特許 6365099 尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6365099

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20180723BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 B

   F01N3/24 L

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-162712(P2014-162712)

(22)【出願日】2014年8月8日

(65)【公開番号】特開2016-37931(P2016-37931A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100117938

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 謙二

(74)【代理人】

【識別番号】100138287

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 功

(72)【発明者】

【氏名】今西 嶺浩

【審査官】 楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０９０４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１５２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０１５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３６８６６７０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１１−２４１７３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／０８〜 ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用する尿素水を貯留する尿素水タンクに、加熱媒体を通過させることで貯留した尿素水を解凍又は保温する尿素水の温度管理システムにおいて、
前記尿素水タンクに供給する前記加熱媒体の流量を調整する流量制御弁を制御する制御装置が、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第１温度以下であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％にして常時開とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第２温度であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を予め設定された設定割合とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第３温度以上であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を０％にして常時閉とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第１温度と前記第２温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％と前記設定割合の間の線形補間の時間割合とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第２温度と前記第３温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を前記設定割合と０％の間の線形補間の時間割合とする制御を行うように構成されることを特徴とする尿素水の温度管理システム。

【請求項2】

前記加熱媒体がエンジン冷却水であり、前記第１温度がマイナス１１℃以上０℃以下の範囲内に、前記第２温度が１℃以上２．５℃以下の温度範囲内に、前記第３温度が１５℃以上２０℃以下の温度範囲内に、それぞれ設定されると共に、前記設定割合が４０％以上６０％以下の範囲内に設定される請求項１に記載の尿素水の温度管理システム。

【請求項3】

内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用する尿素水を貯留する尿素水タンクに、加熱媒体を通過させることで貯留した尿素水を解凍又は保温するとともに、前記尿素水タンクに供給する前記加熱媒体の流量を流量制御弁により調整する尿素水の温度管理方法において、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第１温度以下であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％にして常時開とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第２温度であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を予め設定された設定割合とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第３温度以上であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を０％にして常時閉とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第１温度と前記第２温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％と前記設定割合の間の線形補間の時間割合とし、
前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第２温度と前記第３温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を前記設定割合と０％の間の線形補間の時間割合とする制御を行うことを特徴とする尿素水の温度管理方法。

【請求項4】

前記加熱媒体がエンジン冷却水であり、前記第１温度がマイナス１１℃以上０℃以下の範囲内に、前記第２温度が１℃以上２．５℃以下の温度範囲内に、前記第３温度が１５℃以上２０℃以下の温度範囲内に、それぞれ設定されると共に、前記設定割合が４０％以上６０％以下の範囲内に設定される請求項３に記載の尿素水の温度管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、尿素水タンクに貯留され、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用される尿素水を解凍又は保温するための尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載している車両では、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＰＭ（微粒子状物質）やＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）等を除去すべく、酸化触媒装置、微粒子捕集装置、リーンＮＯｘトラップ触媒装置、及び、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）装置等を組み合わせて備えた排気ガス浄化装置が設けられている。

【0003】

この選択還元型触媒装置では、この選択還元型触媒装置の上流側に設けた尿素水噴射装置から尿素水を排気ガスに噴射して、排気ガス内で尿素水からＮＨ₃（アンモニア）を発生させ、このＮＨ₃で、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元して浄化処理している。

【0004】

この尿素水の融点は尿素の濃度に依るが、約−１１℃〜０℃（尿素０％）であり、寒冷地等では、尿素水タンクに貯留した尿素水がこの融点以下になり凝固し凍結してしまうと、尿素水噴射装置に尿素水を供給することが困難になるため、例えば、エンジン冷却水等を用いて貯留した尿素水の解凍及び温度維持をしている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

この尿素水は、排気ガス中のＮＯｘ処理を開始する時にはそれに対応して迅速に選択還元型触媒装置に供給する必要があるので、尿素水の供給開始時には解凍されている状態である必要がある。また、排気ガス中のＮＯｘ量に対応した量で選択還元型触媒装置に供給する必要があるため、尿素水中の尿素量の濃度を判定している。

【0006】

しかしながら、従来技術においては、エンジン冷却水のラインの開閉弁の開閉制御で尿素水を温めるエンジン冷却水の流れを制御しているが、この開閉弁の開弁のタイミングが遅かったり、この開閉弁の閉弁のタイミングが早かったりすると、尿素水の解凍が遅れたり不十分となったりして、ＮＯｘ処理が必要なときに尿素水を供給できず、また、この開閉弁の閉弁のタイミングが遅いと尿素水の温度上昇により溶液中に気泡が発生し、尿素水中の尿素の濃度を正確に判定できず、適切な尿素水の量を供給できず、排気ガス浄化装置による排気ガス内のＮＯｘの浄化処理に支障をきたすという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−２１７２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、尿素水タンクに貯留され、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用される尿素水の解凍性を確保しつつ、尿素水の温度上昇による尿素水内での気泡の発生を抑制して、尿素水に含まれる尿素の濃度を正確に判定することができ、精度よくＮＯｘ低減を図ることができる尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するための本発明の尿素水の温度管理システムは、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用する尿素水を貯留する尿素水タンクに、加熱媒体を通過させることで貯留した尿素水を解凍又は保温する尿素水の温度管理システムにおいて、前記尿素水タンクに供給する前記加熱媒体の流量を調整する流量制御弁を制御する制御装置が、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第１温度以下であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％にして常時開とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第２温度であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を予め設定された設定割合とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第３温度以上であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を０％にして常時閉とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第１温度と前記第２温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％と前記設定割合の間の線形補間の時間割合とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第２温度と前記第３温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を前記設定割合と０％の間の線形補間の時間割合とする制御を行うように構成されることを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、このエンジン冷却水等の加熱媒体の流量調整により、尿素水タンクの尿素水の解凍性を確保しつつ、尿素水の温度上昇による尿素水内における気泡の発生を抑制でき、尿素水に含まれる尿素の濃度（品質）を正確に判定することができる。

【0011】

また、上記の尿素水の温度管理システムにおいて、前記加熱媒体がエンジン冷却水であり、前記第１温度がマイナス１１℃以上０℃以下の範囲内に、前記第２温度が１℃以上２．５℃以下の温度範囲内に、前記第３温度が１５℃以上２０℃以下の温度範囲内に、それぞれ設定されると共に、前記設定割合が４０％以上６０％以下の範囲内に設定されると、より効果的に尿素水の温度状態を尿素水が解凍状態でかつ尿素濃度の判定が精度良くできる状態に管理できる。

【0012】

そして、上記の目的を達成するための本発明の尿素水の温度管理方法は、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用する尿素水を貯留する尿素水タンクに、加熱媒体を通過させることで貯留した尿素水を解凍又は保温するとともに、前記尿素水タンクに供給する前記加熱媒体の流量を流量制御弁により調整する尿素水の温度管理方法において、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第１温度以下であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％にして常時開とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第２温度であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を予め設定された設定割合とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、予め設定された第３温度以上であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を０％にして常時閉とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第１温度と前記第２温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を１００％と前記設定割合の間の線形補間の時間割合とし、前記尿素水タンクの尿素水の温度が、前記第２温度と前記第３温度との間であるときは、前記流量制御弁の開弁の時間割合を前記設定割合と０％の間の線形補間の時間割合とする制御を行うことを特徴とする。

【0013】

また、上記の尿素水の温度管理方法において、前記加熱媒体がエンジン冷却水であり、前記第１温度がマイナス１１℃以上０℃以下の範囲内に、前記第２温度が１℃以上２．５℃以下の温度範囲内に、前記第３温度が１５℃以上２０℃以下の温度範囲内に、それぞれ設定されると共に、前記設定割合が４０％以上６０％以下の範囲内に設定される。

【0014】

これらの方法によれば、上記の尿素水の温度管理システムと同様の作用効果を奏することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法によれば、このエンジン冷却水等の加熱媒体の流量調整を比較的単純な開閉弁の開閉制御で行うことにより、尿素水タンクに貯留され、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用される尿素水の解凍性を確保しつつ、尿素水の温度上昇による尿素水内での気泡の発生を抑制でき、尿素水に含まれる尿素の濃度（品質）を正確に判定することができ、精度良く適量の尿素水を供給してＮＯｘ低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る実施の形態の尿素水の温度管理システムの構成の一例を示す図である。

【図2】本発明に係る実施の形態の尿素水の温度管理方法における、貯蔵されている尿素水の温度と流量制御弁の開度の時間割合の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る実施の形態の尿素水の温度管理システム及び尿素水の温度管理方法について、図面を参照しながら説明する。

【0018】

最初に、本発明に係る尿素水の温度管理システム３０を備えたエンジン（内燃機関）１０について、図１を参照しながら説明する。このエンジン１０のエンジン本体１１においては、吸気通路１２から吸気マニホールド１１ａに入った吸気Ａは、気筒内（シリンダ）１１ｂの内部で燃料と共に燃焼し、燃焼後の排気ガスＧは、排気マニホールド１１ｃより排気通路１３に排出され、この排気通路１３に配設された排気ガス浄化装置１４により浄化処理された後、この浄化処理された排気ガスＧｃはマフラー（図示しない）を介して大気へ放出される。

【0019】

この排気ガス浄化装置１４は、酸化触媒１４ａ、ＰＭ捕集用フィルタ１４ｂ、尿素選択還元型触媒（尿素ＳＣＲ触媒）装置１４ｃを備えて構成される。この排気ガス浄化装置１４の上流側には、尿素水噴射装置２３が設けられている。この尿素水噴射装置２３より尿素水Ｕを排気ガスＧに噴射して、排気ガスＧ内で尿素水ＵからＮＨ₃（アンモニア）を発生し、このＮＨ₃を排気ガス浄化装置１４内の尿素選択還元型触媒装置１４ｃに供給することで、排気ガスＧに含まれるＮＯｘをＮＨ₃で還元して浄化処理している。この尿素選択還元型触媒装置１４ｃは、一般的に、ハニカム構造体に、白金、バナジウム等の貴金属触媒や、バナジウム、銅、卑金属触媒を担持させて形成する。

【0020】

この排気ガスＧ中に尿素水噴射装置２３から尿素水Ｕを排気通路１３に供給する尿素水供給システム２０は、尿素水Ｕを貯留する尿素水タンク２１と、尿素水Ｕを約９ｂａｒ程度の高圧まで加圧して、この高圧化した尿素水Ｕを尿素水噴射装置２３に供給する尿素水供給装置（サプライモジュール：Ｓ／Ｍ）と、尿素水噴射装置２３と、これらを接続する尿素水配管２４（点線で示す）とを有して構成される。この尿素水供給装置２２は、尿素水Ｕの供給時には高圧化して尿素水噴射装置２３に送るが、尿素水Ｕの噴射後は、噴射されずに尿素水噴射装置２３の内部に滞留している余剰の尿素水Ｕを吸い戻す機能も付与されている。

【0021】

また、尿素水Ｕの融点は約−１１℃〜０℃であり、寒冷地等で、尿素水タンク２１に貯留した尿素水Ｕがこの融点以下になり凝固し凍結してしまうと、尿素水噴射装置２３に尿素水Ｕを供給することが困難になるため、この尿素水供給システム２０には、エンジン冷却水Ｗを尿素水タンク２１の加熱管３４と尿素水噴射装置２３に循環して尿素水Ｕを解凍したり、尿素水Ｕの温度を融点以上に維持したりする尿素水の温度管理システム３０が設けられている。

【0022】

この尿素水の温度管理システム３０は、エンジン本体１１から出る第１配管３１と、この第１配管３１から分岐する第２配管３２と、この第２配管３２に設けられた流量制御弁３３と、尿素水タンク２１に設けられた加熱管３４と、この加熱管３４と尿素水供給装置２２との間を連結する第３配管３５と、尿素水供給装置２２からエンジン本体１１に向かう第４配管３６と、この第４配管３６が合流する第５配管３９とを有すると共に、更に、第１配管３１から分岐して尿素水噴射装置２３に接続して、エンジン冷却水Ｗを尿素水噴射装置２３に供給する第６配管３７と、尿素水噴射装置２３から第５配管に接続して、エンジン冷却水Ｗを尿素水噴射装置２３からエンジン本体１１に戻す第７配管３８とを有して構成される。なお、これらの第１配管３１から第７配管は図１では太線で示している。

【0023】

そして、この流量制御弁３３の開閉制御によりエンジン冷却水Ｗの加熱管３４への供給を制御して、尿素水タンク２１に貯蔵されている尿素水Ｕの温度Ｔｕを管理している。そのために、この尿素水供給システム２０と尿素水の温度管理システム３０を管理及び制御する尿素水噴射制御ユニット（ＤＣＵ）（制御装置）４１が設けられる。

【0024】

この尿素水噴射制御ユニット４１は、エンジン１０の全体を制御するエンジンコントロールモジュールと呼ばれる全体制御装置（ＥＣＭ）との間の信号により、尿素水タンク２１、尿素水供給装置２２、尿素水噴射装置２３等を制御すると共に、さらに、尿素水タンク２１に設けられ、尿素水タンク２１に貯蔵されている尿素水Ｕの温度Ｔｕを検出する温度センサ４２からの信号を受けて、流量制御弁３３を制御する。

【0025】

また、尿素水噴射制御ユニット４１は、尿素水タンク２１、尿素水供給装置２２、または尿素水噴射装置２３のいずれかに異常（故障）が発生した場合は、その異常情報を受信し、全体制御装置４０に送信し、全体制御装置４０が、車両の運転席等に配設された異常情報の表示用ランプを点灯させる等して、運転者にこの異常情報を伝達するように構成される。

【0026】

この尿素水噴射制御ユニット４１は、図１に示すように、全体制御装置４０とは別個に構成され、制御信号線で接続されて構成されてもよいが、全体制御装置４０に組み込まれて一つの全体システム制御装置として構成されてもよい。

【0027】

そして、この尿素水噴射制御ユニット４１は、尿素水タンク２１に貯蔵されている尿素水Ｕの温度Ｔｕに応じて、例えば、４５分等の予め設定された一定時間の間（単位制御時間）Ｒｔにおける、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを変化させて、尿素水タンク２１の加熱管３４に供給するエンジン冷却水Ｗの流量を調整することで、貯蔵されている尿素水Ｕの温度Ｔｕを制御及び管理する。なお、流量制御弁３３を流量調整弁で構成し、流量調整弁の開弁時の弁開度を制御することでエンジン冷却水Ｗの流量を調整するように構成してもよいが、流量制御弁３３を開閉弁で構成し、開弁時間と閉弁時間を制御した方が、流量調整が容易となる。

【0028】

そして、本発明においては、図２に示すように、第１温度Ｔｕ１をマイナス１１℃以上０℃以下の温度範囲内の温度、好ましくは０℃（図２では０℃）に、第２温度Ｔｕ２を１℃以上２．５℃以下の温度範囲内の温度、好ましくは２℃（図２では２℃）に、第３温度Ｔｕ３を１５℃以上２０℃以下の温度範囲内の温度、好ましくは２０℃（図２では２０℃）にそれぞれ設定する。また、流量制御弁３３の予め設定された一定時間Ｒｔに対する開弁時間Ｒａの割合を示す開弁の時間割合ｒａに関して、予め設定された設定割合ｒａｃを４０％以上６０％以下の範囲内の時間割合、好ましくは５０％（図２では５０％）に設定する。

【0029】

この第１温度Ｔｕ１以下の温度範囲は、尿素水の解凍を優先する温度範囲であり、尿素濃度が３２．５％で融点が最低温度のマイナス１１℃となるので、これを考慮して、下限値をマイナス１１℃とする。また、尿素濃度が０％、即ち、水のみの場合の融点が０℃となるので、その上限値を０℃とする。この０℃を超えると温度センサ４２の周辺の尿素水Ｕは確実に溶けるので尿素濃度の判定を精度良く行うことが可能となる。

【0030】

この第１温度Ｔｕ１を超えてから第２温度Ｔｕ２までの温度範囲では、尿素水Ｕの解凍の優先度は減り、尿素水Ｕの温度上昇による気泡発生抑制の優先度が高まる。そのため、尿素水Ｕの温度Ｔｕが第１温度Ｔｕ１から第２温度Ｔｕ２に上昇するにつれて、開弁の時間割合ｒａを１００％から設定割合に移行する必要があるが、流量制御弁３３の制御を考えると、一気に流量を減少させるのではなく、徐々に流量を減少させた方が良いので、第２温度Ｔｕ２の下限値を１℃とし、上限値を２．５℃とする。

【0031】

第２温度Ｔｕ２から第３温度Ｔｕ３までの温度範囲では、尿素水タンク２１全体の解凍性を確保しつつ、極力気泡の発生を抑制する。そのため、緩やかに開弁の時間割合ｒａを変化させる。そして、尿素水Ｕの温度Ｔｕが２０℃以上になると尿素濃度センサ（図示しない）の検知値が実際の濃度より低くなる傾向があるため、尿素水Ｕの温度上昇をストップさせる温度として第３温度Ｔｕ３を設け、この第３温度の上限を２０℃とする。なお、下限値は、これよりも低い１５℃とする。

【0032】

ここで、この流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａについてより詳細に説明すると、予め設定した単位制御時間（１サイクル：例えば、４５分）Ｒｔを分母とし、この単位制御時間Ｒｔに対して流量制御弁３３が開弁している開弁時間Ｒａを分子として算出される値（補正係数、図２の縦軸に記載の補正係数も同様）をパーセンテージで示したものである。つまり、開弁時間Ｒａ＝（単位制御時間Ｒｔ×時間割合ｒａ×０．０１）となる。

【0033】

例えば、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａが１００％であるときは、単位制御時間Ｒｔ内の全期間で流量制御弁３３が開弁しており、開弁の時間割合ｒａが５０％であるときは、単位制御時間Ｒｔ内の５０％の時間Ｒ₅₀で流量制御弁３３が開弁しており、開弁の時間割合ｒａが０％であるときは、単位制御時間Ｒｔ内の全期間で流量制御弁３３が閉弁している。つまり、単位制御時間Ｒｔを４５分とすると、時間Ｒ₅₀は２２．５分（＝４５分×５０×０．０１）となる。

【0034】

そして、尿素水噴射制御ユニット４１は、尿素水タンク２１に供給するエンジン冷却水（加熱媒体）Ｗの流量を調整する流量制御弁３３を制御し、この制御において、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第１温度Ｔｕ１以下であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを１００％にして常時開とし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第２温度Ｔｕ２であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを予め設定された設定割合ｒａｃとし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第３温度Ｔｕ３以上であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを０％にして常時閉とする制御を行うように構成される。

【0035】

また、更に、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第１温度Ｔｕ１と第２温度Ｔｕ２との間であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを１００％と設定割合ｒａｃの間の線形補間の時間割合とし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第２温度Ｔｕ２と第３温度Ｔｕ３との間であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを設定割合ｒａｃと０％の間の線形補間の時間割合とする制御を行うように構成される。

【0036】

つまり、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第１温度Ｔｕ１と第２温度Ｔｕ２との間にあるときは、図２に示すように、横軸の尿素水の温度Ｔｕに対して、縦軸の開弁の時間割合ｒａを示す第１線Ａの線上の値の開弁の時間割合ｒａで流量制御弁３３を開弁制御する。また、尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第２温度Ｔｕ２と第３温度Ｔｕ３との間にあるときは、図２に示すように、横軸の尿素水の温度Ｔｕに対して、縦軸の開弁の時間割合ｒａを示す第２線Ｂの線上の値の開弁の時間割合ｒａで流量制御弁３３を開弁制御する。

【0037】

この構成によれば、このエンジン冷却水Ｗの流量調整により、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの解凍性を確保しつつ、尿素水Ｕの温度上昇による尿素水Ｕ内における気泡の発生を抑制でき、尿素水Ｕに含まれる尿素の濃度（品質）を正確に判定することができる。また、第１温度Ｔｕ１、第２温度Ｔｕ２、第３温度Ｔｕ３、及び設定割合ｒａｃを上記の値に設定することにより、より効果的に尿素水Ｕの温度状態を尿素水が解凍状態でかつ尿素濃度の判定が精度良くできる状態に管理することができる。

【0038】

次に、本発明の実施の形態の尿素水の温度管理方法について説明する。この尿素水の温度管理方法は、エンジン１０の排気ガスＧ中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用する尿素水Ｕを貯留する尿素水タンク２１に、エンジン冷却水（加熱媒体）Ｗを通過させることで貯留した尿素水Ｕを解凍又は保温するとともに、尿素水タンク２１に供給するエンジン冷却水Ｗの流量を流量制御弁３３により調整する尿素水Ｕの温度管理方法である。

【0039】

そして、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第１温度Ｔｕ１以下であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを１００％にして常時開とし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第２温度Ｔｕ２であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを予め設定された設定割合ｒａｃとし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、予め設定された第３温度Ｔｕ３以上であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを０％にして常時閉とする。

【0040】

また、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第１温度Ｔｕ１と第２温度Ｔｕ２との間であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを１００％と設定割合ｒａｃの間の線形補間の時間割合とし、尿素水タンク２１の尿素水Ｕの温度Ｔｕが、第２温度Ｔｕ２と第３温度Ｔｕ３との間であるときは、流量制御弁３３の開弁の時間割合ｒａを設定割合ｒａｃと０％の間の線形補間の時間割合とする。

【0041】

従って、上記の構成の尿素水の温度管理システム３０、及び、尿素水の温度管理方法によれば、このエンジン冷却水（加熱媒体）Ｗの流量調整を比較的単純な開閉弁の流量制御弁３３の開閉制御で行うことにより、尿素水タンク２１に貯留され、エンジン（内燃機関）１０の排気ガスＧ中のＮＯｘを浄化処理する際に還元剤として使用される尿素水Ｕの解凍性を確保しつつ、尿素水Ｕの温度上昇による尿素水Ｕ内での気泡の発生を抑制でき、尿素水Ｕに含まれる尿素の濃度（品質）を正確に判定することができ、精度良く適量の尿素水Ｕを供給してＮＯｘ低減を図ることができる。

【符号の説明】

【0042】

１０ エンジン（内燃機関）
１１ エンジン本体
１２ 吸気通路
１３ 排気通路
１４ 排気ガス浄化装置
１４ａ 酸化触媒
１４ｂ ＰＭ捕集用フィルタ
１４ｃ 尿素選択還元型触媒装置（尿素ＳＣＲ装置）
２０ 尿素水供給システム
２１ 尿素水タンク
２２ 尿素水供給装置
２３ 尿素水噴射装置
３０ 尿素水の温度管理システム
３３ 流量制御弁
３４ 加熱管
４０ 全体制御装置（ＥＣＵ）
４１ 尿素水噴射制御ユニット（制御装置）
４２ 温度センサ
Ｔｕ１ 予め設定された第１温度
Ｔｕ２ 予め設定された第２温度
Ｔｕ３ 予め設定された第３温度
Ｇ 排気ガス
Ｇｃ 浄化処理された排気ガス
Ｕ 尿素水
Ｗ エンジン冷却水（加熱媒体）

【図1】

【図2】