本發(fā)明涉及還原劑噴射裝置的控制裝置，所述還原劑噴射裝置的控制裝置用于控制將還原劑供給至內(nèi)燃機的排氣通路的還原劑噴射裝置。

背景技術(shù)：

在搭載于車輛的柴油發(fā)動機等內(nèi)燃機的排氣中包括有nox（氮氧化物）。作為用于通過將該nox還原來分解成氮或水等從而將排氣凈化的裝置，尿素選擇性催化還原（scr，selectivecatalysticreduction）系統(tǒng)被實用化。尿素選擇性催化還原系統(tǒng)作為還原劑使用尿素水溶液，使排氣中的nox與氨反應(yīng)，由此將nox分解。

該尿素選擇性催化還原系統(tǒng)具備配置于排氣通路的選擇性還原催化劑、用于將尿素水溶液供給到比選擇性還原催化劑靠上游側(cè)的排氣通路的還原劑噴射裝置。選擇性還原催化劑具有以下功能：吸附尿素水溶液分解而生成的氨，促進流入的排氣中的nox與氨進行還原反應(yīng)。此外，還原劑噴射裝置具備將被收納于儲藏罐內(nèi)的尿素水溶液壓送的泵、將被泵壓送的尿素水溶液噴射的噴射閥、進行泵及噴射閥的控制的控制裝置。

在尿素選擇性催化還原系統(tǒng)中使用的尿素水溶液根據(jù)濃度不同而凍結(jié)溫度不同。即使是最低凍結(jié)溫度，該溫度也是負11℃左右。因此，在內(nèi)燃機停止時，尿素水溶液被從還原劑噴射裝置內(nèi)回收至儲藏罐，以免在停車時尿素水溶液凍結(jié)，體積膨張，使得泵或噴射閥、流通有尿素水溶液的配管等破損。被回收的尿素水溶液在還原劑噴射裝置的起動時被再充填至還原劑噴射裝置內(nèi)。

另一方面，若噴射閥暴露在高溫中，則有下述情況：附著于噴射閥的尿素水溶液的溶劑蒸發(fā)，濃度上升，凍結(jié)溫度上升，由此，尿素水溶液發(fā)生結(jié)晶化。例如，若在內(nèi)燃機停止時，噴射閥的冷卻機構(gòu)的功能停止，則受到殘留的排氣熱的影響，附著于噴射閥的尿素水溶液可能被加熱，發(fā)生結(jié)晶化。此外，即使在內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)中，在長時間不進行尿素水溶液的噴射的情況下，附著于噴射閥的尿素水溶液可能被排氣熱加熱，發(fā)生結(jié)晶化。若尿素水溶液發(fā)生結(jié)晶化，則噴射閥的閥體發(fā)生固接（固著），可能發(fā)生噴孔打開的狀態(tài)下不能關(guān)閉的開固接或噴孔呈關(guān)閉狀態(tài)的閉固接。

進而，排氣中包括的煤等微粒經(jīng)由噴孔侵入至噴射閥內(nèi)，附著于閥體的滑動部分或落座部分等，由此可能發(fā)生上述的開固接或閉固接。

這里，在噴射閥發(fā)生固接的情況下，根據(jù)該固接是開固接還是閉固接，應(yīng)該采取的處理也不同。例如，噴射閥呈閉固接狀態(tài)的情況，在維持泵的驅(qū)動的狀態(tài)下，尿素水溶液也不漏出至排氣管內(nèi)，但噴射閥呈開固接狀態(tài)的情況，在維持泵的驅(qū)動的狀態(tài)下，呈尿素水溶液流出的狀態(tài)，所以需要使泵的驅(qū)動停止。

在專利文獻1中，提出下述還原劑噴射閥的異常判定裝置，該還原劑噴射閥的異常判定裝置在發(fā)生噴射閥的閥體的動作不良的情況下，能夠高精度地辨別噴射閥的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)。具體地，公開下述異常判定裝置，該異常判定裝置基于將相對于噴射閥供給尿素水溶液的還原劑通路內(nèi)減壓時的還原劑通路內(nèi)的壓力變化，辨別閥體的動作不良是由于開固接導(dǎo)致的還是由于閉固接導(dǎo)致的。

專利文獻1：日本特開2012-102637號公報。

專利文獻1中公開的異常判定裝置僅能夠在內(nèi)燃機的停止時等停止由還原劑噴射裝置進行的尿素水溶液的噴射控制時，執(zhí)行開固接或閉固接的辨別。即，專利文獻1公開的異常判定裝置不能在尿素水溶液的噴射控制中執(zhí)行開固接或閉固接的辨別，所以在尿素水溶液的噴射控制開始后在噴射閥上發(fā)現(xiàn)某些異常的情況下，不得不禁止噴射控制?？梢韵氲?，若在尿素水溶液的噴射控制中也能夠辨別噴射閥的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)，則在不妨礙由噴射閥進行的尿素水溶液的噴射控制的情況下，能夠使噴射控制繼續(xù)。

此外，在停止尿素水溶液的噴射控制時，即使發(fā)生噴射閥的固接，在該固接是由尿素水溶液的結(jié)晶化產(chǎn)生的情況下，結(jié)晶化的尿素水溶液被浸于液體的尿素水溶液，由此再次液化，有閥體的動作不良得以改善的情況。即，在噴射控制開始前噴射閥發(fā)生固接的情況下，有時能夠嘗試結(jié)晶化的尿素水溶液的融解。但是，即使在嘗試結(jié)晶化的尿素水溶液的融解的情況下，在融解不充分的情況下，在尿素水溶液的噴射控制的開始后，有時辨別成噴射閥異常。該情況下，在噴射閥為閉固接狀態(tài)的情況下，即使維持泵的驅(qū)動也不呈尿素水溶液流出狀態(tài)，所以能夠在禁止噴射控制前，再次嘗試結(jié)晶化的尿素水溶液的融解。因此，為了改善結(jié)晶化的尿素水溶液的融解不充分的狀態(tài)，也希望在尿素水溶液的噴射控制中能夠辨別噴射閥的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，本發(fā)明的目的是，提供一種還原劑噴射裝置的控制裝置，所述還原劑噴射裝置的控制裝置在還原劑的噴射控制中能夠辨別在噴射閥上發(fā)生的異常是開固接還是閉固接。

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的觀點，提供一種還原劑噴射裝置的控制裝置，上述控制裝置用于控制還原劑噴射裝置，上述還原劑噴射裝置借助安裝在內(nèi)燃機的排氣管上的噴射閥，將用于凈化上述內(nèi)燃機的排氣中的nox的還原劑噴射至被配設(shè)在排氣通路上的還原催化劑的上游側(cè)，其特征在于，具備噴射控制部和異常判定部，上述噴射控制部控制將還原劑壓送的泵的輸出，使得被供給至噴射閥的還原劑的壓力為既定的目標(biāo)值，并且上述噴射控制部控制噴射閥的開閥動作，上述異常判定部基于還原劑的噴射控制的執(zhí)行中的對噴射閥通電的電流波形及泵的輸出，將噴射閥的開固接或閉固接進行區(qū)別，并且對噴射閥的異常進行判定。

也可以是，異常判定部在電流波形上未發(fā)現(xiàn)變化點并且在泵的輸出被維持在第1范圍內(nèi)的情況下，判定為噴射閥處于開固接狀態(tài)，在電流波形上未發(fā)現(xiàn)變化點并且泵的輸出被維持在比上述第1范圍小的值的第2范圍內(nèi)的情況下，判定為噴射閥處于閉固接狀態(tài)。

也可以是，異常判定部在判定為噴射閥處于開固接狀態(tài)的情況下，使還原劑的噴射控制中止。

也可以是，具備復(fù)原控制部，上述復(fù)原控制部在借助異常判定部判定為噴射閥處于閉固接狀態(tài)的情況下，將被供給于噴射閥的還原劑暫時回收之后，對噴射閥進行再供給。

也可以是，異常判定部在判定為噴射閥處于閉固接狀態(tài)的次數(shù)為既定的閾值以上的情況下，禁止噴射閥的噴射控制的執(zhí)行。

也可以是，具備壓力判定部，上述壓力判定部在還原劑噴射裝置的起動時及由復(fù)原控制部進行的還原劑的再供給時，在將被供給至噴射閥的還原劑的壓力升高的狀態(tài)下，使將還原劑壓送的泵的輸出恒定，并且基于在將噴射閥維持在開閥狀態(tài)下時的還原劑的壓力，判定噴射閥是否發(fā)生堵塞，在借助壓力判定部判定為不存在異常的情況下，噴射控制部開始還原劑的噴射控制，異常判定部對噴射閥的異常進行判定。

也可以是，具備復(fù)原控制部，上述復(fù)原控制部在借助壓力判定部判定為存在異常的情況下，將被供給于噴射閥的還原劑暫時回收之后，對噴射閥進行再供給。

也可以是，壓力判定部在判定為存在異常的次數(shù)為既定的閾值以上的情況下，禁止噴射閥的噴射控制的執(zhí)行。

如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，能夠在還原劑的噴射控制中，對在噴射閥處發(fā)生的異常是開固接或是閉固接進行辨別。

附圖說明

圖1是表示具備涉及本發(fā)明的實施方式的還原劑噴射裝置的尿素選擇性催化還原系統(tǒng)的示意圖。

圖2是表示涉及該實施方式的還原劑噴射裝置的控制裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖3是表示涉及該實施方式的還原劑噴射裝置的各控制模式下的狀態(tài)的說明圖。

圖4是用來說明基于壓力的噴射閥的堵塞判定的圖。

圖5是用來說明基于電流波形的噴射閥的異常判定的圖。

圖6是用來說明基于泵輸出的噴射閥的異常判定的圖。

圖7是表示由涉及該實施方式的還原劑噴射裝置的控制裝置進行的處理的流程圖。

具體實施方式

以下參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式詳細地說明。另外，在本說明書及附圖中，對于實質(zhì)上具有相同的功能構(gòu)成的構(gòu)成要素，附加相同的附圖標(biāo)記，由此省略重復(fù)的說明。

<1.尿素選擇性催化還原系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)>

首先，對具備還原劑噴射裝置20的尿素選擇性催化還原系統(tǒng)10的整體結(jié)構(gòu)的一例進行說明。圖1是表示尿素選擇性催化還原系統(tǒng)10的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。尿素選擇性催化還原系統(tǒng)10具備還原催化劑13和還原劑噴射裝置20，所述還原催化劑13被配設(shè)于連接在以柴油發(fā)動機等為代表的內(nèi)燃機5的排氣系統(tǒng)上的排氣管11的途中，所述還原劑噴射裝置20在比還原催化劑13靠上游側(cè)將還原劑噴射至排氣通路內(nèi)。尿素選擇性催化還原系統(tǒng)10是如下系統(tǒng)：被搭載于車輛、建筑機械、農(nóng)機等，使用尿素水溶液作為還原劑，將從內(nèi)燃機5排出的排氣中的nox還原來分解，由此將排氣凈化。

尿素水溶液例如可以是凍結(jié)溫度最低、濃度約32.5%的尿素水溶液。該情況下的凍結(jié)溫度為約-11℃。該尿素水溶液具有隨著濃度上升凍結(jié)溫度上升的特性，作為溶劑的水分蒸發(fā)，由此容易發(fā)生結(jié)晶化。

還原催化劑13將內(nèi)燃機5的排氣中所含的nox用尿素水溶液選擇性地還原。在本實施方式中，由還原劑噴射裝置20噴射的尿素水溶液分解而生成的氨被吸附于還原催化劑13，流入至還原催化劑13的排氣中的nox與氨反應(yīng)，由此被還原。該還原催化劑13具有催化劑溫度越高氨的能夠吸附量越減少的特性。此外，還原催化劑13具有相對于能夠吸附量的實際的氨的吸附率越高nox的還原效率越高的特性。

還原劑噴射裝置20將作為還原劑的尿素水溶液噴射至比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣通路內(nèi)。尿素水溶液的噴射量基于排氣中所含的nox的濃度、還原催化劑13中的氨的能夠吸附量、還原催化劑13的溫度等，控制成nox或氨不流出至還原催化劑13的下流側(cè)。

在比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣管11上，安裝有用于檢測排氣溫度tgas的溫度傳感器15。被溫度傳感器15檢測的排氣溫度tgas也被用于還原催化劑13的溫度推定。此外，也可以在排氣管11上設(shè)置圖中未示出的nox濃度傳感器或氨傳感器等。

<2．還原劑噴射裝置>

接著，對還原劑噴射裝置20的結(jié)構(gòu)的一例詳細地進行說明。如圖1所示，還原劑噴射裝置20具備噴射閥31和泵單元40，所述噴射閥31被固定在比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣管11上，所述泵單元40具有壓送尿素水溶液的泵41。泵41及噴射閥31被控制裝置100驅(qū)動控制。控制裝置100能夠從內(nèi)燃機5的控制裝置70取得內(nèi)燃機5的燃料噴射量、噴射時機、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等有關(guān)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息。

儲藏罐50和泵41被第1還原劑通路58連接，泵41和噴射閥31被第2還原劑通路57連接。在第2還原劑通路57上，連接有另一端連接于儲藏罐50的回程通路59，在回程通路59上具備流孔45。流孔45設(shè)置成第2還原劑通路57內(nèi)的壓力容易保持。此外，在第2還原劑通路57上，具備壓力傳感器43，所述壓力傳感器43用于表示被供給于噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu，用于檢測第2還原劑通路57內(nèi)的壓力。

噴射閥31例如使用通過通電控制來切換開閥及閉閥的電磁式噴射閥。該噴射閥31具備線圈，具有閥體借助由向該線圈通電產(chǎn)生的磁力來移動從而開閥的構(gòu)造。在本實施方式中，為了控制成被供給至噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu為既定的目標(biāo)值ptgt，控制裝置100對應(yīng)尿素水溶液的目標(biāo)噴射量調(diào)節(jié)開閥時間。該噴射閥31直接將尿素水溶液噴射至排氣管11內(nèi)，以噴孔面對排氣管11內(nèi)的方式安裝在排氣管11上。

噴射閥31被保持在冷卻罩內(nèi)，在該冷卻罩中，內(nèi)燃機5的冷卻水能夠流通。冷卻罩內(nèi)的冷卻水的通路構(gòu)成冷卻水循環(huán)通路87的一部分。冷卻水循環(huán)通路87從設(shè)置于內(nèi)燃機5的冷卻裝置60的冷卻通路86分岔，經(jīng)由噴射閥31的冷卻罩，再次合流至內(nèi)燃機5的冷卻通路86。在內(nèi)燃機5啟動后，在冷卻水循環(huán)通路87中總是流有冷卻水。因此，在內(nèi)燃機5的運轉(zhuǎn)中，在由于高溫的排氣熱等使得噴射閥31能夠被加熱的狀況下，在冷卻水循環(huán)通路87中流有冷卻水，抑制噴射閥31過熱。

泵41例如由電動式的隔膜泵或馬達泵構(gòu)成。泵41的輸出被基于從控制裝置100輸出的控制信號控制。在本實施方式中，控制裝置100基于被壓力傳感器43檢測的壓力pu和目標(biāo)值ptgt的偏差δp對泵41的輸出進行反饋控制，使得被供給至噴射閥31的壓力pu維持為既定的目標(biāo)值ptgt。

在泵單元40中，具備流路切換閥71，所述流路切換閥71用于切換被泵41壓送的尿素水溶液的流動方向。流路切換閥71例如由電磁切換閥構(gòu)成，被控制裝置100驅(qū)動。在本實施方式中，流路切換閥71切換為第1狀態(tài)和第2狀態(tài)，所述第1狀態(tài)將泵41的吸入側(cè)和第1還原劑通路58、及將泵41的排出側(cè)和第2還原劑通路57分別連接，所述第2狀態(tài)將泵41的排出側(cè)和第1還原劑通路58、及將泵41的吸入側(cè)和第2還原劑通路57分別連接。

在進行向排氣管11內(nèi)的尿素水溶液的噴射控制的情況下，流路切換閥71工作，使得尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)流向噴射閥31側(cè)。此外，在將還原劑噴射裝置20內(nèi)的尿素水溶液回收至儲藏罐50的情況下，流路切換閥71工作，使得尿素水溶液從噴射閥31側(cè)流向儲藏罐50側(cè)。另外，也可以取代使用流路切換閥71，通過使用能夠反轉(zhuǎn)的泵，能夠回收尿素水溶液。

內(nèi)燃機5的冷卻水在還原劑噴射裝置20中循環(huán)。從內(nèi)燃機5的冷卻裝置60分岔的冷卻水循環(huán)通路85在途中分岔成通過噴射閥31的冷卻罩的冷卻水循環(huán)通路87和通過儲藏罐50及泵單元40的冷卻水循環(huán)通路89。其中，在冷卻水循環(huán)通路89中設(shè)置有被控制裝置100驅(qū)動的開閉閥81，能夠切換冷卻水的流通及切斷。在內(nèi)燃機5的運轉(zhuǎn)中，冷卻水總是在冷卻水循環(huán)通路87中流過，將噴射閥31冷卻。另一方面，在冷卻水循環(huán)通路89中流過的冷卻水用作升溫媒介，在需要加熱儲藏罐50或泵單元40時打開開閉閥81，冷卻水流動。

<3.控制裝置>

接著，對用于涉及本實施方式的還原劑噴射裝置20的控制的控制裝置100的結(jié)構(gòu)例進行說明。控制裝置100構(gòu)成為具備眾所周知的微型計算機、泵41及噴射閥31、流路切換閥71的驅(qū)動回路等。圖2是功能性地表示控制裝置100的構(gòu)成的框圖。此外，圖3分別表示由壓力判定部105進行的堵塞判定執(zhí)行時、由噴射控制部101進行的尿素水溶液的噴射控制執(zhí)行時、及由復(fù)原控制部107進行的復(fù)原控制執(zhí)行時的泵41、尿素水溶液的流動、及噴射閥31的控制狀態(tài)。

控制裝置100具備噴射控制部101、異常判定部103、壓力判定部105、復(fù)原控制部107。這些各部分可以具體地通過由微型計算機執(zhí)行程序來實現(xiàn)。對于控制裝置100直接或經(jīng)由控制器局域網(wǎng)絡(luò)等的總線分布（can等的總線分布）輸入壓力傳感器43或溫度傳感器15的檢測信號、及關(guān)于內(nèi)燃機5的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息等。此外，控制裝置100具備隨機存取存儲器（ram，randomaccessmemory）或只讀存儲器（rom，readonlymemory）等圖中未示出的存儲元件。這些存儲元件存儲由微型計算機執(zhí)行的程序、被用于運算處理的各種參數(shù)、運算結(jié)果、檢測結(jié)果等。

（3-1.噴射控制部）

噴射控制部101為了凈化內(nèi)燃機5的排氣中所含的nox，執(zhí)行將尿素水溶液噴射至排氣管11內(nèi)的噴射控制。在本實施方式中，噴射控制部101在由后述的由壓力判定部105判定在噴射閥31處不存在異常的情況下，開始尿素水溶液的噴射控制。噴射控制部101執(zhí)行泵41的輸出控制、及噴射閥31的通電控制。噴射控制部101讀取壓力傳感器43的檢測信號，對泵41的輸出進行反饋控制，使得被供給至噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu為既定的目標(biāo)值ptgt。此外，噴射控制部101算出尿素水溶液的目標(biāo)噴射量，并且基于算出的目標(biāo)噴射量控制噴射閥31的開閥時間。

如圖3所示，在噴射控制執(zhí)行時，泵41的輸出基于尿素水溶液的壓力pu被反饋控制。此外，保持流路切換閥71，使得尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)朝向噴射閥31側(cè)（正向）流動。此外，噴射閥31控制向噴射閥31的通電時間，使得基于目標(biāo)噴射量調(diào)節(jié)開閥時間。在本實施方式中，噴射控制部101基于目標(biāo)噴射量控制既定的噴射周期中的開閥時間的比即占空率。

例如，噴射控制部101可以基于內(nèi)燃機5的排氣中的nox量，求出用于還原該nox的必要的氨量，并且求出相對于還原催化劑13的氨的目標(biāo)吸附量過多或不足的氨量，將對應(yīng)于這些量的總和的尿素水溶液的量設(shè)為目標(biāo)噴射量。作為排氣中的nox量，可以使用對基于內(nèi)燃機5的運轉(zhuǎn)狀態(tài)推定的nox濃度、或由nox傳感器檢測的nox濃度乘以排氣流量來求出的nox量。并且，噴射控制部101求出對應(yīng)于算出的nox量的氨量。

此外，作為還原催化劑13的氨的目標(biāo)吸附量，可以使用相對于能夠吸附量乘以目標(biāo)吸附率的值，所述能夠吸附量對應(yīng)于基于排氣溫度tgas推定的催化劑溫度。目標(biāo)吸附率例如可以設(shè)為70~80%。通過將目標(biāo)吸附率設(shè)為70~80%，吸附率較高地維持，nox的還原效率變高，另一方面，即使在催化劑溫度急劇上升的情況下，也能夠使得氨的能夠吸附量不低于現(xiàn)在的氨的吸附量。并且，噴射控制部101根據(jù)由估算（積算）求出的現(xiàn)在的氨吸附量和目標(biāo)吸附量的差，求出過多或不足的氨量。

并且，噴射控制部101將相對于還原催化劑13的目標(biāo)吸附量過多或不足的氨量和先求出的氨量相加，將對應(yīng)于算出的氨量的尿素水溶液的量設(shè)為目標(biāo)噴射量，驅(qū)動控制噴射閥31。如上所述，為了進行控制使得被供給于噴射閥31的尿素水溶液的壓力保持恒定，噴射控制部101對應(yīng)于目標(biāo)噴射量調(diào)節(jié)噴射時間。這樣地執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制，由此抑止氨向還原催化劑13的下流側(cè)的流出，同時還原催化劑13的氨的吸附率維持為較高，能夠提高nox的還原效率。

（3-2.復(fù)原控制部）

復(fù)原控制部107進行如下控制：在將被供給至噴射閥31的尿素水溶液暫時回收至儲藏罐50后，再次將尿素水溶液供給至噴射閥31側(cè)（以下，將該控制稱作“復(fù)原控制”。）。在本實施方式中，在后述的被異常判定部103判定為噴射閥31處于閉固接狀態(tài)的情況下，及在后述的被壓力判定部105判定為在噴射閥31處存在異常的情況下，執(zhí)行復(fù)原控制。

具體地，復(fù)原控制部107通過對流路切換閥71通電，將流路切換成尿素水溶液從噴射閥31側(cè)向儲藏罐50側(cè)流動，使泵41驅(qū)動預(yù)先設(shè)定的既定時間。此時，復(fù)原控制部107也可以對噴射閥31通電，對噴射閥31輸出開閥指示。由此，還原劑噴射裝置20內(nèi)的尿素水溶液被泵41吸回，被回收至儲藏罐50內(nèi)。之后，復(fù)原控制部107停止向流路切換閥71的通電，將流路切換成尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)流向噴射閥31側(cè)，使泵41驅(qū)動。由此，尿素水溶液被再充填至還原劑噴射裝置20內(nèi)。

如圖3所示，在復(fù)原控制執(zhí)行時，泵41的輸出恒定。此外，在回收尿素水溶液時，流路切換閥71進行切換，使得尿素水溶液從噴射閥31側(cè)流向儲藏罐50側(cè)（反向）。之后，在再充填尿素水溶液時，流路切換閥71進行切換，使得尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)流向噴射閥31側(cè)（正向）。此外，在回收尿素水溶液時，對噴射閥31輸出開閥指示，在再充填尿素水溶液時，噴射閥31保持在閉閥狀態(tài)。

借助復(fù)原控制部107，進行尿素水溶液的回收及再充填，由此，例如，在噴射閥31內(nèi)尿素水溶液發(fā)生結(jié)晶化的情況下，液體的尿素水溶液到達噴射閥31，產(chǎn)生結(jié)晶化的尿素水溶液融解的可能性。例如，有以下情況：能夠在將尿素水溶液回收時，附著于第2還原劑通路57內(nèi)的靠近噴射閥31的區(qū)域，使尿素水溶液殘留。在該情況下，接著在尿素水溶液被再充填時，殘留的尿素水溶液被推入噴射閥31側(cè)，能夠到達在噴射閥31內(nèi)結(jié)晶化的尿素水溶液。由此，結(jié)晶化的尿素水溶液融解，在不禁止尿素水溶液的噴射控制的情況下，能夠復(fù)原至能夠執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制的狀態(tài)。

（3-3.壓力判定部）

壓力判定部105在還原劑噴射裝置20的起動時、及由復(fù)原控制部107進行的尿素水溶液的再充填時，基于借助壓力傳感器43檢測的尿素水溶液的壓力，判定噴射閥31是否發(fā)生堵塞。具體地，壓力判定部105在被供給至噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu被提高至既定值以上的狀態(tài)下，使泵41的輸出恒定，在開閥狀態(tài)下維持噴射閥31。如圖3所示，在堵塞判定執(zhí)行時，泵41的輸出恒定。此外，保持流路切換閥71，使得尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)流向噴射閥31側(cè)（正向）。此外，對噴射閥31輸出全開指示。

此時，在噴射閥31正常地開閥的情況下和在噴射閥31處發(fā)生堵塞的情況下，能夠在尿素水溶液的壓力變化上產(chǎn)生差值。圖4是表示使泵41的輸出恒定的狀態(tài)下將噴射閥31維持在開閥狀態(tài)下的情況的尿素水溶液的壓力變化的說明圖。圖4表示使用有3個噴孔的噴射閥31的情況的例子。噴射閥31正常地開閥的情況下，即從全部3個噴孔噴出尿素水溶液的情況下，尿素水溶液的壓力pu以既定的速度下降（線a）。另一方面，噴射閥31不開閥的情況下，即從全部3個噴孔都不噴出尿素水溶液的情況下，尿素水溶液的壓力pu不發(fā)生變化（線d）。在噴孔并未堵塞，而是噴射閥31呈閉固接狀態(tài)的情況下，尿素水溶液的壓力pu也不發(fā)生變化（線d）。

此外，在噴射閥31開閥的情況下，在噴孔的一部分堵塞的情況下，尿素水溶液的壓力pu的下降速度變得比正常的狀態(tài)小。例如，1個噴孔堵塞、從2個噴孔噴出尿素水溶液的情況下，尿素水溶液的壓力pu的下降速度變得比正常的情況稍?。ň€b），2個噴孔堵塞、從1個噴孔噴出尿素水溶液的情況下，尿素水溶液的壓力pu的下降速度進一步變小（線c）。

因此，例如，作為從使噴射閥31處于開閥狀態(tài)經(jīng)過既定時間后的壓力的閾值，預(yù)先將能夠區(qū)別各壓力變化的方式的多個閾值對應(yīng)固定的泵41的輸出進行設(shè)定，由此能夠判定噴射閥31是否發(fā)生堵塞。此時，可以設(shè)定成，設(shè)定多個閾值，甚至能夠區(qū)別噴孔的堵塞程度，也可以設(shè)定成，設(shè)定1個閾值，僅能夠區(qū)別是否發(fā)生噴孔的堵塞。

在本實施方式中，壓力判定部105在判定為在噴射閥31處存在異常的情況下，使復(fù)原控制部107執(zhí)行復(fù)原控制。此時，壓力判定部105將第1計數(shù)值加1（countup），在第1計數(shù)值到達既定的閾值th1的情況下，視為噴射閥31的異常解除，禁止尿素水溶液的噴射控制。

由該壓力判定部105進行的堵塞判定與后述的由異常判定部103進行的異常判定相比，能夠較為簡單地實施。因此，在由壓力判定部105進行的堵塞判定中判定為存在異常的情況下，至少在堵塞解除之前的時間內(nèi)，能夠使尿素水溶液的噴射控制停止。另一方面，可以想到，在由壓力判定部105進行的堵塞判定中，即使在噴射閥31呈開固接狀態(tài)的情況下，也判定為不存在異常。因此，本實施方式涉及的控制裝置100與由壓力判定部105進行的堵塞判定不同，執(zhí)行由異常判定部103進行的異常判定。

（3-4.異常判定部）

異常判定部103在被壓力判定部105判定為在噴射閥31處不存在異常、尿素水溶液的噴射控制開始的狀態(tài)下，基于對噴射閥31通電的電流波形及泵41的輸出，判斷噴射閥31的異常。具體地，異常判定部103在執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制的狀態(tài)下，監(jiān)視對噴射閥31通電的電流波形及泵41的輸出，基于電流波形辨別閥體是否移動，由此判定閥體是否發(fā)生固接。進而，異常判定部103在閥體發(fā)生固接的情況下，基于泵41的輸出，判定該固接是開固接還是閉固接。

圖5是表示根據(jù)是否發(fā)生閥體的固接產(chǎn)生的對噴射閥31通電的電流波形的不同的說明圖。噴射閥31具有隨著向電磁線圈的通電量增大吸引閥體的磁力增大、閥體發(fā)生移動的結(jié)構(gòu)。在閥體未發(fā)生固接的情況下（實線），若將通電量逐漸增大，則閥體開始移動時電流值暫時下降，所以在電流波形處發(fā)現(xiàn)變化點。另一方面，在閥體發(fā)生固接的情況下（虛線），即使使通電量增大，閥體也不發(fā)生移動，所以在電流波形處不會發(fā)現(xiàn)變化點。

異常判定部103能夠通過辨別在執(zhí)行噴射控制時對噴射閥31通電的電流波形上是否發(fā)現(xiàn)這樣的變化點，來判定是否發(fā)生閥體的固接。在電流波形上發(fā)現(xiàn)變化點的情況下，即，閥體未發(fā)生固接的情況下，與已經(jīng)被壓力判定部105進行的堵塞判定的未發(fā)生異常的結(jié)果一并，能夠判定為能夠正常進行由噴射閥31進行的尿素水溶液的噴射控制。因此，異常判定部103將視為在噴射閥31處未發(fā)生異常，使尿素水溶液的噴射控制繼續(xù)。

另一方面，在對噴射閥31通電的電流波形上未發(fā)現(xiàn)變化點的情況下，即，閥體發(fā)生固接的情況下，根據(jù)該固接是開固接還是閉固接，泵41的輸出產(chǎn)生不同。圖6是表示噴射閥31的開固接狀態(tài)及閉固接狀態(tài)下的泵41的輸出的說明圖。在尿素水溶液的噴射控制中，控制泵41的輸出，使得將被供給至噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu維持為目標(biāo)值ptgt，所以在閥體發(fā)生固接的情況下，尿素水溶液的噴射量（也包括零）恒定，泵41的輸出大致恒定。

但是，在噴射閥31是閉固接狀態(tài)的情況下，尿素水溶液不被噴射，另一方面，在噴射閥31是開固接狀態(tài)的情況下，尿素水溶液被噴射。因此，為了將尿素水溶液的壓力pu維持為目標(biāo)值ptgt的泵41的輸出為，噴射閥31為開固接狀態(tài)的情況變得比閉固接狀態(tài)的情況大。因此，異常判定部103通過將能夠區(qū)別噴射閥31的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)的閾值或范圍等與實際的泵41的輸出比較，辨別噴射閥31的固接狀態(tài)。

噴射閥31為開固接狀態(tài)的情況下，在向噴射閥31供給尿素水溶液的期間，總是尿素水溶液被向排氣管11內(nèi)噴射的狀態(tài)。由此，尿素水溶液附著在排氣管11內(nèi)，可能通過加熱進行結(jié)晶化，或者生成的氨不完全被還原催化劑13吸附而是向還原催化劑13的下流側(cè)流出。因此，異常判定部103在噴射閥31處于開固接狀態(tài)的情況下，禁止尿素水溶液的噴射控制。與此相隨，異常判定部103也可以將還原劑噴射裝置20內(nèi)的尿素水溶液回收至儲藏罐50內(nèi)，或進行向操作者等的警告顯示。

另一方面，噴射閥31為閉固接狀態(tài)的情況下，即使向噴射閥31供給尿素水溶液，尿素水溶液也不向排氣管11內(nèi)漏出。因此，異常判定部103在噴射閥31呈閉固接狀態(tài)的情況下，使復(fù)原控制部107執(zhí)行復(fù)原控制，借助結(jié)晶化的尿素水溶液的融解，嘗試閥體的固接的解除。此時，異常判定部103將第2計數(shù)值加1，在第2計數(shù)值到達既定的閾值th2的情況下，視為噴射閥31的閉固接狀態(tài)未解除，禁止尿素水溶液的噴射控制。

由該異常判定部103進行的噴射閥31的異常判定能夠在執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制中進行。因此，在噴射閥31處未發(fā)生異常的情況下，不對尿素水溶液的噴射控制施加影響，能夠使噴射閥31的異常判定結(jié)束。此外，該噴射閥31的異常判定能夠辨別噴射閥31的開固接狀態(tài)和閉固接狀態(tài)，所以在閉固接狀態(tài)的情況下，在禁止噴射控制之前，能夠嘗試閥體的固接的解除。因此，在能夠使結(jié)晶化的尿素水溶液融解的情況下，能夠繼續(xù)尿素水溶液的噴射控制。

<4.流程圖>

接著，參照圖7，對被涉及本實施方式的控制裝置100執(zhí)行的還原劑噴射裝置的控制方法的例子進行說明。

首先，在步驟s10中，若通過使內(nèi)燃機5的點火開關(guān)為打開等，還原劑噴射裝置20起動，則在步驟s14中，第1計數(shù)及第2計數(shù)的值被清零。

接著，在步驟s18中，控制裝置100的壓力判定部105基于被向噴射閥31供給的尿素水溶液的壓力pu，進行噴射閥31的堵塞判定。例如，儲藏罐50內(nèi)的尿素水溶液被泵41向噴射閥31壓送，在被壓力傳感器43檢測的壓力pu為目標(biāo)值ptgt的狀態(tài)下，壓力判定部105使泵41的輸出恒定，并且將噴射閥31在開閥狀態(tài)下維持。并且，壓力判定部105求出從使噴射閥31為開閥狀態(tài)經(jīng)過既定時間的時間點的壓力pu的值，判定是否發(fā)生噴射閥31的堵塞。也可以取代某個時間點的壓力pu的值，使用從使噴射閥31處于開閥狀態(tài)的壓力的減小速度，進行噴射閥31的堵塞判定。

接著，在步驟s22中，壓力判定部105辨別堵塞判定的結(jié)果和在噴射閥31處是否存在異常。在噴射閥31處存在異常的情況下（s22：是），在步驟26中，壓力判定部105執(zhí)行由復(fù)原控制部107進行的復(fù)原控制。例如，復(fù)原控制部107對流路切換閥71通電，被泵41壓送的尿素水溶液從噴射閥31側(cè)流向儲藏罐50側(cè)之后，驅(qū)動泵41既定時間。由此，還原劑噴射裝置20內(nèi)的尿素水溶液被吸回至儲藏罐50內(nèi)。此時，也可以對噴射閥31輸出開閥指示。在噴孔的一部分堵塞的情況下，噴射閥31開閥的情況能夠?qū)⒛蛩厮芤焊咝实匚亍?/p>

此外，復(fù)原控制部107在尿素水溶液的吸回結(jié)束之后，停止向流路切換閥71的通電，被泵41壓送的尿素水溶液從儲藏罐50側(cè)流向噴射閥31側(cè)，驅(qū)動泵41。由此，尿素水溶液被再填充至還原劑噴射裝置20內(nèi)。該復(fù)原控制的結(jié)果是，若尿素水溶液到達在噴射閥31內(nèi)發(fā)生結(jié)晶化的尿素水溶液，則結(jié)晶化的尿素水溶液融解，能夠解除噴射閥31的異常。

在由復(fù)原控制部107進行的復(fù)原控制結(jié)束之后，在步驟s30中，壓力判定部105辨別第1計數(shù)值是否為預(yù)先設(shè)定的閾值th1以上。在第1計數(shù)值不足閾值th1的情況下（s30：否），有解除噴射閥31的堵塞的余地，所以壓力判定部105在步驟s34中將第1計數(shù)值加1后，返回至步驟s18，重復(fù)堵塞判定。另一方面，在第1計數(shù)值為閾值th1以上的情況下（s30：是），無論是否實施既定次數(shù)復(fù)原控制，噴射閥31的堵塞不被解除，能夠視為難以執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制。因此，壓力判定部105進入至步驟s38，進行錯誤判定。該情況下，尿素水溶液的噴射控制不被執(zhí)行。壓力判定部105為了對操作者等通知噴射閥31的異常，可以使警告裝置工作。

另一方面，在上述步驟s22中，在堵塞判定的結(jié)果為無、在噴射閥31處沒有異常的情況下（s22：否），在步驟s42中，噴射控制部101開始尿素水溶液的噴射控制。例如，噴射控制部101對泵41的輸出進行反饋控制，使得被供給至噴射閥31的尿素水溶液的壓力pu為目標(biāo)值ptgt。此外，噴射控制部101基于尿素水溶液的目標(biāo)噴射量設(shè)定噴射閥31的開閥時間，進行向噴射閥31的通電控制。

在尿素水溶液的噴射控制開始后，在步驟s46中，異常判定部103執(zhí)行噴射閥31的異常判定，所述執(zhí)行噴射閥31的異常判定基于被向噴射閥31通電的電流波形及泵41的輸出。具體地，異常判定部103在每個既定的周期檢測被向噴射閥31通電的電流值及泵41的輸出。此外，異常判定部103根據(jù)被檢測的噴射閥31的電流波形的既定的變化點的有無，判定閥體是否發(fā)生固接。進而，異常判定部103在閥體發(fā)生固接的情況下，將泵41的輸出與預(yù)先設(shè)定的閾值或范圍進行比較，由此判定噴射閥31的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)。

接著，在步驟s50中，異常判定部103辨別噴射閥31的異常判定的結(jié)果和在噴射閥31處是否發(fā)生異常。在噴射閥31處未發(fā)生異常的情況下（s50：否），視為還原劑噴射裝置20能夠正常地執(zhí)行噴射控制，所以異常判定部103進入至步驟s70，使噴射控制部101繼續(xù)尿素水溶液的噴射控制。另一方面，在噴射閥31處存在異常的情況下（s50：是），在步驟s54中，異常判定部103辨別噴射閥31的異常是否是由閉固接引起的。

在噴射閥31是開固接狀態(tài)的情況下（s54：否），若繼續(xù)泵41的驅(qū)動，則呈尿素水溶液向排氣管11中流出的狀態(tài)，所以異常判定部103進入至步驟s38，在進行錯誤判定的基礎(chǔ)上，將尿素水溶液的噴射控制迅速停止。異常判定部103為了對操作者等通知噴射閥31的異常，也可以使警告裝置工作。另一方面，在噴射閥31是閉固接狀態(tài)的情況下（s54：是），在步驟s58中，異常判定部103辨別第2計數(shù)值是否不足預(yù)先設(shè)定的閾值th2。

第2計數(shù)值為閾值th2以上的情況下（s58：否），雖然實施了既定次數(shù)復(fù)原控制，噴射閥31的閉固接狀態(tài)未被解除，能夠視為難以執(zhí)行尿素水溶液的噴射控制。因此，異常判定部103進入至步驟s38，進行錯誤判定，使尿素水溶液的噴射控制停止。異常判定部103為了對操作者等通知噴射閥31的異常，也可以使警告裝置工作。另一方面，第2計數(shù)值不足閾值th2的情況下，有解除噴射閥31的閉固接狀態(tài)的余地，所以在步驟s62中，異常判定部103執(zhí)行由復(fù)原控制部107進行的復(fù)原控制。復(fù)原控制能夠按照與上述的步驟s26的復(fù)原控制同樣的順序執(zhí)行。

在由復(fù)原控制部107進行的復(fù)原控制結(jié)束之后，異常判定部103在步驟s66中，將第2計數(shù)值加1之后，返回至步驟s18，再次從堵塞判定重復(fù)上述流程圖。

如以上說明，根據(jù)涉及本實施方式的還原劑噴射裝置20的控制裝置100，控制還原劑噴射裝置20，由此通過比較簡單的堵塞判定檢測噴射閥31的異常，同時即使存在通過堵塞判定不能發(fā)現(xiàn)的異常的情況，也能夠借助在噴射控制中被執(zhí)行的異常判定檢測噴射閥31的異常。此外，在噴射控制中被執(zhí)行的異常判定中，能夠在不使噴射控制停止的情況下，區(qū)別噴射閥31的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)，判定噴射閥31的異常是否發(fā)生。因此，在噴射閥31處未發(fā)生異常的情況下，能夠使尿素水溶液的噴射控制繼續(xù)。

此外，涉及本實施方式的還原劑噴射裝置20的控制裝置100能夠區(qū)別噴射閥31的開固接狀態(tài)或閉固接狀態(tài)。因此，能夠在噴射閥31的開固接狀態(tài)下迅速地停止尿素水溶液的噴射控制，防止向排氣管11內(nèi)的尿素水溶液的流出。另一方面，在噴射閥31的閉固接狀態(tài)下，在使尿素水溶液的噴射控制停止之前，能夠利用復(fù)原控制嘗試將噴射閥31的閉固接狀態(tài)解除。由此，僅在判定為不能解除噴射閥31的異常的情況下，禁止尿素水溶液的噴射控制，消除超出必要地禁止噴射控制的情況。

以上參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了詳細的說明，但本發(fā)明不限于該例。只要是具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識的人員，顯然能夠在權(quán)利要求書中記載的技術(shù)思想的范圍內(nèi)想到各種變更例或改進例，應(yīng)當(dāng)知道，關(guān)于這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。

附圖標(biāo)記說明

5內(nèi)燃機

10尿素選擇性催化還原系統(tǒng)

11排氣管

13還原催化劑

15溫度傳感器

20還原劑噴射裝置

31噴射閥

41泵

43壓力傳感器

50儲藏罐

100控制裝置

101噴射控制部

103異常判定部

105壓力判定部

107復(fù)原控制部。