JP7383445B2 - 排気浄化装置及び該排気浄化装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化装置及び該排気浄化装置の制御方法に関する。

従来、車両用の排気浄化装置として、例えば、車両用のディーゼルエンジン等の内燃機関の排気通路内に配置されてアンモニア（ＮＨ３）を吸着して窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するＳＣＲ触媒と、ＮＨ３を供給するために還元剤（例えば、尿素水溶液（尿素水））をＳＣＲ触媒の上流側の排気通路内に添加する還元剤添加弁と、還元剤を貯蔵タンクから還元剤添加弁に供給する還元剤供給装置等を備える尿素ＳＣＲシステムがある。このような尿素ＳＣＲシステムでは、例えば、内燃機関の冷却水を該内燃機関の駆動力により駆動されるポンプまたは電力により駆動される電動ポンプにより循環させて還元剤添加弁を冷却する冷却装置が付設されており、高温の排気ガスに曝される還元剤添加弁の温度及び当該還元剤添加弁内の還元剤の温度の上昇を抑制する構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－８０３９７号公報

特許文献１に記載の排気浄化装置では、内燃機関の停止に伴って該内燃機関の駆動力により駆動されるポンプの駆動が停止されるが、該内燃機関の停止後には、電動ポンプを駆動させることにより内燃機関の冷却水を循環させて還元剤添加弁を冷却する。しかし、電動ポンプが作動可能な状態でない場合、例えば、電動ポンプの配線に短絡や断線が生じた場合や電動ポンプに故障が生じている場合等でも、内燃機関の停止後であって該電動ポンプが作動されるときまで、当該電動ポンプが作動可能な状態でないことが検出されず、内燃機関の停止後において還元剤添加弁を冷却するときに電動ポンプが作動せず、還元剤添加弁が冷却されない虞がある。

本発明は、上述の課題を背景としてなされたものであり、内燃機関の冷却水循環系に設けられ、還元剤添加弁を冷却するために電力により駆動される補助ポンプが作動可能な状態か否かを判定することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明に係る排気浄化装置は、内燃機関（１）の排気ガスを浄化する排気浄化触媒（１２）と、該排気浄化触媒（１２）の上流側に還元剤を添加する還元剤添加弁（１１）と、前記内燃機関（１）の冷却媒体を循環させて前記還元剤添加弁（１１）を冷却する冷却装置（３０）と、を備える排気浄化装置（１０）であって、前記排気浄化装置（１０）を制御する制御装置（４０）と、前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が運転されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる主ポンプ（３３）と、前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が停止されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力によらず電力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる補助ポンプ（３４）と、を備え、前記制御装置（４０）は、前記内燃機関（１）が始動されるときに、当該内燃機関（１）が始動される旨を特定可能な始動関連情報を取得する取得部（４１）と、前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断の制御を実行する実行部（４２）と、を備え、前記実行部（４２）は、前記取得部（４１）により前記始動関連情報が取得された場合に、前記補助ポンプ（３４）を少なくとも所定期間にわたり駆動させるテスト駆動の制御を実行しつつ、前記作動診断の制御を実行する構成である。

このような構成によれば、排気浄化装置（１０）の制御装置（４０）は、取得部（４１）により始動関連情報が取得された場合、すなわち内燃機関が始動される場合に、実行部（４２）により補助ポンプ（３４）のテスト駆動の制御を実行させつつ当該補助ポンプ（３４）の作動診断の制御を実行させるので、内燃機関（１）が停止されて主ポンプ（３３）の駆動が停止された以降において冷却媒体を循環させるために補助ポンプ（３４）を作動させる以前に、当該補助ポンプ（３４）が作動可能な状態か否かを診断することができる。

本発明に係る排気浄化装置の制御方法は、内燃機関（１）の排気ガスを浄化する排気浄化触媒（１２）と、該排気浄化触媒（１２）の上流側に還元剤を添加する還元剤添加弁（１１）と、前記内燃機関（１）の冷却媒体を循環させて前記還元剤添加弁（１１）を冷却する冷却装置（３０）と、を備える排気浄化装置（１０）であって、前記排気浄化装置（１０）を制御する制御装置（４０）と、前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が運転されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる主ポンプ（３３）と、前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が停止されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力によらず電力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる補助ポンプ（３４）と、を備える排気浄化装置（１０）の制御方法であって、前記内燃機関（１）が始動されるときに、当該内燃機関（１）が始動される旨を特定可能な始動関連情報を取得する取得ステップと、前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断の制御を実行する実行ステップと、を備え前記制御装置（４０）は、前記実行ステップにおいて、前記取得ステップにより前記始動関連情報が取得された場合に、前記補助ポンプ（３４）を少なくとも所定期間にわたりテスト駆動させる制御を実行しつつ、前記作動診断の制御を実行する構成である。

このような構成によれば、排気浄化装置（１０）の制御方法では、取得ステップにおい始動関連情報が取得された場合、すなわち内燃機関（１）が始動される場合に、実行ステップにおいて補助ポンプ（３４）のテスト駆動の制御を実行しつつ当該補助ポンプ（３４）の作動診断の制御を実行するので、内燃機関（１）が停止されて主ポンプ（３３）の駆動が停止された以降において冷却媒体を循環させるために補助ポンプ（３４）を作動させる以前に、当該補助ポンプ（３４）が作動可能な状態か否かを診断することができる。

尚、本発明は、本発明の請求項に記載された発明特定事項のみを有するものであって良いし、本発明の請求項に記載された発明特定事項とともに該発明特定事項以外の構成を有するものであっても良い。

実施形態に係る排気浄化装置について説明するための図である。 補助ポンプの作動診断について説明するための図である。 排気浄化装置の制御方法について説明するためのフロー図である。

以下、本発明に係る排気浄化装置及び排気浄化装置の制御方法の実施形態の例について図面を用いて説明する。尚、以下で説明する実施形態の構成、動作等は、一例であり、本発明は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、以下では、同一の又は類似する説明を、適宜簡略化又は省略している。また、各図において、同一の又は類似する部材又は部分については、符号を付することを省略しているか、又は同一の符号を付している。また、細かい構造については、図示を適宜簡略化又は省略している。

本実施形態に係る排気浄化装置は、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等）の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する尿素ＳＣＲシステムとして適用することができる。本実施形態では、内燃機関として車両用のディーゼルエンジンを例に説明するが、本発明が特にこれに限定されるものではなく、例えば、建設機械や発電機等に用いられる内燃機関の排気浄化装置として適用することができる。

＜実施形態＞
［内燃機関の排気系について］
本実施形態に係る内燃機関１の排気系について、図１に基づいて説明する。本実施形態に係る内燃機関１は、車両に搭載されるディーゼルエンジンである。

図１に示すように、内燃機関１の排気系には、排気管２が接続されており、当該排気管２内には、内燃機関１でのポスト噴射等によって当該排気管２内に供給された未燃燃料を酸化反応させて酸化熱を発生させる酸化触媒３が設けられている。酸化触媒３は、公知のもの、例えば、アルミナに白金を担持させたものに所定量のセリウム等の希土類元素を添加したもの等を用いることができる。

酸化触媒３の下流側には、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ４（以下、ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒと呼ぶ場合がある）が設けられている。ＤＰＦ４に流入する排気ガスは、当該ＤＰＦ４の上流側において酸化触媒により発生される酸化熱により昇温されて、ＤＰＦ４を加熱することができるようになっている。ＤＰＦ４は、公知のもの、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタ等を用いることができる。

ＤＰＦ４の下流側には、排気管２内に還元剤を添加する還元剤添加弁１１、アンモニア（ＮＨ３）を吸着して排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に浄化する排気浄化触媒１２（以下、ＳＣＲ触媒：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔと呼ぶ場合がある。）が設けられている。ＳＣＲ触媒１２よりも上流側にＤＰＦ４が設けられていることにより、ＳＣＲ触媒１２にＰＭが付着するおそれがないようになっている。ＳＣＲ触媒１２は、例えば、ＮＨ３の吸着機能を有し、かつ、ＮＯＸを選択的に還元可能なゼオライト系の還元触媒を用いることができる。

また、排気管２内には、ＤＰＦ４と還元剤添加弁１１との間の排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ１３、還元剤添加弁１１とＳＣＲ触媒１２との間の排気ガスの温度を検出する温度センサ１４、ＳＣＲ触媒１２の下流側の排気ガスの温度を検出する温度センサ１５、ＳＣＲ触媒１２の下流側の排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ１６が、それぞれ排気管２内の所定位置に配置されている。

内燃機関１の制御装置５（以下、ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔと呼ぶ場合がある。）は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサユニット等で構成される。ＥＣＵ５は、ＤＰＦ４に堆積したＰＭを強制的に燃焼させてＤＰＦ４を再生するＤＰＦ再生処理の制御を行うことが可能である。ＤＰＦ再生処理として、例えば、該内燃機関１の燃料噴射弁（図示略）から排気管２内に未燃燃料を供給するポスト噴射制御等を行う。ポスト噴射制御が行われることにより、酸化触媒３に未燃燃料が供給され、当該未燃燃料の酸化反応により酸化熱が発生されて排気ガスが昇温される。そして、昇温された排気ガスによりＤＰＦ４が５００℃～６００℃程度に昇温され、ＤＰＦ４に堆積しているＰＭが燃焼されるようになっている。

酸化触媒３では、ポスト噴射制御により未燃燃料が供給された後、供給されたすべての未燃燃料が酸化反応し終えるまで酸化熱が発生し続けるので、ポスト噴射制御により供給される未燃燃料量に応じた期間にわたり排気ガスが昇温され続けることとなる。また、未燃燃料の酸化反応が終了した後も、酸化触媒３から排気ガスへの放熱等により当該酸化触媒３が所定温度に低下するまでの期間にわたり、排気ガスが昇温され続けることとなる。そして、酸化触媒３での酸化反応等により、ＰＭを燃焼させることが可能な所定温度以上に排気ガスが昇温されている期間中は、ＤＰＦ４において堆積しているＰＭが燃焼される際に発生する燃焼熱により、排気ガスが昇温され続けることとなる。これにより、ＤＰＦ４の下流側の還元剤添加弁１１は、ポスト噴射制御が行われてＤＰＦ４の再生処理が行われる場合には、該ポスト噴射制御により供給される未燃燃料量に応じた期間にわたり、ＤＰＦ再生処理が行われていない期間中よりも高温の排気ガスに曝されることがある。

尚、ＤＰＦ再生処理は、上術のポスト噴射制御の例に限られず、ＤＰＦ４に流入される排気ガスの温度を、ＤＰＦ４に堆積したＰＭを燃焼させることが可能な温度（例えば、５００℃～６００℃程度）に昇温させることができる構成であれば良い。例えば、ポスト噴射に拠らずに酸化触媒３に未燃燃料を供給する装置を利用してＤＰＦ再生処理を行う構成でも良い。また、バーナや電熱線等の加熱装置を用いて直接ＤＰＦ４を加熱することでＰＦ再生処理を行う構成でも良い。

［排気浄化装置について］
本実施形態に係る内燃機関１の排気浄化装置１０について、図１及び図２に基づいて説明する。排気浄化装置１０は、内燃機関１から排出される排気ガス中のＮＯｘを浄化する装置であり、前述のＳＣＲ触媒１２と還元剤を用いてＮＯｘを浄化する尿素ＳＣＲシステムとして構成される。

図１に示すように、排気浄化装置１０は、前述のＳＣＲ触媒１２、ＮＯｘ濃度センサ１３、１６、温度センサ１４、１５、還元剤添加弁１１を備える還元剤供給装置２０、内燃機関１の冷却媒体（冷媒）を循環させて還元剤添加弁１１を冷却する冷却装置３０、排気浄化装置１０を制御する制御装置４０（以下、ＤＣＵ：Ｄｏｓｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔと呼ぶ場合がある。）、警告灯及びスピーカ（図示略）を備え所定の報知を行う報知装置５０等により構成される。

還元剤供給装置２０は、ＳＣＲ触媒１２の上流側の排気管２内に還元剤を添加する還元剤添加弁１１と、還元剤としての尿素水溶液（尿素水）を貯蔵する貯蔵タンク２１と、該貯蔵タンク２１内の還元剤を還元剤添加弁１１に供給するための還元剤通路２２（２２ａ～２２ｃ）と、該還元剤通路２２に設けられ還元剤を圧送する圧送ポンプ２３、還元剤通路２２内の還元剤流路を切り換える機能を持つリバーティングバルブ２４等を備える。

還元剤通路２２は、貯蔵タンク２１と圧送ポンプ２３とを接続する第１還元剤通路２２ａと、圧送ポンプ２３と還元剤添加弁１１とを接続する第２還元剤通路２２ｂ、第２還元剤通路２２ｂと貯蔵タンク２１とを接続する第３還元剤通路２２ｃを含む。また、第１還元剤通路２２ａには、還元剤流路を、貯蔵タンク２１から還元剤添加弁１１へ向かう順方向と、還元剤添加弁１１から貯蔵タンク２１へ向かう逆方向とに相互に切り換える機能を持ったリバーティングバルブ２４が設けられ、第２還元剤通路２２ｂには、該第２還元剤通路２２ｂ内の圧力を検出する圧力センサ２５が設けられ、第３還元剤通路２２ｃには、オリフィス２６が設けられている。

還元剤添加弁１１は、ＤＣＵ４０から出力される制御信号によって開状態（ＯＮ状態）または閉状態（ＯＦＦ状態）に制御されるＯＮ‐ＯＦＦ弁であり、開状態に制御されているときに、還元剤を排気管２内に噴射して添加する一方、閉状態に制御されているときに、還元剤を排気管２内に添加しないようになっている。当該還元剤添加弁１１は、ＤＣＵ４０により例えばＤＵＴＹ制御され、開状態とされる期間と閉状態とされる期間がそれぞれ所定の長さに制御されることにより、所定タイミングで所定量の還元剤を排気管２内に添加することができる。

還元剤添加弁１１を構成する電子部分や樹脂部分等は比較的熱に弱く、その耐熱温度Ｔｌｉｍは１４０℃～１５０℃程度である一方、内燃機関１の通常作動時における排気ガス温度は、２００℃～３００℃程度である。排気浄化装置１０は、内燃機関１の冷却媒体を循環させて還元剤添加弁１１を冷却する冷却装置３０を備える。

冷却装置３０は、内燃機関１の冷媒を利用して還元剤添加弁１１を冷却する装置である。図１に示すように、冷却装置３０は、ウォータージャケット３１、冷媒通路３２（３２ａ～３２ｄ）、主ポンプ３３、補助ポンプ３４、流量制御弁３５等を備える。

ウォータージャケット３１は、還元剤添加弁１１において還元剤を添加するノズル部分を覆う形状に成形されており、当該ウォータージャケット３１の内部に還元剤添加弁１１を挿入することができるようになっている。また、ウォータージャケット３１には、冷媒導入口３１ａと冷媒排出口３１ｂが設けられているとともに、当該冷媒導入口３１ａから冷媒排出口３１ｂに連通する冷媒通路（図示略）が形成されており、冷媒導入口３１ａに供給された冷媒が冷媒通路内を流れて、冷媒排出口３１ｂから排出される。ウォータージャケット３１の内部を冷媒が流れることで、当該ウォータージャケット３１に挿入された還元剤添加弁１１の電子部品（例えば、電磁ソレノイド等）や樹脂カバー、ノズル部分などの比較的熱に弱い部材が冷却される。

ウォータージャケット３１の冷媒導入口３１ａ及び冷媒排出口３１ｂはそれぞれ冷媒通路３２に接続されている。冷媒通路３２は、冷媒導入口３１ａと補助ポンプ３４とを接続する第１冷媒通路３２ａと、補助ポンプ３４と主ポンプ３３とを接続する第２冷媒通路３２ｂ、主ポンプ３３と冷媒排出口３１ｂとを接続する第３冷媒通路３２ｃと、第２冷媒通路３２ｂ及び第３冷媒通路３２ｃにそれぞれ設けられた分岐部を流量制御弁３５を介して接続する第４冷媒通路３２ｄとを含む。第２冷媒通路３２ｂ及び第３冷媒通路３２ｃのうち主ポンプ３３の周辺部分の冷媒通路は、内燃機関１の冷却装置（例えば、ファン、ラジエター、等）により冷却されることにより、冷媒通路３２内の冷媒が所定温度に冷却される。

主ポンプ３３は、内燃機関１の駆動力によって駆動されるポンプであり、内燃機関１が運転状態であるときに駆動され、内燃機関１の運転が停止されること伴って駆動が停止される。補助ポンプ３４は、内燃機関１が搭載されている車両に設けられたバッテリ（図示略）等にから供給される電力により駆動される電動ポンプであり、内燃機関１の運転状態に依存せず駆動可能である。補助ポンプ３４は、後述のＤＣＵ４０により作動状態と停止状態に適宜制御される。主ポンプ３３及び補助ポンプ３４の少なくとも一方が作動状態に制御されることにより、冷媒を内燃機関１側から第１冷媒通路３２ａ、第２冷媒通路３２ｂを介してウォータージャケット３１の冷媒導入口３１ａに供給し、ウォータージャケット３１の冷媒排出口３１ｂから排出される冷媒を第３冷媒通路３２ｃを介して内燃機関１側へ戻すように循環させることができる。

流量制御弁３５は、ＤＣＵ４０から出力される制御信号に基づいて開状態及び閉状態に制御される開閉弁である。流量制御弁３５が開状態であるときには、主ポンプ３３または補助ポンプ３４の少なくとも一方が駆動されることで、第４冷媒通路３２ｄに冷媒が流れる状態となる一方、流量制御弁３５が閉状態であるときには、第４冷媒通路３２ｄに冷媒が流れない状態となる。当該流量制御弁３５が開状態及び閉状態のいずれの状態であっても、主ポンプ３３または補助ポンプ３４が駆動されることで、冷媒通路３２内の還元剤は、第１～第３冷媒通路３２ａ～３２ｃを通り循環される。

尚、本実施形態に係る冷却装置３０は、冷媒通路が形成されたウォータージャケット３１を備え、冷媒通路を流れる冷媒により還元剤添加弁１１が冷却される構成であるが、例えば、ウォータージャケット３１が冷媒通路とともに放熱フィンを備え、冷媒通路を流れる冷媒による冷却効果及び放熱フィンからの放熱による冷却効果に還元剤添加弁１１が冷却される構成でも良い。還元剤添加弁１１が冷媒及び放熱フィンにより冷却される構成では、特に高温に曝されるノズル部分を効果的に冷却することができる。

ＤＣＵ４０は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサユニット等で構成され、図１に示すように、例えば、排気浄化装置１０の制御に関する情報等を取得する取得部４１と、排気浄化装置１０の制御等を実行する実行部４２と、実行部４２での各種制御において用いられる情報を記憶する記憶部４３とを備える。当該ＤＣＵ４０は、内燃機関１の運転を開始させるときに後述のスイッチ７が操作されたことに伴って通電が開始されて作動が開始され、当該内燃機関１の運転を停止させるときにスイッチ７が操作されたことに伴って作動が停止される。尚、ＤＣＵ４０の一部又は全ては、ファームウェア等の更新可能なもので構成されても良く、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等で構成されても良い。また、ＤＣＵ４０は、例えば、１つであっても良く、また、複数に分かれていても良い。また、本実施形態では、ＤＣＵ４０とＥＣＵ５は、それぞれ異なる制御装置により構成されるが、ＤＣＵ４０とＥＣＵ５とが同じ制御装置により構成されても良い。

ＤＣＵ４０には、例えば、前述の排気浄化装置１０が備える各種センサ（ＮＯｘ濃度センサ１３、１６、温度センサ１４、１５、圧力センサ２５等）、排気浄化装置１０が搭載される車両のＣＡＮ６（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、内燃機関１の運転を開始させるとき及び当該内燃機関１の運転を停止させるときに運転者等により操作されるスイッチ７（例えば、内燃機関１の運転を開始または運転を停止させるときに操作されるボタンスイッチ、所定キーが挿入されて回転操作されるいわゆるキースイッチ等）等が接続されており、取得部４１は、各種センサにより出力される情報、ＣＡＮ６上に存在する情報、スイッチ７の操作状況を示す情報等を取得すること、取得した情報を実行部４２、記憶部４３へ出力することができる。

ＣＡＮ６には、ＥＣＵ５等が接続されており、ＤＣＵ４０の取得部４１は、ＣＡＮ６を介してＥＣＵ５と通信することにより、内燃機関１の制御に関する情報等を取得することができる。内燃機関１の制御に関する情報には、例えば、燃料噴射量や噴射タイミングの情報、内燃機関１が備える各種センサ（例えば、内燃機関の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ、車両の車速を検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ等）により検出される情報等が含まれる。

また、ＤＣＵ４０には、例えば、前述の排気浄化装置１０が備える各種装置（還元剤添加弁１１、圧送ポンプ２３、リバーティングバルブ２４、補助ポンプ３４、流量制御弁３５等）等が接続されており、実行部４２は、各種装置の動作の制御、ＣＡＮ６上または記憶部４３への各種情報の出力を実行することができる。実行部４２は、各種装置の動作の制御として、例えば、還元剤添加弁１１を開閉制御する開閉制御、還元剤添加弁１１内及び還元剤通路２２内に還元剤を圧送するために圧送ポンプ２３を駆動させる圧送制御、冷媒通路３２内の冷媒を循環させるために補助ポンプ３４を駆動させる冷却制御等を行う。

図２に示すように、ＤＣＵ４０の内部には、ＦＥＴ４４（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられている。ＦＥＴ４４のゲートＧには、実行部４２での制御に基づいて出力され、補助ポンプ３４の駆動状態を制御するための制御信号が入力されるようになっており、制御信号の入力状況に応じてＦＥＴ４４のソースＳとドレインＤの間が通電状態または非通電状態に制御されるようになっている。ＦＥＴ４４のソースＳは、グランドＧｄに接続されて接地されている。ＦＥＴ４４のドレインＤは、所定電源（図示略）に接続されて、所定電圧値の参照電圧Ｖｒが印加される。また、ドレインＤは、ＤＣＵ４０の外部の装置が接続される端子４０ａに接続されている。

端子４０ａには、前述の補助ポンプ３４を駆動させるための電気配線（電源配線）の負極側が接続されている。当該補助ポンプ３４の電気配線（電源配線）の正極側は、ＤＣＵ４０の外部の装置が接続される端子４０ｂに接続されており、ＤＣＵ４０内部の回路を介して、排気浄化装置１０が搭載される車両のバッテリ（図示略）の正極側に接続されて、当該バッテリにより所定電圧値のバッテリ電圧Ｖｂａが印加される。

実行部４２は、ＦＥＴ４４のゲートＧに対して制御信号を出力して、ＦＥＴ４４のソースＳとドレインＤの間を通電状態に制御することにより、補助ポンプ３４を駆動状態に制御することができる一方、ＦＥＴ４４のソースＳとドレインＤの間を非通電状態に制御することで、補助ポンプ３４を停止状態に制御することができるようになっている。

尚、本実施形態では、ＤＣＵ４０の端子４０ａに補助ポンプ３４の電気配線が接続される構成であるが、補助ポンプ３４は、リーレーを介して端子４０ａに接続される構成でも良く、リーレー等を介さずに端子４０ａに直接接続される構成でも良い。

また、本実施形態では、ＤＣＵ４０は、内燃機関１の運転を開始させるとき及び当該内燃機関１の運転を停止させるときに運転者等により操作されるスイッチ７の出力状況に応じて始動、停止する構成、すなわち内燃機関１の始動停止のためのスイッチと共通のスイッチの出力状況に応じてＤＣＵ４０が始動停止される構成であるが、ＤＣＵ４０は、内燃機関１の始動停止のためのスイッチとは異なる所定のスイッチ類を備え、当該スイッチ類の出力状況に基づいてＤＣＵ４０への通電が開始されて作動が開始されたり、停止されたりする構成でも良い。

［ＤＣＵの動作について］
本実施形態に係るＤＣＵ４０が行う排気浄化装置１０の制御について説明する。ＤＣＵ４０は、スイッチ７が操作されたことに伴って作動が開始されると、まず、記憶部４３における所定の記憶領域を初期化して予め定められた初期値を設定する等の初期処理を実行する。そして、初期処理が完了した後に、排気浄化装置１０の制御（例えば、取得部４１より取得される各種情報等に基づいて所定量の還元剤を排気管２内に添加するために実行部４２が還元剤添加弁１１の開閉状態を制御する開閉制御、取得部４１より取得される各種情報等に基づいて還元剤添加弁１１内及び還元剤通路２２内に還元剤を圧送するために実行部４２が圧送ポンプ２３の駆動状態を制御する圧送制御、取得部４１より取得される各種情報等に基づいて還元剤添加弁１１及び還元剤通路２２の内部の還元剤を貯蔵タンク２１に回収するように実行部４２が圧送ポンプ２３の駆動状態及びリバーティングバルブ２４による還元剤流路の切り替え状態を制御する回収制御、取得部４１より取得される各種情報等に基づいて冷媒通路３２内を循環される冷媒の流量を調整するために実行部４２が流量制御弁３５の開閉状態を制御するオン－オフ制御、実行部４２が補助ポンプ３４を駆動制御して冷媒通路３２内の内燃機関１の冷媒を循環させる冷却補助制御等）を行うことが可能である。

開閉制御では、実行部４２は、取得部４１により取得される情報（例えば、ＮＯｘ濃度センサ１６により出力されるＮＯｘ濃度情報、内燃機関１の回転数Ｎｅ等）に基づいて、排気管２へ添加する還元剤の添加量を算出する。そして、算出された添加量に応じて還元剤添加弁１１を開閉させる制御を実行する。開閉制御では、算出された添加量の還元剤を添加させるために、例えば、還元剤の添加量に応じた所定の時間間隔で還元剤添加弁１１を開状態及び閉状態に制御するＤＵＴＹ制御が行われることにより、所定タイミングで所定量の還元剤が添加される。開閉制御が実行されることにより、所定タイミングで所定量の還元剤が還元剤添加弁１１から排気管２へ添加されて、ＮＨ３がＳＣＲ触媒１２へ供給される。

圧送制御では、実行部４２は、取得部４１により取得される情報（例えば、内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作された旨を示す情報、内燃機関１の回転数Ｎｅ等）に基づいて、内燃機関１が運転中にあるとことが特定される場合に、第２還元剤通路２２ｂ内の圧力を所定値に維持するように圧送ポンプ２３を駆動させる制御を実行する。圧送制御が実行されることにより、還元剤添加弁１１及び還元剤通路２２の内部に還元剤が充填されて、還元剤添加弁１１より還元剤を添加することが可能な状態とされる。

回収制御では、実行部４２は、取得部４１により取得される情報（例えば、内燃機関１の運転を終了させるスイッチが操作された旨を示す情報や内燃機関１の回転数Ｎｅ等）に基づいて、内燃機関１の運転が停止されることが特定される場合に、圧送ポンプ２３の駆動状態及びリバーティングバルブ２４による還元剤流路の切り替え状態を制御して還元剤添加弁１１及び還元剤通路２２の内部の還元剤を貯蔵タンク２１に回収させる制御を行う。回収制御が実行されることにより、還元剤添加弁１１及び還元剤通路２２の内部で還元剤が固化して流路が詰まってしまうこと等を防止できる。

オン－オフ制御では、実行部４２は、取得部４１により取得される情報（例えば、ＣＡＮ６を介して取得される外気温度等）に基づいて、貯蔵タンク２１内の還元剤が凍結する虞があるか否かを判定する。例えば、ＣＡＮ６を介して取得される外気温度を、予め定められた基準温度（例えば、還元剤の凝固点よりも所定値高い温度等）と比較し、貯蔵タンク２１内の還元剤が凍結する虞があると判断される場合に、流量制御弁３５に対して開状態に制御する制御信号を出力して、第４冷媒通路３２ｄに冷媒が流れる状態に制御する。これにより、貯蔵タンク２１内の還元剤を冷媒により加温することができ、当該貯蔵タンク２１内の還元剤が凍結したり、還元剤の凍結による体積膨張に起因して還元剤添加弁１１、貯蔵タンク２１、還元剤通路２２、主ポンプ３３、補助ポンプ３４等が損傷したりすることを防止する。また、オン－オフ制御では、実行部４２は、取得部４１により取得される情報（例えば、貯蔵タンク２１の温度、貯蔵タンク２１内の還元剤の温度等）に基づいて、貯蔵タンク２１内の還元剤が凍結している虞があるか否かを判定する。例えば、貯蔵タンク２１内の還元剤の温度を、予め定められた基準温度（例えば、還元剤の凝固点の温度等）と比較し、貯蔵タンク２１内の還元剤が凍結している虞があると判断される場合に、流量制御弁３５に対して開状態に制御する制御信号を出力して、第４冷媒通路３２ｄに冷媒が流れる状態に制御する。これにより、貯蔵タンク２１内の還元剤を冷媒により加温して解凍する。

尚、流量制御弁３５は、ＤＣＵ４０により開度が制御されることにより第４冷媒通路３２ｄに流れる冷媒の流量を調整することが可能な流量調整弁により構成されても良い。流量制御弁３５が流量調整弁である構成では、ＤＣＵ４０は、各種センサ等により取得される所定情報（例えば、内燃機関１の回転数Ｎｅ、温度センサ１４により出力される温度情報等）に応じて、流量調整弁の開度を制御する構成とすることにより、冷媒通路３２内に循環される冷媒の流量を適宜制御して、還元剤添加弁１１及び当該還元剤添加弁１１内の還元剤の温度を所定範囲（例えば、還元剤添加弁１１の温度が耐熱温度Ｔｌｉｍよりも低い７０℃～８０℃程度）に制御して、還元剤添加弁１１の温度が耐熱温度Ｔｌｉｍよりも高まることを防止できる。

冷却補助制御では、後述するように、実行部４２は、取得部４１により取得される情報に基づいて、主ポンプ３３の駆動が停止されることにより、還元剤添加弁１１の温度が耐熱温度Ｔｌｉｍよりも高まる可能性がある場合に、補助ポンプ３４を駆動させて内燃機関１の運転が停止される後も冷媒通路３２内の冷媒の循環を継続させる制御や、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態であるか否かを診断する制御を実行する。

［冷却補助処理について］
本実施形態に係るＤＣＵ４０が行う冷却補助制御について、図３に基づいて説明する。

ＤＣＵ４０は、取得部４１により取得される情報（例えば、スイッチ７が出力する情報）に基づいて、スイッチ７が操作されて内燃機関１の運転が開始されることが特定された以後、スイッチ７が操作されて内燃機関１の運転が停止されることが特定されるまでの期間（以下、単位期間と呼ぶ場合がある）中において、所定時間間隔（例えば、１０ｍ秒間隔等）で当該冷却補助制御を繰り返し行う。

図３に示すように、冷却補助制御では、まず、取得部４１は、補助ポンプ３４が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断が前回行われた際の診断結果を特定可能な診断情報を取得する（Ｓ０１）。診断情報は、後述するＳ０７のステップにおいて作動診断が行われることで記憶部４３に記憶されるようになっている。診断情報が記憶される記憶部４３の記憶領域は、ＤＣＵ４０が作動している期間（スイッチ７が操作されてＤＣＵ４０の作動が開始されたときから、スイッチ７が操作されてＤＣＵ４０の作動が停止されるときまでの期間）にわたり診断情報の内容を保持できるようになっている。当該診断情報が記憶される記憶部４３の記憶領域は、前述の初期処理によりＤＣＵ４０の作動が開始されたときに初期化されて、初期値として、補助ポンプ３４が作動可能な状態である旨を示す値が設定されるようになっている。尚、診断情報が記憶される記憶部４３の記憶領域は、ＤＣＵ４０が作動していない期間において診断情報の内容を保持可能な構成（例えば、いわゆるＲＯＭなどの不揮発性の記憶手段である構成等）でも良いし、ＤＣＵ４０の作動停止に伴って診断情報の内容が消失される構成（例えば、いわゆるＲＡＭなどの揮発性記憶手段である構成）でも良い。

取得部４１により診断情報が取得された後、実行部４２は、当該診断情報に基づいて、前回の作動診断において補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨が診断されたか否かを判定する（Ｓ０２）。そして、Ｓ０２のステップにおいて、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされていると判定された場合（Ｙ）には、冷却補助制御を終了させる。

一方、Ｓ０２のステップにおいて、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされていないと判定された場合（Ｎ）には、取得部４１は、ＥＣＵ５により内燃機関１の停止制御が行われるか否かを特定可能な停止関連情報（内燃機関１の運転を停止させるためにスイッチ７が操作されたことに伴い当該内燃機関１の運転を停止させる旨を特定可能な情報、内燃機関１の作動が一時的に停止される制御（例えば、いわゆるアイドリングストップ制御等）が行われる旨を特定可能な情報、内燃機関１の回転数Ｎｅ等）をＣＡＮ６上から取得し、実行部４２は、当該停止関連情報に基づいて、ＥＣＵ５により内燃機関１の作動を停止させる制御が行われるか否かを判定する（Ｓ０４）。

Ｓ０４のステップにおいて、内燃機関１の作動を停止させる制御が行われないと判定された場合（Ｎ）（例えば、内燃機関１を作動させる作動制御が継続される場合、内燃機関１の作動が停止された状態が継続される場合等）には、取得部４１は、ＥＣＵ５により内燃機関１の始動制御が行われるか否かを特定可能な始動関連情報（例えば、ＥＣＵ５により内燃機関１の始動制御が行われる旨を示すフラグ情報、内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作された旨を特定可能な情報等）をＣＡＮ６上から取得する（Ｓ０５）。

尚、Ｓ０５のステップにおいて、取得部４１により取得される始動関連情報は、内燃機関１の始動制御が行われるか否かを特定可能な情報であれば良く、内燃機関１の始動制御が行われるか否かを特定可能にＥＣＵ５が直接的に出力する情報でも良いし、始動制御が行われるか否かを間接的に特定可能な情報（例えば、内燃機関１が始動される際に制御されるセルモータ等の各種装置を作動させる制御が行われるか否かを示す情報、当該セルモータ等の各種装置の制御信号等）でも良い。

Ｓ０５のステップにおいて取得部４１により始動関連情報が取得された後、実行部４２は、当該始動関連情報に基づいてＥＣＵ５により内燃機関１の始動制御が行われるか否かを判定する（Ｓ０６）。Ｓ０６のステップにおいて内燃機関１の始動制御が行われると判定された場合（Ｙ）は、取得部４１は、スイッチ７の出力情報を取得し（Ｓ０７）、実行部４２は、当該出力情報等に基づいて内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作されたか否かを判定する（Ｓ０８）。そして、Ｓ０８のステップにおいて内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作されたことが特定される場合（Ｙ）には、内燃機関１の運転開始に伴い内燃機関１の始動制御が行われる旨、すなわち内燃機関１の運転が開始されてから当該運転が終了されるまでの単位期間において、最初に始動制御が行われるタイミングであると判定し、予め定められた所定期間（作動診断にて診断結果が取得されるために十分な期間であり、例えば、５秒間等）にわたり補助ポンプ３４を駆動させるテスト駆動制御を行う（Ｓ０９）。

テスト駆動制御では、実行部４２は、所定のタイマＡを初期化した後、当該タイマをカウントアップさせて所定時間を計測する制御を開始させるとともに、補助ポンプ３４を駆動させるための制御信号をＦＥＴ４４のゲートＧに対して出力する制御を開始させる。そして、実行部４２は、タイマに基づいて前述の所定期間（作動診断にて診断結果が取得されるために十分な期間）が経過したことが特定されるときまで、ＦＥＴ４４に対して制御信号を出力する制御を継続させ、当該所定期間が経過したことが特定されるときに、ＦＥＴ４４への制御信号の出力を停止させるように制御する。このように、テスト駆動制御では、単位期間中にて最初に内燃機関１の始動制御が行われる場合に、作動診断にて診断結果が取得されるために十分な所定期間にわたり、ＦＥＴ４４のゲートＧに対して出力することにより、当該所定期間にわたり補助ポンプ３４を駆動させる。

Ｓ０９のステップにおいてテスト駆動制御が開始された後、すなわち補助ポンプ３４が作動されている状態で、実行部４２は、作動診断を行う作動診断制御の制御を行う（Ｓ１０）。また、実行部４２は、Ｓ０６のステップにおいて内燃機関１の始動制御が行われないと判定された場合（Ｎ）、Ｓ０８のステップにおいて内燃機関１の始動制御が行われるが単位期間での最初の始動制御ではないと判定された場合（Ｎ）、すなわち補助ポンプ３４が作動されていない状態でも作動診断制御の制御を行う（Ｓ１０）。

作動診断制御では、まず、実行部４２は、取得部４１にＦＥＴ４４のドレインＤとソースＳとの間のＤＳ電圧Ｖｄｓを取得させる。そして、実行部４２は、補助ポンプ３４が駆動中であるか否かを、例えば、ＦＥＴ４４のゲートＧへの制御信号の出力状況に基づいて判定する。そして、補助ポンプ３４が駆動中でない場合（例えば、前述のテスト駆動制御により補助ポンプ３４が駆動される前の期間や、当該テスト駆動制御が終了した後の期間（例えば、排気浄化装置１０の通常の作動期間中）等）には、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値を予め定められた第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１及び第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２と比較する。

第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１は、端子４０ａに接続されている外部配線がグランドＧｄに短絡しているグランド短絡状態（以下、ＳＣＧ状態と呼ぶ場合がある。）であるときにおけるＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間での電圧降下値よりも若干高い値（例えば、２Ｖ等）に設定されている。第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２は、前述の第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１よりも高い値であり、かつ、端子４０ａに電気負荷が接続されていないオープンロード状態（例えば、電気負荷となる補助ポンプ３４の電気配線が端子４０ａに接続されていない状態、端子４０ａ及び補助ポンプ３４の間の電気配線が断線している状態等、以下、ＯＬ状態と呼ぶ場合がある。）であるときにおけるＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間での電圧降下値よりも若干低い値（例えば、前述の参照電圧Ｖｒ以下の値等）に設定されている。

そして、実行部４２は、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値が第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１以上であり、かつ第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２以上である場合には、補助ポンプ３４が作動可能な状態であると診断する。その後、当該状態が所定時間（例えば、５００ｍ秒）にわたり継続されたときに、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態である旨を示す診断情報（ＯＫ）を記憶部４３に記憶させるとともに、当該診断情報（ＯＫ）をＣＡＮ６上へ出力する。補助ポンプ３４の電気配線（電源配線）の正極側にバッテリ電圧Ｖｂａが印加され、補助ポンプ３４の電気配線（電源配線）の負極側に端子４０ａが接続されており、かつ補助ポンプ３４の電気配線においてバッテリから端子４０ａまでの間に断線やグランド短絡が生じていない状態では、バッテリ電圧Ｖｂａに応じた電圧値、すなわち第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１及び第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２よりも大きな電圧値がＤＳ電圧Ｖｄｓとして取得されるので、診断結果として、補助ポンプ３４が作動可能な状態である旨の判定がされるようになっている。

一方、実行部４２は、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値が第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１未満である場合には、ＳＣＧ状態であり、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと診断する。その後、当該状態が所定時間（例えば、５００ｍ秒）にわたり継続されたときに、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を示す診断情報（ＮＧ＿ＳＣＧ）を記憶部４３に記憶させるとともに、当該診断情報（ＮＧ＿ＳＣＧ）をＣＡＮ６上へ出力する。

ＤＣＵ４０の内部回路では、ＦＥＴ４４のドレインＤ及び端子４０ａに参照電圧Ｖｒが印加される。しかし、ＳＣＧ状態が発生しているときには、参照電圧Ｖｒの印加に伴って発生する電流は、ＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間にはほとんど流れず、当該ＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間よりも電気抵抗の低い端子４０ａ及び外部配線を介してグランドＧｄへ流れることとなり、ＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間での電圧降下値は、微小な値（例えば、０Ｖ～２Ｖ程度）となる。よって、第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１として、ＳＣＧ状態においてＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間で生じ得る電圧降下値よりも高い値を設定することで、当該第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１を用いてＳＣＧ状態を判定することができる。

また、実行部４２は、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値が第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１以上であり、かつ第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２未満である場合には、ＯＬ状態であり、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと診断する。その後、当該状態が所定時間（例えば、５００ｍ秒）にわたり継続されたときに、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を示す診断情報（ＮＧ＿ＯＬ）を記憶部４３に記憶させるとともに、当該診断情報（ＮＧ＿ＯＬ）をＣＡＮ６上へ出力する。

ＤＣＵ４０の内部回路では、ＦＥＴ４４のドレインＤ及び端子４０ａに参照電圧Ｖｒが印加されるが、ＯＬ状態が発生しているときには、参照電圧Ｖｒの印加に伴って発生する電流は、端子４０ａ外へは流れず、ＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間を流れ、ソースＳに接続されているグランドＧｄへ流れることにより、ＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間では、参照電圧Ｖｒに相当する電圧降下が生じる。よって、第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２として、ＯＬ状態においてＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間で生じ得る電圧降下値、すなわち参照電圧Ｖｒの値よりも低い値、かつ前述の第１基準電圧値Ｖ＿ｔｈ１よりも高い値を設定することで、当該第２基準電圧値Ｖ＿ｔｈ２を用いてＯＬ状態を判定することができる。

作動診断制御では、補助ポンプ３４が駆動中である場合には、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値を予め定められた第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３と比較する。第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３は、補助ポンプ３４の電気配線が断線やバッテリ短絡等がなく端子４０ａに正常に接続されており、かつ補助ポンプ３４が正常に駆動している正常状態であるときにおけるＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間での電圧降下値よりも若干高い値に設定されている。

そして、実行部４２は、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値が第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３未満である場合には、補助ポンプ３４が作動可能な状態であると診断する。その後、当該状態が所定時間（例えば、５００ｍ秒）にわたり継続されたときに、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態である旨を示す診断情報（ＯＫ）を記憶部４３に記憶させるとともに、当該診断情報（ＯＫ）をＣＡＮ６上へ出力する。

一方、ＤＳ電圧Ｖｄｓの値が第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３以上である場合には、端子４０ａにバッテリ電圧Ｖｂａが負荷を介さずに端子４０ａに印加されているバッテリ短絡状態（以下、ＳＣＢ状態と呼ぶ場合がある。）または、何らかの原因で正常状態よりも高い異常な過電圧が端子４０ａに印加されている過電圧状態（ＯＶ状態と呼ぶ場合がある。）であり、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと診断する。その後、当該状態が所定時間（例えば、５００ｍ秒）にわたり継続されたときに、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を示す診断情報（ＮＧ＿ＳＣＢ）を記憶部４３に出力して記憶させるとともに、当該診断情報（ＮＧ＿ＳＣＢ）をＣＡＮ６上へ出力する。

補助ポンプ３４の電気配線が断線やバッテリ短絡等がなく端子４０ａに正常に接続されており、かつ補助ポンプ３４が正常に駆動している正常状態であるときには、バッテリ電圧Ｖｂａは、補助ポンプ３４及びＦＥＴ４４のドレインＤ－ソースＳ間に、それぞれの電気抵抗値の比率に応じて分圧されて印加されるので、ＦＥＴ４４のドレインＤ－ソースＳ間では、バッテリ電圧Ｖｂａの値よりも低い電圧降下が生じる。一方、ＳＣＢ状態が発生しているときには、ＦＥＴ４４のドレインＤ－ソースＳ間では、バッテリ電圧Ｖｂａが印加されることとなるので、正常状態に比較して高い電圧降下が生じることとなる。また、ＯＶ状態が発生しているときには、正常状態であるときよりも高い値の電圧がＦＥＴ４４のドレインＤ－ソースＳ間に印加されるので、正常状態に比較して高い電圧降下が生じることとなる。よって、第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３として、正常状態であるときにＦＥＴ４４のドレインＤ及びソースＳ間で生じ得る電圧降下値よりも若干高い値を設定することで、当該第３基準電圧値Ｖ＿ｔｈ３を用いてＳＣＢ状態またはＯＶ状態であることを判定することができる。

Ｓ１０のステップにおいて作動診断制御を開始させた後、実行部４２は、前述のＳ０９のステップにおいて開始されたタイマＡの値に基づいて、テスト駆動制御により補助ポンプ３４を駆動させる所定期間が経過したか否かを判定し（Ｓ１１）、当該所定期間が経過していないと判定した場合（Ｎ）は、Ｓ０９のステップに戻り、当該テスト駆動制御による補助ポンプ３４の駆動制御及び動作診断の制御を継続させる一方、の当該所定期間が経過したと判定した場合（Ｙ）は、ＦＥＴ４４のゲートＧへの制御信号の出力を停止させて補助ポンプ３４の駆動を停止させるように制御するとともに、タイマＡによる所定期間の計測を終了させる（Ｓ１２）。

そして、取得部４１は、記憶部４３に記憶されている診断情報を取得し（Ｓ１３）、実行部４２は、取得部４１により取得された診断情報に基づいて補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨が診断されたか否かを判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４のステップにおいて、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされていないと判定された場合（Ｎ）には、冷却補助制御を終了させる一方、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされている判定された場合（Ｙ）には、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を報知装置５０により報知させる報知制御を行う（Ｓ１５）。

報知制御では、実行部４２は、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を報知させるための制御信号を報知装置５０に対して出力する。報知装置５０は、実行部４２より当該制御信号を受信することで、例えば、当該報知装置５０が搭載されている車両が備える所定の警告灯（図示略）を点灯状態に制御するとともに、当該車両が備える所定のスピーカ（図示略）から所定の警告音出力させる制御等を行うことにより、補助ポンプが作動可能な状態でない旨を車両の運転者等に報知する。尚、報知装置５０において、補助ポンプが作動可能な状態でない旨を車両の運転者等に報知する態様は、警告灯を点灯状態に制御することのみでも良いし、スピーカから警告音出力させるのみでも良いし、警告灯やスピーカ以外の報知手段を用いて補助ポンプが作動可能な状態でない旨を報知する構成でも良い。

実行部４２は、Ｓ１５のステップにより報知制御を開始させた後、冷却補助処理を終了させる。報知装置５０では、ＤＣＵ４０からの制御信号に基づいて警告灯を点灯状態に制御した後、所定期間（例えば、車両の運転者等により警告灯が点灯状態である旨が認識されるために十分な期間、補助ポンプ３４に異常がない旨が特定されるまでの期間）にわたり当該警告灯の点灯状態が継続されることが好ましい。

前述のＳ０４のステップにおいてＣＡＮ６上から取得される停止関連情報に基づき、ＥＣＵ５により内燃機関１の作動を停止させる制御が行われると判定した場合（Ｙ）（例えば、内燃機関１の運転を停止させるためにスイッチ７が操作されたことに伴い当該内燃機関１の運転を停止させる制御が行われる場合、内燃機関１の作動が一時的に停止される制御（例えば、いわゆるアイドリングストップ制御等）が行われる場合等）には、取得部４１は、ＳＣＲ触媒１２の温度情報（例えば、温度センサ１４、１５の出力情報の遷移等に基づいて推定されるＳＣＲ触媒１２の温度等）、還元剤添加弁１１に関する温度情報（例えば、温度センサ１４の出力情報に基づき特定される還元剤添加弁１１の周囲の温度等）、ＣＡＮ６上より取得される内燃機関１に関する制御情報（例えば、ＤＰＦ４の再生処理が実施されているか否かを特定可能な情報、内燃機関１への燃料の噴射に関する情報、内燃機関１の作動が停止された時からの経過時間を示す情報等）等のうち少なくとも１つの情報を取得する（Ｓ１６）。そして、実行部４２は、取得部４１により取得された情報に基づき、還元剤添加弁１１に熱害（例えば、高温に曝されることにより損傷が生じること、還元剤の固化により還元剤添加弁１１内の還元剤通路が詰まること等）が生じる可能性のある状況であるか否かを判定する（Ｓ１７）。

Ｓ１７のステップにおいて、還元剤添加弁１１に熱害が生じる可能性のある状況であると判定した場合（Ｙ）、例えば、ＳＣＲ触媒１２の温度情報に基づいてＳＣＲ触媒１２の温度が予め定められた所定の閾値よりも高い場合、還元剤添加弁１１に関する温度情報に基づき当該還元剤添加弁１１の温度が予め定められた所定の閾値よりも高い、内燃機関１に関する制御情報に基づきＤＰＦ４の再生処理が実施されており、酸化触媒３及びＤＰＦ４の下流側の還元剤添加弁１１の温度が上昇する状況であることが特定される場合等には、実行部４２は、補助ポンプ３４を駆動させる補助ポンプ駆動制御を行う（Ｓ１８）。補助ポンプ駆動制御では、実行部４２はＦＥＴ４４のゲートＧに対して補助ポンプ３４を駆動させる制御信号を出力させることを継続して行う。実行部４２は、当該補助ポンプ駆動制御を行うことにより、内燃機関１の作動状況にかかわらず、補助ポンプ３４の駆動により内燃機関１の冷媒の循環を継続させて、還元剤添加弁１１を冷却することができる。

Ｓ１８のステップにおいて補助ポンプ駆動制御が開始された後、取得部４１は、ＳＣＲ触媒１２の温度情報、還元剤添加弁１１に関する温度情報、内燃機関１に関する制御情報、等のうち少なくとも１つの情報を新たに取得する（Ｓ１９）。そして、実行部４２は、取得部４１により取得された情報に基づき、還元剤添加弁１１に熱害が生じる状況でなくなったか否かを判定し（Ｓ２０）、未だ還元剤添加弁１１に熱害が生じる状況であると判定した場合（Ｎ）には、Ｓ１９のステップへ戻り、補助ポンプ駆動制御を継続し（Ｓ１８～Ｓ２０）、還元剤添加弁１１に熱害が生じる状況でなくなったと判定した場合（Ｙ）に、当該補助ポンプ駆動制御を終了させるとともに冷却補助制御を終了させる。

［排気浄化装置の動作の作用効果について］
本実施形態に係る排気浄化装置１０は、ＳＣＲ触媒１２の上流側の排気管２内に還元剤を添加する還元剤添加弁１１を備えており、当該還元剤添加弁１１は、例えば、還元剤添加弁１１の上流側に配置されているＤＰＦ４を再生するＤＰＦ再生処理が内燃機関１のＥＣＵ５により行われる場合に、ＤＰＦ再生処理が行われていない通常時に比較して高温の排気ガスに曝されることがある。

これに対して、排気浄化装置１０は、内燃機関１の駆動力により駆動される主ポンプ３３または電力により駆動される補助ポンプ３４により内燃機関１の冷媒循環させることで還元剤添加弁１１を冷却する冷却装置３０を備える構成である。そして、当該排気浄化装置１０の制御装置であるＤＣＵ４０は、内燃機関１の作動されている期間においては、内燃機関１の駆動力を利用して主ポンプ３３が駆動されることを利用して内燃機関１の冷媒を循環させて還元剤添加弁１１を冷却する。また、内燃機関１の停止に伴って主ポンプ３３の駆動が停止されるが、該内燃機関１の運転が停止後される場合であって、例えば、ＤＰＦ再生処理が継続されることにより還元剤添加弁１１の温度が耐熱温度Ｔｌｉｍよりも高まる可能性がある場合には、補助ポンプ３４を電力で駆動させて作動させることにより内燃機関１の冷却水を循環させることにより、内燃機関１の運転が停止された後も還元剤添加弁１１を冷却することができるようになっている。

しかし、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない場合、例えば、補助ポンプ３４の配線に断線状態（ＯＬ状態）やグランド短絡状態（ＳＣＧ状態）が生じた場合や補助ポンプ３４内で故障が生じてバッテリ短絡状態（ＳＣＢ状態）や過電圧状態（ＯＶ状態）が発生している場合等でも、内燃機関１の停止後であって該補助ポンプ３４が作動されるときまで、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態でないことが検出されず、内燃機関１の停止後において還元剤添加弁１１を冷却するときに補助ポンプ３４が作動せず、還元剤添加弁１１が冷却されない虞がある。特に、補助ポンプ３４が作動状態に制御されているときでなくては検出が困難である補助ポンプ３４のバッテリ短絡状態（ＳＣＢ状態）や過電圧状態（ＯＶ状態）について、補助ポンプ３４が作動されるときまで検出されない虞がある。

これに対して、本実施形態に係るＤＣＵ４０は、補助ポンプ３４を駆動制御して内燃機関１の冷媒を循環させる冷却補助制御を行うことが可能であり、当該冷却補助制御において、ＤＣＵ４０の実行部４２は、取得部４１により取得される始動関連情報に基づいて内燃機関１の作動を開始させる始動制御が行われると判定した場合（Ｓ０６）、かつ、取得部４１により取得されて出力されるスイッチ７の出力情報に基づいて、内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作されたことにより単位期間（内燃機関１の運転を開始させるためのスイッチ７の操作が行われた後から当該内燃機関１の運転を停止させるためのスイッチ７の操作が行われるまでの期間）において最初に始動制御が行われると判定した場合に（Ｓ０８）、補助ポンプ３４を駆動させるテスト駆動制御を行いつつ（Ｓ０９）、補助ポンプ３４が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断の制御を行う（Ｓ１０）。これにより、単位期間の最初に始動制御が行われるときに作動診断を行うことができ、当該単位期間の終了時、すなわち内燃機関１の運転が停止されて主ポンプ３３の駆動が停止された以降において補助ポンプ３４を作動させる以前に、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態であるか否かを診断することができる。

尚、本実施形態では、冷却補助制御において、実行部４２は、内燃機関１の作動を開始させる始動制御が行われると判定し、かつ、単位期間において最初に始動制御が行われると判定した場合に、テスト駆動制御を行いつつ作動診断の制御を行う構成であるが、実行部４２は、少なくとも内燃機関１の作動を開始させる始動制御が行われると判定した場合に、テスト駆動制御を行いつつ作動診断の制御を行う構成でも良い。このような構成では、単位期間において最初に始動制御が行われると判定される場合に限られず、内燃機関１が始動される毎にテスト駆動制御及び作動診断の制御を行うことにより、内燃機関１が停止されて主ポンプ３３の駆動が停止された以降において補助ポンプ３４を作動させる以前に、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態か否かを診断することができ、当該診断の頻度を高めることができる。

また、本実施形態では、冷却補助制御において、実行部４２は、単位期間において最初に始動制御が行われると判定した場合に、テスト駆動制御を行いつつ作動診断の制御を行う構成であるが、実行部４２は、単位期間において最初に始動制御が行われるタイミング以外のいずれかのタイミングで、少なくとも一度、テスト駆動制御を行いつつ作動診断の制御を行う構成でも良い。このような構成でも、本実施形態に係る構成と同様に、内燃機関１の運転が停止されて主ポンプ３３の駆動が停止された以降において補助ポンプ３４を作動させる以前に、当該補助ポンプ３４の作動診断を行うことができる。

また、本実施形態では、冷却補助制御において、ＤＣＵ４０の取得部４１は、スイッチ７の出力情報を取得し、実行部４２は、当該出力情報に基づいて、内燃機関１の運転を開始させるためにスイッチ７が操作されたことが特定される場合に、内燃機関１の運転開始に伴い当該内燃機関１の始動制御が行われると判定する構成であるが、実行部４２は、スイッチ７の出力情報以外の情報を用いて、内燃機関１の運転開始に伴い内燃機関１の始動制御が行われるか否かを判定する構成でも良く、例えば、ＣＡＮ６上から取得される内燃機関１の制御に関する情報（例えば、ＥＣＵ５により出力され、内燃機関１の運転開始に伴い内燃機関１の始動制御が行われる旨を特定可能な情報、ＥＣＵ５により出力されるスイッチ７の出力情報等）に基づいて、内燃機関１の運転開始に伴い内燃機関１の始動制御が行われるか否かを判定する構成でも良い。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、内燃機関１の作動を開始させる始動制御が行われると判定した場合（Ｓ０６）、かつ、単位期間（内燃機関１の運転を開始させるためのスイッチ７の操作が行われた後から当該内燃機関１の運転を停止させるためのスイッチ７の操作が行われるまでの期間）において最初に始動制御が行われると判定した場合に（Ｓ０８）、テスト駆動制御を行いつつ（Ｓ０９）、作動診断の制御を行うので（Ｓ１０）、当該単位期間中において主ポンプ３３により冷媒の循環が開始される前であって、冷媒を循環させるための負荷が比較的大きい状態であるときに、補助ポンプ３４のテスト駆動制御を行って作動診断を行うことができる。また、当該単位期間中において、例えば、アイドリングストップ制御等により内燃機関１の作動が頻繁に停止及び始動されるような場合に、当該内燃機関１が始動される毎にテスト駆動制御が行われて補助ポンプ３４が作動されることを回避することができ、当該補助ポンプ３４の作動頻度を低減して作動による劣化を軽減できる。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、作動診断において補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと診断されたことが特定される場合に（Ｓ１４）、その旨を報知装置５０により報知する（Ｓ１５）。これにより、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない場合に、当該補助ポンプ３４が作動可能な状態となるように修理すること等を促すことができる。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、作動診断の制御において診断結果として補助ポンプ３４が作動可能な状態であるか否かを特定可能な診断情報をＣＡＮ６上に出力するので、当該ＤＣＵ４０が搭載される車両が備える各種装置（例えば、ＥＣＵ５等）は、補助ポンプ３４の診断結果を参照することができる。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、単位期間において最初に始動制御が行われると判定した場合に、補助ポンプ３４のテスト駆動制御を行いつつ作動診断の制御を行う。すなわち補助ポンプ３４が駆動されている作動状態において作動診断を行うので、当該作動診断において、補助ポンプ３４について駆動制御が行われているときに特定可能となる事項、例えば、補助ポンプ３４でバッテリ短絡状態（ＳＣＢ状態）または過電圧状態（ＯＶ状態）が生じている可能性があるか否かを特定することができる。そして、実行部４２により、補助ポンプ３４に関してバッテリ短絡状態（ＳＣＢ状態）または過電圧状態（ＯＶ状態）等が生じている可能性が特定される場合に、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を診断することができる。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、内燃機関１の作動を開始させる始動制御が行われないと判定した場合（Ｓ０６）、内燃機関１の始動制御が単位期間における最初の始動制御でないと判定した場合に（Ｓ０８）、テスト駆動制御を行わず、作動診断の制御を行う。すなわち、補助ポンプ３４が駆動されていない作動状態において作動診断を行うので、当該作動診断おいて、補助ポンプ３４について駆動制御が行われていないときに特定可能となる事項、例えば、補助ポンプ３４に関して断線状態、オープンロード状態（ＯＬ状態）、グランド短絡状態（ＳＣＧ状態）等が生じている可能性があるか否か等を特定することができる。そして、実行部４２により、補助ポンプ３４に関して断線状態、オープンロード状態（ＯＬ状態）、グランド短絡状態（ＳＣＧ状態）等が生じている可能性が特定される場合に、補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨を診断することができる。

ＤＣＵ４０の実行部４２は、冷却補助制御の開始時に、前回の作動診断により設定される診断情報を参照して補助ポンプ３４が作動可能な状態でないか否かを判定し（Ｓ０２）、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと判定した場合には、補助ポンプ３４のテスト駆動制御（Ｓ０９）及び補助ポンプ駆動制御（Ｓ１９）を行わず、冷却補助制御を終了させる。これにより、実行部４２は、作動診断において補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨が判定された後は（Ｓ１０）、補助ポンプ３４を駆動させる制御信号をＦＥＴ４４のゲートＧに対して出力させないように制御し、補助ポンプ３４への通電を制限して、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないときに当該補助ポンプ３４が作動されることを防止することができる。

尚、本実施形態では、冷却補助制御において、実行部４２は、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないと判定した場合に、補助ポンプ３４のテスト駆動制御（Ｓ０９）及び補助ポンプ駆動制御（Ｓ１９）を行わないことで、補助ポンプ３４が作動可能な状態でないときに当該補助ポンプ３４への通電を制限する構成であるが、例えば、ＤＣＵ４０や補助ポンプ３４等が当該補助ポンプ３４の駆動のための通電を遮断する遮断装置等を備え、作動診断により補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされた以降は、当該遮断装置により補助ポンプ３４の駆動のための通電が遮断されることで、補助ポンプ３４への通電が制限される構成でも良い。このような構成では、作動診断により補助ポンプ３４が作動可能な状態でない旨の診断がされた以降に、例えば、補助ポンプ３４を駆動させる制御信号が誤動作等によりＦＥＴ４４に対して出力されるようなことが生じても、補助ポンプ３４が作動されることを防止することができる。

以上、本発明の実施形態の例を説明してきたが、本発明はこの実施形態の例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれることは言うまでもない。

１ 内燃機関
４ ＤＰＦ
７ スイッチ
１１ 還元剤添加弁
１２ ＳＣＲ触媒
３２ 冷媒通路
３３ 主ポンプ
３４ 補助ポンプ
４０ ＤＣＵ
４１ 取得部
４２ 実行部
５０ 報知装置

Claims (7)

1. 内燃機関（１）の排気ガスを浄化する排気浄化触媒（１２）と、該排気浄化触媒（１２）の上流側に還元剤を添加する還元剤添加弁（１１）と、前記内燃機関（１）の冷却媒体を循環させて前記還元剤添加弁（１１）を冷却する冷却装置（３０）と、を備える排気浄化装置（１０）であって、
   前記排気浄化装置（１０）を制御する制御装置（４０）と、
   前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が運転されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる主ポンプ（３３）と、
   前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が停止されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力によらず電力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる補助ポンプ（３４）と、
   を備え、
   前記制御装置（４０）は、
   前記内燃機関（１）が始動されるときに、当該内燃機関（１）が始動される旨を特定可能な始動関連情報を取得する取得部（４１）と、
   前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断の制御を実行する実行部（４２）と、
   を備え、
   前記実行部（４２）は、前記取得部（４１）により前記始動関連情報が取得された場合に、前記制御装置（４０）内に備えられたＦＥＴの駆動により前記補助ポンプ（３４）を少なくとも所定期間にわたり駆動させるテスト駆動の制御を実行しつつ、前記作動診断の制御を実行し、前記テスト駆動において、前記ＦＥＴのドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間の電圧降下値であるＤＳ電圧（Ｖｄｓ）が基準電圧値（Ｖ＿ｔｈ３）未満である場合、前記補助ポンプ（３４）が作動可能であると診断する様構成されてなり、
   前記基準電圧値（Ｖ＿ｔｈ３）は、前記補助ポンプ（３４）の電気配線が正常に接続されている時の前記ドレイン（Ｄ）と前記ソース（Ｓ）との間の電圧降下値よりも高い値として設定される
   排気浄化装置。
2. 前記実行部（４２）は、前記内燃機関（１）の運転を開始させるためのスイッチ（７）の操作が行われた後から当該内燃機関（１）の運転を停止させるためのスイッチ（７）の操作が行われるまでの期間において、前記内燃機関（１）が最初に始動されるときに、前記テスト駆動の制御を実行しつつ、前記作動診断の制御を実行する
   請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記排気浄化装置（１０）は、
   前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態であるか否かを報知する報知装置（５０）を備え、
   前記実行部（４２）は、前記作動診断において前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態でない旨が判定された場合に、前記報知装置（５０）により前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態でない旨を報知させる報知制御を実行する
   請求項１または２に記載の排気浄化装置。
4. 前記実行部（４２）は、前記作動診断において、前記補助ポンプ（３４）にバッテリ短絡が生じている可能性があるか否かを特定し、前記補助ポンプ（３４）にバッテリ短絡が生じている可能性があると特定された場合に、前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態でない旨を判定する
   請求項１～３のいずれか１項に記載の排気浄化装置。
5. 前記実行部（４２）は、前記補助ポンプ（３４）が駆動されていない期間において、前記補助ポンプ（３４）の電源配線に断線またはグランド短絡が生じている可能性があるか否かを特定し、断線またはグランド短絡が生じている可能性があると特定された場合に、前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態でない旨を判定する
   請求項１～４のいずれか１項に記載の排気浄化装置。
6. 前記実行部（４２）は、前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態でない旨が判定された後、前記補助ポンプ（３４）を駆動させる制御信号を前記ＦＥＴのゲート（Ｇ）に対して出力させないように制御し、前記補助ポンプ（３４）が駆動されることを防止する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の排気浄化装置。
7. 内燃機関（１）の排気ガスを浄化する排気浄化触媒（１２）と、該排気浄化触媒（１２）の上流側に還元剤を添加する還元剤添加弁（１１）と、前記内燃機関（１）の冷却媒体を循環させて前記還元剤添加弁（１１）を冷却する冷却装置（３０）と、を備える排気浄化装置（１０）であって、
   前記排気浄化装置（１０）を制御する制御装置（４０）と、
   前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が運転されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる主ポンプ（３３）と、
   前記冷却装置（３０）に設けられ、前記内燃機関（１）が停止されているときに、前記内燃機関（１）の駆動力によらず電力により駆動されて前記冷却媒体を循環させる補助ポンプ（３４）と、
   を備える前記排気浄化装置（１０）の制御方法であって、
   前記内燃機関（１）が始動されるときに、当該内燃機関（１）が始動される旨を特定可能な始動関連情報を取得する取得ステップと、
   前記補助ポンプ（３４）が作動可能な状態であるか否かを診断する作動診断の制御を実行する実行ステップと、
   を備え
   前記制御装置（４０）は、
   前記実行ステップにおいて、前記取得ステップにより前記始動関連情報が取得された場合に、前記制御装置（４０）内に備えられたＦＥＴの駆動により前記補助ポンプ（３４）を少なくとも所定期間にわたりテスト駆動させる制御を実行しつつ、前記作動診断の制御を実行し、前記テスト駆動において、前記ＦＥＴのドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間の電圧降下値であるＤＳ電圧（Ｖｄｓ）が基準電圧値（Ｖ＿ｔｈ３）未満である場合、前記補助ポンプ（３４）が作動可能であると診断する様構成されてなり、
   前記基準電圧値（Ｖ＿ｔｈ３）は、前記補助ポンプ（３４）の電気配線が正常に接続されている時の前記ドレイン（Ｄ）と前記ソース（Ｓ）との間の電圧降下値よりも高い値として設定される
   排気浄化装置（１０）の制御方法。

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