(57)【要約】【課題】還元剤として尿素水を添加してアンモニアを生成させることによりＮＯｘ浄化能を発揮するＳＣＲ触媒を排気通路に備えた内燃機関で、排気ガス温度や触媒温度が低いときでも、アンモニアの生成が適切に生じるように、アンモニア生成環境を適切に整える。【解決手段】本発明は、排気通路１２に設けられたＳＣＲ触媒２２と、ＳＣＲ触媒上流側の排気通路１２ｍに尿素水を供給する尿素水供給手段３６と、ＳＣＲ触媒２２の温度が所定の低温度域の温度であるとき、尿素水供給手段により供給される尿素水からのアンモニア生成を助長するべくアンモニア生成環境を整えるように水を供給する水供給手段４０とを備える。【選択図】図１
2010159693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
該選択還元型ＮＯｘ触媒上流側から尿素水を供給する尿素水供給手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が所定の低温度域の温度であるか否かを判定する温度判定手段と、
該温度判定手段により前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の低温度域の温度であると判定されたとき、前記尿素水供給手段により供給される尿素水からのアンモニア生成を助長するべく水を供給する水供給手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記尿素水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路あるいは該選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を供給し、
前記水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路に水を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記尿素水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路あるいは該選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を供給し、
前記水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて水を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記尿素水供給手段は、排気通路に臨む尿素水添加弁と、該尿素水添加弁上流側に配置されて尿素水が流通する混合室とを備え、
前記水供給手段は、前記混合室に、水を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中の窒素酸化物を浄化するように構成された内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディーゼル機関等の内燃機関の排気系に配置される排気浄化装置として、排気
ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するためのＮＯｘ触媒を含むものが知られて
いる。このＮＯｘ触媒としては様々なタイプのものが知られているが、その中で、還元剤
の添加によりＮＯｘを連続的に還元除去する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ: Selective Catalytic Reduction）（以下、ＳＣＲ触媒）が公知である。還元剤としては尿素が知られており、通常は尿素水（尿素水溶液）が触媒上流側の排気ガス中に噴射供給される。排気ガスや触媒からの受熱により尿素水からアンモニアが発生され、このアンモニアによりＳＣＲ触媒上でＮＯｘが還元される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、過剰な水による弊害を削減しつつ、高濃度尿素の還元剤組成物を安定的、連続的に供給可能である、還元剤組成物の供給装置が開示されている。具体的には、この装置は、粒子状（固形）の尿素が収納される溶解槽と、この溶解槽に水を供給可能な水タンクと、溶解槽内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、次に説明するように溶解槽で生成される還元剤組成物の濃度調節用の混合器と、混合器からの還元剤組成物をＳＣＲ触媒上流側の排気管に噴射する噴射ノズルとを有する。溶解槽に水タンクからの水が供給され、マイクロ波照射が行われることで、溶解槽において、尿素が水に溶解した液状の還元剤組成物が生成される。生成された還元剤組成物では、主成分たる尿素の濃度が３２．５質量％超〜７６．９％以下と高濃度であるようにされる。そして、この還元剤生成物は、混合器で、水タンクからの水で希釈可能にされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に知られているように、尿素水の尿素濃度に関わらず、排気ガス温度や触媒温度が低いとき、尿素水から、適切にアンモニアを生じさせることは難しい。この理由を種々検討したところ、本発明者らは、尿素水が添加弁から噴射供給されたとき、尿素水は排気通路に微細な液滴となって飛散するので、尿素の周りに反応に十分な量の水が存在できなくなることがその一因であることを見出した。なお、排気ガス温度や触媒温度が十分に高いときには、それらからの受熱により、尿素水からのアンモニアの生成が促されるので、水量が不十分な状態であってもアンモニア生成が適切に生じると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、排気ガス温度や触媒温度が低いときでも、アンモニアの生成が適切に生じるように、アンモニア生成環境を適切に整えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、該選択還元型ＮＯｘ触媒上流側から尿素水を供給する尿素水供給手段と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が所定の低温度域の温度であるか否かを判定する温度判定手段と、該温度判定手段により前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の低温度域の温度であると判定されたとき、前記尿素水供給手段により供給される尿素水からのアンモニア生成を助長するべく水を供給する水供給手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が所定の低温度域の温度であるとき、尿素水供給手段により供給される尿素水からのアンモニア生成を助長するべく、水供給手段が水を供給する。したがって、排気ガス温度や触媒温度が低くてアンモニア生成環境が不十分な状態であっても、アンモニア生成環境を適切に整えて、尿素水からアンモニアを適切に生成させることが可能になる。
【０００９】
例えば、前記尿素水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路あるいは該選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を供給し、前記水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路に水を供給するとよい。こうすることで、排気通路で、尿素水と水とを組み合わせて、アンモニア生成環境を整えることが可能である。
【００１０】
または、前記尿素水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒上流側の排気通路あるいは該選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて尿素水を供給し、前記水供給手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に向けて水を供給してもよい。こうすることで、選択還元型ＮＯｘ触媒付近あるいはそこで、尿素水あるいは尿素と水とを組み合わせて、アンモニア生成環境を整えることが可能になる。
【００１１】
さらにあるいは、前記尿素水供給手段は、排気通路に臨む尿素水添加弁と、該尿素水添加弁上流側に配置されて尿素水が流通する混合室とを備え、前記水供給手段は、前記混合室に、水を供給してもよい。こうすることで、尿素水の尿素濃度を適切に調整して、アンモニア生成環境を適切に整えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略的なシステム図である。
【図２】尿素水添加供給制御に関するフローチャートである。
【図３】水添加供給制御に関するフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２実施形態の内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略的なシステム図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態の内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略的なシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。まず、第１実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る第１実施形態の内燃機関の排気浄化装置１が適用された内燃機関１０の概略的なシステム図である。内燃機関１０は、自動車用の圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼル機関であり、図１では、機関本体１０´から延出した、その排気系の一部が誇張して表されている（吸気系および機関内部機構等は省略されている）。内燃機関１０の排気管１１によって区画形成された排気通路１２には、上流側から順に、上流側触媒コンバータ１４と、下流側触媒コンバータ１６とが直列に設けられている。そして、上流側触媒コンバータ１４内には、排気ガス中の未燃成分（特にＨＣ）を酸化して浄化する酸化触媒１８と、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して燃焼除去するＤＰＲ（Diesel Particulate Reduction）触媒２０とが上流側から順に配置されている。また、下流側触媒コンバータ１６内には、排気ガス中のＮＯｘを還元して浄化するＮＯｘ触媒能を有する触媒としてのＳＣＲ触媒２２が配置されている。
【００１５】
そして、ＳＣＲ触媒２２とＤＰＲ触媒２０との間、すなわちＤＰＲ触媒２０下流側かつＳＣＲ触媒２２上流側の排気通路１２ｍに、ＳＣＲ触媒２２にアンモニアを添加可能にするべく、還元剤としての尿素を選択的に添加するための尿素水添加弁２６が設けられている。尿素は尿素水の形で使用され、尿素水添加弁２６から下流側のＳＣＲ触媒２２に向かって排気通路１２に噴射供給される。尿素水添加弁２６には、これに尿素水を供給するために、尿素水供給管２８によって区画形成された尿素水供給通路３０を介して、尿素水を貯留する尿素水タンク３２が接続される。そして、尿素水タンク３２から尿素水を尿素水添加弁２６に向けて圧送するべくポンプ３４が設けられている。ただし、還元剤としての尿素水の尿素濃度は、寒冷地等でのその凍結を抑制するために、３２．５重量％であるとよい。
【００１６】
なお、ここでは、尿素水添加弁２６、尿素水供給通路３０、尿素水タンク３２、ポンプ３４を含んで尿素水供給装置３６が構成されている。ただし、ここでは尿素水添加弁２６から添加された尿素水は排気通路１２を介して実質的に直接的にＳＣＲ触媒２２に添加されるが、添加尿素を適切に満遍なくＳＣＲ触媒２２に供給するべく添加尿素を分散させて広範囲に方向付ける分散板などが、ＳＣＲ触媒２２を有する下流側触媒コンバータ１６の入口部あるいはその近傍に設けられてもよい。
【００１７】
選択還元型ＮＯｘ触媒すなわちＳＣＲ触媒２２は、ここでは、Ｓｉ、Ｏ、Ａｌを主成分とすると共にＦｅイオンを含むゼオライトから構成されている。ＳＣＲ触媒２２は、その触媒温度が活性温度域（ＮＯｘ浄化温度域）にあり、かつ、尿素水供給装置３６から尿素が添加されているときにＮＯｘを還元浄化する。上記の如く尿素は尿素水として供給され、排気通路１２の熱で加水分解および熱分解される（ＣＯ（ＮＨ２）２→ＮＨ３＋ＨＯＣＮ、ＨＯＣＮ＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ３＋ＣＯ２）。この結果、アンモニアが生成される。すなわち、尿素（尿素水）がＳＣＲ触媒２２に向けて添加されると、ＳＣＲ触媒２２上にアンモニアが供給される。このアンモニアがＳＣＲ触媒２２上でＮＯｘと反応して、ＮＯｘが還元される。なお、ＳＣＲ触媒２２としては、アルミナからなる基材の表面にバナジウム触媒（Ｖ２Ｏ５）を担持させたもの等が他に使用され得、本発明は種々のＳＣＲ触媒を許容する。
【００１８】
なお、ディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter；ＤＰＦ）の一種であるＤＰＲ触媒２０は、フィルタ構造体であると共にその表面に貴金属を有する。つまり、ＤＰＲ触媒２０は、フィルタで捕集した粒子状物質（ＰＭ）を、貴金属の触媒作用を利用して連続的に酸化（燃焼）させる連続再生式の触媒である。
【００１９】
本第１実施形態の内燃機関１０の排気通路１２には、上流側から順に、酸化触媒１８、ＤＰＲ触媒２０およびＳＣＲ触媒２２が配列されているが、配列順序はこれに限られない。また、ＤＰＦとしてＤＰＲ触媒２０が設けられることに限られず、他のタイプのＤＰＦが使用可能である。具体的には、ＤＰＦは、フィルタ構造体としてのみ構成され、内燃機関の連続作動時間が所定時間を越えた時期あるいはＤＰＦ前後の差圧が所定値以上になった時期に、例えば燃料噴射時期を遅らせて後燃えを生じさせることで、捕集した粒子状物質が酸化燃焼されて再生が図られるものであってもよい。ただし、このようなＤＰＦの所定時期での再生は、ＤＰＲ触媒２０に対しても適用され得る。なお、酸化触媒１８およびＤＰＲ触媒２０の少なくとも一方を省略することも可能である。さらに、ＳＣＲ触媒２２から下流側に流出した（漏れた）アンモニアを酸化して浄化するべく、酸化触媒１８の有無に関わらず、酸化触媒がＳＣＲ触媒２２の下流側に設けられるとよい。
【００２０】
さらに、尿素水供給装置３６により供給される尿素水からのアンモニア生成を助長するべく、アンモニア生成環境を整えるように水を供給する水供給装置４０が設けられている。水供給装置４０は、水添加弁４２と、水供給管４４により区画形成された水供給通路４６を介して水添加弁４２につながる水タンク４８と、水添加弁４２に向けて水タンク４８内に貯留される水を圧送するポンプ５０とを備える。ここでは、水添加弁４２は、排気通路１２ｍに臨んで設けられ、排気通路１２の軸線方向において尿素水添加弁２６と概ね同じ位置に設けられている。そして、水添加弁４２から排気通路１２ｍへ噴射供給された水が、排気通路１２ｍ、ＳＣＲ触媒２２付近あるいはＳＣＲ触媒２２上で、尿素水添加弁２６から噴射供給された尿素水あるいはそれの尿素と混ざるように、水添加弁４２や尿素水添加弁２６の噴孔の向きが合わせられている。
【００２１】
また、尿素水供給装置３６や水供給装置４０を備えた内燃機関１０全体の制御を司る制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０が設けられる。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ６０は、各種センサ類を用いて得られた検出値等に基づいて、所望の内燃機関制御が実行されるように、不図示の燃料噴射弁等を制御する。またＥＣＵ６０は、尿素水添加量や尿素水添加時期、および、水添加量や水添加時期を制御すべく、添加弁２６、４２、ポンプ３４、５０を制御する。
【００２２】
ＥＣＵ６０に接続されるセンサ類としては、内燃機関１０の機関回転速度を検出するための回転速度センサ６２や、機関負荷を検出するための負荷センサ６４の他、排気ガスの温度を検出するための排気温センサ６６や、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するためのＮＯｘセンサ６８が含まれる。負荷センサ６４は、エアフローメーターやアクセル開度センサであり得る。排気温センサ６６は、ここでは、酸化触媒１８上流側の排気通路１２ｕに設けられるが、他の箇所に設けられてもよい。また、ＮＯｘセンサ６８は、ここでは、ＳＣＲ触媒２２上流側かつＤＰＲ触媒２０下流側の排気通路１２ｍに設けられる。しかし、ＮＯｘセンサは、ＳＣＲ触媒２２下流側の排気通路１２ｄに設けられてもよく、また、ＳＣＲ触媒２２上流側かつＤＰＲ触媒２０下流側の排気通路１２ｍと、ＳＣＲ触媒２２下流側の排気通路１２ｄとの両方に設けられてもよい。
【００２３】
なお、尿素水供給手段は、尿素水供給装置３６、特にその制御手段としてのＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、水供給手段は、水供給装置４０、特にその制御手段としてのＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、温度判定手段は、排気温センサ６６とＥＣＵ６０の一部とを含んで構成される、ＳＣＲ触媒２２の温度を検出あるいは推定する温度検出手段と、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される、温度検出手段により検出あるいは推定されたＳＣＲ触媒２２の温度に基づいてその温度を判定する手段との両方を含んで構成される。ただし、温度検出手段は、回転速度センサ６２と、負荷センサ６４と、ＥＣＵ６０の一部とを含んで構成されてもよく、また、ＳＣＲ触媒２２に直接設けられる温度センサとＥＣＵ６０の一部とを含んで構成されてもよい。
【００２４】
ここで、まず、尿素水添加供給制御に関して、図２のフローチャートに基づいて説明する。尿素水添加供給制御における尿素水添加の実行・停止は、ＳＣＲ触媒２２の温度（ここでは推定値）に応じて制御される。具体的には、ＳＣＲ触媒温度が所定第１温度域の温度であるとき、尿素水添加が実行され、ＳＣＲ触媒温度がその温度域の温度でないとき、尿素水添加が停止される。
【００２５】
ＳＣＲ触媒２２の温度は、ここでは推定することで求められる。具体的には、ＥＣＵ６０が、排気温センサ６６からの出力信号に基づいて検出された排気温度に基づき、予め実験により定められて記憶保存するデータを検索して、ＳＣＲ触媒温度を推定する。なお推定方法はこのような例に限られない。ＳＣＲ触媒２２の温度は、ＳＣＲ触媒２２に埋設した温度センサを用いて直接的に検出することとしてもよい。あるいは、ＳＣＲ触媒２２の温度は、回転速度センサ６２や負荷センサ６４からの出力信号に基づいて定まる機関運転状態に基づいて推定されてもよい。
【００２６】
ステップＳ２０１で、ＳＣＲ触媒２２の温度が所定第１温度域の温度であるか否かが判定される。そして、ここで、否定判定されると、ステップＳ２０３へ進み、尿素水添加が停止される。これに対して、ステップＳ２０１で肯定判定されると、ステップＳ２０５へ進み、尿素水添加が実行される。ステップＳ２０１での所定第１温度域は、ここでは、下限温度のみが定められた温度域（下限温度以上の温度域）である。この下限温度は、例えば２００℃であり、最小活性温度と称することができる。所定第１温度域をこのように定めたのは、ＳＣＲ触媒温度が最小活性温度に達する前は尿素水添加を行ってもＮＯｘを効率良く還元できないからである。なお、所定第１温度域に、上限温度が定められてもよい。
【００２７】
ステップＳ２０１でＳＣＲ触媒２２の温度が所定第１温度域の温度であるとして肯定判定されるとき、つまり、尿素水添加が行われるとき、その尿素水添加量や添加時期は、ＮＯｘセンサ６８からの出力信号に基づいて検出される排気ガス中のＮＯｘ濃度（あるいはこのＮＯｘ濃度と関係のあるＮＯｘ量）に基づき制御される。具体的には、そのＮＯｘ濃度で、予め実験に基づいて定められて記憶保存されているデータを検索することで、尿素水添加量や添加時期が定められて、これらに基づいてポンプ３４や尿素水添加弁２６が制御される。
【００２８】
なお、ＳＣＲ触媒２２下流側の排気通路１２ｄのＮＯｘ濃度を検出可能にＮＯｘセンサが排気通路１２ｄに設けられている場合には、触媒後ＮＯｘ濃度が常にゼロになるように尿素水添加弁２６からの尿素水添加供給が制御される。この場合、ＮＯｘ濃度のみに基づいて尿素水添加供給量を設定してもよく、あるいは、機関運転状態（例えば機関回転速度と機関負荷）に基づく基本尿素噴射量を、ＮＯｘセンサからの出力信号に基づいて求められたＮＯｘ濃度に基づきフィードバック補正してもよい。ＳＣＲ触媒２２はアンモニアがあるときのみＮＯｘを還元可能なので、尿素水は常時添加されてもよい。また、内燃機関から排出されるＮＯｘを還元するのに必要な最小限の量しか尿素が添加されないよう、制御が行われるとよい。過剰に尿素を添加するとアンモニアがＳＣＲ触媒２２の下流に流出されてしまい（いわゆるアンモニアスリップ）、異臭等の原因となり得るからである。
【００２９】
このように添加供給される尿素水からのアンモニア生成を促すように、水供給装置４０からの水の供給が行われる。図３のフローチャートに基づいて、水添加供給制御に関して説明する。水添加供給制御における水添加の実行・停止は、ＳＣＲ触媒２２の温度（ここでは推定値）に応じて制御される。具体的には、ＳＣＲ触媒温度が所定第２温度域の温度であるとき、水添加が実行され、ＳＣＲ触媒温度がその温度域の温度でないとき、水添加が停止される。なお、ＳＣＲ触媒２２の温度は、尿素水添加供給制御に関して説明したのと同様に求められるので、ここでの重複説明は省略される。
【００３０】
ステップＳ３０１で、ＳＣＲ触媒２２の温度が所定第２温度域の温度であるか否かが判定される。そして、ここで、否定判定されると、ステップＳ３０３へ進み、水添加が停止される。これに対して、ステップＳ３０１で肯定判定されると、ステップＳ３０５へ進み、水添加が実行される。ステップＳ３０１での所定第２温度域は、下限温度と上限温度とにより定められた温度域であり、下限温度以上かつ上限温度以下の温度域である。所定第２温度域の下限温度は、例えば２００℃であり、上記所定第１温度域の下限温度と同じにすることができる。なお、所定第１温度域での下限温度と、所定第２温度域での下限温度とは異なっていてもよい。また、所定第２温度域の上限温度は、排気ガスやＳＣＲ触媒２２からの受熱のみでは尿素水からのアンモニアの生成が十分適切に生じ難いと推察され得るＳＣＲ触媒２２の温度の上限値であり、下限温度と同様に、予め実験により定められ得る。例えば、所定第２温度域の上限温度は、２５０℃である。
【００３１】
所定第２温度域は、尿素水のアンモニアへの加水分解反応が十分に得られない温度域として定められる。つまり、所定第２温度域は、排気ガスの温度やＳＣＲ触媒２２の温度が低いので、その熱だけでは、尿素からアンモニアへの反応が生じ難い、所定の低温度域である。なお、ステップＳ３０１でＳＣＲ触媒２２の温度が所定第２温度域の温度であるとして肯定判定されるときに添加供給される水の添加量や添加時期は、予め実験により定められて記憶保存されているデータを、ＳＣＲ触媒２２の温度で検索することで定められる。なお、水添加量や添加時期は、可変とされることに限定されず、一定とされてもよい。ただし、水添加量は、ＳＣＲ触媒２２への冷却作用から、より少量であるとよい。
【００３２】
上記のように、尿素水の添加供給に併せて、ＳＣＲ触媒２２の温度が所定の低温度域の温度であるときに水添加供給を行うことで、尿素水中の尿素の反応環境すなわちアンモニア生成環境を整え、アンモニア生成を促進することができる。したがって、排気ガス中のＮＯｘの浄化を適切に行うことが可能になる。
【００３３】
次に、本発明に係る第２実施形態に関して説明する。ただし、第２実施形態は、上記第１実施形態に対して水添加弁の設置位置が異なる点を除いて、上記第１実施形態と同じである。したがって、以下では、第２実施形態の水添加弁の設置位置に関して説明して、他の説明は省略される。なお、以下の第２実施形態の排気浄化装置１Ａが適用された内燃機関１０Ａの説明では、上記第１実施形態が適用された内燃機関１０の構成要素と同じあるいは対応する構成要素に同じ符号を付して、それらの重複説明を省略する。なお、本第２実施形態でも、上記第１実施形態に対する変更が適用され得る。
【００３４】
水添加弁４２は、ＳＣＲ触媒２２に向けて水を供給するように位置付けられている。具体的には、排気通路１２の軸線方向において、尿素水添加弁２６下流側に位置するように、水供給弁４２が位置決めされる。これにより、好ましくは、水添加弁４２から噴射供給された水は、ＳＣＲ触媒２２に直接かかるようになる。したがって、排気ガス温度やＳＣＲ触媒温度が低い（所定の第２温度域の温度である）ので添加供給された尿素水の加水分解反応が十分に生じずに、ＳＣＲ触媒２２に付着することになった尿素に、水が供給されることになる。これにより、ＳＣＲ触媒２２上でその尿素の加水分解反応が促され、アンモニアが生成することができるようになる。故に、排気ガス温度やＳＣＲ触媒温度が低い場合であっても、アンモニアを適切に生じさせて、ＮＯｘ浄化を適切に行うことが可能になる。
【００３５】
次に、本発明に係る第３実施形態に関して説明する。ただし、第３実施形態は、上記第１、２実施形態に対して水の供給位置およびそれに付随する構成が異なる点を除いて、上記第１、２実施形態と概ね同じである。したがって、以下では、第３実施形態におけるそれら相違点に関して説明して、他の説明は省略される。なお、以下の第３実施形態の排気浄化装置１Ｂが適用された内燃機関１０Ｂの説明では、上記第１実施形態が適用された内燃機関１０の構成要素と同じあるいは対応する構成要素に同じ符号を付して、それらの重複説明を省略する。なお、本第３実施形態でも、上記第１実施形態に対する変更が適用され得る。
【００３６】
本第３実施形態での尿素水供給装置１００では、尿素水添加弁２６上流側かつ尿素水タンク３２下流側に混合室１０２が配置されている。そして、混合室１０２上流側には、逆止弁１０４が配置されていて、尿素水タンク３２から圧送されて混合室１０２に至った尿素水が尿素水タンク３２へ逆流しないように構成されている。
【００３７】
これに対して、混合室１０２には、本第３実施形態の水添加装置２００の水供給通路４６が連通されている。そして、混合室１０２上流側の水供給通路４６には、逆止弁２０２が配置されていて、水タンク４８から圧送されて混合室１０２に至った水が水タンク４８に逆流しないように構成されている。
【００３８】
尿素水供給装置１００からの尿素水の供給は、上記した図２のフローチャートに基づいて行われる。また、水供給装置２００からの水の供給は、上記した図３のフローチャートに基づいて行われる。しかし、本第３実施形態は上記構成を備えるので、水と尿素水との混合は、尿素水供給装置１００の混合室１０２において行われる。そして、尿素水に水が組み合わされて、水量が多くされた尿素水が排気通路１２ｍへ噴射供給されるようになる。こうして、上記第１実施形態で述べたのと同様の作用効果が奏されることになる。
【００３９】
以上、本発明を上記３つの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されない。このような前記第１〜第３実施形態の各態様は、矛盾が生じない限りにおいて、部分的に又は全体的に組み合わせることが可能である。
【００４０】
また、本発明は圧縮着火式内燃機関以外の内燃機関にも適用可能であり、例えば火花点火式内燃機関、特に直噴リーンバーンガソリン内燃機関にも適用可能である。
【００４１】
本発明の実施形態は前述の３つの実施形態やそれらの変形例のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１Ａ、１Ｂ  内燃機関の排気浄化装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ  内燃機関
１２  排気通路
１４  上流側触媒コンバータ
１６  下流側触媒コンバータ
１８  酸化触媒
２０  ＤＰＲ触媒
２２  ＳＣＲ触媒
２６  尿素水添加弁
２８  尿素水供給管
３０  尿素水供給通路
３２  尿素水タンク
３４  ポンプ
３６、１００  尿素水供給装置
４０、２００  水供給装置
４２  水添加弁
４４  水供給管
４６  水供給通路
４８  水タンク
５０  ポンプ
１０２  混合室
１０４、２０２  逆止弁
【図１】
2010159693.tif 000003
【図２】
2010159693.tif 000004
【図３】
2010159693.tif 000005
【図４】
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【図５】
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