WO2014115620A1 - 尿素ｓｃｒ用尿素水配管閉塞検出装置 - Google Patents

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WO2014115620A1
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blockage
urea
pressure
sensor
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茂 二本木
正信 嶺澤
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a urea SCR system that selectively reduces NOx in exhaust gas of an engine using urea water, and in particular, urea SCR that can detect whether urea water is blocked in a pipe to a dosing valve that injects urea water.
  • the present invention relates to a urea water pipe blockage detection device.
  • This SCR system supplies urea water stored in a urea water tank upstream of the exhaust gas of the SCR device, hydrolyzes urea water with the heat of the exhaust gas, generates ammonia, and this ammonia generates a catalyst in the SCR device. NOx is reduced and purified.
  • the urea water is supplied upstream of the exhaust gas of the SCR by being injected from a dosing valve provided on the upstream side of the SCR device.
  • the urea water is supplied to the dosing valve by a supply module including a supply module pump (SM pump) and a urea water pressure sensor.
  • the supply module is connected to the urea water tank through the suction line, and supplies urea water sucked up from the urea water tank through the suction line to the dosing valve through a pressure feed line connecting the supply module and the dosing valve.
  • the dosing valve is controlled by a DCU (dosing control unit), and the dosing valve is controlled to open and close in accordance with the detected value of a NOx sensor provided downstream of the SCR device to adjust the urea injection amount.
  • an object of the present invention is to provide a urea water piping blockage detection device for urea SCR that can accurately detect whether or not urea water is blocked in a pipe to a dosing valve that injects urea water. It is in.
  • the present invention draws in urea water in a urea water tank with a supply pump, and injects it from a dosing valve provided on the upstream side of the pumping line and the SCR device, from the supply pump.
  • a urea water piping blockage detection device for urea SCR for detecting blockage of a piping part leading to a dosing valve, a urea water sensor that detects the urea water temperature in the urea water tank, and a pressure sensor that detects the pressure in the pressure feed line
  • the exhaust temperature sensor provided in the exhaust pipe on the upstream side of the SCR device, and when the key switch is turned on, start-up control for driving the supply pump and boosting the piping portion is performed, and then the exhaust temperature sensor When the detected value is lower than the set temperature and the detected value at the urea water sensor is equal to or higher than the freezing temperature, the empty water in the piping is returned to the urea water tank.
  • Performed grayed control a piping clogging detector urea water for a urea SCR, characterized in that a closure determining means for detecting a clogging of the pipe section from the detection value of the pressure sensor at the time of empty packaging control.
  • the blockage determining means drives the thawing means so that the engine coolant flows through the urea water tank and the dosing valve when the urea water temperature detected by the urea water sensor is equal to or lower than the freezing temperature.
  • the blockage determining means performs the opening control when the start-up control is stably performed from the detection value of the pressure sensor and the blockage determination of the piping portion is not performed.
  • the blockage determination unit terminates the blockage determination of the piping portion as being clogged if the pressure detected by the pressure sensor at the time of the opening control is within a normal range.
  • the blockage determination means counts up the blockage determination when the pressure detected by the pressure sensor at the time of the opening control is a negative pressure outside the normal range, and the negative pressure continues for a certain period of time. It is preferable that the start-up control and the opening control are repeated again after the elapse of time, and it is determined that the blockage is caused by the foreign matter when the blockage determination count reaches a predetermined number.
  • the emptying control that is conventionally performed when the vehicle is stopped is forcedly performed under a predetermined permission condition when the key switch is ON, and the supply pump at that time is controlled.
  • FIG. 1 shows an outline of an SCR system.
  • a SCR device 11 is connected to an exhaust pipe 10 of a diesel engine (not shown), and a dosing valve that injects urea water upstream of the SCR device 11. 12 is provided, and a NOx sensor 13 is provided downstream of the SCR device 11.
  • the detection value of the NOx sensor 13 is input to a DCU (Dosing Control Unit) 14, and the dosing valve 12 is controlled to open and close by the DCU 14.
  • DCU Dosing Control Unit
  • the urea water U injected from the dosing valve 12 is stored in the urea water tank 15, sucked into the supply pump 18 of the supply module 17 from the suction line 16, foreign matter is removed from the supply pump 18 through the filter 19, and the pressure feed line 20. Is pumped to the dosing valve 12. Excess urea water U is returned from the pumping line 20 on the discharge side of the filter 19 into the urea water tank 15 through the return line 21.
  • the supply pump 18 is connected with a four-way valve for switching between the suction side and the discharge side, and the pressure feed line 20 is provided with a pressure sensor 27 for detecting the pressure of the urea water.
  • the detection value is input to the DCU 14.
  • the urea water tank 15 is provided with a urea water sensor 22 that detects quality based on the urea water level, the urea water temperature, the concentration of the urea water, and the like.
  • the urea water sensor 22 detects the urea water temperature in the urea water tank 15 and the like. Is measured and transmitted to the DCU 14.
  • the DCU 14 calculates the amount and timing of injecting urea water to the SCR device 11, drives the supply pump 18 to increase the urea water to a specified pressure, controls opening and closing of the dosing valve 12, and controls an appropriate amount at an appropriate timing. Spray.
  • the NOx sensor 13 sends a measured value to the DCU 14 in order to monitor that the NOx value in the exhaust gas downstream of the SCR device 11 is steady due to the appropriate injection of urea water from the dosing valve 12. Send.
  • the DCU 14 is connected to an ECM (engine control module) 23 that mainly performs fuel injection control, and driving information such as a vehicle speed signal, outside temperature, and the like are transmitted from the ECM 23 to the DCU 14.
  • ECM engine control module
  • the DCU 14 is connected to the battery 24 and receives the ON / OFF signal of the key switch of the ignition key 25.
  • the exhaust pipe 10 on the upstream side of the SCR device 11 is provided with an exhaust temperature sensor 26 that detects the exhaust gas temperature flowing into the SCR device 11, and the detected value is input to the DCU 14.
  • the urea water tank 15 is provided with a thawing pipe 28 for thawing the engine cooling water when the urea water freezes, such as in winter, and the thawing pipe 28 is also provided on the dosing valve 12.
  • 28 is provided with a thawing valve 29 as a thawing means, and the thawing valve 29 is controlled by the DCU 14.
  • the DCU 14 determines the injection amount of urea water to be injected from the dosing valve 12 based on the information of the ECM 23 so that the detected value of the NOx sensor 13 becomes steady, and the dosing valve 12 based on the determined value. And the urea water is injected according to the NOx in the exhaust gas. As a result, the urea water is hydrolyzed into ammonia by the SCR device 11, and NOx is denitrated with the ammonia in the presence of the catalyst in the SCR device 11.
  • the urea water pressure is further increased to the build-up pressure and build-up control is performed so that the urea water pressure can be injected, and then urea water is injected from the dosing valve 12 to remove NOx while the vehicle is running.
  • the urea water remaining in the pressure feed line 20 is switched to the urea water tank 15 by switching the four-way valve of the supply pump 18 with the dosing valve 12 opened.
  • the supply pump 18 is stopped after the recovery (Empting) control is performed for a predetermined time.
  • the NOx sensor 13 detects whether urea water is properly injected from the dosing valve 12. It cannot be determined only by the value.
  • the DCU 14 calculates the freezing temperature of the urea water from the outside air temperature information from the ECM 23 and the urea water temperature of the urea water sensor 22 (normally 32.5% depending on the urea water concentration, -11
  • the thawing valve 29 serving as a thawing means is opened and the engine cooling water is supplied to the thawing pipe 28 to heat the dosing valve 12 and the urea water tank 15 to perform thawing control. If a portion of the frozen urea water remains in the line 20 or the like, clogging occurs as with foreign matter.
  • the detection value of the freezing detection means 30 for detecting the presence or absence of freezing of urea water based on the outside air temperature from the ECM 23 and the detection value from the urea water sensor 22 and the detection value of the pressure sensor 27 are input to the DCU 14.
  • the pressure determination means 31 detects whether the start-up is stably performed from the pressure (discharge pressure) when the start-up control is performed and whether the pressure (suction pressure) when the opening control is performed is within a normal range.
  • the supply pump 18 is driven to start up the pressure of the piping section such as the pressure feed line 20
  • the detected value at the exhaust temperature sensor 26 is equal to or lower than the set temperature
  • the detected value at the urea water sensor 22 is the freezing temperature.
  • an closing control unit 33 that performs an emptying control for returning the urea water in the pipe part to the urea water tank, and detects clogging of the pipe part from the detection value of the pressure sensor 27 at the time of the emptying control.
  • the blockage determination means 33 will be further described. First, the blockage determination timing is performed immediately after the startup control is performed and the urea water pressure reaches the target pressure (startup pressure). At that time, it is confirmed that the exhaust temperature is not higher than a predetermined value (DPF (diesel particulate filter) temperature C) and that a predetermined permission condition is not satisfied.
  • DPF diesel particulate filter
  • the blockage determination unit 33 performs the emptying control. If the pressure monitored by the pressure determination unit 31 is within the normal range, the blockage determination unit 33 determines that there is no blockage and is normal. When it is outside the range and the pressure (negative pressure) continuously falls below the threshold value for a certain period of time, it is determined to be occluded. When there is no blockage, the dosing valve 12 is not closed, so the negative pressure is lower than that at the time of blockage. When the blockage is closed, the pressure is close to the vacuum pressure.
  • start-up control is performed after a lapse of a predetermined time, and when the urea water pressure reaches the target pressure, the blockage determination is performed again. If it is determined that there is no blockage within a certain number N of times, the partially frozen urea water is in a state of thawing and returning to normal. Therefore, it can be determined that the clogging is caused by a foreign substance in distinction from the clogging caused by freezing.
  • step S1 When the control is started in step S1 and the key switch is turned on in step S2, the presence or absence of freezing of urea water is determined in step S3, and when there is freezing (Yes), the thawing control is performed in step S4, When there is no freezing (No), start-up control is performed in step S5, and it is determined in step S6 whether the exhaust gas temperature is higher than the set temperature of the DPF temperature.
  • step S6 when the exhaust gas temperature is high, urea water is supplied to the pressure line and immediately after start-up control, the dosing valve is opened and the opening control is performed. Since it becomes cyanuric acid and crystallizes and causes sticking, it is carried out in order to wait for detection of clogging until the exhaust temperature decreases.
  • step S6 when the exhaust gas temperature is lowered (No), it is determined in step S7 whether or not the opening control execution permission condition is satisfied.
  • This permission condition is: ⁇ There is no failure that stops dosing. ⁇ Startup control is stable. -Piping part (PL) blockage determination has not been made (P / L blockage determination end counter is 0). -The freeze determination time in step S3 is long, or restart is performed when thawing fails (there is a possibility of incomplete freezing). ⁇ The outside air temperature and urea water temperature are below the specified values. -NOx purification efficiency is reduced (appropriate urea injection is not possible due to foreign matter).
  • Step S8 If these conditions are met (Yes), the emptying control of Step S8 is performed, and if not (No), the process proceeds to Step S20.
  • step S8 after the emptying control is performed, it is determined whether the emptying control in step S9 is completed. In step S10, it is determined again whether or not the exhaust temperature is higher than DPFactiv_C. If it is higher (Yes), the process proceeds to Start Up control (startup) in step S16.
  • step S10 If the exhaust gas temperature is not high in step S10 (No), it is determined whether the urea pressure is higher than the upper limit value (High_C) of the normal range. If it is high (Yes), Start Up (startup) control in step S22 is performed. To migrate.
  • step S11 when the urea pressure of the urea water is equal to or lower than the upper limit value (No), in step S12, it is determined whether the urea pressure is the lower limit value (Low_C) of the normal range. Returning to the determination in step S9, when lower than the lower limit value (Yes), in step S13, it is determined whether or not the state is maintained for Tsec. If not (No), the process returns to the determination in step S9. If it is maintained (Yes), after finishing the emptying control in step S14, the P / L blockage counter is incremented to +1 in step S15, and then the start-up control is restarted in step S16, and the timer is added in step S17. In step S18, the timer is counted up. If the time exceeds Tc (Yes), PL is executed in step S19. 1 is added to the strike counter (PLtest_ctr), implementing the empty packaging control in step S8 again.
  • steps S9 to S19 are repeated, and when the predetermined number N of repetitions is exceeded, the opening control is completed in step S9. The process proceeds to step S20.
  • step S20 it is determined whether or not the P / L blockage counter is N times or more. If it exceeds N times (Yes), in step S21, the control is terminated with P / L abnormality confirmed (clogging by foreign matter) (step S25). To do.
  • step S20 if the P / L block counter is within N times, start-up control is executed in step 22, metering control is executed in step S23, dosing control is executed in step S24, and control is performed as normal control. End (step S25). In this case, it can be determined from the number of times of the P / L blockage counter that the blockage determination means 33 is partially blocked due to freezing and the thawing is completed thereafter.

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Abstract

　尿素水を噴射するドージングバルブまでの配管に尿素水が閉塞したかどうかを的確に検出できる尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置を提供する。　サプライポンプ１８からドージングバルブ１２に至る配管部の閉塞を検出するにおいて、尿素水タンク１５内の尿素水温度を検出する尿素水センサ２２と、圧送ライン２０の圧力を検出する圧力センサ２７と、ＳＣＲ装置１１の上流側の排気管１０に設けた排気温度センサ２６と、キースイッチがＯＮされたとき、サプライポンプ１８を駆動して配管部を昇圧するスタートアップ制御を実施した後、排気温度センサ２６での検出値が設定温度以下で、かつ、尿素水センサでの検出値が凍結温度以上のとき、配管部内の尿素水を尿素水タンク１５に戻すエンプティング制御を実施し、そのエンプティング制御時の前記圧力センサの検出値から配管部の詰まりを検出する閉塞判定手段３３とを備える。

Description

尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置
　本発明は、エンジンの排ガス中のＮＯｘを尿素水を用いて選択還元する尿素ＳＣＲシステムに係り、特に、尿素水を噴射するドージングバルブまでの配管に尿素水が閉塞したかどうかを検出できる尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置に関するものである。
　ディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘを浄化するための排気ガス浄化システムとして、選択還元触媒を用いた選択触媒還元（Selective Catalytic Reduction）システム（ＳＣＲシステム）が開発されている。
　このＳＣＲシステムは、尿素水タンクに貯留された尿素水をＳＣＲ装置の排気ガス上流に供給し、排気ガスの熱で尿素水を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってＳＣＲ装置内の触媒でＮＯｘを還元して浄化するものである。尿素水は、ＳＣＲ装置の上流側に設けられたドージングバルブから噴射されることで、ＳＣＲの排気ガス上流に供給される。
　ドージングバルブへの尿素水の供給は、サプライモジュールポンプ（ＳＭポンプ）や尿素水圧力センサなどを備えたサプライモジュールによってなされる。サプライモジュールは、吸込ラインを介して尿素水タンクと接続されており、尿素水タンクから吸込ラインを通じて吸い上げた尿素水を、サプライモジュールとドージングバルブとを接続する圧送ラインを通じてドージングバルブに供給する。ドージングバルブは、ＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）により制御され、ＳＣＲ装置の下流に設けたＮＯｘセンサの検出値に応じてドージングバルブが開閉制御されて尿素噴射量が調整される。
特開２０１１－２４７１３７号公報 特開２０１２－２０６１号公報
　ところで、尿素水をＮＯｘ触媒内に噴射するドージングバルブ内、およびそこに至る圧送ライン内が異物により詰まりが生じた場合は、尿素水噴射が行われないため、ＳＣＲ装置の下流に設けたＮＯｘセンサにより、ＳＣＲ浄化率が異常であるかを検出することで、詰まりの検出は可能である。
　しかし、浄化率での異常判定は、ＳＣＲ装置内の触媒の異常なのか、尿素水噴射系の異常なのかを区別することは不可能である。また尿素水の低温凍結時により配管部に詰まりが発生した場合には、すぐには異常と判定せず、解凍を待ってドージングを行う必要があるが現状では、異物による詰まりか、凍結によるものかの判断ができない問題がある。
　そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、尿素水を噴射するドージングバルブまでの配管に尿素水が閉塞したかどうかを的確に検出できる尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために本発明は、尿素水タンク内の尿素水を、サプライポンプにて吸い込み、これを圧送ラインとＳＣＲ装置の上流側に設けたドージングバルブから噴射する際に、サプライポンプからドージングバルブに至る配管部の閉塞を検出するための尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置において、尿素水タンク内の尿素水温度を検出する尿素水センサと、圧送ラインの圧力を検出する圧力センサと、ＳＣＲ装置の上流側の排気管に設けた排気温度センサと、キースイッチがＯＮされたとき、前記サプライポンプを駆動して前記配管部を昇圧するスタートアップ制御を実施した後、排気温度センサでの検出値が設定温度以下で、尿素水センサでの検出値が凍結温度以上のとき、配管部内の尿素水を尿素水タンクに戻すエンプティング制御を実施し、そのエンプティング制御時の前記圧力センサの検出値から配管部の詰まりを検出する閉塞判定手段とを備えたことを特徴とする尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置である。
　前記閉塞判定手段は、尿素水センサで検出した尿素水温度が凍結温度以下のときに尿素水タンクとドージングバルブにエンジン冷却水を流して解凍すべく、解凍手段を駆動するのが好ましい。
　前記閉塞判定手段は、圧力センサの検出値からスタートアップ制御が安定して行われ、かつ、配管部の閉塞判定が実施されていないときに、エンプティング制御を実施するのが好ましい。
　前記閉塞判定手段は、前記エンプティング制御時の前記圧力センサで検出される圧力が正常範囲であれば、詰まりなしとして、配管部の閉塞判定を終了するのが好ましい。
　前記閉塞判定手段は、前記エンプティング制御時の前記圧力センサで検出される圧力が正常範囲外の負圧で、その負圧が一定時間継続したときに閉塞判定のカウントをカウントアップし、その後所定時間経過後に再度スタートアップ制御とエンプティング制御を繰り返し、この閉塞判定のカウントが所定回数となったとき異物による詰まりと判定するのが好ましい。
　本発明は、従来車両停止のときに行われているエンプティング制御を、キースイッチＯＮのときに、所定の許可条件のもとで、強制的にエンプティング制御を行って、その際のサプライポンプの吸込圧力から配管部の詰まりを検出することで、凍結を除いた異物による詰まりを的確に検出できるという優れた効果を発揮する。
本発明におけるＳＣＲシステムの概略図である。 本発明の尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置のフローチャートを示す図である。
　以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
　図１は、ＳＣＲシステムの概略を示したもので、ディーゼルエンジン（図示せず）の排気管１０には、ＳＣＲ装置１１が接続され、そのＳＣＲ装置１１の上流側に尿素水を噴射するドージングバルブ１２が設けられ、ＳＣＲ装置１１の下流側には、ＮＯｘセンサ１３が設けられる。
　ＮＯｘセンサ１３の検出値はＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）１４に入力され、ＤＣＵ１４によりドージングバルブ１２が開閉制御される。
　ドージングバルブ１２から噴射される尿素水Ｕは、尿素水タンク１５に溜められ、サクションライン１６からサプライモジュール１７のサプライポンプ１８に吸引され、サプライポンプ１８からフィルタ１９を通して異物が除去され、圧送ライン２０にてドージングバルブ１２に圧送される。また余剰の尿素水Ｕは、フィルタ１９の吐出側の圧送ライン２０から戻しライン２１にて尿素水タンク１５内に戻される。
　サプライポンプ１８には、図には示されていないが、吸込側と吐出側を切り換える四方弁が接続され、また圧送ライン２０には、尿素水の圧力を検出する圧力センサ２７が設けられ、その検出値がＤＣＵ１４に入力される。
　尿素水タンク１５内には、尿素水液面、尿素水温度、尿素水の濃度に基づく品質などを検出する尿素水センサ２２が設けられ、尿素水センサ２２が尿素水タンク１５内の尿素水温等を計測し、これをＤＣＵ１４へ送信する。
　ＤＣＵ１４は、ＳＣＲ装置１１へ尿素水を噴射する量、タイミングを算出し、サプライポンプ１８を駆動させ尿素水を規定圧まで高め、ドージングバルブ１２の開閉を制御し、適切な量を適切なタイミングで噴射する。
　ＮＯｘセンサ１３は、ドージングバルブ１２から尿素水が適切に噴射されていることにより、ＳＣＲ装置１１の下流の排ガス中のＮＯｘ値が定常となっていることをモニタするために、ＤＣＵ１４へ計測値を送信する。
　ＤＣＵ１４には、主に燃料噴射制御を行うＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）２３と接続され、ＥＣＭ２３から車速信号などの運転情報、外気温などがＤＣＵ１４へ制御情報が送信される。
　また、ＤＣＵ１４は、バッテリー２４が接続されると共にイグニッションキー２５のキースイッチのＯＮ、ＯＦＦ信号が入力される。
　ＳＣＲ装置１１の上流側の排気管１０には、ＳＣＲ装置１１に流入する排ガス温度を検出する排気温度センサ２６が設けられ、その検出値がＤＣＵ１４に入力される。
　尿素水タンク１５には、冬期など尿素水が凍結したとき、エンジン冷却水を流して解凍する解凍用配管２８が設けられ、またドージングバルブ１２にも解凍用配管２８が設けられ、その解凍用配管２８に解凍手段としての解凍用バルブ２９が設けられ、その解凍用バルブ２９がＤＣＵ１４により制御されるようになっている。
　このＳＣＲシステムにおいて、ＤＣＵ１４は、ＥＣＭ２３の情報を基にＮＯｘセンサ１３の検出値が定常となるようドージングバルブ１２から噴射する尿素水の噴射指示量を決定し、その決定値に基づいてドージングバルブ１２を開閉制御し、排ガス中のＮＯｘに応じて尿素水を噴射する。これによりＳＣＲ装置１１にて尿素水が加水分解されてアンモニアとされ、そのアンモニアにてＳＣＲ装置１１内の触媒の存在下ＮＯｘを脱硝する。
　通常のＳＣＲシステムにおいては、イグニッションキー２５によりキースイッチがＯＮされた後は、サプライポンプ１８のスタートアップ制御がなされる。このスタートアップ制御は、圧送ライン２０へ尿素水を流し込み、配管部内を尿素水で満たしてスタートアップ圧まで高めるものである。
　このスタートアップ制御の後に、さらに尿素水圧がビルドアップ圧まで高められ噴射できる状態にされるビルドアップ制御がなされた後、ドージングバルブ１２から尿素水が噴射され、車両走行中のＮＯｘ除去が行われる。
　その後イグニッションキー２５がＯＦＦとなり、車両が停止された後は、ドージングバルブ１２を開とした状態で、サプライポンプ１８の四方弁を切り換えて圧送ライン２０内に残存する尿素水を尿素水タンク１５に回収するエンプティング（Ｅｍｐｔｉｎｇ）制御が所定時間実施されたのちサプライポンプ１８が停止される。
　ところで、サプライポンプ１８から圧送ライン２０とドージングバルブ１２に至る経路で凍結や異物等による詰まりが生じたときは、ドージングバルブ１２から適正に尿素水が噴射されているかどうかを、ＮＯｘセンサ１３の検出値だけでは、判定することができない。
　尿素水の凍結に関しては、ＤＣＵ１４は、ＥＣＭ２３からの外気温情報と、尿素水センサ２２の尿素水温から、尿素水の凍結温度（尿素水濃度にもよるが通常濃度３２．５％で、－１１℃）近傍まで低下したときには、解凍手段である解凍用バルブ２９を開いてエンジン冷却水を解凍用配管２８に流してドージングバルブ１２や尿素水タンク１５を加熱して解凍制御を実施するが、圧送ライン２０などに凍結した尿素水が一部残存した場合には、異物と同様に詰まりを発生してしまう。
　そこで、本発明においては、ＤＣＵ１４に、ＥＣＭ２３からの外気温と尿素水センサ２２からの検出値に基づいて尿素水の凍結の有無を検出する凍結検出手段３０と、圧力センサ２７の検出値が入力され、スタートアップ制御実施時の圧力（吐出圧）からスタートアップが安定して行われているか、またエンプティング制御実施時の圧力（吸込圧）が正常範囲内にあるかどうかを検出する圧力判定手段３１と、排気温度センサ２６の検出値が入力される排気温度検出手段３２と、イグニッションキー２５のキースイッチがＯＮされたとき、サプライポンプ１８を駆動して圧送ライン２０等の配管部を昇圧するスタートアップ制御を実施した後、排気温度センサ２６での検出値が設定温度以下で、かつ、尿素水センサで２２の検出値が凍結温度以上のとき、配管部内の尿素水を尿素水タンクに戻すエンプティング制御を実施し、そのエンプティング制御時の圧力センサ２７の検出値から配管部の詰まりを検出する閉塞判定手段３３とを備えて構成する。
　この閉塞判定手段３３をさらに説明すると、先ず閉塞判定するタイミングは、スタートアップ制御がなされ、尿素水圧力が目標圧力（スタートアップ圧）に到達した直後に実施する。その際、排気温度が所定値（ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）温度Ｃ）より高くないこと、所定の許可条件を満たしていないことを確認する。
　この所定の許可条件が満たされたとき、閉塞判定手段３３は、エンプティング制御を実施し、そのときの圧力を圧力判定手段３１がモニタした圧力が正常範囲内であれば、閉塞なしとし、正常範囲外で、圧力（負圧）が閾値を一定時間継続して下回った場合に閉塞と判定する。閉塞がない場合には、ドージングバルブ１２は閉じていないため、閉塞時よりは少ない負圧となり、閉塞した場合には、真空圧に近い圧となるため、閉塞の有無を容易に判定できる。
　この閉塞判定手段３３で、閉塞なしと判定された場合は、通常の制御を行い、スタートアップ制御からＭｅｔｅｒｉｎｇ制御（圧送ライン２０内の尿素水をスタートアップ制御圧から所定圧（ビルドアップ圧）まで高め、噴射可能状態とする）を行う。
　閉塞ありと判定された場合は、所定時間経過後にスタートアップ制御を行い、尿素水圧力が目標圧力に到達度、再度閉塞判定を実施する、この閉塞判定有り無しを一定回数（Ｎ回）連続して行い、その一定回数Ｎ以内に閉塞なしと判定された場合には、部分凍結した尿素水が解凍して正常に戻った状態であり、一定回数Ｎを超える場合は、凍結ではなく異物詰まりによるものと判断し、凍結による詰まりと区別して異物による詰まりと判定することができる。
　次に本発明を図３のフローチャートより説明する。
　ステップＳ１で制御が開始され、ステップＳ２でキースイッチＯＮされたとき、ステップＳ３で、尿素水の凍結の有無を判定し、凍結があるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ４で解凍制御を実施し、凍結がないとき（Ｎｏ）、ステップＳ５でスタートアップ制御を実施すると共にステップＳ６で排気温度がＤＰＦ温度の設定温度より高いかどうかを判断する。
　このステップＳ６の判断は、排気温度が高いとき、圧送ラインに尿素水を供給してスタートアップ制御直後に、ドージングバルブを開としてエンプティング制御を行うと、ドージングバルブ内の尿素水が排気温度の熱でシアヌル酸となって結晶化し、固着の原因となるため、排気温度が低下するまで閉塞検出を待機させるために行う。
　次に、ステップＳ６で、排気温度が低下したとき（Ｎｏ）、ステップＳ７で、エンプティング制御実施許可条件かを判断する。
　この許可条件の例としては、
　・ドージング停止となる故障が発生していない。　
　・スタートアップ制御が安定して行われている。　
　・配管部（ＰＬ）閉塞判定がなされたことがない（Ｐ／Ｌ閉塞判定終了カウンターが０）。　
　・ステップＳ３の凍結判定時間が長い、又は解凍失敗時の再起動を実施した（凍結不完全の可能性有り）。　
　・外気温、尿素水温度が所定値以下。　
　・ＮＯｘ浄化効率が低下した場合（異物により適正な尿素噴射ができていない）。
　これらの条件に該当する場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ８のエンプティング制御を実施し、該当しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０に移行する。
　ステップＳ８で、エンプティング制御が実施された後は、ステップＳ９のエンプティング制御完了かどうかを判断する。ステップＳ１０で排気温度がＤＰＦａｃｔｉｖ＿Ｃより高いかどうかを再度判定し、高ければ（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６のＳｔａｒｔ　Ｕｐ制御（スタートアップ）に移行させる。
　このステップＳ１０で排気温度が高くないときは（Ｎｏ）は、尿素圧力が正常範囲の上限値（Ｈｉｇｈ＿Ｃ）より高いかどうかを判断し、高いときには（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２のＳｔａｒｔ　Ｕｐ（スタートアップ）制御に移行させる。
　ステップＳ１１で、尿素水の尿素圧力が上限値以下（Ｎｏ）のとき、ステップＳ１２で、尿素圧力が正常範囲の下限値（Ｌｏｗ＿Ｃ）かどうかを判断し、下限値より高いとき（Ｎｏ）は、ステップＳ９の判断に戻し、下限値より低いとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３で、その状態が、Ｔｓｅｃ間維持しているかどうかを判断し、維持しない（Ｎｏ）ときは、ステップＳ９の判断に戻し、維持しているときには（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４でエンプティング制御を終了した後、ステップＳ１５でＰ／Ｌ閉塞カウンタを＋１にインクリメントし、その後ステップＳ１６でスタートアップ制御を再開し、ステップＳ１７でタイマ加算とステップＳ１８でタイマのカウントアップを行い、時間がＴｃを超えたなら（Ｙｅｓ）、ステップＳ１９でＰＬテストカウンタ（ＰＬｔｅｓｔ＿ｃｔｒ）に１を加算し、ステップＳ８のエンプティング制御を再度実施する。
　これにより、圧送ライン等の配管部が異物等で閉塞されている場合には、ステップＳ９～Ｓ１９を繰り返し、この繰り返しの一定回数Ｎを超えたとき、ステップＳ９でエンプティング制御の完了とされて、ステップＳ２０に移行する。
　ステップＳ２０では、Ｐ／Ｌ閉塞カウンタがＮ回以上かを判断し、Ｎ回を超えるのときには（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１で、Ｐ／Ｌ異常確定（異物による詰まり）として制御を終了（ステップＳ２５）する。
　ステップＳ２０では、Ｐ／Ｌ閉塞カウンタがＮ回以内であれば、ステップ２２でスタートアップ制御を実行し、ステップＳ２３で、Ｍｅｔｅｒｉｎｇ制御を実施し、ステップＳ２４でドージング制御を実施して通常制御として制御を終了（ステップＳ２５）する。この場合、Ｐ／Ｌ閉塞カウンタの回数から閉塞判定手段３３が一部凍結により閉塞があり、その後解凍が終了したことも判定できる。
　１０　排気管
　１１　ＳＣＲ装置
　１２　ドージングバルブ
　１３　ＮＯｘセンサ
　１４　ＤＣＵ
　１５　尿素水タンク
　２２　尿素水センサ
　２６　排気温度センサ
　３３　閉塞判定手段

Claims (5)

  1. 　尿素水タンク内の尿素水を、サプライポンプにて吸い込み、これを圧送ラインとＳＣＲ装置の上流側に設けたドージングバルブから噴射する際に、サプライポンプからドージングバルブに至る配管部の閉塞を検出するための尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置において、
    　尿素水タンク内の尿素水温度を検出する尿素水センサと、
    　圧送ラインの圧力を検出する圧力センサと、
    　ＳＣＲ装置の上流側の排気管に設けた排気温度センサと、
    　キースイッチがＯＮされたとき、前記サプライポンプを駆動して前記配管部を昇圧するスタートアップ制御を実施した後、排気温度センサでの検出値が設定温度以下で、かつ、尿素水センサでの検出値が凍結温度以上のとき、配管部内の尿素水を尿素水タンクに戻すエンプティング制御を実施し、そのエンプティング制御時の前記圧力センサの検出値から配管部の詰まりを検出する閉塞判定手段とを備えたことを特徴とする尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置。
  2. 　前記閉塞判定手段は、尿素水センサで検出した尿素水温度が凍結温度以下のときに尿素水タンクとドージングバルブにエンジン冷却水を流して解凍すべく、解凍手段を駆動する請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置。
  3. 　前記閉塞判定手段は、圧力センサの検出値からスタートアップ制御が安定して行われ、配管部の閉塞判定が実施されていないときに、エンプティング制御を実施する請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置。
  4. 　前記閉塞判定手段は、前記エンプティング制御時の前記圧力センサで検出される圧力が正常範囲であれば、詰まりなしとして、配管部の閉塞判定を終了する請求項１記載の尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置。
  5. 　前記閉塞判定手段は、前記エンプティング制御時の前記圧力センサで検出される圧力が正常範囲外の負圧で、その負圧が一定時間継続したときに閉塞判定のカウントをカウントアップし、その後所定時間経過後に再度スタートアップ制御とエンプティング制御を繰り返し、この閉塞判定のカウントが所定回数となったとき異物による詰まりと判定する請求項４記載の尿素ＳＣＲ用尿素水配管閉塞検出装置。
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