(57)【要約】  逆回転可能なポンプや、流路の接続を切り換えるための弁を用いることなく、液体還元剤を貯蔵タンクに回収することができる還元剤供給装置を提供する。  液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、ポンプ２３のインレットライン３１を貯蔵タンク２１に連通してポンプ２３を駆動する一方、液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、ポンプ２３のインレットライン３１を大気開放してポンプ２３を駆動し、還元剤噴射部５０と貯蔵タンク２１とを接続するリターンライン３１を介して液体還元剤を貯蔵タンク２１に回収する。
2013051315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンク内の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送される前記液体還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する還元剤噴射部と、を備え、前記内燃機関の運転中には前記液体還元剤の噴射制御を実行する一方、前記内燃機関の停止時には前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行するように構成された還元剤供給装置において、
前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記ポンプのインレットラインを前記貯蔵タンクに連通して前記ポンプを駆動する一方、
前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記ポンプのインレットラインを大気開放して前記ポンプを駆動し、前記還元剤噴射部と前記貯蔵タンクとを接続するリターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することを特徴とする還元剤供給装置。
【請求項２】
前記インレットラインに通路切換弁を設け、前記インレットラインと前記貯蔵タンクとの接続状態、及び、前記インレットラインの大気開放状態を切換可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の還元剤供給装置。
【請求項３】
前記ポンプと前記還元剤噴射部とを接続する圧力供給ラインの途中から分岐して前記貯蔵タンクに接続された循環ラインを備え、
前記循環ラインに、前記圧力供給ライン内の圧力の低下を抑えるための流路絞り部を設けるとともに、前記リターンラインに、通路遮断弁を備え、
前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記インレットラインを前記貯蔵タンクに接続するとともに前記通路遮断弁によって前記リターンラインを遮断し、前記循環ラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに戻しながら前記液体還元剤の供給圧力を所定圧力に保持する一方、
前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記インレットラインを大気開放するとともに前記リターンラインを開放し、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤供給装置。
【請求項４】
前記リターンラインに、前記圧力供給ライン内の圧力の低下を抑えるための流路絞り部を設け、
前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記インレットラインを前記貯蔵タンクに接続するとともに、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに戻しながら前記液体還元剤の供給圧力を所定圧力に保持する一方、
前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記インレットラインを大気開放するとともに、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤供給装置。
【請求項５】
前記液体還元剤を回収する制御を終了した後には、前記インレットラインが大気開放状態で保持されるように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等に搭載された内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化装置として、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯX）の還元反応を促進するＮＯX浄化触媒と、ＮＯX浄化触媒よりも上流側の排気管内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置と、を備えた排気浄化装置が知られている。かかる排気浄化装置に用いられる還元剤供給装置の一態様として、貯蔵タンク内の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、ポンプにより圧送される液体還元剤を排気通路内に噴射する還元剤噴射部とを備えたものがある。【０００３】
ここで、液体還元剤として尿素水溶液が用いられる場合、内燃機関の停止後にも配管や、ポンプ、還元剤噴射部内に尿素水溶液が残留していると、水分の蒸発等によって尿素水溶液の濃度が上昇し、尿素水溶液が固化するおそれがある。そのために、液体還元剤として尿素水溶液を用いる場合においては、内燃機関の停止時に、還元剤供給装置内に残留する液体還元剤を貯蔵タンク内に回収する制御が実行されるようになっている。【０００４】
液体還元剤を貯蔵タンク内に回収する方法としては、ポンプを逆回転させる方法や、ポンプを逆回転させる代わりに、液体還元剤の流れる向きが還元剤噴射部側から貯蔵タンク側となるように流路の接続を切り換える方法が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８５３３４号公報  （段落［００３４］）
【特許文献２】特開２０１０−０２４８９６号公報  （段落［００４６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、逆回転可能なポンプや、流路の接続を切り換えるための弁は、コストの上昇につながりやすいとともに、それらが原因となって還元剤供給装置の故障を生じるおそれがある。【０００７】
本発明の発明者はこのような問題にかんがみて、ポンプのインレットラインを大気開放可能にするとともに、還元剤噴射部と貯蔵タンクとをリターンラインで接続して、液体還元剤の流路を空気で置換しながら、リターンラインを介して液体還元剤を貯蔵タンクに回収するように構成することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、逆回転可能なポンプや、流路の接続を切り換えるための弁を用いることなく、液体還元剤を貯蔵タンクに回収することができる還元剤供給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】
【０００８】
本発明によれば、貯蔵タンク内の液体還元剤を吸い上げて圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送される前記液体還元剤を内燃機関の排気通路に噴射する還元剤噴射部と、を備え、前記内燃機関の運転中には前記液体還元剤の噴射制御を実行する一方、前記内燃機関の停止時には前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行するように構成された還元剤供給装置において、前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記ポンプのインレットラインを前記貯蔵タンクに連通して前記ポンプを駆動する一方、前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記ポンプのインレットラインを大気開放して前記ポンプを駆動し、前記還元剤噴射部と前記貯蔵タンクとを接続するリターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することを特徴とする還元剤供給装置が提供され、上述した問題を解決することができる。【０００９】
すなわち、本発明の還元剤供給装置は、液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、ポンプのインレットラインを大気開放して、液体還元剤の流路を空気で置換しながら、還元剤噴射部に接続されたリターンラインを介して液体還元剤を貯蔵タンクに回収することとしているために、逆回転可能なポンプや、流路の接続を切り換えるための弁を省略することを可能にすることができる。したがって、還元剤供給装置のコストの上昇を抑えるとともに、還元剤供給装置の故障の発生を低減することができる。【００１０】
また、本発明の還元剤供給装置において、前記インレットラインに通路切換弁を設け、前記インレットラインと前記貯蔵タンクとの接続状態、及び、前記インレットラインの大気開放状態を切換可能にすることが好ましい。このように構成することにより、ポンプの駆動によって液体還元剤が供給される状態と、大気が供給される状態とを容易に切り換えることができる。また、このような通路切換弁は、インレットラインの一端を二方向に切り換えるものであればよく、コストを著しく上昇させるおそれがない。【００１１】
また、本発明の還元剤供給装置において、前記ポンプと前記還元剤噴射部とを接続する圧力供給ラインの途中から分岐して前記貯蔵タンクに接続された循環ラインを備え、前記循環ラインに、前記圧力供給ライン内の圧力の低下を抑えるための流路絞り部を設けるとともに、前記リターンラインに、通路遮断弁を備え、前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記インレットラインを前記貯蔵タンクに接続するとともに前記通路遮断弁によって前記リターンラインを遮断し、前記循環ラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに戻しながら前記液体還元剤の供給圧力を所定圧力に保持する一方、前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記インレットラインを大気開放するとともに前記リターンラインを開放し、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することが好ましい。このように構成することにより、液体還元剤を回収する制御の実行時において、リターンラインを流れる液体還元剤の抵抗が大きくならないため、ポンプの負荷を大きくすることなく、効率的に液体還元剤を回収することができる。【００１２】
また、本発明の還元剤供給装置において、前記リターンラインに、前記圧力供給ライン内の圧力の低下を抑えるための流路絞り部を設け、前記液体還元剤の噴射制御を実行する期間中には、前記インレットラインを前記貯蔵タンクに接続するとともに、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに戻しながら前記液体還元剤の供給圧力を所定圧力に保持する一方、前記液体還元剤を回収する制御を実行する期間中には、前記インレットラインを大気開放するとともに、前記リターンラインを介して前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収することが好ましい。このように構成することにより、配管の数が少なくなって、還元剤供給装置の構成を簡略化することができるとともに、コストの上昇を抑えることができる。【００１３】
また、本発明の還元剤供給装置において、前記液体還元剤を回収する制御を終了した後には、前記インレットラインが大気開放状態で保持されるように構成することが好ましい。このように構成することにより、液体還元剤の回収後に、ポンプの冷却に伴ってインレットライン内の圧力が低下し、液体還元剤がポンプ内に再進入して、ポンプ内で固化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】還元剤噴射部の構成例を説明するための断面図である。
【図３】内燃機関の運転状態における尿素水溶液（液体還元剤）の流れを示す図である。
【図４】内燃機関の停止時に尿素水溶液（液体還元剤）を回収する状態における尿素水溶液の流れを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置の制御方法の一例を示すフローチャート図である。
【図６】変形例１にかかる還元剤供給装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】変形例２にかかる還元剤供給装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる還元剤供給装置に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態にかかる還元剤供給装置２０が備えられた排気浄化装置１０の構成を説明するために示す概略図である。この排気浄化装置１０は、内燃機関１の排気通路に設けられ、内燃機関１から排出される排気中のＮＯXをアンモニアによって選択的に還元する尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）装置として構成されたものとなっている。排気浄化装置１０は、排気通路１１の途中に介装されたＳＣＲ触媒１３と、ＳＣＲ触媒１３よりも上流側で、排気通路１１内に液体還元剤としての尿素水溶液を供給するための還元剤供給装置２０とを備えている。
【００１７】
ＳＣＲ触媒１３は、尿素水溶液が加水分解、あるいは、熱分解することによって生成されるアンモニアを吸蔵するとともに、流入する排気中のＮＯXとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する触媒である。
【００１８】
還元剤供給装置２０は、液体還元剤としての尿素水溶液が収容される貯蔵タンク２１と、貯蔵タンク２１内の尿素水溶液を吸い上げて圧送するポンプ２３と、圧送される尿素水溶液を排気通路１１内に噴射する還元剤噴射部５０とを備えている。ポンプ２３は、例えば、供給するパルス電流のデューティ比を変更することでポンプ２３の出力を調節可能な電磁ポンプを用いることができる。また、還元剤噴射部５０は、アクチュエータへの通電、非通電を切り換えることで弁体を移動させて噴射孔の開閉を制御可能な構成のものとすることができる。ポンプ２３、及び、還元剤噴射部５０は、電子制御ユニット２５によって駆動制御されるものとなっている。
【００１９】
ポンプ２３には、ポンプ２３内に尿素水溶液を導入するインレットライン３１と、他端が還元剤噴射部５０に接続されて還元剤噴射部５０に対して尿素水溶液を吐出する圧力供給ライン３３とが接続されている。圧力供給ライン３３には、還元剤噴射部５０への供給圧力を検知するための圧力センサ２４が設けられている。また、圧力供給ライン３３には、他端が貯蔵タンク２１に接続された循環ライン３５が分岐して接続されている。循環ライン３５には、圧力供給ライン３３内の圧力を保持するための流路絞り部２８が設けられている。
【００２０】
インレットライン３１には電子制御ユニット２５によって駆動される通路切換弁２７が設けられている。通路切換弁２７によって、インレットライン３１が、貯蔵タンク２１に連通する還元剤供給ライン３９側、又は、大気開放された大気導入ライン４１側に連通可能となっている。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０では、非通電時に、インレットライン３１と還元剤供給ライン３９とが連通した状態となる電磁弁を通路切換弁２７として用いている。
【００２１】
また、還元剤噴射部５０と貯蔵タンク２１との間にはリターンライン３７が設けられている。リターンライン３７の途中には、電子制御ユニット２５によって駆動される通路遮断弁２９が設けられている。通路遮断弁２９によって、リターンライン３７が遮断状態又は開放状態に切換可能となっている。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０では、非通電時にリターンライン３７が遮断状態となる電磁弁を通路遮断弁２９として用いている。
【００２２】
図２は、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０において用いられている還元剤噴射部５０の構成を説明するために示す断面図である。
この還元剤噴射部５０は、還元剤噴射弁５１と、還元剤噴射弁５１を保持するジャケット７０とを備えて構成されている。そして、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においては、還元剤噴射部５０が、図示されたとおりの状態で、還元剤噴射弁５１の噴射孔５９Ａが下方となるように排気管に取り付けられている。
【００２３】
ジャケット７０には、貫通孔７０ａ、還元剤導入孔７１、還元剤導出孔７２、及び冷却材循環通路７３が設けられている。還元剤導入孔７１は、他端がポンプ２３側に接続された圧力供給ライン３３に連通している。還元剤導出孔７３は、他端が貯蔵タンク２１側に接続されたリターンライン３７に連通している。冷却材循環通路７３は、エンジン冷却水や尿素水溶液、エンジン燃料その他の流体を冷却材として循環させて、還元剤噴射弁５１の過熱を防止する機能を有している。
【００２４】
還元剤噴射弁５１は、ジャケット７０の貫通孔７０ａ内に配置されている。還元剤噴射弁５１は、金属製外筒５２及び樹脂部分５３からなるケーシング５４と、ケーシング５４に圧入されたコア筒５５と、コア筒５５内に設けられた弁体５６と、コア筒５５の一端側に設けられたバルブボディ５９と、コア筒５５の外周部に配設された電磁ソレノイド６０とを主たる要素として備えている。また、ケーシング５４にはコネクタ６２が設けられており、このコネクタ６２を介して、電磁ソレノイド６０に電流が通電される。
【００２５】
バルブボディ５９は、噴射孔５９Ａと、この噴射孔５９Ａを取囲むようにして設けられた着座部５９Ｂとを有している。弁体５６は、バルブボディ５９の着座部５９Ｂに離座及び着座する球状の弁部材５７と、弁部材５７に固着されたアーマチュア５８とによって構成されている。アーマチュア５８は、コア筒５５内に摺動保持されている。また、スプリング６１は、コア筒５５内において、一端側がプラグ６３に当接されて、圧縮状態で設けられており、弁体５６を閉弁方向に常時付勢している。プラグ６３は、スプリング６１の端部を押えつつ、ケーシング５４及びコア筒５２の一端を液密に塞いでいる。
【００２６】
樹脂部分５３から突出した金属製外筒５２の一部には開口部５２ａ，５２ｂが設けられている。還元剤導入孔７１を介して流れてくる尿素水溶液は、開口部５２ａを介して還元剤噴射弁５１の内部に導入される。また、一部の尿素水溶液は、開口部５２ｂを介して還元剤導出孔７２に導かれる。このとき、還元剤噴射弁５１とジャケット７０の貫通孔７０ａの内周面と還元剤噴射弁５１との間には、シールリング６５及びグロメットシール６６が、開口部５２ａ，５２ｂを挟んだ両側に配置されている。したがって、尿素水溶液が貫通孔７０ａを介してジャケット７０外へ漏れ出すことがないようになっている。
【００２７】
また、金属製外筒５２やコア筒５５の内側は、尿素水溶液が貯留する空間部６４として構成されており、尿素水溶液が当該空間部６４にも貯留可能になっている。したがって、還元剤噴射弁５１からの尿素水溶液の噴射に伴う圧力脈動を低減できるとともに、還元剤噴射弁５１の過熱を抑えられるようになっている。
【００２８】
このように、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０で用いられる還元剤噴射部５０は、還元剤噴射弁５１の後端側からではなく、先端側のバルブボディ５９に近い位置で還元剤噴射弁５１内へ尿素水溶液が導入されるものとなっている。
【００２９】
この図２に示す還元剤噴射弁５１では、電磁ソレノイド６０への通電が行われると、電磁力によって弁体５６のアーマチュア５８が引き付けられることで、弁体５６がコア筒５５内を上端側に摺動し、弁体５６が着座部５９Ｂから離座する。これにより、還元剤が排気通路１１内に噴射される。上端側に移動した弁体５６は磁気的に吸着されて、コア筒５５に当接した状態で保持される。
【００３０】
一方、電磁ソレノイド６０への通電が停止されると、スプリング６１の付勢力及び還元剤の圧力によって弁体５６が下端側に移動し、弁体５６が着座部５９Ｂに着座する。これにより、還元剤の噴射が終了する。
【００３１】
次に、図３及び図４を参照して、還元剤供給装置２０内での尿素水溶液の流れについて説明する。
図３は、内燃機関の運転状態における尿素水溶液の流れを示している。この状態において、電子制御ユニット２５は、インレットライン３１と還元剤供給ライン３９とを連通状態にするとともに、リターンライン３７を遮断状態にする。この状態でポンプ２３を駆動すると、尿素水溶液は、還元剤噴射部５０に圧送されるとともに、一部の尿素水溶液は循環ライン３５を介して貯蔵タンク２１に戻される。電子制御ユニット２５は、還元剤噴射部５０への供給圧力が所定の目標圧力に保持されるようにポンプ２３の出力をフィードバック制御する。
【００３２】
そして、電子制御ユニット２５は、排気に含まれるＮＯX流量等に基づいて演算により求められる目標噴射量から通電時間を求めて、還元剤噴射部５０のアクチュエータへの通電制御を実行する。これにより、排気通路１１中に尿素水溶液が噴射される。
【００３３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、内燃機関の停止時に尿素水溶液を貯蔵タンク２１に回収する状態における尿素水溶液の流れを示している。この状態において、電子制御ユニット２５は、インレットライン３１と大気導入ライン４１とを連通状態にするとともに、リターンライン３７を開放状態にする。この状態でポンプ２３を駆動すると、図４（ａ）に示すように、大気導入ライン４１から大気が導入される。その結果、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、インレットライン３１、ポンプ２３、圧力供給ライン３３、循環ライン３５、還元剤噴射部５０、及び、リターンライン３７内の尿素水溶液が、大気に置換されながら貯蔵タンク２１内に回収される。このとき、ポンプ２３を逆回転させる必要もなければ、ポンプ２３のインレット側とアウトレット側とを切り換える必要もない。
【００３４】
また、上述のとおり、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０においては、還元剤噴射弁５１の噴射孔５９Ａ側が下方に位置するように還元剤噴射部５０が配置されており、かつ、ジャケット７０の還元剤導入孔７１及び還元剤導出孔７２、さらに還元剤噴射弁５１の金属製外筒５２の開口部５２ａ，５２ｂを介して、還元剤噴射弁５１の先端側のバルブボディ５９に近い位置で還元剤噴射弁５１内へ尿素水溶液が導入されるものとなっている（図２を参照。）。したがって、大気を導入しながら還元剤供給装置２０内の尿素水溶液を貯蔵タンク２１に回収する際に、還元剤噴射弁５１内の尿素水溶液が効率的に回収されるようになっている。
【００３５】
図５は、電子制御ユニット２５によって実行される還元剤供給装置２０の制御方法の一例を示すフローチャート図である。
この例において、電子制御ユニット２５は、ステップＳ１で内燃機関のイグニッションスイッチがオンにされたことを検知すると、ステップＳ２で、通路切換弁２７及び通路遮断弁２９を非通電状態のまま維持し、インレットライン３１と還元剤供給ライン３９とを連通させるとともに、リターンライン３７を遮断した状態で保持する。
【００３６】
次いで、ステップＳ３において、電子制御ユニット２５は、還元剤噴射部５０への尿素水溶液の供給圧力が所定の圧力で維持されるように、ポンプ２３の出力のフィードバック制御を開始するとともに、還元剤噴射部５０からの尿素水溶液の噴射制御を開始する。この状態では、尿素水溶液が所定の圧力で還元剤噴射部５０に供給されるとともに、目標噴射量に応じて還元剤噴射部５０の噴孔が開口して、尿素水溶液が排気通路１１に噴射される（図３を参照）。
【００３７】
次いで、ステップＳ４において、電子制御ユニット２５は、内燃機関のイグニッションスイッチがオフにされたか否かを判別する。ステップＳ４においてＮｏ判定となった場合には、ステップＳ３に戻って、ポンプ２３及び還元剤噴射部５０の制御を継続する。
【００３８】
一方、ステップＳ４においてＹｅｓ判定となった場合には、電子制御ユニット２５は、ステップＳ５に進んで、還元剤噴射部５０からの尿素水溶液の噴射制御を禁止した後、ステップＳ６に進んで、通路切換弁２５及び通路遮断弁２９を通電状態に切り換え、インレットライン３１と大気導入ライン４１とを連通させるとともに、リターンライン３７を開放した状態で保持する。このとき、同時に、ポンプ２３の出力を所定の出力で固定する。この状態では、大気導入ライン４１から導入される空気に置換されながら、インレットライン３１、ポンプ２３、循環ライン３５、圧力供給ライン３３、還元剤噴射部５０、及びリターンライン３７内の尿素水溶液が、貯蔵タンク２１内に回収され始める（図４（ａ）を参照）。
【００３９】
次いで、ステップＳ７において、電子制御ユニット２５は、通路切換弁２７及び通路遮断弁２９への通電を開始してからの経過時間Ｔが閾値Ｔ０に到達したか否かを判別する。ステップＳ７においてＮｏ判定となった場合には、ステップＳ６に戻って尿素水溶液の回収を継続する（図４（ｂ）〜（ｃ）を参照）。一方、ステップＳ７においてＹｅｓ判定となった場合には、ステップＳ８に進み、ポンプ２３の駆動を停止するとともに、通路切換弁２７及び通路遮断弁２９への通電を停止する。
【００４０】
このように本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、尿素水溶液を回収する制御を実行する期間中には、ポンプ２３のインレットライン３１を大気開放して、尿素水溶液の流路を空気で置換しながら、還元剤噴射部５０に接続されたリターンライン３７を介して尿素水溶液を貯蔵タンク２１に回収することとしているために、逆回転可能なポンプや、流路の接続を切り換えるための弁を省略することを可能にすることができる。また、尿素水溶液の流れる方向が逆になることがないために、循環ライン３５に逆止弁を設ける必要がない。したがって、還元剤供給装置２０のコストの上昇を抑えるとともに、還元剤供給装置２０の故障の発生を低減することができる。
【００４１】
また、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、インレットライン３１に通路切換弁２７を設け、インレットライン３１と貯蔵タンク２１との接続状態、及び、インレットライン３１の大気開放状態を切換可能にすることとしている。したがって、ポンプ２３の駆動によって尿素水溶液が供給される状態と、大気が供給される状態とを容易に切り換えることができる。また、このような通路切換弁２７は、インレットライン３１の一端を二方向に切り換えるものであればよく、コストを著しく上昇させるおそれがない。
【００４２】
また、本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、ポンプ２３と還元剤噴射部５０とを接続する圧力供給ライン３３の途中から分岐して貯蔵タンク２１に接続された循環ライン３５を備え、循環ライン３５に流路絞り部２８を設けるとともにリターンライン３７に通路遮断弁２９を設けることとしている。そして、尿素水溶液の噴射制御を実行する期間中には、インレットライン３１を貯蔵タンク２１に接続するとともに通路遮断弁２９によってリターンライン３７を遮断し、循環ライン３５を介して尿素水溶液を貯蔵タンク２１に戻しながら尿素水溶液の供給圧力を所定圧力に保持する一方、尿素水溶液を回収する制御を実行する期間中には、インレットライン３１を大気開放するとともにリターンライン３７を開放し、リターンライン３７を介して尿素水溶液を貯蔵タンク２１に回収することとしている。
【００４３】
そのため、尿素水溶液を回収する制御を実行する際には、流路絞り部のないリターンライン３７を介して尿素水溶液が回収されることから、尿素水溶液の抵抗が大きくなることがない。したがって、ポンプ２３の負荷を大きくすることなく、効率的に尿素水溶液を回収することができる。特に、ポンプ２３やインレットライン３１の一部、圧力供給ライン３３の一部、循環ライン３５の一部をユニット化したポンプユニットを従来用いているようなシステムにおいては、ポンプユニットをそのまま用いて本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０とすることができる。
【００４４】
３．変形例
以上説明した本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、本実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、例えば、以下のように変更することができる。
【００４５】
本実施の形態において説明した還元剤供給装置２０を構成する各要素の構成や種類等はあくまでも一例であって、任意に変更することが可能である。例えば、通路切換弁３７の通電時におけるインレットライン３１の接続先や、通路遮断弁３９の通電時における開放状態又は遮断状態は、逆であってもかまわない。特に、通路切換弁３７への非通電時において、インレットライン３１が大気導入ライン４１に接続されるように構成されていれば、尿素水溶液の回収後、ポンプ２３の温度が低下したときに、ポンプ２３やインレットライン３１内に負圧が生じることによって尿素水溶液がポンプ２３内に逆流することを防ぐことができる。
【００４６】
また、本実施の形態において説明した還元剤供給装置２０の制御方法のフローチャートの例では、内燃機関の停止時に尿素水溶液を回収する制御を実行する際に、還元剤噴射弁５１を閉じた状態で制御を実行しているが、還元剤供給装置２０内を大気で置換し終えた後に、内部が加圧されている状態で、還元剤噴射弁５１を少なくとも１回開弁する動作を実行するようにしてもよい。このようにすれば、還元剤噴射弁５１の噴射孔５９Ａに尿素水溶液が残ることを防ぐことができる。
【００４７】
本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、循環ライン３５とリターンライン３７とが全く別個の配管として構成されているが、通路遮断弁２９よりも貯蔵タンク２１側のリターンライン３７の端部を、流路絞り部２８よりも貯蔵タンク２１側の循環ライン３５に接続することとしてもよい。図６（ａ）及び（ｂ）は、変形例１にかかる還元剤供給装置２０´を示している。図６（ａ）は、尿素水溶液の噴射制御を実行中の状態を示し、図６（ｂ）は、液体還元剤を回収する制御を実行中の状態を示している。このように構成した場合であっても、内燃機関の運転状態においては、通路遮断弁２９によってリターンライン３７を遮断状態にして尿素水溶液の噴射制御を実行することができるとともに、内燃機関の停止時においては、大気と置換しながら還元剤供給装置２０内の尿素水溶液を貯蔵タンク２１内に回収することができる。
【００４８】
本実施の形態にかかる還元剤供給装置２０は、ポンプ２３によって圧送される尿素水溶液の余剰分を貯蔵タンク２１に戻すための循環ライン３５を備えているが、循環ライン３５を省略した構成とすることもできる。図７（ａ）及び（ｂ）は、変形例２にかかる還元剤供給装置２０Ａを示している。図７（ａ）は、尿素水溶液の噴射制御を実行中の状態を示し、図７（ｂ）は、液体還元剤を回収する制御を実行中の状態を示している。変形例２においては、通路遮断弁２９の代わりに流路絞り部４５をリターンライン３７に設けるようにしている。
【００４９】
このように構成した場合であっても、内燃機関の運転状態においては、リターンライン３７を介して尿素水溶液を循環させながら還元剤噴射部５０への供給圧力を維持して、尿素水溶液の噴射制御を実行することができるとともに、内燃機関の停止時においては、還元剤供給装置２０Ａ内の尿素水溶液を大気と置換しながら、リターンライン３７を介して尿素水溶液を貯蔵タンク２１内に回収することができる。また、変形例２にかかる還元剤供給装置２０Ａは、ポンプ２３と貯蔵タンク２１との間の循環ラインを省略することとしているために、還元剤供給装置２０Ａの構成を簡略化できるとともに、コストの低減を図ることができる。さらに、変形例２にかかる還元剤供給装置２０Ａにおいては、還元剤噴射弁５１からの尿素水溶液の噴射の有無にかかわらず、常にジャケット７０を介して尿素水溶液を循環させることができる。したがって、尿素水溶液自体を冷却材として使用することが可能になり、ジャケット７０から冷却材循環通路を省略するとともに、内燃機関の冷却水等の冷却材を循環させることを省略することができる。
【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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【国際調査報告】
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