JP2013155659A

JP2013155659A - 尿素水ポンプ制御装置

Info

Publication number: JP2013155659A
Application number: JP2012016578A
Authority: JP
Inventors: Tomonao Hase; 知尚長谷; Takaaki Iwadare; 孝明岩垂
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-15
Also published as: US20130192699A1; DE102013201042A1

Abstract

【課題】尿素水タンクに貯えられた尿素水の解凍を促進するとともに、モータや制御回路への保護が図られる尿素水ポンプ制御装置を提供する。
【解決手段】尿素水が凍結する程度の低温環境下では、モータ２１だけでなく制御ユニット２２も多くの場合に十分な低温下に存在する。そのため、モータ２１に比較的大きな電流を通電しても、周囲の低温環境によって、モータ２１や制御ユニット２２の温度の上昇は抑えられる。そこで、上限値変更部３３は、温度検出部３６で検出された尿素水の温度が融点に相当する下限値Ｔｉよりも低いとき、モータ２１へ供給する電流の上限である電流上限値Ｉａをモータ２１に固有の初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更する。これにより、モータ２１には低温環境下では通常の上限である初期上限値Ｉｄを超えた電流が供給され、モータ２１の発熱量は増大する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に用いられる尿素水ポンプを制御する尿素水ポンプ制御装置に関する。

従来、内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去を目的として、排気に尿素水を添加する尿素ＳＣＲシステムが公知である。この尿素ＳＣＲシステムでは、尿素水タンクに貯えられている尿素水は、尿素水タンクに収容されている尿素水ポンプで排気通路に設けられているインジェクタへ供給される（特許文献１参照）。この特許文献１は、低温環境下において尿素水が凍結しているとき、通電した尿素水ポンプのモータの発熱を利用して尿素水を解凍することを開示している。一方、尿素水ポンプに限らずモータは、モータ自体および制御回路などの保護を目的として、起動時にモータへ供給する電流を制限するのが一般的である。

しかしながら、モータの発熱量は供給する電流に比例する。そのため、起動時においてモータへ供給する電流を制限すると、モータの発熱量も低下する。その結果、定格温度の低いモータや制御回路を用いる場合、一般的なモータの制御を適用すると、尿素水タンクに貯えられた尿素水の解凍に十分な熱量を確保できないという問題がある。

特開２００９−１４４６４４号公報

そこで、本発明の目的は、尿素水タンクに貯えられた尿素水の解凍を促進するとともに、モータや制御回路への保護が図られる尿素水ポンプ制御装置を提供することにある。

一般に、モータの起動時における電流の制限値は、モータおよびこのモータを制御する制御装置に応じて設定されている。具体的には、電流の制限値は、モータおよびモータを制御する制御装置が使用される温度の範囲内で想定される最も高い温度である高温環境下において、この制限値の電流が流れた際に、モータおよび制御装置が定格温度を超えない範囲の所定の値に設定されている。

ところで、排気に尿素を供給する排気浄化装置の場合、尿素水を貯える尿素水タンクに収容されている尿素水ポンプ、およびこの尿素水ポンプを駆動するモータの温度は、尿素水とほぼ同一の温度となっている。そのため、尿素水が凍結する程度の低温環境下では、モータは十分な低温下に存在する。さらに、例えば上限値変更手段や電流設定手段などのモータを制御する制御回路も、多くの場合、十分な低温下に存在する。このような低温環境下では、モータに通電しても、周囲の低温環境によって、モータや制御回路の温度の上昇は抑えられている。その結果、モータに通常よりも大きな電流を供給することにより、モータの発熱量を確保しつつ、制御回路の温度の上昇は抑えられる。上述のように、電流の制限値は、高温環境下においてこの制限値に相当する電流が流れても、モータおよび制御装置が定格温度を超えない範囲で設定されている。そのため、低温環境下におけるモータの起動時に、電流の制御値の電流が流れても、モータおよび制御装置の温度は定格温度よりも十分に低い温度に保たれる。その結果、モータや制御装置が低温環境下にあるとき、制限値を通常よりも大きな値に設定し、モータにより大きな電流を流すことができる。

そこで、請求項１記載の発明では、上限値変更手段は周囲の温度環境に相関する尿素水の温度に基づいて電流上限値を変更するとともに、電流設定手段はモータへ供給する電流の上限を上限値変更手段で変更された電流上限値に設定する。これにより、モータには低温環境下では通常の上限を超えた電流が供給され、モータの発熱量が増大する。そのため、定格温度が低く、通常であれば大きな値の電流の上限値を設定できない小型あるいは低出力のモータや制御回路を用いた場合でも、モータから大きな発熱量が得られる。したがって、モータや制御回路の保護を図ることができるとともに、尿素水タンクに貯えられた尿素水の解凍を促進することができる。

請求項２記載の発明では、上限値変更手段は、尿素水の温度が下限値以下であるとき、電流の上限値を固有の初期値よりも高い値に変更する。すなわち、上限値変更手段は、尿素水の温度が例えば融点以下であると、電流上限値をモータの初期値よりも大きな値に変更する。これにより、モータには低温環境では通常の上限を超えた電流が供給され、モータの発熱量が増大する。したがって、モータや制御回路の保護を図ることができるとともに、尿素水タンクに貯えられた尿素水の解凍を促進することができる。

請求項３記載の発明では、上限値変更手段は、尿素水の温度が下限値を上回ると、電流上限値をモータに固有の初期値に変更する。すなわち、上限値変更手段は、尿素水の温度が例えば融点を上回ると、電流上限値をモータの初期値に変更する。これにより、周囲の温度が上昇すると、モータに供給される電流の上限はモータに固有の初期値に変更される。したがって、モータや制御回路などの保護を図ることができる。

請求項４記載の発明では、上限値変更手段は、通電からの経過時間が設定時間を超えると、電流上限値をモータに固有の初期値に変更する。すなわち、上限値変更手段は、モータへの通電から設定時間が経過すると、電流上限値をモータの初期値に変更する。これにより、周囲の温度に拘わらず、初期値を超える電流がモータへ供給される時間は、設定時間に制限される。したがって、モータや制御回路などの保護を図ることができる。

第１実施形態による尿素水ポンプ制御装置の概略を示すブロック図第１実施形態による尿素水ポンプ制御装置を適用した排気浄化装置の概略を示す模式図第１実施形態による尿素水ポンプ制御装置の処理の流れを示す概略図凍結してない尿素水を吐出するとき、尿素水ポンプに流れる電流の時間的な変化を示す模式図凍結した尿素水を吐出するとき、第１実施形態の尿素水ポンプに流れる電流の時間的な変化を示す模式図凍結した尿素水を吐出するとき、比較例の尿素水ポンプに流れる電流の時間的な変化を示す模式図第２実施形態による尿素水ポンプ制御装置の概略を示すブロック図

以下、複数の実施形態による尿素水ポンプ制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、尿素水ポンプ制御装置を適用する排気浄化装置の実施形態を図２に基づいて説明する。本実施形態の排気浄化装置１０は、例えば車両に搭載されている内燃機関１１から排出される排気に尿素水を添加し、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムを構成している。内燃機関１１から排出される排気は、排気管部材１２が形成する排気通路１３を経由して大気中へ放出される。内燃機関１１は、例えばディーゼルエンジンである。なお、排気浄化装置１０は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどに適用してもよい。

排気浄化装置１０は、尿素水タンク１４、尿素水ポンプ１５、尿素水配管部１６およびインジェクタ１７を備えている。尿素水タンク１４は、尿素の水溶液を貯えている。尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４に収容されている。尿素水ポンプ１５は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水に少なくとも一部が浸されている。尿素水配管部１６は、尿素水ポンプ１５とインジェクタ１７とを接続している。尿素水ポンプ１５から吐出された尿素水は、尿素水配管部１６が形成する尿素水通路１８を経由してインジェクタ１７に供給される。インジェクタ１７は、排気通路１３を形成する排気管部材１２に設けられている。インジェクタ１７は、この排気管部材１２を貫いている。インジェクタ１７は、先端に図示しない噴孔を有している。このインジェクタ１７の先端は、排気通路１３に露出している。尿素水通路１８を経由して尿素水ポンプ１５からインジェクタ１７へ供給された尿素水は、インジェクタ１７の図示しない噴孔から排気通路１３を流れる排気に噴射される。排気通路１３には、還元触媒１９が設けられている。内燃機関１１から排出された排気と尿素水は、排気通路１３において混合され、還元触媒１９に流入する。排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒１９においてインジェクタ１７から供給された尿素水と反応することにより還元される。なお、尿素水１７は、インジェクタ１７に限らず他の機器によって排気通路１３を流れる排気に添加してもよい。

次に、第１実施形態による尿素水ポンプ制御装置２０について説明する。
尿素水ポンプ制御装置２０は、上記の排気浄化装置１０を構成する尿素水ポンプ１５に加え、モータ２１、制御ユニット２２および尿素水温度センサ２３を備えている。モータ２１は、制御ユニット２２から供給される電流によって作動するＤＣブラシレスモータである。モータ２１は、尿素水ポンプ１５を駆動する。これにより、尿素水ポンプ１５は、モータ２１の作動によって尿素水タンク１４に貯えられている尿素水を尿素水通路１８へ吐出する。モータ２１は、尿素水ポンプ１５と一体に構成され、尿素水ポンプ１５とともに少なくとも一部が尿素水タンク１４に貯えられている尿素水に浸されている。尿素水温度センサ２３は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を検出する。尿素水温度センサ２３は、検出した尿素水の温度を電気信号として制御ユニット２２へ出力する。

尿素水ポンプ制御装置２０は、尿素水量センサ２４およびヒータ２５を有している。尿素水量センサ２４は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の量を検出する。尿素水量センサ２４は、検出した尿素水の量を電気信号として制御ユニット２２へ出力する。ヒータ２５は、制御ユニット２２から供給された電力によって発熱する。尿素水タンク１４に貯えられている尿素水は、ヒータ２５の発熱によって温度が維持される。

制御ユニット２２は、図１に示すように制御部３１を有している。制御部３１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御部３１は、一体の電子回路によって温度取得部３２、上限値変更部３３、電流設定部３４およびモータドライバ３５をハードウェア的に実現している。なお、これらの温度取得部３２、上限値変更部３３、電流設定部３４およびモータドライバ３５は、制御部３１のＲＯＭに記憶しているコンピュータプログラムを実行することにより、ソフトウェア的またはハードウェアとの組み合わせによって実現してもよい。

温度取得部３２は、尿素水温度センサ２３に接続しており、尿素水温度センサ２３から検出した温度を取得する。本実施形態の場合、尿素水温度センサ２３は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を直接検出する。このように、本実施形態の場合、尿素水温度センサ２３および温度取得部３２は、尿素水の温度を直接検出する温度検出部３６を構成している。この温度検出部３６は、特許請求の範囲の温度検出手段に相当する。なお、温度検出部３６は、尿素水の温度を直接検出するのに代えて、尿素水の温度を間接的に検出してもよい。例えば、外気温、内燃機関１１の冷却水の温度、あるいは制御ユニット２２の周囲の温度は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度と相関する。そこで、例えば図示しない外気温センサで検出した外気温、冷却水温度センサで検出した内燃機関１１の冷却水の温度、あるいは温度センサで検出した制御ユニットの温度などに基づいて、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を間接的に検出してもよい。

上限値変更部３３は、モータ２１へ供給する電流の上限である電流上限値Ｉａを変更する。モータ２１に供給する電流は、モータ２１および制御ユニット２２を構成する電子回路の素子を保護するために、予め上限が定められている。そこで、モータ２１に供給する電流の上限として、電流上限値Ｉａが設定されている。この電流上限値Ｉａは、モータ２１や制御ユニット２２に固有の初期値として初期上限値Ｉｄが設定されている。上限値変更部３３は、温度検出部３６で検出した尿素水の温度に基づいてモータ２１へ供給する電流上限値Ｉａを変更する。具体的には、上限値変更部３３は、尿素水の温度が予め設定した下限値Ｔｉ以下であるとき、電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更する。電流設定部３４は、モータ２１へ供給する電流の上限を、上限値変更部３３で変更された電流上限値Ｉａに設定する。モータドライバ３５は、モータ２１に接続している。モータドライバ３５は、尿素水ポンプ１５の負荷に応じて、電流設定部３４で設定された電流上限値Ｉａを上限としてモータ２１を制御する。

モータ２１は、上述のように尿素水ポンプ１５とともに尿素水タンク１４の尿素水に少なくとも一部が浸されている。これにより、モータ２１の温度は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度に相関する。モータ２１は、作動のために制御ユニット２２から電流が供給されると、この電流によって発熱する。ここで、モータ２１の周囲における尿素水の温度が低いとき、モータ２１に比較的多くの電流を供給しても、モータ２１の発熱は尿素水に吸収され、モータ２１の温度の上昇は小さくなる。一方、モータ２１の周囲における尿素水の温度が高いとき、モータ２１の温度は上昇しやすい。このように、モータ２１に供給することができる電流の上限つまり電流上限値Ｉａは、モータ２１の周囲における尿素水の温度が低いとき、尿素水の温度が高いときに比較して大きくすることができる。そこで、上限値変更部３３は、温度検出部３６で検出した尿素水の温度に基づいてモータ２１へ供給する電流上限値Ｉａを変更する。具体的には、上限値変更部３３は、温度検出部３６で検出した尿素水の温度が予め設定した下限値Ｔｉ以下であるとき、電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更する。そして、電流設定部３４は、モータ２１へ供給する電流の上限を、上限値変更部３３で変更された電流上限値Ｉａに設定する。これにより、モータドライバ３５からモータ２１には、初期上限値Ｉｄよりも大きな電流上限値Ｉａに相当する電流が供給される。

次に、上記の構成による尿素水ポンプ制御装置２０の作動について図３に基づいて説明する。
内燃機関１１の図示しないＥＣＵ（Engine Control Unit）から尿素水ポンプ１５の始動要求があると、電流設定部３４はモータ２１へ供給する電流の上限値を初期上限値Ｉｄに設定する（Ｓ１０１）。すなわち、電流設定部３４は、安全を確保するために、モータ２１に供給する電流の上限を、モータ２１に固有の初期上限値Ｉｄに設定する。これにより、初期的にモータ２１へ供給する電流は、初期上限値Ｉｄに制限される。次に、温度検出部３６は、尿素水温度センサ２３および温度取得部３２から、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を検出する（Ｓ１０２）。尿素水の温度が検出されると、上限値変更部３３は、Ｓ１０２で取得した尿素水の温度が予め設定されている温度の下限値Ｔｉ以下であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。ここで、下限値Ｔｉは、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の融点に相当する。尿素水の融点は、尿素水の尿素濃度によって変化する。そのため、下限値Ｔｉは、用いる尿素水の尿素濃度に応じて設定されている。

上限値変更部３３は、尿素水の温度が下限値Ｔｉ以下であるとき（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、Ｓ１０１で設定した初期上限値Ｉｄを変更する（Ｓ１０４）。すなわち、上限値変更部３３は、Ｓ１０１で設定した初期上限値Ｉｄを解除し、電流上限値Ｉａを無限大に変更する。なお、上限値変更部３３は、電流上限値Ｉａを、Ｓ１０１で設定した初期上限値Ｉｄから予め設定されている拡大上限値Ｉｂへ変更してもよい。拡大上限値Ｉｂは、初期上限値Ｉｄよりも大きな値である。拡大上限値Ｉｂは、モータ２１や制御ユニット２２の特性に応じて、これらの破壊を招かない程度に設定される任意の値である。さらに、上限値変更部３３は、電流上限値Ｉａを尿素水の温度に対する関数として設定し、Ｓ１０２で検出した温度に基づいて、温度に応じて変化する電流上限値Ｉａに変更してもよい。このように、上限値変更部３３は、Ｓ１０２で検出した尿素水の温度に基づいて、電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更する。

そして、電流設定部３４は、モータ２１へ供給する電流の上限を、Ｓ１０４において変更された電流上限値Ｉａに設定する。尿素水の温度が融点である下限値Ｔｉ以下であるとき、尿素水は凍結している。そのため、モータ２１の電流上限値Ｉａを、初期上限値Ｉｄを上回る値に変更しても、モータ２１の発熱は凍結した尿素水の解凍に用いられ、モータ２１の温度の上昇が抑えられる。そこで、電流設定部３４がモータ２１へ供給する電流上限値Ｉａをモータ２１および制御ユニット２２の破壊を招かない程度に初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更することにより、モータ２１の保護を図りつつ、尿素水の解凍も促される。

Ｓ１０４において電流上限値Ｉａが変更されると、モータ２１は起動される（Ｓ１０５）。すなわち、モータドライバ３５は、モータ２１へ電流を供給するとともに、モータ２１へ供給する電流の上限値をＳ１０４において変更された電流上限値Ｉａとする。一方、上限値変更部３３は、尿素水の温度が下限値Ｔｉを上回っているとき（Ｓ１０３：Ｎｏ）、Ｓ１０１において設定した初期上限値Ｉｄを維持する。そのため、モータドライバ３５は、モータ２１へ供給する電流の上限値をＳ１０１で設定された初期上限値Ｉｄとしてモータ２１を起動する。

モータ２１が起動すると、制御部３１は図示しないＥＣＵから尿素水ポンプ１５の停止要求があるか否かを判断する（Ｓ１０６）。制御部３１は、図示しないＥＣＵから尿素水ポンプ１５の停止要求があると判断すると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、モータ２１を停止し（Ｓ１０７）、処理を終了する。一方、図示しないＥＣＵから尿素水ポンプ１５の停止要求がないと判断されると（Ｓ１０７：Ｎｏ）、温度検出部３６は再び尿素水の温度を検出する（Ｓ１０８）。そして、上限値変更部３３は、Ｓ１０８で取得した尿素水の温度が予め設定されている下限値Ｔｉを上回っているか否かを判断する（Ｓ１０９）。上限値変更部３３は、Ｓ１０８で取得した尿素水の温度が下限値Ｔｉを上回っていると判断すると（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、Ｓ１０４で変更した電流上限値Ｉａを再び初期上限値Ｉｄに変更する（Ｓ１１０）。すなわち、尿素水の温度が下限値Ｔｉを上回っているとき、尿素水はすでに解凍していると考えられる。そのため、尿素水がモータ２１の発熱を吸収する量は減少する。その結果、モータ２１へ供給する電流の上限値が初期上限値Ｉｄを上回る値のままであると、モータ２１が過熱し、モータ２１やモータドライバ３５の素子の損傷を招くおそれがある。そこで、上限値変更部３３は、モータ２１の電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄに再変更する。

Ｓ１１０において電流上限値Ｉａが初期上限値Ｉｄに再変更されると、制御部３１はＳ１０６へリターンし、Ｓ１０６以降の処理を繰り返す。一方、上限値変更部３３は、Ｓ１０９において尿素水の温度が下限値Ｔｉ以下であると判断されたとき（Ｓ１０９：Ｎｏ）、Ｓ１０４で変更した電流上限値Ｉａを維持する。すなわち、上限値変更部３３は、Ｓ１０４で初期上限値Ｉｄよりも大きな値に設定した電流上限値を変更することなく、Ｓ１０６以降の処理を繰り返す。このように尿素水の温度が下限値Ｔｉ以下の場合、尿素水タンク１４の尿素水は、まだ解凍していないと考えられる。そのため、上限値変更部３３は、モータ２１へ供給する電流の上限値をＳ１０４で変更した電流上限値Ｉａに維持する。

図４に示すように、一般的な尿素水ポンプ１５で凍結していない尿素水をインジェクタ１７へ吐出するとき、モータ２１に供給される電流は、モータ２１の起動とともに増大する。そして、モータ２１に流れる電流は、モータ２１の起動直後に起動電流Ｉｓとして最大値となる。しかし、通常は、モータ２１およびモータドライバ３５の素子の保護のために初期上限値Ｉｄが設けられている。そのため、モータ２１に流れる電流は、起動電流Ｉｓに到達する前に初期上限値Ｉｄに達する。その結果、モータ２１に流れる電流は、初期上限値Ｉｄに制限される。そして、モータ２１の継続的な運転により、尿素水ポンプ１５の負荷が減少すると、モータ２１に流れる電流は初期上限値Ｉｄを下回る。そして、モータ２１は、初期上限値Ｉｄよりも小さな運転電流によって安定的に運転される。

第１実施形態の場合、凍結した尿素水を尿素水ポンプ１５でインジェクタ１７へ吐出するとき、図５に示すように電流上限値Ｉａは初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更される。そのため、モータ２１に供給される電流は、初期上限値Ｉｄよりも大きな起動電流Ｉｓに到達する。モータ２１の起動後、時間の経過とともに、モータ２１に供給される電流は、起動電流Ｉｓよりも低下するものの、凍結した尿素水から尿素水ポンプ１５に加わる負荷によって初期上限値Ｉｄよりも大きな運転電流値Ｉｒに維持される。第１実施形態の場合、上記の通り電流上限値Ｉａが初期上限値Ｉｄよりも大きな値に変更されているため、モータ２１に供給される運転電流値Ｉｒは初期上限値Ｉｄよりも大きな値を維持する。これにより、尿素水が凍結しているとき、モータ２１には初期上限値Ｉｄを超える電流が継続して供給される。そのため、モータ２１の発熱は大きくなり、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の解凍は促進される。一方、この間、尿素水は凍結しているため、モータ２１の発熱は尿素水の解凍に用いられる。
尿素水が解凍されると、尿素水の温度は上昇し、その温度は下限値Ｔｉである融点を上回る。第１実施形態の場合、尿素水の温度が融点を上回ると、電流上限値Ｉａは初期上限値Ｉｄに変更される。そのため、モータ２１に供給される電流は、初期上限値Ｉｄ以下に低下する。その結果、モータ２１の発熱は減少する。

ところで、モータ２１に供給する電流を初期上限値Ｉｄに制限している比較例の場合、凍結した尿素水を尿素水ポンプ１５でインジェクタ１７へ吐出するとき、図６に示すように電流上限値Ｉａは初期上限値Ｉｄで一定となる。そのため、モータ２１に供給される電流は、起動時であっても初期上限値Ｉｄに制限される。モータ２１の起動後もモータ２１に供給される電流は、凍結した尿素水によって尿素水ポンプ１５に負荷が加わっても初期上限値Ｉｄに維持される。これにより、比較例の場合、尿素水が凍結しているとき、凍結していないときに拘わらず、モータ２１には常に初期上限値Ｉｄを上限とする電流が供給される。そのため、初期上限値Ｉｄを大きな値に設定できない定格温度の低い小型のモータ２１や制御ユニット２２を用いた場合、モータ２１の発熱は不足し、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水はモータ２１の発熱を利用して解凍することが難しい。

すなわち、第１実施形態の場合、モータ２１に供給される電流は、図５において網掛けで示す面積に相当する分だけ図６に示す比較例よりも増加する。モータ２１の発熱量は、供給される電流に比例する。そのため、第１実施形態におけるモータ２１の発熱量は、比較例よりも増加する。その結果、第１実施形態の場合、尿素水タンク１４で凍結した尿素水の解凍は促進される。

以上説明した第１実施形態では、上限値変更部３３は、温度検出部３６で検出された尿素水タンク１４の尿素水の温度に基づいて、モータ２１へ供給する電流の上限である電流上限値Ｉａを変更する。尿素水を貯える尿素水タンク１４に収容されている尿素水ポンプ１５、およびこの尿素水ポンプ１５を駆動するモータ２１の温度は、尿素水とほぼ同一の温度となっている。そして、尿素水が凍結する程度の低温環境下では、モータ２１だけでなく、例えば上限値変更部３３や電流設定部３４などのモータ２１を制御する制御ユニット２２も多くの場合に十分な低温下に存在する。このような低温環境下では、モータ２１に比較的大きな電流を通電しても、周囲の低温環境によって、モータ２１や制御ユニット２２の温度の上昇は抑えられる。その結果、モータ２１に通常よりも大きな電流を供給し、モータ２１の発熱量を確保しても、モータ２１および制御ユニット２２の温度の上昇は抑えられる。そこで、上限値変更部３３は尿素水の温度に基づいて電流上限値Ｉａを変更するとともに、電流設定部３４はモータ２１へ供給する電流の上限を上限値変更部３３で変更された電流上限値Ｉａに設定する。これにより、モータ２１には低温環境下では通常の上限である初期上限値Ｉｄを超えた電流が供給され、モータ２１の発熱量は増大する。そのため、定格温度が低く、通常であれば電流上限値Ｉｄを大きな値に設定できない小型あるいは低出力のモータ２１や制御ユニット２２を用いた場合でも、大きな発熱量が得られる。したがって、モータ２１や制御ユニット２２の保護を図ることができるとともに、尿素水タンク１４に貯えられた尿素水の解凍を促進することができる。また、モータ２１の発熱を利用することにより、ヒータ２５と併用して尿素水タンク１４に貯えられている尿素水を解凍することができる。この場合、解凍時間を維持すればヒータ２５の出力および電力の消費を低減することができ、ヒータ２５の出力を維持すればより迅速な解凍を図ることができる。

第１実施形態では、上限値変更部３３は、尿素水の温度が下限値Ｔｉを上回ると、電流上限値Ｉａをモータ２１に固有の初期上限値Ｉｄに設定する。すなわち、上限値変更部３３は、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度が融点を上回ると、電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄに変更する。これにより、モータ２１の周囲における尿素水の温度が上昇すると、モータ２１に供給される電流の上限はモータ２１に固有の初期上限値Ｉｄに再設定される。したがって、モータ２１や制御ユニット２２などの保護を図ることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による尿素水ポンプ制御装置を図７に示す。
第２実施形態の場合、尿素水ポンプ制御装置２０は、時間検出手段としてのタイマ部４１を備えている。タイマ部４１は、モータ２１へ通電を開始してからの経過時間を検出する。上限値変更部３３は、このタイマ部４１で検出した経過時間が予め設定した設定時間を超えると、電流上限値Ｉａをモータ２１に固有の初期上限値Ｉｄに変更する。

第１実施形態では、尿素水タンク１４に貯えられている尿素水の温度を検出した後、上限値変更部３３は、尿素水の温度が融点である下限値Ｔｉを上回ると、電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄに変更している。一方、モータ２１に供給する電流は、モータ２１の保護の観点から、尿素水の温度に限らず、モータ２１に初期上限値を超える電流を供給する時間で制限してもよい。そこで、第２実施形態では、タイマ部４１はモータ２１へ通電を開始してからの経過時間を検出している。そして、モータ２１へ初期上限値Ｉｄを超える電流の供給を開始してからの経過時間が予め設定した設定時間を超えると、上限値変更部３３は電流上限値Ｉａを初期上限値Ｉｄへ変更する。これにより、第２実施形態では、モータ２１へ供給される電流が初期上限値Ｉｄを超える期間が設定時間以内に制限される。

第２実施形態では、上限値変更部３３は、通電からの経過時間が設定時間を超えると、電流上限値Ｉａをモータ２１に固有の初期上限値Ｉｄに変更する。これにより、周囲の温度に拘わらず、初期上限値Ｉｄを超える電流がモータ２１へ供給される時間は、設定時間に制限される。したがって、モータ２１や制御ユニット２２の電子回路などの保護を図ることができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

図面中、１０は排気浄化装置、１３は排気通路、１４は尿素水タンク、１５は尿素水ポンプ、２０は尿素水ポンプ制御装置、２１はモータ、３３は上限値変更部（上限値変更手段）、３４は電流設定部（電流設定手段）、３６は温度検出部（温度検出手段）、４１はタイマ部（時間検出手段）を示す。

Claims

排気通路を流れる排気に尿素を添加して排気を浄化する排気浄化装置の尿素水ポンプ制御装置であって、
尿素水タンクに収容され、前記尿素水タンクに貯えられている尿素水を前記排気通路側へ供給する尿素水ポンプと、
前記尿素水ポンプを駆動するモータと、
前記尿素水タンクに貯えられている尿素水の温度を直接または間接に検出する温度検出手段と、
前記温度検出した尿素水の温度に基づいて前記モータへ供給する電流の上限である電流上限値を変更する上限値変更手段と、
前記モータへ供給する電流の上限を、前記上限値変更手段で変更された前記電流上限値に設定する電流設定手段と、
を備える尿素水ポンプ制御装置。
前記上限値変更手段は、前記温度検出手段で検出した尿素水の温度が予め設定した下限値以下であると、前記電流上限値を予め設定され前記モータに固有の初期値よりも大きな値に変更する請求項１記載の尿素水ポンプ制御装置。
前記上限値変更手段は、前記温度検出手段で検出した尿素水の温度が予め設定した下限値を上回ると、前記電流上限値を予め設定され前記モータに固有の初期値に変更する請求項１または２記載の尿素水ポンプ制御装置。
前記上限値変更手段は、前記モータへ通電を開始してからの経過時間を検出する時間検出手段を有し、前記時間検出手段で検出した前記経過時間が予め設定した設定時間を超えると、前記電流上限値を予め設定され前記モータに固有の初期値に変更する請求項１から３のいずれか一項記載の尿素水ポンプ制御装置。