JP2014202094A

JP2014202094A - 尿素水添加装置の制御装置

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Publication number: JP2014202094A
Application number: JP2013076850A
Authority: JP
Inventors: 隆則吉田; Takanori Yoshida; 東海林　正和; Masakazu Shoji; 正和東海林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-27
Also published as: US20140290221A1; DE102014206213A1; DE102014206213B4; US9279354B2

Abstract

【課題】内燃機関の運転状態およびバッテリの電圧値に基づいて尿素水加熱手段への電力の供給を断続することにより、バッテリの過剰な残量の低下を回避する尿素水添加装置の制御装置を提供する。【解決手段】加熱制御部３６は、電圧検出部で検出したバッテリ４１の電圧、および運転状態検出部３５で検出した内燃機関１１の運転状態に基づいて、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を制御する。すなわち、バッテリ４１の電圧が低いとき、あるいは内燃機関１１が運転されていないときのように、バッテリ４１への負荷が大きくなると考えられるとき、加熱制御部３６は尿素水加熱部３３の電力の供給を禁止する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気を浄化するために排気へ尿素水を添加する尿素水添加装置を制御する制御装置に関する。

従来、内燃機関の排気を浄化する後処理として尿素を用いた尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが公知である。尿素ＳＣＲシステムでは、排気に尿素の水溶液である尿素水を添加することにより、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する。この尿素ＳＣＲシステムに用いる尿素水は、気温が低下すると凍結する。尿素水が凍結すると、内燃機関の運転時に排気へ尿素水を添加することができず、ＮＯｘの浄化が不十分になる。そこで、尿素水添加装置において尿素水が流れる経路を加熱することにより、凍結した尿素水を解凍することが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の場合、尿素水添加装置で用いられる尿素水は、ヒータによる加熱によって解凍される。内燃機関を搭載する車両の場合、ヒータは、車両のバッテリから電力が供給される。そのため、車両の停止中、すなわち内燃機関の停止中にヒータによる加熱を実行すると、バッテリの電気的な残量の低下を招くという問題がある。

特開２００５−３１５２０６号公報

そこで、本発明の目的は、内燃機関の運転状態およびバッテリの電圧値に基づいて尿素水加熱手段への電力の供給を断続することにより、バッテリの過剰な残量の低下を回避する尿素水添加装置の制御装置を提供することにある。

請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置によると、加熱制御手段は、電圧検出手段で検出したバッテリの電圧、および運転状態検出手段で検出した内燃機関の運転状態に基づいて、バッテリから尿素水加熱手段への電力の供給を制御する。すなわち、加熱制御手段は、バッテリの電圧が予め設定した電圧値より大きいか否か、および内燃機関が運転されているか否かに応じて、尿素水加熱手段による尿素水の加熱を制御する。そのため、例えばバッテリの電圧が低いとき、あるいは内燃機関が運転されていないときのように、バッテリへの負荷が大きくなると考えられるとき、加熱制御手段は尿素水加熱手段の電力の供給を禁止する。したがって、尿素水を加熱する場合でも、バッテリの過剰な残量の低下を回避することができる。

第１実施形態による尿素水添加装置の制御装置を適用した排気浄化システムを示す模式図第１実施形態による尿素水添加装置の制御装置の概略構成を示すブロック図第１実施形態による尿素水添加装置の制御装置における処理の流れを示す概略図第２実施形態による尿素水添加装置の制御装置における処理の流れを示す概略図第３実施形態による尿素水添加装置の制御装置における処理の流れを示す概略図第４実施形態による尿素水添加装置の制御装置における処理の流れを示す概略図第５実施形態による尿素水添加装置の制御装置における処理の流れを示す概略図

以下、尿素水添加装置の制御装置を適用した排気浄化システムの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示す排気浄化システム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ＮＯｘを還元するＳＣＲ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、排気浄化システム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。また、排気浄化システム１０は、車載の内燃機関１１に限らず、例えば発電ユニットなどの据置型の内燃機関１１に適用してもよい。

排気浄化システム１０は、排気へ尿素水を添加する尿素水添加装置２０を備えている。尿素水添加装置２０は、尿素水タンク２１、尿素水ポンプ２２、尿素水配管部２３、還元触媒２４およびインジェクタ２５を備えている。尿素水タンク２１は、尿素水である尿素の水溶液を貯える。尿素水ポンプ２２は、尿素水タンク２１に収容されている。尿素水配管部２３は、尿素水通路２６を形成している。還元触媒２４は、排気管部材１２が形成する排気通路１３に設けられている。尿素水配管部２３は、一方の端部が尿素水ポンプ２２に接続し、他方の端部がインジェクタ２５に接続している。尿素水ポンプ２２から吐出された尿素水は、尿素水通路２６を経由してインジェクタ２５へ供給される。インジェクタ２５は、排気管部材１２に設けられている。インジェクタ２５は、この排気管部材１２を貫いて、先端が排気通路１３に露出している。インジェクタ２５へ供給された尿素水は、排気通路１３を流れる排気へ噴射される。内燃機関１１から排出された排気とインジェクタ２５から噴射された尿素水とは、排気通路１３において混合され、還元触媒２４へ流入する。排気に含まれるＮＯｘは、還元触媒２４において尿素水に含まれる尿素と反応することにより還元される。

尿素水添加装置２０の制御装置３０は、排気へ添加する尿素水の噴射を制御するとともに、凍結した尿素水の解凍についても制御する。制御装置３０は、図２に示すように制御部３１、尿素水温度検出部３２、尿素水加熱部３３、電圧検出部３４、運転状態検出部３５および加熱制御部３６を備えている。制御部３１は、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、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムによって尿素水添加装置２０を制御する。

尿素水温度検出部３２は、例えば温度センサなどを有しており、尿素水添加装置２０における尿素水の温度を検出する。すなわち、尿素水温度検出部３２の温度センサは、図１に示すように尿素水タンク２１または尿素水配管部２３の少なくともいずれかに設けられ、尿素水タンク２１または尿素水配管部２３における尿素水の温度を検出する。尿素水温度検出部３２は、検出した尿素水の温度を電気信号として制御部３１へ出力する。なお、尿素水温度検出部３２は、尿素水タンク２１または尿素水配管部２３において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。例えば尿素水温度検出部３２は、車両に設けられている外気温センサで取得した外気温や内燃機関１１の水温センサで取得した冷却水温など、尿素水の温度に関連する指標から尿素水の温度を推定してもよい。

尿素水加熱部３３は、例えばヒータなどを有しており、尿素水添加装置２０における尿素水を加熱する。すなわち、尿素水加熱部３３のヒータは、尿素水タンク２１、尿素水配管部２３およびインジェクタ２５を含む尿素水の供給経路の少なくとも一部に設けられ、供給される尿素水を加熱する。これにより、尿素水の供給経路の尿素水は、尿素水加熱部３３によって加熱される。図１に示す例の場合、尿素水加熱部３３は尿素水タンク２１に設けられている。

制御装置３０は、バッテリ４１に接続している。制御装置３０は、バッテリ４１から供給された電力を用いて尿素水添加装置２０の尿素水ポンプ２２およびインジェクタ２５などを駆動する。電圧検出部３４は、このバッテリ４１における電圧すなわち電力の供給余力を検出する。電圧検出部３４は、検出したバッテリ４１の電圧を電気信号として制御部３１へ出力する。バッテリ４１の電圧は、放電とともに電圧が降下する。すなわち、バッテリ４１の電圧は、電力の供給余力に対応している。そこで、制御部３１は、電圧検出部３４で検出したバッテリ４１の電圧からバッテリ４１による電力の供給余力を取得する。

運転状態検出部３５および加熱制御部３６は、いずれも制御部３１において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に実現されている。なお、これら運転状態検出部３５および加熱制御部３６は、ソフトウェアに限らず、ハードウェアによって、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実現してもよい。

運転状態検出部３５は、排気を浄化する対象となる内燃機関１１が運転しているか否かを検出する。具体的には、運転状態検出部３５は、内燃機関１１のエンジン制御装置４２から内燃機関１１が運転状態にあるか否かに関するデータを取得する。運転状態検出部３５は、例えばエンジン制御装置４２から内燃機関１１の回転数、あるいは吸気流量や燃料噴射量など、内燃機関１１が運転しているか否かを判断する基礎となるデータを取得する。これにより、運転状態検出部３５は、内燃機関１１が運転しているか否かを検出する。加熱制御部３６は、電圧検出部３４で検出したバッテリ４１の電圧、および運転状態検出部３５で取得した内燃機関１１の運転状態に基づいて、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を制御する。

以下、第１実施形態による尿素水添加装置２０の制御装置３０の具体的な作動について図３に基づいて説明する。
加熱制御部３６は、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ１０１）。例えば外気温が十分に高く、尿素水が凍結するおそれがないとき、尿素水の加熱は不要である。そのため、加熱制御部３６は、尿素水温度検出部３２で検出した尿素水の温度から、尿素水の加熱が必要か否かを判断する。加熱制御部３６は、Ｓ１０１において尿素水の加熱が必要ないと判断すると（Ｓ１０１：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ１０１において尿素水の加熱が必要であると判断すると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、電圧検出部３４からバッテリ４１の電圧を取得するとともに（Ｓ１０２）、運転状態検出部３５において内燃機関１１が運転しているか否かを検出する（Ｓ１０３）。運転状態検出部３５は、Ｓ１０３においてエンジン制御装置４２から内燃機関１１の運転に関するデータを取得し、内燃機関１１が運転しているか否かを検出する。

加熱制御部３６は、Ｓ１０２で取得したバッテリ４１の電圧が予め設定された下限電圧値Ｖ１よりも小さく、かつ内燃機関１１が停止しているかを判断する（Ｓ１０４）。加熱制御部３６は、Ｓ１０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１より小さく、かつ内燃機関１１が停止していると判断すると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する（Ｓ１０５）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１より小さく、かつ内燃機関１１が停止しているとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱しない。また、バッテリ４１の電力は、尿素水加熱部３３によって消費されない。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ１０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上であり、かつ内燃機関１１が停止していないと判断すると（Ｓ１０４：Ｎｏ）、Ｓ１０５へ移行する。加熱制御部３６は、Ｓ１０５において、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上であり、かつ内燃機関１１が運転しているかを判断する（Ｓ１０６）。加熱制御部３６は、Ｓ１０６においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上であり、かつ内燃機関１１が運転していると判断すると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する（Ｓ１０７）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上であり、かつ内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を許可する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱する。また、バッテリ４１は、下限電圧値Ｖ１以上のとき、電気的な供給余力を有している。そのため、バッテリ４１から尿素水加熱部３３へ電力を供給しても、バッテリ４１に過剰な負荷は加わらない。加熱制御部３６は、Ｓ１０６においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上でない、または内燃機関１１が運転していないと判断すると（Ｓ１０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第１実施形態では、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１より小さく、かつ内燃機関１１が停止しているとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する。尿素水加熱部３３は、比較的多くの電力を消費する。そのため、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が低い、すなわちバッテリ４１の電気的な供給余力が小さいとき、また内燃機関１１の運転による電力の供給も期待できないとき、尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止し、バッテリ４１の電力の消費を回避する。一方、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ１以上であり、かつ内燃機関１１が運転しているとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する。バッテリ４１の電圧が高い、すなわちバッテリ４１の電気的な供給余力が大きいとき、また内燃機関１１による電力の供給が期待されるとき、尿素水加熱部３３が電力を消費しても、バッテリ４１の負担は小さい。そのため、バッテリ４１から尿素水加熱部３３へ電力を供給しても、内燃機関１１をはじめとしてバッテリ４１の電力を必要とする各部に支障は生じない。したがって、バッテリ４１の過剰な残量の低下を回避することができ、内燃機関１１の安定した運転を維持することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による尿素水添加装置２０の制御装置３０について説明する。第２実施形態の尿素水添加装置２０および制御装置３０は、いずれも機械的および電気的な構成が第１実施形態と共通する。したがって、図４に基づいて第２実施形態による制御装置３０の作動について説明する。以下、各実施形態において第１実施形態と同一の処理の流れについては、説明を簡略化する。
加熱制御部３６は、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ２０１）。加熱制御部３６は、Ｓ２０１において尿素水の加熱が必要ないと判断すると（Ｓ２０１：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、加熱制御部３６は、Ｓ２０１において尿素水の加熱が必要であると判断すると（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、電圧検出部３４からバッテリ４１の電圧を取得するとともに（Ｓ２０２）、運転状態検出部３５において内燃機関１１が運転しているか否かを検出する（Ｓ２０３）。

加熱制御部３６は、Ｓ２０２で取得したバッテリ４１の電圧が予め設定された下限電圧値Ｖ２よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２０４）。ここで、下限電圧値Ｖ２は、第１実施形態における下限電圧値Ｖ１と同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。加熱制御部３６は、Ｓ２０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２よりも小さいと判断すると（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する（Ｓ２０５）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２より小さいとき、内燃機関１１の運転の有無に関わらず、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱しない。また、バッテリ４１の電力は、尿素水加熱部３３によって消費されない。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ２０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２以上であると判断すると（Ｓ２０４：Ｎｏ）、内燃機関１１が運転しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。加熱制御部３６は、Ｓ２０６において内燃機関１１が運転していると判断すると（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する（Ｓ２０７）。すなわち、加熱制御部３６は、内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を許可する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱する。また、内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１は内燃機関１１の図示しないオルタネータによって充電され、バッテリ４１に過剰な負荷は加わらない。加熱制御部３６は、Ｓ２０６において内燃機関１１が運転していないと判断すると（Ｓ２０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第２実施形態では、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２より小さいとき、内燃機関１１が運転状態にあるときでも、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する。すなわち、バッテリ４１の電気的な余力が小さいとき、内燃機関１１が運転しているか否かに関わらず、尿素水加熱部３３による電力の消費は回避される。一方、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２以上であり、内燃機関１１が運転しているとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する。内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１は内燃機関１１から電力が供給され、尿素水加熱部３３が電力を消費しても、バッテリ４１の負担は小さい。そのため、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ２以上であるとき、したがって、バッテリ４１の過剰な残量の低下を回避することができ、内燃機関１１の安定した運転を維持することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態による尿素水添加装置２０の制御装置３０について説明する。第３実施形態の尿素水添加装置２０および制御装置３０は、いずれも機械的および電気的な構成が第１実施形態と共通する。したがって、図５に基づいて第３実施形態による制御装置３０の作動の流れを説明する。
加熱制御部３６は、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ３０１）。加熱制御部３６は、Ｓ３０１において尿素水の加熱が必要ないと判断すると（Ｓ３０１：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、加熱制御部３６は、Ｓ３０１において尿素水の加熱が必要であると判断すると（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、電圧検出部３４からバッテリ４１の電圧を取得するとともに（Ｓ３０２）、運転状態検出部３５において内燃機関１１が運転しているか否かを検出する（Ｓ３０３）。

加熱制御部３６は、Ｓ３０３で検出した内燃機関１１の状態から内燃機関１１が運転しているか否かを判断する（Ｓ３０４）。加熱制御部３６は、Ｓ３０４において内燃機関１１が運転していると判断すると（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する（Ｓ３０５）。すなわち、加熱制御部３６は、内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１の電圧に関わらず、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を許可する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱する。また、内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１は内燃機関１１の図示しないオルタネータによって充電され、バッテリ４１に過剰な負荷は加わらない。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ３０４において内燃機関１１が運転していないと判断すると（Ｓ３０４：Ｎｏ）、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ３より小さいか否かを判断する（Ｓ３０６）。ここで、下限電圧値Ｖ３は、第１実施形態における下限電圧値Ｖ１または第２実施形態における下限電圧値Ｖ２と同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。加熱制御部３６は、Ｓ３０６においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ３よりも小さいと判断すると（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する（Ｓ３０７）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ３より小さいとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱しない。また、バッテリ４１の電力は、尿素水加熱部３３によって消費されない。加熱制御部３６は、Ｓ３０６において、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ３以上であると判断すると（Ｓ３０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第３実施形態では、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が低いときでも、内燃機関１１が運転しているとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する。すなわち、内燃機関１１が運転しているとき、バッテリ４１には内燃機関１１から電力が供給され、尿素水加熱部３３が電力を消費しても、バッテリ４１の負担は小さい。そのため、バッテリ４１から尿素水加熱部３３へ電力を供給しても、内燃機関１１をはじめとしてバッテリ４１の電力を必要とする各部に支障は生じない。また、加熱制御部３６は、内燃機関１１が停止しているとき、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ３より小さければ、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する。すなわち、内燃機関１１が停止し、バッテリ４１の電気的な余力も小さいとき、尿素水加熱部３３による電力の消費は回避される。したがって、バッテリ４１の過剰な残量の低下を回避することができ、内燃機関１１の安定した運転を維持することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態による尿素水添加装置２０の制御装置３０について説明する。第４実施形態の尿素水添加装置２０および制御装置３０は、いずれも機械的および電気的な構成が第１実施形態と共通する。したがって、図６に基づいて第４実施形態による制御装置３０の作動の流れを説明する。
加熱制御部３６は、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ４０１）。加熱制御部３６は、Ｓ４０１において尿素水の加熱が必要ないと判断すると（Ｓ４０１：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、加熱制御部３６は、Ｓ４０１において尿素水の加熱が必要であると判断すると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、電圧検出部３４からバッテリ４１の電圧を取得するとともに（Ｓ４０２）、運転状態検出部３５において内燃機関１１が運転しているか否かを検出する（Ｓ４０３）。

加熱制御部３６は、Ｓ４０３で検出した内燃機関１１の状態から内燃機関１１が停止しているか否かを判断する（Ｓ４０４）。加熱制御部３６は、Ｓ４０４において内燃機関１１が停止していると判断すると（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する（Ｓ４０５）。すなわち、加熱制御部３６は、内燃機関１１が運転を停止しているとき、バッテリ４１の電圧に関わらず、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱しない。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ４０４において内燃機関１１が停止していない、すなわち内燃機関１１が運転していると判断すると（Ｓ４０４：Ｎｏ）、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上であるか否かを判断する（Ｓ４０６）。ここで、下限電圧値Ｖ４は、Ｖ１、Ｖ２またはＶ３のいずれかと同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。加熱制御部３６は、Ｓ４０６においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上であると判断すると（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する（Ｓ４０７）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上であるとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を許可する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱する。加熱制御部３６は、Ｓ４０６において、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４より小さいと判断すると（Ｓ４０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第４実施形態では、加熱制御部３６は、内燃機関１１が停止しているとき、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上でも、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する。すなわち、内燃機関１１が停止しているとき、内燃機関１１から電力の供給がされず、バッテリ４１の負担が大きくなるおそれがある。そのため、加熱制御部３６は、内燃機関１１が停止しているとき、バッテリ４１の電圧に関わらず、尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止し、尿素水加熱部３３による電力の消費を回避する。一方、加熱制御部３６は、内燃機関１１が運転しており、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上であるとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する。内燃機関１１が運転しており、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ４以上であるとき、尿素水加熱部３３が電力を消費しても、バッテリ４１の負担は小さい。そのため、バッテリ４１から尿素水加熱部３３へ電力を供給しても、内燃機関１１をはじめとしてバッテリ４１の電力を必要とする各部に支障は生じない。したがって、バッテリ４１の過剰な残量の低下を回避することができ、内燃機関１１の安定した運転を維持することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態による尿素水添加装置２０の制御装置３０について説明する。第５実施形態の尿素水添加装置２０および制御装置３０は、いずれも機械的および電気的な構成が第１実施形態と共通する。したがって、図７に基づいて第５実施形態による制御装置３０の作動の流れを説明する。
加熱制御部３６は、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱が必要か否かを判断する（Ｓ５０１）。加熱制御部３６は、Ｓ５０１において尿素水の加熱が必要ないと判断すると（Ｓ５０１：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、加熱制御部３６は、Ｓ５０１において尿素水の加熱が必要であると判断すると（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、電圧検出部３４からバッテリ４１の電圧を取得するとともに（Ｓ５０２）、運転状態検出部３５において内燃機関１１が運転しているか否かを検出する（Ｓ５０３）。

加熱制御部３６は、Ｓ５０２で取得したバッテリ４１の電圧が予め設定された下限電圧値Ｖ５以上であるか否かを判断する（Ｓ５０４）。ここで、下限電圧値Ｖ５は、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３またはＶ４のいずれかと同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。加熱制御部３６は、Ｓ５０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５以上であると判断すると（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する（Ｓ５０５）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５以上であるとき、内燃機関１１の運転の有無に関わらず、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を許可する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱する。

一方、加熱制御部３６は、Ｓ５０４においてバッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５より小さいと判断すると（Ｓ５０４：Ｎｏ）、内燃機関１１が運転しているか否かを判断する（Ｓ５０６）。加熱制御部３６は、Ｓ５０６において内燃機関１１が停止していると判断すると（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する（Ｓ５０７）。すなわち、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５より小さいとき、内燃機関１１が停止していれば、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止する。これにより、尿素水加熱部３３は、尿素水を加熱しない。加熱制御部３６は、Ｓ５０６において内燃機関１１が停止していない、すなわち運転していると判断すると（Ｓ５０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第５実施形態では、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５以上のとき、内燃機関１１が運転を停止していても、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を許可する。すなわち、バッテリ４１に電気的な余力があるとき、バッテリ４１から尿素水加熱部３３へ電力を供給しても、内燃機関１１をはじめとしてバッテリ４１の電力を必要とする各部に支障は生じない。そのため、バッテリ４１に電気的な余力があるとき、内燃機関１１が運転しているか否かに関わらず、尿素水加熱部３３による尿素水の解凍が図られる。一方、加熱制御部３６は、バッテリ４１の電圧が下限電圧値Ｖ５より小さく、内燃機関１１が停止しているとき、尿素水加熱部３３による尿素水の加熱を禁止する。内燃機関１１が停止しているとき、バッテリ４１は内燃機関１１から充電されず、尿素水加熱部３３により尿素水を加熱すると、バッテリ４１の負担は大きくなる。そのため、加熱制御部３６は、バッテリ４１から尿素水加熱部３３への電力の供給を禁止することにより、バッテリ４１の負荷を低減している。したがって、バッテリ４１の過剰な残量の低下を回避することができ、内燃機関１１の安定した運転を維持することができる。
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、１１は内燃機関、１３は排気通路、２０は尿素水添加装置、３０は制御装置、３２は尿素水温度検出部（尿素水温度検出手段）、３３は尿素水加熱部（尿素水加熱手段）、３４は電圧検出部（電圧検出手段）、３５は運転状態検出部（運転状態検出手段）、３６は加熱制御部（加熱制御手段）、４１はバッテリを示す。

Claims

内燃機関（１１）の排気通路（１３）を流れる排気に尿素水を噴射する尿素水添加装置（２０）の制御装置（３０）であって、
前記尿素水添加装置（２０）における尿素水の温度を検出する尿素水温度検出手段（３２）と、
前記尿素水添加装置（２０）における尿素水を加熱する尿素水加熱手段（３３）と、
前記尿素水加熱手段（３３）に電力を供給するバッテリ（４１）の電圧を検出する電圧検出手段（３４）と、
前記内燃機関（１１）が運転しているか否かを取得する運転状態検出手段（３５）と、
前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧、および前記運転状態検出手段（３５）で取得した前記内燃機関（１１）の運転状態に基づいて、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を制御する加熱制御手段（３６）と、
を備える尿素水添加装置の制御装置。
前記加熱制御手段（３６）は、
前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値より小さく、かつ前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転の停止を検出したとき、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を禁止し、
前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値以上であり、かつ前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転を検出したとき、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を許可する請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置。
前記加熱制御手段（３６）は、前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値より小さいとき、前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転を検出しても、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を禁止する請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置。
前記加熱制御手段（３６）は、前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転を検出すると、前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値より小さくても、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を許可する請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置。
前記加熱制御手段（３６）は、前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転の停止を検出すると、前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値以上であっても、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を禁止する請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置。
前記加熱制御手段（３６）は、前記電圧検出手段（３４）で検出した前記バッテリ（４１）の電圧が予め設定した電圧値以上であるとき、前記運転状態検出手段（３５）において前記内燃機関（１１）の運転の停止を検出しても、前記バッテリ（４１）から前記尿素水加熱手段（３３）への電力の供給を許可する請求項１記載の尿素水添加装置の制御装置。