JP6556531B2 - 添加剤供給系の異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気浄化システムに適用され、排気ガスに添加剤を供給する添加剤供給系における異常の有無を判定する添加剤供給系の異常判定装置に関する。

従来から、ディーゼルエンジンの排気浄化システムとして、排気通路に配設されて窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）を選択的に還元する触媒と、触媒に流入する排気ガスに対して添加剤を供給する添加剤供給系とを備えたシステムが知られている。

例えば特許文献１には、エンジンの燃料を添加剤として用いてＮＯｘを選択的に還元するＨＣ−ＳＣＲ触媒（Ｈｙｄｒｏ Ｃａｒｂｏｎ−Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を用いた排気浄化システムが開示されている。また、この特許文献１には、活性温度域が互いに異なるＨＣ−ＳＣＲ触媒を直列に配設し、各ＨＣ−ＳＣＲ触媒に流入する排気ガスに対して添加剤を供給する排気浄化システムが開示されている。この排気浄化システムに適用される添加剤供給系は、燃料を圧送するポンプが設けられた供給通路をポンプの下流にて分岐させることにより、排気通路に配設された各添加弁へと燃料を圧送している。

特開２０１２−９７７２４号公報

ところで、上述した添加剤供給系においては、供給通路において例えば添加剤の詰まりといった異常が発生してしまう場合がある。こうした場合、特定の作業者によるメンテナンスが必要となるがその異常の状態を作業者に通知できればメンテナンスの作業性が著しく向上する。そのため、添加剤供給系における異常の有無を判定することに加えて、添加剤供給系に生じた異常の状態を判別することが望まれている。

本発明は、複数の添加弁に対して共通のポンプで添加剤を圧送する添加剤供給系に生じた異常の状態を判別することを可能にした添加剤供給系の異常判定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する添加剤供給系の異常判定装置は、排気ガスに添加剤を供給する複数の添加弁と前記複数の添加弁に対して前記添加剤を圧送する共通のポンプとを備える添加剤供給系の異常判定装置であって、前記添加剤供給系は、前記ポンプが配設される共通通路と、前記ポンプの下流において前記共通通路から分岐するとともに前記添加弁が配設される複数の分岐通路とを有する供給通路を備え、前記異常判定装置は、前記複数の分岐通路の各々に配設されて前記分岐通路内の圧力を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーの検出値である添加剤圧力に基づいて前記添加剤供給系における異常の有無を判定する異常判定部とを備え、前記異常判定部は、前記複数の分岐通路のすべてにおいて前記添加剤圧力が目標圧力未満であるときに前記供給通路全体に異常が生じていると判定し、前記複数の分岐通路の一部において前記添加剤圧力が目標圧力未満であるときに当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路に異常が生じていると判定する。

上記構成のように、添加剤圧力のすべてが目標圧力未満である状態は、各添加弁まで添加剤が正常に圧送されていない状態であるため、異常判定部は、供給通路全体に異常が生じていると判定することができる。また、添加剤圧力の一部が目標圧力未満である状態は、当該添加剤圧力に対応する分岐通路において添加剤が正常に圧送されていない状態であるため、異常判定部は、当該添加剤圧力に対応する分岐通路に異常が生じていると判定することができる。

上記添加剤供給系の異常判定装置は、外気温を検出する外気温センサーをさらに備え、前記異常判定部は、前記複数の分岐通路のすべてにおいて前記添加剤圧力が前記目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度よりも高いとき、前記供給通路から添加剤が漏れていると判定してもよい。

外気温が凍結温度よりも高いとき、分岐通路において添加剤が凍結している可能性は低い。そのため、添加剤圧力のすべてが目標圧力未満であり、かつ、外気温が凍結温度よりも高いとき、供給通路から添加剤が漏れている可能性がある。そのため、異常判定部は、供給通路から添加剤が漏れていると判定することができる。

上記添加剤供給系の異常判定装置において、前記異常判定部は、前記複数の分岐通路の一部において前記添加剤圧力が前記目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度よりも高いとき、当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路が詰まっていると判定してもよい。

外気温が凍結温度よりも高いとき、各分岐通路において添加剤が凍結している可能性は低い。そのため、異常判定部は、添加剤圧力の一部が目標圧力未満であり、かつ、外気温が凍結温度よりも高いとき、分岐通路が詰まっていると判定することができる。

上記添加剤供給系の異常判定装置において、前記異常判定部は、前記添加剤圧力が前記目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度以下であるとき、当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路に対して前記添加剤が凍結していると仮判定し、前記仮判定の連続判定回数が閾値に到達したときに当該分岐通路において前記添加剤が凍結していると判定することが好ましい。

分岐通路内で添加剤が凍結していたとしてもエンジンからの放射熱等によって融解する場合がある。上記構成によれば、凍結している添加剤が融解する時間を考慮したうえで添加剤が凍結しているか否かを判定することができる。

上記添加剤供給系の異常判定装置において、前記異常判定部は、前記添加剤圧力が前記目標圧力以上である前記分岐通路について、前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動したときに当該添加弁が正常にあると判定し、前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動しなかったときに当該添加弁が異常にあると判定することが好ましい。

添加弁が正常に作動する場合、分岐通路内の添加剤には添加弁の開閉にともなう圧力変動が生じる。上記構成によれば、添加剤供給系における異常として、供給通路における異常に加えて添加弁の異常についても判別することができる。

一実施形態の添加剤供給系の異常判定装置を搭載したエンジンシステムの概略構成を示す概略構成図である。 異常判定装置の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。 個別判定処理の一例を示すフローチャートである。 個別判定処理の結果と添加剤供給系に対する判定結果との関係の一部を示す図である。 変形例における添加剤供給系の概略構成を示す概略構成図である。 変形例において、個別判定処理の結果と添加剤供給系に対する判定結果との関係の一部を示す図である。

図１〜図４を参照して添加剤供給系の異常判定装置の一実施形態について説明する。異常判定装置は、排気ガスに添加剤を供給する添加剤供給系における異常の有無を判定するとともに異常が生じている場合にはその異常の状態を判別する。まず、異常判定装置が搭載されるエンジンシステムについて説明する。

図１に示すように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０という。）を備える。シリンダーブロック１１に形成された複数のシリンダー１２には、インジェクター１３から燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、インテークマニホールド１４とエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。

インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、上流側から順に、図示されないエアクリーナー、ターボチャージャー１７を構成するコンプレッサー１８、インタークーラー１９が設けられている。エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２０には、ターボチャージャー１７を構成するタービン２２が設けられている。

エキゾーストマニホールド１５と吸気通路１６とを接続するＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲクーラー２６とＥＧＲ弁２７とが設けられている。ＥＧＲ弁２７が開状態にあるとき、シリンダー１２には、ＥＧＲガスと吸入空気との混合気体である作動ガスが供給される。

シリンダー１２では、作動ガスとインジェクター１３が噴射した燃料との混合気が燃焼する。シリンダー１２からの排気ガスは、エキゾーストマニホールド１５を通じて排気通路２０へと流入し、タービン２２を通過した後、排気浄化システム３０に流入する。

排気浄化システム３０は、第１マフラー部２０Ａに収容された第１浄化部３１と、第２マフラー部２０Ｂに収容された第２浄化部３２と、第１浄化部３１および第２浄化部３２に流入する排気ガスに対して個別に添加剤を供給する添加剤供給系４０とを備える。

第１浄化部３１は、排気ガス中の燃料を酸化するＤＯＣ３３（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）と、ＤＯＣ３３の下流に位置して排気ガス中の粒子状物質を捕捉するとともに表層に触媒層を有する触媒化ＤＰＦ３４（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）とを備える。この触媒層は、例えば白金系元素を触媒金属として有する第１選択還元型触媒である。第１選択還元型触媒は、活性温度域が比較的低い低温型の触媒であり、排気ガス中の燃料を還元剤に用いてＮＯｘを還元する。

第２浄化部３２は、第２選択還元型触媒３７と第２選択還元型触媒３７の下流に位置する第３選択還元型触媒３８とを備える。第２選択還元型触媒３７は、例えば白金系元素を触媒金属として有し、排気ガス中の燃料を還元剤に用いてＮＯｘを還元するとともにＮＯｘを還元する反応においてアンモニアを生成する。第３選択還元型触媒３８は、第２選択還元型触媒３７において生成されたアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する。第２選択還元型触媒３７および第３選択還元型触媒３８は、第１選択還元型触媒よりも活性温度域が高い高温型の触媒である。

添加剤供給系４０は、添加剤である燃料が流れる供給通路４２と、排気通路２０における第１浄化部３１の上流に位置する第１添加弁５１と、排気通路２０における第１浄化部３１の下流、かつ、第２浄化部３２の上流に位置する第２添加弁５２とを備える。

供給通路４２は、燃料タンク４１に接続された共通通路４３と、分岐部４４にて共通通路４３から分岐した第１分岐通路４５および第２分岐通路４６とで構成されている。なお、燃料タンク４１は、インジェクター１３が噴射する燃料を貯留する燃料タンクであってもよいし、該燃料タンクとは別個に設けられる燃料タンクであってもよい。

共通通路４３には、エンジンを動力源とするポンプ４７が配設されている。ポンプ４７は、余剰な燃料を還流するリリーフ機構を内蔵し、燃料タンク４１内の燃料を分岐部４４に向けて所定圧力で圧送する。分岐部４４に向けて圧送された燃料は、分岐部４４と第１添加弁５１とを接続する第１分岐通路４５を通じて第１添加弁５１に圧送され、分岐部４４と第２添加弁５２とを接続する第２分岐通路４６を通じて第２添加弁５２に圧送される。すなわち、共通通路は、複数の添加弁に対して圧送される添加剤が流れる通路である。

また、共通通路４３には、ポンプ４７の下流であって、かつ、分岐部４４の上流に、共通通路４３を開閉する電子制御式の遮断弁４８が配設されている。遮断弁４８が開状態にあるときにポンプ４７から分岐部４４への燃料の流通が許可され、遮断弁４８が閉状態にあるときにポンプ４７から分岐部４４への燃料の流通が遮断される。

第１添加弁５１は、弁機構を内蔵した電子制御式の噴射弁であって、弁機構が開状態にあるときに排気通路２０に燃料を噴射する。第１分岐通路４５には、第１添加弁５１に流入する燃料の圧力、すなわち添加剤圧力である第１圧力Ｐ１を検出する第１圧力センサー５３が配設されている。第１圧力センサー５３は、第１圧力Ｐ１を示す信号をＥＣＵ７０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に出力する。第１分岐通路４５および第１添加弁５１は第１供給系統５４を構成する。

第２添加弁５２は、弁機構を内蔵した電子制御式の噴射弁であって、弁機構が開状態にあるときに排気通路２０に燃料を噴射する。第２分岐通路４６には、第２添加弁５２に流入する燃料の圧力、すなわち添加剤圧力である第２圧力Ｐ２を検出する第２圧力センサー５５が配設されている。第２圧力センサー５５は、第２圧力Ｐ２を示す信号をＥＣＵ７０に出力する。第２分岐通路４６および第２添加弁５２は第２供給系統５６を構成する。

図２に示すように、異常判定装置を構成するＥＣＵ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピューターを中心に構成される。ＲＯＭは、異常を判定する異常判定部を構成するプログラムを含む各種制御プログラムおよび各触媒の活性温度域等の各種データを格納している。ＲＡＭは、各種演算における演算結果や各種データを一時的に格納する。ＥＣＵ７０は、各種センサー等からの信号に基づく各種情報とＲＯＭに格納された各種制御プログラムや各種データとに基づき、添加剤供給系４０による燃料の添加を制御するとともに添加剤供給系４０における異常の有無を判定する。

ＥＣＵ７０には、上述した第１圧力センサー５３および第２圧力センサー５５の他、外気温Ｔａを検出する外気温センサー５８から外気温Ｔａを示す信号が入力される。また、ＥＣＵ７０には、各種センサーで構成されるセンサー群５９から各添加弁における燃料の供給量に関する情報、例えば各触媒の温度に関する情報や各浄化部３１，３２に流入するＮＯｘ量に関する情報が入力される。

ＥＣＵ７０の異常判定部７１は、供給系統ごとに異常の有無を判定する個別判定処理を繰り返し行う。異常判定部７１は、第１供給系統５４の個別判定処理において、第１圧力センサー５３から入力される第１圧力Ｐ１に基づいて第１供給系統５４における異常の有無を判定する。また、異常判定部７１は、第２供給系統５６の個別判定処理において、第２圧力センサー５５から入力される第２圧力Ｐ２に基づいて第２供給系統５６における異常の有無を判定する。そして、異常判定部７１は、第１および第２供給系統５４，５６の個別判定処理の結果に基づいて、添加剤供給系４０における異常の有無を判定する。

添加剤供給系４０に異常がある場合、異常判定部７１は、その発生箇所および発生現象である異常の種別を判別してその種別を示すコードをメモリ７２に出力する。メモリ７２は、異常判定部７１が保持するメモリであって、異常判定部７１が出力したコードを格納する。また異常判定部７１は、エンジン１０のチェックランプ８０を点灯してエンジンシステムに異常が生じていることをドライバーに通知する。

ＥＣＵ７０のカウンター部７３は、第１分岐通路４５に対応する第１カウンター７４と第２分岐通路４６に対応する第２カウンター７５で構成されている。各カウンターは、個別判定処理において、分岐通路で燃料が凍結していると仮判定された連続回数をカウントし、そのカウント値を保存する。各カウンターのカウント値は、個別判定処理の開始時にリセットされる。

ＥＣＵ７０のフラグ管理部７６は、第１添加弁５１に対する作動の許否を示す値が設定される第１フラグＦ１と、第２添加弁５２に対する作動の許否を示す値が設定される第２フラグＦ２とで構成されている。各フラグは、添加弁の作動の許可を示す値を１で示し、添加弁の作動の禁止を示す値を０で示す。

ＥＣＵ７０の弁制御部７９は、センサー群５９の各種センサーから入力された信号およびフラグ管理部７６の各フラグの値に基づいて、第１および第２添加弁５１，５２の開閉を制御する。第１および第２添加弁５１，５２は、弁制御部７９から開弁信号が入力されている間だけ開状態に制御される。また、弁制御部７９は、第１および第２供給系統５４，５６の双方に異常がある場合、遮断弁４８を閉状態に制御してポンプ４７から分岐部４４への燃料の流通を遮断する。

図３を参照して異常判定部７１が各供給系統に対して実行する個別判定処理について説明する。ここでは、第１および第２供給系統５４，５６のうち、第１供給系統５４に対する個別判定処理を例に説明する。異常判定部７１は、ポンプ４７が始動すると各供給系統について最初の個別判定処理を開始し、以後、個別判定処理を繰り返し実行する。また、弁制御部７９は、ポンプ４７が始動すると遮断弁４８を閉状態から開状態へと制御する。

図３に示すように、異常判定部７１は、第１圧力センサー５３からの信号に基づいて第１圧力Ｐ１を取得し、その取得した第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。目標圧力Ｐｔは、予め設定される値であって、第１添加弁５１から正常に燃料を添加するうえで必要な圧力である。

第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ以上である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、異常判定部７１は、第１分岐通路４５が正常であると判断し、第１フラグＦ１の値を１に設定する（ステップＳ１２）。第１フラグＦ１の値が１である場合、弁制御部７９は、第１浄化部３１に流入するＮＯｘ量である第１ＮＯｘ量を演算し、第１ＮＯｘ量に応じた量の燃料が第１添加弁５１から供給されるように第１添加弁５１の開閉を制御する。

続いて異常判定部７１は、弁制御部７９が第１添加弁５１に対して開弁信号を出力した後の第１圧力Ｐ１を監視し、第１圧力Ｐ１の変動が検知されるか否かを判断する（ステップＳ１３）。第１圧力Ｐ１の変動が検知された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、異常判定部７１は、第１添加弁５１が正常に作動したものとして、第１供給系統５４が正常状態にあると判定し（ステップＳ１４）、個別判定処理を一旦終了する。

一方、第１圧力Ｐ１の変動が検知されなかった場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、異常判定部７１は、第１添加弁５１が正常に作動しなかったものとして、第１添加弁５１に詰まり等の異常が生じている弁異常状態と判定する（ステップＳ１５）。そして異常判定部７１は、第１フラグＦ１の値を０に設定して（ステップＳ１６）、個別判定処理を一旦終了する。なお、第１フラグＦ１の値が０である場合、弁制御部７９は、第１添加弁５１を閉状態に制御し続ける。

また、ステップＳ１１において第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ未満である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、異常判定部７１は、外気温センサー５８からの信号に基づいて外気温Ｔａを取得し、その取得した外気温Ｔａが燃料の凍結温度Ｔｆｒよりも高いか否かを判断する（ステップＳ１７）。

外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒよりも高いとき（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、異常判定部７１は、第１圧力Ｐ１の圧力不足が第１分岐通路４５の詰まりに起因するものとして配管異常状態と判定する（ステップＳ１８）。そして異常判定部７１は、第１フラグＦ１の値を０に設定し（ステップＳ１９）、個別判定処理を一旦終了する。

一方、外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下であるとき（ステップＳ１７：ＮＯ）、異常判定部７１は、第１圧力Ｐ１の圧力不足が第１分岐通路４５での燃料の凍結に起因する仮凍結状態と判定し（ステップＳ２０）、第１フラグＦ１の値を０に設定する（ステップＳ２１）。次に異常判定部７１は、第１カウンター７４のカウント値Ｃ１をインクリメントし（ステップＳ２２）、カウント値Ｃ１が閾値Ｃｔｈに到達したか否かを判断する（ステップＳ２３）。閾値Ｃｔｈは、予め行った実験等に基づいて設定される値であって、カウント値Ｃ１が閾値Ｃｔｈに到達するまでの間に、例えばエンジン１０からの放射熱によって第１分岐通路４５内の燃料が融解する可能性の高い時間を示す値である。

第１カウンター７４のカウント値Ｃ１が閾値Ｃｔｈ未満である場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、異常判定部７１は、再びステップＳ１１の処理に移行する。一方、第１カウンター７４のカウント値Ｃ１が閾値Ｃｔｈに到達した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、異常判定部７１は、第１分岐通路４５が凍結状態にあると判定し（ステップＳ２４）、個別判定処理を一旦終了する。

このように異常判定部７１は、第１供給系統５４の状態を正常状態、弁異常状態、配管異常状態、および、凍結状態のいずれか１つに特定する。そして異常判定部７１は、第１および第２供給系統５４，５６の個別判定処理の結果に基づいて添加剤供給系４０の異常の有無を判定するとともに異常が生じている場合にはその異常の状態を判別する。

図４を参照して個別判定処理の結果と添加剤供給系に対する判定結果との関係について説明する。図４に示すように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果が「正常状態」である場合（パターン２−１）、異常判定部７１は、添加剤供給系４０が「正常」であると判定する。

パターン２−２のように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果がともに「配管異常状態」である状態は、すべての分岐通路が凍結状態でないにも拘らず、すべての添加弁に対して目標圧力Ｐｔ以上の圧力の燃料が供給されていない状態である。そのため、異常判定部７１は、添加剤である燃料が供給通路４２から漏れている可能性があるものとして「添加剤漏れ」と判定する。

パターン２−３のように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果がともに「凍結状態」である場合、供給通路４２全体において燃料が凍結している可能性が高い。そのため、異常判定部７１は、添加剤供給系４０の供給通路４２全体が凍結状態にある「全体凍結」と判定する。

パターン２−４のように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果がともに「弁異常状態」である場合、異常判定部７１は、第１添加弁５１および第２添加弁５２の双方が異常である「弁詰まり」と判定する。

パターン２−５，６，７のように、第１供給系統５４についての個別判定処理の結果が正常状態であり、かつ、第２供給系統５６についての個別判定処理の結果が異常状態である場合、異常判定部７１は、第２供給系統５６に生じている異常を判定結果として得る。例えば、パターン２−５のように、第２供給系統５６が「弁異常状態」である場合、異常判定部７１は、第２添加弁５２のみでの詰まりを示す「第２弁詰まり」と判定する。また、パターン２−６のように、第２供給系統５６が「配管異常状態」である場合、異常判定部７１は、第２分岐通路４６のみでの詰まりを示す「第２配管詰まり」と判定する。また、パターン２−７のように第２供給系統５６が「凍結状態」である場合、異常判定部７１は、第２分岐通路４６のみでの燃料の凍結を示す「第２配管凍結」と判定する。

パターン２−８のように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果が異常状態であるものの、その異常の種別が異なる場合、異常判定部７１は、各供給系統における異常が添加剤供給系４０に生じていると判定する。

なお、パターン２−２，３，４，８のように、第１および第２供給系統５４，５６の双方についての個別判定処理の結果が異常状態である場合、弁制御部７９は、遮断弁４８を閉状態に制御してポンプ４７から分岐部４４への燃料の流通を禁止する。こうした構成によれば、パターン２−２の場合は燃料のさらなる漏洩が抑えられる。また、他のパターンの場合は、ポンプ４７の駆動に必要な動力が抑えられることでエンジン１０の出力を有効に利用することができる。また、パターン２−５，６，７のように、第１供給系統５４が正常状態にあり、かつ、第２供給系統５６が異常状態である場合、弁制御部７９は、第１供給系統５４の第１添加弁５１を制御して第１浄化部３１のみに燃料を供給する。

このようにＥＣＵ７０の異常判定部７１は、ポンプ４７が始動すると、第１および第２供給系統５４，５６の各々に対して個別判定処理を繰り返し実行する。異常判定部７１は、第１および第２供給系統５４，５６の個別判定処理の結果が得られるたびに上述した判定結果を得る。そして異常判定部７１は、判定結果が異常を含む場合、チェックランプ８０を点灯させるとともにその異常の種別を示すコードをメモリ７２の所定領域に格納する。こうしたコードは、作業者が異常箇所を特定する際の手掛かりとして利用される。

上記実施形態の添加剤供給系の異常判定装置によれば以下に列挙する効果が得られる。
（１）図３および図４に示すように、異常判定部７１は、第１および第２供給系統５４，５６の各々について個別判定処理を行い、それらの個別判定処理の結果に基づいて添加剤供給系４０における異常の有無を判定する。こうした構成によれば、添加剤供給系４０に生じた異常の種別を判別することができる。

（２）外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒよりも高いとき、添加剤である燃料は凍結している可能性が低い。そのため、外気温センサー５８から外気温Ｔａを取得することにより、異常判定部７１は、例えば第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ未満である原因が第１分岐通路４５の「詰まり」であるか「凍結」であるかを判別することができる。

（３）第１および第２供給系統５４，５６の各々についての個別判定処理の結果がともに配管異常状態である場合としては、第１および第２分岐通路４５，４６の双方において「詰まり」が生じている状態と供給通路４２に「添加剤漏れ」が生じている状態とが想定される。上記実施形態においては「添加剤漏れ」が判定結果に設定されている。こうした構成によれば、メンテナンス時、作業者は、まず供給通路４２から燃料が漏れているか否かを確認することにより、添加剤供給系４０に生じた異常が第１および第２分岐通路４５，４６の「詰まり」であるか「添加剤漏れ」であるかを判別することができる。その結果、添加剤供給系４０に生じた異常に対し、早期に、かつ、適切に対処することができる。

（４）第１分岐通路４５内で燃料が凍結していたとしてもエンジン１０からの放射熱等によって融解する場合がある。異常判定部７１は、第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ未満であり、かつ、外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下である仮凍結状態のカウント値Ｃ１が閾値Ｃｔｈに到達することを条件として、第１分岐通路４５を凍結状態と判定する。すなわち、異常判定部７１は、凍結している燃料が融解する時間を考慮したうえで第１分岐通路４５を凍結状態と判定することができる。

また、第１圧力Ｐ１が目標圧力Ｐｔ未満であり、かつ、外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下であることのみを以て第１分岐通路４５が凍結状態であると判定されるとなれば、添加剤供給系４０について過度なメンテナンスをドライバーに強いることとなる。この点、上記構成によれば、添加剤供給系４０に対する過度なメンテナンスを抑えることもできる。

（５）異常判定部７１は、第１分岐通路４５が正常であるとき、第１添加弁５１に対する開弁信号の出力後における第１圧力Ｐ１の変動に基づいて第１添加弁５１の異常の有無を判定する。すなわち、異常判定部７１は、分岐通路が正常である供給系統について添加弁の異常の有無を判定することができる。

（６）第１および第２供給系統５４，５６の双方が異常状態であると判定された場合、弁制御部７９は、遮断弁４８を閉状態に制御する。これにより、「添加剤漏れ」が生じている場合にはさらなる燃料の漏れが抑えられる。また、ポンプ４７の駆動に必要な動力が抑えられることでエンジン１０の出力を有効に利用することができる。

（７）第１および第２供給系統５４，５６の一方が正常状態であると判定された場合、弁制御部７９は、正常状態にある供給系統から排気ガスに燃料を添加する。これにより、異常状態にある供給系統の使用を控えつつ、排気ガスを浄化することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・異常判定部７１は、各供給系統の個別判定処理において、分岐通路の異常の有無のみを判定してもよい。こうした構成であっても、供給通路４２の異常の種別を判別できる。

・異常判定部７１は、各供給系統の個別判定処理において、添加剤圧力が目標圧力Ｐｔ未満であり、かつ、外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下であることのみを以て、分岐通路が凍結状態にあると判定してもよい。

・閾値Ｃｔｈは供給系統ごとに異なる値に設定されてもよい。こうした構成によれば、例えばエンジン１０等の熱源からの距離が遠い供給系統ほど高い閾値Ｃｔｈを設定することにより、各供給系統の設置環境に応じて分岐通路の凍結状態を判定することができる。

・異常判定部７１は、外気温Ｔａを考慮せずに、添加剤圧力のみで分岐通路の異常の有無を判定してもよい。こうした構成によれば、分岐通路における異常の有無を判定する構成を簡素化することができる。

・弁制御部７９は、添加剤圧力の一部のみが目標圧力Ｐｔ未満である場合に遮断弁４８を制御して共通通路４３を遮断してもよい。
・添加剤供給系４０は、２つの供給系統、第１および第２供給系統５４，５６を有している。これに限らず、添加剤供給系４０は、３以上の供給系統を有していてもよい。

例えば図５に示すように、添加剤供給系４０は、第１および第２供給系統５４，５６に加えて第３供給系統８１を有していてもよい。こうした場合、分岐部４４は第１分岐部として機能し、共通通路４３は、燃料タンク４１から分岐部４４を通って第２分岐通路４６と第３分岐通路８２とが分岐する第２分岐部８３までの範囲である。第３分岐通路８２には、第３添加弁８４に流入する燃料の圧力を検出する第３圧力センサー８５が配設される。そして、個別判定処理の結果と判定結果との関係は図６のように示される。

・図１に示した第１分岐通路４５のように、分岐通路の少なくとも１つは、外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下であってもエンジン１０の放射熱を受けて分岐通路内の添加剤が確実に融解する位置に配設されていることが好ましい。こうした構成によれば、分岐通路の少なくとも１つについては、たとえ外気温Ｔａが凍結温度Ｔｆｒ以下であっても添加剤が凍結することを抑えることができる。

・ドライバーに対する添加剤供給系４０の異常の告知は、チェックランプ８０に限らず、音声等で行ってもよい。
・添加剤供給系４０が供給する添加剤は、排気通路２０に配設された触媒に応じ変更可能であり、燃料に限らず、例えば尿素水等であってもよい。また、添加剤供給系４０が適用されるエンジン１０もディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンや天然ガスエンジンであってもよい。

Ｆ１…第１フラグ、Ｆ２…第２フラグ、１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インジェクター、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２０Ａ…第１マフラー部、２０Ｂ…第２マフラー部、２２…タービン、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、３０…排気浄化システム、３１…第１浄化部、３２…第２浄化部、３３…ＤＯＣ、３４…触媒化ＤＰＦ、３７…第２選択還元型触媒、３８…第３選択還元型触媒、４０…添加剤供給系、４１…燃料タンク、４２…供給通路、４３…共通通路、４４…分岐部、４５…第１分岐通路、４６…第２分岐通路、４７…ポンプ、４８…遮断弁、５１…第１添加弁、５２…第２添加弁、５３…第１圧力センサー、５４…第１供給系統、５５…第２圧力センサー、５６…第２供給系統、５８…外気温センサー、５９…センサー群、７０…ＥＣＵ、７１…異常判定部、７２…メモリ、７３…カウンター部、７４…第１カウンター、７５…第２カウンター、７６…フラグ管理部、７９…弁制御部、８０…チェックランプ、８１…第３供給系統、８２…第３分岐通路、８３…第２分岐部、８４…第３添加弁、８５…第３圧力センサー。

Claims (5)

1. 排気ガスに添加剤を供給する複数の添加弁と前記複数の添加弁に対して前記添加剤を圧送する共通のポンプとを備える添加剤供給系の異常判定装置であって、
   前記添加剤供給系は、前記ポンプが配設される共通通路と、前記ポンプの下流において前記共通通路から分岐するとともに前記添加弁が配設される複数の分岐通路とを有する供給通路を備え、
   前記異常判定装置は、前記複数の分岐通路の各々に配設されて前記分岐通路内の圧力を検出する圧力センサーと、外気温を検出する外気温センサーと、前記圧力センサーの検出値である添加剤圧力および前記外気温センサーの検出値に基づいて前記添加剤供給系における異常の有無を判定する異常判定部とを備え、
   前記異常判定部は、前記複数の分岐通路のすべてにおいて前記添加剤圧力が目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度よりも高いとき、前記供給通路から添加剤が漏れていると判定し、前記複数の分岐通路の一部において前記添加剤圧力が目標圧力未満であるときに当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路に異常が生じていると判定する
   添加剤供給系の異常判定装置。
2. 前記異常判定部は、前記複数の分岐通路の一部において前記添加剤圧力が前記目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度よりも高いとき、当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路が詰まっていると判定する
   請求項１に記載の添加剤供給系の異常判定装置。
3. 前記異常判定部は、前記添加剤圧力が前記目標圧力未満であり、かつ、前記外気温センサーの検出値が前記添加剤の凍結温度以下であるとき、当該添加剤圧力に対応する前記分岐通路に対して前記添加剤が凍結していると仮判定し、前記仮判定の連続判定回数が閾値に到達したときに当該分岐通路において前記添加剤が凍結していると判定する
   請求項１または２に記載の添加剤供給系の異常判定装置。
4. 前記異常判定部は、前記添加剤圧力が前記目標圧力以上である前記分岐通路について、
   前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動したときに当該
   添加弁が正常にあると判定し、前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動しなかったときに当該添加弁が異常にあると判定する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の添加剤供給系の異常判定装置。
5. 排気ガスに添加剤を供給する複数の添加弁と前記複数の添加弁に対して前記添加剤を圧送する共通のポンプとを備える添加剤供給系の異常判定装置であって、
   前記添加剤供給系は、前記ポンプが配設される共通通路と、前記ポンプの下流において前記共通通路から分岐するとともに前記添加弁が配設される複数の分岐通路とを有する供給通路を備え、
   前記異常判定装置は、前記複数の分岐通路の各々に配設されて前記分岐通路内の圧力を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーの検出値である添加剤圧力に基づいて前記添加剤供給系における異常の有無を判定する異常判定部とを備え、
   前記異常判定部は、前記添加剤圧力が前記目標圧力以上である前記分岐通路について、前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動したときに当該添加弁が正常にあると判定し、前記添加弁による前記添加剤の供給にともなって前記添加剤圧力が変動しなかったときに当該添加弁が異常にあると判定する
   添加剤供給系の異常判定装置。