WO2015001858A1 - 還元剤供給装置及びその制御方法 - Google Patents

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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a reducing agent supply apparatus configured to supply a liquid reducing agent to an exhaust passage of an internal combustion engine, while being able to collect the liquid reducing agent in a storage tank when the internal combustion engine is stopped, and a control method thereof.
  • Nitrogen oxides are contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as diesel engines.
  • an exhaust purification device used for purifying this NO x a selective reduction catalyst provided in an exhaust passage, and a reduction in which an aqueous urea solution is injected into the exhaust upstream of the selective reduction catalyst agent and a supply device
  • the SCR (Selective Catalytic Reduction) system for performing purification of the NO X known from ammonia urea solution is generated by decomposition.
  • the urea aqueous solution is collected in the storage tank when the internal combustion engine is stopped.
  • the key switch of the internal combustion engine is turned off, the reducing agent freezing prevention function provided in the reducing agent supply device is also stopped. Therefore, when the outside air temperature is extremely low, the urea aqueous solution The urea aqueous solution may freeze during the recovery control.
  • JP 2013-113267 A (paragraph 0054 etc.)
  • the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and provides a reducing agent for preventing the urea aqueous solution from freezing during the liquid reducing agent recovery control performed after the internal combustion engine is stopped.
  • An object is to provide a device and a control method thereof.
  • a control method for a reducing agent supply device configured to supply a liquid reducing agent to an exhaust passage of an internal combustion engine while allowing the liquid reducing agent to be collected in a storage tank when the internal combustion engine is stopped.
  • the temperature correlated with the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined threshold, and the state of charge of the power supply source that supplies power to the heating means for heating the flow path of the liquid reducing agent is predetermined.
  • a control method of the reducing agent supply device is provided, which is characterized in that the heating means is operated when the temperature is equal to or greater than the threshold value, and the above-described problems can be solved.
  • the temperature and the state of charge are detected after the key switch of the internal combustion engine is turned off and the rotational speed of the internal combustion engine becomes zero. It is preferable.
  • Another aspect of the present invention is a reducing agent supply device configured to supply a liquid reducing agent to an exhaust passage of an internal combustion engine, and to recover the liquid reducing agent to a storage tank when the internal combustion engine is stopped.
  • Temperature detection means for detecting temperature
  • charge state detection means for detecting a charge state of a power supply source that supplies power to the heating means, wherein the heating control means is configured to recover the liquid reducing agent when the liquid reducing agent is recovered.
  • the reducing agent supply apparatus is characterized in that the heating means is operated when the temperature is equal to or lower than a predetermined threshold and the state of charge of the power supply source is equal to or higher than the predetermined threshold.
  • the key switch further includes a key-off detection unit that detects the key switch of the internal combustion engine being turned off, and a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the internal combustion engine. It is preferable that the heating control means determines whether or not the heating means needs to be operated after the engine is turned off and the rotational speed becomes zero.
  • the heating means is activated when the outside air temperature becomes low during the recovery control of the liquid reducing agent after the internal combustion engine is stopped, thereby preventing the liquid reducing agent from freezing. Can do.
  • the state of charge of the power supply source that supplies power to the heating unit is low, the operation of the heating unit is stopped, and thus protection of the power supply source is given priority.
  • FIG. 1 is a diagram shown to explain an example of the overall configuration of an exhaust purification device 10 that includes a reducing agent supply device 20.
  • the exhaust purification device 10 is a device for purifying NO x in exhaust gas, and is provided in an exhaust passage 11 of an internal combustion engine such as a diesel engine (not shown).
  • the exhaust purification device 10 includes a reduction catalyst 13 interposed in the middle of the exhaust passage 11 and a reducing agent supply device 20 for supplying a liquid reducing agent into the exhaust passage 11 upstream of the reduction catalyst 13. ing.
  • the reduction catalyst 13 is a catalyst having a function of promoting the reduction reaction of NO x in the exhaust, adsorbs the reducing component generated from the liquid reducing agent, and selects the NO x in the exhaust flowing into the catalyst by the reducing component. It is something to be reduced.
  • the reducing agent supply device 20 uses a urea aqueous solution as a liquid reducing agent, and ammonia as a reducing component is generated when the urea aqueous solution is decomposed in the exhaust passage 11.
  • An exhaust temperature sensor 15 is provided on the upstream side of the reduction catalyst 13 and further upstream of the injection position of the liquid reducing agent.
  • a reducing agent supply device 20 includes a storage tank 21 serving as a storage unit in which the liquid reducing agent is accommodated, a pump unit 22 for pumping the liquid reducing agent, and an exhaust passage for the liquid reducing agent. 11 and a reducing agent injection valve 25 for injecting the fuel into the inside.
  • the pump unit 22 includes a pump 23 and a flow path switching valve 24.
  • the reducing agent injection valve 25, the pump 23, and the flow path switching valve 24 are driven and controlled by an electronic control unit (ECU) 40.
  • ECU electronice control unit
  • the pump 23 and the storage tank 21 are connected by a first supply passage 31, and the pump 23 and the reducing agent injection valve 25 are connected by a second supply passage 33.
  • the second supply passage 33 is provided with a pressure sensor 27 for detecting the pressure in the second supply passage 33, that is, the pressure of the liquid reducing agent pumped to the reducing agent injection valve 25.
  • the pump 23 is connected to the first supply passage 31 and the second supply passage 33 via a flow path switching valve 24.
  • the flow path switching valve 24 has a direction in which the liquid reducing agent pumped by the pump 23 flows from the storage tank 21 side to the reducing agent injection valve 25 side (hereinafter referred to as “positive direction”), and a reducing agent injection valve. It has a function of switching from the 25 side to the direction of flowing to the storage tank 21 side (hereinafter referred to as “reverse direction”).
  • the flow path switching valve 24 communicates the first supply passage 31 to the suction side of the pump 23 and the second supply passage 33 to the discharge side of the pump 23 in a non-energized state, In the energized state, the first supply passage 31 is communicated with the discharge side of the pump 23 and the second supply passage 33 is communicated with the suction side of the pump 23.
  • the flow path switching valve 24 is not energized in order to supply the liquid reducing agent to the reducing agent injection valve 25 side. At this time, the liquid reducing agent flows in the positive direction.
  • the flow path switching valve 24 is energized when the liquid reducing agent in the reducing agent supply device 20 is collected in the storage tank 21. At this time, the liquid reducing agent flows in the reverse direction.
  • recover liquid reducing agents in the storage tank 21 is not restricted to the example which provides the flow-path switching valve 24.
  • the liquid reducing agent can be configured to be recoverable by using a pump 23 that can rotate in reverse.
  • a return passage 35 having the other end connected to the storage tank 21 is branched.
  • a throttle portion 36 having a reduced flow passage area is provided so that the pressure in the second supply passage 33 can be maintained.
  • the return passage 35 closer to the storage tank 21 than the throttling portion 36 is provided with a one-way valve 37 for preventing the liquid reducing agent from flowing from the storage tank 21 side to the second supply passage 33 side. Yes.
  • the one-way valve 37 may be omitted.
  • the pressure sensor 27 is provided in the pump unit 22, but at any position as long as the pressure in the second supply passage 33 can be detected. It does not matter.
  • the pump 23 pumps a liquid reducing agent at a predetermined flow rate by energization control by the ECU 40.
  • an electromagnetic pump is used as the pump 23, and the output (discharge flow rate) of the pump 23 increases as the drive duty ratio increases.
  • the pump 23 also has a function as a means for recovering the liquid reducing agent in the storage tank 21.
  • the reducing agent injection valve 25 is controlled to be opened and closed by energization control by the ECU 40 in an operating state of the internal combustion engine, and injects a predetermined amount of liquid reducing agent into the exhaust passage 11.
  • the reducing agent injection valve 25 is an electromagnetic on / off valve that closes in a non-energized state and opens in an energized state.
  • the reducing agent injection valve 25 is maintained in an open state when the liquid reducing agent is recovered when the internal combustion engine is stopped. Thereby, air (exhaust gas) is introduced into the second supply passage 33 through the nozzle hole of the reducing agent injection valve 25, and the liquid reducing agent is easily collected in the storage tank 21.
  • the reducing agent supply device 20 is provided with heating means for preventing the liquid reducing agent from freezing or for thawing the frozen liquid reducing agent.
  • the first supply passage 31, the second supply passage 33, the return passage 35, and the pump unit 22 are provided with electric heaters 19a, 19b, 19c, and 19d as heating means, respectively.
  • the electric heaters 19a, 19b, 19c, 19d are supplied with electric power from the electric power supply source 38, and the operation control is executed by the ECU 40.
  • the storage tank 21, the pump unit 22, and the reducing agent injection valve 25 are provided with cooling water passages 17 and 18 through which the cooling water of the internal combustion engine 1 can flow.
  • the cooling water flowing through the cooling water passages 17 and 18 is supplied by the cooling water circulation pump 5.
  • the cooling water is about 60 to 80 ° C., so that the liquid reducing agent can be heated by flowing the cooling water through the cooling water passages 17 and 18. That is, the heating means is also constituted by the cooling water circulation pump 5, the cooling water passages 17 and 18, and the cooling water.
  • the cooling water circulation pump 5 is supplied with electric power from an electric power supply source 38 and is operated by an ECU 40.
  • the configuration in which the electric heater and the cooling water circulate is an example of the heating means, and the arrangement position and configuration can be changed as appropriate, and further, other types of heating means can be employed.
  • the ECU 40 is configured around a known microcomputer, and includes key switch detection means, recovery control means, temperature detection means, charge state detection means, and heating control means. Specifically, each of these means is realized by executing a program by a microcomputer.
  • the ECU 40 includes a storage element such as a RAM or a ROM (not shown).
  • the key switch detection means detects on / off of the ignition switch of the internal combustion engine 1. Further, the recovery control means executes control to recover the liquid reducing agent remaining in the liquid reducing agent supply path into the storage tank 21 after the ignition switch is turned off.
  • the specific content of the control is not particularly limited, and can be implemented by an appropriate method.
  • the temperature detection means detects a temperature Te correlated with the outside air temperature.
  • the outside air temperature Te is directly detected based on the sensor signal of the outside air temperature sensor 39.
  • the temperature at a position where the temperature changes according to the change in the outside air temperature may be seen.
  • the charge state detection means detects the charge state SOC (Status of Charge) of the power supply source 38 that supplies power to the electric heaters 19a, 19b, 19c, and 19d as the heating means.
  • This state of charge SOC can be set to a value (%) representing, for example, a charging rate, and can be detected based on the detected values of voltage and current from the power supply source 38. Alternatively, the voltage itself of the power supply source 38 can be viewed.
  • the heating control means controls the operating states of the electric heaters 19a, 19b, 19c, 19d and the cooling water circulation pump 5 based on the temperature Te and the SOC correlated with the outside air temperature.
  • the ECU 40 of the present embodiment also functions as a heating control means, a recovery control means, a temperature detection means, and a charged state detection means of the present invention.
  • step S1 the ECU 40 determines whether or not the ignition switch of the internal combustion engine 1 has been turned off. While the ignition switch is on (No determination), step S1 is repeated.
  • step S2 the ECU 40 determines whether or not the engine speed Ne is zero. This step S2 is repeated until the engine speed becomes zero.
  • step S3 it is determined whether or not the value Te correlated with the outside air temperature is equal to or less than a predetermined threshold Te_0.
  • This threshold value Te_0 is used to determine whether or not the liquid reducing agent may be frozen during the liquid reducing agent recovery control, and directly compares the outside air temperature Te detected by the outside air temperature sensor 39. If so, it can be set as the freezing temperature + ⁇ of the liquid reducing agent. Alternatively, if a correlation value other than the outside air temperature is compared, a value corresponding to the value of the freezing temperature + ⁇ of the liquid reducing agent can be set as the threshold value Te_0.
  • step S4 it is determined whether or not the state of charge SOC of the power supply source 38 is equal to or greater than a predetermined threshold value SOC_0.
  • This threshold value SOC_0 is used to determine whether or not the charging state of the power supply source 38 may be reduced by continuing the operation of the heating means even when the internal combustion engine 1 is stopped.
  • an appropriate value is set, for example, 70% in terms of the charging rate.
  • step S5 When the state of charge SOC of the power supply source 38 is equal to or greater than the threshold SOC_0 (Yes determination), that is, when the outside air temperature is low and the state of charge of the power supply source 38 is sufficient, the process proceeds to step S5, where the ECU 40 The electric heaters 19a, 19b, 19c, 19d and the cooling water circulation pump 5 are operated.
  • the value Te correlated with the outside air temperature exceeds the threshold Te_0 in Step S3 (No determination) and there is no risk of freezing of the liquid reducing agent, or the charge state SOC of the power supply source 38 is less than the threshold SOC_0 in Step S4.
  • Yes No determination
  • the process proceeds to step S8 and the heating means is deactivated.
  • step S6 After determining whether the heating means is activated or deactivated, the process proceeds to step S6, and it is repeatedly determined whether or not the collection control is completed until the collection control of the liquid reducing agent is completed. (Determination) proceeds to step S7, the heating means is stopped, and this routine is terminated.
  • the reducing agent supply device 20 and the control method thereof according to the embodiment described so far are merely examples, and the configuration and control flow can be changed as appropriate within the scope of the present invention.

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Abstract

　内燃機関停止後に行われる液体還元剤の回収制御中に尿素水溶液が凍結することを防ぐための還元剤供給装置及びその制御方法を提供する。　内燃機関の排気通路へ液体還元剤を供給する一方、前記内燃機関の停止時には液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置の制御方法であって、前記液体還元剤の回収時に、外気温度に相関する温度が所定の閾値以下、かつ、前記液体還元剤の流通路を加熱するための加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態が所定の閾値以上の場合に、前記加熱手段を作動させる。

Description

還元剤供給装置及びその制御方法
　本発明は、内燃機関の排気通路に液体還元剤を供給する一方、内燃機関の停止時に液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置及びその制御方法に関するものである。
　ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には窒素酸化物（ＮＯX）が含まれている。従来、このＮＯXを浄化するために用いられる排気浄化装置の一態様として、排気通路中に設けられた選択還元触媒と、選択還元触媒よりも排気上流側で排気中に尿素水溶液を噴射する還元剤供給装置とを備え、尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアによりＮＯXの浄化を行うＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られている。
　このような排気浄化装置に用いられる還元剤供給装置では、還元剤供給装置内での尿素水溶液の凍結を防ぐために、内燃機関の停止時に尿素水溶液を貯蔵タンク内に回収することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。
　しかしながら、内燃機関のキースイッチがオフにされるときには、還元剤供給装置に設けられている還元剤の凍結防止機能も停止状態になるため、外気温度が著しく低いような場合には、尿素水溶液の回収制御中に尿素水溶液が凍結するおそれがある。
特開２０１３－１１３２６７号公報（段落００５４等）
　本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の停止後に行われる液体還元剤の回収制御中に尿素水溶液が凍結することを防ぐための還元剤供給装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
　本発明によれば、内燃機関の排気通路へ液体還元剤を供給する一方、前記内燃機関の停止時には液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置の制御方法であって、前記液体還元剤の回収時に、外気温度に相関する温度が所定の閾値以下、かつ、前記液体還元剤の流通路を加熱するための加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態が所定の閾値以上の場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法が提供され、上述した問題点を解決することができる。
　また、本発明の還元剤供給装置の制御方法においては、前記内燃機関のキースイッチがオフにされ、かつ、前記内燃機関の回転数がゼロになった後に、前記温度及び前記充電状態を検出することが好ましい。
　また、本発明の別の態様は、内燃機関の排気通路へ液体還元剤を供給する一方、前記内燃機関の停止時には液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置であって、前記液体還元剤の流通路を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段の駆動制御を実行する加熱制御手段と、液体還元剤の回収制御を実行させる回収制御手段と、外気温度に相関する温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態を検出する充電状態検出手段と、を備え、前記加熱制御手段は、前記液体還元剤の回収時に、前記温度が所定の閾値以下、かつ、前記電力供給源の充電状態が所定の閾値以上の場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする還元剤供給装置である。
　また、本発明の還元剤供給装置においては、前記内燃機関のキースイッチのオフを検知するキーオフ検知部と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、をさらに備え、前記キースイッチがオフにされ、かつ、前記回転数がゼロになった後、前記加熱制御手段は前記加熱手段の作動の要否を判断することが好ましい。
　本発明の還元剤供給装置及びその制御方法によれば、内燃機関の停止後の液体還元剤の回収制御中に外気温度が低い状態になると加熱手段が作動され、液体還元剤の凍結を防ぐことができる。このとき、本発明では、加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態が低い場合には加熱手段の作動が停止するため、電力供給源の保護が優先される。
本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置が備えられた排気浄化装置の全体的構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、適宜図面を参照して、本発明の還元剤供給装置及びその制御方法に関する実施の形態について具体的に説明する。
　なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては、特に説明がない限り同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
１．排気浄化装置の全体構成
　図１は、還元剤供給装置２０を備える排気浄化装置１０の全体構成の一例を説明するために示す図である。
　この排気浄化装置１０は、排気中のＮＯXを浄化するための装置であり、図示しないディーゼルエンジン等の内燃機関の排気通路１１に設けられている。排気浄化装置１０は、排気通路１１の途中に介装された還元触媒１３と、還元触媒１３よりも上流側の排気通路１１内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置２０とを備えている。
　還元触媒１３は、排気中のＮＯXの還元反応を促進する機能を有する触媒であり、液体還元剤から生成される還元成分を吸着するとともに、触媒に流れ込む排気中のＮＯXを還元成分によって選択的に還元するものとなっている。還元剤供給装置２０は、液体還元剤として尿素水溶液が用いられるものであり、尿素水溶液が排気通路１１中で分解されることにより還元成分としてのアンモニアが生成されるようになっている。この還元触媒１３の上流側において、液体還元剤の噴射位置よりもさらに上流側には排気温度センサ１５が設けられている。
２．還元剤供給装置
　図１において、還元剤供給装置２０は、液体還元剤が収容される貯蔵部としての貯蔵タンク２１と、液体還元剤を圧送するためのポンプユニット２２と、液体還元剤を排気通路１１内に噴射するための還元剤噴射弁２５とを備えている。ポンプユニット２２は、ポンプ２３及び流路切換弁２４を備えている。還元剤噴射弁２５、ポンプ２３及び流路切換弁２４は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０によって駆動制御が行われるものとなっている。
　ポンプ２３と貯蔵タンク２１とは第１の供給通路３１によって接続され、ポンプ２３と還元剤噴射弁２５とは第２の供給通路３３によって接続されている。第２の供給通路３３には、第２の供給通路３３内の圧力、すなわち、還元剤噴射弁２５に圧送される液体還元剤の圧力を検出するための圧力センサ２７が設けられている。ポンプ２３と、第１の供給通路３１及び第２の供給通路３３とは、流路切換弁２４を介して接続されている。
　流路切換弁２４は、ポンプ２３によって圧送される液体還元剤が流れる方向を、貯蔵タンク２１側から還元剤噴射弁２５側に流れる方向（以下「正方向」という。）と、還元剤噴射弁２５側から貯蔵タンク２１側に流れる方向（以下「逆方向」という。）とに切換える機能を有している。本実施の形態において、流路切換弁２４は、非通電状態で第１の供給通路３１をポンプ２３の吸入側に連通するとともに第２の供給通路３３をポンプ２３の吐出側に連通する一方、通電状態で第１の供給通路３１をポンプ２３の吐出側に連通するとともに第２の供給通路３３をポンプ２３の吸入側に連通するように構成されている。
　すなわち、液体還元剤の噴射制御を行う際には、液体還元剤を還元剤噴射弁２５側に供給するために、流路切換弁２４への通電は行われない。このとき、液体還元剤は正方向に流れる。一方、内燃機関の停止時において、還元剤供給装置２０内の液体還元剤を貯蔵タンク２１に回収する場合には、流路切換弁２４に対して通電される。このとき、液体還元剤は逆方向に流れる。
　なお、液体還元剤を貯蔵タンク２１に回収可能とする構成は、流路切換弁２４を設ける例に限られない。例えば、逆回転可能なポンプ２３を用いることによって液体還元剤を回収可能に構成することもできる。
　また、第２の供給通路３３の途中には、他端が貯蔵タンク２１に接続されたリターン通路３５が分岐して設けられている。リターン通路３５の途中には、流路面積が小さくされた絞り部３６が設けられ、第２の供給通路３３内の圧力を保持できるようになっている。また、絞り部３６よりも貯蔵タンク２１側のリターン通路３５には、液体還元剤が貯蔵タンク２１側から第２の供給通路３３側に流れないようにするための一方向弁３７が設けられている。一方向弁３７は省略されていても構わない。
　なお、図１に示す還元剤供給装置２０においてはポンプユニット２２内に圧力センサ２７が設けられているが、第２の供給通路３３内の圧力を検出できる位置であれば、どの位置に設けられていても構わない。
　ポンプ２３は、ＥＣＵ４０による通電制御によって、所定の流量の液体還元剤を圧送する。図１の還元剤供給装置２０において、ポンプ２３は電磁式ポンプが用いられており、駆動デューティ比が大きいほどポンプ２３の出力（吐出流量）が大きくなるものとなっている。このポンプ２３が、液体還元剤を貯蔵タンク２１に回収するための手段としての機能も有する。
　還元剤噴射弁２５は、内燃機関の運転状態において、ＥＣＵ４０による通電制御によって開閉制御が行われ、所定量の液体還元剤を排気通路１１内に噴射する。還元剤噴射弁２５は、非通電状態で閉弁し、通電状態で開弁する、電磁式のオンオフ弁が用いられている。一方、還元剤噴射弁２５は、内燃機関の停止時において、液体還元剤を回収する際には、開弁状態で維持される。これにより、還元剤噴射弁２５の噴孔を介して空気（排ガス）が第２の供給通路３３に導入され、液体還元剤が貯蔵タンク２１内に回収されやすくなる。
　また、還元剤供給装置２０には、液体還元剤の凍結を防止するため、あるいは、凍結した液体還元剤を解凍するための加熱手段が設けられている。具体的に、第１の供給通路３１、第２の供給通路３３、リターン通路３５及びポンプユニット２２には、それぞれ加熱手段としての電熱ヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが備えられている。電熱ヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは、電力供給源３８により電力が供給され、ＥＣＵ４０によって作動制御が実行されるものとなっている。
　また、貯蔵タンク２１、ポンプユニット２２及び還元剤噴射弁２５には、内燃機関１の冷却水が流通可能な冷却水通路１７，１８が配設されている。冷却水通路１７，１８を流れる冷却水は、冷却水循環ポンプ５によって供給される。内燃機関１の運転中において、冷却水は６０～８０℃程度になるため、冷却水通路１７，１８中を冷却水が流れることで液体還元剤を加熱できるようになっている。すなわち、冷却水循環ポンプ５、冷却水通路１７，１８及び冷却水によっても加熱手段が構成される。この冷却水循環ポンプ５は、電力供給源３８により電力が供給され、ＥＣＵ４０によって作動制御が実行されるものとなっている。
　なお、電熱ヒータや冷却水が循環する構成は加熱手段の一例であって、その配置位置や構成は適宜変更することができ、さらには、他の種類の加熱手段を採用することもできる。
３．電子制御装置（ＥＣＵ）
　次に、ＥＣＵ４０のうち、液体還元剤の回収制御時における加熱手段の制御に関連する部分について説明する。
　ＥＣＵ４０は公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであって、キースイッチ検知手段と、回収制御手段と、温度検出手段と、充電状態検知手段と、加熱制御手段とを備えている。具体的に、これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものとなっている。また、ＥＣＵ４０は、図示しないＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子を備えている。
　キースイッチ検知手段は、内燃機関１のイグニションスイッチのオンオフを検知する。また、回収制御手段は、イグニションスイッチがオフになった後、液体還元剤の供給経路内に残留する液体還元剤を貯蔵タンク２１内に回収する制御を実行させる。具体的な制御の内容は、特に制限されるものではなく、適宜の方法で実施することができる。
　温度検出手段は、外気温度に相関する温度Ｔｅを検出する。本実施の形態においては、外気温度センサ３９のセンサ信号に基づいて、外気温度Ｔｅを直接検知するようになっている。ただし、直接外気温度を見るのではなく、外気温度の変化にしたがって温度が変化する位置での温度を見るようになっていてもよい。
　充電状態検知手段は、加熱手段としての電熱ヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに電力を供給する電力供給源３８の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を検知する。この充電状態ＳＯＣは、例えば充電割合を表す値（％）とすることができ、電力供給源３８からの電圧及び電流の検出値に基づいて、検知することができる。あるいは、電力供給源３８の電圧そのものを見るようにすることもできる。
　加熱制御手段は、上記の外気温度に相関する温度Ｔｅ及びＳＯＣに基づいて、電熱ヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ及び冷却水循環ポンプ５の作動状態の制御を実行する。
　すなわち、本実施の形態のＥＣＵ４０は、本発明の加熱制御手段、回収制御手段、温度検出手段、充電状態検出手段としても機能するものとなっている。
４．還元剤供給装置の制御方法
　次に、上述したＥＣＵ４０によって実行される還元剤供給装置の制御方法のうち、液体還元剤の回収制御時の加熱手段の制御方法について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。以下のフローチャートは、内燃機関１の停止時において常時実行されるものとなっている。
　まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ４０は内燃機関１のイグニションスイッチがオフになったか否かを判別する。イグニションスイッチがオンの間（Ｎｏ判定の場合）は、ステップＳ１を繰り返し行う。
　イグニションスイッチがオフになると（Ｙｅｓ判定）、ステップＳ２に進み、ＥＣＵ４０はエンジン回転数Ｎｅがゼロになったか否かを判別する。このステップＳ２は、エンジン回転数がゼロになるまで繰り返し行われる。
　エンジン回転数Ｎｅがゼロになると（Ｙｅｓ判定）、ステップＳ３に進み、外気温度に相関する値Ｔｅが、あらかじめ定めた閾値Ｔｅ＿０以下となっているか否かを判別する。この閾値Ｔｅ＿０は、液体還元剤の回収制御中に液体還元剤が凍結する可能性が生じるか否かを判断するためのものであって、外気温度センサ３９によって検出される外気温度Ｔｅを直接比較するのであれば、液体還元剤の凍結温度＋αとして設定することができる。あるいは、外気温度以外の相関値を比較するのであれば、液体還元剤の凍結温度＋αの値に対応する値を閾値Ｔｅ＿０として設定することができる。
　外気温度に相関する値Ｔｅが閾値Ｔｅ＿０以下の場合（Ｙｅｓ判定）には、ステップＳ４に進み、今度は電力供給源３８の充電状態ＳＯＣがあらかじめ定めた閾値ＳＯＣ＿０以上となっているか否かを判別する。この閾値ＳＯＣ＿０は、内燃機関１の停止中においても加熱手段の作動を継続することによって、電力供給源３８の充電状態が低下するおそれがあるか否かを判断するためのものであって、液体還元剤の回収制御の平均実施時間、あるいは、最長実施時間と、使用電流値等を考慮して、適宜の値、例えば充電割合で言えば７０％に設定される。
　電力供給源３８の充電状態ＳＯＣが閾値ＳＯＣ_０以上の場合（Ｙｅｓ判定）、すなわち、外気温度が低く、かつ、電力供給源３８の充電状態が十分である場合には、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ４０は電熱ヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ及び冷却水循環ポンプ５を作動させる。一方、ステップＳ３において外気温度に相関する値Ｔｅが閾値Ｔｅ＿０を超え（Ｎｏ判定）、液体還元剤の凍結のおそれがない場合や、ステップＳ４において電力供給源３８の充電状態ＳＯＣが閾値ＳＯＣ＿０未満であり（Ｎｏ判定）、加熱手段の作動によって電力供給源３８の充電状態が低下するおそれがある場合には、ステップＳ８に進み、加熱手段を非作動とする。
　加熱手段の作動、非作動を決定した後には、ステップＳ６に進み、液体還元剤の回収制御が終了するまで、回収制御が終了したか否かの判定を繰り返し、回収制御が終了したとき（Ｙｅｓ判定）に、ステップＳ７に進んで、加熱手段を停止して、本ルーチンを終了する。
　ここまで説明した実施の形態にかかる還元剤供給装置２０及びその制御方法は、言うまでもなく一例にすぎず、その構成や制御フローは本発明の範囲内で適宜変更することができる。

Claims (4)

  1. 　内燃機関の排気通路へ液体還元剤を供給する一方、前記内燃機関の停止時には液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置の制御方法であって、
    　前記液体還元剤の回収時に、外気温度に相関する温度が所定の閾値以下、かつ、前記液体還元剤の流通路を加熱するための加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態が所定の閾値以上の場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法。
  2. 　前記内燃機関のキースイッチがオフにされ、かつ、前記内燃機関の回転数がゼロになった後に、前記温度及び前記充電状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の還元剤供給装置の制御方法。
  3. 　内燃機関の排気通路へ液体還元剤を供給する一方、前記内燃機関の停止時には液体還元剤を貯蔵タンクに回収可能に構成された還元剤供給装置であって、
    　前記液体還元剤の流通路を加熱するための加熱手段と、
    　前記加熱手段の駆動制御を実行する加熱制御手段と、
    　液体還元剤の回収制御を実行させる回収制御手段と、
    　外気温度に相関する温度を検出する温度検出手段と、
    　前記加熱手段に電力を供給する電力供給源の充電状態を検出する充電状態検出手段と、を備え、
    　前記加熱制御手段は、前記液体還元剤の回収時に、前記温度が所定の閾値以下、かつ、前記電力供給源の充電状態が所定の閾値以上の場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする還元剤供給装置。
  4. 　前記内燃機関のキースイッチのオフを検知するキーオフ検知部と、
    　前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、をさらに備え、
    　前記キースイッチがオフにされ、かつ、前記回転数がゼロになった後、前記加熱制御手段は前記加熱手段の作動の要否を判断することを特徴とする請求項３に記載の還元剤供給装置。
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