WO2014024307A1 - 内燃機関の添加剤供給装置 - Google Patents

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太田　裕彦
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トヨタ自動車 株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an additive supply device for an internal combustion engine.
  • An apparatus for supplying an additive to an exhaust passage in order to purify exhaust gas from an internal combustion engine is known.
  • urea water is supplied into the exhaust passage in order to reduce and purify nitrogen oxide (NOx) in the exhaust with a catalyst.
  • NOx nitrogen oxide
  • a heating part for thawing the additive may be provided in a pump, an additive supply passage, or the like that constitutes the additive supply apparatus.
  • the apparatus described in Patent Document 1 is provided with a thawing control system for heating the additive using engine cooling water. Then, the supply module pump is driven after the additive thawing process is performed, and when the pressure in the supply module does not reach a certain value when the pump is driven, a failure of the thawing control system is warned.
  • the additive When the pump is driven after the thawing process as in the conventional apparatus described above and the pressure of the additive does not increase due to the pump driving, the additive is not properly thawed and the pump or It can be determined that an abnormality has occurred in the heating unit provided in the supply passage. However, in the conventional apparatus, it is not possible to identify a heating unit in which an abnormality has occurred among the heating units provided in the pump and the supply passage.
  • the present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object thereof is to identify a heating unit in which an abnormality has occurred among heating units provided in a pump or a supply passage.
  • the present invention provides a tank for storing an additive, a pump for feeding the additive in the tank, and a supply passage for supplying the additive fed from the pump to the exhaust passage of the internal combustion engine.
  • a pressure detection unit that detects the additive pressure in the supply passage, a pump heating unit that heats the additive in the pump, a passage heating unit that heats the additive in the supply passage, a pump heating unit and passage heating
  • An additive supply device for an internal combustion engine is provided.
  • the additive supply device starts the heating control by the pump heating unit and the passage heating unit, and then the additive pressure when the drive signal is output to the pump increases compared to the pressure before the output of the drive signal.
  • a signal output unit that outputs a signal indicating an abnormality of the pump heating unit when the pump is not driven, and outputs a signal indicating an abnormality of the passage heating unit when the pump is driven. I have to.
  • the additive in the pump is not sufficiently thawed even if the heating control by the pump heating unit is performed, so that the supply of the additive from the pump to the supply passage is delayed. For this reason, when an abnormality occurs in the pump heating unit, the additive pressure in the supply passage when the drive signal is output to the pump is less likely to increase from the pressure before the output of the drive signal.
  • the additive in the supply passage is not sufficiently thawed even if the heating control by the passage heating section is performed.
  • the additive pressure in the supply passage does not change. Therefore, even when an abnormality occurs in the passage heating unit, the additive pressure in the supply passage when the drive signal is output to the pump is less likely to increase from the pressure before the output of the drive signal.
  • the signal output unit outputs a signal indicating abnormality of the pump heating unit.
  • the signal output unit outputs a signal indicating abnormality of the passage heating unit.
  • a signal indicating abnormality of the pump heating unit and a signal indicating abnormality of the passage heating unit are individually output. Therefore, it is possible to identify the heating unit in which an abnormality has occurred among the heating units provided in the pump and the supply passage.
  • an alarm lamp is individually turned on according to those signals, or an individual warning is given by sound. be able to.
  • the additive supply device includes a speed detection unit that detects the rotation speed of the pump, and the signal output unit detects whether the pump is driven based on the rotation speed of the pump. To do. In this case, it can be reliably detected whether the pump is driven.
  • a signal indicating that the pump is driven is output when the rotational speed of the pump is equal to or higher than a determination value. You may do it.
  • the additive supply device includes a tank heating unit that heats the additive in the tank.
  • the heating control unit also performs heating control of the tank heating unit. And when the signal which shows abnormality of a pump heating part is output from the signal output part, the said heating control part performs the heating by a tank heating part.
  • the heating in the tank heating section is performed to raise the temperature of the additive in the tank. . Then, the additive in the tank and the pump is warmed by the heated additive in the tank, so that the thawing of the additive in the pump is promoted. Further, the heating by the tank heating unit may be performed until the temperature of the additive in the pump exceeds a reference value, for example, a temperature at which it can be estimated that the additive has been thawed.
  • the additive supply device includes a tank heating unit that heats the additive in the tank.
  • the heating control unit also performs heating control of the tank heating unit.
  • the heating control unit sets the heating time by the tank heating unit as compared to when the signal indicating the abnormality of the pump heating unit is not output. Lengthen.
  • the heating time by the tank heating part is increased compared to when there is no abnormality in the pump heating part.
  • the By extending the heating time the temperature of the additive in the tank is further increased. Then, the additive in the tank and the pump is warmed by the heated additive in the tank, so that the thawing of the additive in the pump is promoted.
  • the additive supply device includes a tank heating unit that heats the additive in the tank.
  • the heating control unit also performs heating control of the tank heating unit.
  • the heating control unit sets the heating amount of the tank heating unit as compared with when the signal indicating the abnormality of the pump heating unit is not output. Increase.
  • the heating amount of the tank heating unit is increased compared to when there is no abnormality in the pump heating unit.
  • the temperature of the additive in the tank is further increased. Then, the additive in the tank and the pump is warmed by the heated additive in the tank, so that the thawing of the additive in the pump is promoted.
  • an electric heater can be employ
  • the flowchart which shows the procedure of the re-thawing process in 2nd Embodiment. 9 is a flowchart showing a part of a processing procedure, which is a modification of the abnormality diagnosis process of the first embodiment.
  • the engine 1 is provided with a plurality of cylinders # 1 to # 4.
  • a plurality of fuel injection valves 4 a to 4 d are attached to the cylinder head 2. These fuel injection valves 4a to 4d inject fuel into the combustion chambers of the corresponding cylinders # 1 to # 4.
  • the cylinder head 2 is provided with intake ports for introducing fresh air into the cylinders and exhaust ports 6a to 6d for discharging combustion gas to the outside of the cylinders corresponding to the cylinders # 1 to # 4. It has been.
  • An alternator that generates electric power using engine output is connected to the crankshaft of the engine 1.
  • the fuel injection valves 4a to 4d are connected to a common rail 9 for accumulating high-pressure fuel.
  • the common rail 9 is connected to the supply pump 10.
  • the supply pump 10 sucks fuel in the fuel tank and supplies high-pressure fuel to the common rail 9.
  • the high-pressure fuel supplied to the common rail 9 is injected into the cylinders from the fuel injection valves 4a to 4d when the fuel injection valves 4a to 4d are opened.
  • the intake manifold 7 is connected to the intake port.
  • the intake manifold 7 is connected to the intake passage 3.
  • An intake throttle valve 16 for adjusting the intake air amount is provided in the intake passage 3.
  • Exhaust manifold 8 is connected to exhaust ports 6a-6d.
  • the exhaust manifold 8 is connected to the exhaust passage 26.
  • a turbocharger 11 for supercharging the intake air introduced into the cylinder using the exhaust pressure.
  • An intercooler 18 is provided in the intake passage 3 between the intake side compressor of the turbocharger 11 and the intake throttle valve 16. The intercooler 18 cools the intake air whose temperature has risen due to supercharging of the turbocharger 11.
  • a first purification member 30 for purifying exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the exhaust side turbine of the turbocharger 11. Inside the first purification member 30, an oxidation catalyst 31 and a DPF catalyst 32 are arranged in series with respect to the flow direction of the exhaust gas.
  • the oxidation catalyst 31 carries a catalyst for oxidizing HC in the exhaust.
  • the DPF catalyst 32 is a filter that collects PM (particulate matter) in the exhaust gas and is composed of a porous ceramic, and further supports a catalyst for promoting oxidation of PM. .
  • the PM in the exhaust gas is collected when it passes through the porous wall of the DPF catalyst 32.
  • a fuel addition valve 5 for supplying fuel as an additive to the oxidation catalyst 31 and the DPF catalyst 32 is provided in the vicinity of the collecting portion of the exhaust manifold 8.
  • the fuel addition valve 5 is connected to the supply pump 10 through a fuel supply pipe 27.
  • the position of the fuel addition valve 5 can be changed as appropriate as long as it is in the exhaust system and upstream of the first purification member 30.
  • a second purification member 40 that purifies the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the first purification member 30.
  • a selective reduction type NOx catalyst hereinafter referred to as SCR catalyst 41 is disposed as an exhaust purification catalyst that reduces and purifies NOx in exhaust using a reducing agent.
  • a third purification member 50 for purifying the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the second purification member 40. Inside the third purification member 50, an ammonia oxidation catalyst 51 for purifying ammonia in the exhaust is disposed.
  • the engine 1 is provided with a urea water supply mechanism 200 that supplies urea water as an additive to the SCR catalyst 41.
  • the urea water supply mechanism 200 includes a tank 210 for storing urea water, a pump 220 for feeding urea water from the tank 210, a urea injection valve 230 for supplying urea water into the exhaust passage 26, a urea injection valve 230 and a pump 220.
  • a supply pipe 240 serving as a supply passage for connecting the two
  • a level sensor 250 for detecting the amount of urea water stored in the tank 210
  • a heater for heating the urea water in the urea water supply mechanism 200, and the like.
  • the urea injection valve 230 is provided in the exhaust passage 26 between the first purification member 30 and the second purification member 40, and the injection hole is opened toward the SCR catalyst 41. When the urea injection valve 230 is opened, urea water is injected and supplied into the exhaust passage 26 via the supply pipe 240.
  • the pump 220 is an electric pump, which is driven when a drive signal is input and sends urea water.
  • urea water is sent from the tank 210 toward the urea injection valve 230.
  • urea water is fed from the urea injection valve 230 toward the tank 210. That is, during reverse rotation of the pump 220, urea water is collected from the urea injection valve 230 and the supply pipe 240 and returned to the tank 210.
  • a pump 220 is provided on the bottom surface of the tank 210.
  • the pump 220 may be provided on a side surface of the tank 210 close to the bottom surface.
  • the pump 220 is provided with a rotation speed sensor 221 that detects a pump rotation speed NEP that is the rotation speed of the pump 220.
  • the rotation speed sensor 221 corresponds to the speed detection unit.
  • a tank heater 310 for heating the additive is provided in the tank 210.
  • a pump heater 320 for heating the additive is provided in the pump 220.
  • a passage heater 330 for heating the additive is also provided on the outer periphery of the supply pipe 240.
  • Each of these heaters 310, 320, and 330 is an electric heater.
  • the pump heater 320 corresponds to the pump heating unit
  • the passage heater 330 corresponds to the passage heating unit
  • the tank heater 310 corresponds to the tank heating unit.
  • These heaters 310, 320, 330 are connected to the heater control device 300, and the energization amounts of the heaters 310, 320, 330 are controlled by the heater control device 300.
  • the heater energization amount control can be performed by an appropriate method. For example, duty control that adjusts the duty ratio of the voltage supplied to the heater, voltage control that adjusts the height of the voltage supplied to the heater, or current control that adjusts the magnitude of the current flowing through the heater is performed. Good.
  • the heater control device 300 performs mutual communication with a control device 80 described later.
  • a temperature sensor 400 that detects a urea water temperature THN that is the temperature of the urea water in the pump 220 is provided in the vicinity of the discharge portion of the pump 220. Further, a pressure sensor 410 that detects a urea water pressure NP that is the pressure of the urea water in the supply pipe 240 is provided in the supply pipe 240 near the discharge portion of the pump 220. These temperature sensor 400 and pressure sensor 410 are connected to the control device 80. The pressure sensor 410 corresponds to the pressure detection unit.
  • the urea water temperature THN may be detected indirectly by estimating the urea water temperature THN using the outside air temperature, for example, in addition to the direct detection using the temperature sensor 400. .
  • the urea water injected from the urea injection valve 230 is dispersed in the exhaust passage 26 between the urea injection valve 230 and the SCR catalyst 41 to atomize the urea water.
  • a promoting dispersion plate 60 is provided.
  • the engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device).
  • This EGR device is a device that reduces the combustion temperature in the cylinder by introducing a part of the exhaust gas into the intake air, thereby reducing the amount of NOx generated.
  • This exhaust gas recirculation device includes an EGR passage 13 that communicates the intake passage 3 and the exhaust manifold 8, an EGR valve 15 provided in the EGR passage 13, an EGR cooler 14, and the like.
  • the opening degree of the EGR valve 15 the exhaust gas recirculation amount introduced into the intake passage 3 from the exhaust passage 26, that is, the so-called external EGR amount is adjusted. Further, the temperature of the exhaust gas flowing through the EGR passage 13 is lowered by the EGR cooler 14.
  • the engine 1 is equipped with various sensors and switches for detecting the engine operating state.
  • the air flow meter 19 detects the intake air amount GA in the intake passage 3.
  • the throttle valve opening sensor 20 detects the opening of the intake throttle valve 16.
  • the engine rotation speed sensor 21 detects the rotation speed of the crankshaft, that is, the engine rotation speed NE.
  • the accelerator operation amount sensor 22 detects an amount of depression of an accelerator pedal (accelerator operation member), that is, an accelerator operation amount ACCP.
  • the outside air temperature sensor 23 detects the outside air temperature THout.
  • the vehicle speed sensor 24 detects the vehicle speed SPD of the vehicle on which the engine 1 is mounted.
  • the ignition switch 25 detects a start operation and a stop operation of the engine 1 by a vehicle driver.
  • the first exhaust temperature sensor 100 provided upstream of the oxidation catalyst 31 detects the first exhaust temperature TH1 that is the exhaust temperature before flowing into the oxidation catalyst 31.
  • the differential pressure sensor 110 detects the pressure difference ⁇ P between the exhaust pressure upstream and downstream of the DPF catalyst 32.
  • a second exhaust temperature sensor 120 and a first NOx sensor 130 are provided upstream of the urea injection valve 230.
  • the second exhaust temperature sensor 120 detects a second exhaust temperature TH2, which is the exhaust temperature before flowing into the SCR catalyst 41.
  • the first NOx sensor 130 detects a first NOx concentration N1, which is the NOx concentration in the exhaust before flowing into the SCR catalyst 41.
  • a second NOx sensor 140 that detects a second NOx concentration N2 that is the NOx concentration in the exhaust gas that has passed through the SCR catalyst 41 is provided.
  • the outputs of these various sensors are input to the control device 80 as the control unit.
  • the control device 80 includes a central processing control device (CPU), a read-only memory (ROM) that stores various programs and maps in advance, a random access memory (RAM) that temporarily stores CPU calculation results, a timer counter, an input
  • the microcomputer is mainly configured with an interface, an output interface, and the like.
  • the controller 80 controls, for example, the fuel injection amount control / fuel injection timing control of the fuel injection valves 4a to 4d and the fuel addition valve 5, the discharge pressure control of the supply pump 10, and the drive amount of the actuator 17 that opens and closes the intake throttle valve 16.
  • Various controls of the engine 1 such as control and opening control of the EGR valve 15 are performed.
  • the control device 80 also performs urea water addition control by the urea injection valve 230 as one of the exhaust gas purification controls.
  • this addition control the urea water supply amount necessary for reducing the NOx discharged from the engine 1 is calculated. Then, the valve opening state of the urea injection valve 230 is controlled so that the calculated urea water supply amount is injected from the urea injection valve 230.
  • urea water is supplied to the exhaust passage 26 in order to purify NOx.
  • control device 80 performs control to drive the pump 220 by outputting a drive signal to the pump 220.
  • control device 80 controls the heating of the heaters 310, 320, and 330 via the heater control device 300. That is, the control device 80 determines the frozen state of the urea water based on the urea water temperature THN. When the urea water is frozen and cannot be supplied into the exhaust passage 26, the heaters 310, 320, and 330 are energized through the heater control device 300 to thaw the urea water. .
  • the heater control device 300 and the control device 80 that perform heating control correspond to the heating control unit.
  • the pump heater 320 and the passage heater 330 are provided. If an abnormality occurs in each of the heaters 320 and 330, urea water in the pump 220 and the supply pipe 240 is provided even if heating control is performed. Can no longer be heated and it becomes difficult to thaw urea water. Therefore, in the present embodiment, when an abnormality occurs in the heater provided in the pump or the supply pipe 240, the following abnormality diagnosis process is performed so that the heater in which the abnormality has occurred can be identified. I have to.
  • Fig. 3 shows the procedure of the abnormality diagnosis process. This process is repeatedly executed by the control device 80.
  • the control device 80 that executes the abnormality diagnosis process corresponds to the signal output unit.
  • step S100 When this processing is started, first, it is determined whether or not the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 are changed from the energized state to the energized stop state (S100). Then, when a negative determination is made in step S100, this process is temporarily terminated.
  • step S100 it is determined that the heating control of the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 has started. More precisely, it is determined that the heating control is finished after the heating control is started.
  • the urea water pressure NP in the supply pipe 240 exceeds the determination value G (S120).
  • the determination value G the urea water pressure NP when the drive signal is output to the pump 220 based on the urea water pressure NP being larger than the determination value G is the output of the drive signal.
  • the magnitude of the value is set so that it can be accurately determined that the pressure is higher than the previous pressure.
  • the urea water pressure NP is less than the determination value G (S120: NO)
  • the urea water pressure NP is not increased by the driving of the pump 220.
  • the pump rotational speed NEP exceeds the determination value H (S140).
  • the determination value H is a value so that the pump 220 can be accurately determined based on the fact that the pump rotation speed NEP is higher than the determination value H.
  • the size of is set.
  • the passage heater abnormality flag FS is changed from “OFF” to “ON” (S150).
  • the value of the passage heater abnormality flag FS (“ON” or “OFF”) is stored in a memory that is a storage device of the control device 80. And this process is once complete
  • the pump rotation speed NEP is equal to or lower than the determination value H (S140: NO)
  • H the determination value H (S140: NO)
  • the pump heater abnormality flag FP is changed from “OFF” to “ON” (S160).
  • the value (“ON” or “OFF”) of the pump heater abnormality flag FP is also stored in a memory that is a storage device of the control device 80. And this process is once complete
  • the urea water in the pump 220 is not sufficiently thawed even if the heating control by the pump heater 320 is performed, so that the urea water feeding from the pump 220 to the supply pipe 240 is not performed. Stagnation. Therefore, when an abnormality occurs in the pump heater 320, the urea water pressure NP in the supply pipe 240 when the drive signal is output to the pump 220 is less likely to increase from the pressure before the output of the drive signal.
  • the urea water in the supply pipe 240 is not sufficiently thawed even if the heating control by the passage heater 330 is performed.
  • the urea water pressure NP in the supply pipe 240 does not change. Therefore, even when an abnormality occurs in the passage heater 330, the urea water pressure NP when the drive signal is output to the pump 220 is less likely to increase from the pressure before the output of the drive signal.
  • the pump heater abnormality flag FP indicating abnormality of the pump heater 320 and the passage heater abnormality flag FS indicating abnormality of the passage heater 330 are individually output. The Therefore, it is possible to identify a heater in which an abnormality has occurred among the heaters provided in the pump 220 and the supply pipe 240.
  • the urea water pressure NP when the drive signal is output to the pump 220 increases compared to the pressure before the output of the drive signal.
  • the pump heater abnormality flag FP indicating the abnormality of the pump heater 320 is set to “ON”, while when the pump 220 is driven, the abnormality of the passage heater 330 is determined.
  • the passage heater abnormality flag FS shown in FIG. Therefore, it is possible to identify a heater in which an abnormality has occurred among the heaters provided in the pump 220 and the supply pipe 240.
  • a rotation speed sensor 221 for detecting the pump rotation speed NEP is provided, and it is detected whether the pump 220 is driven based on the pump rotation speed NEP. Therefore, it can be reliably detected whether or not the pump 220 is driven.
  • the urea water in the pump 220 cannot be thawed early. Therefore, for example, urea cannot be added until the urea water in the pump 220 is naturally thawed, and the purification of NOx may be delayed.
  • the pump heater abnormality flag FP when the pump heater abnormality flag FP is set to “ON” by the abnormality diagnosis process, the following re-thawing process is performed.
  • Fig. 4 shows the re-thawing procedure. This process is also repeatedly executed by the control device 80.
  • the determination value K is set to a temperature at which it can be estimated that the urea water in the pump 220 has been thawed, for example, a temperature slightly higher than the melting temperature of the urea water.
  • the energization of the tank heater 310 in step S210 and the temperature determination in step S220 are performed until the urea water temperature THN exceeds the determination value K. It is executed repeatedly.
  • the tank heater 310 of the tank 210 is heated (S210).
  • the tank heater 310 is heated in this way, the temperature of the urea water in the tank 210 is raised.
  • the urea water in the tank 210 that has been heated up warms the pump 220 provided on the bottom surface of the tank 210 and the urea water in the pump 220. Therefore, even if the pump heater 320 is abnormal, The thawing of urea water will be promoted.
  • the tank heater 310 is energized until the urea water temperature THN in the pump 220 exceeds the determination value K, the urea water in the pump 220 is appropriately thawed.
  • a tank 210 that stores urea water and includes a pump 220, and a tank heater 310 that heats the urea water in the tank 210 are provided.
  • the pump heater abnormality flag FP is “ON”
  • heating by the tank heater 310 is performed. Therefore, the urea water in the pump 220 or the pump 220 is warmed by the urea water in the tank 210 that has been heated, so that the thawing of the urea water in the pump 220 is promoted.
  • each said embodiment can also be changed and implemented as follows.
  • the pump rotational speed NEP is detected, but the driving of the pump 220 may be determined by other methods.
  • a sensor or the like that can determine only whether the pump 220 is rotating or not rotating may be provided.
  • the urea water temperature in the pump 220 is detected as the urea water temperature THN, the urea water temperature in the tank 210 and the urea water temperature in the supply pipe 240 may be detected. Even in these modified examples, the pump 220 is energized by energizing the tank heater 310 until the urea water temperature in the tank 210 or the urea water temperature in the supply pipe 240 reaches a predetermined value in the second embodiment. The thawing of the urea water inside can be promoted.
  • the tank heater 310 is energized until the urea water temperature THN exceeds the determination value K.
  • the energization time of the tank heater 310 may be set in advance.
  • the flag values such as the pump heater abnormality flag FP and the passage heater abnormality flag FS are set as the output mode of the signal indicating the abnormality of the pump heater 320 and the signal indicating the abnormality of the passage heater 330. It may be output.
  • a warning lamp may be individually turned on according to a signal indicating an abnormality of the pump heater 320 or a signal indicating an abnormality of the passage heater 330, or an individual warning may be given by sound.
  • the arrangement position of the pressure sensor 410 can be arbitrarily changed within the supply pipe 240.
  • the pump heater 320 and the passage are determined by determining whether or not the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 are changed from the energized state to the energized stop state in Step S100 of FIG. It was determined whether or not the heating control of the heater 330 was started. More precisely, it was determined whether or not the heating control was finished after the heating control was started.
  • the abnormality diagnosis process can be performed after step S110 even when the heating control is not completed and is being executed. That is, if there is a history of performing the heating control, the processing after step S110 can be performed, and the same effect as the embodiment can be obtained.
  • This modification can be implemented, for example, by performing the process of step S300 shown in FIG. 5 instead of the process of step S100 shown in FIG.
  • step S300 it is determined whether or not a predetermined time M has elapsed since the energization of the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 was started.
  • the predetermined time M the following value is set.
  • the pump 220 increases as the elapsed time from the start of energization of the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 increases.
  • the urea water in the supply pipe 240 and the tank 210 is thawed. Therefore, it can be determined whether or not the urea water can be added based on the elapsed time from the start of energization of each heater.
  • the predetermined time M it is possible to add urea water based on the fact that the elapsed time from the start of energization of the pump heater 320, the passage heater 330, and the tank heater 310 has reached the predetermined time M.
  • the magnitude of the value is set so that it can be accurately determined that
  • the predetermined time M is set to a time necessary for thawing all of the urea water in the pump 220, the supply pipe 240, and the tank 210, or one of the urea water in each of the pump 220, the supply pipe 240, and the tank 210.
  • the time required to thaw the portion to an addable amount can be set.
  • the predetermined time M is set to a time shorter than the energizing time, thereby starting the heating control. Therefore, it can be appropriately determined that the heating control is being executed.
  • step S300 When a negative determination is made in step S300, it is determined that the urea water has not been thawed to such an extent that the urea water can be added, and the abnormality diagnosis process is temporarily terminated.
  • step S300 it is determined that the heating control of the pump heater 320 and the passage heater 330 has started. More strictly, it is determined that the urea water has been thawed to the extent that the urea water can be added after the start of the heating control and during the execution of the heating control.
  • step S110 shown in FIG. 3 is performed.
  • the pump heater abnormality flag FP when the pump heater abnormality flag FP is “ON”, the deactivation of the urea water in the pump 220 is promoted by restarting energization of the tank heater 310 that has been in a non-energized state. did.
  • the value of the pump heater abnormality flag FP is set to “ON” when the heating control is being performed and the tank heater 310 is energized as in the above-described modification example shown in FIG. In such a case, thawing of the urea water in the pump 220 can be promoted in the following modification.
  • the control device 80 determines whether or not the pump heater abnormality flag FP is “ON” and the tank heater 310 is currently energized. Determine (S400). When the pump heater abnormality flag FP is “OFF” or when the tank heater 310 is in the energization stop state (S400: NO), the control device 80 once ends this process.
  • step S500 is a process for increasing the heating time by the tank heater 310 when the pump heater 320 is abnormal as compared to when the pump heater 320 is not abnormal.
  • the extension process is performed by extending the energization time by a predetermined time.
  • the tank heater 310 is energized until the temperature of the urea water reaches a preset determination temperature, the extension process is performed by increasing the determination temperature by a predetermined temperature.
  • the heating time by the tank heater 310 is longer than when there is no abnormality in the pump heater 320. Is done.
  • the temperature of the urea water in the tank 210 is further increased. Then, the urea water in the pump 220 body and the pump 220 is warmed by the heated urea water in the tank 210, so that the thawing of the urea water in the pump 220 is promoted.
  • the controller 80 determines that the pump heater abnormality flag FP is “ON” and the current tank heater 310 is It is determined whether or not power is being supplied (S400).
  • the pump heater abnormality flag FP is “OFF” or when the tank heater 310 is in the energization stop state (S400: NO)
  • the control device 80 once ends this process.
  • step S600 is a process for increasing the heating amount of the tank heater 310 when the pump heater 320 is abnormal as compared to when the pump heater 320 is not abnormal.
  • the energization amount of the tank heater 310 is set to a fixed value, or when it is variably set according to the temperature of the urea water, the energization amount set by the fixed value or the variable value is
  • the increase process is performed by performing an increase correction so as to increase compared to when the flag FP is “OFF”.
  • the heating amount of the tank heater 310 is increased as compared with the case where there is no abnormality in the pump heater 320. Is done. As the heating amount increases, the temperature of the urea water in the tank 210 is further increased. Then, the urea water in the tank 220 that has been heated up warms the urea water in the pump 220 main body and the pump 220, so that the thawing of the urea water in the pump 220 is promoted.
  • ⁇ Electric heater is used as a heating part for heating urea water.
  • a heating unit for example, a cooling water path capable of heating the pump 220, the supply pipe 240, or the tank 210 with engine cooling water or the like may be provided. Even in this modified example, when the pump 220 or the supply pipe 240 is not normally heated by the cooling water, the heating unit provided with an abnormality among the heating units provided in the pump and the supply passage according to the present invention is used. Can be identified.
  • Tank 220 ... Pump, 221 ... Rotational speed sensor, 230 ... Urea injection valve, 240 ... Supply pipe, 250 ... Level sensor, 300 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Heater control apparatus, 310 ... Tank heater, 320 ... Pump heater, 330 ... Passage heater, 400 ... Temperature sensor, 410 ... Pressure sensor.

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Abstract

　エンジン（１）は、排気通路（２６）内に尿素水を供給する尿素水供給機構（２００）を備えている。尿素水供給機構（２００）は、尿素水を貯留するタンク（２１０）と、尿素水を送液するポンプ（２２０）と、供給管（２４０）と、ポンプ（２２０）の尿素水を加熱するポンプヒータと、供給管（２４０）内の尿素水を加熱する通路ヒータと、供給管（２４０）内の尿素水圧力を検出するセンサとを備えている。制御装置（８０）は、ポンプヒータ及び通路ヒータによる加熱制御を開始した後、ポンプ（２２０）に対して駆動信号が出力されたときの尿素水圧力が、駆動信号の出力前の圧力と比較して上昇していない状態において、ポンプ（２２０）が駆動していないときには、ポンプヒータの異常を示す信号を出力する一方、ポンプ（２２０）が駆動しているときには通路ヒータの異常を示す信号を出力する。

Description

内燃機関の添加剤供給装置
　本発明は、内燃機関の添加剤供給装置に関する。
　内燃機関の排気を浄化するために、排気通路に対して添加剤を供給する装置が知られている。例えば特許文献１に記載の装置では、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒で還元浄化するために、排気通路内に尿素水を供給するようにしている。
　ところで、添加剤が凍結すると排気通路内への添加剤供給が困難になる。そのため、添加剤供給装置を構成するポンプや添加剤の供給通路などには、添加剤を解凍するための加熱部を設けることがある。
　ここで、特許文献１に記載の装置では、エンジン冷却水を利用して添加剤を加熱する解凍制御システムを備えるようにしている。そして、添加剤の解凍処理を行った後にサプライモジュールポンプを駆動し、このポンプ駆動時におけるサプライモジュール内の圧力が一定値に達しないときには、解凍制御システムの故障を警告するようにしている。
特開２０１２－２０６２号公報
　上述した従来の装置のように、解凍処理を行った後にポンプを駆動し、このポンプ駆動に伴う添加剤の圧力上昇が起きないときには、添加剤の解凍が適切に行われておらず、ポンプや供給通路に設けられた加熱部に異常が生じていると判定することができる。しかし、従来の装置では、ポンプや供給通路に設けられた加熱部のうちで、異常が生じている加熱部を特定することができない。
　この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプや供給通路に設けられた加熱部のうちで、異常が生じている加熱部を特定することにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、添加剤を貯留するタンクと、タンク内の添加剤を送液するポンプと、ポンプから送液される添加剤を内燃機関の排気通路に供給する供給通路と、供給通路内の添加剤圧力を検出する圧力検出部と、ポンプ内の添加剤を加熱するポンプ加熱部と、供給通路内の添加剤を加熱する通路加熱部と、ポンプ加熱部及び通路加熱部の加熱制御を行う加熱制御部と、を備える内燃機関の添加剤供給装置を提供する。そして添加剤供給装置は、ポンプ加熱部及び通路加熱部による加熱制御を開始した後、ポンプに対して駆動信号が出力されたときの添加剤圧力が駆動信号の出力前の圧力と比較して上昇していない状態において、ポンプが駆動していないときにはポンプ加熱部の異常を示す信号を出力する一方、ポンプが駆動しているときには通路加熱部の異常を示す信号を出力する信号出力部を備えるようにしている。
　ポンプ加熱部に異常が生じているときには、ポンプ加熱部による加熱制御を行ってもポンプ内の添加剤は十分に解凍されないため、ポンプから供給通路への添加剤の送液が滞る。そのためポンプ加熱部に異常が生じているときには、ポンプに対して駆動信号が出力されたときの供給通路内の添加剤圧力は、駆動信号の出力前の圧力から上昇しにくくなる。
　また、通路加熱部に異常が生じているときには、通路加熱部による加熱制御を行っても供給通路内の添加剤は十分に解凍されない。このように供給通路内において添加剤が凍結しているときには、供給通路内の添加剤圧力が変化しない。そのため通路加熱部に異常が生じているときにも、ポンプに対して駆動信号が出力されたときの供給通路内の添加剤圧力は、駆動信号の出力前の圧力から上昇しにくくなる。
　ここで、ポンプに対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給通路内の添加剤圧力が上昇していない状態において、ポンプが実際に駆動していないときには、ポンプ内の添加剤が凍結していると推定することができる。そのため、この場合には、信号出力部は、ポンプ加熱部の異常を示す信号を出力する。
　一方、ポンプに対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給通路内の添加剤圧力が上昇していない状態において、ポンプが実際に駆動しているときには、ポンプ内の添加剤は解凍されており、供給通路内の添加剤は凍結していると推定することができる。そのため、この場合には、信号出力部は、通路加熱部の異常を示す信号を出力する。
　このように本発明では、ポンプが実際に駆動しているか否かを確認してポンプ加熱部の異常を示す信号と通路加熱部の異常を示す信号とを個別に出力する。そのため、ポンプや供給通路に設けられた加熱部のうちで、異常が生じている加熱部を特定することができる。
　なお、ポンプ加熱部の異常を示す信号や通路加熱部の異常を示す信号の出力態様としては、例えばそれらの信号に合わせて個別に警告灯を点灯させたり、音によって個別に警告を行ったりすることができる。また、ポンプ加熱部の異常を示す信号や通路加熱部の異常を示す信号の出力態様として、それら信号に合わせたフラグ値の設定を行ってもよい。
　本発明の一態様では、添加剤供給装置は、ポンプの回転速度を検出する速度検出部を備えており、信号出力部は、ポンプの回転速度に基づいてポンプが駆動しているか否かを検出する。この場合には、ポンプが駆動しているか否かを確実に検出することができる。なお、ポンプの回転速度に基づいてポンプが駆動しているか否かを検出する場合には、例えばポンプの回転速度が判定値以上であるときにポンプが駆動していることを示す信号を出力するようにしてもよい。
　本発明の一態様では、添加剤供給装置は、タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えている。そして加熱制御部はタンク加熱部の加熱制御も行う。そして、信号出力部からポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、上記加熱制御部は、タンク加熱部による加熱を行う。
　この場合には、ポンプ加熱部に異常があり、ポンプ内の添加剤の解凍が滞っている可能性があるときには、タンク加熱部による加熱が行われることによりタンク内の添加剤が昇温される。そして、この昇温されたタンク内の添加剤によって、ポンプ本体やポンプ内の添加剤が暖められるため、ポンプ内の添加剤の解凍が促進される。また、こうしたタンク加熱部による加熱は、ポンプ内の添加剤の温度が基準値、例えば添加剤が解凍されていると推定できる温度を超えるまで行うようにしてもよい。
　本発明の一態様では、添加剤供給装置は、タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えている。そして加熱制御部はタンク加熱部の加熱制御も行う。そして、信号出力部からポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、上記加熱制御部は、ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されていないときに比べてタンク加熱部による加熱時間を長くする。
　この場合には、ポンプ加熱部に異常があり、ポンプ内の添加剤の解凍が滞っている可能性があるときには、ポンプ加熱部に異常がないときに比べてタンク加熱部による加熱時間が長くされる。この加熱時間の延長によりタンク内の添加剤がより一層昇温される。そして、この昇温されたタンク内の添加剤によって、ポンプ本体やポンプ内の添加剤が暖められるため、ポンプ内の添加剤の解凍が促進される。
　本発明の一態様では、添加剤供給装置は、タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えている。そして加熱制御部はタンク加熱部の加熱制御も行う。そして、信号出力部からポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、上記加熱制御部は、ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されていないときに比べてタンク加熱部の加熱量を増大させる。
　この場合には、ポンプ加熱部に異常があり、ポンプ内の添加剤の解凍が滞っている可能性があるときには、ポンプ加熱部に異常がないときに比べてタンク加熱部の加熱量が増大される。この加熱量の増大によりタンク内の添加剤はより一層昇温される。そして、この昇温されたタンク内の添加剤によって、ポンプ本体やポンプ内の添加剤が暖められるため、ポンプ内の添加剤の解凍が促進される。
　なお、添加剤を加熱する上述の各加熱部としては、例えば電気ヒータを採用することができる。
本発明の第１実施形態の全体構成を示す模式図。 同実施形態における尿素水供給機構の構成を示す模式図。 同実施形態における異常診断処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態における再解凍処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の異常診断処理の変形例であって、処理手順の一部を示すフローチャート。 第２実施形態の再解凍処理の変形例における処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態の再解凍処理の変形例における処理手順を示すフローチャート。
（第１実施形態）
　以下、この発明にかかる内燃機関の添加剤供給装置を、車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）に適用した第１実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
　図１に示すように、エンジン１には複数の気筒＃１～＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ～４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ～４ｄは対応する気筒＃１～＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ～６ｄとが各気筒＃１～＃４に対応して設けられている。エンジン１のクランクシャフトには、機関出力を利用して発電するオルタネータが接続されている。
　燃料噴射弁４ａ～４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ～４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ～４ｄから気筒内に噴射される。
　吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
　排気ポート６ａ～６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
　排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
　また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びＤＰＦ触媒３２が配設されている。
　酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、さらにはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、ＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
　また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
　また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する排気浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
　さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
　エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に添加剤としての尿素水を供給する尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、タンク２１０から尿素水を送液するポンプ２２０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素噴射弁２３０、尿素噴射弁２３０とポンプ２２０とを接続する供給通路としての供給管２４０、タンク２１０内に貯留された尿素水の量を検出するレベルセンサ２５０、尿素水供給機構２００内の尿素水を加熱するヒータ等で構成されている。
　尿素噴射弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向かって開口されている。この尿素噴射弁２３０が開弁されると、供給管２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
　ポンプ２２０は電動式のポンプであり、駆動信号が入力されると駆動されて尿素水を送液する。そして、ポンプ２２０の正回転時には、タンク２１０から尿素噴射弁２３０に向けて尿素水が送液される。一方、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素噴射弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水が送液される。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素噴射弁２３０及び供給管２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
　図２に示すように、本実施形態では、タンク２１０の底面にポンプ２２０が設けられている。なお、タンク２１０の側面であって底面に近い部位にポンプ２２０を設けてもよい。ポンプ２２０には、同ポンプ２２０の回転速度であるポンプ回転速度ＮＥＰを検出する回転速度センサ２２１が設けられている。この回転速度センサ２２１は、上記速度検出部に相当する。
　また、タンク２１０内には、添加剤を加熱するタンクヒータ３１０が設けられている。ポンプ２２０内には、添加剤を加熱するポンプヒータ３２０が設けられている。そして供給管２４０の外周にも、添加剤を加熱する通路ヒータ３３０が設けられている。これら各ヒータ３１０、３２０、３３０は、電気式のヒータである。そして、ポンプヒータ３２０は上記ポンプ加熱部に、通路ヒータ３３０は上記通路加熱部に、タンクヒータ３１０は上記タンク加熱部にそれぞれ相当している。
　これら各ヒータ３１０、３２０、３３０は、ヒータ制御装置３００に接続されており、ヒータ制御装置３００によって各ヒータ３１０、３２０、３３０の通電量が制御される。なお、ヒータの通電量制御は適宜の方法で行うことができる。例えば、ヒータに供給される電圧のデューティ比を調整するデューティ制御や、ヒータに供給される電圧の高さを調整する電圧制御、あるいはヒータを流れる電流の大きさを調整する電流制御などを行えばよい。また、ヒータ制御装置３００は、後述する制御装置８０と相互通信を行う。
　また、ポンプ２２０の吐出部近傍には、ポンプ２２０内の尿素水の温度である尿素水温度ＴＨＮを検出する温度センサ４００が設けられている。また、供給管２４０においてポンプ２２０の吐出部近傍には、供給管２４０内の尿素水の圧力である尿素水圧力ＮＰを検出する圧力センサ４１０が設けられている。これら温度センサ４００及び圧力センサ４１０は、制御装置８０に接続されている。なお、圧力センサ４１０は、上記圧力検出部に相当する。ちなみに、尿素水温度ＴＨＮの検出は、温度センサ４００を利用して直接検出するほかに、例えば外気温度などを利用して尿素水温度ＴＨＮを推定することにより間接的に検出するようにしてもよい。
　先の図１に示すように、尿素噴射弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素噴射弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
　尿素噴射弁２３０から噴射された尿素水は、ＳＣＲ触媒４１に到達するとアンモニアとして吸着される。そしてＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアによりＮＯｘが還元浄化される。
　この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気還流量、いわゆる外部ＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
　エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサやスイッチが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセル操作量センサ２２はアクセルペダル（アクセル操作部材）の踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温度センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。
　また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、ＤＰＦ触媒３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
　第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素噴射弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
　第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１を通過した排気中のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
　これら各種センサ等の出力は、上記制御部としての制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
　そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ～４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
　制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素噴射弁２３０による尿素水の添加制御も行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素水供給量が算出される。そして算出された尿素水供給量が尿素噴射弁２３０から噴射されるように、尿素噴射弁２３０の開弁状態が制御される。このようにエンジン１の運転中は、ＮＯｘを浄化するために排気通路２６に対して尿素水の供給が行われる。
　また制御装置８０は、ポンプ２２０に対して駆動信号を出力することにより同ポンプ２２０を駆動させる制御を行う。
　また、制御装置８０は、ヒータ制御装置３００を介した各ヒータ３１０、３２０、３３０の加熱制御を行う。すなわち制御装置８０は、尿素水温度ＴＨＮに基づいて尿素水の凍結状態を判断する。そして、尿素水が凍結しており排気通路２６内に尿素水を供給することが不可能なときには、ヒータ制御装置３００を介して各ヒータ３１０、３２０、３３０の通電を行い、尿素水を解凍する。なお、加熱制御を行うこれらヒータ制御装置３００及び制御装置８０は、上記加熱制御部に相当する。
　ところで、本実施形態では、ポンプヒータ３２０や通路ヒータ３３０を備えるようにしており、これら各ヒータ３２０、３３０に異常が生じると、加熱制御を行ってもポンプ２２０内や供給管２４０内の尿素水を加熱できなくなり、尿素水の解凍が困難になる。そこで、本実施形態では、ポンプや供給管２４０に設けられたヒータに異常が生じている場合には、異常が生じているヒータを特定することができるように、以下の異常診断処理を行うようにしている。
　図３に、上記異常診断処理の手順を示す。なお、本処理は制御装置８０によって繰り返し実行される。また、この異常診断処理を実行する制御装置８０は、上記信号出力部に相当する。
　本処理が開始されるとまず、ポンプヒータ３２０、通路ヒータ３３０、及びタンクヒータ３１０が通電状態から通電停止状態になったか否かが判定される（Ｓ１００）。そして、このステップＳ１００にて否定判定されるときには、本処理は一旦終了される。
　一方、ステップＳ１００にて肯定判定されるときには、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０及びタンクヒータ３１０の加熱制御を開始した後であると判断される。より厳密には加熱制御を開始した後であってその加熱制御が終了していると判断される。
　そして、次に、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力される（Ｓ１１０）。
　こうしてポンプ２２０に対して駆動信号が出力されると、次に、供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが判定値Ｇを超えているか否かが判定される（Ｓ１２０）。この判定値Ｇとしては、尿素水圧力ＮＰがこの判定値Ｇよりも大きくなっていることに基づいて、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されたときの尿素水圧力ＮＰがその駆動信号の出力前の圧力よりも上昇していることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。
　そして、尿素水圧力ＮＰが判定値Ｇを超えているときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、尿素水が解凍されていると判断され、尿素水添加の禁止要求がなければ尿素添加が実行される（Ｓ１３０）。そして、本処理は一旦終了される。
　一方、尿素水圧力ＮＰが判定値Ｇに満たないときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ポンプ２２０の駆動による尿素水圧力ＮＰの上昇が起きていないと判断される。そして次に、ポンプ回転速度ＮＥＰが判定値Ｈを超えているか否かが判定される（Ｓ１４０）。この判定値Ｈとしては、ポンプ回転速度ＮＥＰがこの判定値Ｈよりも高くなっていることに基づいて、ポンプ２２０が実際に駆動していることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。
　そして、ポンプ回転速度ＮＥＰが判定値Ｈを超えているときには（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ポンプ２２０が実際に駆動されていると判断される。そして、通路ヒータ３３０に異常が有ることを示す信号を出力する処理として、通路ヒータ異常フラグＦＳが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更される（Ｓ１５０）。なお、通路ヒータ異常フラグＦＳの値（「ＯＮ」または「ＯＦＦ」）は、制御装置８０の記憶装置であるメモリに記憶される。そして、本処理は一旦終了される。
　一方、ポンプ回転速度ＮＥＰが判定値Ｈ以下のときには（Ｓ１４０：ＮＯ）、ポンプ２２０が実際には駆動されていないと判断される。そして、ポンプヒータ３２０に異常が有ることを示す信号を出力する処理として、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更される（Ｓ１６０）。なお、ポンプヒータ異常フラグＦＰの値（「ＯＮ」または「ＯＦＦ」）も、制御装置８０の記憶装置であるメモリに記憶される。そして、本処理は一旦終了される。
　次に、上記異常診断処理の作用を説明する。
　まず、ポンプヒータ３２０に異常が生じているときには、ポンプヒータ３２０による加熱制御を行ってもポンプ２２０内の尿素水は十分に解凍されないため、ポンプ２２０から供給管２４０への尿素水の送液が滞る。そのためポンプヒータ３２０に異常が生じているときには、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されたときの供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰは、同駆動信号の出力前の圧力から上昇しにくくなる。
　また、通路ヒータ３３０に異常が生じているときには、通路ヒータ３３０による加熱制御を行っても供給管２４０内の尿素水は十分に解凍されない。このように供給管２４０内において尿素水が凍結しているときには、供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが変化しない。そのため通路ヒータ３３０に異常が生じているときにも、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されたときの尿素水圧力ＮＰは、同駆動信号の出力前の圧力から上昇しにくくなる。
　ここで、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが上昇しない状態において、ポンプ２２０が実際に駆動していないときには、ポンプ２２０内の尿素水が凍結していると推定することができる。そこで、上記異常診断処理では、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０による加熱制御を開始した後であると判断できるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力される（Ｓ１１０）。そして、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが上昇していないと判断されるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ポンプ回転速度ＮＥＰに基づいてポンプ２２０が実際に駆動されているか否かが判定される（Ｓ１４０）。そして、ポンプ２２０が実際に駆動されていないと判定されるときには（Ｓ１４０：ＮＯ）、ポンプ２２０内の尿素水が凍結していると推定することができるため、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」にされる（Ｓ１６０）。
　一方、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが上昇しない状態において、ポンプ２２０が実際に駆動しているときには、ポンプ２２０内の尿素水は解凍されており、供給管２４０内の尿素水が凍結していると推定することができる。そこで、上記異常診断処理では、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０による加熱を行った後であると判断できるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力される（Ｓ１１０）。そして、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されているにもかかわらず供給管２４０内の尿素水圧力ＮＰが上昇していないと判断されるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ポンプ回転速度ＮＥＰに基づいてポンプ２２０が実際に駆動されているか否かが判定される（Ｓ１４０）。そして、ポンプ２２０が実際に駆動されていると判定されるときには（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、供給管２４０内の尿素水が凍結していると推定することができるため、通路ヒータ異常フラグＦＳが「ＯＮ」にされる（Ｓ１５０）。
　このようにポンプ２２０が実際に駆動しているか否かを確認してポンプヒータ３２０の異常を示すポンプヒータ異常フラグＦＰと、通路ヒータ３３０の異常を示す通路ヒータ異常フラグＦＳとが個別に出力される。そのため、ポンプ２２０や供給管２４０に設けられたヒータのうちで、異常が生じているヒータを特定することが可能になる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
　（１）ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０の加熱制御を開始した後、ポンプ２２０に対して駆動信号が出力されたときの尿素水圧力ＮＰが、同駆動信号の出力前の圧力と比較して上昇していない状態において、ポンプ２２０が駆動していないときには、ポンプヒータ３２０の異常を示すポンプヒータ異常フラグＦＰを「ＯＮ」にする一方、ポンプ２２０が駆動しているときには、通路ヒータ３３０の異常を示す通路ヒータ異常フラグＦＳを「ＯＮ」にしている。従って、ポンプ２２０や供給管２４０に設けられたヒータのうちで、異常が生じているヒータを特定することが可能になる。
　（２）ポンプ回転速度ＮＥＰを検出する回転速度センサ２２１を備えており、ポンプ回転速度ＮＥＰに基づいてポンプ２２０が駆動しているか否かを検出するようにしている。そのためポンプ２２０が駆動しているか否かを確実に検出することができるようになる。
（第２実施形態）
　次に、この発明にかかる内燃機関の添加剤供給装置を具体化した第２実施形態について、図４を参照して説明する。
　上述したように、ポンプヒータ３２０に異常が生じているときには、ポンプ２２０内の尿素水を早期に解凍することができない。そのため、例えばポンプ２２０内の尿素水が自然に解凍されるまでは尿素添加を行うことができず、ＮＯｘの浄化が滞るおそれがある。
　そこで、本実施形態では、上記異常診断処理によってポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」に設定されたときには、以下の再解凍処理を行うようにしている。
　図４に、再解凍処理の手順を示す。なお、本処理も制御装置８０によって繰り返し実行される。
　本処理が開始されるとまず、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であるか否かが判定される（Ｓ２００）。そして、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＦＦ」のときには（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
　一方、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であるときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、非通電状態になっていたタンクヒータ３１０の通電が実行される（Ｓ２１０）。
　次に、尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋを超えたか否かが判定される（Ｓ２２０）。この判定値Ｋとしては、ポンプ２２０内の尿素水が解凍されていると推定できる温度、例えば尿素水の融解温度よりもやや高い温度が設定されている。そして、尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋ以下のときには（Ｓ２２０：ＮＯ）、尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋを超えるまで、ステップＳ２１０でのタンクヒータ３１０の通電と、ステップＳ２２０での温度判定とが繰り返し実行される。
　そして、尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋを超えると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、タンクヒータ３１０の通電が停止されて（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。
　次に、上記再解凍処理の作用を説明する。
　ポンプヒータ３２０に異常があり、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」になっているときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、タンク２１０のタンクヒータ３１０による加熱が行われる（Ｓ２１０）。このようにしてタンクヒータ３１０による加熱が行われると、タンク２１０内の尿素水が昇温される。そして、この昇温されたタンク２１０内の尿素水によって、タンク２１０の底面に設けられたポンプ２２０やポンプ２２０内の尿素水が暖められるため、ポンプヒータ３２０に異常があるときでも、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が促進されるようになる。
　また、ポンプ２２０内の尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋを超えるまで、タンクヒータ３１０の通電が行われるため、ポンプ２２０内の尿素水が適切に解凍される。
　以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
　（３）尿素水を貯留するとともにポンプ２２０を備えるタンク２１０と、タンク２１０内の尿素水を加熱するタンクヒータ３１０とを備えている。そして、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」になっているときには、タンクヒータ３１０による加熱を行うようにしている。従って、昇温されたタンク２１０内の尿素水によって、ポンプ２２０やポンプ２２０内の尿素水が暖められるため、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が促進される。
　なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
　・ポンプ２２０が実際に駆動しているか否かを判定するために、ポンプ回転速度ＮＥＰを検出するようにしたが、この他の方法でポンプ２２０の駆動を判定してもよい。例えば、ポンプ２２０が回転しているか回転していないかのみを判定することのできるセンサ等を設けるようにしてもよい。
　・尿素水温度ＴＨＮとしてポンプ２２０内の尿素水温度を検出するようにしたが、タンク２１０内の尿素水温度や、供給管２４０内の尿素水温度を検出するようにしてもよい。なお、これら変形例の場合でも、第２実施形態においてタンク２１０内の尿素水温度や、供給管２４０内の尿素水温度が所定値に達するまで、タンクヒータ３１０の通電を行うことにより、ポンプ２２０内の尿素水の解凍を促すことができる。
　・第２実施形態では、尿素水温度ＴＨＮが判定値Ｋを超えるまでタンクヒータ３１０の通電を行うようにした。この他、タンクヒータ３１０の通電時間を予め設定しておいてもよい。
　・ポンプヒータ３２０の異常を示す信号や通路ヒータ３３０の異常を示す信号の出力態様として、ポンプヒータ異常フラグＦＰや通路ヒータ異常フラグＦＳといったフラグ値を設定するようにしたが、この他の態様で出力してもよい。例えば、ポンプヒータ３２０の異常を示す信号や通路ヒータ３３０の異常を示す信号に合わせて個別に警告灯を点灯させたり、音によって個別に警告を行ったりするようにしてもよい。
　・圧力センサ４１０の配設位置は、供給管２４０内であれば任意変更することができる。
　・第１実施形態では、図３のステップＳ１００にて、ポンプヒータ３２０、通路ヒータ３３０、及びタンクヒータ３１０が通電状態から通電停止状態になったか否かを判定することにより、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０の加熱制御を開始した後であるか否かを判断した。より厳密には、加熱制御を開始した後であってその加熱制御が終了しているか否かを判断した。
　他方、上記異常診断処理は、加熱制御が終了しておらず実行中であっても、ステップＳ１１０以降の処理を行うことができる。つまり加熱制御を実行した履歴があればステップＳ１１０以降の処理を行うことができ、同実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
　例えば、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０の加熱制御を開始した後であるか否かを判断するに際して、より厳密には加熱制御を開始した後であってその加熱制御の実行中であるか否かを判断してもよい。
　この変形例は、例えば、先の図３に示したステップＳ１００の処理に代えて、図５に示すステップＳ３００の処理を行うことにより実施できる。
　図５に示すように、ステップＳ３００では、ポンプヒータ３２０、通路ヒータ３３０、タンクヒータ３１０の通電を開始してから所定時間Ｍが経過したか否かを判定する。この所定時間Ｍとしては、次のような値を設定する。
　すなわち、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０及びタンクヒータ３１０が全て正常に作動する場合には、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０及びタンクヒータ３１０の通電を開始してからの経過時間が長くなるにつれてポンプ２２０及び供給管２４０及びタンク２１０内の尿素水は解凍されていく。従って、各ヒータの通電を開始してからの経過時間に基づいて尿素水の添加が可能な状態になっているか否かを判定することができる。そこで、所定時間Ｍとしては、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０及びタンクヒータ３１０の通電を開始してからの経過時間がこの所定時間Ｍに達していることに基づいて、尿素水の添加が可能になっていることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。なお、所定時間Ｍは、ポンプ２２０及び供給管２４０及びタンク２１０の尿素水の全てを解凍するのに必要な時間を設定したり、ポンプ２２０及び供給管２４０及びタンク２１０のそれぞれの尿素水の一部を、添加可能な量にまで解凍するのに必要な時間を設定したりすることができる。ちなみに、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０及びタンクヒータ３１０の通電時間が予め設定されている場合、所定時間Ｍには、同通電時間よりも短い時間を設定することにより、加熱制御を開始した後であってその加熱制御の実行中であることを適切に判定することができる。
　そして、ステップＳ３００にて否定判定されるときには、尿素水の添加が可能な程度にまで尿素水は解凍されていないと判断して、異常診断処理を一旦終了する。
　一方、ステップＳ３００にて肯定判定されるときには、ポンプヒータ３２０及び通路ヒータ３３０の加熱制御を開始した後であると判断される。より厳密には加熱制御を開始した後であってその加熱制御の実行中であり、尿素水の添加が可能な程度にまで尿素水は解凍されていると判断する。そして、このように肯定判定されるときには、先の図３に示したステップＳ１１０以降の処理を行う。
　この変形例でも、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。
　・第２実施形態では、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」のときには、非通電状態になっていたタンクヒータ３１０の通電を再開することにより、ポンプ２２０内の尿素水の解凍を促進するようにした。この他、先の図５に示した上記変形例のように、加熱制御の実行中であってタンクヒータ３１０の通電を行っているときに、ポンプヒータ異常フラグＦＰの値が「ＯＮ」に設定された場合には、次のような変形例にて、ポンプ２２０内の尿素水の解凍を促進させることができる。
　例えば図６に示すように、この変形例における再解凍処理では、まず、制御装置８０は、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であり、かつ現在タンクヒータ３１０が通電中であるか否かを判定する（Ｓ４００）。そして、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＦＦ」のときやタンクヒータ３１０が通電停止状態のときには（Ｓ４００：ＮＯ）、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
　一方、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であり、かつタンクヒータ３１０が通電中であるときには（Ｓ４００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、タンクヒータ３１０の通電時間の延長処理を行って（Ｓ５００）、本処理を一旦終了する。ステップＳ５００で実行する延長処理は、ポンプヒータ３２０に異常があるときには、ポンプヒータ３２０に異常が無いときに比べてタンクヒータ３１０による加熱時間を長くする処理である。例えば、タンクヒータ３１０の通電時間が予め設定されている場合には、その通電時間を予め定められた時間だけ長くすることにより延長処理を行う。あるいは、尿素水の温度が予め設定された判定温度に達するまでタンクヒータ３１０の通電を行う場合には、その判定温度を予め定められた温度の分だけ高くすることにより延長処理を行う。
　この変形例では、ポンプヒータ３２０に異常があり、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が滞っている可能性があるときには、ポンプヒータ３２０に異常がないときに比べてタンクヒータ３１０による加熱時間が長くされる。この加熱時間の延長によりタンク２１０内の尿素水がより一層昇温される。そして、この昇温されたタンク２１０内の尿素水によって、ポンプ２２０本体やポンプ２２０内の尿素水が暖められるため、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が促進される。
　また、例えば図７に示すように、第２実施形態の変形例における別の再解凍処理では、まず、制御装置８０は、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であり、かつ現在タンクヒータ３１０が通電中であるか否かを判定する（Ｓ４００）。そして、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＦＦ」のときやタンクヒータ３１０が通電停止状態のときには（Ｓ４００：ＮＯ）、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
　一方、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」であり、かつタンクヒータ３１０が通電中であるときには（Ｓ４００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、タンクヒータ３１０の通電量を増大させる増大処理を行って（Ｓ６００）、本処理を一旦終了する。ステップＳ６００で実行する通電量の増大処理は、ポンプヒータ３２０に異常があるときには、ポンプヒータ３２０に異常が無いときに比べてタンクヒータ３１０の加熱量を増大させる処理である。例えば、タンクヒータ３１０の通電量が一定の固定値に設定されている場合、あるいは尿素水の温度に応じて可変設定される場合には、固定値あるいは可変値にて設定される通電量が、ポンプヒータ異常フラグＦＰが「ＯＮ」のときには、同フラグＦＰが「ＯＦＦ」のときに比べて多くなるように増大補正することにより増大処理を行う。
　この変形例では、ポンプヒータ３２０に異常があり、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が滞っている可能性があるときには、ポンプヒータ３２０に異常がないときに比べてタンクヒータ３１０の加熱量が増大される。この加熱量の増大によりタンク２１０内の尿素水はより一層昇温される。そして、この昇温されたタンク２１０内の尿素水によって、ポンプ２２０本体やポンプ２２０内の尿素水が暖められるため、ポンプ２２０内の尿素水の解凍が促進される。
　・尿素水を加熱する加熱部として電気ヒータを利用するようにした。この他の加熱部として、例えばポンプ２２０や供給管２４０、あるいはタンク２１０に対して機関の冷却水等による加熱が可能な冷却水経路を設けるようにしてもよい。この変形例でも、ポンプ２２０や供給管２４０において冷却水による加熱が正常に行われていないときには、本発明によってポンプや供給通路に設けられた加熱部のうちで、異常が生じている加熱部を特定することができる。
　・上記各実施形態では、添加剤として、還元剤である尿素水を使用する添加剤供給装置に本発明を適用した場合について説明した。しかし、この他の添加剤を使用する添加剤供給装置にも本発明は同様に適用することができる。
　１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ～４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ～６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセル操作量センサ、２３…外気温度センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…ＮＯｘ浄化触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒：ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２２１…回転速度センサ、２３０…尿素噴射弁、２４０…供給管、２５０…レベルセンサ、３００…ヒータ制御装置、３１０…タンクヒータ、３２０…ポンプヒータ、３３０…通路ヒータ、４００…温度センサ、４１０…圧力センサ。

Claims (7)

  1. 　添加剤を貯留するタンクと、
    　前記タンク内の添加剤を送液するポンプと、
    　前記ポンプから送液される添加剤を内燃機関の排気通路に供給する供給通路と、
    　前記供給通路内の添加剤圧力を検出する圧力検出部と、
    　前記ポンプ内の添加剤を加熱するポンプ加熱部と、
    　前記供給通路内の添加剤を加熱する通路加熱部と、
    　前記ポンプ加熱部及び前記通路加熱部の加熱制御を行う加熱制御部と、を備える内燃機関の添加剤供給装置であって、
    　前記ポンプ加熱部及び前記通路加熱部の加熱制御を開始した後、前記ポンプに対して駆動信号が出力されたときの前記添加剤圧力が同駆動信号の出力前の圧力と比較して上昇していない状態において、前記ポンプが駆動していないときには前記ポンプ加熱部の異常を示す信号を出力する一方、前記ポンプが駆動しているときには前記通路加熱部の異常を示す信号を出力する信号出力部を備える
    　内燃機関の添加剤供給装置。
  2. 　前記添加剤供給装置は、前記ポンプの回転速度を検出する速度検出部を備え、
    　前記信号出力部は、前記回転速度に基づいて前記ポンプが駆動しているか否かを検出する
    　請求項１に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
  3. 　前記タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えており、
    　前記加熱制御部は、前記タンク加熱部の加熱制御も行い、
    　前記信号出力部から前記ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、前記加熱制御部は、前記タンク加熱部による加熱を行う
    　請求項１または２に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
  4. 　前記加熱制御部は、前記ポンプ内の添加剤の温度が基準値を超えるまで前記タンク加熱部による加熱を行う
    　請求項３に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
  5. 　前記タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えており、
    　前記加熱制御部は、前記タンク加熱部の加熱制御も行い、
    　前記信号出力部から前記ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、前記加熱制御部は、前記ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されていないときに比べて前記タンク加熱部による加熱時間を長くする
    　請求項１または２に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
  6. 　前記タンク内の添加剤を加熱するタンク加熱部を備えており、
    　前記加熱制御部は、前記タンク加熱部の加熱制御も行い、
    　前記信号出力部から前記ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されたときには、前記加熱制御部は、前記ポンプ加熱部の異常を示す信号が出力されていないときに比べて前記タンク加熱部の加熱量を増大させる
    　請求項１または２に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
  7. 　添加剤を加熱する加熱部が、電気ヒータである
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の内燃機関の添加剤供給装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016106601A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 ヤンマー株式会社 コンバインのエンジン装置
WO2018110143A1 (ja) * 2016-12-13 2018-06-21 ボッシュ株式会社 ヒータ制御装置及びヒータ制御方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762053B (zh) * 2016-12-27 2019-07-05 潍柴动力股份有限公司 一种即插即用尿素喷射系统obd监控的优化控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008163795A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2009185685A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Denso Corp 還元剤ポンプの異常検出装置及び還元剤吐出システム
JP2010506075A (ja) * 2006-10-04 2010-02-25 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 還元剤を貯蔵するためのタンク
JP2012002062A (ja) 2010-05-17 2012-01-05 Isuzu Motors Ltd Ｓｃｒ解凍制御システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000027627A (ja) * 1998-07-13 2000-01-25 Hino Motors Ltd 排気ガス浄化触媒用還元剤保温装置及びそれを組込んだ排気ガス浄化装置
FR2879239A1 (fr) * 2004-12-15 2006-06-16 Inergy Automotive Systems Res Systeme de stockage et d'injection d'un additif dans des gaz d'echappement d'un moteur
CN102066761B (zh) * 2008-06-03 2015-06-17 因勒纪汽车系统研究公司 启动scr系统的方法
DE102009041179A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Fördervorrichtung für ein Reduktionsmittel
DE102010024021A1 (de) * 2010-06-16 2011-12-22 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Bereitstellung eines Reduktionsmittels mit Systemheizung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506075A (ja) * 2006-10-04 2010-02-25 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 還元剤を貯蔵するためのタンク
JP2008163795A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2009185685A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Denso Corp 還元剤ポンプの異常検出装置及び還元剤吐出システム
JP2012002062A (ja) 2010-05-17 2012-01-05 Isuzu Motors Ltd Ｓｃｒ解凍制御システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2894310A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016106601A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 ヤンマー株式会社 コンバインのエンジン装置
WO2018110143A1 (ja) * 2016-12-13 2018-06-21 ボッシュ株式会社 ヒータ制御装置及びヒータ制御方法
EP3575565A4 (en) * 2016-12-13 2019-12-18 Bosch Corporation HEATING CONTROL DEVICE AND HEATING CONTROL METHOD
US11035275B2 (en) 2016-12-13 2021-06-15 Bosch Corporation Heater control device and heater control method

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