JPWO2014041657A1 - 添加剤供給装置 - Google Patents
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Abstract
内燃機関(1)の運転中においては、排気通路(8)に対し添加弁(17)からの尿素水の添加を行うべく、ポンプ(16)の正回転によりタンク(15)内の尿素水が汲み上げられて配管(14)及び添加弁(17)に供給される。一方、内燃機関(1)の停止時には添加弁(17)及び配管(14)内の尿素水をタンク(15)に回収するための回収処理の実行を通じてポンプ(16)の逆回転が行われ、その逆回転によって上記尿素水が同ポンプ(16)に吸い込まれるとともに、排気通路(8)内の高温の排気が添加弁(17)及び配管(14)内に吸い込まれる。そして、上記回収処理の実行中、温度センサ(31)によって検出される温度が閾値以上という高い値になったとき、言い換えれば温度センサ(31)による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。
Description
本発明は、添加剤供給装置に関する。
内燃機関の排気通路に添加剤を供給する添加剤供給装置として、排気通路に対する添加剤の添加を行うための添加弁と、その添加弁に対し配管を介して接続されたポンプと、上記配管及び上記添加弁への添加剤の供給やそれらからの添加剤の回収を行うべく上記ポンプを駆動制御する制御部とを備えたものが知られている。こうした添加剤供給装置では、上記ポンプの回転によって上記配管及び上記添加弁に対する添加剤の供給や上記添加弁及び上記配管からの添加剤の回収を行う。また、特許文献1には、運転状態にある内燃機関の停止時にポンプを回転させて上記添加剤の回収を開始した後、その開始から予め定められた回収時間が経過した時点でポンプの回転を停止して上記添加剤の回収を終了することが開示されている。
特許文献1のように、添加剤を回収するためのポンプの回転を開始した後、上記回収時間が経過した時点で同ポンプの回転を停止して上記添加剤の回収を終了する場合、ポンプの駆動にばらつきが生じることにより、上記添加剤の回収量に過不足が生じるおそれがある。例えば、上記ばらつきによってポンプの回転方向の回転速度が速くなり過ぎると、上記添加剤の回収が過剰に行われて排気通路の排気までもが添加弁及び配管を介してポンプに吸い込まれる。このように排気通路の排気がポンプに吸い込まれると、ポンプの空転や同ポンプへの排気中の異物の噛み込みが生じ、それに伴ってポンプの耐久性が低下する。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、添加剤を回収すべくポンプを回転させる際、排気通路の排気がポンプに吸い込まれることを抑制できる添加剤供給装置を提供することにある。
本発明に従う添加剤供給装置によれば、排気通路に対し添加剤の添加を行う添加弁及び配管から添加剤を回収する際には、ポンプを回転させて上記添加弁及び上記配管から上記添加剤を回収する回収処理が実行される。この回収処理の実行により、上記添加弁及び上記配管内の添加剤がポンプに吸い込まれるとともに、排気通路内の高温の排気が添加弁及び配管内に吸い込まれる。上記回収処理の実行中、温度センサはポンプ内から添加弁内までの添加剤の流通経路における所定の箇所の温度を検出する。そして、温度センサによって検出される温度が閾値以上という高い値になったとき、言い換えれば上記添加剤の流通経路における温度センサが設けられた箇所での同センサによる温度の検出対象となる流体が添加剤から同添加剤よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理の実行による添加剤の回収に伴って、排気通路の排気が添加弁及び配管に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサのある位置まで到達したことを同センサによって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路から添加弁及び配管に吸い込まれた排気がポンプに吸い込まれることを抑制できるようになる。
また、本発明に従う添加剤供給装置によれば、排気通路に対し添加剤の添加を行う添加弁及び配管から添加剤を回収する際には、ポンプを回転させて上記添加弁及び上記配管から上記添加剤を回収する回収処理が実行される。この回収処理の実行により、上記添加弁及び上記配管内の添加剤がポンプに吸い込まれるとともに、排気通路内の高温の排気が添加弁及び配管内に吸い込まれる。上記回収処理の実行中、温度センサはポンプ内から添加弁内までの添加剤の流通経路における所定の箇所の温度を検出する。そして、温度センサによって検出される温度の上昇率が閾値以上という高い値になったとき、言い換えれば上記添加剤の流通経路における温度センサが設けられた箇所での同センサによる温度センサによる温度の検出対象となる流体が添加剤から同添加剤よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理の実行による添加剤の回収に伴って、排気通路の排気が添加弁及び配管に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサのある位置まで到達したことを同センサによって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路から添加弁及び配管に吸い込まれた排気がポンプに吸い込まれることを抑制できるようになる。
また、本発明に従う添加剤供給装置によれば、排気通路に対し添加剤の添加を行う添加弁及び配管から添加剤を回収する際には、ポンプを回転させて上記添加弁及び上記配管から上記添加剤を回収する回収処理が実行される。この回収処理の実行により、上記添加弁及び上記配管内の添加剤がポンプに吸い込まれるとともに、排気通路内の高温の排気が添加弁及び配管内に吸い込まれる。上記回収処理の実行中、温度センサはポンプ内から添加弁内までの添加剤の流通経路における所定の箇所の温度を検出する。そして、温度センサによって検出される温度の上記回収処理による添加剤の回収開始時の値に対する上昇量が閾値以上という大きい値になったとき、言い換えれば上記添加剤の流通経路における温度センサが設けられた箇所での同センサによる温度の検出対象となる流体が添加剤から同添加剤よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理の実行による添加剤の回収に伴って、排気通路の排気が添加弁及び配管に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサのある位置まで到達したことを同センサによって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路から添加弁及び配管に吸い込まれた排気がポンプに吸い込まれることを抑制できるようになる。
本発明の一態様では、前記温度センサは、前記ポンプにおける前記配管と接続される部分に設けられている。この場合、添加弁及び配管内の添加剤を回収するための上記回収処理の実行中、排気通路の排気が添加弁及び配管に吸い込まれてポンプにおける上記配管と接続される部分に達すると、そのことが温度センサによって検出される温度に現れる。このときには添加弁及び配管に存在していた添加剤をほぼ回収しきった状態となっており、その状態で上記回収処理を終了することができる。
本発明の一態様では、前記温度センサは、前記配管における前記ポンプと接続される部分に設けられている。この場合、添加弁及び配管内の添加剤を回収するための上記回収処理の実行中、排気通路の排気が添加弁及び配管に吸い込まれて同配管における上記ポンプと接続される部分に達すると、そのことが温度センサによって検出される温度に現れる。このときには添加弁及び配管に存在していた添加剤をほぼ回収しきった状態となっており、その状態で上記回収処理を終了することができる。
[第1実施形態]
以下、添加剤供給装置の第1実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
以下、添加剤供給装置の第1実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
図1に示すように、車両に搭載される内燃機関1の燃焼室2には吸気通路3が接続されている。この吸気通路3には、上流から順にターボチャージャ4のコンプレッサホイール4a、インタークーラ5、及び吸気絞り弁6が設けられている。そして、内燃機関1の燃焼室2には、上記吸気通路3を通過した空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁7からの燃料が噴射供給される。そして、この燃料が燃焼室2内で燃焼することによって内燃機関1が駆動される。一方、燃焼室2内で燃料が燃焼した後の排気は、その燃焼室2に接続された排気通路8に送り出される。この排気通路8には、上流から順にターボチャージャ4のタービンホイール4b、第1酸化触媒9、フィルタ10、第1NOx浄化触媒11、第2NOx浄化触媒12、及び第2酸化触媒13が設けられている。
上記第1酸化触媒9は酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を酸化して浄化し、上記フィルタ10は排気中の微粒子(PM)を捕集する。また、上記第1NOx浄化触媒11及び上記第2NOx浄化触媒12は、還元剤を用いて排気中のNOxを還元して浄化する選択還元型の触媒である。詳しくは、排気通路8における第1NOx浄化触媒11の上流に尿素水等の還元剤が添加されることにより、同尿素水が排気の熱を受けて加水分解してアンモニア(NH3 )が生成され、その生成されたアンモニアが第1NOx浄化触媒11及び第2NOx浄化触媒12に吸着してそれら触媒でのNOxの還元が行われる。こうした還元により排気中のNOxが浄化される。また、上記第2酸化触媒13は、第2NOx浄化触媒12から下流側に流出したアンモニアを酸化して処理する。
内燃機関1には、上記還元剤(尿素水)を添加剤として排気通路8に添加するための添加剤供給装置が設けられている。この添加剤供給装置は、排気通路8における第1NOx浄化触媒11の上流且つフィルタ10の下流に尿素水を添加するための添加弁17を備えている。添加弁17から排気通路8に添加された尿素水は、同添加弁17の下流且つ第1NOx浄化触媒11の上流に設けられた分散板18によって、より細かい霧状となるように分散される。また、添加剤供給装置は、添加弁17に対し配管14を介して接続されたポンプ16、及び、そのポンプ16に接続されて尿素水を貯留するタンク15も備えている。そして、添加剤供給装置では、ポンプ16の正回転によりタンク15内の尿素水が汲み上げられて配管14及び添加弁17に供給される一方、ポンプ16の逆回転により添加弁17及び配管14内の尿素水がタンク15に回収される。
添加剤供給装置は、内燃機関1の各種制御を行うための電子制御装置21も備えている。この電子制御装置21は、上記各種制御に係る演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
電子制御装置21の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ22。
・車両外の大気の温度(外気温T2)を検出する外気温センサ23。
・運転者の手動での内燃機関1の始動開始時や運転停止時に操作されるイグニッションスイッチ36。
・車両の運転者によって操作されるアクセルペダル19の操作量(アクセル操作量)を検出するアクセルポジションセンサ24。
・吸気通路3を通過する空気の量を検出するエアフローメータ25。
・吸気通路3における吸気絞り弁6の下流側の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサ26。
・内燃機関1のクランクシャフト20の回転速度を検出するためのクランクポジションセンサ27。
・排気通路8における第1NOx浄化触媒11上流の排気の温度(排気温T3)を検出する排気温センサ28。
・排気通路8における第1NOx浄化触媒11上流の排気中のNOx量を検出するNOxセンサ29。
・添加弁17に供給される尿素水の圧力、具体的には配管14内の圧力Pを検出する圧力センサ30。
・配管14内を含むポンプ16内から添加弁17内までの尿素水の流通経路内における所定の箇所の温度Tを検出する温度センサ31。
電子制御装置21の出力ポートには、燃料噴射弁7の駆動回路、吸気絞り弁6の駆動回路、ポンプ16の駆動回路、及び添加弁17の駆動回路等が接続されている。
電子制御装置21は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき内燃機関1の運転状態を把握し、その把握した機関運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関1における燃料噴射制御、吸気絞り弁6の開度制御、ポンプ16の駆動制御、及び添加弁17の駆動制御等が電子制御装置21を通じて実施される。なお、上記ポンプ16の駆動制御においては、内燃機関1の運転中に添加弁17への尿素水の供給を行うべくポンプ16が正回転される一方、内燃機関1の停止時には添加弁17及び配管14内の尿素水を回収すべくポンプ16が所定期間だけ逆回転される。上記尿素水の回収を行うべくポンプ16が駆動されるときの電子制御装置21は、ポンプ16を回転させて添加弁17及び配管14から添加剤を回収する回収処理を実行するための制御部として機能する。
ところで、上記回収処理でのポンプ16の逆回転による尿素水の回収が過剰に行われると、添加弁17及び配管14内の尿素水だけでなく排気通路8の排気までもがポンプ16に吸い込まれるおそれがある。そして、このように排気通路8の排気がポンプ16に吸い込まれると、ポンプ16の空転や同ポンプ16への排気中の異物の噛み込みが生じ、それに伴ってポンプ16の耐久性が低下する。こうしたことに対処するため、尿素水の回収を行うための上記回収処理の実行中、温度センサ31によって検出される温度が閾値ε以上になったときに上記回収処理を終了させる。なお、上記閾値εとしては、添加弁17に供給される尿素水の取り得る温度範囲よりも高い温度、言い換えれば排気通路8の排気が添加弁17及び配管14等に吸い込まれたときでなければ生じないほど高い温度に設定することが好ましい。また、上記温度センサ31については、配管14内を含むポンプ16内から添加弁17内までの尿素水の流通経路内における所定の箇所、例えば上記ポンプ16における配管14と接続される部分や、上記配管14におけるポンプ16と接続される部分に設けることが好ましい。
次に、添加剤供給装置の動作について説明する。
内燃機関1の運転中においては、排気通路8に対し添加弁17からの尿素水の添加を行うべく、ポンプ16の正回転によりタンク15内の尿素水が汲み上げられて配管14及び添加弁17に供給される。一方、内燃機関1の停止時には添加弁17及び配管14内の尿素水をタンク15に回収するための回収処理の実行を通じてポンプ16の逆回転が行われ、その逆回転によって上記尿素水が同ポンプ16に吸い込まれるとともに、排気通路8内の高温の排気が添加弁17及び配管14内に吸い込まれる。上記尿素水の回収を行うための回収処理の実行中、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上という高い値になったとき、言い換えれば温度センサ31が設けられた箇所での同センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了されてポンプ16の逆回転が停止される。従って、ポンプ16の逆回転による尿素水の回収に伴って、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサ31のある位置まで到達したことを同センサ31によって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路8から添加弁17及び配管14に吸い込まれた排気がポンプ16に吸い込まれることを抑制できるようになる。
図2は、上記尿素水の回収を開始するための回収開始ルーチンを示すフローチャートである。この回収開始ルーチンは、電子制御装置21を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
電子制御装置21は、同ルーチンのステップ101(S101)の処理として、上記回収処理による尿素水の回収の実行中であるか否かを判断するためのフラグFが「0(停止中)」であるか否かの判断を行う。尿素水の回収の実行中でなくフラグFが「0」である場合、電子制御装置21は、次のS102及びS103の処理を実行する。詳しくは、電子制御装置21は、S102の処理としてイグニッションスイッチ36からのオン信号からオフ信号への変化に基づき内燃機関1のオンからオフへの切り換えが行われたか否かを判断し、S103の処理として内燃機関1の上記オンからオフへの切り換え後における尿素水の回収が未実施であるか否かを判断する。
電子制御装置21は、S102とS103との一方で否定判定であれば回収開始ルーチンを一旦終了する。一方、S102とS103とで共に肯定判定であれば、S104の処理としてフラグFを「1(実行中)」に設定した後、S105の処理として添加弁17及び配管14内の尿素水をタンク15に回収すべく上記回収処理を実施する。上述したようにフラグFが「1」に設定されるとS101の処理で否定判定がなされるため、S102〜S104をスキップしてS105に進むようになる。なお、上記フラグFは、S105での回収処理を通じて上記尿素水の回収が実行された後であって、その回収が終了したときに「0」に設定される。
図3は、図2の回収開始ルーチンにおけるS105に進む毎に、電子制御装置21を通じて実行される回収処理ルーチンを示すフローチャートである。
電子制御装置21は、同ルーチンのS201の処理として、温度センサ31によって検出される温度T、及び、圧力センサ30によって検出される圧力Pを取り込む。その後、電子制御装置21は、S202の処理として、外気温センサ23によって検出される外気温T2、及び排気温センサ28によって検出される排気温T3に基づき、添加弁17の温度T1を演算する。こうして演算された温度T1は、外気温T2の変化及び排気温T3の変化に対し、例えば図4に示すように変化し、外気温T2が低いほど低く、また排気温T3が高いほど高くなる。
電子制御装置21は、続くS203の処理として、ポンプ16の逆回転中であるか否かを判断し、ここで否定判定であればS204に進んで添加弁17の温度T1が閾値γ未満という低い値であるか否かを判断する。上記温度T1が閾値γ以上であれば、電子制御装置21は回収処理ルーチンを一旦終了する。一方、上記温度T1が閾値γ未満という小さい値であれば、電子制御装置21は、S205の処理としてポンプ16を逆回転させた後、S206の処理として上記逆回転開始後の時間の計測を開始する。上述したようにポンプ16の逆回転が開始されると、以降はS203の処理で肯定判定がなされてS207に進む。
電子制御装置21は、S207の処理として、圧力センサ30によって検出される圧力Pが所定値β未満という低い値になったか否かを判断する。ここで、上記ポンプ16の逆回転を通じて上記圧力Pが所定値β未満という低い値となっていれば、電子制御装置21は、S208の処理として添加弁17を開弁する。このように添加弁17を開弁することにより、添加弁17及び配管14内に存在する尿素水が、上記ポンプ16の逆回転を通じて効果的にタンク15に回収される。また、上述したように添加弁17を開弁させると、上記尿素水の回収に伴って排気通路8内の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれる。なお、上記S207で用いられる所定値βとしては、添加弁17の開弁時における尿素水の漏れを抑制することを意図した値を用いることが考えられる。
上記S208の処理が実行された後、もしくは上記S207で否定判定がなされたときにはS209に進む。電子制御装置21は、S209の処理としてポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過したか否かを判断し、ここで否定判定であればS210に進んで温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上という高い値であるか否かを判断する。S209及びS210で共に否定判定であれば、電子制御装置21は回収処理ルーチンを一旦終了する。一方、S209とS210との一方で肯定判定であれば、電子制御装置21は、S211の処理として上記ポンプ16の逆回転開始後の時間の計測を終了した後、S212の処理として同ポンプ16の逆回転を停止する。更に、電子制御装置21は、S213の処理として、尿素水の回収の実行中であるか否かを判断するための上記フラグFを「0」に設定し、その後に回収処理ルーチンを終了する。
従って、上記回収処理、すなわちポンプ16の逆回転による尿素水のタンク15への回収は、上記逆回転開始後に回収時間tが経過するまでの間においては、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上という高い値になったときに終了される。ここで、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上という高い値になるということは、温度センサ31が設けられた箇所での同センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したことを意味する。このため、上述した回収処理の終了を通じてポンプ16の逆回転による尿素水の回収を終了させることにより、ポンプ16の逆回転に伴って添加弁17及び配管14に吸い込まれる排気通路8の排気が同ポンプ16に達することは抑制される。一方、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε未満であっても、尿素水を回収するためのポンプ16の逆回転の開始後に回収時間tが経過すると、上記回収処理が終了されて上記尿素水の回収も終了される。なお、上記回収時間tに関しては、ポンプ16が長い時間に亘って逆回転されないよう規制するための値として予め実験等により最適値に設定しておくことが好ましい。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)添加弁17及び配管14内の尿素水をタンク15に回収するための回収処理の実行中、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上という高い値になったとき、言い換えれば温度センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理でのポンプ16の逆回転による尿素水の回収に伴って、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサ31のある位置まで到達したことを同センサ31によって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路8から添加弁17及び配管14に吸い込まれた排気がポンプ16に吸い込まれることを抑制できる。
(2)上記温度センサ31は、ポンプ16における配管14と接続される部分、もしくは配管14におけるポンプ16と接続される部分に設けられる。これらの場合、添加弁17及び配管14内の添加剤を回収するための上記回収処理によるポンプ16の逆回転中、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれてポンプ16と配管14との接続部分に達すると、そのことが温度センサ31によって検出される温度Tの絶対値に現れる。すなわち、温度Tが閾値ε以上になる。このときには添加弁17及び配管14に存在していた尿素水をポンプ16の逆回転によってほぼ回収しきった状態となっており、その状態で上記回収処理を終了してポンプ16の逆回転を停止することができる。
[第2実施形態]
次に、添加剤供給装置の第2実施形態について図5を参照して説明する。
次に、添加剤供給装置の第2実施形態について図5を参照して説明する。
図5は、この実施形態での回収処理ルーチンを示すフローチャートである。この回収処理ルーチンも、電子制御装置21を通じて、第1実施形態における図2の回収開始ルーチンのS105に進む毎に実行される。なお、この実施形態の回収処理ルーチン(図5)は、第1実施形態における図3の回収処理ルーチンのS210に相当する処理(S310)のみが同ルーチンと異なっている。
電子制御装置21は、図5の回収処理ルーチンのS301で温度T及び圧力Pを取り込んだ後、S302で添加弁17の温度T1を演算する。その後、ポンプ16の逆回転中でないことに基づきS303の判断処理で否定判定がなされると、電子制御装置21は、S304〜S306の処理で添加弁17の温度T1が閾値γ未満という低い値のときにポンプ16を逆回転させ、且つ、その逆回転開始後の時間の計測を開始する。一方、S303の判断処理においてポンプ16の逆回転中である旨判断されると、電子制御装置21は、S307及びS308の処理で圧力Pが所定値β未満であることに基づき添加弁17を開弁させる。
更に、電子制御装置21は、S309の処理としてポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過したか否かを判断し、ここで否定判定であればS310に進んで温度センサ31によって検出される温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上という高い値であるか否かを判断する。なお、上記閾値Δεとしては、温度センサ31周りを通過する流体が尿素水から排気に切り換わったときにしか生じ得ないほど大きな温度の上昇率に設定することが好ましい。そして、S309とS310との一方で肯定判定であれば、電子制御装置21は、S311〜S313の処理でポンプ16の逆回転開始後の時間の計測を終了した後に同ポンプ16の逆回転を停止し、更にフラグFを「0(停止)」に設定する。
従って、上記回収処理、すなわちポンプ16の逆回転による尿素水のタンク15への回収は、上記逆回転開始後に回収時間tが経過するまでの間においては、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上という高い値になったときに終了される。ここで、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上という高い値になるということは、温度センサ31が設けられた箇所での同センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したことを意味する。このため、上述した回収処理の終了を通じてポンプ16の逆回転による尿素水の回収を終了させるこで、ポンプ16の逆回転に伴って添加弁17及び配管14に吸い込まれる排気通路8の排気が同ポンプ16に達することは抑制される。
本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
(3)尿素水をタンク15に回収するための回収処理の実行中、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上という高い値になったとき、言い換えれば温度センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理でのポンプ16の逆回転による尿素水の回収に伴って、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサ31のある位置まで到達したことを同センサ31によって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路8から添加弁17及び配管14に吸い込まれた排気がポンプ16に吸い込まれることを抑制できる。
(4)上記温度センサ31は、ポンプ16における配管14と接続される部分、もしくは配管14におけるポンプ16と接続される部分に設けられる。これらの場合、添加弁17及び配管14内の添加剤を回収するための上記回収処理によるポンプ16の逆回転中、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれてポンプ16と配管14との接続部分に達すると、そのことが温度センサ31によって検出される温度の上昇率ΔTに現れる。すなわち、温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上になる。このときには添加弁17及び配管14に存在していた尿素水をポンプ16の逆回転によってほぼ回収しきった状態となっており、その状態で上記回収処理を終了してポンプ16の逆回転を停止することができる。
[第3実施形態]
次に、添加剤供給装置の第3実施形態について図6を参照して説明する。
次に、添加剤供給装置の第3実施形態について図6を参照して説明する。
図6は、この実施形態での回収処理ルーチンを示すフローチャートである。この回収処理ルーチンも、電子制御装置21を通じて、第1実施形態における図2の回収開始ルーチンのS105に進む毎に実行される。なお、この実施形態の回収処理ルーチン(図6)は、第1実施形態における図3の回収処理ルーチンのS210に相当する処理(S410)のみが同ルーチンと異なっている。
電子制御装置21は、図6の回収処理ルーチンのS401で温度T及び圧力Pを取り込んだ後、S402で添加弁17の温度T1を演算する。その後、ポンプ16の逆回転中でないことに基づきS403の判断処理で否定判定がなされると、電子制御装置21は、S404〜S406の処理で添加弁17の温度T1が閾値γ未満という低い値のときにポンプ16を逆回転させ、且つ、その逆回転開始後の時間の計測を開始する。一方、S403の判断処理においてポンプ16の逆回転中である旨判断されると、電子制御装置21は、S407及びS408の処理で圧力Pが所定値β未満であることに基づき添加弁17を開弁させる。
更に、電子制御装置21は、S409の処理としてポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過したか否かを判断し、ここで否定判定であればS410に進んで温度センサ31によって検出される温度Tの回収処理による尿素水の回収開始時の値に対する上昇量TUが閾値εU以上という大きい値であるか否かを判断する。なお、上記閾値εUとしては、温度センサ31周りを通過する流体が尿素水から排気に切り換わったときにしか生じ得ないほど大きな温度の上昇量に設定することが好ましい。そして、S409とS410との一方で肯定判定であれば、電子制御装置21は、S411〜S413の処理でポンプ16の逆回転開始後の時間の計測を終了した後に同ポンプ16の逆回転を停止し、更にフラグFを「0(停止)」に設定する。
従って、上記回収処理、すなわちポンプ16の逆回転による尿素水のタンク15への回収は、上記逆回転開始後に回収時間tが経過するまでの間においては、温度センサ31によって検出される温度Tの回収処理による尿素水の回収開始時の値に対する上昇量TUが閾値εU以上という大きい値になったときに終了される。ここで、温度センサ31によって検出される温度Tの回収処理による尿素水の回収開始時の値に対する上昇量TUが閾値εU以上という大きい値になるということは、温度センサ31が設けられた箇所での同センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したことを意味する。このため、上述した回収処理の終了を通じてポンプ16の逆回転による尿素水の回収を終了させることにより、ポンプ16の逆回転に伴って添加弁17及び配管14に吸い込まれる排気通路8の排気が同ポンプ16に達することは抑制される。
本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
(5)尿素水をタンク15に回収するための回収処理の実行中、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇量TUが閾値εU以上という大きい値になったとき、言い換えれば温度センサ31による温度の検出対象となる流体が尿素水から同尿素水よりも高温となる排気に変化したとき、上記回収処理が終了される。従って、上記回収処理でのポンプ16の逆回転による尿素水の回収に伴って、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれた後、その排気が上記温度センサ31のある位置まで到達したことを同センサ31によって検出される温度に基づき実際に確認したうえで上記回収処理を終了させることができる。そして、このように回収処理を終了させることにより、上記回収処理の実行中に排気通路8から添加弁17及び配管14に吸い込まれた排気がポンプ16に吸い込まれることを抑制できる。
(6)上記温度センサ31は、ポンプ16における配管14と接続される部分、もしくは配管14におけるポンプ16と接続される部分に設けられる。これらの場合、添加弁17及び配管14内の添加剤を回収するための上記回収処理によるポンプ16の逆回転中、排気通路8の排気が添加弁17及び配管14に吸い込まれてポンプ16と配管14との接続部分に達すると、そのことが温度センサ31によって検出される温度の上昇量TUに現れる。すなわち、温度Tの上昇量TUが閾値εU以上になる。このときには添加弁17及び配管14に存在していた尿素水をポンプ16の逆回転によってほぼ回収しきった状態となっており、その状態で上記回収処理を終了してポンプ16の逆回転を停止することができる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第1〜第3実施形態において、尿素水の回収完了に伴う回収処理の終了直前には、ポンプ16の逆回転を断続的に行うこと、言い換えれば逆回転するポンプ16の間欠停止を行うことも可能である。また、こうしたポンプ16の間欠停止を回収処理の実行期間全体に亘って行ってもよい。
・第1〜第3実施形態において、温度センサ31を設ける位置を、配管14におけるポンプ16との接続部分から離れた位置など他の位置に適宜変更してもよい。
・第1実施形態において、図3の回収処理ルーチンのS209の処理を省略し、S207及びS208の処理の後にS210の処理を実行するようにしてもよい。この場合、尿素水を回収するための回収処理の終了が、温度センサ31によって検出される温度Tが閾値ε以上であることのみに基づいて行われる。このため、ポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過した時点で上記尿素水の回収が完了していない状況下で、回収処理が終了して上記ポンプ16の逆回転が停止されてしまうことはない。従って、上記回収処理の終了に伴い上記尿素水を回収しきれなくなることを回避できる。
・第2実施形態において、図5の回収処理ルーチンのS309の処理を省略し、S307及びS308の処理の後にS310の処理を実行するようにしてもよい。この場合、尿素水を回収するための回収処理の終了が、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇率ΔTが閾値Δε以上であることのみに基づいて行われる。このため、ポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過した時点で上記尿素水の回収が完了していない状況下で、上記回収処理が終了してポンプ16の逆回転が停止されてしまうことはない。従って、上記回収処理の終了に伴い上記尿素水を回収しきれなくなることを回避できる。
・第3実施形態において、図6の回収処理ルーチンのS409の処理を省略し、S407及びS408の処理の後にS410の処理を実行するようにしてもよい。この場合、尿素水を回収するための回収処理の終了が、温度センサ31によって検出される温度Tの上昇量TUが閾値εU以上であることのみに基づいて行われる。このため、ポンプ16の逆回転開始後に回収時間tが経過した時点で上記尿素水の回収が完了していない状況下で、上記回収処理が終了してポンプ16の逆回転が停止されてしまうことはない。従って、上記回収処理の終了に伴い上記尿素水を回収しきれなくなることを回避できる。
・上記各実施形態において、添加弁17の温度T1を温度センサによる測定を通じて得るようにしてもよい。
・上記各実施形態において、尿素水以外の還元剤溶液を用いるようにしてもよい。
1…内燃機関、2…燃焼室、3…吸気通路、4…ターボチャージャ、4a…コンプレッサホイール、4b…タービンホイール、5…インタークーラ、6…吸気絞り弁、7…燃料噴射弁、8…排気通路、9…第1酸化触媒、10…フィルタ、11…第1NOx浄化触媒、12…第2NOx浄化触媒、13…第2酸化触媒、14…配管、15…タンク、16…ポンプ、17…添加弁、18…分散板、19…アクセルペダル、20…クランクシャフト、21…電子制御装置、22…車速センサ、23…外気温センサ、24…アクセルポジションセンサ、25…エアフローメータ、26…吸気圧センサ、27…クランクポジションセンサ、28…排気温センサ、29…NOxセンサ、30…圧力センサ、31…温度センサ、36…イグニッションスイッチ。
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に添加剤を添加するための添加弁と、
前記添加弁に対し配管を介して接続されたポンプと、
前記ポンプを回転させて前記添加弁及び前記配管から前記添加剤を回収する回収処理を実行する制御部と、
を備える添加剤供給装置において、
前記ポンプ内から前記添加弁内までの前記添加剤の流通経路内に設けられた温度センサを備え、
前記制御部は、前記回収処理実行中に前記温度センサによって検出される温度が閾値以上になったとき、前記回収処理を終了させる
添加剤供給装置。 - 内燃機関の排気通路に添加剤を添加するための添加弁と、
前記添加弁に対し配管を介して接続されたポンプと、
前記ポンプを回転させて前記添加弁及び前記配管から前記添加剤を回収する回収処理を実行する制御部と、
を備える添加剤供給装置において、
前記ポンプ内から前記添加弁内までの前記添加剤の流通経路内に設けられた温度センサを備え、
前記制御部は、前記回収処理実行中に前記温度センサによって検出される温度の上昇率が閾値以上になったとき、前記回収処理を終了させる
添加剤供給装置。 - 内燃機関の排気通路に添加剤を添加するための添加弁と、
前記添加弁に対し配管を介して接続されたポンプと、
前記ポンプを回転させて前記添加弁及び前記配管から前記添加剤を回収する回収処理を実行する制御部と、
を備える添加剤供給装置において、
前記ポンプ内から前記添加弁内までの前記添加剤の流通経路内に設けられた温度センサを備え、
前記制御部は、前記回収処理実行中に前記温度センサによって検出される温度の前記回収処理による前記添加剤の回収開始時の値に対する上昇量が閾値以上になったとき、前記回収処理を終了させる
添加剤供給装置。 - 前記温度センサは、前記ポンプにおける前記配管と接続される部分に設けられている請求項1〜3のいずれか一項に記載の添加剤供給装置。
- 前記温度センサは、前記配管における前記ポンプと接続される部分に設けられている請求項1〜3のいずれか一項に記載の添加剤供給装置。
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