(57)【要約】【課題】コストを削減しつつ好適に還元剤のデポジットを除去できるとともに、過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止することができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジンの排気通路に設けられアンモニアを吸着して排気中のＮＯｘを選択的に還元するＳＣＲ触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＣＲ触媒にＮＨ３を供給するための尿素水を添加する添加弁と、尿素水を添加弁から排気通路に向けて噴射するために、還元剤タンクから尿素水を添加弁に圧送する圧送ポンプと、添加弁と圧送ポンプとに連通し、尿素水を圧送ポンプから添加弁に供給する供給通路と、尿素デポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプを制御することにより供給通路内の気体を圧縮して添加弁から噴射するデポジット除去制御を実行するＥＣＵとを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられアンモニアを吸着して排気中のＮＯｘを選択的に還元するＳＣＲ触媒と、
前記ＳＣＲ触媒の上流側に設けられ、前記ＳＣＲ触媒にＮＨ３を供給するための還元剤を添加する添加弁と、
前記還元剤を前記添加弁から前記排気通路に向けて噴射するために、前記還元剤が蓄えられた還元剤タンクから前記還元剤を前記添加弁に圧送する圧送ポンプと、
前記添加弁と前記圧送ポンプとに連通し、前記還元剤を前記圧送ポンプから前記添加弁に供給する供給通路と、
前記添加弁から添加された還元剤が堆積して固形化したデポジットが、予め定められた所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを制御することにより前記供給通路内の気体を圧縮して前記添加弁から噴射するデポジット除去制御を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記添加弁は、ノズルボディに形成されたノズルがラバルノズルの形状として構成されてい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】
前記制御手段は、前記デポジットが前記所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを逆回転させるとともに前記添加弁を開弁状態に制御した後、所定時間経過後に前記添加弁を閉弁状態に制御するとともに前記圧送ポンプを正回転させることにより前記デポジット除去制御を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記供給通路に大気を導入する大気導入通路と、
前記供給通路に前記大気導入通路を介して大気を導入する第１の状態と、前記供給通路に前記還元剤タンクから前記還元剤を供給する第２の状態とを切替可能な切替弁と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記デポジットが前記所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを正回転させるとともに前記切替弁を前記第１の状態に切り替えた後、所定時間経過後に前記切替弁を前記第２の状態に切り替えることにより前記デポジット除去制御を実行することを特徴とする請求項１または請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された内燃機関の排気浄化装置として、排気系に設けられたＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒上流側の排気系に露出し霧化した尿素水を噴射する添加ノズルと、該添加ノズルに連通するエア流路を介して排気系に加圧空気を供給する空気供給手段と、エア流路を介して排気系に尿素水を供給する尿素水供給装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この排気浄化装置は、エア流路の内壁面に尿素デポジットが堆積する、いわゆる尿素プランキング現象による排気浄化装置の停止頻度が増加することを抑制するために、尿素プランキング現象の有無判定前に一旦尿素水を供給するようにしている。これにより、固体化した尿素が溶解され、堆積した尿素を排出可能となるので、溶解可能な尿素であれば排気浄化装置の停止頻度がむやみに増加することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６９１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の排気浄化装置にあっては、エア流路を流れるエア流に尿素水を希釈させて添加ノズルから排気系に供給するため、例えば加速時のようにＮＯｘ排出量が増大する過渡時においてＮＯｘ触媒に供給されるＮＨ３が増大するまでに遅れ時間が発生してしまう。すなわち、従来の排気浄化装置では、尿素水の供給にエア流路を用いるため、内燃機関の運転領域が急激に変化する過渡時に、ＮＯｘ浄化の応答遅れが発生するという問題があった。
【０００６】
また、従来の排気浄化装置においては、尿素水を加圧してエア流路に供給するための圧送ポンプとは別に、大流量のエア流を発生させる圧縮ポンプが必要なため、コストが増大するという問題があった。
【０００７】
さらに、従来の排気浄化装置では、エア流路に付着した尿素デポジットを溶解することに関して考慮されているものの、添加ノズルから排気系に噴射された尿素によって発生する尿素デポジットを除去することに関して何ら考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、コストを削減しつつ好適に還元剤のデポジットを除去できるとともに、過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排気通路に設けられアンモニアを吸着して排気中のＮＯｘを選択的に還元するＳＣＲ触媒と、前記ＳＣＲ触媒の上流側に設けられ、前記ＳＣＲ触媒にＮＨ３を供給するための還元剤を添加する添加弁と、前記還元剤を前記添加弁から前記排気通路に向けて噴射するために、前記還元剤が蓄えられた還元剤タンクから前記還元剤を前記添加弁に圧送する圧送ポンプと、前記添加弁と前記圧送ポンプとに連通し、前記還元剤を前記圧送ポンプから前記添加弁に供給する供給通路と、前記添加弁から添加された還元剤が堆積して固形化したデポジットが、予め定められた所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを制御することにより前記供給通路内の気体を圧縮して前記添加弁から噴射するデポジット除去制御を実行する制御手段と、を備えた構成を有する。
【００１０】
この構成により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、還元剤が堆積して固形化したデポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプを制御することにより供給通路内の気体を圧縮して添加弁から噴射するデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、添加弁から噴射された気体により発生する衝撃波によって、還元剤のデポジットを除去することができる。
【００１１】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、従来のように還元剤圧送用のポンプとは別にエア圧縮用の大流量圧縮ポンプを用いる必要がないので、その分だけコストを削減することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、例えば従来のように還元剤をエア流に乗せて供給せず、直接、排気通路に供給するため、過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記（１）に記載の内燃機関の排気浄化装置において、（２）前記添加弁は、ノズルボディに形成されたノズルがラバルノズルの形状として構成されている。
【００１４】
この構成により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、添加弁のノズルがラバルノズルの形状として構成されているので、供給通路内で圧縮された気体を超音速流として添加弁から噴射することができる。これにより、超音速流で噴射された気体によってデポジットが好適に除去される。
【００１５】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の排気浄化装置において、（３）前記制御手段は、前記デポジットが前記所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを逆回転させるとともに前記添加弁を開弁状態に制御した後、所定時間経過後に前記添加弁を閉弁状態に制御するとともに前記圧送ポンプを正回転させることにより前記デポジット除去制御を実行する構成を有する。
【００１６】
この構成により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、デポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプを逆回転させるとともに添加弁を開弁状態に制御した後、所定時間経過後に添加弁を閉弁状態に制御するとともに圧送ポンプを正回転させることによりデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、供給通路内の気体を好適に圧縮することができ、還元剤のデポジットを除去可能な衝撃波を発生させることができる圧縮気体を生成することができる。
【００１７】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の排気浄化装置において、（４）前記供給通路に大気を導入する大気導入通路と、前記供給通路に前記大気導入通路を介して大気を導入する第１の状態と、前記供給通路に前記還元剤タンクから前記還元剤を供給する第２の状態とを切替可能な切替弁と、をさらに備え、前記制御手段は、前記デポジットが前記所定量以上となったことを条件に、前記圧送ポンプを正回転させるとともに前記切替弁を前記第１の状態に切り替えた後、所定時間経過後に前記切替弁を前記第２の状態に切り替えることにより前記デポジット除去制御を実行する構成を有する。
【００１８】
この構成により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、デポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプを正回転させるとともに供給通路に大気を導入する第１の状態に切替弁を切り替えた後、所定時間経過後に還元剤を供給する第２の状態に切替弁を切り替えることによりデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、供給通路内の気体を好適に圧縮することができ、還元剤のデポジットを除去可能な衝撃波を発生させることができる圧縮気体を生成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コストを削減しつつ好適に還元剤のデポジットを除去できるとともに、過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の要部を示す概略拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る添加弁の要部断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵにより実行されるデポジット除去制御を示すフローチャートである。
【図５】図４のデポジット除去制御におけるエンジン条件判定の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＥＣＵにより実行されるデポジット除去制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態では、４つの気筒を有する車両駆動用の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）に、本発明に係る排気浄化装置を適用した例について説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関としてのエンジン１には、エンジン１から排出された排気を流通させるための排気通路２ａが形成された排気管２と、排気中のＮＯｘを浄化する排気浄化装置１０とが接続されている。
【００２４】
排気浄化装置１０は、酸化触媒３と、するパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）４と、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒という）５と、還元剤タンク６と、圧送ポンプ７と、添加弁８と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００とを含んで構成されている。
【００２５】
酸化触媒３は、排気通路２ａの最上流部に配置され、排気ガス中の未燃成分（特にＨＣ）を酸化して浄化するようになっている。ＤＰＦ４は、排気通路２ａにおいて酸化触媒３の下流側に隣接して配置され、排気ガス中の煤等のパティキュレート（ＰＭ）を捕集するようになっている。
【００２６】
ＳＣＲ触媒５は、排気通路２ａにおいてＤＰＦ４の下流側に配置され、ＮＨ３（アンモニア）を用いて排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化するようになっている。すなわち、ＳＣＲ触媒５は、ＮＨ３を吸着する機能を有し、ＮＨ３を吸着して排気中のＮＯｘを選択的に還元するものである。
【００２７】
例えば、ＮＯは、４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏのような反応によって、Ｎ２に還元される。ＮＯ２は、６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏのような反応によって、Ｎ２に還元される。ＮＯおよびＮＯ２は、ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏのような反応によって、Ｎ２に還元される。ＳＣＲ触媒５は、ゼオライト等で形成される。
【００２８】
還元剤タンク６には、ＳＣＲ触媒５に供給するＮＨ３に加水分解される還元剤として尿素水溶液（以下、尿素水という）が蓄えられている。還元剤としては、尿素水以外にもアンモニア水溶液等のアンモニア系溶液を用いることもできる。
【００２９】
圧送ポンプ７は、図示しないポンプ室を内部に形成するポンプケース（図示省略）と、ポンプ室に配置されて電動モータにより回転駆動するインペラ（図示省略）とを備えた電動式の圧送ポンプである。圧送ポンプ７は、ＥＣＵ１００に接続されており、ＥＣＵ１００からの駆動信号に応じて電動モータが駆動され、インペラが回転駆動するようになっている。
【００３０】
このように構成された圧送ポンプ７は、尿素水を添加弁８から排気通路２ａに向けて噴射するために、還元剤タンク６から尿素水を添加弁８に圧送するようになっている。すなわち、還元剤タンク６内の尿素水は、図示しないフィルタを通じて圧送ポンプ７に吸入されて加圧圧送される。
【００３１】
なお、本実施の形態では、圧送ポンプ７として、還元剤タンク６の外部に配置される方式を採用したが、これに限らず、還元剤タンク６内に尿素水に浸漬した状態で配置される、いわゆるインタンク式を採用してもよい。
【００３２】
また、圧送ポンプ７には、圧送ポンプ７の吐出圧力調整用のレギュレータとしての機能を有するリリーフ通路（符号なし）が内部に形成されたリリーフ用配管９が接続されている。本実施の形態では、特に図示していないが、リリーフ通路上にはレギュレータバルブが設けられている。
【００３３】
添加弁８は、ＳＣＲ触媒５の上流側に設けられ、ＳＣＲ触媒５に供給するＮＨ３に加水分解される還元剤として尿素水を添加するようになっている。添加弁８は、例えば電磁駆動式の開閉弁で構成されており、ＥＣＵ１００からの指令信号に応じてインジェクタドライバ１１を介してその開閉が制御されるようになっている。
【００３４】
添加弁８が開状態とされたときには、圧送ポンプ７から圧送される尿素水が排気通路２ａ内に噴射されるようになっている。具体的には、添加弁８は、排気通路２ａから分岐して別途設けられた噴射通路２ｂを介して尿素水を排気通路２ａに噴射するようになっている。
【００３５】
噴射された尿素水は、（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２のような反応で排気熱を用いて加水分解され、ＮＨ３が生成される。なお、本実施の形態では、図示していないが、添加弁８の下流直下に、添加弁８から噴射された尿素水をＳＣＲ触媒５の表面全体に分散させるための分散板を設けてもよい。
【００３６】
ここで、添加弁８と圧送ポンプ７とは、供給配管１２を介して接続されており、供給配管１２内に形成された供給通路１２ａを介して互いに連通している。供給通路１２ａは、尿素水を圧送ポンプ７から添加弁８に供給するようになっている。
【００３７】
ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００３８】
ＥＣＵ１００には、上述した圧送ポンプ７およびインジェクタドライバ１１の他、排気温センサ２１、ＮＯｘセンサ２２等の各種センサ類が接続されている。排気温センサ２１は、ＤＰＦ４とＳＣＲ触媒５との間の排気通路２ａ上に設けられ、排気ガスの温度（以下、排気温度という）を検出するようになっている。なお、排気温センサ２１は、上記の箇所に限らず、排気温度を検出可能であれば、排気通路２ａ上のいずれの位置に配置しても構わない。
【００３９】
ＮＯｘセンサ２２は、ＤＰＦ４とＳＣＲ触媒５との間の排気通路２ａ上に設けられ、ＳＣＲ触媒５に流入する排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するようになっている。なお、本実施の形態では、ＮＯｘセンサ２２を１つ設けた例について説明するが、ＳＣＲ触媒５の下流側の排気通路２ａにＳＣＲ触媒５から流出する排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出する２つ目のＮＯｘセンサを設けてもよい。
【００４０】
ＥＣＵ１００は、上述の排気温センサ２１およびＮＯｘセンサ２２の検出結果に応じて圧送ポンプ７およびインジェクタドライバ１１を制御して、後述するデポジット除去制御を実行するようになっている。
【００４１】
ところで、このように構成された排気浄化装置１０においては、図２に示すように、添加弁８から噴射された尿素水の一部が噴射通路２ｂの内壁面に付着することがある。このように噴射通路２ｂの内壁面に付着した尿素水は、例えば排気通路２ａを流れる排気ガスの影響で水分が蒸発することにより固形化し、尿素デポジットとして堆積することがある。堆積した尿素デポジットは、噴射通路２ｂの通路面積を狭めるなどして適正な尿素水の噴射を妨げるおそれがある。なお、尿素デポジットには、尿素水から水分が離脱することで生じる尿素（尿素粉体）や、その尿素が加熱されることで生成される尿素変質物が含まれる。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、こうした尿素デポジットをＥＣＵ１００によって実行されるデポジット除去制御によって除去することができるようになっている。
【００４３】
具体的には、ＥＣＵ１００は、添加弁８から添加された尿素水が堆積して固形化した尿素デポジットが、予め定められた所定量以上となったことを条件に圧送ポンプ７を制御することにより供給通路１２ａ内の気体を圧縮して添加弁８から噴射するデポジット除去制御を実行するようになっている。このようなデポジット除去制御を行うＥＣＵ１００は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００４４】
デポジット除去制御において、ＥＣＵ１００は、尿素デポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプ７を逆回転させるとともに添加弁８を開弁状態に制御した後、所定時間経過後に添加弁８を閉弁状態に制御するとともに圧送ポンプ７を正回転させることにより供給通路１２ａ内の気体を圧縮して添加弁８から噴射するようになっている。また、こうしたデポジット除去制御は、エンジン１が停止したタイミングで実行されるようにもなっている。
【００４５】
ここで、圧送ポンプ７を逆回転させるとは、供給通路１２ａ内の尿素水を還元剤タンク６側に引き戻すとともに、添加弁８から圧送ポンプ７側に気体を流入させるようインペラを回転駆動させることをいう。これに対し、圧送ポンプ７を正回転させるとは、上述の逆回転と反対の方向、つまり圧送ポンプ７側から添加弁８側に尿素水および気体を圧送するようインペラを回転駆動させることをいう。
【００４６】
また、ＥＣＵ１００は、履歴記憶手段１０１および判定手段１０２を備えている。履歴記憶手段１０１には、尿素噴射量や噴射周波数等の履歴を示す噴射履歴、および排気温度や排気ガスの流速等の履歴を示す排気履歴が記憶されるようになっている。なお、履歴記憶手段１０１は、上述のＲＡＭとは別に設けた専用の記憶手段であってもよいし、上述のＲＡＭを履歴記憶手段１０１として用いてもよい。
【００４７】
判定手段１０２は、履歴記憶手段１０１に記憶された噴射履歴および排気履歴に基づき、尿素デポジットの堆積量を推定し、推定した尿素デポジットの堆積量が所定量以上となったか否かを判定するようになっている。
【００４８】
また、本実施の形態においては、上述のデポジット除去制御において、尿素デポジットが好適に剥離、除去されるよう添加弁８のノズル形状を、超音速流の気体を噴射可能なノズル形状としている。
【００４９】
具体的には、図３に示すように、添加弁８のノズルボディ８ａに形成されたノズル８ｂがラバルノズルの形状として構成されている。ラバルノズルとは、図３に示すように、ノズル入口から一旦絞られた通路面積をノズル出口で再び拡大させた末広形状のノズルである。
【００５０】
したがって、デポジット除去制御において添加弁８から噴射される圧縮気体は、亜音速流でノズル８ｂに流入した後、ノズル出口から超音速流として噴射される。つまり、このラバルノズルを採用した添加弁８においては、ノズル入口から絞り部において圧縮気体をチョークしてＭ（マッハ）＝１まで加速させ、その後の拡大形状によって超音速流まで加速させるようになっている。これにより、衝撃波が生成され、その衝撃波のせん断力、衝撃波背後の高温・高圧場によって尿素デポジットが除去される。
【００５１】
次に、図４、図５を参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ１００によって実行されるデポジット除去制御の処理について説明する。図４に示す処理は、予め定められた時間間隔で実行される。
【００５２】
図４に示すように、ＥＣＵ１００は、排気温センサ２１により検出された排気温度が予め定められた所定の添加開始温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、所定の添加開始温度は、ＳＣＲ触媒５がＮＯｘ浄化能力を有する下限温度以上であって極力低い値に設定されている。
【００５３】
ＥＣＵ１００は、排気温度が添加開始温度以上でないと判定した場合には、再度、この処理を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ１００は、排気温度が添加開始温度以上であると判定した場合には、エンジン条件の読込を開始し、読み込まれたエンジン条件を履歴記憶手段に記憶する（ステップＳ２）。ここで、エンジン条件には、上述した噴射履歴および排気履歴等の各種情報が含まれる。
【００５４】
次いで、ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止しているか否かを判定する（ステップＳ３）。エンジン１が停止しているか否かは、例えばエンジン１のクランクシャフトの回転数、すなわちエンジン回転数が０であるか否かにより判定することができる。ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止していると判定した場合には、ステップＳ４、Ｓ５を実行することなくステップＳ６に処理を移行する。
【００５５】
一方、ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止していない、すなわちエンジン１が運転状態であると判定した場合には、エンジン条件判定を行う（ステップＳ４）。ここで、エンジン条件判定の処理について図５を用いて説明する。
【００５６】
図５に示すように、ＥＣＵ１００は、まず履歴記憶手段１０１に記憶されているエンジン条件のうち、噴射履歴および排気履歴を読み出す（ステップＳ４１）。そして、ＥＣＵ１００は、読み出した噴射履歴および排気履歴に基づき、尿素デポジットの堆積量が所定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
【００５７】
ＥＣＵ１００は、尿素デポジットの堆積量が所定量以上でないと判定した場合には、ステップＳ４３を実行することなくエンジン条件判定の処理を終了し、メインのデポジット除去制御に復帰する。
【００５８】
一方、ＥＣＵ１００は、尿素デポジットの堆積量が所定量以上であると判定した場合には、これまでの噴射履歴および排気履歴をクリアして（ステップＳ４３）、メインのデポジット除去制御に復帰する。
【００５９】
図４のデポジット除去制御に戻り、ＥＣＵ１００は、図５のエンジン条件判定においてエンジン所定条件が成立したか否か、すなわち尿素デポジットの堆積量が所定量以上であったか否かを判定する（ステップＳ５）。ＥＣＵ１００は、エンジン所定条件が成立していないと判定した場合には、ステップＳ３に戻り、再度ステップＳ３以降の処理を実行する。
【００６０】
一方、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５においてエンジン所定条件が成立していると判定した場合、およびステップＳ３においてエンジン１が停止していると判定した場合には、圧送ポンプ７を逆回転させ（ステップＳ６）、添加弁８を開弁状態に制御する（ステップＳ７）。これにより、供給通路１２ａ内の尿素水が還元剤タンク６側に引き戻されるとともに、添加弁８から圧送ポンプ７側に気体が流入する。
【００６１】
その後、ＥＣＵ１００は、添加弁８を開弁状態に制御してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ８）。ＥＣＵ１００は、添加弁８を開弁状態に制御してから所定時間経過していないと判定した場合には、再度ステップＳ８の処理を実行する。
【００６２】
一方、ＥＣＵ１００は、添加弁８を開弁状態に制御してから所定時間経過したと判定した場合には、添加弁８を閉弁状態に制御し（ステップＳ９）、圧送ポンプ７を正回転させる（ステップＳ１０）。これにより、ステップＳ６、Ｓ７で供給通路１２ａ内に取り込まれた気体を含む供給通路１２ａ内の気体が圧縮される。
【００６３】
その後、任意のタイミングで添加弁８が開弁され、添加弁８から圧縮気体が噴射される。噴射される圧縮気体は、添加弁８のラバルノズルによって超音速流となって衝撃波を生成する。この衝撃波によって噴射通路２ｂの内壁面に堆積した尿素デポジットが剥離、除去される。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０は、尿素水が堆積して固形化した尿素デポジットが所定量以上となったこと、あるいはエンジン１が停止したことを条件に、圧送ポンプ７を制御することにより供給通路１２ａ内の気体を圧縮して添加弁８から噴射するデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、添加弁８から噴射された圧縮気体により発生する衝撃波によって、尿素デポジットを除去することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０は、従来のように還元剤圧送用のポンプとは別にエア圧縮用の大流量圧縮ポンプを用いる必要がないので、すなわち圧送ポンプ７のみで尿素水の圧送と圧縮空気の生成を両立できるので、その分だけコストを削減することができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０は、例えば従来のように尿素水をエア流に乗せて供給せず、直接、排気通路２ａに供給するため、例えば加速時のようにＮＯｘ排出量が増大する過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止することができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０は、添加弁８のノズル８ｂがラバルノズルの形状として構成されているので、供給通路１２ａ内で圧縮された気体を超音速流として添加弁８から噴射することができる。これにより、超音速流で噴射された気体によって尿素デポジットが好適に除去される。
【００６８】
さらに、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０は、尿素デポジットが所定量以上となったこと、あるいはエンジン１が停止したことを条件に、圧送ポンプ７を逆回転させるとともに添加弁８を開弁状態に制御した後、所定時間経過後に添加弁８を閉弁状態に制御するとともに圧送ポンプ７を正回転させることによりデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、供給通路１２ａ内の気体を好適に圧縮することができ、尿素デポジットを除去可能な衝撃波を発生させることができる圧縮気体を生成することができる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７０】
特に本実施の形態は、上述の第１の実施の形態とは、還元剤タンク６と圧送ポンプ７との間のポンプ配管内に形成されたポンプ通路７ａに切替弁５１を設けた点、およびデポジット除去制御の内容が一部異なるが、その他の構成は同様である。したがって、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略し、特に第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
図６に示すように、本実施の形態に係る排気浄化装置５０は、第１の実施の形態の構成に加えて、還元剤タンク６と圧送ポンプ７との間のポンプ配管内に形成されたポンプ通路７ａに切替弁５１と、ポンプ通路７ａを介して供給通路１２ａに大気を導入するための大気導入通路５１ａとを含んで構成されている。
【００７２】
切替弁５１は、電磁駆動式の切替弁で構成されており、ＥＣＵ１００からの指令信号に応じて流路を切り替えることができるようになっている。
【００７３】
具体的には、切替弁５１は、供給通路１２ａに大気導入通路５１ａを介して大気を導入する第１の流路（第１の状態）と、供給通路１２ａに還元剤タンク６から圧送ポンプ７を介して尿素水を供給する第２の流路（第２の状態）とを切替可能に構成されている。
【００７４】
また、本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、上述した切替弁５１の流路の切り替えを利用してデポジット除去制御を実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、尿素デポジットが所定量以上となったことを条件に圧送ポンプ７および切替弁５１を制御することにより供給通路１２ａ内の気体を圧縮して添加弁８から噴射するデポジット除去制御を実行するようになっている。このようなデポジット除去制御を行うＥＣＵ１００は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００７５】
本実施の形態に係るデポジット除去制御において、ＥＣＵ１００は、尿素デポジットが所定量以上となったことを条件に、圧送ポンプ７を正回転させるとともに切替弁５１を第１の流路に切り替えた後、所定時間経過後に切替弁５１を第２の流路に切り替えることにより尿素水を圧送ポンプ７に流入させることで、供給通路１２ａ内の気体を圧縮して添加弁８から噴射するようになっている。また、こうしたデポジット除去制御は、エンジン１が停止したタイミングで実行されるようにもなっている。
【００７６】
次に、図７を参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ１００によって実行されるデポジット除去制御の処理について説明する。図７に示す処理は、予め定められた時間間隔で実行される。
【００７７】
図７に示すデポジット除去制御において、ステップＳ２１〜ステップＳ２５までの各処理は、第１の実施の形態におけるデポジット除去制御のステップＳ１〜ステップＳ５と同様である。したがって、以下においては、第１の実施の形態と同様のステップについては説明を省略し、第１の実施の形態と異なるステップＳ２６以降の各処理について説明する。
【００７８】
図７に示すように、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２５においてエンジン所定条件が成立していると判定した場合、およびステップＳ２３においてエンジン１が停止していると判定した場合には、圧送ポンプ７を正回転させるとともに切替弁５１を第１の流路に切り替える（ステップＳ２６）。これにより、大気が大気導入通路５１ａを介して供給通路１２ａ内に導入される。このとき、添加弁８は、気体を圧縮させるため閉弁状態に制御される。なお、リリーフ通路がない構成の場合には、開弁状態に制御するのが好ましい。
【００７９】
その後、ＥＣＵ１００は、切替弁５１を第１の流路に切り替えてから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２７）。ＥＣＵ１００は、切替弁５１を第１の流路に切り替えてから所定時間経過していないと判定した場合には、再度ステップＳ２７の処理を実行する。
【００８０】
一方、ＥＣＵ１００は、切替弁５１を第１の流路に切り替えてから所定時間経過したと判定した場合には、切替弁５１を第２の流路に切り替える（ステップＳ２８）。これにより、ステップＳ２６で供給通路１２ａ内に取り込まれた大気を含む供給通路１２ａ内の気体が圧縮される。
【００８１】
その後、任意のタイミングで添加弁８が開弁され、添加弁８から圧縮気体が噴射される。噴射される圧縮気体は、添加弁８のラバルノズルによって超音速流となって衝撃波を生成する。この衝撃波によって噴射通路２ｂの内壁面に堆積した尿素デポジットが剥離、除去される。
【００８２】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置５０は、尿素デポジットが所定量以上となったこと、あるいはエンジン１が停止したことを条件に、圧送ポンプ７を正回転させるとともに供給通路１２ａに大気を導入する第１の流路に切替弁５１を切り替えた後、所定時間経過後に尿素水を供給する第２の流路に切替弁５１を切り替えることによりデポジット除去制御を実行するようになっている。このため、供給通路１２ａ内の気体を好適に圧縮することができ、尿素デポジットを除去可能な衝撃波を発生させることができる圧縮気体を生成することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、デポジット除去制御において供給通路１２ａ内の気体を圧縮するために大気導入通路５１ａを介して大気を導入する構成としたが、これに限らず、例えば大気導入通路５１ａの取り込み口を還元剤タンク６内に配置し、大気に代えて還元剤タンク６内の気体を導入するよう構成してもよい。
【００８４】
また、本実施の形態では、供給通路１２ａ内の気体を圧縮するために大気導入通路５１ａを設けたが、こうした大気導入通路５１ａを設けず、リリーフ通路を介して還元剤タンク６内の気体を導入するよう構成してもよい。
【００８５】
さらに、本実施の形態では、ポンプ通路７ａに切替弁５１を設けたが、これに限らず、例えば圧送ポンプ７に流路切替機能を設けたり、あるいは供給通路１２ａ上に切替弁を設けてもよい。
【００８６】
また、上述の各実施の形態においては、添加弁８が尿素水を噴射する機能と、圧縮気体を噴射する機能とを兼ね備えているが、デポジット除去制御における圧縮気体噴射用の専用の噴射弁を添加弁８とは別に設けてもよい。この場合、圧縮気体を生成するための専用の気体圧縮ポンプを別途設けるのが好ましい。
【００８７】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、コストを削減しつつ好適に還元剤のデポジットを除去できるとともに、過渡時におけるＮＯｘ浄化の応答遅れを防止することができ、ＳＣＲ触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１…エンジン（内燃機関）、２…排気管、２ａ…排気通路、２ｂ…噴射通路、５…ＳＣＲ触媒、６…還元剤タンク、７…圧送ポンプ、７ａ…ポンプ通路、８…添加弁、８ａ…ノズルボディ、８ｂ…ノズル、９…リリーフ用配管、１０，５０…排気浄化装置、１２…供給配管、１２ａ…供給通路、２１…排気温センサ、２２…ＮＯｘセンサ、５１…切替弁、５１ａ…大気導入通路、１００…ＥＣＵ（制御手段）、１０１…履歴記憶手段、１０２…判定手段
【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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