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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung.
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Ein Harnstoff-SCR-System (SCR entspricht selektiver katalytischer Reduktion) verwendet herkömmlicherweise Harnstoff zur Nachbehandlung zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine. In dem Harnstoff-SCR-System werden Stickoxide (NOx), die in dem Abgas beinhaltet sind, reduziert, indem dem Abgas Harnstoff hinzugefügt wird. Der Harnstoff, der in dem Harnstoff-SCR-System verwendet wird, wird als das Harnstoffwasser geliefert. Das Harnstoffwasser, das in einem Harnstoffwassertank gespeichert wird, wird durch einen Harnstoffwasserkanal an einen Injektor geliefert und von dem Injektor in das Abgas injiziert, das in einem Abgaskanal strömt. Das Harnstoffwasser wird durch eine Harnstoffwasserpumpe an den Injektor geliefert. Das Harnstoffwasser lagert gelegentlich den Harnstoff, der gelöst ist, als Kristall ab, wenn das Harnstoffwasser aufgrund fallender Umgebungstemperatur gefriert oder wenn eine Konzentration des Harnstoffwassers sich aufgrund von Verdunsten von Wasser ändert. Abgelagerter fester Harnstoff verursacht gelegentlich Zusetzen des Injektors oder des Harnstoffwasserkanals.
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JP 2009-2260A schlägt vor, Harnstoffwasser, das in einem Harnstoffwasserkanal verbleibt, in einen Harnstoffwassertank zurückzubringen, indem eine Harnstoffwasserpumpe in einer Rückwärtsrichtung entgegengesetzt zu einer Vorwärtsrichtung zum Liefern des Harnstoffwassers angetrieben wird. Eine Periode zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe in der Rückwärtsrichtung wird gemäß einer Umgebung des Harnstoffwasser-SCR-Systems wie beispielsweise einer Lufttemperatur und einem Atmosphärendruck festgelegt. Aus diesem Grund, wenn ein Sensor zum Erfassen der Lufttemperatur oder des Atmosphärendrucks einen individuellen Unterschied oder Alterungsverschlechterung aufweist, hat eine Periode zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe in der Rückwärtsrichtung einen größeren Fehler. Wenn die Periode zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe in der Rückwärtsrichtung festgelegt wird, um kürzer als erforderlich zu sein, wird das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal verbleibt, nicht ausreichend zurückgebracht. Wenn die Periode zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe in der Rückwärtsrichtung länger als erforderlich festgelegt wird, wird die Harnstoffwasserpumpe kontinuierlich angetrieben, sogar nach Abschluss des Zurückbringens des Harnstoffwassers vom Harnstoffwasserkanal. Demzufolge wird unnötig elektrische Energie verbraucht.
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung bereitzustellen, die überprüft, ob Rückbringen von Harnstoffwasser von einem Harnstoffwasserkanal abgeschlossen wurde, und unnötigen Stromverbrauch einer Harnstoffwasserpumpe nach Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung reduziert, während Verbleiben des Harnstoffwassers in dem Harnstoffwasserkanal vermieden wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem vorgesehen. Die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung liefert Harnstoffwasser, das in einem Harnstoffwassertank gespeichert ist, in einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine zum Reduzieren von in einem Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxiden durch einen Reduktionskatalysator. Die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung steuert ferner einen in dem Abgaskanal vorgesehenen Injektor zum Injizieren des Harnstoffwassers und eine Harnstoffwasserpumpe, die in einem Harnstoffwasserkanal vorgesehen ist, der den Harnstoffwassertank und den Injektor zum Liefern des Harnstoffwassers von dem Harnstoffwassertank an den Injektor verbindet.
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Die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung weist einen Motorzustandserlangungsteil, einen Rückwärtsantriebsteil und einen Rückbringungsüberprüfungsteil auf. Der Motorzustandserlangungsteil erlangt einen Antriebszustand eines Motors, der die Harnstoffwasserpumpe antreibt. Der Rückwärtsantriebsteil treibt den Motor in einer Rückwärtsrichtung an, die entgegengesetzt zu einer Vorwärtsrichtung einer Harnstoffwasserlieferung an den Injektor ist, um das Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal zum Harnstoffwassertank zurückzubringen. Der Rückbringungsüberprüfungsteil überprüft, ob Rückbringen von Harnstoffwasser vom Harnstoffwasserkanal zum Harnstoffwassertank abgeschlossen wurde, basierend auf dem Antriebszustand des Motors, der durch den Motorzustandserlangungsteil erlangt wird, in einem Zustand, in dem der Motor durch den Rückwärtsantriebsteil angetrieben wird.
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Abgasreinigungssystem einschließlich der Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Hauptroutine, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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5 ist ein Zeitdiagramm, das eine Motorrotationsänderung bezüglich Zeit in der Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Motorstoppverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Motorstoppverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
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9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Motorrotationsänderung bezüglich Zeit in der Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
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10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
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11 ist ein Zeitdiagramm, das eine Motorrotationsänderung bezüglich Zeit in der Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
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12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung, die durch die Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung ausgeführt wird, gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt; und
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13 ist ein Zeitdiagramm, das eine Motorrotationsänderung bezüglich Zeit in der Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
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Eine Harnstoffwasserinjektionssteuervorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf mehrere Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In den folgenden Ausführungsformen sind zur Vereinfachung der Beschreibung gleiche strukturelle Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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(Erste Ausführungsform)
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Gemäß 1 ist eine Harnstoffwassersteuervorrichtung (einfach als Steuervorrichtung bezeichnet) 30 in einem Abgasreinigungssystem 10 vorgesehen, wie in 2 dargestellt ist. Wie in 2 dargestellt ist, ist das Abgasreinigungssystem 10 als ein SCR-System konfiguriert, das Harnstoffwasser in Abgas liefert, das von einer Brennkraftmaschine 11 emittiert wird, die in einem Fahrzeug angebracht ist, und in dem Abgas enthaltene Stickoxide reduziert. Das Abgas der Brennkraftmaschine 11 wird durch einen Abgaskanal 13 in die Atmosphäre emittiert, der durch ein Abgasrohrelement 12 gebildet ist. Die Brennkraftmaschine 11 kann ein Dieselmotor sein. Das Abgasreinigungssystem 10 ist nicht auf den Dieselmotor beschränkt, sondern kann in einem Benzinmotor oder einem Gasturbinentriebwerk implementiert sein. Die Brennkraftmaschine 11 ist nicht darauf beschränkt, in dem Fahrzeug angebracht zu sein, sondern kann beispielsweise an einer Energieerzeugungseinheit befestigt sein.
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Das Abgasreinigungssystem 10 beinhaltet einen Harnstoffwassertank 14, eine Harnstoffwasserpumpe 15, einen Harnstoffwasserkanalteil 16, einen Reduktionskatalysator 17 und einen Injektor 18. Der Harnstoffwassertank 14 speichert Harnstoffwasser, was eine Wasserlösung von Harnstoff ist. Die Harnstoffwasserpumpe 15 entlässt das in dem Harnstoffwassertank 14 gespeicherte Harnstoffwasser in den Harnstoffwasserkanal 19, der in dem Harnstoffwasserkanalteil 16 gebildet ist. Der Reduktionskatalysator 17 ist in dem Abgaskanal 13 vorgesehen, der durch das Abgasrohrelement 12 gebildet ist. Der Injektor 18 ist mit dem Harnstoffwassertank 14 durch den Harnstoffwasserkanal 19 verbunden. Das Harnstoffwasser, das von der Harnstoffwasserpumpe 15 entlassen wird, wird an den Injektor 18 durch den Harnstoffwasserkanal 19 geliefert. Der Injektor 18 ist in dem Abgasrohrelement 12 vorgesehen. Der Injektor 18 steht in dem Abgaskanal 13 durch das Abgasrohrelement 12 hervor. Ein oberes Ende des Injektors 18 ist in dem Abgaskanal 13 freigelegt. Das Harnstoffwasser, das an den Injektor 18 geliefert wird, wird in das Abgas injiziert, das in dem Abgaskanal 13 strömt. Das Abgas, das von der Brennkraftmaschine 11 emittiert wird, und das Harnstoffwasser, das von dem Injektor 18 injiziert wird, werden in dem Abgaskanal 13 vermischt und strömen in den Reduktionskatalysator 17. Stickoxid, das in dem Abgas enthalten ist, wird durch chemische Reaktion mit dem Harnstoff, der in dem Harnstoffwasser enthalten ist, in dem Reduktionskatalysator 17 reduziert.
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Die Harnstoffwasserpumpe 15, die den Harnstoff von dem Harnstoffwassertank 14 an den Injektor 18 liefert, wird durch einen Motor 21 betrieben. Der Motor 21 treibt die Harnstoffwasserpumpe 15 in einer Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung durch eine Änderung einer Richtung einer Energieversorgung oder eines Musters einer Energieversorgung von einer Batterie 22 an. Wenn die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird, wird das im Harnstoffwassertank 14 gespeicherte Harnstoffwasser an den Injektor 18 geliefert. Wenn die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 in der Rückwärtsrichtung angetrieben wird, die entgegengesetzt zur Vorwärtsrichtung ist, wird das Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal 19, der mit dem Injektor 18 verbunden ist, in den Harnstoffwassertank 14 zurückgebracht.
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Das Abgasreinigungssystem 10, das vorstehend beschrieben ist, wird durch die Steuervorrichtung 30 gesteuert. Wie in 1 dargestellt ist, beinhaltet die Steuervorrichtung 30 einen Mikrocomputer 31, der durch eine CPU, ein ROM und ein RAM gebildet ist, und steuert das Abgasreinigungssystem 10 durch Ausführen von im ROM gespeicherten Computerprogrammen. Die Steuervorrichtung 30 verwirklicht einen Motorzustandserlangungsteil 32, einen Rückwärtsantriebsteil 33, einen Rückbringungsüberprüfungsteil 34 und einen Motorstoppteil 35 durch Software durch Ausführen der Computerprogramme durch den Mikrocomputer 31. Der Motorzustandserlangungsteil 32, der Rückwärtsantriebsteil 33, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 und der Motorstoppteil 35 können durch Hardware oder eine Kombination aus Software und Hardware verwirklicht werden.
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Der Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt einen Antriebszustand des Motors 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt. Insbesondere erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 ein Drehmoment und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit und/oder einen Strom des Motors 21. Der Motor 21 wird gesteuert, um sein Drehmoment oder seine Rotationsgeschwindigkeit bei einem konstanten Wert aufrechtzuerhalten. Die Motorzustandserlangungseinheit 32 erlangt die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 als den Antriebszustand, wenn der Motor 21 gesteuert wird, um sein Drehmoment bei dem konstanten Wert aufrechtzuerhalten. Der Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt den Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, als den Antriebszustand, wenn der Motor 21 gesteuert wird, seine Rotationsgeschwindigkeit bei dem konstanten Wert aufrechtzuerhalten. Der Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt direkt die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 beispielsweise von einem Rotationsgeschwindigkeitssensor, der an dem Motor 21 vorgesehen ist. Der Motorzustandserlangungsteil 32 kann indirekt die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 aus einem Steuermuster des Stroms oder der Spannung erlangen, die dem Motor 21 bereitgestellt werden.
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Der Rückwärtsantriebsteil 33 treibt den Motor 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt, in der Rückwärtsrichtung an. Wie vorstehend beschrieben ist, werden die Harnstoffwasserpumpe 15 und der Motor 21 zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 angetrieben, um sich in der Vorwärtsrichtung zu drehen, wenn das im Harnstoffwassertank 14 gespeicherte Harnstoffwasser an den Injektor 18 geliefert wird. Der Rückwärtsantriebsteil 33 treibt den Motor 21 zum Rotieren in der Rückwärtsrichtung, die entgegengesetzt zur Vorwärtsrichtung ist, durch Ändern der Richtung oder des Musters der Stromversorgung der Batterie 22 an den Motor 21 an. Die Harnstoffwasserpumpe 15 wird somit angetrieben, um in der Rückwärtsrichtung zu rotieren, die entgegengesetzt zu der Richtung zur Zeit der Harnstoffwasserlieferung ist. Demzufolge wird das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 zurückbleibt, durch die in der Rückwärtsrichtung rotierende Harnstoffwasserpumpe 15 in den Harnstoffwassertank 14 zurückgebracht.
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Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob das Zurückbringen von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Insbesondere erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 den Antriebszustand des Motors 21 von der Motorzustandserlangungseinheit 32, wenn der Motor 21 rückwärts durch den Rückwärtsantriebsteil 33 rotiert. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft basierend auf dem erlangten Antriebszustand des Motors 21, ob die Harnstoffwasserrückbringung abgeschlossen wurde.
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In der ersten Ausführungsform überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21, ob das Rückbringen des Harnstoffwassers abgeschlossen wurde. Der Rückwärtsantriebsteil 33 steuert den Motor 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, um sein Drehmoment bei dem konstanten Momentwert aufrechtzuerhalten. Zu dieser Zeit erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 als den Antriebszustand des Motors 21 die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass die Rückbringung des Harnstoffwassers aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21, die durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird, ansteigt, um gleich oder größer als eine erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt zu sein. Wenn das Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, wird der Motor 21, der in der Rückwärtsrichtung zum Zurückbringen des Harnstoffwassers rotiert, durch das Harnstoffwasser belastet, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt. Wenn das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen ist, wird die Last des Harnstoffwassers, die auf den Motor 21 wirkt, verringert. Demzufolge steigt die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21, der gesteuert wird, um sein Moment bei dem konstanten Momentwert aufrechtzuerhalten, temporär zur Zeit des Abschlusses des Harnstoffwassers an. Die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 ändert sich somit mit der Last, die sich gemäß der Menge von verbleibendem Harnstoffwasser ändert. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 6 bestimmt eine Änderungszeit der Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 als eine Zeit eines Abschlusses des Rückbringens des Harnstoffwassers.
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Der Motorstoppteil 35 stoppt den Motor 21, wenn der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Das heißt, der Motorstoppteil 35 stoppt die Operation des Motors 21, wenn das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde. Da das Antreiben des Motors 21 nach dem Abschluss des Rückbringens des Harnstoffwassers gestoppt wird, wird unnötiger Energieverbrauch reduziert. Wenn der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, stoppt der Motorstoppteil 35 den Motor 21 unmittelbar oder nach einer vorbestimmten Zeitperiode D.
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Eine Verarbeitung der Steuervorrichtung 30 gemäß der ersten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
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(Hauptroutine)
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Wie in 3 dargestellt ist, führt die Steuervorrichtung 30 zwei Hauptverarbeitungen aus. Die Steuervorrichtung 30 überprüft als Erstes bei Schritt S11, ob das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wenn es Zeit zum Zurückbringen des Harnstoffwassers ist. Die Steuervorrichtung 30 steuert dann bei S12 Stoppen des Motors 21, wenn das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde.
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(Rückbringungsabschlussüberprüfung)
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Eine Verarbeitung zur Rückbringungsabschlussüberprüfung in der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 4 und ein Zeitdiagramm von 5 beschrieben. Die Steuervorrichtung 30 startet bei S101 Rückbringen des Harnstoffwassers aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14. Die Steuervorrichtung 30 treibt die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 zu einer Zeit T11 von 5 an und bringt das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, zurück zum Harnstoffwassertank 14. Zu dieser Zeit treibt der Rückwärtsantriebsteil 33 den Motor 21 in der Rückwärtsrichtung an.
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Wird der Motor 21 bei S101 angetrieben, überprüft der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S102, ob der Motor 21 stabil operiert. Das heißt, der Motorzustandserlangungsteil 32 überprüft, ob der Motor 21 nach Starten des Motors 21, wie in 5 dargestellt ist, in einem stabilen Operationszustand ist, in dem die Rotationsgeschwindigkeit konstant ist. Der Motor 21 erreicht einen stabilen Operationszustand nach einer Beschleunigungsperiode, die zwischen der Startzeit T11 und einer Zeit T12 liegt. Der Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 in einer Fortführungsperiode zwischen der Zeit T12 und einer Zeit T13 von 5 und überprüft, ob der Motor 21 im stabilen Rotationszustand ist. In diesem Fall wird der Motor 21 durch den Rückwärtsantriebsteil 33 gesteuert, um das konstante Moment aufrechtzuerhalten.
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Wenn der Motor 21 im stabilen Operationszustand ist (S102: JA), erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S103 die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 zu dieser Zeit als eine stabile Rotationsgeschwindigkeit Rs. Ist der Motor 21 nicht in dem stabilen Operationszustand (S102: NEIN), kehrt der Motorzustandserlangungsteil 32 mit seiner Verarbeitung zu S102 zurück, und wartet bis der Motor 21 stabil operiert.
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Wird die stabile Rotationsgeschwindigkeit Rs erlangt, legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S104 die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt fest. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt basierend auf der bei S103 erlangten stabilen Rotationsgeschwindigkeit Rs fest. Ist das Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 zurückgebracht, variiert die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 mit Parametern wie beispielsweise Temperatur, die eine physikalische Eigenschaft des Harnstoffwassers ändert. Aus diesem Grund variiert die stabile Rotationsgeschwindigkeit Rs, die bei S103 erlangt wird, jedes Mal, wenn das Harnstoffwasser zurückgebracht wird. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 erlangt die Rotationsgeschwindigkeit Rs bei jedem Rückbringen des Harnstoffwassers und legt die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt basierend auf der erlangten stabilen Rotationsgeschwindigkeit Rs fest. In diesem Fall wird die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt festgelegt, die beispielsweise mehrere zehn Prozent höher als die Rotationsgeschwindigkeit Rs ist. Die Zunahmerate der erhöhten Rotationsgeschwindigkeit Rt bezüglich der stabilen Rotationsgeschwindigkeit Rs kann willkürlich gemäß der Konfiguration des Abgasreinigungssystems 10 festgelegt werden.
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Nach Festlegen der erhöhten Rotationsgeschwindigkeit Rt bei S104 erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil bei S105 die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 erlangt die letzte Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 als die Rotationsgeschwindigkeit Rc. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft bei S106, ob die bei S105 erlangte Rotationsgeschwindigkeit Rc gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob die letzte Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist.
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Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist (S106: JA), bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S107, dass das Rückbringen des Harnstoffwassers abgeschlossen wurde. Das heißt, wenn die letzte Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Unter der Bedingung, dass der Motor 21 gesteuert wird, um sein Moment bei dem konstanten Drehmomentwert aufrechtzuerhalten, nimmt die auf den Motor 21 wirkende Last ab, da das Harnstoffwasser gemäß der Menge des Harnstoffwassers abnimmt, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt. Aus diesem Grund nimmt zu einer Zeit T14 von 5, bei der das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibende Harnstoffwasser abnimmt, die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 fortlaufend zu. Bei einer Zeit T15, bei der das Rückbringen des Harnstoffwassers des Harnstoffwasserkanals 19 abgeschlossen wurde, steigt die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 auf die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit oder mehr an. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser des Harnstoffwasserkanals 19 zur Zeit T15 abgeschlossen wurde, bei der die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 auf die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt oder mehr ansteigt. Die Steuervorrichtung 30 kehrt mit ihrer Verarbeitung zu S11 der Hauptroutine zurück, die in 3 dargestellt ist. Ist die Rotationsgeschwindigkeit Rc kleiner als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt (S106: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 mit seiner Verarbeitung zu S105 zurück. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 fährt fort, die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 ausgehend von Zeit T13, bei der die Rotationsgeschwindigkeit Rc kleiner als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist, bis zur Zeit T14 zu überwachen.
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(Motorstoppsteuerung)
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Zurückkommend zu S11 der in 3 dargestellten Hauptroutine ausgehend vom Überprüfen des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung steuert der Motorstoppteil 35 den Motor 21 zu stoppen. Der Motor 21 wird unmittelbar nachdem bei S107 bestimmt wird, dass die Harnstoffwasserrückbringung abgeschlossen ist, oder nach einer vorbestimmten Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung des Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses gestoppt. Wird der Motor 21 unmittelbar nach der Bestimmung des Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses gestoppt, steuert der Motorstoppteil 35 den Motor 21 bei S111, wie in 6 dargestellt ist, zu stoppen, nachdem die Verarbeitung folgend auf die Bestimmung des Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses bei S107 zu S11 von 3 zurückkehrt. Der Motor 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt, wird somit unmittelbar nach dem Abschluss der Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 gestoppt. Das heißt, der Motor 21 wird zur Zeit T15 von 5 gestoppt.
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In dem anderen Fall, in dem der Motor 21 nach der vorbestimmten Verzögerungsperiode D ausgehend von des Abschlusses des Rückbringens von Harnstoffwasser gestoppt wird, legt der Motorstoppteil 35 eine Zeitzählung Tc bei S121 wie in 7 dargestellt ist, auf 0 fest, nachdem die Verarbeitung folgend auf die Bestimmung des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung bei S107 zu S11 von 3 zurückkehrt. Das heißt, der Motorstoppteil 35 legt die Zeitzählung Tc, die eine Zeitzählung eines Zeitgebers ist, der in der Steuervorrichtung 30 vorgesehen ist, auf 0 fest. Der Motorstoppteil 35 inkrementiert dann bei S122 die Zeitzählung Tc nach Starten der Messung der Zeitzählung Tc bei S121.
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Nach Inkrementieren der Zeitzählung Tc bei S122 überprüft der Motorstoppteil 35 bei S123, ob die Zeitzählung Tc gleich oder größer als die vorbestimmte Verzögerungsperiode D ist. Das heißt, der Motorstoppteil 35 überprüft, ob die Zeitzählung Tc, dessen Zählung bei S122 gestartet wurde, die Verzögerungsperiode D erreicht hat. Ist die Zeitzählung Tc gleich oder größer als die vorbestimmte Verzögerungsperiode D (S123: JA), steuert der Motorstoppteil 35 bei S124 den Motor zum Stoppen. Ist die Zeitzählung Tc kleiner als die vorbestimmte Verzögerungsperiode D (S123: NEIN), kehrt die Verarbeitung des Motorstoppteils 35 zu S122 zurück und wartet bis die Zeitzählung Tc die vorbestimmte Verzögerungsperiode D erreicht. Somit wird der Motor 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt, nach der vorbestimmten Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 gestoppt. Das heißt, sogar wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt zur Zeit T15 erreicht, fährt der Motor 21 seine Operation bis zur Zeit T16 fort, die um die vorbestimmte Verzögerungsperiode D später als Zeit T15 ist. Der Motor 21 ist somit nach Zeit T16 gestoppt.
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In der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde, basierend auf dem Antriebszustand des Motors 21, der durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird, wenn der Motor 21 durch den Rückwärtsantriebsteil 33 rückwärts angetrieben wird. Der Motor 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt, ändert seinen Antriebszustand gemäß Anwesenheit und Abwesenheit des Harnstoffwassers in dem Harnstoffwasserkanal 19. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft demnach, ob das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf der Änderung des Antriebszustands des Motors 21, der durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird. Somit überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser ohne Einfluss von Änderungen der externen Umgebung wie des Atmosphärendrucks und Temperatur und Fehlern von Sensoren dieser externen Umgebung abgeschlossen wurde. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf dem Antriebszustand des Motors 12. Es ist somit möglich, das Harnstoffwasser zu eliminieren, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, und unnötigen Verbrauch von Energie, die verwendet wird, um die Harnstoffwasserpumpe 15 nach Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung anzutreiben, zu reduzieren.
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Ferner bestimmt in der ersten Ausführungsform der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser des Harnstoffwasserkanals 19 zum Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen ist, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt erreicht, in dem Zustand, in dem das Moment des Motors 21 gesteuert wird, um konstant zu sein. In dem Zustand, in dem der Motor 21, der die Harnstoffwasserpumpe 15 antreibt, gesteuert wird, um das konstante Moment beizubehalten, variiert die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 gemäß dem in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibenden Harnstoffwasser. Ist die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen, nimmt die auf den Motor 21 wirkende Last ab und die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 nimmt zu. Nimmt die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 zu und erreicht die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 ist somit in der Lage, den Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 zu bestimmen. Demzufolge ist es möglich, in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibendes Harnstoffwasser zu eliminieren.
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Ferner stoppt in der ersten Ausführungsform der Motorstoppteil 35 den Motor 21 unmittelbar oder nach der vorbestimmten Verzögerungsperiode D, wenn der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde. In dem Fall, in dem der Motor 21 unmittelbar folgend auf die Bestimmung gestoppt wird, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wird Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 nach dem Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung reduziert. Demzufolge wird unnötiger Energieverbrauch reduziert.
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In dem anderen Fall, in dem der Motor 21 nach der vorbestimmten Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung durch den Rückbringungsüberprüfungsteil 34 gestoppt wird, wird das Rückbringen von Harnstoffwasser sicherer gefördert. Die Harnstoffwasserpumpe 15 ist in der Nähe des Harnstoffwassertanks 14 oder an einer Stelle in dem Harnstoffwasserkanal 19 und beabstandet von dem Harnstoffwassertank 14 positioniert. In dieser Konfiguration, falls der Motor 21 unmittelbar nachdem die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt erreicht hat, gestoppt wird, ist es wahrscheinlich, dass das Harnstoffwasser teilweise in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt. Beispielsweise, falls der Harnstoffwasserkanal 19 lange oder verzweigt ist, ist es möglicherweise nicht möglich, das gesamte Harnstoffwasser in den Harnstoffwassertank 14 zur Zeit des Stoppens des Motors 21 zurückzubringen. Durch fortbestehendes bzw. fortgeführtes Antreiben des Motors 21 über die vorbestimmte Verzögerungsperiode D, sogar nach der Bestimmung des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung, wird in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibendes Harnstoffwasser sicher zum Harnstoffwassertank 14 zurückgebracht. Die vorbestimmte Verzögerungsperiode D kann entsprechend einer Form des Harnstoffwasserkanals 19 festgelegt werden. Der Harnstoffwasserkanal 19 ändert seine Form während des Betriebs der Steuervorrichtung 30 nicht. Die vorbestimmte Verzögerungsperiode D wird spezifisch für das Abgasreinigungssystem 10, an dem die Steuervorrichtung 30 implementiert ist, festgelegt, so dass das Harnstoffwasser sicher in Einklang mit der Eigenschaft des Harnstoffwasserkanals 19 zurückgebracht wird. Da der fortgeführte Antrieb oder verlängerte Antrieb des Motors 21 während der vorbestimmten Verzögerungsperiode D notwendig ist, um das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibende Harnstoffwasser zurückzubringen, ist der fortgeführte Antrieb nicht unnötig. Demzufolge ist es möglich, ein Verbleiben von Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal 19 zu vermeiden und unnötigen Energieverbrauch beim Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 nach dem Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung zu reduzieren.
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(Zweite Ausführungsform)
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Die Steuervorrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird als Nächstes beschrieben. Die Steuervorrichtung 30 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform konfiguriert. In der zweiten Ausführungsform führt jedoch der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 die Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung etwas anders als die der ersten Ausführungsform aus. In der zweiten Ausführungsform überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21. Der Rückwärtsantriebsteil 33 steuert das Moment des Motors 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, auf das konstante Moment. In dieser Steuerung erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, als den Antriebszustand des Motors 21. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21, die durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird, die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt während einer vorbestimmten Fortführungsperiode Tt oder länger erreicht oder überschreitet, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurden. Ähnlich zur ersten Ausführungsform variiert die Last, die auf den Motor 21 wirkt, gemäß dem im Harnstoffwasserkanal 19 verbleibenden Harnstoffwasser. Aus diesem Grund nimmt die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 mit einer Abnahme des zurückzubringenden Harnstoffwassers zu. Wenn die Dauer bzw. Periode der Fortführung der Rotationsgeschwindigkeit Rc, die die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt überschreitet, die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt erreicht, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass diese Zeit die Zeit des Abschlusses der Harnstoffwasserrückbringung ist. Die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt wird willkürlich gemäß der Charakteristik des Motors 21 festgelegt.
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Eine Überprüfungsverarbeitung eines Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses in der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf ein in 8 dargestelltes Ablaufdiagramm und ein in 9 dargestelltes Zeitdiagramm beschrieben. Gleiche Verarbeitungen und Operationen wie die der ersten Ausführungsform werden nicht beschrieben.
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Die Steuervorrichtung 30 startet bei S210 Rückbringen des Harnstoffwassers vom Harnstoffwasserkanal 19 zum Harnstoffwassertank 14. Die Steuervorrichtung 30 treibt die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 zu einer Zeit T21 von 9 an und bringt das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, zurück zum Harnstoffwassertank 14. Zu dieser Zeit treibt der Rückwärtsantriebsteil 33 den Motor 21 in der Rückwärtsrichtung an. Wird der Motor 21 bei S201 angetrieben, überprüft der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S202, ob der Motor 21 stabil operiert. Ist der Motor 21 im stabilen Operationszustand (S202: JA), erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S203 die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 in einer Periode zwischen Zeit T22 und Zeit T23 in 9 als die stabile Rotationsgeschwindigkeit Rs. Ist der Motor 21 nicht im stabilen Operationszustand (S202: NEIN), kehrt die Verarbeitung des Motorzustandserlangungsteils 32 zu S202 zurück und wartet, bis der Motor 21 stabil operiert.
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Wenn die stabile Rotationsgeschwindigkeit Rs erlangt ist, legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S204 die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt fest. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt basierend auf der stabilen Rotationsgeschwindigkeit Rs fest, die bei S203 erlangt wird. Die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt kann willkürlich gemäß der Konfiguration des Abgasreinigungssystems 10 und dergleichen festgelegt werden. Nach Festlegen der erhöhten Rotationsgeschwindigkeit Rt bei S204 legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S204 eine Zeitzählung Tm auf 0 fest. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt die Zeitzählung, die eine Zählung eines in der Steuervorrichtung 30 vorgesehenen Zeitgebers ist, auf 0 fest.
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Nach Festlegen der Zeitzählung Tm auf 0 bei S205 erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S206 die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21. Die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors ist die letzte Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft bei S204, ob die bei S206 erlangte Rotationsgeschwindigkeit Rc gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist. Bei einer Zeit T24 in 9, bei der das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibende Harnstoffwasser verringert ist, nimmt die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 fortlaufend zu. Bei einer Zeit T25 in 9, bei der die Rückbringung des Harnstoffwassers aus dem Harnstoffwasserkanal 19 abgeschlossen wurde, steigt die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 auf die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt oder mehr an.
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Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist (S207: JA), inkrementiert der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S208 die Zeitzählung Tm. Das heißt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt erreicht, startet der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 Messen des Zeitablaufs. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc kleiner als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ist (S207: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 mit seiner Verarbeitung zu S205 zurück.
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Nach Inkrementieren der Zeitzählung Tm bei S208 überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S209, ob die Zeitzählung Tm gleich oder größer als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob die Zeitzählung Tm, dessen Zählung bei S208 gestartet wurde, Zeit T36 erreicht hat. Wenn die Zeitzählung Tm gleich oder größer als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist (S209: JA), steuert der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S210 den Motor zum Stoppen. Die Steuervorrichtung 30 kehrt mit ihrer Verarbeitung zu S11 der in 3 dargestellten Hauptroutine zurück. Folgend auf die Bestimmung durch den Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S210, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, stoppt der Motorstoppteil 35 den Motor 21 unmittelbar zur Zeit T26 oder zu einer Zeit T27, die nach der vorbestimmten Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung des Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses ist. Wenn die Zeitzählung Tm kleiner als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist (S209: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 zu S206 zurück. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 fährt fort, die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 zu überwachen, bis die Zeitzählung die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt erreicht.
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In der zweiten Ausführungsform bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 weiterhin gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt während der vorbestimmten Fortführungsperiode Tt oder länger ist. Falls das Harnstoffwasser Blasen enthält, kann die Last des Motors 21 mit der Menge von in dem Kanal verbleibendem Harnstoffwasser variieren und die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 kann temporär über die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt ansteigen. In diesem Fall bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 wahrscheinlich fälschlicherweise den Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt demnach, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Rc des Motors 21 weiterhin gleich oder größer als die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit Rt während der oder länger als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist. Demzufolge ist es möglich, Verbleiben von Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal 19 sicher zu vermeiden und unnötigen Energieverbrauch beim Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 nach dem Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung zu reduzieren.
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(Dritte Ausführungsform)
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Die Steuervorrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform wird als Nächstes beschrieben. Die Steuervorrichtung 30 gemäß der dritten Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform konfiguriert. In der dritten Ausführungsform führt jedoch der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 die Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung unterschiedlich zu der der ersten Ausführungsform aus.
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In der dritten Ausführungsform überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf einem Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Der Rückwärtsantriebsteil 33 steuert den Motor 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, um eine konstante Rotationsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. In dieser Steuerung erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 den Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, als den Antriebszustand des Motors 21. Wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird und durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird, auf einen verringerten Stromwert It abnimmt, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Die Last, die auf den Motor 21 wirkt, der in der Rückwärtsrichtung zum Rückbringen des Harnstoffwassers rotiert, variiert gemäß dem im Harnstoffwasserkanal 19 verbleibenden Harnstoffwasser. Die Last, die auf den Motor 21 ausgehend durch das Harnstoffwasser wirkt, nimmt ab, wenn die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen ist. Aus diesem Grund nimmt der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit gesteuert wird, um konstant zu sein, temporär zur Zeit des Abschlusses der Harnstoffwasserrückführung ab. Der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, variiert gemäß Änderungen der Last, die durch verbleibendes Harnstoffwasser verursacht werden.
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Eine Überprüfungsverarbeitung eines Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses in der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf ein in 10 dargestelltes Ablaufdiagramm und ein in 11 dargestelltes Zeitdiagramm beschrieben. Gleiche Verarbeitungen und Operationen wie die der vorstehend beschriebenen Ausführungsformwerden nicht beschrieben. Die Steuervorrichtung 30 startet bei S301 Rückbringen des Harnstoffwassers aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14. Die Steuervorrichtung 30 treibt die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 zu einer Zeit T31 in 11 an und bringt das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, zum Harnstoffwassertank 14 zurück. Zu dieser Zeit treibt der Rückwärtsantriebsteil 33 den Motor 21 in der Rückwärtsrichtung an.
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Wird der Motor 21 bei S301 angetrieben, überprüft der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S302, ob der Motor 21 stabil operiert. Ist der Motor 21 im stabilen Operationszustand (S302: JA), erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S303 den Strom, der dem Motor 21 in einer Periode zwischen Zeit T32 und Zeit T33 in 11 bereitgestellt wird, als den stabilen Stromwert Is. Ist der Motor 21 nicht im stabilen Operationszustand (S302: NEIN), kehrt der Motorzustandserlangungsteil 32 mit seiner Verarbeitung zu S302 zurück und wartet, bis der Motor 21 stabil operiert.
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Wird der stabile Stromwert Is erlangt, legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S304 einen verringerten Stromwert It fest. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt den verringerten Stromwert It basierend auf dem stabilen Stromwert Is fest, der bei S303 erlangt wird. Wird das Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 zurückgebracht, variiert der Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, mit Parametern wie beispielsweise Temperatur, die die Eigenschaft von Harnstoffwasser ändert. Der stabile Strom Is, der bei S303 erlangt wird, variiert demnach bei jeder Rückbringung des Harnstoffwassers. Aus diesem Grund erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 den stabilen Stromwert Is bei jedem Rückbringen des Harnstoffwassers und legt den verringerten Stromwert It basierend auf dem erlangten stabilen Stromwert Is fest. In der dritten Ausführungsform wird der verringerte Stromwert It beispielsweise um mehrere zehn Prozent des stabilen Stromwerts Is kleiner als der stabile Stromwert Is festgelegt. Die Abnahmerate des verringerten Stromwerts It bezüglich des stabilen Stromwerts Is kann willkürlich gemäß der Konfiguration des Abgasreinigungssystems 10 und dergleichen festgelegt werden.
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Nach Festlegen des verringerten Stromwerts It bei S304 erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S305 den Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 erlangt den letzten Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, als den Strom Ic. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft bei S306, ob der Strom Ic, der bei S305 erlangt wird, gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob der letzte Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist.
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Wenn der Strom Ic gleich oder kleiner als der verringerte Strom It ist (S306: JA), bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S307, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde. Das heißt, wenn der letzte Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass das Zurückbringen von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Die Last, die auf den Motor 21 wirkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit 21 gesteuert wird, um konstant zu sein, variiert mit der Menge von Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt. Aus diesem Grund, wenn das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, zu einer Zeit T34 von 11 verringert wird, nimmt der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, fortlaufend ab. Wenn die Rückbringung von Harnstoffwasser vom Harnstoffwasserkanal 19 zu einer Zeit T35 von 11 abgeschlossen ist, nimmt der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, auf den verringerten Stromwert It oder einen kleineren Stromwert ab. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt demnach, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 zu einer Zeit zur Zeit T35 abgeschlossen wurde, bei der der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, auf den verringerten Stromwert It oder einen kleineren Stromwert abnimmt. Die Steuervorrichtung 30 kehrt somit mit ihrer Verarbeitung zu S11 der in 3 dargestellten Hauptroutine zurück. Folgend auf die Bestimmung von S307, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, stoppt der Motorstoppteil 35 den Motor 21 unmittelbar zur Zeit T35 oder zu einer Zeit 36, die um die vorbestimmte Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung des Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses später ist.
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Wenn für den Strom Ic bestimmt wird, das er größer als der verringerte Stromwert It ist (S306: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 zu Schritt S305 zurück. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überwacht weiterhin den Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, ausgehend von Zeit T33 bei der der Strom Ic größer als der verringerte Stromwert It ist, bis zur Zeit T35.
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In der dritten Ausführungsform bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, abnimmt, um kleiner als der verringerte Stromwert It zu sein, in dem Zustand, in dem der Motor 21 gesteuert wird, um die konstante Rotationsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, variiert gemäß der Menge von Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, in dem Zustand, in dem die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 21 zum Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 auf die konstante Rotationsgeschwindigkeit gesteuert bzw. geregelt wird. Wenn die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, nimmt die auf den Motor 21 wirkende Last ab und der dem Motor 21 bereitgestellte Strom Ic nimmt ab. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt demnach, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, auf den verringerten Stromwert It abnimmt. Demzufolge ist es möglich zu überprüfen, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf dem Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Somit ist es möglich, Verbleiben des Harnstoffwassers in dem Harnstoffwasserkanal 19 zu vermeiden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Die Steuervorrichtung 30 gemäß einer vierten Ausführungsform wird als Nächstes beschrieben. Die Steuervorrichtung 30 gemäß der vierten Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform konfiguriert.
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In der vierten Ausführungsform führt jedoch der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 die Harnstoffwasserrückbringungsabschlussüberprüfungsverarbeitung unterschiedlich zu der der ersten Ausführungsform aus. In der vierten Ausführungsform überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, ob die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, basierend auf dem Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Der Rückwärtsantriebsteil 33 steuert den Motor 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, um eine konstante Rotationsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. In dieser Steuerung erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 den Strom Ic, der dem Motor 21, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, bereitgestellt wird, als den Antriebszustand des Motors 21. Wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird und durch den Motorzustandserlangungsteil 32 erlangt wird, abnimmt, um gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It zu sein, und während einer vorbestimmten Fortführungsperiode Tt oder länger fortbesteht, bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser von dem Harnstoffwasserkanal 19 zum Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde. Ähnlich zur ersten Ausführungsform variiert die Last, die auf den Motor 21 wirkt, gemäß dem im Harnstoffwasserkanal 19 verbleibenden Harnstoffwasser. Demzufolge nimmt der Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, ab, wenn die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen ist. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, weiterhin kleiner als der verringerte Stromwert It ist. Diese Fortführungsperiode Tt wird willkürlich beispielsweise gemäß einer Operationseigenschaft des Motors festgelegt.
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Eine Überprüfungsverarbeitung eines Harnstoffwasserrückbringungsabschlusses in der vierten Ausführungsform wird mit Bezug auf ein in 12 dargestelltes Ablaufdiagramm und ein in 13 dargestelltes Zeitdiagramm beschrieben. Gleiche Verarbeitungen und Operationen wie die der ersten Ausführungsform werden nicht beschrieben.
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Die Steuervorrichtung 30 startet bei S401 Rückbringen des Harnstoffwassers aus dem Harnstoffwasserkanal 19 in den Harnstoffwassertank 14. Die Steuervorrichtung 30 treibt die Harnstoffwasserpumpe 15 durch den Motor 21 zu einer Zeit T41 von 13 an und bringt das Harnstoffwasser, das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibt, zum Harnstoffwassertank 14 zurück. Zu dieser Zeit treibt der Antriebsteil 33 den Motor 21 in der Rückwärtsrichtung an.
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Wird der Motor 21 bei S401 angetrieben, überprüft der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S402, ob der Motor 21 stabil operiert. Ist der Motor 21 im stabilen Operationszustand (S402: JA), erlangt der Motorzustandserlangungsteil 32 bei S403 den Strom, der dem Motor 21, in eine Periode zwischen Zeit T42 und Zeit T43 in 13 bereitgestellt wird, als den stabilen Stromwert Is. Ist der Motor 21 nicht im stabilen Operationszustand (S402: NEIN), kehrt der Motorzustandserlangungsteil 32 mit seiner Verarbeitung zu S402 zurück und wartet bis der Motor 21 stabil operiert.
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Wenn der stabile Stromwert Is erlangt ist, legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S404 den verringerten Stromwert It fest. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt den verringerten Stromwert It basierend auf dem stabilen Stromwert Is fest, der bei S403 erlangt wird. Der verringerte Stromwert It kann willkürlich gemäß der Konfiguration des Abgasreinigungssystems 10 und dergleichen festgelegt werden. Nach Festlegen des verringerten Stromwerts It bei S404 legt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S405 die Zeitzählung Tm auf 0 fest. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 legt die Zeitzählung Tm, die eine Zeitzählung eines Zeitgebers ist, der in der Steuervorrichtung 30 vorgesehen ist, auf 0 fest.
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Nach Festlegen der Zeitzählung Tm auf 0 bei S405 erlangt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S406 den Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, ist der letzte Stromwert, der dem Motor 21 bereitgestellt wird. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft bei S407, ob der Stromwert Ic, der bei S406 erlangt wird, gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist. Zu einer Zeit T44 in 13, bei der das in dem Harnstoffwasserkanal 19 verbleibende Harnstoffwasser verringert ist, nimmt der Strom, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, fortlaufend ab. Zu einer Zeit T45 von 13, bei der die Rückbringung des Harnstoffwassers von dem Harnstoffwasserkanal 19 abgeschlossen wurde, nimmt der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, ab, um gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It zu sein.
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Wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist (S407: JA), inkrementiert der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S408 die Zeitzählung Tm. Das heißt, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, abnimmt, um gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It zu sein, startet der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 Messen eines Zeitablaufs. Wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, größer als der verringerte Stromwert It ist (S407: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 mit seiner Verarbeitung zu S405 zurück.
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Nach Inkrementieren der Zeitzählung Tm bei S408 überprüft der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S409, ob die Zeitzählung Tm gleich oder größer als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 überprüft, ob die Zeitzählung Tm, die zum Zählen bei S408 gestartet wurde, die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt erreicht hat, was einer Zeit T46 von 13 entspricht. Ist die Zeitzählung Tm gleich oder größer als die Fortführungsperiode Tm (S409: JA), bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S410, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde. Die Steuervorrichtung 30 kehrt mit ihrer Verarbeitung zu S11 der in 3 dargestellten Hauptroutine zurück. Folgend auf die Bestimmung durch den Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bei S410, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, stoppt der Motorstoppteil 34 den Motor 21 unmittelbar zu einer Zeit T46 oder einer Zeit T47, um eine vorbestimmte Verzögerungsperiode D ausgehend von der Bestimmung später ist. Wenn die Zeitzählung Tm kleiner als die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt ist (S409: NEIN), kehrt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 mit seiner Verarbeitung zu Schritt 3406 zurück. Das heißt, der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 fährt fort, den Strom Ic zu überwachen, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, bis die Zeitzählung Tm die vorbestimmte Fortführungsperiode Tt erreicht.
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In der vierten Ausführungsform bestimmt der Rückbringungsüberprüfungsteil 34, dass die Rückbringung von Harnstoffwasser vom Harnstoffwasserkanal 19 zum Harnstoffwassertank 14 abgeschlossen wurde, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, weiterhin gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It während der vorbestimmten Fortführungsperiode Tt oder länger ist. Falls das Harnstoffwasser Blasen enthält, kann die Last des Motors 21 gemäß der Menge von in dem Kanal verbleibenden Harnstoffwasser variieren und der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, kann temporär kleiner als der vorbestimmte Strom It werden. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 fälschlicherweise den Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung bestimmt. Der Rückbringungsüberprüfungsteil 34 bestimmt demnach, dass das Rückbringen von Harnstoffwasser abgeschlossen wurde, wenn der Strom Ic, der dem Motor 21 bereitgestellt wird, über eine vorbestimmte Fortführungsperiode Tt oder länger weiterhin gleich oder kleiner als der verringerte Stromwert It ist. Demzufolge ist es möglich, Verbleiben von Harnstoffwasser in dem Harnstoffwasserkanal 19 sicher zu vermeiden und unnötigen Energieverbrauch beim Antreiben der Harnstoffwasserpumpe 15 nach dem Abschluss der Harnstoffwasserrückbringung zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann unterschiedlich implementiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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