(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に還元剤を供給する添加弁と、同添加弁に還元剤を供給する供給管とを備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記排気通路を流れる排気の温度が基準温度以上となるときには、前記供給管内の還元剤を回収する回収制御を実行し、
前記回収制御の実行中に、排気の温度が前記基準温度よりも高い所定温度以上となると、前記回収制御を停止して前記添加弁から還元剤を噴射する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記回収制御は、実測及び推測のいずれか一方により把握された排気の温度が前記基準温度以上となったときに実行される
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記回収制御は、排気の温度が前記基準温度以上となる機関運転状態のときに実行される
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気通路には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、
前記フィルタに捕集された粒子状物質の量が予め設定された閾値以上になると、排気の温度を上昇させて前記フィルタを再生する再生処理を実行し、
前記フィルタに捕集された粒子状物質の量が前記閾値よりも少ない基準量以上になるときに、前記回収制御が実行される
請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記回収制御は、排気の温度が前記基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態となったときにはその変化に先だって実行される
請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記機関運転状態とは、排気の温度を上昇させる昇温制御を実行するときである
請求項３又は５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記機関運転状態とは、高負荷運転状態のときである
請求項３又は５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、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒と、同触媒でのＮＯｘ浄化に利用する還元剤を排気通路に供給する還元剤供給機構とを備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。この還元剤供給機構では、添加弁から排気通路に向けて尿素水が噴射される。噴射された尿素水は、排気の熱によって加熱されることで尿素が加水分解されてアンモニアとなり、このアンモニアがＮＯｘ浄化触媒に吸着されることで、同触媒に流入するＮＯｘが還元浄化される。
【０００３】
ところで、排気の温度が低い場合などにおいては、添加弁から噴射された尿素水の尿素がアンモニアに加水分解されることなく尿素に由来する結晶や混合物等のデポジットとなり、ＮＯｘ浄化触媒等に堆積するため、ＮＯｘ浄化触媒によるＮＯｘの浄化効率が低下する。そこで、特許文献１の排気浄化装置では、ＮＯｘ浄化触媒のデポジット堆積量が閾値に達したと判定されると、排気の温度を上昇させる昇温制御を行うことにより、ＮＯｘ浄化触媒に堆積したデポジットを気化させて除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７４９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気の温度を上昇させる昇温制御としては、特許文献１の尿素由来のデポジット除去制御の他、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタを再生させる制御等がある。また、内燃機関の高負荷運転時には、排気の温度が高くなる。このように排気の温度が高温となる機関運転時には、上記排気浄化装置の添加弁が高温の排気に晒される。そのため、このような機関運転時に添加弁内に尿素水が存在していると、添加弁内で尿素水が沸騰することにより、添加弁の金属材料が腐食するおそれがある。
【０００６】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、添加弁内で還元剤が沸騰することに起因した添加弁の金属腐食を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気通路に還元剤を供給する添加弁と、同添加弁に還元剤を供給する供給管とを備える内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気通路を流れる排気の温度が基準温度以上となるときには、前記供給管内の還元剤を回収する回収制御を実行することを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、排気の温度が基準温度以上となり、添加弁内で還元剤が沸騰しやすくなる場合には、供給管内の還元剤が回収されるため、供給管を通じて添加弁内の還元剤を回収することができる。これにより、添加弁内で還元剤が沸騰することを抑制することができるため、添加弁内で還元剤が沸騰することに起因した添加弁の金属腐食を抑制することができる。
さらに請求項１に記載の発明では、前記回収制御の実行中に、排気の温度が前記基準温度よりも高い所定温度以上となると、前記回収制御を停止して前記添加弁から還元剤を噴射することを要旨とする。
上記構成では、回収制御中に、排気の温度が基準温度よりも高い所定温度以上となり、添加弁が熱損傷するおそれがあるときには、添加弁から還元剤が噴射される。還元剤が噴射されるときには、例えばタンク等から添加弁に向かって比較的低温の還元剤が供給されるため、添加弁は冷却される。したがって、添加弁の熱損傷を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記回収制御は、実測及び推測のいずれか一方により把握された排気の温度が前記基準温度以上となったときに実行されることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、実際に検出された排気の温度や、機関運転状態等から推定された排気の温度が基準温度と比較されるため、排気の温度が基準温度以上となっているか否かを判定することができ、排気の温度が基準温度以上となっているときには回収制御を実行することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記回収制御は、排気の温度が前記基準温度以上となる機関運転状態のときに実行される。
機関運転状態に応じて排気の温度は変化する。そのため、排気の温度が基準温度以上に高温化することは、排気の温度そのものではなく、機関運転状態に基づいて判断することもできる。そこで上記構成では、排気の温度が基準温度以上となると推定される機関運転状態のときに回収制御を実行するようにしており、同構成によっても、排気の温度が基準温度以上となっているときには回収制御を実行することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記排気通路には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、同フィルタに捕集された粒子状物質の量が予め設定された閾値以上になると、排気の温度を上昇させて前記フィルタを再生する再生処理を実行し、前記フィルタに捕集された粒子状物質の量が前記閾値よりも少ない基準量以上になるときに、前記回収制御が実行されることを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、フィルタに捕集された粒子状物質が基準量以上となるときに、尿素水の回収制御が実行されるため、フィルタに捕集された粒子状物質の量が閾値以上となってフィルタを再生させる昇温制御が実行されるのに先だって尿素水の回収制御が実行される。したがって、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって回収制御を開始することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記回収制御は、排気の温度が前記基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態になったときにはその変化に先だって実行されることを要旨とする。
【００１５】
上述したように、機関運転状態に応じて排気の温度は変化する。そして、排気の温度が基準温度以上に高温化する機関運転状態に変化するか否かはある程度予測することができる。そこで上記構成では、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態になったときにはその変化に先立って回収制御を実行するようにしている。同構成によれば、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって回収制御を開始することができる。
【００１６】
なお、排気の温度が基準温度以上に高温化する機関運転状態としては、請求項６に記載の発明によるように、排気の温度を上昇させる昇温制御を実行するときの機関運転状態や、請求項７に記載の発明によるように、高負荷運転状態のときの機関運転状態を適用することができる。なお、上記昇温制御としては、排気系に堆積した煤やデポジットなどを消失させるために排気の温度を上昇させる制御などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置が適用される内燃機関およびその周辺構成を示す模式図。
【図２】同第１実施形態にかかる尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置における尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置における尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第４実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置における尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第５実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置における尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【図７】本発明のその他の実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置における尿素水の回収及び添加制御の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用される内燃機関及びその周辺機構を示す。図１に示すように、本実施形態の内燃機関１はディーゼルエンジンである。
【００２１】
図１に示すように、内燃機関１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒＃１〜＃４内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２２】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００２３】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００２４】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２５】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの排気下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００２６】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００２７】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００２８】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の排気下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００２９】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の排気下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００３０】
内燃機関１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤としての尿素水を供給する尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０と、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素水添加弁２３０と、尿素水添加弁２３０とタンク２１０とを接続する金属製の尿素水供給管２４０と、尿素水供給管２４０の途中に設けられたポンプ２２０とを備えている。
【００３１】
尿素水添加弁２３０は金属製であり、同添加弁２３０の噴射孔を開弁駆動するためのコイルなどの部品が内部に収容されている。尿素水添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素水添加弁２３０がコイルの通電により開弁駆動されると、尿素水添加弁２３０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００３２】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素水添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素水添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素水添加弁２３０及び尿素水供給管２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００３３】
また、尿素水添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素水添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００３４】
尿素水添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸着されてＮＯｘの還元に利用される。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸着される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。
【００３５】
この他、内燃機関１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が設けられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００３６】
内燃機関１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４は内燃機関１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者による内燃機関１の始動操作及び停止操作を検出する。
【００３７】
また、酸化触媒３１の排気上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の排気上流及び排気下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
【００３８】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素水添加弁２３０の排気上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気の温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００３９】
第３浄化部材５０の排気下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００４０】
これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）８０ａ、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、カウンタ８０ｂ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。なお、ＣＰＵ８０ａやカウンタ８０ｂ、並びに上述した各種センサのそれぞれには、バッテリから電力が供給される。
【００４１】
そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、内燃機関１の各種制御が行われる。
【００４２】
さらに、制御装置８０は、上記差圧センサ１１０によって検出される圧力差ΔＰに基づいてフィルタ３２に捕集されたＰＭの量を推定し、推定されるＰＭの捕集量が予め設定された閾値を超えたと判定されるときにはフィルタ３２を再生させるフィルタ再生処理を実行する。この処理では、燃料添加弁５からエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。
【００４３】
制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、尿素水添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、内燃機関１から排出されるＮＯｘを還元処理するために過不足の無い尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された尿素添加量の尿素水が尿素水添加弁２３０から排気通路２６に噴射されるように、同尿素水添加弁２３０の開弁状態が制御される。これにより、排気中のＮＯｘが還元浄化される。なお、尿素水の添加制御は、内燃機関１の運転時において、尿素水の添加許可又は禁止を示す添加フラグが尿素水の添加許可を示す「ＯＮ」に設定されていることを条件に実行される。
【００４４】
ここで、上記の通り、尿素水添加弁２３０から噴射された尿素水は、尿素が加水分解されてアンモニアとなり排気中のＮＯｘを還元浄化する。しかしながら、排気の温度が低い場合などにおいては、噴射された尿素水の尿素の一部が、アンモニアに加水分解されることなく尿素に由来する結晶や混合物等となって、尿素水添加弁２３０の噴射孔近傍、分散板６０やＳＣＲ触媒４１に堆積してデポジットとなることがある。このようなデポジットは、上述したようなフィルタ再生処理の他、内燃機関１の高負荷運転時など、排気の温度が高温となる運転時において焼失されることで除去される。
【００４５】
ところで、このように排気の温度が高温となる運転時には、尿素水添加弁２３０が高温の排気に晒されることによって、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰するおそれがある。このように、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰すると、尿素水添加弁２３０の金属材料が腐食するおそれがある。そこで、本実施形態では、排気の温度が基準温度以上となると、ポンプ２２０を逆回転させることで尿素水供給管２４０を通じて尿素水添加弁２３０内の尿素水を回収する回収制御を実行することで、尿素水添加弁２３０内において尿素水が沸騰することを抑制するようにしている。なお、本実施形態における回収制御には、上記の通りポンプ２２０を逆回転させて尿素水供給管２４０から尿素水を回収する制御と、尿素水供給管２４０から尿素水を回収した後にその状態に維持する制御とを含む。
【００４６】
以下、尿素水供給管２４０から尿素水を回収する回収制御について、図２を参照して説明する。制御装置８０は、図２のフローチャートに示す処理手順に従って、尿素水の回収及び添加制御を実行する。図２に示す一連の処理は、機関運転中に所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００４７】
図２に示すように、尿素水回収及び添加制御が開始されると、ステップＳ１０において、ＳＣＲ触媒４１に流入する直前の排気の温度である第２排気温度ＴＨ２が検出される。制御装置８０は、第２排気温度センサ１２０から入力される信号に基づいて、第２排気温度ＴＨ２を検出する。
【００４８】
次に、ステップＳ１１に移り、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上であるか否かが判定される。ここで、この基準温度は、第２排気温度ＴＨ２が基準温度未満にあることに基づいて、尿素水添加弁２３０内において尿素水が沸騰しないことを推定できる温度に設定される。ステップＳ１１において、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上であると判定されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、尿素水添加弁２３０内に尿素水が残留している場合に尿素水が沸騰する可能性があるため、ステップＳ１２に移る。
【００４９】
ステップＳ１２では、尿素水の回収が完了しているか否かが判定される。すなわち、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上となってから、既に尿素水の回収が完了しているか否かが判定される。この判定は、カウンタ８０ｂのカウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であるか否を判定することにより判定することができる。このカウント値Ｃは、尿素水の回収を実行した期間を示している。また、カウンタ判定値αは、「１」以上の整数に設定されており、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であることに基づいて、尿素水添加弁２３０内の尿素水に相当する量の尿素水が尿素水供給管２４０を通じて回収されたと推定することのできる値に設定されている。ステップＳ１２において、カウント値Ｃがカウンタ判定値α未満であることによって尿素水の回収が完了していないと判定されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に移る。一方、ステップＳ１２において、尿素水の回収が完了していると判定されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御装置８０は本処理を一旦終了する。これにより、尿素水添加弁２３０から尿素水が回収された状態に維持される。
【００５０】
ステップＳ１３では、添加フラグが「ＯＦＦ」に設定される。なお、たとえば、前回の処理においても、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上である場合には、既に添加フラグが「ＯＦＦ」に設定されているため、このような場合には、添加フラグが「ＯＦＦ」に維持される。これにより、制御装置８０は、尿素水の添加制御を停止する。すなわち、尿素水添加弁２３０からの尿素水の添加が停止され、上述した排気中のＮＯｘを浄化するための尿素水の添加制御が停止される。
【００５１】
次に、ステップＳ１４に移り、回収フラグが「ＯＮ」に設定される。回収フラグは、制御装置８０がこのフラグが「ＯＮ」に設定されていることにより、尿素水の回収を実行するためのものである。制御装置８０は、回収フラグが「ＯＮ」に設定されることにより、尿素水の回収を実行する。具体的には、制御装置８０は、ポンプ２２０を逆回転させることにより、尿素水添加弁２３０及び尿素水供給管２４０から尿素水を回収してタンク２１０に戻す。この尿素水の回収は、回収フラグが「ＯＮ」に設定されている期間は継続して実行される。なお、たとえば、前回の処理においても、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上である場合には、既に回収フラグが「ＯＮ」に設定されているため、このような場合には、回収フラグが「ＯＮ」に維持される。
【００５２】
次に、ステップＳ１５に移り、尿素水の回収期間を計測すべく、カウンタ８０ｂのカウント値Ｃが算出される。具体的には、前回のカウント値Ｃに「１」を加算して今回のカウント値Ｃが算出される。
【００５３】
次に、ステップＳ１６に移り、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であるか否かが判定される。ステップＳ１６において、カウント値Ｃがカウンタ判定値αよりも小さいと判定されると（ステップＳ１６：ＮＯ）、未だ尿素水添加弁２３０内に尿素水が残留しており、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰する可能性があると推定されるため、制御装置８０は本処理を一旦終了する。すなわち、回収フラグは「ＯＮ」に維持されたまま、本処理が終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ１６において、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であると判定される場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に移り、回収フラグが「ＯＦＦ」に設定されて、制御装置８０は本処理を一旦終了する。すなわち、ステップＳ１６で肯定判定がなされた場合には、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収され、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰することを抑制することができるため、ポンプ２２０の駆動を停止させて尿素水の回収を停止する。このように、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収されると尿素水の回収を停止するため、尿素水供給管２４０には尿素水を残留させておくことができる。そのため、次回の添加制御の際には、速やかに尿素水添加弁２３０に尿素水を供給して尿素水の添加制御を速やかに開始することができる。
【００５５】
図２に示す処理におけるステップＳ１１において、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上ではないと判定される場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１８に移り、カウンタ８０ｂのカウント値Ｃが「０」にリセットされる。なお、カウント値Ｃが既に「０」である場合には、その値が維持される。そして、ステップＳ１９において、回収フラグが「ＯＦＦ」に設定される。なお、ステップＳ１９においては、既に回収フラグが「ＯＦＦ」に設定されている場合には、回収フラグが「ＯＦＦ」に維持される。すなわち、ステップＳ１８及びステップＳ１９の処理により、前回までの処理において、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上である場合であっても、第２排気温度ＴＨ２が基準温度未満となれば、回収期間の計測が停止されてリセットされるとともに、尿素水の回収制御が停止される。
【００５６】
次に、ステップＳ２０に移り、ＮＯｘを浄化するための添加量が設定される。すなわち、上記したように、内燃機関１から排出されるＮＯｘを還元処理するために過不足の無い尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出される。そして、ステップＳ２１に添加フラグが「ＯＮ」に設定される。なお、ステップＳ２１では、既に添加フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、そのまま添加フラグが「ＯＮ」に維持される。このようにして、第２排気温度ＴＨ２が基準温度未満であるときには、添加フラグが「ＯＮ」に設定されるため、尿素水添加弁２３０から尿素水の添加が実行される。そして、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置の作用を説明する。
本実施形態の排気浄化装置は、排気通路２６に尿素水を供給する尿素水添加弁２３０を備え、排気通路２６を流れる排気の温度が基準温度以上となるときには、尿素水添加弁２３０内の尿素水を回収する回収制御を実行する。これにより、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰しやすくなる場合には、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収されるため、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰することを抑制することができる。
【００５８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の（１）の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態の内燃機関１の排気浄化装置は、排気通路２６に尿素水を供給する尿素水添加弁２３０と、同添加弁２３０に尿素水を供給する尿素水供給管２４０とを備え、排気通路２６を流れる排気の温度が基準温度以上となるときには、尿素水供給管２４０の尿素水を回収する回収制御を実行する。これにより、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰しやすくなる場合には、尿素水供給管２４０を通じて尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収されるため、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰することを抑制することができる。したがって、尿素水添加弁２３０内で尿素水が沸騰することに起因した尿素水添加弁２３０の金属腐食を抑制することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本実施形態の第２実施形態について、図３を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、特に説明しないその他の構成及び作用は第１実施形態と同じである。また、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００６０】
本実施形態では、推測による排気の温度が基準温度以上となるときに、尿素水の回収制御を実行するようにしている。すなわち、機関運転状態に基づいて排気の温度を推測することができるため、制御装置８０が、排気の温度が基準温度以上となると推定される機関運転状態のときには、排気の温度が基準温度以上であると推定して、尿素水の回収制御を実行するようにしている。
【００６１】
具体的には、第２実施形態では、制御装置８０が、図３のフローチャートに示す処理手順に従って、尿素水の回収及び添加制御を実行する。図３に示す一連の処理は、機関運転中に所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００６２】
図３に示す尿素水回収及び添加制御が開始されると、まずステップＳ３０において、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態であるか否かが判定される。ここで、内燃機関１が高負荷運転状態であるときや、フィルタ再生処理といった排気の温度を上昇させる昇温制御が実行されるときには、排気の温度が高くなるため、排気の温度が基準温度以上となると推定することができる。したがって、ステップＳ３０では、内燃機関１が高負荷運転状態であるときや、フィルタ再生処理といった昇温制御が実行中である場合には、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態であると判定される。具体的には、制御装置８０は、検出される吸入空気量ＧＡに基づいて内燃機関の負荷を把握することで、内燃機関１が高負荷運転状態であるか否かを判定する。また、制御装置８０は、フィルタ再生処理を実行すべく燃料添加弁５に燃料添加指令を出力しているか否かに基づいて、フィルタ再生処理中であるか否かを判定する。そして、制御装置８０は、これらの判定に基づいて、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態であるか否かを判定する。
【００６３】
ステップＳ３０において肯定判定がなされると（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２以降の処理が実行され、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収される。一方、ステップＳ３０において否定判定がなされると（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ１９以降の処理が実行され、ＮＯｘを浄化還元すべく尿素水の添加が実行される。
【００６４】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置の作用を説明する。
本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御が、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態のときに実行される。したがって、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態のときに回収制御を実行することで、排気の温度が基準温度以上となっているときには排気の温度を直接検出することなく回収制御を実行される。
【００６５】
以上説明した第２実施形態では、第１実施形態の（１）と同様の作用効果と、以下の（２）の作用効果を奏することができる。
（２）本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御が、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態のときに実行される。機関運転状態に応じて排気の温度は変化する。そのため、排気の温度が基準温度以上に高温化することは、排気の温度そのものではなく、機関運転状態に基づいて判断することもできる。したがって、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態のときに回収制御を実行することで、排気の温度が基準温度以上となっているときには排気の温度を直接検出することなく回収制御を実行することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、本実施形態の第３実施形態について、図４を参照して説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、特に説明しないその他の構成及び作用は第１実施形態と同じである。また、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００６７】
上記のように、排気通路２６においてＰＭを捕集するフィルタ３２の再生処理は、フィルタ３２に捕集されたＰＭの量が閾値を超えたと判定されるときに開始される。そのため、フィルタ３２に捕集されたＰＭの量と再生処理を開始するための閾値との乖離度合いが所定の範囲内にある場合には、所定期間以内にフィルタ再生処理が開始される可能性が高い。そこで、本実施形態では、たとえば、フィルタ３２に捕集されたＰＭの推定量が、フィルタ３２の再生処理を開始するための閾値よりも低い基準量以上となるときに、尿素水添加弁２３０からの尿素水の回収制御を実行するようにしている。なお、基準量としては、たとえば、フィルタ３２の再生処理を開始するための閾値となるＰＭの捕集量よりも少なく、その閾値と基準量との乖離度合いに基づいて所定期間以内にフィルタ再生処理が開始すると推定される量に設定される。さらに、基準量を設定するためのこの所定期間としては、例えば、尿素水添加弁２３０内の尿素水を全量回収するためにポンプ２２０を駆動する期間に設定される。
【００６８】
本実施形態では、制御装置８０が、図４のフローチャートに示す処理手順に従って、尿素水回収及び添加制御を実行する。図４に示す一連の処理は、機関運転中に所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００６９】
図４に示す尿素水回収及び添加制御が開始されると、まずステップＳ３５において、推定されるフィルタ３２のＰＭ捕集量が基準量以上である、又はフィルタ３２の再生処理中であるか否かが判定される。制御装置８０は、差圧センサ１１０によって検出される圧力差ΔＰに基づいてフィルタ３２に捕集されたＰＭの捕集量を算出する。そして、算出されたＰＭの捕集量が基準量以上であると判定される場合には、ステップＳ３５において肯定判定がなされ（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移る。また、制御装置８０が燃料添加弁５に燃料添加指令を出力しており、フィルタ３２の再生処理中であると判定される場合にも、ステップＳ１２に移る。これにより、ステップＳ１２以降の処理が実行され、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収制御が実行される。したがって、フィルタ再生処理が実行されるのに先立って、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収を開始することができる。また、基準量を設定するための所定期間を上記のように設定したため、フィルタ再生処理の実行開始までに、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収を完了させておくことができる。そして、フィルタ再生処理中は、ポンプ２２０の駆動は停止され尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収された状態に維持される。
【００７０】
一方、ステップＳ３５において否定判定がなされると（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ１９以降の処理が実行され、ＮＯｘを浄化還元すべく尿素水の添加が実行される。
次に、本実施形態に係る排気浄化装置の作用を説明する。
【００７１】
本実施形態の排気浄化装置は、フィルタ３２に捕集されたＰＭがフィルタ再生処理を開始するための閾値よりも少ない基準量以上となるときに、尿素水の回収制御を実行する。したがって、フィルタ再生処理が実行されることによって排気の温度が基準温度以上となるのに先だって、尿素水の回収制御が開始される。そして、所定期間を上記の態様で設定したため、フィルタ再生処理が実行されることによって排気の温度が基準温度以上となるまでに、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収が完了する。
【００７２】
以上説明した第３実施形態では、上記（１）、（２）と同様の作用効果と、以下の（３）の作用効果を奏することができる。
（３）本実施形態の排気浄化装置では、フィルタ３２に捕集されたＰＭがフィルタ再生処理を開始するための閾値よりも少ない基準量以上となるときに、尿素水の回収制御が実行される。これにより、フィルタの再生処理が実行されることによって排気の温度が基準温度以上となるのに先だって尿素水の回収制御を開始させることができるため、尿素水添加弁２３０内での尿素水が沸騰することをより好適に抑制することができ、尿素水添加弁２３０の金属腐食をより好適に抑制することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
次に、本実施形態の第４実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第４実施形態では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、特に説明しないその他の構成及び作用は第１実施形態と同じである。また、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００７４】
本実施形態では、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態となるときに、尿素水の回収制御を実行するようにしている。
本実施形態では、制御装置８０が、図５のフローチャートに示す処理手順に従って、尿素水回収及び添加制御を実行する。図５に示す一連の処理は、機関運転中に所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００７５】
図５に示す尿素水回収及び添加制御が開始されると、まずステップＳ４０において、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態である、又はその機関運転状態に変化すると予測される状態であるか否かが判定される。具体的には、第３実施形態に記載したように、フィルタ３２に捕集されたＰＭの量が基準量以上となると、所定期間以内にフィルタ再生処理が実行されるため、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態となる。そこで、制御装置８０は、差圧センサ１１０によって検出される圧力差ΔＰに基づいてフィルタ３２に捕集されたＰＭの捕集量を算出する。そして、ステップＳ４０では、算出されるＰＭの捕集量が基準量以上となると、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態であるとして、肯定判定がなされる（ステップＳ４０：ＹＥＳ）。また、フィルタ３２の再生処理が実行されている場合等には、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態であると判定され、肯定判定がなされる（ステップＳ４０：ＹＥＳ）。これにより、ステップＳ１２以降の処理が実行され、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収される。そのため、排気の温度が基準温度以上となるのに先立って、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収を開始することができる。また、第３実施形態と同様に基準量を設定することで、排気の温度が基準温度以上となるまでに、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収を完了させることができる。そして、排気の温度が基準以上となったときには、ポンプ２２０の駆動は停止され尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収された状態に維持される。
【００７６】
一方、ステップＳ４０において否定判定がなされると（ステップＳ４０：ＮＯ）、ステップＳ１９以降の処理が実行され、ＮＯｘを浄化還元すべく尿素水の添加が実行される。
次に、本実施形態に係る排気浄化装置の作用を説明する。
【００７７】
本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御が、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態となるときに、その変化に先だって実行される。したがって、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって、尿素水の回収制御が開始される。そして、所定期間を上記の態様で設定したため、排気の温度が基準温度以上となるまでに、尿素水添加弁２３０内の尿素水の回収が完了する。
【００７８】
以上説明した第４実施形態では、上記（１）、（２）と同様の作用効果と、以下の（４）の作用効果を奏することができる。
（４）本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御が、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態に変化すると予測される状態となったときには、その変化に先だって実行される。これにより、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって尿素水の回収制御を開始させることができるため、尿素水添加弁２３０内での尿素水が沸騰することをより好適に抑制することができ、尿素水添加弁２３０の金属腐食をより好適に抑制することができる。
【００７９】
（第５実施形態）
次に、本実施形態の第５実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第５実施形態では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、特に説明しないその他の構成及び作用は第１実施形態と同じである。また、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて説明する。
【００８０】
本実施形態では、尿素水の回収制御の実行中に、排気の温度が基準温度よりも高い所定温度以上となると、回収制御を停止して尿素水添加弁２３０から尿素水を噴射するようにしている。ここで、尿素水添加弁２３０を構成するコイル等の部品は、排気がこの所定温度よりも高い温度となると熱損傷するおそれがあり、所定温度は、排気の温度が所定温度以下であることによって、尿素水添加弁２３０を構成する部品の熱損傷が生じないと推定される温度に設定されている。すなわち、本実施形態では、回収制御中に、排気の温度が上昇した場合に、尿素水添加弁２３０を構成する部品が熱損傷しうる温度よりも低い所定温度に達したときに、尿素水添加弁２３０から尿素水を噴射する。そして、これにより、尿素水添加弁２３０を構成する部品が熱損傷しうる温度となるのに先立って、尿素水添加弁２３０を冷却することで、尿素水添加弁２３０の熱損傷を抑制するようにしている。
【００８１】
以下、本実施形態における尿素水の回収制御について、図６を参照して説明する。本実施形態では、制御装置８０が、図６のフローチャートに示す処理手順に従って、尿素水回収及び添加制御を実行する。図６に示す一連の処理は、機関運転中に所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００８２】
図６に示すように、尿素水回収及び添加制御が開始されると、ステップＳ５０において、第２排気温度ＴＨ２が検出される。制御装置８０は、第２排気温度センサ１２０から入力される信号に基づいて、第２排気温度ＴＨ２を検出する。
【００８３】
次に、ステップＳ５１に移り、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上であるか否かが判定される。ステップＳ５１において、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上であると判定されると、尿素水添加弁２３０内の尿素水が沸騰する可能性があるため、ステップＳ５２に移る。
【００８４】
次に、ステップＳ５２に移り、第２排気温度ＴＨ２が所定温度以上であるか否かが判定される。ステップＳ５２において、第２排気温度ＴＨ２が所定温度よりも低いと判定されるときには（ステップＳ５２：ＮＯ）、尿素水添加弁２３０が熱損傷しないと推定されるため、ステップＳ５３に移る。
【００８５】
ステップＳ５３では、尿素水の回収が完了しているか否かが判定される。ステップＳ５３において、尿素水の回収が完了していると判定されると、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ５３において、尿素水の回収が完了していないと判定されると（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、ステップＳ５４に移り、添加フラグが「ＯＦＦ」に設定される。なお、既に添加フラグが「ＯＦＦ」である場合には、そのまま維持される。これにより、制御装置８０は、尿素水添加弁２３０の開弁駆動を停止して排気通路２６への尿素水の添加を停止する。
【００８７】
次に、ステップＳ５５に移り、回収フラグが「ＯＮ」に設定される。なお、既に回収フラグが「ＯＮ」である場合には、そのまま維持される。これにより、制御装置８０は、尿素水の回収を実行する。具体的には、制御装置８０は、ポンプ２２０を逆回転させることにより、尿素水添加弁２３０及び尿素水供給管２４０から尿素水を回収してタンク２１０に戻す。この尿素水の回収は、尿素水回収フラグが「ＯＮ」に設定されている期間は継続して実行される。
【００８８】
次に、ステップＳ５６に移り、カウント値が算出される。次に、ステップＳ５７において、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であるか否かが判定される。ステップＳ５８において、否定判定がなされると（ステップＳ５７：ＮＯ）、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。一方、ステップＳ５７において、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上であると判定されると（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、ステップＳ５８に移り、回収フラグを「ＯＦＦ」に設定して、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。すなわち、カウント値Ｃがカウンタ判定値α以上となり、尿素水添加弁２３０内の尿素水が回収されたと推定される場合には、制御装置８０は、ポンプ２２０の駆動を停止して尿素水の回収を停止する。
【００８９】
一方、図６に示す処理のステップＳ５２において、第２排気温度ＴＨ２が所定温度以上であると判定される場合には（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５９に移り、カウント値が「０」に設定された後に、ステップＳ６０に移り、回収フラグが「ＯＦＦ」に設定される。これにより、前回の処理で、尿素水の回収中である場合や回収が完了している状態である場合には、カウント値が「０」にリセットされるとともに尿素水の回収制御が停止される。
【００９０】
次に、ステップＳ６１に移り、ステップＳ５０で検出された第２排気温度ＴＨ２に基づいて尿素水添加弁２３０を冷却するために必要な単位時間あたりの尿素水の噴射量が設定される。すなわち、ここで設定される噴射量は、上記したＮＯｘを還元浄化するために供給される尿素水の添加量とは異なり、検出された第２排気温度ＴＨ２において、その噴射量の尿素を噴射することによって尿素水添加弁２３０を冷却して同添加弁２３０の熱損傷を抑制することができる量に設定される。
【００９１】
次に、ステップＳ６２に移り、添加フラグが「ＯＮ」に設定される。これにより、制御装置８０は、尿素水添加弁２３０から、ステップＳ６２で設定した量の尿素水が噴射されるように、尿素水添加弁２３０の開弁状態を制御する。そして、ステップＳ６２の後に、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
【００９２】
このようにして、ステップＳ５２で、第２排気温度ＴＨ２が所定温度以上であると判定された場合には、尿素水の回収制御中であっても同回収制御が停止されて、尿素水添加弁２３０を冷却すべく、尿素水添加弁２３０から尿素水が噴射される。また、この尿素水の噴射を実行した後に、再び第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上であって所定温度未満となれば、尿素水の回収制御が実行される。
【００９３】
図６に示す処理のステップＳ５１において、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上ではないと判定される場合には（ステップＳ５１：ＮＯ）、ステップＳ６３移り、カウント値Ｃが「０」にリセットされる。次に、ステップＳ６４に移り、回収フラグが「ＯＦＦ」に設定される。次に、ステップＳ６５に、ＮＯｘを浄化するための尿素水の添加量が算出されて、ステップＳ６６で、添加フラグが「ＯＮ」に設定される。このようにして、第２排気温度ＴＨ２が基準温度以上ではないと判定される場合には、ＮＯｘを浄化還元するための尿素水の添加が実行される。
【００９４】
本実施形態の作用を以下に説明する。
本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御の実行中に、排気の温度が基準温度よりも高い所定温度以上となると、回収制御を停止して尿素水添加弁２３０から尿素水を噴射する。これにより、タンク２１０から尿素水添加弁２３０に向かって比較的低温の尿素水が供給されるため、尿素水添加弁２３０が冷却される。
【００９５】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態の（１）と同様の作用効果と、以下の（５）の作用効果を奏することができる。
（５）本実施形態の排気浄化装置は、尿素水の回収制御の実行中に、排気の温度が基準温度よりも高い所定温度以上となると、回収制御を停止して尿素水添加弁２３０から尿素水を噴射する。これにより、回収制御中に、排気の温度が基準温度よりも高い所定温度以上となり、尿素水添加弁２３０が熱損傷するおそれがあるときには、尿素水添加弁２３０から尿素水が噴射され、タンク２１０から尿素水添加弁２３０に向かって比較的低温の尿素水が供給されるため、尿素水添加弁２３０が冷却される。したがって、尿素水添加弁２３０の熱損傷を抑制することができる。
【００９６】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、以下に示すように変更して実施することができる。
【００９７】
・上記第５実施形態では、第２排気温度ＴＨ２が所定温度以上であるときに、尿素水添加弁を冷却するための尿素水の噴射量を、第２排気温度ＴＨ２に基づいて設定するようにしているが、尿素水の噴射量は、第２排気温度ＴＨ２に関わらず一定量であってもよい。また、ＮＯｘ浄化のための尿素水添加量と同じ量に設定するようにしてもよい。このような場合であっても、尿素水添加弁から尿素水を噴射することで、タンクから比較的低温の尿素水が同添加弁に供給することができるため、尿素水添加弁を冷却して同添加弁の熱損傷を抑制することができる。
【００９８】
・第５実施形態では、検出される第２排気温度ＴＨ２に基づいて、尿素水の回収制御、尿素水添加弁を冷却するための噴射制御、ＮＯｘを浄化還元するための尿素水の添加制御を切り替えるようにしている。しかしながら、図７に示すように、機関運転状態に基づいて、これらの制御を切り替えるようにしてもよい。
【００９９】
すなわち、高負荷運転やフィルタ再生処理などが実行されていれば、排気の温度が基準温度以上であると推定することができ、高負荷運転やフィルタ再生処理が所定期間継続される場合などには、排気の温度が高くなる機関運転状態が継続されることによって、排気の温度がさらに上昇して所定温度以上となっていると推定することができる。したがって、機関運転状態に基づいて排気の温度を推定することで、上記制御を切り替えるようにしてもよい。
【０１００】
具体的には、図７に示すように、ステップＳ７０で排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態であるかを判定し、否定判定される場合には（ステップＳ７０：ＮＯ）、ステップＳ６３以降の処理でＮＯｘを浄化還元するための尿素水添加を実行する。また、ステップＳ７０で肯定判定される場合には（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、ステップＳ７１に移り、排気の温度が所定温度以上となる機関運転状態か否か判定される。そして、たとえば、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態が未だ所定期間継続していない場合には、ステップＳ７１において否定判定がなされ（ステップＳ７１：ＮＯ）、ステップＳ５３以降の処理で尿素水の回収制御が実行される。一方、たとえば、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態が未だ所定期間継続している場合には、ステップＳ７１において肯定判定がなされ（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、ステップＳ５９以降の処理で尿素水添加弁２３０を冷却するための尿素水の噴射制御が実行される。
【０１０１】
このような制御態様を採用する場合でも、第１実施形態に記載した（１）と同様の作用効果、第２実施形態記載した（２）と同様の作用効果、第５実施形態に記載した（５）と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０２】
また、ステップＳ７０の判定に代わって、図５に示したように、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態である、又はその機関運転状態に変化すると予測される状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
【０１０３】
・上記実施形態では、排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態ときとして、フィルタ再生処理といった昇温制御の実行中や高負荷運転状態にあるときを例示した。しかしながら、この他にも、ＮＯｘ浄化触媒に堆積した尿素由来のデポジットを除去する昇温制御を実行する場合などには、この制御中も排気の温度が基準温度以上となる機関運転状態として、この制御が実行されるときに、尿素水の回収制御を実行するようにしてもよい。
【０１０４】
・上記第３実施形態及び第４実施形態では、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって尿素水の回収制御を開始するとともに、排気の温度が基準温度以上となるまでに、尿素水の回収を完了させるようにしている。しかしながら、排気の温度が基準温度以上となるのに先だって尿素水の回収制御を開始しつつ、排気の温度が基準温度以上となった後に、尿素水の回収を完了させるようにしてもよい。
【０１０５】
・第４実施形態では、排気の温度が基準温度以上となる予測される状態として、フィルタに捕集されたＰＭの捕集量が基準量以上となるときとしている。しかしながら、例えば、ＮＯｘ浄化触媒のデポジットの堆積量が閾値を超えたと判定されるときにデポジット除去のための昇温制御を実行する場合には、デポジットの堆積量がその閾値よりも少ない所定量以上となる場合にも、排気の温度が基準温度以上となる予測される状態として、尿素水の回収制御を実行するようにしてもよい。また、アクセル操作量ＡＣＣＰが急速に増大するとき等には、高負荷運転状態が実行されると予測される状態でるため、排気の温度が基準温度以上となる予測される状態であるとして、尿素水の回収制御を実行するようにしてもよい。
【０１０６】
・上記各実施形態では、排気の温度が基準温度以上となるときに、尿素水添加弁内の尿素水に相当する量の尿素水を回収するようにしている。しかしながら、尿素水の回収量は上記各実施形態の態様に限定されない。すなわち、たとえば、排気の温度が基準温度以上であっても、さほど高くない場合には、尿素水添加弁の先端部分のみから尿素水を回収すれば、尿素水添加弁内での尿素水の沸騰を抑制することができる場合もある。また、排気の温度が基準温度以上であって、その温度が高くなるほど、尿素水供給管内においても尿素水が沸騰して同供給管が金属腐食する可能性があるため、尿素水供給管内の尿素水も一部回収することが好ましい場合もある。したがって、たとえば、排気の温度が基準温度以上であってその温度が高くなるほど、尿素水の回収量を多くするようにしてもよい。なお、尿素水の回収量は、ポンプを駆動する期間や、ポンプの回転速度を適宜調整することによって、調整することができる。さらに、尿素水の回収量を設定することなく、排気の温度が基準温度以上となるときには、尿素水供給管内の尿素水の回収を継続して行うようにしてもよい。すなわち、この場合は、排気の温度が基準温度以上である状態が長期間継続すれば、尿素水添加弁及び尿素水供給管内の尿素水が全量回収される。  ・上記第１実施形態及び第２実施形態では、第２排気温度ＴＨ２が所定温度以上となるときを、制御装置が第２排気温度センサの検出信号に基づいて把握するようにしているが、機関運転状態に基づいてその都度推定される排気の温度を算出するなどして、排気の温度が基準温度以上であるか否かを把握するようにしてもよい。
【０１０７】
・上記各実施形態では、尿素水供給管から尿素水を回収するときには、ポンプを逆回転させるようにしたが、この他の態様で回収を行ってもよい。例えば、尿素水供給管内での尿素水の流れ方向を変更する切替弁等を尿素水供給管の途中に設けることで、尿素水を回収するようにしてもよい。
【０１０８】
・上記各実施形態では、還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の還元剤を使用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、８０ａ…中央処理制御装置（ＣＰＵ）、８０ｂ…カウンタ、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素水添加弁、２４０…尿素水供給管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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