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JP5625475B2 - 排ガス浄化システム - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集すると共にＮＯxを浄化して排気する排ガス浄化システムに関するものである。
ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化して排気する排ガス浄化システムとして、排気管にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）及びＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction；選択還元触媒）装置を接続した排ガス浄化システムが開発されている。
この排ガス浄化システムは、ＤＰＦで、排気ガス中のＰＭを捕集し、ＳＣＲ装置を備えたＳＣＲシステムで、尿素タンクに貯留された尿素水をＳＣＲの排気ガス上流に供給し、排気ガスの熱でＮＨ3を生成し、このＮＨ3によって、ＳＣＲ触媒上でＮＯxを還元して浄化するものである（例えば、特許文献１参照）。
ＤＰＦで捕集したＰＭは、フィルタの目詰まりの原因となるため、捕集堆積したＰＭを適宜酸化させ、除去して再生する必要がある。
この目詰まりの検出は、排気圧センサがＤＰＦ前後の差圧を検知し、その差圧が上限値に達したときに、ＥＣＭ（Engine Control Module）が自動的に、或いは手動で行う場合には、キャビン内に設けられたＤＰＦ警告灯を点灯し、ドライバーが再生実行スイッチを押すことで、ＤＰＦ再生が開始される。
ＤＰＦ再生は、排気温度を６００℃程度に上昇させ、この高温の排気ガスでＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させ、除去して再生するものである。つまり、ＤＰＦ再生時には高温の排気ガスが排気管内に流されるので、排気管に接続されたＤＰＦ及びＳＣＲ装置は高温の排気ガスに曝される。
ところで、ＳＣＲ触媒は、その性質上、高温になるにつれてＮＨ3を溜め込める量が減少する。そのため、ＳＣＲ触媒にＮＨ3が多量に溜め込まれた状態でＤＰＦ再生が開始されると、高温の排気ガスによってＳＣＲ触媒が加熱され、ＳＣＲ触媒に溜め込まれたＮＨ3が放出されるＮＨ3スリップと言われる現象が生じる。
このＮＨ3スリップを回避すべく、ＤＰＦ再生前に尿素水の供給を停止し、ＳＣＲ触媒に溜め込まれたＮＨ3のみで排気ガスの浄化を行い、ＳＣＲ触媒に溜め込まれたＮＨ3の量を減らした上で、ＤＰＦ再生を行うようにしている。
特開２０００−３０３８２６号公報
このようにＤＰＦ再生時には尿素水の供給を停止しているので、ＤＰＦ再生時には尿素水を噴射するためのドージングバルブ（尿素噴射装置、ドージングモジュール）内に尿素水が溜まった状態となっている。ドージングバルブは、排気管内に臨んで設けられるので、ＤＰＦ再生時には高温の排気ガスに曝される。このとき、ドージングバルブ内に溜まった尿素水も高温となる。
図５に示すように、尿素水は、沸点であるＣ℃以上の温度になると、その水分が蒸発を開始し、固形物ｗを経てガスαが生成される。ガスαは、Ｄ℃程度で結晶化し、固形物ｘが生成される。Ｃ℃〜Ｄ℃の温度範囲では、固形物ｗとガスαと固形物ｘとが混在する状態となる。
そのため、ＤＰＦ再生時の高温の排気ガスによってドージングバルブ内の尿素水が加熱されると、図６（ａ）に示すように、ドージングバルブ内の尿素水が結晶化して弁体１２９が固着してしまったり、或いは、図６（ｂ）に示すように、尿素水が結晶化した固体１３４が弁体１２９とシリンダ１２７の弁座との間に挟まって、尿素水の噴射が停止できなくなったりして、ドージングバルブが作動不良となり適正な尿素水噴射制御が行えなくなるという不具合が生じる虞がある。
そこで、本発明の目的は、ＤＰＦ再生中の、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止することができる排ガス浄化システムを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、排気管に接続されたＤＰＦと、ＤＰＦの下流側に接続されたＳＣＲ装置と、ＳＣＲ装置の上流側で尿素水を噴射するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水を吸い上げてドージングバルブに尿素水を供給すると共に、ドージングバルブ内の尿素水を尿素タンクに戻すサプライモジュールと、ＳＣＲ触媒に溜め込めるＮＨ3量と排気ガス中のＮＯx量に応じてドージングバルブから噴射する尿素水の噴射量を決定すべく、ドージングバルブとサプライモジュールを制御するＤＣＵと、ＤＰＦでのＰＭ堆積量を検出し、ＤＰＦを再生すべくＤＰＦに高温の排気ガスを流してＤＰＦ再生の制御を行うＥＣＭとを備え、ＥＣＭがＤＰＦ再生前にＤＣＵにＤＰＦ再生許可要求を送信し、ＤＣＵがＳＣＲ触媒のＮＨ3量を判断してそのＮＨ3量が規定値以下のときにＥＣＭにＤＰＦ再生許可を送信し、これを受けてＥＣＭがＤＰＦ再生を行うようにした排ガス浄化システムにおいて、ＤＣＵは、ＥＣＭからＤＰＦ再生許可要求を受信したとき、ドージングバルブ内に溜まった尿素水を除去すべく、ドージングバルブ内の尿素水を噴射するようサプライモジュールを制御し、ドージングバルブ内の尿素水のみを一度だけ噴射することで、ドージングバルブ内の尿素水を高温でない尿素水に置き換え、その後、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量が規定値以下になったことを確認してＥＣＭにＤＰＦ再生許可を送信するようにされる排ガス浄化システムである。
請求項２の発明は、前記ＤＣＵは、更に、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないとき、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上のときには、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止すべく、ドージングバルブを間欠的に開放する請求項１に記載の排ガス浄化システムである。
請求項３の発明は、前記ＤＣＵは、更に、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないとき、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上のときには、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止すべく、ドージングバルブを開放すると共に、サプライモジュールを制御してドージングバルブ内の尿素水を尿素タンクに戻す請求項１に記載の排ガス浄化システムである。
請求項４の発明は、前記ＳＣＲ触媒が活性化する温度が１９０℃以上であり、前記尿素水が結晶化する温度が１０４℃以上である請求項２又は３に記載の排ガス浄化システムである。
請求項５の発明は、前記サプライモジュールは、尿素タンクとドージングバルブとの間に設けられており、尿素水を圧送するＳＭポンプと、ＳＭポンプによる送液流路を切り替えるリバーティングバルブとを備える請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化システムである。
本発明によれば、ＤＰＦ再生中の、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止することができる。
本発明の排ガス浄化システムを示す概略図である。 サプライモジュール周りのライン図である。 ＤＣＵの入出力構成を示す図である。 本発明の排ガス浄化システムにおけるＤＣＵの動作を説明するフローチャートである。 尿素水の温度変化による状態変化を示す図である。 （ａ），（ｂ）はドージングバルブの不具合を説明する断面図である。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
まず、車両に搭載される排ガス浄化システムについて説明する。
図１に示すように、排ガス浄化システム１００は、エンジンＥの排気管１０２に設けられたＳＣＲ装置１０３と、排気管内に臨んで設けられＳＣＲ装置１０３の上流側（排気ガスの上流側）で尿素水を噴射するドージングバルブ（尿素噴射装置、ドージングモジュール）１０４と、尿素水を貯留する尿素タンク１０５と、尿素タンク１０５に貯留された尿素水をドージングバルブ１０４に供給するサプライモジュール１０６と、ドージングバルブ１０４やサプライモジュール１０６等を制御するＤＣＵ（Dosing Control Unit）１２６とを主に備える。
エンジンＥの排気管１０２には、排気ガスの上流側から下流側にかけて、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst；酸化触媒）１０７、ＤＰＦ１０８、ＳＣＲ装置１０３が順次配置される。ＤＯＣ１０７は、エンジンＥから排気される排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2とし、排気ガス中のＮＯとＮＯ2の比率を制御してＳＣＲ装置１０３における脱硝効率を高めるためのものである。また、ＤＰＦ１０８は、排気ガス中のＰＭを捕集するためのものである。
このＤＰＦ１０８で捕集したＰＭは、フィルタの目詰まりの原因となるため、捕集堆積したＰＭを適宜酸化させ、除去して再生する必要がある。そのため、エンジンＥを制御するＥＣＭ１２５は、ＤＰＦ１０８でのＰＭ堆積量を検出し、ＤＰＦ１０８を再生すべくＤＰＦ１０８に高温の排気ガスを流してＤＰＦ再生の制御を行うようにされる。
ＳＣＲ装置１０３の上流側の排気管１０２には、ドージングバルブ１０４が設けられる。ドージングバルブ１０４は、高圧の尿素水が満たされたシリンダ１２７に噴口１２８が設けられ、その噴口１２８を塞ぐ弁体１２９がプランジャ１３０に取り付けられた構造となっており（図６（ａ），（ｂ）参照）、コイルに通電することによりプランジャ１３０を引き上げることで弁体１２９を噴口１２８から離間させて尿素水を噴射するようになっている。コイルへの通電を止めると、内部のバネ力によりプランジャ１３０が引き下げられて弁体１２９が噴口１２８を塞ぐので尿素水の噴射が停止される。
ドージングバルブ１０４の上流側の排気管１０２には、ＳＣＲ装置１０３の入口における排気ガスの温度（ＳＣＲ入口温度）を測定する排気温度センサ１０９が設けられる。また、ＳＣＲ装置１０３の上流側（ここでは排気温度センサ１０９の上流側）には、ＳＣＲ装置１０３の上流側でのＮＯx濃度を検出する上流側ＮＯxセンサ１１０が設けられ、ＳＣＲ装置１０３の下流側には、ＳＣＲ装置１０３の下流側でのＮＯx濃度を検出する下流側ＮＯxセンサ１１１が設けられる。
サプライモジュール１０６は、尿素水を圧送するＳＭポンプ１１２と、サプライモジュール１０６の温度（サプライモジュール１０６を流れる尿素水の温度）を測定するＳＭ温度センサ１１３と、サプライモジュール１０６内における尿素水の圧力（ＳＭポンプ１１２の吐出側の圧力）を測定する尿素水圧力センサ１１４と、尿素水の流路を切り替えることにより、尿素タンク１０５からの尿素水をドージングバルブ１０４に供給するか、あるいはドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５に戻すかを切り替えるリバーティングバルブ１１５とを備えている。ここでは、リバーティングバルブ１１５がＯＦＦのとき、尿素タンク１０５からの尿素水をドージングバルブ１０４に供給するようにし、リバーティングバルブ１５がＯＮのとき、ドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５に戻すようにした。
リバーティングバルブ１１５が尿素水をドージングバルブ１０４に供給するように切り替えられている場合、サプライモジュール１０６は、そのＳＭポンプ１１２にて、尿素タンク１０５内の尿素水を送液ライン（サクションライン）１１６を通して吸い上げ、圧送ライン（プレッシャーライン）１１７を通してドージングバルブ１０４に供給するようにされ、余剰の尿素水を、回収ライン（バックライン）１１８を通して尿素タンク１０５に戻すようにされる。
なお、キーＯＦＦ（イグニッションＯＦＦ、車両停止）の際には、リバーティングバルブ１１５を切り替えてドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５に戻すようにして、尿素水の結晶化によるドージングバルブ１０４の作動不良の発生を防止している。このように、ドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５に戻す制御を本明細書ではエンプティングと呼称する。
エンプティングを行う際には、予めドージングバルブ１０４を開放しておき、ドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５に戻すことで、排気管１０２の排気ガス（空気）をドージングバルブ１０４から尿素タンク１０５まで吸い込むようにしている。
ここで、サプライモジュール１０６周りのライン構成の一例を説明する。
図２に示すように、尿素タンク１０５内からの送液ライン１１６は、リバーティングバルブ１１５を介してＳＭポンプ１１２の吸い込み側に接続される。更に、ＳＭポンプ１１２は、その吐出側に接続された出口ライン１４３、リバーティングバルブ１１５を介してドージングバルブ１０４に接続される。
ここで、リバーティングバルブ１１５は、図の実線で示したラインと、図の破線で示したラインとに切り替えることができる。これにより、尿素タンク１０５からドージングバルブ１０４への尿素水の供給と、ドージングバルブ１０４から尿素タンク１０５への尿素水の回収とが行えるようになっている。
回収ライン１１８は、ドージングバルブ１０４に接続される圧送ライン１１７に接続されており、尿素タンク１０５に尿素水を戻すように構成されている。
なお、このライン構成はあくまで一例であり、上述の構成に限定されるものではない。
尿素タンク１０５には、ＳＣＲセンサ１１９が設けられる。ＳＣＲセンサ１１９は、尿素タンク１０５内の尿素水の液面高さ（レベル）を測定するレベルセンサ１２０と、尿素タンク１０５内の尿素水の温度を測定する温度センサ１２１と、尿素タンク１０５内の尿素水の品質を測定する品質センサ１２２とを備えている。品質センサ１２２は、例えば、超音波の伝播速度や電気伝導度から、尿素水の濃度や尿素水に異種混合物が混合されているか否かを検出し、尿素タンク１０５内の尿素水の品質を検出するものである。
尿素タンク１０５とサプライモジュール１０６には、エンジンＥを冷却するための冷却水を循環する冷却ライン１２３が接続される。冷却ライン１２３は、尿素タンク１０５内を通り、冷却ライン１２３を流れる冷却水と尿素タンク１０５内の尿素水との間で熱交換するようにされる。同様に、冷却ライン１２３は、サプライモジュール１０６内を通り、冷却ライン１２３を流れる冷却水とサプライモジュール１０６内の尿素水との間で熱交換するようにされる。
冷却ライン１２３には、尿素タンク１０５とサプライモジュール１０６に冷却水を供給するか否かを切り替えるタンクヒーターバルブ（クーラントバルブ）１２４が設けられる。なお、ドージングバルブ１０４にも冷却ライン１２３が接続されるが、ドージングバルブ１０４には、タンクヒーターバルブ１２４の開閉に拘わらず、冷却水が供給されるように構成されている。なお、図１では図を簡略化しており示されていないが、冷却ライン１２３は、尿素水が通る送液ライン１１６、圧送ライン１１７、回収ライン１１８に沿って配設される。
図３に、ＤＣＵ１２６の入出力構成図を示す。
図３に示すように、ＤＣＵ１２６には、上流側ＮＯxセンサ１１０、下流側ＮＯxセンサ１１１、ＳＣＲセンサ１１９（レベルセンサ１２０、温度センサ１２１、品質センサ１２２）、排気温度センサ１０９、サプライモジュール１０６のＳＭ温度センサ１１３と尿素水圧力センサ１１４、およびエンジンＥを制御するＥＣＭ１２５からの入力信号線が接続されている。ＥＣＭ１２５からは、外気温、エンジンパラメータ（エンジン回転数など）の信号が入力される。
また、ＤＣＵ１２６には、タンクヒーターバルブ１２４、サプライモジュール１０６のＳＭポンプ１１２とリバーティングバルブ１１５、ドージングバルブ１０４、上流側ＮＯxセンサ１１０のヒータ、下流側ＮＯxセンサ１１１のヒータ、への出力信号線が接続される。なお、ＤＣＵ１２６と各部材との信号の入出力に関しては、個別の信号線を介した入出力、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介した入出力のどちらであってもよい。
ＤＣＵ１２６は、ＥＣＭ１２５からのエンジンパラメータの信号と、排気温度センサ１０９からの排気ガス温度とを基に、排気ガス中のＮＯxの量を推定すると共に、推定した排気ガス中のＮＯxの量とＳＣＲ触媒に溜め込めるＮＨ3量とを基にドージングバルブ１０４から噴射する尿素水量を決定するようにされ、さらに、ドージングバルブ１０４にて決定した尿素水量で噴射したとき、上流側ＮＯxセンサ１１０の検出値に基づいてドージングバルブ１０４とサプライモジュール１０６を制御して、ドージングバルブ１０４から噴射する尿素水量を調整するようにされる。なお、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量は、例えば、上流側ＮＯxセンサ１１０と下流側ＮＯxセンサ１１１の測定値から推定するとよい。
さて、排ガス浄化システム１００は、ＥＣＭ１２５がＤＰＦ再生に先立ってＤＣＵ１２６にＤＰＦ再生許可要求を送信し、ＤＣＵ１２６がＳＣＲ触媒のＮＨ3量を判断してそのＮＨ3量が規定値以下のときにＥＣＭ１２５にＤＰＦ再生許可を送信し、これを受けてＥＣＭ１２５がＤＰＦ再生を行うようになっている。
より具体的には、ＤＣＵ１２６は、ＥＣＭ１２５からＤＰＦ再生許可要求を受信したとき、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量を規定値以下とするために、ドージングバルブ１０４による尿素水の噴射を停止する。これにより、ＳＣＲ触媒に溜め込まれたＮＨ3のみで排気ガスの浄化が行われることとなり、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量は減少していく。ＳＣＲ触媒のＮＨ3量が規定値以下に減少したら、ＤＣＵ１２６は、ＥＣＭ１２５にＤＰＦ再生許可を送信する。そして、ＥＣＭ１２５は、ＤＣＵ１２６からＤＰＦ再生許可を受信したとき、ＤＰＦ再生を開始する。
このように、排ガス浄化システム１００では、ドージングバルブ１０４による尿素水の噴射を停止して、ＤＰＦ再生前にＳＣＲ触媒のＮＨ3量を規定値以下とすることで、ＤＰＦ再生時の高温の排気ガスでＳＣＲ触媒に溜め込まれたＮＨ3が放出されることによるＮＨ3スリップの発生を防止している。
しかし、ＤＰＦ再生時には、噴射が停止されたドージングバルブ１０４内に尿素水が溜まっているので、その尿素水がＤＰＦ再生時の高温の排気ガスで加熱されてドージングバルブ１０４内で固着し、ドージングバルブ１０４の作動不良が発生する可能性がある。
そこで、本発明の排ガス浄化システム１００では、ＥＣＭ１２５からＤＰＦ再生許可要求を受信したとき、ドージングバルブ１０４内に溜まった尿素水を除去すべく、ドージングバルブ１０４内の尿素水を噴射するようドージングバルブ１０４とサプライモジュール１０６を制御し、その後、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量が規定値以下になったことを確認してＥＣＭ１２５にＤＰＦ再生許可を送信するようにＤＣＵ１２６を構成した。
ドージングバルブ１０４内の尿素水を噴射することで、ドージングバルブ１０４内の尿素水を、尿素タンク１０５からの高温でない尿素水に置き換えることができる。
ところで、ＤＰＦ再生時以外にもドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射が停止される場合がある。
排ガス浄化システム１００では、通常、ＳＣＲ触媒温度（排気温度）がＳＣＲ触媒が活性化する温度（本実施の形態では一例として１９０℃とする）に満たないときにはドージングバルブ１０４を閉としておき、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度以上に十分に加熱されたとき、ドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射を許可するようにしている。ここで、ＳＣＲ触媒温度は、これを直接測定するセンサは通常設けられていないため、排気温度センサ１０９の測定値をＳＣＲ触媒温度と見なすこととする。つまり、排気温度とＳＣＲ触媒温度は同じものである。
従って、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないときにはドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射は停止されている。尿素水は１０４℃〜１６０℃程度で結晶化してしまうため、排気温度が、例えば１０４℃以上１９０℃未満の温度帯のときには、その温度帯の排気ガスの熱を受けるドージングバルブ１０４内に満たされた尿素水が結晶化し、ドージングバルブ１０４の作動不良を招く虞がある。
そこで、本発明の排ガス浄化システム１００では、上述の構成に加えて、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないときでも、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上のときには、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止すべく、ドージングバルブ１０４を間欠的（例えば、３分毎）に開放し、少量の尿素水をドージングバルブ１０４内から間欠的に排出するようにＤＣＵ１２６を構成した。
ＤＣＵ１２６は、排気温度センサ１０９の測定値を監視し、この測定値が尿素水が結晶化する温度以上でＳＣＲ触媒が活性化する温度未満のとき、ドージングバルブ１０４を間欠的に開放し、少量の尿素水をドージングバルブ１０４内から間欠的に排出するように構成される。
つまり、ＤＣＵ１２６は、排気温度センサ１０９の測定値を監視することで、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上で尿素水が噴射される温度未満であるか否かを判定し、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上で尿素水が噴射される温度未満のとき、少量の尿素水をドージングバルブ１０４内から間欠的に排出する。
これまで説明したＤＣＵ１２６の動作をまとめたフローチャートを図４に示す。ＤＣＵ１２６は、以下に示す動作を繰り返す。
図４に示すように、先ず、ＤＣＵ１２６は、ＥＣＭ１２５からＤＰＦ再生許可要求を受信したか否かを判断する（ステップ４００）。
ステップ４００にて、ＥＣＭ１２５からＤＰＦ再生許可要求を受信したと判断したとき、ＤＣＵ１２６は、ＳＣＲ触媒に蓄積されたＮＨ3量が規定値以下であるか否かを判断する（ステップ４０１）。
ステップ４０１にて、ＮＨ3量が規定値以下であると判断したとき、ＤＣＵ１２６は、ＥＣＭ１２５にＤＰＦ再生許可を送信する（ステップ４０２）。なお、通常は、ＳＣＲ触媒には排気ガス中のＮＯx量が急激に変化した場合に、排気ガスを十分に浄化できるように、規定値を超えるＮＨ3量が溜め込まれているため、一回目のループでは規定値を超えていると判断される。
ステップ４０１にて、ＮＨ3量が規定値を超えていると判断したとき、ＤＣＵ１２６は、ドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射を実施したか否かを判断する（ステップ４０３）。
ステップ４０３にて、尿素水の噴射が実施されていないと判断したとき、ＤＣＵ１２６は、ドージングバルブ１０４、サプライモジュール１０６を制御してドージングバルブ１０４から少量の尿素水を噴射する（ステップ４０４）。
一方、ステップ４０３にて、尿素水の噴射が実施済みであると判断したとき、ＤＣＵ１２６は、ドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射を停止する（ステップ４０５）。このステップ４０３は、ドージングバルブ１０４からの尿素水の噴射が一度のＤＰＦ再生前に複数回実施されることにより、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量の減少が遅れて、ＤＰＦ再生の開始が遅れてしまうことを防止するためのステップである。
その後は、ＳＣＲ触媒に蓄積されたＮＨ3量が規定値以下となるまで、ステップ４０１，４０３，４０５を繰り返し、ＮＨ3量が規定値以下となったとき、ＤＣＵ１２６は、ステップ４０２でＥＣＭ１２５にＤＰＦ再生許可を送信する。
この動作により、ドージングバルブ１０４内の尿素水を、ＤＰＦ再生前に排出することができるので、ＤＰＦ再生中の、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができる。
最初のステップ４００にて、ＥＣＭ１２５からＤＰＦ再生許可要求を受信していないと判断したとき、ＤＣＵ１２６は、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度以上であるか否かを判定する（ステップ４０６）。
ステップ４０６にて、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度以上であると判定したとき、ＤＣＵ１２６は、排気ガス中のＮＯx量に応じて尿素水の噴射を開始する（ステップ４０７）。
一方、ステップ４０６にて、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度以上でないと判断したとき、ＤＣＵ１２６は、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上で尿素水が噴射される温度未満の範囲以外であるか否かを判断する（ステップ４０８）。
ステップ４０８にて、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上で尿素水が噴射される温度未満の範囲以外であると判断したとき、ＤＣＵ１２６は、尿素水の噴射を停止する（ステップ４０９）。
一方、ステップ４０８にて、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上で尿素水が噴射される温度未満の範囲であると判断したとき、ＤＣＵ１２６は、一定時間毎（例えば、３分毎）に尿素水の噴射を実施する。
この動作により、ドージングバルブ１０４内の尿素水を、結晶化してしまう前に排出することができるので、ドージングバルブ１０４で尿素水の噴射が行われないときの、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができる。
以上要するに、本発明の排ガス浄化システム１００によれば、ＤＰＦ再生中の、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができると共に、ドージングバルブ１０４で尿素水の噴射が行われないときの、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができる。
なお、本実施の形態においては、ＤＰＦ再生前にドージングバルブ１０４から尿素水の噴射を行うようにＤＣＵ１２６を構成したが、これに代えて、ドージングバルブ１０４内の尿素水を尿素タンク１０５へ戻す（強制的にエンプティングする）ように構成しても良い。これにより、ドージングバルブ１０４内の尿素水を、取り除くことができるので、ＤＰＦ再生中の、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができる。排気温度やＳＣＲ触媒に蓄積されているＮＨ3量により、間欠噴射又はエンプティングのどちらかが好ましい。
また、本実施の形態においては、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上でＳＣＲ触媒が活性化する温度未満のとき、ドージングバルブ１０４を間欠的に開放し、少量の尿素水をドージングバルブ１０４内から間欠的に排出するようにＤＣＵ１２６を構成したが、これに代えて、ドージングバルブ１０４を開放すると共に、サプライモジュール１０６のリバーティングバルブ１１５を切り替えると共にＳＭポンプ１１２を作動させ、強制的にエンプティング（強制エンプティング）を実施するように構成しても良い。これにより、ドージングバルブ１０４内の尿素水を、結晶化してしまう前に取り除くことができるので、ドージングバルブ１０４で尿素水の噴射が行われないときの、ドージングバルブ１０４内での尿素水の固着を防止することができる。
１００ 排ガス浄化システム
１０２ 排気管
１０３ ＳＣＲ装置
１０４ ドージングバルブ
１０５ 尿素タンク
１０６ サプライモジュール
１２５ ＥＣＭ
１２６ ＤＣＵ

Claims (5)

  1. 排気管に接続されたＤＰＦと、ＤＰＦの下流側に接続されたＳＣＲ装置と、ＳＣＲ装置の上流側で尿素水を噴射するドージングバルブと、尿素タンク内の尿素水を吸い上げてドージングバルブに尿素水を供給すると共に、ドージングバルブ内の尿素水を尿素タンクに戻すサプライモジュールと、ＳＣＲ触媒に溜め込めるＮＨ3量と排気ガス中のＮＯx量に応じてドージングバルブから噴射する尿素水の噴射量を決定すべく、ドージングバルブとサプライモジュールを制御するＤＣＵと、ＤＰＦでのＰＭ堆積量を検出し、ＤＰＦを再生すべくＤＰＦに高温の排気ガスを流してＤＰＦ再生の制御を行うＥＣＭとを備え、ＥＣＭがＤＰＦ再生前にＤＣＵにＤＰＦ再生許可要求を送信し、ＤＣＵがＳＣＲ触媒のＮＨ3量を判断してそのＮＨ3量が規定値以下のときにＥＣＭにＤＰＦ再生許可を送信し、これを受けてＥＣＭがＤＰＦ再生を行うようにした排ガス浄化システムにおいて、
    ＤＣＵは、ＥＣＭからＤＰＦ再生許可要求を受信したとき、ドージングバルブ内に溜まった尿素水を除去すべく、ドージングバルブ内の尿素水を噴射するようサプライモジュールを制御し、ドージングバルブ内の尿素水のみを一度だけ噴射することで、ドージングバルブ内の尿素水を高温でない尿素水に置き換え、その後、ＳＣＲ触媒のＮＨ3量が規定値以下になったことを確認してＥＣＭにＤＰＦ再生許可を送信するようにされることを特徴とする排ガス浄化システム。
  2. 前記ＤＣＵは、更に、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないとき、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上のときには、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止すべく、ドージングバルブを間欠的に開放する請求項１に記載の排ガス浄化システム。
  3. 前記ＤＣＵは、更に、排気温度がＳＣＲ触媒が活性化する温度に満たないとき、排気温度が尿素水が結晶化する温度以上のときには、ドージングバルブ内での尿素水の固着を防止すべく、ドージングバルブを開放すると共に、サプライモジュールを制御してドージングバルブ内の尿素水を尿素タンクに戻す請求項１に記載の排ガス浄化システム。
  4. 前記ＳＣＲ触媒が活性化する温度が１９０℃以上であり、前記尿素水が結晶化する温度が１０４℃以上である請求項２又は３に記載の排ガス浄化システム。
  5. 前記サプライモジュールは、尿素タンクとドージングバルブとの間に設けられており、尿素水を圧送するＳＭポンプと、ＳＭポンプによる送液流路を切り替えるリバーティングバルブとを備える請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
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