弁４３とを主たる要素として備えている。　このうち、貯蔵タンク４１及び圧送ポンプ４２が第１の供給通路４４によって接続され、圧送ポンプ４２及び還元剤噴射弁４３が第２の供給通路４５によって接続されている。この第２の供給通路４５には圧力センサ５６が設けられており、センサ値が制御装置６０に送信され、第２の供給通路４５内の圧力が検出される。　また、第２の供給通路４５及び貯蔵タンク４１が第３の供給通路４６によって接続されており、これにより、第２の供給経路４５に供給された余剰の尿素水溶液を、貯蔵タンク４１に戻すことができる。　
また、この還元剤供給装置４０は、尿素水溶液の流路を、貯蔵タンク４１から還元剤噴射弁４３へ向かう順方向から、還元剤噴射弁４３から貯蔵タンク４１へ向かう逆方向に切り換える機能を持ったリバーティングバルブ４７を備えている。　すなわち、本実施形態のシステム１０は、内燃機関５の停止時に、還元剤供給装置４０に充填されていた尿素水溶液を貯蔵タンク４１に回収可能な構成である。　
この還元剤供給装置４０の構成要素のうち、圧送ポンプ４２は、第２の供給経路４５内の圧力が所定値で維持されるように、貯蔵タンク４１内の尿素水溶液を汲み上げて還元剤噴射弁４３に圧送する。圧送ポンプ４２は代表的には電動式ポンプが用いられる。　
また、還元剤噴射弁４３は、制御装置６０から出力される制御信号によって還元剤噴射弁４３が開かれたときに、尿素水溶液を排気管１１中に噴射する。還元剤噴射弁４３としては、例えばＤＵＴＹ制御によって開弁のＯＮ－ＯＦＦが制御されるＯＮ－ＯＦＦ弁が用いられる。　
このような還元剤噴射弁４３を構成する電子部分や樹脂部分等は比較的熱に弱く、その耐熱温度Tlimは１４０℃～１５０℃程度である一方、通常運転時における排気ガス温度は、２００℃～３００℃程度である。　そのため、この還元剤供給装置４０は、還元剤噴射弁４３のハウジングに設けられた冷却水通路３５と、内燃機関５の冷却水通路３３から分岐して冷却水通路３５に連通する冷却水循環通路３３・３４と、冷却水循環通路３３・３４を流れる冷却水の流量を調節する冷却水流量制御弁３１・３２とを備えている。　これにより、内燃機関５の冷却水を還元剤噴射弁４３の冷却水通路３５に循環させ、還元剤噴射弁４３の温度を７０℃～８０℃程度に保ち、還元剤噴射弁４３の熱損傷を防止することができる。　また、還元剤噴射弁４３からの還元剤の噴射に伴って、貯蔵タンク４１内の相対的に低温である尿素水溶液が還元剤噴射弁４３に圧送されるために、このような尿素水溶液への熱移動によっても、還元剤噴射弁４３の放熱が促される。　
このような、上述のエンジン冷却水の循環や、尿素水溶液への熱移動による還元剤噴射弁４３の放熱能力は、特に、内燃機関５の運転中において発揮される。　５の運転中にエンジン冷却水が循環し、また、内燃機関５の運転中に還元剤噴射弁４３へ尿素水溶液が圧送されるためである。　
２．制御装置（１）全体構成　次に、図２を参照して、本実施形態のシステム１０に備えられる制御装置６０を、温度検出部６２と、強制再生制御部６３と、条件成立判定部６４と、内燃機関停止禁止部６５に大別して、具体的に説明する。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って実現される。　すなわち、図２は、システム１０に備えられた制御装置６０のうち、尿素水溶液の固化に起因した還元剤噴射弁４３の詰まりを解消するための制御に関する部分を、機能的なブロックで表した構成例である。　
この制御装置６０は、イグニッションスイッチ５７の信号や各圧力センサや各温度センサをはじめとして、機関回転数Neを検出する回転数センサ、車両の車速Vを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Accを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Brkを検出するブレーキセンサ等の各種センサ信号が読込み可能に構成されている。また、制御装置６０には、各部での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられている。さらに制御装置６０はイグニッションスイッチ５７からオフの信号を検知したときに、判定を行い、判定結果によっては、内燃機関の運転を継続できるよう構成されている。　
この制御装置６０は、内燃機関５の運転中にあっては、第２の供給経路４５内の圧力が所定値で維持されるように圧送ポンプ４２の駆動を制御するとともに、機関回転数NeやＳＣＲ触媒の排気下流側に設けられたＮＯXセンサ５５のセンサ値等に基づいて、還元剤噴射弁４３の駆動を制御する。　また、制御装置６０は、内燃機関５の停止時にパージ処理を実行する。具体的に、尿素水溶液の流路を順方向から逆方向に切り換えるための信号を、リバーティングバルブ４７に対して出力するとともに、還元剤噴射弁４３を開弁させて圧送ポンプ４２を駆動させるための信号を、圧送ポンプ４２及び還元剤噴射弁４３に対して出力する。　
（２）温度検出部　また、温度検出部６２は、還元剤噴射弁温度Tudvを検出するためのものであるが、直接検出できない場合には、その近傍のＤＰＦ２２下流側温度Tdpf等からを求めてもよい。　
（３）強制再生制御部　強制再生制御部６３は、ＤＰＦ２２の前後に設けられた圧力センサ５１、５２から求められる差圧に基づいて、ＰＭの堆積量Vpmを推定する。そして、推定ＰＭ堆積量Vpmが所定の閾値Vpm0を超えたときに、ＤＰＦ２２の強制再生が必要であると判定し、強制再生手段に対して、強制再生を実行するための信号を送信する。　一方、強制再生制御部６３は、推定ＰＭ堆積量Vpmが所定量まで低下したことをきっかけとして、強制再生手段に対して送信していた、強制再生を実行するための信号を停止する。　ただし、ＤＰＦ２２を強制再生する時期の判定は、差圧に基づく方法に限られない。　
（４）条件成立判定部　条件成立判定部６４は、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときに、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する。イグニッションスイッチ５７がオフされた後、内燃機関５が停止すると、内燃機関５の冷却水の循環も停止するため還元剤噴射弁４３の放熱能力が有効に発揮されなくなり、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の温度が上昇し、その中の水分の気化も激しくなる。そうすると尿素水溶液の濃度が上昇し、これに伴って当該尿素水溶液の固化温度T0も上昇する。したがって、内燃機関５停止後の冷却の過程において、当該尿素水溶液の温度がその固化温度T0を下回ると推定される場合には、当該尿素水溶液は固化するとの判定となる。　
さらに具体的な判定条件として、ＤＰＦの強制再生中又は強制再生後所定期間内に、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときに、尿素水溶液が固化するおそれがあると判定することができる。つまり、ＤＰＦの強制再生熱や再生直後にあっては、ＤＰＦ２２の排気下流側が非常に高温状態とされて温められ、還元剤噴射弁の温度は高温となりやすく、固化の原因である尿素水溶液の濃度上昇も起こりやすくなると判断できるからである。　ここで所定期間は、強制再生後の余熱による高い熱の影響が還元剤噴射弁４３に及ぶ期間であり、ＤＰＦ２２から還元剤噴射弁４３までの距離や、排気管の熱容量等によって異なるため、実機により試験を行いその結果によって決定することが望ましい。すなわち、実機上で強制再生終了後、内燃機関５の停止までの時間をそれぞれ変えて試験を行い、その後それぞれの場合において還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化するか否かを確認し、所定時間を決めることができる。　
また、別の判定条件としては、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときに、還元剤噴射弁温度Tudv、温度勾配δTudvや、外気温度Toutに基づいて、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する。還元剤噴射弁温度Tudvが高いと尿素水溶液中の水分の気化が進み、濃度が上昇し、ひいては固化温度T0が上昇し、冷却後に尿素水溶液が固化する可能性が高くなるからである。さらに還元剤噴射弁の温度勾配δTudvが大きい場合や、外気温度Toutが高い場合にも、同様に尿素水溶液が固化する可能性が高くなるので、これらに基づいて、または、これらおよび還元剤噴射弁温度Tudvとを適宜組み合わせて判定することができる。　ここで、判定に使う還元剤噴射弁温度Tudvは、その時点での温度としてもよいし、その後到達すると推定される温度としてもよい。また、図３、図７に示すような還元剤噴射弁到達最高温度Tudvmaxとしてもよい。　実機で試験を行い、これら還元剤噴射弁温度Tudv、温度勾配δTudvや、外気温度Toutの条件を様々に変えて還元剤噴射弁４３中の尿素水溶液が固化するか否かにより、具体的な判定基準を決めるのがよい。ちなみに還元剤噴射弁温度Tudvがおよそ１００℃を超えると、その後の冷却の過程で尿素水溶液が固化する可能性が高くなる。　
（５）内燃機関停止禁止部　内燃機関停止禁止部６５は、内燃機関を停止すると尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、内燃機関の停止を禁止する。内燃機関の運転中にイグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときに、内燃機関を停止すると、当該停止後その冷却の過程で尿素水溶液が固化するおそれがあると判定された場合には、内燃機関の停止を禁止する。また、当該固化のおそれがなくなるまで禁止を続け、固化のおそれがなくなったのち内燃機関の停止を許可する。　
３．制御方法　以下タイミングチャートとフローチャートを用いて本制御装置６０によって実行可能な制御方法の具体例について説明する。　
図３、図７は、Ｄ
ＰＦ２２の強制再生中にイグニッションスイッチ５７がオフされた場合について説明するためのタイミングチャートであり、ＤＰＦ下流排気温度Tdpfや、還元剤噴射弁温度Tudvや還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の固化温度T0の変化等を示す。　図４、図５、図６は、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときの制御装置６０における演算処理のフローチャートを示している。　
まず、図３のt1においてＤＰＦ２２の強制再生が開始するとＤＰＦ下流排気温度Tdpfは強制再生による再生熱により上昇する。強制再生が行われない状況下におけるＤＰＦ下流排気温度Tdpfは、通常２００～３００℃程度であるが、強制再生が開始されると、ＤＰＦ下流排気温度Tdpfは、は５００℃～６００℃程度に達する。　これにともなって還元剤噴射弁温度Tudvも上昇するが、内燃機関５が駆動中においては、還元剤噴射弁４３のハウジングの冷却水通路３５にエンジン冷却水が循環し、また、貯蔵タンク４１内の相対的に低温である尿素水溶液が還元剤噴射弁４３に圧送されるので、還元剤噴射弁温度Tudvは一定温度以上がらず、新たな尿素水溶液も供給されるので、濃度の上昇も少なく、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の固化温度T0の変化は少ない。　
図４のステップＳ１において、制御装置６０がイグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知すると、ステップＳ２に進み固化条件が成立するかどうかが判定される。すなわち、イグニッションスイッチ５７のオフにより内燃機関５が停止したと仮定した場合に、その停止後の冷却の過程で、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する。　判定方法の具体例については図５及び図６に基づいて後述する。　おそれがあると判定された場合にはステップＳ３に進み内燃機関の停止を禁止し、ステップＳ２に戻る。おそれがないと判定された場合にはステップＳ４に進み内燃機関の停止を許可し、本ルーチンを終了する。したがって、固化のおそれがなくなるまで内燃機関５の停止は禁止され、固化のおそれがなくなった後内燃機関５の停止は許可される。　
図３に戻り、固化条件成立の判定方法について詳細に説明する。イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したt2の時点で、内燃機関５を停止したと仮定し、その時点でのその後の各温度変化の推定を図３中に一点鎖線で示す。ＤＰＦ２２排気下流側温度Tdpfが徐々に低下していく一方、内燃機関５の冷却水の循環が停止するため還元剤噴射弁４３の放熱能力が有効に発揮されなくなる。そうすると、t2の時点以降、ＤＰＦ２２排気下流側温度Tdpfが高温である中で、還元剤噴射弁温度Tudvは上昇し、新たな尿素水溶液は供給されないので、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の濃度は高くなり、尿素水溶液の固化温度T0も上昇すると推定される。　そして、冷却の過程で、還元剤噴射弁温度Tudvが当該上昇した固化温度T0を下回ると推定される場合には、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液は固化のおそれがあると判定される。図３においてはt3の時点で、還元剤噴射弁温度Tudvが固化温度T0を下回り、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化し始めると推定される。したがって、この場合還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化のおそれありとの判定になり、内燃機関５の停止が禁止される（図４のステップＳ３）。　
一方、図７は、イグニッションスイッチ５７のオフを検知した後、内燃機関５の停止を禁止し、内燃機関の運転を継続した場合を示す。そして、図７中の一点鎖線は、t2′の時点で、内燃機関５を停止したことを仮定した場合における、還元剤噴射弁温度Tudv等の推定結果を示す。これに拠ると、還元剤噴射弁温度Tudvは、尿素水溶液の固化温度T0を下回ることがないと推定され。したがって、内燃機関５を停止しても尿素水溶液の固化のおそれはなくなったので、内燃機関５の停止を許可する（図４のステップＳ４）。　
図５は図４に対して具体的な固化条件成立判定方法の一つを含んだフローチャートを示す。ステップＳ２１において、制御装置６０が、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知すると、ステップＳ２２に進み、ＤＰＦ２２の強制再生中または、強制再生後所定期間内か否かが判定される。ＤＰＦ２２の強制再生中または、強制再生後所定期間である場合にはステップＳ２３に進み、内燃機関の停止を禁止し、ステップＳ２２に戻る。また、ＤＰＦ２２の強制再生中でも強制再生後所定期間でもない場合にはステップＳ２４に進み、内燃機関の停止を許可し、本ルーチンを終了する。したがって、ＤＰＦ２２の強制再生後所定期間がすぎるまで内燃機関５の停止は禁止され、所定期間経過後、内燃機関５の停止は許可される。　
さらに図６は図５とは別の具体的な固化条件成立判定方法の一つを含んだフローチャートを示す。ステップＳ３１において、制御装置６０がイグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知すると、ステップＳ３２に進み、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値Tsより高いか否かが判定される。還元剤噴射弁温度Tudvが閾値Ts以上の場合にはステップＳ３３に進み、内燃機関の停止を許可し、本ルーチンを終了する。還元剤噴射弁温度Tudvが閾値Tsよりも低い場合にはステップＳ２４に進み内燃機関５の停止を許可し、本ルーチンを終了する。したがって、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値Tsよりも低くなるまで内燃機関５の停止は禁止され、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値Tsよりも低くなった後内燃機関５の停止は許可される。　ここで、還元剤噴射弁温度Tudvは、その時点での温度としてもよいし、その後到達すると推定される温度としてもよい。また、図３、図７に示すような還元剤噴射弁到達最高温度Tudvmaxとしてもよい。　尚、閾値Tsはおよそ１００℃である。　
第１の実施の形態の排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法によれば、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検知したときに、内燃機関５の停止後、その冷却の過程で還元剤噴射弁４３内の残留尿素水溶液の固化のおそれがあるか否かを判断し、固化のおそれがある間は、内燃機関５の停止を禁止することにより、尿素水溶液の固化を未然に防ぐことができる。したがって、尿素水溶液の固化による排気浄化効率の低下を防止することができる。　
［第２の実施の形態］　本発明の第２の実施の形態にかかる排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法は、内燃機関が停止したときに、または、内燃機関の運転中において内燃機関が停止したことを想定した場合に、尿素水溶液が固化するおそれがある場合には、内燃機関の運転者に対して内燃機関を再始動するように、あるいは、内燃機関を停止しないように促すようにしたものとなっている。　
本実施形態にかかる排気浄化システムは、基本的には第１の実施の形態にかかる排気浄化システム（図１を参照）と同様に構成されている一方、制御装置の機能及び制御内容が第１の実施の形態にかかる排気浄化システムとは異なっている。以下、図１及び図８～図１３を参照して、本実施形態の排気浄化システムに備えられた制御装置、及び当該制御装置によって実行される制御方法について、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。　
１．制御装置　図８は、本実施形態の排気浄化システムに備えられる制御装置６０Ａの構成のうち、還元剤噴射弁４３の詰まりを未然に防止するための制御に関する部分を機能的なブロックで表した構成例を示している。制御装置６０Ａは、温度検出部６２と、強制再生制御部６３と、条件成立判定部６７と、運転者通知部６８とを備えている。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って実現される。　
この制御装置６０Ａは、各圧力センサや各温度センサをはじめとして、機関回転数Neを検出する回転数センサ、車両の車速Vを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Accを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Brkを検出するブレーキセンサ等の各種センサ信号が読込み可能に構成されている。また、制御装置６０Ａには、各部での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられている。　
制御装置６０Ａは、内燃機関５の運転中にあっては、第２の供給経路４５内の圧力が所定値で維持されるように圧送ポンプ４２の駆動を制御するとともに、機関回転数NeやＳＣＲ触媒の排気下流側に設けられたＮＯXセンサ５５のセンサ値等に基づいて、還元剤噴射弁４３の駆動を制御する。　また、制御装置６０Ａは、内燃機関５の停止時にパージ処理を実行する。具体的に、尿素水溶液の流路を順方向から逆方向に切り換えるための信号を、リバーティングバルブ４７に対して出力するとともに、還元剤噴射弁４３を開弁させて圧送ポンプ４２を駆動させるための信号を、圧送ポンプ４２及び還元剤噴射弁４３に対して出力する。　なお、制御装置６０Ａは内燃機関５の停止後においても、本実施形態のシステム１０において必要な機能は動作可能なように構成されている。　
このうち、温度検出部６２及び強制再生制御部６３については、第１の実施の形態の場合と同様に構成することができる。　
条件成立判定部６７は、内燃機関５が停止したとき、または内燃機関の運転中において内燃機関が停止したことを想定した場合に、当該停止後、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する。具体的な判定条件については、第１の実施の形態の場合と同様とすることができる。　なお、内燃機関５の運転中において内燃機関５が停止したことを想定して判定する場合に関して、内燃機関５の運転中、継続的に当該想定をして判定を行っていてもよいし、あるいは、内燃機関５がアイドル状態で所定時間継続したときに、当該想定をして判定を行うこととしてもよい。　
運転者通知部６８は尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、内燃機関の運転者に通知をする。一例としては、内燃機関５の運転中において内燃機関５が停止したことを想定した場合で、当該停止後尿素水溶液が固化するおそれがあると判定された場合には、運転者に対して内燃機関を停止しないよう通知する。また別の例としては、内燃機関が停止したときで、判定の結果、当該停止後尿素水溶液が固化するおそれがあるとの判定の場合には、運転者に対して内燃機関を再始動するよう通知する。通知の方法は様々考えられるが、例えば、運転席から容易に見える場所に、警告ランプを点灯させたり、運転者に対し音声でその旨を伝えたりすることができる　
２．制御方法　以下タイミングチャートとフローチャートを用いて本制御装置６０Ａによって実行可能な制御方法の具体例について説明する。　
図９、図１３は、ＤＰＦ下流排気温度Tdpfや、還元剤噴射弁温度Tudvや還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の固化温度T0等の変化を示すタイミングチャートである。　図１０は、内燃機関５の運転中において内燃機関５が停止したことを想定したときの制御装置６０Ａにおける演算処理のフローチャートを示している。　
まず、図９のt11においてＤＰＦ２２の強制再生が開始するとＤＰＦ下流排気温度Tdpfは強制再生による再生熱により上昇する。強制再生が行われない状況下におけるＤＰＦ下流排気温度Tdpfは、通常２００～３００℃程度であるが、強制再生が開始されると、ＤＰＦ下流排気温度Tdpfは、は５００℃～６００℃程度に達する。　これにともなって還元剤噴射弁温度Tudvも上昇するが、内燃機関５が駆動中においては、還元剤噴射弁４３のハウジングの冷却水通路３５にエンジン冷却水が循環し、また、貯蔵タンク４１内の相対的に低温である尿素水溶液が還元剤噴射弁４３に圧送されるので、還元剤噴射弁温度Tudvは一定温度以上がらず、新たな尿素水溶液も供給されるので、濃度の上昇も少なく、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の固化温度T0の変化は少ない。　
内燃機関５の回転数が下がり、時刻tiでアイドル状態となり、これが所定時間継続すると、図１０のステップＳ４１においてこれを検知し、ステップＳ４２に進み、内燃
機関５の停止を想定した判定を開始する。そしてステップＳ４３では固化条件が成立するかどうかが判定される。すなわち、内燃機関５の停止後の冷却の過程で、尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する。判定方法の具体例については図５及び図６に基づいて後述する。　おそれがあると判断された場合にはステップＳ４４に進み内燃機関の運転者に通知し、ステップＳ４３に戻る。また、尿素水溶液が固化するおそれのない場合にはステップＳ４４へ進み、運転者への通知をせず、本ルーチンを終了する。したがって、本実施形態では尿素水溶液の固化のおそれがなくなるまで運転者への通知を継続し、その後尿素水溶液の固化のおそれがなくなった後、運転者への通知を終了する。　
図９に戻り、固化条件成立の判定方法について詳細に説明する。内燃機関５の停止を想定したt12の時点で、その時点におけるその後の各温度変化の推定を図９中に一点鎖線で示す。ＤＰＦ２２排気下流側温度Tdpfが徐々に低下していく一方、内燃機関５の冷却水の循環が停止するため還元剤噴射弁４３の放熱能力が有効に発揮されなくなる。そうすると、t12の時点以降、ＤＰＦ２２排気下流側温度Tdpfが高温である中で、還元剤噴射弁温度Tudvは上昇し、新たな尿素水溶液は供給されないので、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の濃度は高くなり、尿素水溶液の固化温度T0も上昇すると推定される。そして、冷却の過程で、還元剤噴射弁温度Tudvが当該上昇した固化温度T0を下回ると推定される場合には、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液は固化のおそれがあると判定される。図９においてはt13の時点で、還元剤噴射弁温度Tudvが固化温度T0を下回り、還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化し始めると推定される。したがって、t12の時点で還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液が固化のおそれありとの判定になり、運転者への通知がなされる（図１０のステップＳ４４）。　
一方、図１３は、t12の時点で内燃機関５の停止を想定した場合に、尿素水溶液の固化のおそれがあると判定し（図１０のステップＳ４３）、運転者に通知し（図１０のステップＳ４４）、運転者もその通知に応じて内燃機関を停止せず、その後、t13の時点でＤＰＦ２２の強制再生が終了し、ＤＰＦ２２排気下流側温度Tdpfも徐々に温度を下がりつつあり、t14の時点に至った場合を示している。T14の時点における、その後の各温度変化の推定を図１３中に一点鎖線で示す。還元剤噴射弁温度Tudvの上昇は少なく、したがって還元剤噴射弁４３内の尿素水溶液の濃度の上昇も少なく、還元剤噴射弁温度Tudvがその冷却の過程で、尿素水溶液の固化温度T0を下回ることもないとの推定結果を示している。この場合には、内燃機関５を停止しても尿素水溶液の固化のおそれはなくなったので、運転者への通知もt14の時点で終了する（図１０のステップＳ４５）。　
図１１は図１０に対して具体的な固化条件成立判定方法の一つを含んだフローチャートを示す。　ステップＳ５１において、内燃機関５がアイドル状態となりこれが所定時間継続すると、ステップＳ５２に進み、内燃機関５が停止したことを想定した判定を開始する。そしてステップＳ５３に進み、ＤＰＦ２２の強制再生中または、強制再生後所定期間内か否かが判定される。ＤＰＦ２２の強制再生中または、強制再生後所定期間である場合にはステップＳ５４に進み、内燃機関の運転者に通知し、ステップＳ５３へ戻る。また、ＤＰＦ２２の強制再生中でも強制再生後所定期間でもない場合にはステップＳ５５へ進み、運転者への通知をせず、本ルーチンを終了する。したがって、本実施形態では強制再生後所定期間を経過するまで運転者への通知を継続し、その後尿素水溶液の固化のおそれがなくなった後、運転者への通知を終了する。　
さらに図１２は図１１とは別の具体的な固化条件成立判定方法の一つを含んだフローチャートを示す。　ステップＳ６１において、内燃機関５がアイドル状態となりこれが所定時間継続したことを検知すると、ステップＳ６２に進み、制御装置６０Ａは内燃機関５が停止したことを想定した判定を開始する。そして、ステップＳ６３に進み、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値温度Tsより高いか否かが判定される。還元剤噴射弁温度Tudvが閾値温度Ts以上の場合にはステップＳ６４に進み、内燃機関の運転者に通知し、ステップＳ６３へ戻る。また、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値温度Tsよりも低い場合にはステップＳ６４へ進み、運転者への通知をせず、本ルーチンを終了する。したがって、本実施形態では、還元剤噴射弁温度Tudvが閾値温度Tsよりも低い温度となるまで運転者への通知を継続し、低くなった後、運転者への通知を終了する。　ここで、還元剤噴射弁温度Tudvは、その時点での温度としてもよいし、その後到達すると推定される温度としてもよい。また、図９、図１３に示すような還元剤噴射弁到達最高温度Tudvmaxとしてもよい。尚、閾値温度Tsはおよそ１００℃である。　
以上の制御方法の説明においては、内燃機関５がアイドル状態を所定期間検知したときに、内燃機関５の停止を想定した判定を開始しているが、内燃機関５の運転中継続的に、内燃機関５の停止を想定した判定を開始することとしてもよい。また、内燃機関５が実際に停止したときに、固化のおそれがあるか否かを判断し、運転者に対して、内燃機関５の再始動をするよう通知することとしてもよい。　
第２の実施の形態の排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法によれば、内燃機関５の停止後、その冷却の過程で還元剤噴射弁４３内の残留尿素水溶液の固化のおそれがあるか否かを判断し、固化のおそれがある場合には、運転者に通知し、尿素水溶液の固化を未然に防ぐことができる。したがって、尿素水溶液の固化による排気浄化効率の低下を防止することができる。　
なお、この第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは別の形態として説明したが、第１及び第２の実施の形態を組み合わせて実施することもできる。

Claims (4)

  1. 排気ガス中の排気微粒子を捕集するＤＰＦと、前記排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤噴射弁と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯXを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、　内燃機関の運転中にイグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、前記尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する条件成立判定部と、　前記尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、前記内燃機関の停止を禁止する内燃機関停止禁止部と、　を備えることを特徴とする排気浄化システム。
  2. 前記条件成立判定部は、前記ＤＰＦの強制再生が開始後終了するまでの間、または当該終了後所定期間内に、前記イグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、前記尿素水溶液が固化するおそれがあると判定することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化システム。
  3. 前記条件成立判定部は、前記イグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、前記還元剤噴射弁の温度、温度勾配、外気温度のうち少なくとも一つに基づいて、前記尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化システム。
  4. 排気ガス中の排気微粒子を捕集するＤＰＦと、前記排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤噴射弁と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯXを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、　内燃機関の運転中にイグニッションスイッチがオフされたことを検知したときに、前記尿素水溶液が固化するおそれがあるか否かを判定する工程と、　前記尿素水溶液が固化するおそれがあると判定した場合に、前記内燃機関の停止を禁止する工程と、　を有することを特徴とする排気浄化システムの制御方法。
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