本發(fā)明涉及還原劑噴射裝置的控制裝置及控制方法、以及還原劑噴射裝置，所述還原劑噴射裝置的控制裝置進(jìn)行用來(lái)向內(nèi)燃機(jī)的排氣通路噴射還原劑的還原劑噴射裝置的控制。

背景技術(shù)：

在搭載于車輛上的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的排氣中含有nox（氮氧化物）。作為通過(guò)將該nox還原而分解為氮及水蒸氣等來(lái)將排氣凈化的裝置，尿素scr（選擇性催化還原）系統(tǒng)已實(shí)用化。尿素scr系統(tǒng)是通過(guò)使用尿素水溶液作為還原劑、使排氣中的nox與氨反應(yīng)、來(lái)將nox分解的系統(tǒng)。

該尿素scr系統(tǒng)具備配置在排氣通路中的選擇還原催化劑、和用來(lái)向比選擇還原催化劑靠上游側(cè)的排氣通路噴射尿素水溶液的還原劑噴射裝置。選擇還原催化劑是具有以下功能的催化劑：將尿素水溶液分解而生成的氨吸附，促進(jìn)流入的排氣中的nox與氨的還原反應(yīng)。此外，還原劑噴射裝置具備將收容在儲(chǔ)存罐內(nèi)的尿素水溶液壓送的泵、將由泵壓送的尿素水溶液噴射的噴射閥、和進(jìn)行泵及噴射閥的控制的控制裝置。

在尿素scr系統(tǒng)中使用的尿素水溶液的凝固點(diǎn)根據(jù)濃度而不同。即使是最低的凝固點(diǎn)，其溫度也是零下11℃左右。因此，在內(nèi)燃機(jī)的停止時(shí)尿素水溶液從系統(tǒng)內(nèi)被回收到儲(chǔ)存罐中，使得不會(huì)因在停車中發(fā)生尿素水溶液的凝固、體積膨脹而泵或噴射閥、使尿素水溶液流通的配管等損壞。被回收的尿素水溶液在下次內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)被再填充到系統(tǒng)內(nèi)。

如果在尿素scr系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機(jī)的停止時(shí)，借助從排氣管傳遞來(lái)的熱將殘留在噴射閥內(nèi)的尿素水溶液加熱，則有水分蒸發(fā)而尿素的結(jié)晶析出的情況。具體而言，在因水分的蒸發(fā)而尿素的結(jié)晶析出、或因水分的蒸發(fā)而尿素水溶液的濃度上升后，當(dāng)噴射閥下降到大氣溫度時(shí)，有未充分溶解到水溶液中的尿素的結(jié)晶析出的情況。如果這樣的尿素的結(jié)晶析出，則噴射閥的閥體固粘，成為下次內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)噴射閥動(dòng)作不良的原因。

但是，由于結(jié)晶化的尿素容易溶解到水中，所以通過(guò)向噴射閥供給尿素水溶液，能將噴射閥的動(dòng)作不良消除。此外，由于這樣的結(jié)晶在高溫下融化，所以通過(guò)排氣溫度上升，能借助經(jīng)由排氣管傳遞來(lái)的熱將噴射閥的動(dòng)作不良消除。但是，在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，在尿素的結(jié)晶溶解到尿素水溶液中、或者借助排氣熱而融化之前的期間中也產(chǎn)生排氣，所以希望使尿素的結(jié)晶迅速地融化。

這里，雖然不是將結(jié)晶化的尿素融化的技術(shù)，但已知有借助向噴射閥的線圈的通電而使線圈發(fā)熱、使在噴射閥內(nèi)凍結(jié)的尿素水溶液解凍的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了以下這樣的技術(shù)：當(dāng)儲(chǔ)存罐中的尿素水溶液的溫度比預(yù)先設(shè)定的下限溫度低時(shí)，向噴射閥的線圈供給尿素水溶液不噴射的程度的電流，使線圈發(fā)熱。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013－221425號(hào)公報(bào)。

但是，專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)是以將凍結(jié)的尿素水溶液解凍為目的的技術(shù)，而不是用于析出到噴射閥內(nèi)的尿素的結(jié)晶的融化的技術(shù)。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，當(dāng)儲(chǔ)存罐中的尿素水溶液的溫度比下限溫度低時(shí)，向線圈通電。另一方面，即使在尿素水溶液為解凍狀態(tài)的溫度下，也可能存在尿素的結(jié)晶，所以專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)不意圖使尿素的結(jié)晶融化。

如果將專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)應(yīng)用于尿素的結(jié)晶的融化，則可以想到以下這樣的問(wèn)題。即，如果在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，剛啟動(dòng)后就向線圈供給電流，則由于與噴射閥鄰接的排氣管等部件也是低溫，所以從線圈產(chǎn)生的熱被周圍的部件奪走。因而，需要長(zhǎng)時(shí)間向線圈通電直到使尿素的結(jié)晶融化，電池的電力消耗量有可能變大。此外，如果向線圈的通電時(shí)間變長(zhǎng)，則也有可能發(fā)生線圈的熱劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所以，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種新穎的且改良的還原劑噴射裝置的控制裝置及控制方法、以及還原劑噴射裝置，能夠通過(guò)在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)向噴射閥的線圈短時(shí)間通電，而效率良好地將噴射閥加熱，使尿素的結(jié)晶較早地融化。

為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種還原劑噴射裝置的控制裝置，在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)將還原劑向裝置內(nèi)填充，進(jìn)行由噴射閥使前述還原劑向前述內(nèi)燃機(jī)的排氣通路噴射的控制，其特征在于，具備通電控制部，該通電控制部進(jìn)行下述通電控制：在前述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度成為既定的閾值以上后，向前述噴射閥的線圈通電既定時(shí)間，由此使前述噴射閥升溫，促進(jìn)在前述噴射閥內(nèi)析出的前述還原劑的結(jié)晶的融化。

此外，也可以是，具備推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部，該推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部在前述內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，計(jì)算凍結(jié)的前述還原劑的解凍所需要的推測(cè)解凍時(shí)間；前述通電控制部在前述推測(cè)解凍時(shí)間不是零的情況下，在前述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度成為既定的閾值以上后，在前述推測(cè)解凍時(shí)間經(jīng)過(guò)之前開(kāi)始向前述噴射閥的線圈的通電。

此外，也可以是，當(dāng)解凍實(shí)施時(shí)間達(dá)到作為從前述推測(cè)解凍時(shí)間減去前述既定時(shí)間后的值的閾值時(shí)，前述通電控制部開(kāi)始向前述線圈的通電。

此外，也可以是，前述通電控制部在前述推測(cè)解凍時(shí)間是零的情況下，當(dāng)前述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度成為既定的閾值以上時(shí)，開(kāi)始向前述線圈的通電。

此外，也可以是，前述既定時(shí)間是預(yù)先設(shè)定的值。

此外，也可以是，前述既定時(shí)間是至少基于外氣溫設(shè)定的值。

此外，也可以是，前述既定時(shí)間是還基于前述噴射閥的電源電壓設(shè)定的值。

此外，也可以是，前述推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部至少基于前述還原劑的溫度計(jì)算前述推測(cè)解凍時(shí)間。

此外，也可以是，前述通電控制部在前述既定時(shí)間經(jīng)過(guò)之后，許可前述還原劑的噴射控制的執(zhí)行。

此外，也可以是，具備結(jié)晶化推測(cè)部，該結(jié)晶化推測(cè)部推測(cè)在前一次前述內(nèi)燃機(jī)的停止時(shí)是否在前述噴射閥內(nèi)析出了前述結(jié)晶；當(dāng)預(yù)測(cè)到前述結(jié)晶的析出時(shí)，前述通電控制部進(jìn)行向前述線圈的通電控制。

此外，為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，提供一種還原劑噴射裝置的控制方法，在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)將還原劑向裝置內(nèi)填充，進(jìn)行由噴射閥使前述還原劑向前述內(nèi)燃機(jī)的排氣通路噴射的控制，其特征在于，具備進(jìn)行下述通電控制的步驟：在前述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度成為既定的閾值以上后，向前述噴射閥的線圈通電既定時(shí)間，由此使前述噴射閥升溫，促進(jìn)在前述噴射閥內(nèi)析出的前述還原劑的結(jié)晶的融化。

此外，為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的又一技術(shù)方案，提供一種還原劑噴射裝置，其特征在于，具備：上述任一種控制裝置；泵，其將儲(chǔ)存罐內(nèi)的還原劑壓送；噴射閥，其將前述還原劑向內(nèi)燃機(jī)的排氣通路噴射。

如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，在排氣溫度成為既定的閾值以上后向噴射閥的線圈短時(shí)間通電，由此能夠效率良好地將噴射閥加熱，使尿素的結(jié)晶較早地融化。因而，能夠減少電池的電力消耗量，并且能夠抑制線圈的劣化。

附圖說(shuō)明

圖1是表示具備涉及本發(fā)明的實(shí)施方式的還原劑噴射裝置的尿素scr系統(tǒng)的概略圖。

圖2是表示具備電熱加熱器的還原劑噴射裝置的結(jié)構(gòu)例的概略圖。

圖3是表示涉及相同實(shí)施方式的還原劑噴射裝置的控制裝置的結(jié)構(gòu)的塊圖。

圖4是用來(lái)說(shuō)明涉及相同實(shí)施方式的還原劑噴射裝置的控制方法的時(shí)間圖。

圖5是用來(lái)說(shuō)明涉及相同實(shí)施方式的還原劑噴射裝置的控制方法的流程圖。

圖6是用來(lái)說(shuō)明向噴射閥的通電控制處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)地說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書(shū)及附圖中，關(guān)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，賦予相同的附圖標(biāo)記，由此省略重復(fù)說(shuō)明。

<1.scr系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例>

首先，參照?qǐng)D1，對(duì)具備涉及本發(fā)明的第1實(shí)施方式的還原劑噴射裝置20的尿素scr系統(tǒng)10的整體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示尿素scr系統(tǒng)10的概略結(jié)構(gòu)的圖。尿素scr系統(tǒng)10具備還原催化劑13和還原劑噴射裝置20作為主要的要素。

尿素scr系統(tǒng)10是使用尿素水溶液作為還原劑而將排氣中的nox還原分解的系統(tǒng)。尿素水溶液例如可以設(shè)為凍結(jié)溫度最低的32.5%濃度的尿素水溶液。在此情況下的凍結(jié)溫度是約零下11℃。此外，還已知尿素水溶液會(huì)通過(guò)水分蒸發(fā)等而尿素結(jié)晶化。

還原催化劑13配設(shè)在連接于發(fā)動(dòng)機(jī)5上的排氣管11的中途，具有將發(fā)動(dòng)機(jī)5的排氣中含有的nox有選擇地還原的功能。在本實(shí)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還原催化劑13吸附，流入到還原催化劑13中的排氣中的nox被氨有選擇地還原。

還原劑噴射裝置20向比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣管11內(nèi)噴射作為還原劑的尿素水溶液?；谂艢庵泻械膎ox的濃度及還原催化劑13的氨的可吸附量等控制尿素水溶液的噴射量，使得nox或氨不向還原催化劑13的下游側(cè)流出。

在比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣管11上，設(shè)有用來(lái)檢測(cè)排氣溫度tgas的溫度傳感器15。由溫度傳感器15檢測(cè)的排氣溫度tgas也被用于還原催化劑13的溫度推測(cè)。除此以外，也可以在排氣管11上設(shè)置未圖示的nox濃度傳感器或氨傳感器等。

<2.還原劑噴射裝置的結(jié)構(gòu)例>

接著，對(duì)還原劑噴射裝置20的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地說(shuō)明。如圖1所示，還原劑噴射裝置20具備噴射閥31和泵模組40，所述噴射閥31在比還原催化劑13靠上游側(cè)固定在排氣管11上，所述泵模組40具有將儲(chǔ)存罐50內(nèi)的尿素水溶液朝向噴射閥31壓送的泵41。

噴射閥31和泵模組40借助第1供給通路57連接。在第1供給通路57上，具備用來(lái)檢測(cè)向噴射閥31供給的尿素水溶液的壓力的壓力傳感器43。此外，儲(chǔ)存罐50和泵模組40借助第2供給通路58連接。進(jìn)而，泵模組40和儲(chǔ)存罐50還借助循環(huán)通路59連接。這樣的循環(huán)通路59從第1供給通路57分支而連接在儲(chǔ)存罐50上。在循環(huán)通路59的中途具備節(jié)流孔45。節(jié)流孔45具有以下功能：保持第1供給通路57內(nèi)的壓力，另一方面使剩余的尿素水溶液透過(guò)到儲(chǔ)存罐50側(cè)。

此外，尿素scr系統(tǒng)10具備進(jìn)行還原劑噴射裝置20的各控制要素的控制的控制裝置100?？刂蒲b置100能夠經(jīng)由未圖示的can（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）取得發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置70的信息。例如，控制裝置100能夠取得關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)5的燃料噴射量及噴射時(shí)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息。另外，在涉及本實(shí)施方式的尿素scr系統(tǒng)10中，控制裝置100和發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置70為不同的控制裝置，但也可以構(gòu)成為一個(gè)控制裝置。

泵模組40中具備的泵41例如由電動(dòng)式的隔膜泵或馬達(dá)泵構(gòu)成?；诳刂蒲b置100的控制信號(hào)控制泵41的輸出。在本實(shí)施方式中，控制裝置100構(gòu)成為，對(duì)泵41的輸出進(jìn)行反饋控制，以便將由壓力傳感器43檢測(cè)的尿素水溶液的壓力維持為既定的目標(biāo)值。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)，在尿素水溶液凍結(jié)的情況下，在待機(jī)直到尿素水溶液被解凍后，開(kāi)始泵41的驅(qū)動(dòng)。

噴射閥31使用由通電控制切換開(kāi)閥及閉閥的電磁式噴射閥。這樣的噴射閥31具備線圈，具有以下這樣的構(gòu)造：借助由向該線圈的通電產(chǎn)生的磁力，閥體移動(dòng)而開(kāi)閥。如上述那樣，向噴射閥31供給的尿素水溶液的壓力被以恒定的壓力維持，控制裝置100根據(jù)尿素水溶液的目標(biāo)噴射量調(diào)節(jié)開(kāi)閥時(shí)間。

在泵模組40中具備流路切換閥71。流路切換閥71對(duì)被泵41壓送的尿素水溶液流動(dòng)的方向進(jìn)行切換。在將尿素水溶液向排氣通路內(nèi)噴射的情況下，流路切換閥71使尿素水溶液從儲(chǔ)存罐50側(cè)朝向噴射閥31側(cè)。在此情況下，泵41的吸入口連接在第2供給通路58上，泵41的吐出口連接在第1供給通路57上。此外，在將尿素水溶液向儲(chǔ)存罐50回收的情況下，流路切換閥71使尿素水溶液從噴射閥31側(cè)朝向儲(chǔ)存罐50側(cè)。在此情況下，泵41的吸入口連接在第1供給通路57上，泵41的吐出口連接在第2供給通路58上。

但是，將尿素水溶液向儲(chǔ)存罐50回收的手段并不限于上述方案。例如，如果泵41是能夠逆旋轉(zhuǎn)的泵，也可以使該泵41逆旋轉(zhuǎn)而將尿素水溶液回收?；蛘撸部梢栽O(shè)置回收控制用的其他的泵及回收通路。

此外，還原劑噴射裝置20具備發(fā)動(dòng)機(jī)5的冷卻水能夠循環(huán)而構(gòu)成的第1冷卻水通路85及第2冷卻水通路87。第1冷卻水通路85及第2冷卻水通路87從設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)5上的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置60的冷卻通路86分支，再與冷卻通路86合流。第1冷卻水通路85穿過(guò)儲(chǔ)存罐50及泵模組40而配設(shè)。此外，在本實(shí)施方式中，第1冷卻水通路85還沿著尿素水溶液的第1供給通路57及第2供給通路58等配設(shè)。

此外，第2冷卻水通路87穿過(guò)噴射閥31的周圍而配設(shè)。在第1冷卻水通路85上的第2冷卻水通路87的分支部位與儲(chǔ)存罐50之間設(shè)有開(kāi)閉閥81。開(kāi)閉閥81被控制裝置100切換開(kāi)閥及閉閥，控制第1冷卻水通路85的開(kāi)閉。在儲(chǔ)存罐50及泵模組40上，具備用來(lái)檢測(cè)尿素水溶液的溫度turea的溫度傳感器51、52。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)5啟動(dòng)，則在第2冷卻水通路87中流過(guò)冷卻水。此外，在基于設(shè)在儲(chǔ)存罐50及泵模組40上的溫度傳感器51、52或檢測(cè)外氣溫度的溫度傳感器等的傳感器值而推測(cè)為尿素水溶液凍結(jié)的情況下，將開(kāi)閉閥81打開(kāi)，進(jìn)行尿素水溶液的解凍控制。此時(shí)的解凍時(shí)間可以基于各種溫度傳感器的傳感器值而設(shè)定為適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。進(jìn)而，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)中基于各種傳感器的傳感器值推測(cè)為尿素水溶液的再凍結(jié)的情況下，也可以將開(kāi)閉閥81打開(kāi)而進(jìn)行保溫控制。

此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)后，在第2冷卻水通路87中總是流過(guò)冷卻水。因而，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)中由高溫的排氣熱等將噴射閥31加熱的狀態(tài)下，在第2冷卻水通路87中流過(guò)冷卻水，能夠?qū)娚溟y31冷卻。

另外，如圖2所示，在泵模組40和第1及第2供給通路57、58等的解凍中，也可以在發(fā)動(dòng)機(jī)5的冷卻水以外還使用電熱加熱器92等。在此情況下，開(kāi)閉閥81的控制基于設(shè)在儲(chǔ)存罐50上的溫度傳感器51的傳感器值進(jìn)行，電熱加熱器92的開(kāi)啟關(guān)閉的控制基于設(shè)在泵模組40上的溫度傳感器52的傳感器值進(jìn)行。向該電熱加熱器92的通電、非通電由控制裝置100控制。

在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)等、由溫度傳感器52檢測(cè)的尿素水溶液的溫度turea是尿素水溶液的凍結(jié)溫度tfr以下的情況下，向電熱加熱器92通電，促進(jìn)凍結(jié)的尿素水溶液的解凍。此外，當(dāng)尿素水溶液的溫度turea為預(yù)先設(shè)定的既定的閾值thre_turea以上時(shí)，使電熱加熱器92成為非通電狀態(tài)。但是，將泵模組40內(nèi)的尿素水溶液加熱的裝置并不限于電熱加熱器92。

除此以外，還可以在泵模組40及第1供給通路57、第2供給通路58等的適當(dāng)?shù)奈恢锰幯b備電熱加熱器等加熱裝置。但是，涉及本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置20在噴射閥31中不具備第2冷卻水通路87以外的冷卻裝置。

<3.控制裝置>

接著，對(duì)在涉及本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置20的控制中使用的控制裝置100的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。圖3是在功能上表示控制裝置100的結(jié)構(gòu)中的與用于促進(jìn)在噴射閥31內(nèi)析出的尿素的結(jié)晶的融化的控制關(guān)聯(lián)的部分的塊圖。該控制裝置100以周知的微型計(jì)算機(jī)等為中心構(gòu)成。另外，以下說(shuō)明的控制裝置100是在圖2所示的具備電熱加熱器的還原劑噴射裝置20的控制中使用的裝置的例子。

控制裝置100具備解凍控制部101、推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103、通電時(shí)間設(shè)定部105、結(jié)晶化推測(cè)部107和通電控制部110。這些各部具體而言由借助微型計(jì)算機(jī)的程序的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)。此外，涉及本實(shí)施方式的控制裝置100能夠讀入外氣溫度ta的信息、排氣溫度tgas的信息、冷卻水的溫度tcol的信息、儲(chǔ)存罐50內(nèi)的尿素水溶液的溫度turea的信息及噴射閥31的電源電壓vbat的信息。

解凍控制部101在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，在基于溫度傳感器51、52或檢測(cè)外氣溫度的溫度傳感器等的傳感器值推測(cè)為尿素水溶液凍結(jié)的情況下，將開(kāi)閉閥81打開(kāi)并進(jìn)行向電熱加熱器92的通電。例如，解凍控制部101在上述溫度傳感器的傳感器值為尿素水溶液的凍結(jié)溫度tfr以下時(shí)，將開(kāi)閉閥81打開(kāi)并進(jìn)行向電熱加熱器92的通電。此時(shí)的解凍時(shí)間可以基于各種溫度傳感器的傳感器值設(shè)定為適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。

此外，也可以在尿素水溶液的溫度turea成為預(yù)先設(shè)定的既定的閾值thre_turea以上時(shí)，結(jié)束解凍控制。閾值thre_turea在尿素水溶液的溫度turea不可能隨后再回到凍結(jié)溫度tfr以下的范圍中設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?。但是，如果閾值thre_turea過(guò)高，則電池的電力消耗量增加，所以閾值thre_turea可以設(shè)定為例如凍結(jié)溫度tfr+20℃。

但是，由解凍控制部101進(jìn)行的解凍控制并不限于上述例示。例如，也可以使電熱加熱器92以外的加熱裝置動(dòng)作。此外，解凍控制部101也可以在發(fā)動(dòng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)中基于各種傳感器的傳感器值推測(cè)到尿素水溶液的再凍結(jié)的情況下，也將開(kāi)閉閥81打開(kāi)并向電熱加熱器92通電，進(jìn)行保溫控制。

結(jié)晶化推測(cè)部107在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)噴射閥31內(nèi)的尿素的結(jié)晶化，推測(cè)是否發(fā)生了噴射閥31的閥體的固粘。尿素的結(jié)晶化的推測(cè)方法沒(méi)有特別限定，例如可以基于前次的發(fā)動(dòng)機(jī)5的停止時(shí)的狀況來(lái)推測(cè)在噴射閥31內(nèi)是否析出了尿素的結(jié)晶。以下，對(duì)尿素的結(jié)晶化的推測(cè)方法的一例簡(jiǎn)單地說(shuō)明。

例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)中，結(jié)晶化推測(cè)部107持續(xù)地記錄推測(cè)的噴射閥31的受熱量及散熱量。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)5的停止時(shí)，結(jié)晶化推測(cè)部107將該時(shí)點(diǎn)的噴射閥31具有的熱量存儲(chǔ)。在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)，結(jié)晶化推測(cè)部107將存儲(chǔ)的噴射閥31的熱量讀出，與預(yù)先設(shè)定的閾值比較。并且，結(jié)晶化推測(cè)部107在噴射閥31的熱量是閾值以上的情況下，推測(cè)為有可能在噴射閥31內(nèi)尿素的結(jié)晶析出。

推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103計(jì)算凍結(jié)的尿素水溶液的解凍所需要的推測(cè)解凍時(shí)間tdef。例如，推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103也可以基于儲(chǔ)存罐50或泵模組40內(nèi)的尿素水溶液的溫度turea，求出預(yù)先設(shè)定的推測(cè)解凍時(shí)間tdef。在涉及本實(shí)施方式的控制裝置100中，解凍控制部101根據(jù)尿素水溶液的溫度turea決定電熱加熱器92等的動(dòng)作、非動(dòng)作，所以可以預(yù)先借助模擬等求出與尿素水溶液的溫度turea對(duì)應(yīng)的推測(cè)解凍時(shí)間tdef。

因而，將針對(duì)尿素水溶液的溫度turea設(shè)定推測(cè)解凍時(shí)間tdef的信息保存到控制裝置100中，由此能夠參照該信息求出推測(cè)解凍時(shí)間tdef。推測(cè)解凍時(shí)間tdef也可能有為零的情況。在此情況下，意味著尿素水溶液處于解凍狀態(tài)。但是，推測(cè)解凍時(shí)間tdef的計(jì)算方法并不限定于該例示，可以與尿素水溶液的溫度turea一起考慮外氣溫等，借助適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ?jì)算推測(cè)解凍時(shí)間tdef。

通電時(shí)間設(shè)定部105為了使在噴射閥31內(nèi)析出的尿素的結(jié)晶較早地融化，設(shè)定向噴射閥31的線圈通電的時(shí)間。例如，通電時(shí)間設(shè)定部105也可以基于外氣溫度ta設(shè)定通電時(shí)間t2。向噴射閥31的線圈的通電是為了使線圈發(fā)熱以促進(jìn)噴射閥31內(nèi)的尿素的結(jié)晶的融化而進(jìn)行的動(dòng)作，但可以預(yù)先預(yù)測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)后因來(lái)自線圈的發(fā)熱及排氣熱而噴射閥31可能受到的熱量。因而，可以根據(jù)看作噴射閥31開(kāi)始被加熱的時(shí)點(diǎn)的溫度的外氣溫度ta來(lái)推測(cè)噴射閥31的溫度達(dá)到既定溫度的時(shí)間。

設(shè)定的通電時(shí)間t2也可以設(shè)定為噴射閥31的溫度達(dá)到尿素的結(jié)晶的融化點(diǎn)的時(shí)間，但也可以比該時(shí)間短。在尿素水溶液的解凍后向噴射閥31供給尿素水溶液，但也判明了溫度越高則尿素的結(jié)晶越容易溶解到尿素水溶液中。因而，在本實(shí)施方式中，為了促進(jìn)尿素的結(jié)晶的融化，不僅使尿素的結(jié)晶在高溫下融化，還包括將噴射閥31加熱而使得尿素的結(jié)晶容易溶解到尿素水溶液中。

但是，通電時(shí)間t2的設(shè)定方法并不限于該例示。例如，也可以代替外氣溫度ta、或除了外氣溫度ta以外，還基于發(fā)動(dòng)機(jī)5的冷卻水的溫度tcol，設(shè)定通電時(shí)間t2。這根據(jù)冷卻水的溫度tcol也是與噴射閥31開(kāi)始被加熱的時(shí)點(diǎn)的溫度關(guān)聯(lián)的值。

進(jìn)而，當(dāng)設(shè)定通電時(shí)間t2時(shí)，也可以考慮向噴射閥31供給的電力的供給源的電壓vbat。例如，在電壓vbat下降的情況下，也可以將通電時(shí)間t2設(shè)定得較短、或?qū)⑼娍刂浦兄?。?dāng)考慮電壓vbat而設(shè)定通電時(shí)間t2時(shí)，可以乘以與電壓vbat的值對(duì)應(yīng)的系數(shù)、或?qū)?yīng)于電壓vbat的值而對(duì)通電時(shí)間t2進(jìn)行減法運(yùn)算。

另外，也可以將通電時(shí)間t2代替每次設(shè)定而設(shè)為固定值。在此情況下，控制裝置100可以做成不具有通電時(shí)間設(shè)定部105的結(jié)構(gòu)。即使是不論外氣溫度ta等如何都將通電時(shí)間t2設(shè)為固定值的情況，也能夠借助僅短時(shí)間的通電使噴射閥31的溫度上升，促進(jìn)尿素的結(jié)晶的融化。

通電控制部110在排氣溫度tgas為既定的第1閾值thre_tgas_1以上的狀態(tài)下進(jìn)行向噴射閥31的通電。因而，在向噴射閥31的通電開(kāi)始時(shí)，成為由排氣熱將排氣管11等加溫的狀態(tài)，能夠?qū)⒂删€圈發(fā)熱產(chǎn)生的熱量中的被噴射閥31內(nèi)的閥體以外的部分及排氣管11等奪走的熱量進(jìn)一步減少。第1閾值thre_tgas_1例如可以設(shè)為比用來(lái)許可尿素scr系統(tǒng)10的動(dòng)作的第2閾值thre_tgas_2低幾度到幾十度的溫度。

此外，在本實(shí)施方式中，在推測(cè)出尿素的結(jié)晶化、發(fā)生了噴射閥31的閥體的固粘的情況下，通電控制部110在由推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103計(jì)算出的推測(cè)解凍時(shí)間tdef經(jīng)過(guò)之前對(duì)噴射閥31的線圈進(jìn)行通電時(shí)間t2的通電。由此，線圈發(fā)熱，能夠使噴射閥31升溫。結(jié)果，能夠促進(jìn)在噴射閥31內(nèi)析出的尿素的結(jié)晶的融化。此時(shí)，向噴射閥31供給的電流值優(yōu)選的是噴射閥31的閥體不升起的程度的值。這是因?yàn)?，這樣的通電控制是在向噴射閥31供給尿素水溶液之前進(jìn)行的，如果使閥體升起，則然后閥體抵接在閥座面上，由此有可能發(fā)生閥體或閥座面的磨損。

此外，通電控制部110進(jìn)行向噴射閥31的通電，使得推測(cè)解凍時(shí)間tdef的結(jié)束時(shí)期與通電時(shí)間t2的結(jié)束時(shí)期一致。具體而言，通電控制部110將從推測(cè)解凍時(shí)間tdef減去通電時(shí)間t2后的時(shí)間設(shè)定為閾值t1，當(dāng)由解凍控制部101進(jìn)行的解凍控制的執(zhí)行時(shí)間（解凍實(shí)施時(shí)間）達(dá)到閾值t1時(shí)，開(kāi)始向噴射閥31的通電。

由此，能夠在尿素水溶液的解凍結(jié)束后，使開(kāi)始由泵41進(jìn)行的尿素水溶液的供給的時(shí)期不變晚。此外，通過(guò)使向噴射閥31的通電期間盡可能晚，能夠在噴射閥31或噴射閥31的周圍的排氣管11等的溫度上升的狀態(tài)下由噴射閥31的線圈發(fā)熱。因而，能夠減少由噴射閥31內(nèi)的閥體以外的部分或排氣管11等奪走的熱量，能夠使相對(duì)于閥體的加熱效率提高。由此，能夠使為了將結(jié)晶析出的區(qū)域加熱到相同程度所需要的通電時(shí)間變短，能夠抑制電力量。此外，如果通電時(shí)間變短，則還帶來(lái)抑制因熱造成的線圈的劣化的效果。

當(dāng)從開(kāi)始向噴射閥31的通電起經(jīng)過(guò)了通電時(shí)間t2時(shí)，通電控制部110通過(guò)設(shè)置標(biāo)志等，許可尿素scr系統(tǒng)10的動(dòng)作。在此情況下，尿素水溶液的解凍控制也完成，當(dāng)排氣溫度tgas超過(guò)了第2閾值thre_tgas_2時(shí)，開(kāi)始泵41的驅(qū)動(dòng)，向還原劑噴射裝置20內(nèi)填充尿素水溶液。此時(shí)，噴射閥31被加熱，噴射閥31內(nèi)的尿素的結(jié)晶融化，或者通過(guò)尿素水溶液到達(dá)而迅速地融化。因而，能夠迅速地開(kāi)始由噴射閥31進(jìn)行的尿素水溶液的噴射控制。

另外，通電控制部110在沒(méi)有推測(cè)出尿素的結(jié)晶化、噴射閥31的閥體沒(méi)有固粘的情況下，立即許可尿素scr系統(tǒng)10的動(dòng)作。在此情況下，尿素水溶液的解凍控制完成，并且等待排氣溫度tgas超過(guò)第2閾值thre_tgas_2，開(kāi)始泵41的驅(qū)動(dòng)，向還原劑噴射裝置20內(nèi)填充尿素水溶液。

<4.還原劑噴射裝置的控制方法>

接著，參照?qǐng)D4～圖6，作為由涉及本實(shí)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，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)的尿素的結(jié)晶的融化促進(jìn)控制進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明的控制方法的例程也可以在每次發(fā)動(dòng)機(jī)5的啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行。

圖4表示用來(lái)說(shuō)明尿素的結(jié)晶的融化促進(jìn)控制的時(shí)間圖，圖5表示用來(lái)說(shuō)明尿素的結(jié)晶的融化促進(jìn)控制的流程圖。此外，圖6表示用來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明通電控制處理的流程圖。另外，在以下的說(shuō)明中，在也參照?qǐng)D1及圖3的同時(shí)進(jìn)行說(shuō)明。

首先，如果將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)開(kāi)啟（圖4的t0），則在步驟s10中，控制裝置100的結(jié)晶化推測(cè)部107讀入在前次的發(fā)動(dòng)機(jī)5的停止時(shí)存儲(chǔ)的狀態(tài)，判別是否發(fā)生了因尿素的結(jié)晶化造成的噴射閥31的固粘。在沒(méi)有發(fā)生因尿素的結(jié)晶化造成的噴射閥31的固粘的情況下（步驟s10：否），控制裝置100許可尿素scr系統(tǒng)10的動(dòng)作。在此情況下，控制裝置100等待尿素水溶液的解凍控制結(jié)束、并且排氣溫度tgas達(dá)到第2閾值thre_tgas_2，開(kāi)始泵41的驅(qū)動(dòng)，開(kāi)始尿素水溶液的噴射控制。

另一方面，在發(fā)生了因尿素的結(jié)晶化造成的噴射閥31的固粘的情況下（步驟s10：是），在步驟s20中，控制裝置100的推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103計(jì)算推測(cè)解凍時(shí)間tdef。推測(cè)解凍時(shí)間運(yùn)算部103如上述那樣，例如基于儲(chǔ)存罐50內(nèi)的尿素水溶液的溫度turea，求出推測(cè)解凍時(shí)間tdef。接著，在步驟s30中，控制裝置100執(zhí)行通電控制。

通電控制例如如圖6所示那樣執(zhí)行。首先，在步驟s41中，控制裝置100的通電控制部110判別排氣溫度tgas是否是第1閾值thre_tgas_1以上。在排氣溫度tgas不到第1閾值thre_thre_1的情況下（步驟s41：否），通電控制部110待機(jī)，直到排氣溫度tgas成為第1閾值thre_thre_1以上。

在排氣溫度tgas為第1閾值thre_thre_1以上的情況下（步驟s41：是），在步驟s42中，通電控制部110判別當(dāng)前解凍控制是否是執(zhí)行中。在解凍控制是執(zhí)行中的情況下（步驟s42：是），在步驟s43中，通電控制部110判別到此為止的解凍實(shí)施時(shí)間是否為閾值t1以上。閾值t1可以設(shè)為從在步驟s20中計(jì)算出的推測(cè)解凍時(shí)間tdef減去通電時(shí)間t2后的值。通電時(shí)間t2由通電時(shí)間設(shè)定部105基于外氣溫度ta及冷卻水的溫度tcol、噴射閥31的電源電壓vbat等設(shè)定。

在到此為止的解凍實(shí)施時(shí)間不到閾值t1的情況下（步驟s43：否），回到步驟s41，控制裝置100重復(fù)到此為止的各步驟的處理。另一方面，在到此為止的解凍實(shí)施時(shí)間是閾值t1以上的情況下（步驟s43：是），在步驟s44中，通電控制部110開(kāi)始向噴射閥31的線圈的通電（圖4的t1）。在上述步驟s42中，在不需要解凍控制的情況下（包括解凍執(zhí)行時(shí)間為零的情況）、或解凍控制已經(jīng)結(jié)束的情況下（步驟s42：否），在該時(shí)點(diǎn)向步驟s44前進(jìn)，通電控制部110開(kāi)始向噴射閥31的線圈的通電。

向噴射閥31供給的電流值為噴射閥31的閥體不升起的范圍。在開(kāi)始向噴射閥31的線圈的通電后，在步驟s45中，通電控制部110反復(fù)進(jìn)行通電時(shí)間是否達(dá)到閾值t2的判別（圖4的t1到t2的期間）。在通電時(shí)間達(dá)到閾值t2的情況下（步驟s45：是），在步驟s46中，通電控制部110停止向噴射閥31的線圈的通電。由此，向噴射閥31的線圈的通電控制結(jié)束（圖4的t2）。

在通電控制結(jié)束后，向圖5的步驟s40前進(jìn)，通電控制部110許可尿素scr系統(tǒng)10的動(dòng)作。在此情況下，尿素水溶液的解凍控制已經(jīng)結(jié)束，并且排氣溫度tgas達(dá)到第2閾值thre_tgas_2，所以控制裝置100迅速地開(kāi)始泵41的驅(qū)動(dòng)，開(kāi)始尿素水溶液的噴射控制。此時(shí)，噴射閥31被加熱，噴射閥31內(nèi)的尿素的結(jié)晶融化，或被尿素水溶液迅速地融化。

以上，根據(jù)涉及本實(shí)施方式的還原劑噴射裝置20，向噴射閥31的線圈的通電在排氣溫度tgas成為第1閾值thre_tgas_1以上后進(jìn)行。此外，這樣的還原劑噴射裝置20在求出需要的通電時(shí)間t2的基礎(chǔ)上，執(zhí)行向線圈的通電，使得通電時(shí)間t2匹配于推測(cè)解凍時(shí)間的結(jié)束時(shí)期而結(jié)束，所述推測(cè)解凍時(shí)間預(yù)測(cè)凍結(jié)的尿素水溶液解凍。因而，在排氣管11及噴射閥31某種程度被加溫的狀態(tài)下，在所需最低限度的通電時(shí)間t2的期間中向線圈通電，由此效率良好地將噴射閥31加熱。由此，電池的電力消耗量減少，并且能夠抑制由發(fā)熱帶來(lái)的線圈的劣化。

以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于這樣的例子。只要是具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的通常的知識(shí)的人，顯然就能夠在權(quán)利要求書(shū)所記載的技術(shù)思想的范疇內(nèi)想到各種變更例或修正例，應(yīng)了解，關(guān)于這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。