特許 7553340 制御装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/00 20060101AFI20240910BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F01N3/00 F

F01N3/08 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020202816

(22)【出願日】2020-12-07

(65)【公開番号】P2022090422

(43)【公開日】2022-06-17

【審査請求日】2023-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】千葉 訓弘

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３３３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４５２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０１５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３３２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６３０３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４６３２３３５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０６７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７０７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２７５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２８２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７５８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１８６２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００

Ｆ０１Ｎ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関（２）の排気通路（３）内に設けられた選択還元型触媒（５）の上流側に尿素水溶液を供給する噴射弁（５０）と、前記噴射弁（５０）と尿素水配管（６５）を介して連通するポンプ（４０）とを有する尿素ＳＣＲシステム（１０）の制御装置（８０）において、
前記制御装置（８０）は、前記噴射弁（５０）および前記ポンプ（４０）の作動を制御し、かつ、前記選択還元型触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサ（７０）を診断する制御部（８４）を備え、
前記内燃機関（２）が停止すると、前記制御部（８４）は、大気圧（ＰＡ）が所定の圧力（ＰＶｔｈ）以下の場合に、前記ＮＯｘセンサ（７０）の診断を行い、その後、前記噴射弁（５０）から尿素水溶液を回収する、
制御装置。

【請求項2】

前記内燃機関（２）が停止すると、前記制御部（８４）は、大気圧（ＰＡ）が所定の圧力（ＰＶｔｈ）より大きい場合に、前記噴射弁（５０）から尿素水溶液を回収するとともに、前記ＮＯｘセンサ（７０）の診断を行う、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

内燃機関（２）の排気通路（３）内に設けられた選択還元型触媒（５）の上流側に尿素水溶液を供給する噴射弁（５０）と、前記噴射弁（５０）と尿素水配管（６５）を介して連通するポンプ（４０）とを有する尿素ＳＣＲシステム（１０）の制御装置（８０）において、
前記制御装置（８０）は、前記噴射弁（５０）および前記ポンプ（４０）の作動を制御し、かつ、前記選択還元型触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサ（７０）を診断する制御部（８４）を備え、
前記内燃機関（２）が停止すると、前記制御部（８４）は、大気圧（ＰＡ）が前記噴射弁（５０）内の圧力（ＰＶＴ１）以下の場合に、前記ＮＯｘセンサ（７０）の診断を行い、その後、前記噴射弁（５０）から尿素水溶液を回収する、
制御装置。

【請求項4】

前記内燃機関（２）が停止すると、前記制御部（８４）は、大気圧（ＰＡ）が前記噴射弁（５０）内の圧力（ＰＶＴ１）より大きい場合に、前記噴射弁（５０）から尿素水溶液を回収するとともに、前記ＮＯｘセンサ（７０）の診断を行う、
請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記制御部（８４）は、前記噴射弁（５０）から尿素水溶液を回収する際に、前記ポンプ（４０）を回収モードで作動させ、第１の所定時間（Ｔ１）経過後に、前記噴射弁（５０）を閉弁状態から開弁状態とする、
請求項１～４のいずれか一項に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気通路内に設けられた選択還元型触媒の上流側に尿素水溶液を供給する尿素ＳＣＲシステムの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載され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にＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれる場合がある。かかるＮＯｘを還元して窒素や水等に分解することにより排気を浄化するための装置の一態様として、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｓｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが実用化されている。尿素ＳＣＲシステムは、液体還元剤として尿素水溶液を使用し、尿素水溶液が分解することにより生成されるアンモニアを排気中のＮＯｘと反応させることにより、ＮＯｘを分解するシステムである。

【0003】

尿素ＳＣＲシステムは、排気通路に配設された選択還元型触媒と、選択還元型触媒よりも上流側の排気通路に尿素水溶液を供給するための尿素水供給装置と、を備える。選択還元型触媒は、尿素水溶液が分解することにより生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気中のＮＯｘとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する。また、尿素水供給装置は、貯蔵タンク内に収容された尿素水溶液を圧送するポンプと、ポンプにより圧送される尿素水溶液を噴射する噴射弁とを備える。

【0004】

尿素ＳＣＲシステムにおいては、選択還元型触媒よりも下流側にＮＯｘが流出していないかを監視するために、選択還元型触媒の下流側にＮＯｘセンサが備えられる場合がある。選択還元型触媒の下流側に備えられるＮＯｘセンサは、尿素水溶液の噴射量の制御にも用いられ得る。ＮＯｘセンサによる計測値と実際のＮＯｘ濃度とのずれが大きいと、尿素水溶液の噴射量に過不足を生じ、ＮＯｘあるいはアンモニアが選択還元型触媒の下流側に流出するおそれがある。

【0005】

特許文献１には、尿素ＳＣＲシステムにおいて、内燃機関の停止中に還元剤である尿素水溶液の温度が凝固点を下回ると、還元剤供給経路内で還元剤が凝固し、配管や還元剤噴射弁が破損するおそれがある。そのため、内燃機関の停止時に還元剤供給経路内に残留する還元剤を還元剤タンクに回収する制御が実施されることが記載されている。また、特許文献２には、尿素ＳＣＲシステムにおいて、内燃機関の停止時においてＮＯｘセンサを診断することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－１０１５６４号公報

【文献】特開２０１７－１３３３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２には、内燃機関の停止時においてＮＯｘセンサを診断することが記載されているが、内燃機関の停止時に行われるべき尿素水溶液の回収については言及されていない。尿素水溶液の回収時に、尿素水溶液の漏れが発生した場合には、それに起因したアンモニアが発生し、ＮＯｘセンサの診断を正確に行えないおそれがある。

【0008】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、内燃機関の停止時においてＮＯｘセンサの診断と尿素水溶液の回収を行う尿素ＳＣＲシステムの制御装置であって、ＮＯｘセンサの診断時において排気通路内に尿素水溶液が漏れることがなく、ＮＯｘセンサの診断を正確に行える尿素ＳＣＲシステムの制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のある観点によれば、内燃機関の排気通路内に設けられた選択還元型触媒の上流側に尿素水溶液を供給する噴射弁と、前記噴射弁と尿素水配管を介して連通するポンプとを有する尿素ＳＣＲシステムの制御装置において、前記制御装置は、前記噴射弁および前記ポンプの作動を制御し、かつ、前記選択還元型触媒の下流側に設けられたＮＯｘセンサを診断する制御部を備え、前記内燃機関が停止すると、前記制御部は、大気圧が所定の圧力以下の場合に、前記ＮＯｘセンサの診断を行い、その後、前記噴射弁から尿素水溶液を回収する、制御装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、内燃機関の停止時においてＮＯｘセンサの診断と尿素水溶液の回収を行う尿素ＳＣＲシステムの制御装置であって、ＮＯｘセンサの診断時において排気通路内に尿素水溶液が漏れることがなく、ＮＯｘセンサの診断を正確に行える尿素ＳＣＲシステムの制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る制御装置が適用される尿素ＳＣＲシステムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る制御装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。

【0013】

＜１．尿素ＳＣＲシステムの全体構成＞
まず、本実施形態に係る制御装置を適用可能な尿素ＳＣＲシステムの構成例について説明する。図１は、尿素ＳＣＲシステム１の構成例を示す模式図である。

【0014】

尿素ＳＣＲシステム１は、ディーゼルエンジンに代表される内燃機関２の排気通路３の
途中に設けられた選択還元型触媒５と、選択還元型触媒５の上流側で排気通路３内に還元剤である尿素水溶液を供給するための尿素水供給装置１０とを備える。選択還元型触媒５よりも下流の排気通路３には、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ７０が設けられている。ＮＯｘセンサ７０のセンサ信号は制御装置８０に送信される。この他、制御装置８０には、大気圧センサ７５、イグニッションスイッチ９０からの信号が入力される。大気圧センサ７５は公知の大気圧センサであり、独立したセンサとして内燃機関２が搭載された車両に取り付けられていても良いし、制御装置８０内に大気圧を測定可能に配置されていても良い。

【0015】

ＮＯｘセンサ７０は、ジルコニア固体電解質の積層構造を有する公知のＮＯｘセンサである。本実施形態で使われるＮＯｘセンサ７０は検出したＮＯｘ濃度に応じた信号を出力する。すなわち、検出したＮＯｘ濃度が高くなるにしたがってＮＯｘセンサ７０は高い値、例えば高い電圧を出力する。一方ＮＯｘセンサ７０はアンモニアにも反応するという特性を有する。すなわち、ＮＯｘに加えアンモニアも存在する環境においては、ＮＯｘセンサ７０は、ＮＯｘ濃度に応じた出力値に、アンモニア濃度に応じた出力値が加算された信号を出力する。

【0016】

選択還元型触媒５は、内燃機関２の排気ガス中に含まれるＮＯｘを選択的に還元する。具体的に、選択還元型触媒５は、尿素水供給装置１０により供給される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯｘをアンモニアと反応させることにより還元する。尚、選択還元型触媒５は、パティキュレートフィルタの機能を併せ持つものであってもよい。また、選択還元型触媒５の上流側の排気通路３には、公知の酸化触媒７が設けられていても良い。

【0017】

＜２．尿素水供給装置＞
尿素水供給装置１０は、選択還元型触媒５よりも上流側で排気通路３内に尿素水溶液を噴射する。尿素水供給装置１０は、ポンプ４０と噴射弁５０とを備える。噴射弁５０は選択還元型触媒５よりも上流で酸化触媒７よりも下流の排気通路３に固定されており、ポンプ４０から圧送された尿素水溶液を排気通路３内に噴射する。ポンプ４０及び噴射弁５０は制御装置８０によって駆動制御される。

【0018】

ポンプ４０の吸入口には、他端が尿素水タンク２０内に位置する第１尿素水配管６０が接続されている。ポンプ４０の吐出口には、他端が噴射弁５０に接続された第２尿素水配管６５が接続されている。ポンプ４０は、第１尿素水配管６０を介して尿素水タンク２０内の尿素水溶液を吸い上げ、第２尿素水配管６５を介して尿素水溶液を噴射弁５０に供給する。

【0019】

ポンプ４０としては、例えば電磁駆動式のダイヤフラムポンプ又はギヤポンプが用いられる。ポンプ４０の出力は、制御装置８０により制御される。制御装置８０は、噴射弁５０に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値で維持されるようにポンプ４０の出力を制御する。

【0020】

噴射弁５０として、例えば通電制御により開弁及び閉弁が切り替えられる電磁駆動式の噴射弁が用いられる。制御装置８０は、噴射弁５０に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値となるようにポンプ４０の出力を制御しつつ、尿素水溶液の目標噴射量に応じて噴射弁５０の開弁時間を調節する。

【0021】

また、尿素水供給装置１０により、噴射弁５０内の尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に回収することができる。尿素水溶液の凍結温度は低くても－１１℃程度であるため、内燃機関２の停止中に尿素水溶液が凍結する場合がある。尿素水溶液が凍結すると、体積が膨張して、噴射弁５０等を破損させるおそれがある。このため、制御装置８０が内燃機関２の停止後において、ポンプ４０を回収モードで作動させることにより、噴射弁５０等に残留する尿素水溶液が尿素水タンク２０方向に回収される。

【0022】

例えば、ポンプ４０が還元剤圧送用ポンプと還元剤回収用ポンプを備えた場合には、当該還元剤回収用ポンプを駆動させることにより、噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に移動させることができる。この場合、ポンプ４０の回収モードとは、還元剤回収用ポンプを駆動させることである。また、ポンプ４０が逆回転可能なポンプである場合には、当該ポンプ４０を逆回転させることにより、噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に移動させることができる。この場合、ポンプ４０の回収モードとは、ポンプ４０を逆回転させることである。また、ポンプ４０に流路切換弁が付設されていてもよい。当該流路切換弁により、ポンプの吸入口の接続先を第１尿素水配管６０から第２尿素水配管６５に、ポンプの吐出口の接続先を第２尿素水配管６５から第１尿素水配管６０に切り換えることにより（回収方向接続）、尿素水溶液の流れを反転させ、噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に移動させることができる。この場合、ポンプ４０の回収モードとは、流路切換弁を回収方向接続に切り換えるとともに、ポンプ４０を順方向に作動させることである。ポンプ４０の回収モードは、ここに例示した以外のものであってもよい。

【0023】

ＮＯｘセンサ７０は、選択還元型触媒５よりも下流での排気中のＮＯｘの濃度を取得し、制御装置８０へ送る。例えば、ＮＯｘ濃度が所定の基準値を上回る場合には、尿素水溶液の噴射量を増量させる補正を行う。

【0024】

＜３．制御装置＞
次に、本実施形態に係る尿素ＳＣＲシステムの制御装置８０の構成例について説明する。図２は、制御装置８０の構成のうち本実施形態に関連する部分の機能構成を示すブロック図である。

【0025】

制御装置８０の一部又は全部は、例えば、マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよく、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよい。また、制御装置８０の一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）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あってもよい。制御装置８０は、例えば、１つであってもよく、また、複数に分かれていてもよい。

【0026】

制御装置８０は、図２に示されるように、例えば、取得部８２と、制御部８４とを備える。

【0027】

取得部８２は、内燃機関２が搭載されている車両の各装置から情報を取得し、制御部８４へ出力する。例えば、取得部８２は、ＮＯｘセンサ７０、イグニッションスイッチ９０及び大気圧センサ７５から情報を取得する。

【0028】

制御部８４は、判定部８６と、尿素水制御部８７と、診断部８８とを含む。

【0029】

判定部８６は、各種判定を行う。判定部８６による判定結果は、尿素水制御部８７と診断部８８により行われる処理に利用される。

【0030】

尿素水制御部８７は、尿素水供給装置１０が備えるポンプ４０および噴射弁５０等の作動を制御する。例えば、尿素水制御部８７は、ポンプ４０によって尿素水タンク２０から吸い上げた尿素水溶液を噴射弁５０に圧送し、噴射弁５０から排気通路３内に当該尿素水溶液を噴射するように制御する。詳細には、尿素水制御部８７は、噴射弁５０に供給される尿素水溶液の圧力が所定の目標値となるようにポンプ４０の出力を制御しつつ、尿素水溶液の目標噴射量に応じて噴射弁５０の開弁時間を調節する。

【0031】

内燃機関の停止後においては、尿素水制御部８７は噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に回収するように制御する。詳細には、内燃機関２の停止後において、尿素水制御部８７は噴射弁５０を閉弁し、ポンプ４０を回収モードで作動させる。回収モード開始から第１の所定時間Ｔ１経過後、噴射弁５０を開弁することにより、噴射弁５０の開口部から気体が導入され、これに伴って噴射弁５０等に残留する尿素水溶液が尿素水タンク２０方向に移動する。

【0032】

第１の所定時間Ｔ１の間、噴射弁５０を閉弁した状態でポンプ４０を回収モードで作動させることにより、噴射弁５０内の圧力ＰＶは圧力値ＰＶＴ１まで下がる。この圧力値ＰＶＴ１は所定の圧力ＰＶｔｈ以下の圧力となるように設定されている。一方、内燃機関２の停止後、排気通路３内の圧力は概ね大気圧ＰＡと同じ圧力になる。所定の圧力ＰＶｔｈは標準気圧に比べ低い圧力であるので、標準気圧下において、噴射弁５０を閉弁した状態でポンプ４０を回収モードで作動させ、第１の所定時間Ｔ１経過後に噴射弁５０を開弁すると、噴射弁５０内の尿素水溶液は大気圧ＰＡと噴射弁５０内の圧力値ＰＶＴ１との圧力差により、尿素水タンク２０の方向に移動する。

【0033】

しかしながら、山岳地帯等の高地で、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場所においては、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下となる場合がある。そのような大気圧ＰＡ下において、噴射弁５０を閉弁した状態でポンプ４０を回収モードで作動させ、第１の所定時間Ｔ１経過後に噴射弁５０を開弁すると、大気圧ＰＡと噴射弁５０内の圧力値ＰＶＴ１の圧力差により、噴射弁５０内の尿素水溶液が噴射弁５０の開口部から排気通路３内に漏れるおそれがある。噴射弁５０の開口時にもポンプ４０は連続して回収モードで作動しているので、排気通路３内に漏れる量は微量であるが、漏れた尿素水溶液は分解し、アンモニアとなり、その一部はＮＯｘセンサ７０が配置されている場所まで到達する可能性がある。

【0034】

尿素水溶液の回収を終了すると、尿素水制御部８７は噴射弁５０を閉弁するとともに、ポンプ４０の回収モードでの作動を停止する。例えば、噴射弁５０を開弁時から第２の所定時間Ｔ２を経過した場合に尿素水溶液の回収が終了したと判断してもよい。

【0035】

診断部８８は、選択還元型触媒５よりも下流の排気通路３に取り付けられたＮＯｘセンサ７０の診断を行う。例えば、内燃機関２が停止して、尿素水供給装置１０による尿素水溶液の噴射制御が停止している期間に、ＮＯｘセンサ７０により計測されるＮＯｘ濃度を閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈと比較することによりＮＯｘセンサ７０の診断を実行する。閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈは、ＮＯｘセンサ７０が検出すると推定される上限のＮＯｘ濃度であってもよいし、場合によっては、下限のＮＯｘ濃度を含んでいてもよい。閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈは、内燃機関２の停止後の経過時間にともなって変化する値として定められても良い。内燃機関２が停止した状態でＮＯｘセンサ７０の診断を実行するのは、内燃機関２の停止により、排気の流れが概ね停止するので、排気管内、特にＮＯｘセンサ７０周囲におけるＮＯｘ濃度を推測し易いからである。例えば、制御装置８０が内燃機関２および選択還元型触媒５等を含んだモデルを有しており、当該モデルを使って閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈを算出してもよい。

【0036】

説明を簡単にするために、閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈは、ＮＯｘセンサ７０が検出すると推定される上限のＮＯｘ濃度ということで、以下説明する。内燃機関２の停止後において、診断部８８はＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈ以下を表す値か否かを判断する。ＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈ以下の場合には、診断部８８は、ＮＯｘセンサ７０が正常であると診断する。一方、ＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈより高い場合には、診断部８８はＮＯｘセンサ７０が異常であると診断する。診断部８８がＮＯｘセンサ７０を異常であると診断した場合、診断部８８は、例えば、運転者にＮＯｘセンサ７０に異常があることを伝えるように構成されていてもよい。

【0037】

ＮＯｘセンサ７０はアンモニアにも反応する。したがって、ＮＯｘセンサの診断時において排気通路３内にアンモニアが残留していた場合には、診断部８８はＮＯｘセンサの診断を正確に行うことができないおそれがある。例えば、正常なＮＯｘセンサ７０の診断時において排気通路３内にアンモニアが残留していた場合に、ＮＯｘセンサ７０が当該アンモニアに反応してその検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈより高くなると、診断部８８はＮＯｘセンサ７０が異常であるとの誤診断をする。

【0038】

尚、ＮＯｘセンサ７０の診断機能はＮＯｘセンサ７０自身が有していてもよい。その場合、診断部８８はＮＯｘセンサ７０に対して自己診断を促し、ＮＯｘセンサ７０が自己診断を行い、診断部８８はその診断結果を受け取り、ＮＯｘセンサ７０に異常がある場合には、診断部８８が運転者にＮＯｘセンサ７０に異常があることを伝えるように構成されていてもよい。この場合、診断部８８がＮＯｘセンサ７０の診断を行うということは、診断部８８がＮＯｘセンサ７０に対して自己診断を促し、ＮＯｘセンサ７０が自己診断を行い、診断部８８がその診断結果を受け取ることも含まれる。

【0039】

内燃機関２の停止の情報を得ると、制御部８４は、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下か否かを判断し、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場合には、診断部８８がＮＯｘセンサ７０の診断を行い、その後、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うように制御する。大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場合に尿素水溶液の回収を行うと、尿素水溶液が噴射弁５０の開口部から漏れ、これに起因したアンモニアがＮＯｘセンサ７０の設置個所周辺まで到達する可能性がある。尿素水溶液の回収を行った後、ＮＯｘセンサ７０の診断を行った場合には、ＮＯｘセンサ７０がこのアンモニアに反応し、診断部８８が誤診断をするおそれがある。そこで、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場合には、ＮＯｘセンサ７０の診断を先に行い、その後、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うことにより、診断部８８の誤診断を避けることができる。

【0040】

一方、制御部８４は、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下か否かを判断し、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈより大きい場合には、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うとともに、診断部８８がＮＯｘセンサ７０の診断を行うように制御する。大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈより大きい場合には、尿素水溶液の回収の際に噴射弁５０の開口部から尿素水溶液が流出するおそれが無い。そこで、尿素水溶液の回収と並行してＮＯｘセンサ７０の診断を行うことにより、内燃機関２の停止後、診断部８８の誤診断が無く、かつ、早期に尿素水溶液の回収を行うことができるので、各装置への通電時間が短く、バッテリーの消費電力を少なく抑えることができる。

【0041】

尚、第２尿素水配管６５に配管内の圧力を測定する尿素水圧力センサが取り付けられていてもよい。尿素水圧力センサは、噴射弁５０内の圧力ＰＶを直接測定することができる。例えば、内燃機関２の停止後において、制御装置８０が圧力値ＰＶＴ１をまず測定し、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下か否かを判断するように構成されていてもよい。制御部８４は、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下か否かを判断し、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下の場合には、診断部８８がＮＯｘセンサ７０の診断を行い、その後、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うように制御する。また、制御部８４は、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下か否かを判断し、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１より大きい場合には、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うとともに、診断部８８がＮＯｘセンサ７０の診断を行うように制御する。このように所定の圧力ＰＶｔｈの代わりに実測値である圧力値ＰＶＴ１を使用することにより、より正確な制御ができる。

【0042】

尚、内燃機関２の停止は、例えば、イグニッションスイッチ９０がオフになったことにより検知されてもよい。

【0043】

＜４．フローチャート＞
次に、制御装置８０により実行される処理の一例について、図３を用いて説明する。

【0044】

取得部８２がイグニッションスイッチ９０の情報を取得する（ステップＳ１０）。

【0045】

判定部８６はイグニッションスイッチ９０がオフか否かを判断する（ステップＳ２０）。イグニッションスイッチがオフでない（ＮＯ）、すなわちオンの場合にはステップＳ１０に戻り、イグニッションスイッチがオフの場合（ＹＥＳ）には、内燃機関２が停止したと判断し、ステップＳ３０に進む。

【0046】

尿素水制御部８７は、噴射弁５０を閉弁し（ステップＳ３０）、その後、ステップＳ４０に進む。

【0047】

取得部８２が大気圧センサ７５から大気圧ＰＡを取得する（ステップＳ４０）。

【0048】

判定部８６は大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下か否かを判断する（ステップＳ５０）。大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６０に進み、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈより大きい場合（ＮＯ）にはステップＳ１１０に進む。所定の圧力ＰＶｔｈについては前述した通りである。

【0049】

ステップＳ６０では、診断部８８は、選択還元型触媒５よりも下流の排気通路３に取り付けられたＮＯｘセンサ７０の診断を行う。具体的には、診断部８８はＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈ以下か否かを判断する。ＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈ以下の場合には、診断部８８は、ＮＯｘセンサ７０が正常であると診断する。一方、ＮＯｘセンサ７０の検出値が閾値ＮＯｘ濃度Ｎｔｈより高い場合には、診断部８８はＮＯｘセンサ７０が異常であると診断する。診断部８８がＮＯｘセンサ７０を異常であると診断した場合、診断部８８は、例えば、運転者にＮＯｘセンサ７０が異常であることを伝えてもよい。診断部８８はＮＯｘセンサ７０の診断後、ステップＳ７０に進む。

【0050】

尚、ＮＯｘセンサ７０の診断機能をＮＯｘセンサ７０自身が有している場合には、ステップＳ６０では、診断部８８はＮＯｘセンサ７０に対して自己診断を促し、診断部８８はＮＯｘセンサ７０の自己診断結果を受け取ることとしてもよい。

【0051】

ステップＳ７０では、尿素水制御部８７は、噴射弁５０等に残留する尿素水溶液を尿素水タンク２０方向に回収するように制御する。具体的には、まず、尿素水制御部８７はポンプ４０を回収モードで作動させる。回収モード開始から第１の所定時間Ｔ１経過後、噴射弁５０を開弁することにより、噴射弁５０の開口部から気体が導入され、これに伴って噴射弁５０等に残留する尿素水溶液が尿素水タンク２０方向に移動する。その後、尿素水溶液の回収が終了すると、尿素水制御部８７は噴射弁５０を閉弁するとともに、ポンプ４０の回収モードでの作動を停止する。

【0052】

このように、大気圧ＰＡが所定の圧力ＰＶｔｈ以下の場合には、ＮＯｘセンサ７０の診断を先に行い、その後、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うことにより、診断部８８の誤診断を避けることができる。

【0053】

一方、大気圧が所定の圧力ＰＶｔｈより大きい場合にはステップＳ１１０において、尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を開始し、ステップＳ１２０において診断部８８がＮＯｘセンサの診断を行う。その後、尿素水溶液の回収が終了すると、ステップＳ１３０において尿素水制御部８７は噴射弁５０を閉弁するとともに、ポンプ４０の回収モードでの作動を停止する。ＮＯｘセンサの診断の詳細についてはステップＳ６０で説明した通りである。また、尿素水溶液の回収についてはステップＳ７０で説明した通りである。尚、ＮＯｘセンサ７０の診断機能をＮＯｘセンサ７０自身が有している場合には、ステップＳ１２０では、診断部８８はＮＯｘセンサ７０に対して自己診断を促し、診断部８８はＮＯｘセンサ７０の自己診断結果を受け取ることとしてもよい。

【0054】

大気圧が所定の圧力ＰＶｔｈより大きい場合には、尿素水溶液の回収時に噴射弁５０を開弁しても尿素水溶液が噴射弁５０の開口部からリークするおそれがないので、噴射弁５０から尿素水溶液を回収するとともに、ＮＯｘセンサ７０の診断を行う。このように、尿素水溶液の回収と並行してＮＯｘセンサ７０の診断を行うことにより、内燃機関２の停止後、早期に尿素水溶液の回収を行うことができるので、制御装置８０への通電時間が短く、バッテリーの消費電力を少なく抑えることができる。

【0055】

尚、第２尿素水配管６５に配管内の圧力を測定する尿素水圧力センサが取り付けられている場合には、ステップＳ３０において、尿素水制御部８７が噴射弁５０を閉弁し、かつ、取得部８２が圧力値ＰＶＴ１を取得するようにしてもよい。この場合、ステップＳ５０において、判定部８６は大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下か否かを判断する。大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６０に進み、大気圧ＰＡが圧力値ＰＶＴ１より大きい場合（ＮＯ）にはステップＳ１１０に進む。その他のステップにおいては、前述のフローチャートと同じである。尚、ステップＳ３０における圧力値ＰＶＴ１の取得は、例えば、尿素水制御部８７が噴射弁５０を閉弁するとともにポンプ４０を回収モードで作動させ、回収モードでの作動開始から第１の所定時間Ｔ１経過時に、取得部８２が尿素水圧力センサから圧力値ＰＶＴ１を取得するようにしてもよい。

【0056】

大気圧センサ７５の代わりに、排気通路３内の圧力を測定可能な排気圧センサを用いても良い。

【0057】

このように、本願発明によれば、内燃機関の停止後、大気圧ＰＡに基づいて、ＮＯｘセンサ７０の診断を先に行いその後尿素水制御部８７が尿素水溶液の回収を行うか、または、尿素水溶液の回収と並行してＮＯｘセンサ７０の診断を行うかを決めることによって、ＮＯｘセンサ７０の正しい診断を可能にするとともに、バッテリーの消費電力を少なく抑えることができる制御装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0058】

１ 尿素ＳＣＲシステム、２ 内燃機関、３ 排気通路、５ 選択還元型触媒、７ 酸化触媒、１０ 尿素水供給装置、２０ 尿素水タンク、４０ ポンプ、５０ 噴射弁、６０ 第１尿素水配管、６５ 第２尿素水配管、７０ ＮＯｘセンサ、７５ 大気圧センサ、８０ 制御装置、８２ 取得部、８４ 制御部、８６ 判定部、８７ 尿素水制御部、８８ 診断部、９０ イグニッションスイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】