(57)【要約】【課題】  アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒に、目詰まりを生じることなく尿素水を供給することができる排気浄化装置を提供する。【解決手段】  アンモニアを還元剤としてＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒（３０）と、空気供給通路（４６）を介して供給される加圧空気に尿素水を混入し、尿素水噴射通路（４０）を介して尿素水添加ノズル（３８）に供給する尿素水噴射装置（４２）と、尿素水噴射装置（４２）に洗浄水を供給する洗浄水供給手段（５４，６０）とを備え、空気供給通路（４６）内の圧力及び尿素水噴射通路（４０）内の圧力のいずれか一方又は両方に基づき洗浄水供給手段（５４，６０）を制御する。【選択図】      図１
2006342736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、
前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、
加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、
前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、
前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、
前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、
前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、
前記空気供給通路内の圧力を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力に基づき、前記洗浄水供給手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、
前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、
加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、
前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、
前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、
前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、
前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、
前記尿素水噴射通路内の圧力を検出する噴射圧検出手段と、
前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力に基づき、前記洗浄水供給手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、
前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、
加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、
前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、
前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、
前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、
前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、
前記空気供給通路内の圧力を検出する空気圧検出手段と、
前記尿素水噴射通路内の圧力を検出する噴射圧検出手段と、
前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力と、前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力とに基づき前記洗浄水供給手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御手段はさらに、前記エンジンが停止してから所定時間の間、前記尿素水噴射装置に前記洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記洗浄水供給手段は、前記尿素水供給通路に洗浄水を供給することにより前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する第１のモードと、前記空気供給通路に洗浄水を供給することにより前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する第２のモードとに動作を切り換え可能であって、
前記制御手段は、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力が所定の上限噴射圧以上である場合には、前記第１のモードで洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御する一方、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力が所定の下限噴射圧以下である場合には、前記第２のモードで洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記尿素水噴射装置に供給される前記洗浄水を加熱する加熱手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気を浄化するための排気浄化装置に関し、特にアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ触媒を備えた排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排出される排気中に含まれる汚染物質の１つであるＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するための排気浄化装置として、エンジンの排気通路に選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を配設し、還元剤としてアンモニアをＮＯｘ触媒に供給することにより、排気中のＮＯｘを浄化するようにした排気浄化装置が用いられている。
この排気浄化装置では、ＮＯｘ触媒の上流側に尿素水を供給し、この尿素水が排気の熱により加水分解して生じたアンモニアがＮＯｘ触媒に供給される。ＮＯｘ触媒に供給されたアンモニアは一旦ＮＯｘ触媒に吸着され、このアンモニアと排気中のＮＯｘとの間の脱硝反応がＮＯｘ触媒によって促進されることによりＮＯｘの浄化が行われる。
【０００３】
このとき尿素水を加水分解しやすいように霧化して排気中に供給するため、尿素水は予め尿素水噴射装置で加圧空気中に混入され、加圧空気と共に尿素水添加ノズルから排気中に噴霧されるようになっている。
尿素水の添加量はＮＯｘ触媒で浄化するＮＯｘの量などによって変動するが、尿素水の添加量が比較的少ない場合、加圧空気により尿素水の水分が持ち去られて尿素結晶が析出し、尿素水噴射装置や尿素水添加ノズル、或いはその間の通路などといった尿素水の供給経路の内部に目詰まりが生じる可能性がある。
【０００４】
また、尿素水添加ノズルから尿素水を供給した後にエンジンを停止させると、尿素水の供給経路内には尿素水が残留する。そして、この尿素水の水分が蒸発して尿素結晶が析出することにより、尿素水の供給経路内に目詰まりが生じる可能性がある。
このような尿素結晶の析出に起因する目詰まりではないが、排気中の煤が尿素水添加ノズルに付着して発生する目詰まりを防止するようにした排気浄化装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１に示された排気浄化装置では、尿素水添加ノズル内に加圧空気の供給通路と尿素水の供給通路とが別個に形成され、尿素水添加ノズルの先端部分において、加圧空気と共に尿素水を噴出するようになっている。そして、尿素水添加ノズルから尿素水の供給を行っているときに、所定時間ごとに尿素水添加ノズルの尿素水供給通路側に加圧空気を供給することにより、尿素水添加ノズルの先端部分に付着した煤を吹き飛ばし、目詰まりの発生を防止するようにしている。
【特許文献１】特開平２−２２３６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示された排気浄化装置は尿素結晶の析出に起因する目詰まりの防止を目的とするものではなく、加圧空気により煤を吹き飛ばすだけのものであるため、尿素水添加ノズルに尿素結晶が析出した場合には、これを十分に除去することは困難である。
また、上記特許文献１に示された排気浄化装置では、上記目的から尿素水添加ノズルのみの目詰まりが対象であり、その上流側にある尿素水噴射装置や尿素水噴射装置から尿素水添加ノズルに尿素水を供給する通路での、目詰まりの発生を防止することはできない。
【０００７】
更に、上記特許文献１に示された排気浄化装置では、目詰まりが実際に発生する可能性が高いか否かにかかわらず、所定時間ごとに必ず加圧空気を尿素水供給通路側に供給するようにしているので、必要以上に尿素水の供給が中断され、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ浄化効率が低下する可能性もある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒に、目詰まりを生じることなく尿素水を供給することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記空気供給通路内の圧力を検出する空気圧検出手段と、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力に基づき、前記洗浄水供給手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
このように構成された排気浄化装置によれば、尿素水噴射装置において空気供給通路を介して供給された加圧空気に、尿素水供給通路を介して供給された尿素水が混入され、尿素水噴射通路を介して尿素水添加ノズルに送られる。そして、尿素水添加ノズルから加圧空気と共に排気中に噴射された尿素水が排気の熱により加水分解してアンモニアが生成され、還元剤としてＮＯｘ触媒に供給される。一方、制御手段が、空気圧検出手段によって検出された空気供給通路内の圧力に基づき洗浄水供給手段を制御することにより、空気供給通路内の圧力に応じて洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記尿素水噴射通路内の圧力を検出する噴射圧検出手段と、前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力に基づき、前記洗浄水供給手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
このように構成された排気浄化装置によれば、前記排気浄化装置と同様にして、尿素水添加ノズルから加圧空気と共に排気中に噴射された尿素水が排気の熱により加水分解してアンモニアが生成され、還元剤としてＮＯｘ触媒に供給される。一方、制御手段が、噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力に基づき洗浄水供給手段を制御することにより、尿素水噴射通路内の圧力に応じて洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒と、前記エンジンの排気中に尿素水を添加することにより、前記ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給する尿素水添加ノズルと、加圧空気に尿素水を混入する尿素水噴射装置と、前記尿素水噴射装置に加圧空気を供給する空気供給通路と、前記尿素水噴射装置に尿素水を供給する尿素水供給通路と、前記尿素水噴射装置によって加圧空気に混入された尿素水を前記尿素水添加ノズルに供給する尿素水噴射通路と、前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記空気供給通路内の圧力を検出する空気圧検出手段と、前記尿素水噴射通路内の圧力を検出する噴射圧検出手段と、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力と前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力とに基づき前記洗浄水供給手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項３）。
【００１３】
このように構成された排気浄化装置によれば、前記排気浄化装置と同様にして、尿素水添加ノズルから加圧空気と共に排気中に噴射された尿素水が排気の熱により加水分解してアンモニアが生成され、還元剤としてＮＯｘ触媒に供給される。一方、制御手段が、空気圧検出手段によって検出された空気供給通路内の圧力と噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力に基づき洗浄水供給手段を制御することにより、空気供給通路内の圧力と尿素水噴射通路内の圧力とに応じて洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
【００１４】
より具体的には、これらの排気浄化装置において、前記制御手段はさらに、前記エンジンが停止してから所定時間の間、前記尿素水噴射装置に前記洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御することを特徴とする（請求項４）。
このように構成された排気浄化装置によれば、エンジンが停止すると、所定時間の間洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
【００１５】
また、空気供給通路内の圧力と尿素水噴射通路内の圧力とに応じて洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水を供給するようにした排気浄化装置において、より具体的には、前記洗浄水供給手段は、前記尿素水供給通路に洗浄水を供給することにより前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する第１のモードと、前記空気供給通路に洗浄水を供給することにより前記尿素水噴射装置に洗浄水を供給する第２のモードとに動作を切り換え可能であって、前記制御手段は、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力が所定の上限噴射圧以上である場合には、前記第１のモードで洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御する一方、前記空気圧検出手段によって検出された前記空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ前記噴射圧検出手段によって検出された前記尿素水噴射通路内の圧力が所定の下限噴射圧以下である場合には、前記第２のモードで洗浄水を供給するよう前記洗浄水供給手段を制御することを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
このように構成された排気浄化装置によれば、空気圧検出手段によって検出された空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力が所定の上限噴射圧以上である場合には、尿素水供給通路から尿素水噴射装置に洗浄水が供給されるように制御手段が洗浄水供給手段を制御する。
また、空気圧検出手段によって検出された空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力が所定の下限噴射圧以下である場合には、空気供給通路から尿素水噴射装置に洗浄水が供給されるように制御手段が洗浄水供給手段を制御する。
【００１７】
また、これらの排気浄化装置において、前記尿素水噴射装置に供給される前記洗浄水を加熱する加熱手段を更に備えたことを特徴とする（請求項６）。
このように構成された排気浄化装置によれば、尿素水噴射装置には加熱手段によって加熱された洗浄水が洗浄水供給手段から供給される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の排気浄化装置によれば、空気供給通路内の圧力と尿素水噴射通路内の圧力とのいずれか一方或いは両方に応じて洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給されることにより、尿素水噴射装置や尿素水添加ノズルなどの尿素水供給経路が洗浄水によって洗浄される。
従って、空気供給通路内の圧力と尿素水噴射通路内の圧力とのいずれか一方或いは両方に基づき尿素水噴射装置や尿素水添加ノズルなどの尿素水供給経路における目詰まりの可能性を検知し、目詰まりの可能性があるときに洗浄水により洗浄を行って、目詰まりの発生を防止することが可能となる。
【００１９】
特に、目詰まりが尿素結晶の析出に起因する場合には、洗浄水に対して尿素結晶が良好に溶解するため、尿素水供給経路に析出した尿素結晶を洗浄水によって迅速かつ確実に除去し、目詰まりの発生を効率よく防止することができる。
更に、空気供給通路内の圧力と尿素水噴射通路内の圧力とのいずれか一方或いは両方に基づき、目詰まりの可能性があるときにのみ洗浄水による洗浄を行うようにすることで、必要以上に目詰まり防止のための洗浄水の供給は行われず、洗浄水を無駄に消費することがない。
【００２０】
また、請求項４の排気浄化装置によれば、エンジンが停止すると、所定時間の間洗浄水供給手段から尿素水噴射装置に洗浄水が供給されるので、エンジン停止時に尿素水噴射装置や尿素水添加ノズル、或いはその間の通路などの尿素水の供給経路に残留した尿素水が洗浄水によって除去され、残留尿素から析出した尿素結晶の堆積による目詰まりの発生を防止することができる。
【００２１】
更に、請求項５の排気浄化装置によれば、空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ尿素水噴射通路内の圧力が所定の上限噴射圧以上である場合には、尿素水供給通路から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ尿素水噴射通路内の圧力が所定の上限噴射圧以上である場合には、尿素水添加ノズル側に目詰まりが発生しつつある可能性が高く、このような場合には尿素水噴射装置を洗浄するよりも、尿素水添加ノズルをより一層積極的に洗浄する必要がある。尿素水噴射装置は、元来尿素水が加圧空気中に積極的に混入されるよう構成されており、尿素水供給通路から洗浄水を供給することにより、十分な量の洗浄水が効率よく加圧空気と共に尿素水添加ノズルに供給される。この結果、尿素水添加ノズルに堆積した尿素結晶が洗浄水によって溶解し、目詰まりの発生が防止される。
【００２２】
また、空気圧検出手段によって検出された空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力が所定の下限噴射圧以下である場合には、空気供給通路から尿素水噴射装置に洗浄水が供給される。
空気供給通路内の圧力が所定の上限空気圧以上であり、かつ噴射圧検出手段によって検出された尿素水噴射通路内の圧力が所定の下限噴射圧以下である場合には、尿素水添加ノズルには目詰まりの可能性は低く、尿素水噴射装置側に目詰まりが発生しつつある可能性が高い。
【００２３】
そして、尿素水噴射装置における目詰まりは、加圧空気と尿素水との混合部分に析出した尿素結晶によって発生する場合が多いが、それよりも上流側に位置する空気供給通路から洗浄水を供給することにより、このような場所に析出した尿素結晶を確実に除去することが可能となる。
また、請求項６の排気浄化装置によれば、加熱手段によって加熱された洗浄水が尿素水噴射装置に供給されるので、より一層尿素結晶が洗浄水に溶解しやすくなり、堆積した尿素結晶を迅速に除去して確実に目詰まりの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の１実施形態に係る排気浄化装置が適用される４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）のシステム構成図を示しており、図１に基づき本発明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、コモンレール２に蓄えられた高圧の燃料である軽油を、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。
【００２５】
吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド１４に導入される。また、吸気通路６のコンプレッサ８ａより上流側には、エンジン１への吸入空気流量を検出するための吸気流量センサ１６が設けられている。
【００２６】
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド１８を介して排気管（排気通路）２０に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。
排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気絞り弁２６を介して排気後処理装置２８に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動する。
【００２７】
排気後処理装置２８には、アンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒３０が収容されると共に、このＮＯｘ触媒３０の下流側にはＮＯｘ触媒３０から流出したアンモニアを酸化してＮ２とするための酸化触媒３２が収容されている。
また、ＮＯｘ触媒３０の入口側にはＮＯｘ触媒３０の入口側排気温度を検出する入口温度センサ３４が設けられ、ＮＯｘ触媒３０の出口側にはＮＯｘ触媒３０の出口側排気温度を検出する出口温度センサ３６が設けられている。
【００２８】
排気管２０の排気後処理装置２８より上流側には、排気管２０内の排気中に尿素水を噴射供給する尿素水添加ノズル３８が設けられており、この尿素水添加ノズル３８は尿素水噴射管（尿素水噴射通路）４０を介して尿素水噴射装置４２に接続されている。
エアタンク４４は、エアポンプ（図示せず）によって圧縮された加圧空気を貯留するものであり、エアタンク４４の加圧空気は空気供給管（空気供給通路）４６を介して尿素水噴射装置４２に供給される。この空気供給管４６には、尿素水噴射装置４２への加圧空気の供給を制御するための電磁弁であるエア制御弁４８が設けられている。
【００２９】
尿素水タンク５０は尿素水を貯留するものであって、尿素水タンク５０の尿素水は尿素水供給管（尿素水供給通路）５２を介して尿素水噴射装置４２に供給される。この尿素水供給管５２には、電磁三方弁である尿素水制御弁５４が設けられている。
尿素水制御弁５４には、尿素水噴射装置４２側の尿素水供給管５２と尿素水タンク５０側の尿素水供給管５２のほか、洗浄水を貯留する洗浄水タンク５６に連通する通路が接続されており、尿素水タンク５０から尿素水噴射装置４２への尿素水の供給を許容すると共に洗浄水タンク５６から尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給を遮断する位置（以下尿素水供給位置という）と、尿素水タンク５０から尿素水噴射装置４２への尿素水の供給を遮断すると共に洗浄水タンク５６から尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給を許容する位置（以下洗浄水供給位置という）と、尿素水タンク５０から尿素水噴射装置４２への尿素水の供給及び洗浄水タンク５６から尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給を共に遮断する位置（以下遮断位置という）との３つの状態に切り換え可能となっている。
【００３０】
洗浄水タンク５６は、洗浄水供給管５８を介して空気供給管４６に接続されており、洗浄水供給管５８の途中から分岐した通路が前述のように尿素水制御弁５４に接続されている。また、この分岐部分より空気供給管４６側の洗浄水供給管５８には、洗浄水タンク５６から空気供給管４６への洗浄水の供給を許容又は遮断するための電磁弁である洗浄水制御弁６０が設けられている。
【００３１】
この洗浄水制御弁６０を開弁することにより、洗浄水タンク５６の洗浄水が空気供給管４６を介して尿素水噴射装置４２に供給される。
従って、尿素水制御弁５４及び洗浄水制御弁６０を制御することにより、尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給が行われることから、これら尿素水制御弁５４及び洗浄水制御弁６０が本発明の洗浄水供給手段に相当する。
【００３２】
尿素水噴射装置４２は、上述のようにしてエアタンク４４から供給された加圧空気に、尿素水タンク５０から供給された尿素水を混入し、加圧空気と共に尿素水添加ノズル３８に供給するものであり、その概略の構造を図２に簡略化して示す。
図２に示すように、尿素水噴射装置４２には内部を貫通する主通路４２ａが形成されており、主通路４２ａの一端は空気供給管４６に接続され、他端は尿素水噴射管４０に接続されている。
【００３３】
主通路４２ａの中間部分には、主通路４２ａより断面積が減少した絞り４２ｂが形成されており、絞り４２ｂの下流側の主通路４２ａには、一端が尿素水供給管５２に接続された尿素水通路４２ｃの他端が開口している。
このように構成された尿素水噴射装置４２では、空気供給管４６を介して加圧エアが主通路４２ａ内に供給され、絞り４２ｂによって流速の増大した加圧空気が尿素水通路４２ｃの開口部分を通過する。このとき尿素水供給管５２を介して尿素水通路４２ｃ内に供給された尿素水が加圧空気中に吸い出され、霧状になって加圧空気と共に尿素水噴射管４０へと流出し、尿素水噴射管４０から尿素水添加ノズル３８に供給される。
【００３４】
尿素水添加ノズル３８に供給された霧状の尿素水は、加圧空気と共に排気管２０内の排気中に噴射され、排気の熱により加水分解してアンモニアとなる。このようにして生成されたアンモニアは、ＮＯｘ触媒３０に供給され、一旦ＮＯｘ触媒３０に吸着する。そしてＮＯｘ触媒３０に吸着したアンモニアと排気中のＮＯｘとの脱硝反応がＮＯｘ触媒３０によって促進され、ＮＯｘが無害なＮ２に転化することにより排気が浄化される。
【００３５】
このときＮＯｘと反応せずにＮＯｘ触媒３０から流出したアンモニアは、下流の酸化触媒３２によって酸化され、Ｎ２またはＮＯｘとなる。ここで生成されるＮＯｘは酸化触媒３２に流入するアンモニアと反応してＮ２になるので、酸化触媒３２に流入するアンモニアは無害なＮ２となって大気中に放出されるようになっている。
なお、空気供給管４６には、空気供給管４６内の圧力を検出するための空気圧センサ（空気圧検出手段）６２が設けられ、尿素水噴射管４０には尿素水噴射管４０内の圧力を検出する噴射圧センサ（噴射圧検出手段）６４が設けられている。
【００３６】
ＥＣＵ（制御手段）６６は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
ＥＣＵ６６の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気流量センサ１６、入口温度センサ３４、出口温度センサ３６、空気圧センサ６２及び噴射圧センサ６４のほか、エンジン回転数を検出する回転数センサ６８、及びアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ７０などの各種センサ類のほかエンジン１の始動及び停止を行う始動・停止スイッチ７２が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２、ＥＧＲ弁２２、排気絞り弁２６、エア制御弁４８、尿素水制御弁５０、及び洗浄水制御弁６０などの各種デバイス類が接続されている。
【００３７】
エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ６６によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量（主噴射量）は、回転数センサ６８によって検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ７０によって検出されたアクセル開度とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な燃料量が供給される。
【００３８】
またＥＣＵ６６は、回転数センサ６８によって検出されたエンジン回転数や燃料の主噴射量等のエンジン運転状態に基づき、エンジン１から排出されるＮＯｘをＮＯｘ触媒３０で選択還元するために必要な尿素水供給量を、予め記憶しているマップデータから求め、尿素水制御弁５４を制御する。
このとき尿素水制御弁５４は、マップデータから読み出した尿素水供給量に基づき、ＥＣＵ６６によって尿素水供給位置と遮断位置とを交互に切り換えられることにより、尿素水噴射装置４２への尿素水供給量が調整される。
【００３９】
一方、エア制御弁４８はエンジン１の運転開始と共に開弁され、空気供給管４６を介して尿素水噴射装置４２にエアタンク４４内の加圧空気を供給する。
尿素水制御弁５４によって供給量が調整された尿素水は、エア制御弁６４の開弁によって供給された加圧空気と尿素水噴射装置４２で混合されて霧化し、加圧空気と共に尿素水転化ノズル３８から排気管２０内の排気中に噴射される。こうして噴射された尿素水は、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、このアンモニアを還元剤として、前述のようにＮＯｘ触媒３０による排気中のＮＯｘの選択還元が行われる。
【００４０】
このように構成された排気浄化装置では、供給される尿素水の量が比較的少ない場合などにおいて、尿素水の水分が持ち去られることにより尿素結晶が析出し、尿素噴射装置４２や尿素添加ノズル３８などの尿素水供給経路に目詰まりが生じる可能性がある。
そこで、本実施形態ではそのような目詰まりの可能性を検知しながら、上述した尿素水の供給のための尿素水供給制御を行っており、その詳細について以下に説明する。
【００４１】
尿素水供給制御は、エンジン１が始動されると図３及び図４のフローチャートに従って所定の制御周期で行われる。
まず、ステップＳ２で始動・停止スイッチ７２の位置や回転数センサ６８によって検出されたエンジン回転数などに基づき、エンジン１が運転中であるか否かを判定する。このフローチャートはエンジン１が始動されると開始されるものであり、開始直後はエンジン１が運転中であると判定されてステップＳ４に進む。
【００４２】
ステップＳ４では、運転中フラグＦ１の値を１とする。この運転中フラグＦ１は、その値が１であることによってエンジン１が運転中、或いはエンジン１が停止してから間もないことを示すものであり、上記状態に該当しない場合には値が０になっている。
次にステップＳ６に進むと、エア制御弁４８を開弁し、エアタンク４４に貯留されている加圧空気の尿素水噴射装置４２への供給を開始してステップＳ８に進む。
【００４３】
ステップＳ８では、空気圧センサ６２によって検出された空気供給管４６内の圧力Ｐａが、予め設定された上限圧力（上限空気圧）Ｐ１以上であるか否かを判定する。
尿素水噴射装置４２や尿素水添加ノズル３８などの尿素水供給経路内に目詰まりの原因となる尿素結晶などの物質が堆積していくと、尿素水添加ノズル３８から加圧空気が排出されにくくなるため、尿素結晶などの物質の堆積に伴い、空気供給管４６内の圧力は徐々に上昇していくことになる。そこで、尿素結晶などの物質の堆積が進み、目詰まりが生じる可能性があるときの空気供給管４６内の圧力を予め実験等で求め、この圧力を上限圧力Ｐ１として設定している。
【００４４】
従って、ステップＳ８で、空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１以上であると判定した場合には、尿素水噴射装置４２や尿素水添加ノズル３８などの尿素水供給経路内に目詰まりが発生する可能性があり、圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１未満であると判定した場合には、まだ目詰まりが発生する可能性はないものと判断したことになる。
このようにして、空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１未満であって、まだ目詰まりが発生する可能性はないものと判断した場合には、ステップＳ１０に進み、尿素水の供給が可能な状態であるか否かを判定する。
【００４５】
即ち、例えばエンジン１の始動直後などでＮＯｘ触媒３０が活性化温度に達していない場合や、排気温度が尿素水の加水分解を可能とする温度に達していない場合などでは、尿素水を排気中に供給しても、ＮＯｘ触媒３０によってＮＯｘを浄化することができない。そこで、ステップＳ１０では入口温度センサ３４によって検出されたＮＯｘ触媒３０入口側の排気温度などのエンジン運転状態に基づき、尿素水の供給を行ってもよい状態であるか否かを判定する。
【００４６】
ステップＳ１０で尿素水の供給が不可であると判定した場合は、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期で再びステップＳ２から処理を行うが、以下においては尿素水を供給可能な状態にあるものとして説明を行う。
ステップＳ１０でエンジン運転状態に基づき尿素水の供給が可能であると判定した場合は、ステップＳ１２に進み、前述の通り現時点では目詰まりの可能性がないため洗浄水制御弁６０を閉弁状態とする。なお、洗浄水制御弁６０は初期状態が閉弁位置であり、ステップＳ１２で閉弁を指示することにより、洗浄水制御弁６０の閉弁状態が維持される。
【００４７】
次にステップＳ１４に進むと、ＮＯｘ触媒３０で排気中のＮＯｘを浄化するために必要な尿素水の供給量を求め、求められた供給量に対応する時間だけ尿素水制御弁５４を遮断位置から尿素水供給位置に切り換える。このようにすることにより、ＮＯｘ触媒３０で排気中のＮＯｘを浄化するために必要な量の尿素水が尿素水添加ノズル３８から排気中に噴射され、排気の熱によって尿素水が加水分解して生成されたアンモニアが還元剤としてＮＯｘ触媒３０に供給される。
【００４８】
なお、ＮＯｘ触媒３０で排気中のＮＯｘを浄化するために必要な尿素水の供給量は次のようにして決定される。
まず回転数センサ６８によって検出されたエンジン回転数やＥＣＵ６６によって算出された燃料主噴射量などのエンジン運転状態に基づき、エンジン１からのＮＯｘ排出量を推定する。また、入口温度センサ３４によって検出されたＮＯｘ触媒３０入口側の排気温度に基づき、予め記憶しているマップデータからＮＯｘ触媒３０のＮＯｘ浄化率を求める。次に、これらＮＯｘ推定排出量及びＮＯｘ浄化率からＮＯｘ触媒３０によるＮＯｘ浄化量を求め、そのＮＯｘ浄化量に対応するアンモニア量を求める。このようにして求められたアンモニア量から必要な尿素水供給量が求められる。
【００４９】
こうしてステップＳ１４で尿素水の供給を行った後、今回の制御周期を終え、次の制御周期で再びステップＳ２から処理を開始する。
従って、目詰まりの可能性がないと判断する限りは、尿素水添加ノズル３８から適正な量の尿素水が排気中に噴射され、尿素水添加ノズル３８から噴射された尿素水は排気の熱によって加水分解し、アンモニアが生成される。このアンモニアを還元剤として、ＮＯｘ触媒３０により排気中のＮＯｘが選択還元されて無害なＮ２となり大気中に排出される。
【００５０】
一方、尿素結晶などの物質の堆積が進んで空気供給管４６内の圧力Ｐａが上昇し、空気圧センサ６２によって検出された空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１以上であるとステップＳ８で判定した場合には、目詰まりが生じる可能性があるものとしてステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、噴射圧センサ６４によって検出された尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが、予め設定された上限圧力（上限噴射圧）Ｐ２以上であるか否かを判定する。
【００５１】
尿素水噴射管４０内の圧力変化は、目詰まりの原因となる尿素結晶などの物質が堆積する位置によって異なる。即ち、尿素水添加ノズル３８で尿素結晶などの物質が堆積している場合には、堆積の進行と共に加圧空気が尿素水添加ノズル３８から排出されにくくなるために、尿素水噴射管４０内の圧力は徐々に上昇する。一方、尿素水噴射装置４２に尿素結晶などの物質が堆積している場合には、堆積の進行と共に尿素水噴射装置４２から尿素水噴射管４０に加圧空気が供給されにくくなるために、尿素水噴射管４０内の圧力は徐々に低下する。
【００５２】
そこで、尿素水添加ノズル３８において尿素結晶などの物質の堆積が進み、目詰まりが生じる可能性が高まったときの尿素水噴射管４０内の圧力を予め実験等で求め、ステップＳ１６では、この圧力を上限圧力Ｐ２として設定している。なお、ステップＳ８で空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１以上となったときに比較して、尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが上限圧力Ｐ２以上となったときの方が目詰まり発生の可能性が高くなるように上限圧力Ｐ２の値が設定されている。
【００５３】
従って、ステップＳ１６で、尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕがこの上限圧力Ｐ２以上であると判定した場合には、尿素水添加ノズル３８に目詰まりが発生する可能性が高いと判断したことになる。
このような場合には、まずステップＳ１８に進んで洗浄水制御弁６０を閉弁状態とするが、洗浄水制御弁６０はステップＳ１８に進む前から閉弁位置となっているため、ここでは洗浄水制御弁６０が閉弁位置を維持することになる。そして、次のステップＳ２０に進んで尿素水制御弁５４を洗浄水供給位置とし、今回の制御周期を終了する。
【００５４】
このように洗浄水制御弁５８を閉弁位置とすると共に尿素水制御弁５４を洗浄水供給位置とすることにより、尿素水噴射装置４２には、それまで尿素水タンク５０から供給されていた尿素水に代えて、洗浄水タンク５６から洗浄水が尿素水供給管５２を介して供給されることになる（第１のモード）。
尿素水供給管５２を介して供給された洗浄水は、図２に示す尿素水通路４２ｃに導入される。一方、空気供給管４６を介して供給される加圧空気が主通路４２ａ内を流動し、絞り４２ｂで流速を増大させることにより、尿素水通路４２ｃ内の洗浄水が主通路４２ａ内に吸い出されて霧状となり、加圧空気と共に尿素水噴射管４０から尿素水添加ノズル３８に供給される。なお、このとき洗浄水制御弁６０は閉弁状態となっているので、図２に破線の矢印で示している洗浄水が洗浄水供給管５８から供給されることはない。
【００５５】
絞り４２ｂとその下流側に位置する尿素水通路４２ｃは、元来尿素水が積極的に加圧空気内に吸い出されるようにするために、このように構成されたものであるが、この尿素水通路４２ｃから洗浄水を供給することにより、十分な量の洗浄水を効率よく尿素水添加ノズル３８に供給することができる。
こうして尿素水添加ノズル３８に供給された洗浄水が尿素水添加ノズル３８内を流動して排気管２０内の排気中に噴射されることにより、尿素水添加ノズル３８内に析出した尿素結晶などの物質が洗浄水中に溶解するなどして洗浄水と共に除去され、目詰まりの発生が防止される。
【００５６】
ステップＳ１６乃至Ｓ２０による尿素水添加ノズル３８への洗浄水の供給が各制御周期で繰り返され、尿素水添加ノズル３８内に析出した尿素結晶などの目詰まりの原因となる物質が除去されると、尿素水噴射管４０内の圧力が低下すると共に、空気供給管４０内の圧力も低下する。そして、ステップＳ８で、空気圧センサ６２によって検出された空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１を下回ったと判定すると、目詰まりが発生する可能性はなくなったものとしてステップＳ１０乃至Ｓ１４に進む。
【００５７】
ステップＳ１０乃至Ｓ１４では、前述したように尿素水制御弁５４が尿素水供給位置に切り換えられて、尿素水噴射装置４２には再び尿素水が供給されるようになる。そして、尿素水噴射装置４２により加圧空気中に混入された霧状の尿素水が尿素水添加ノズル３８から排気管２０内の排気中に噴射される。
このように、空気供給管４６内の圧力Ｐａが所定の上限圧力Ｐ１以上であり、かつ尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが所定の上限圧力Ｐ２以上である場合には、尿素水供給管５２から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給することにより、目詰まりが発生する可能性のある尿素水添加ノズル３８に十分な量の洗浄水を効率よく供給し、尿素水添加ノズル３８を洗浄して目詰まりが確実に防止される。
【００５８】
一方、ステップＳ８で空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１以上であると判定した後、ステップＳ１６で尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕがこの上限圧力Ｐ２未満であると判定した場合には、空気供給管４６内の圧力は上昇して目詰まり発生の可能性があることを示すものの、尿素水噴射管４０内の圧力は目詰まり発生の可能性があるほどには上昇していないことになる。即ち、尿素水添加ノズル３８に目詰まりが発生する可能性は低いものの、尿素水噴射装置４２側に目詰まりが発生する可能性があると判断したことになる。
【００５９】
そこで、このような場合にはステップＳ２２に進み、噴射圧センサ６４によって検出された尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが、予め設定された下限圧力（下限噴射圧）Ｐ３以下であるか否かを判定する。
尿素水噴射装置４２に目詰まりの原因となる尿素結晶などの物質が堆積していくと、尿素水噴射管４０には加圧空気が供給されにくくなるため、尿素結晶などの物質の堆積が進むにつれて尿素水噴射管４０内の圧力は徐々に低下していくことになる。
【００６０】
そこで、尿素水噴射装置４２において尿素結晶などの物質の堆積が進み、目詰まりが生じる可能性が高まったときの尿素水噴射管４０内の圧力を予め実験等で求め、ステップＳ２２では、この圧力を下限圧力Ｐ３として設定している。なお、ステップＳ８で空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１以上となったときに比較して、尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが下限圧力Ｐ３以下となったときの方が目詰まり発生の可能性が高くなるように下限圧力Ｐ３の値が設定されている。
【００６１】
従って、ステップＳ２２で尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが下限圧力Ｐ３以下であると判定した場合には、尿素水噴射装置４２に目詰まりが発生する可能性が高いと判断したことになる。そして、このような場合にはステップＳ２４に進み、尿素水制御弁５４を遮断位置とした後、次のステップＳ２６で洗浄水制御弁６０を開弁して今回の制御周期を終える。
【００６２】
このように尿素水制御弁５４を遮断位置とすると共に、洗浄水制御弁６０を開弁することにより、尿素水供給管５２からは尿素水と洗浄水のいずれも供給されなくなると共に、洗浄水タンク５６の洗浄水が加圧空気中と共に空気供給管４６を介して尿素水噴射装置４２に供給される（第２のモード）。
即ち、洗浄水制御弁６０が開弁されると、図２中に破線の矢印で示すように、洗浄水は洗浄水供給管５８から空気供給管４６に流入し、空気供給管４６内を流動する加圧空気中に混入される。加圧空気に混入された洗浄水は、加圧空気と共に尿素水噴射装置４２内の主通路４２ａを流動し、絞り４２ｂを通って尿素噴射管４０へと至る。このとき、図２中に実線の矢印で示す尿素水又は洗浄水は、尿素水制御弁５４が遮断位置にあるため、尿素通路４２ｃに供給されない。
【００６３】
ステップＳ１０乃至Ｓ１４の処理により尿素噴射装置４２に尿素水が供給されているときには、尿素水通路４２ｃから主通路４２ａ中に吸引された尿素水の一部が絞り４２ｂの出口付近に付着し、その水分が持ち去られることにより尿素結晶が析出しやすい。
そこで、尿素水噴射装置４２に目詰まりが発生する可能性が高いと判断した場合には、このようにして空気供給管４６から洗浄水を供給することにより、絞り４２ｂなどに堆積した尿素結晶が洗浄水に溶解し除去されるので、尿素水噴射装置４２における目詰まりの発生を確実に防止することができる。
【００６４】
なお、尿素水噴射装置４２から排出された洗浄水は、尿素水噴射管４０を介して尿素水添加ノズル３８に供給されるので、尿素水添加ノズル３８内に堆積している尿素結晶などの物質もこの洗浄水によって除去される。
こうしてステップＳ２２乃至Ｓ２６による尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給が各制御周期で繰り返され、尿素水噴射装置４２内に析出した尿素結晶などの目詰まりの原因となる物質が除去されると、空気供給管４０内の圧力が低下すると共に、尿素水噴射管４０内の圧力が上昇する。そして、ステップＳ８で、空気圧センサ６２によって検出された空気供給管４６内の圧力Ｐａが上限圧力Ｐ１を下回ったと判定すると、目詰まりが発生する可能性はなくなったものとしてステップＳ１０乃至Ｓ１４に進む。
【００６５】
ステップＳ１０乃至Ｓ１４では、前述したように尿素水制御弁５４が尿素水供給位置に切り換えられて、尿素水噴射装置４２には再び尿素水が供給されるようになる。そして、尿素水噴射装置４２により加圧空気中に混入された霧状の尿素水が尿素水添加ノズル３８から排気管２０内の排気中に噴射される。
このように、空気供給管４６内の圧力Ｐａが所定の上限圧力Ｐ１以上であり、かつ尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが所定の下限圧力Ｐ３以下である場合には、空気供給管４６から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給することにより、目詰まりが発生する可能性のある尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給し、目詰まりの発生しやすい絞り４２ｂより上流側から尿素水噴射装置４２を洗浄して目詰まりが確実に防止される。
【００６６】
なお、ステップＳ８からステップＳ１６を経てステップＳ２２に至り、ステップＳ２２で尿素水噴射管４０内の圧力Ｐｕが下限圧力Ｐ３より大であると判定した場合には、空気供給管４６内の圧力は目詰まりが発生する可能性があることを示すものの、尿素水噴射管４０内の圧力は目詰まりの可能性があるほどは上昇も低下もしておらず、加圧空気及び尿素水が適正な範囲内で依然として供給されているものと判断する。従って、このような場合には、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１０乃至Ｓ１４により引き続き尿素水添加ノズル３８から排気管２０内の排気中に尿素水の供給を行う。
【００６７】
次に、ステップＳ１０乃至Ｓ１４により尿素水添加ノズル３８から排気管２０内の排気中に尿素水の供給を行っているときに、エンジン１が停止された場合の制御について説明する。なお、ＥＣＵ６６はエンジン１が停止された後も、少なくとも図３及び図４のフローチャートによる尿素水供給制御に必要な時間の間は動作を継続する。
エンジン１が運転状態にあるときに始動・停止スイッチが停止位置とされ、エンジン１が停止されると、図３のステップＳ２でエンジン１が停止したと判定することにより、図４のステップＳ２８に処理が進む。
【００６８】
ステップＳ２８では運転中フラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。運転中フラグＦ１の値は、前回の制御周期までステップＳ４で１とされていたので、処理はステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０ではタイマＴ１フラグＦ２の値が１であるか否かを判定する。タイマＴ１フラグＦ２は、エンジン１が停止してから経過した時間をカウントするタイマＴ１が、現在カウント中であるか否かを示すものであり、その値が１であればタイマＴ１がカウント中であり、０であればリセットされて停止していることを示す。
【００６９】
タイマＴ１の値は、初期状態及びエンジン１の運転中には０とされているので、ステップＳ３０からステップＳ３２に進み、タイマＴ１のカウントが開始される。
次のステップＳ３４では、タイマＴ１がカウント中となったので、タイマＴ１フラグＦ２の値を１とし、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、タイマＴ１によってカウントされた時間、即ちエンジン１が停止してから経過した時間ｔ１が、予め設定された基準時間ｔａ以上となったか否かを判定する。エンジン１が停止してから経過した時間ｔ１が基準時間ｔａに達していない場合にはステップＳ３８に進む。
【００７０】
ステップＳ３８では、尿素水制御弁５４を遮断位置とし、次のステップＳ４０で洗浄水制御弁６０を開弁して今回の制御周期を終了する。このように尿素水制御弁５４と洗浄水制御弁６０とを制御することにより、それまで行われていた尿素水噴射装置への尿素水の供給が停止すると共に、洗浄水タンク５６の洗浄水が洗浄水供給管５８から空気供給管４６を介して尿素水噴射装置４２に供給されるようになる。また、このときエア制御弁４８は、前回の制御周期までの制御により開弁したままであるため、引き続き空気供給管４６を介して尿素水噴射装置４２に供給される。
【００７１】
即ち、洗浄水制御弁６０の開弁により、洗浄水タンク５６から洗浄水供給管５８に供給された洗浄水は、図２中に破線の矢印で示すように、洗浄水供給管５８から空気供給管４６内に流入し、空気供給管４６内を流動する加圧空気と共に尿素水噴射装置４２内に導入される。一方、尿素水供給管５２を介して尿素水通路４２ｃに供給されていた尿素水（図２中に実線の矢印で示す）は、尿素水制御弁５４が遮断位置とされることにより供給されなくなる。尿素水噴射装置４２に供給された洗浄水は、尿素水噴射装置４２内を流動した後、尿素水噴射管４０を介して尿素水添加ノズル３８に供給され、尿素水添加ノズル３８から排気管２０内に排出される。
【００７２】
このようにしてエンジン１の停止に伴い尿素水噴射装置４２への尿素水の供給が停止すると共に洗浄水が供給されることにより、尿素水噴射装置４２内やその下流の尿素水噴射管４０及び尿素水添加ノズル３８内に残留していた尿素水が洗浄水によって洗い流され除去される。従って、残留した尿素水からの尿素結晶の析出に起因する目詰まりの発生が確実に防止される。
【００７３】
次の制御周期以降においても、エンジン１が停止状態にあり運転中フラグＦ１の値が１であるので、処理はステップＳ２からステップＳ２８を経てステップＳ３０に進む。
タイマＴ１フラグＦ２の値は前回の制御周期のステップＳ３４で既に１とされており、タイマＴ１のカウントは既に開始されているため、今回の処理はステップ３０から直接ステップＳ３６に進む。
【００７４】
ステップＳ３６では、タイマＴ１によってカウントされた時間、即ちエンジン１が停止してから経過した時間ｔ１が、基準時間ｔａ以上となったか否かを再び判定する。
従って、エンジン１が停止してから経過した時間ｔ１が基準時間ｔａに達していない限りは、ステップＳ３８及びステップＳ４０によって、前述したように尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給が行われ、尿素水噴射装置４２内やその下流の尿素水噴射管４０及び尿素水添加ノズル３８内に残留していた尿素水が洗浄水によって洗い流され除去される。
【００７５】
こうして制御が繰り返され、タイマＴ１によってカウントされた時間、即ちエンジン１が停止してから経過した時間ｔ１が、予め設定された基準時間ｔａ以上になると、ステップＳ３６からステップＳ４２に処理が進むようになる。
ステップＳ４２では、タイマＴ２フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する。タイマＴ２フラグＦ３は、タイマＴ２が現在カウント中であるか否かを示すものであり、その値が１であればタイマＴ２がカウント中であり、０であればリセットされて停止していることを示す。また、タイマＴ２は、タイマＴ１によるカウント時間ｔ１が基準時間ｔａに達してからの経過時間をカウントする。
【００７６】
タイマＴ２の値は、初期状態及びエンジン１の運転中には０とされているので、ステップＳ４２からステップＳ４４に進み、タイマＴ２のカウントが開始される。
次のステップＳ４６では、タイマＴ２がカウント中となったので、タイマＴ２フラグＦ３の値を１とし、ステップＳ４８に進む。
ステップＳ４８では、タイマＴ２によってカウントされた時間ｔ２が、予め設定された基準時間ｔｂ以上となったか否かを判定する。タイマＴ２によるカウント時間ｔ２が基準時間ｔｂに達していない場合にはステップＳ５０に進む。
【００７７】
ステップＳ５０では、尿素水制御弁５４を引き続き遮断位置とし、次のステップＳ５２で洗浄水制御弁６０を閉弁して今回の制御周期を終了する。このように尿素水制御弁５４と洗浄水制御弁６０とを制御することにより、ステップＳ４０による洗浄水制御弁６０の開弁によって行われていた尿素水噴射装置への洗浄水の供給が停止する。一方、エア制御弁４８は開弁したままであるため、尿素水噴射装置４２には空気供給管４６を介して加圧空気のみが供給される。
【００７８】
従って、エンジン１が停止されると、尿素水噴射装置４２への尿素水の供給が停止されると共に、所定時間ｔａの間、尿素水噴射装置４２に洗浄水が供給され、尿素水噴射装置４２内やその下流の尿素水噴射管４０及び尿素水添加ノズル３８内に残留していた尿素水が洗浄水によって洗い流され除去される。
そしてその後は、尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給も停止され、加圧空気の供給のみが継続されることになる。
【００７９】
次の制御周期でもタイマＴ１はカウントを継続しておりタイマＴ１のカウント時間ｔ１は既に基準時間ｔａを超過しているため、ステップＳ２８及びステップＳ３０を経てステップＳ３６からステップＳ４２に進む。
タイマＴ２は前回の制御周期で既にカウントを開始しており、タイマＴ２フラグＦ３の１となっているので、ステップＳ４２ではタイマＴ２フラグＦ３の値が１であると判定してステップＳ４８に直接進む。
【００８０】
ステップＳ４８ではタイマＴ２のカウントした時間ｔ２が基準時間ｔｂ以上になったか否かを判定する。従って、タイマＴ１のカウント時間が基準時間ｔａに達してから経過した時間、即ちエンジン停止後に尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給を時間ｔａだけ行った後に経過した時間が基準時間ｔｂに達するまでの間は、ステップＳ５０及びステップＳ５２の処理が制御周期ごとに繰り返される。この間は、上述のようにして尿素水制御弁５４が遮断位置に維持されると共に洗浄水制御弁６０も閉弁位置に維持されるので、尿素水噴射装置４２には加圧空気のみが供給されることになる。
【００８１】
このようにして尿素水噴射装置４２に加圧空気が供給されることにより、尿素水噴射装置４２や尿素水噴射管４０或いは尿素水添加ノズル３８などの内部に残留した洗浄水が、加圧空気と共に尿素水添加ノズル３８から排気管２０内に排出される。
そして、ステップＳ４８で、タイマＴ２のカウントした時間ｔ２が基準時間ｔｂ以上になったと判定すると、ステップＳ４８からステップＳ５４に処理が進むようになり、ステップＳ５４ではエア制御弁４８を閉弁する。
【００８２】
これにより、尿素水噴射装置４２への加圧空気の供給も停止され、次にエンジン１が始動されるまで、尿素水を供給するための各デバイスは待機状態となる。従って、尿素水供給制御も次にエンジン１が始動されるまでの間は、処理を行う必要がなくなるため、ステップＳ５６で各フラグＦ１乃至Ｆ３を全てリセットして値を初期状態の０とし、更にステップＳ５８でタイマＴ１及びＴ２をリセットして待機状態とし、制御周期を終了する。
【００８３】
この時点でＥＣＵ６６は他に処理すべき演算等がない場合には、次にエンジン１が始動されるまでの間、休止状態となる。
こうしてエンジン１が停止した後に所定時間ｔａの間は尿素水噴射装置４２に洗浄水が供給されることにより、残留した尿素水の洗浄排出が行われ、更にその後は所定時間ｔｂの間、加圧空気のみが尿素水噴射装置４２に供給されることにより、残留した洗浄水の排出が行われる。このため、尿素水噴射装置４２や、尿素水噴射管４０，或いは尿素水添加ノズル３８などの尿素水供給経路がエンジン停止後にクリーンな状態に維持され、残留物が原因となる目詰まりの発生を確実に防止することができる。
【００８４】
以上で本発明の一実施形態に係る排気浄化装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、洗浄水は洗浄水タンク５６に貯留しておき、これをそのまま尿素水噴射装置４２に供給するようにしたが、洗浄水タンク５６の周囲や洗浄水供給管５８の周囲などに、電気ヒータなどの加熱装置を設け、尿素水噴射装置４２に供給される洗浄水を予め加熱するようにしてもよい。このように加熱して温度の上昇した洗浄水には尿素結晶が溶解しやすくなるので、より迅速に尿素結晶の除去を行うことが可能となる。加熱装置については電気ヒータ以外にも、例えばエンジン１の冷却水を利用し、その一部を洗浄水タンク５６や洗浄水供給管５８の周囲に循環させるようにしてもよい。
【００８５】
また、洗浄水は一般的な水道水を用いてもよいが、不純物が含まれない純水を用いることにより、尿素水供給経路をよりクリーンに維持することができる。
上記実施形態において、尿素水噴射装置４２への洗浄水の供給は、洗浄水制御弁６０と尿素水制御弁５４とを制御することにより、空気供給管４６を介して行う場合と、尿素水供給管５２を介して行う場合とを切り換えられるようにしたが、これに限られるものではない。
【００８６】
例えば、尿素水制御弁５４を三方弁とせずに単なる開閉弁として尿素水の供給を制御するのみとし、洗浄水の供給は洗浄水制御弁６０の開閉により、洗浄水供給管５８から空気供給管４６を介してのみ行うようにしてもよい。また逆に、尿素水噴射装置４２の目詰まり防止効果は若干低下するものの、洗浄水制御弁６０及び洗浄水供給管５８を廃止し、尿素水制御弁５４の切り換えのみで洗浄水の供給を行うようにしてもよい。更に、尿素水制御弁５４を洗浄水供給位置とすると共に洗浄水制御弁６０も開弁状態として、空気供給管４６と尿素水供給管５２の両方から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにしてもよい。
【００８７】
また、目詰まり発生の可能性を判断するために、空気供給管４６に設けた空気圧センサ６２と、尿素水噴射管６４に設けた噴射圧センサ６４の検出値を組み合わせて用いるようにしたが、いずれか一方のみで目詰まり発生の可能性を判定するようにしてもよい。
即ち、空気供給管４６に空気圧センサ６２を設ける場合には、空気圧センサ６２によって検出された空気供給管４６内の圧力が所定の上限圧力（上限空気圧）以上となったら、目詰まり発生の可能性ありとして尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにすればよい。
【００８８】
また、尿素水噴射管４０に噴射圧センサ６４を設ける場合には、噴射圧センサ６４によって検出された尿素水噴射管４０内の圧力が所定の上限圧力（上限噴射圧）以上となったとき、或いは尿素水噴射管４０内の圧力が所定の下限圧力（下限噴射圧）以下となったとき、目詰まり発生の可能性ありとして尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにすればよい。
【００８９】
このいずれの場合においても、洗浄水の供給方法については上記実施形態のような方法のほか、前述した様々な供給方法を適宜適用可能である。
更に、加圧空気については、エンジン１の始動から停止まで間、常に尿素水噴射装置４２に供給し続けるようにしたが、尿素水や洗浄水の供給状態、或いはエンジン１の運転状態などに応じて、適宜エア制御弁４８を開閉制御し、供給状態を制御するようにしてもよい。
【００９０】
また、エンジン１が停止されてから、所定時間ｔａの間だけ洗浄水の供給を行った後、更に所定時間ｔｂの間は加圧空気のみを連続して尿素水噴射装置４２に供給するようにしたが、このときにエア制御弁４８を開閉制御して断続的に加圧空気を尿素水噴射装置４２に供給するようにしてもよい。
エンジン停止後の洗浄水の供給については、上記実施形態では尿素水制御弁５４を遮断位置とすると共に洗浄水制御弁６０を開弁して、空気供給管４６から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにしたが、尿素水制御弁５４を洗浄水供給位置とすると共に洗浄水制御弁６０を閉弁状態として、尿素水供給管５２の方から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにしてもよい。
【００９１】
また、尿素水制御弁５４を洗浄水供給位置とすると共に洗浄水制御弁６０も開弁状態として、空気供給管４６と尿素水供給管５２の両方から尿素水噴射装置４２に洗浄水を供給するようにしてもよい。
最後に、上記実施形態はディーゼルエンジンの排気浄化装置に本発明を適用したものであったが、エンジン形式はこれに限定されるものではなく、尿素水の供給により生成されるアンモニアを還元剤としてＮＯｘの浄化を行うＮＯｘ触媒を備えたエンジンであればどのようなものでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の全体構成図である。
【図２】図１の排気浄化装置で用いられる尿素水噴射装置を示す概略図である。
【図３】図１の排気浄化装置で行われる尿素水供給制御のフローチャートの一部を示す図である。
【図４】図１の排気浄化装置で行われる尿素水供給制御のフローチャートの残部を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  エンジン
２０  排気管（排気通路）
３０  ＮＯｘ触媒
３８  尿素水添加ノズル
４０  尿素水噴射管（尿素水噴射通路）
４２  尿素水噴射装置
５４  尿素水制御弁（洗浄水供給手段）
６０  洗浄水制御弁（洗浄水供給手段）
６２  空気圧センサ（空気圧検出手段）
６４  噴射圧センサ（噴射圧検出手段）
６６  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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