(57)【要約】  本発明は、排気中に酸化剤または還元剤を添加する添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、添加弁内からの酸化剤または還元剤の吸い戻しに起因する該添加弁における異物不具合の発生または悪化を抑制することを目的とする。本発明では、内燃機関の運転停止後に、添加弁内に溜まっている酸化剤または還元剤を吸い戻す吸い戻し制御を実行する（Ｓ１１０）。さらに、吸い戻し制御を実行する前の所定のタイミングで、添加弁内又は添加弁の噴射孔近傍に存在する異物を吹き飛ばすことを目的とする酸化剤または還元剤の添加を実行する（Ｓ１０７）。
2011096086.tif 000002
【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た排気浄化触媒と、
該排気浄化触媒より上流側の排気通路に設けられ、該排気浄化触媒に供給するための酸化剤または還元剤を排気中に添加する添加弁と、
該添加弁に酸化剤または還元剤を供給する供給部と、
内燃機関の運転停止後に、前記添加弁内に溜まっている酸化剤または還元剤を前記供給部に吸い戻す吸い戻し制御を実行する吸い戻し制御実行手段と、
前記吸い戻し制御実行手段によって前記吸い戻し制御を実行する前の所定のタイミングで前記添加弁から酸化剤または還元剤を添加する吸い戻し前添加制御を実行する吸い戻し前添加制御実行手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記吸い戻し制御実行手段による前記吸い戻し制御が所定回数実行される毎に、前記吸い戻し前添加制御実行手段による前記吸い戻し前添加制御が一回実行され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システム。
【請求項３】
前記添加弁において異物の噛み込み又は異物による噴射孔の詰まりが発生しているか否かを判別する判別手段をさらに備え、
前記判別手段によって、前記添加弁において異物の噛み込み又は異物による噴射孔の詰まりが発生していると判定された場合に、前記吸い戻し前添加制御実行手段による前記吸い戻し前添加制御が実行され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システム。
【請求項４】
前記添加弁から酸化剤または還元剤が排気中に添加されるときには複数回の酸化剤または還元剤の噴射が周期的に行なわれるものであって、
前記吸い戻し前添加制御実行手段による前記吸い戻し前添加制御の実行時は、前記排気浄化触媒に供給すべく前記添加弁から酸化剤または還元剤が添加される時に比べて酸化剤または還元剤の噴射周期が短いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記吸い戻し前添加制御実行手段による前記吸い戻し前添加制御の実行時は、前記排気浄化触媒に供給すべく前記添加弁から酸化剤または還元剤が添加される時に比べて酸化剤または還元剤の噴射圧力が高いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記排気浄化触媒が選択還元型ＮＯｘ触媒であり、
前記添加弁が還元剤としてアンモニア由来化合物を添加するものであって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニア由来化合物の吸着量を取得する吸着量取得手段をさらに備え、
前記吸い戻し前添加制御実行手段による前記吸い戻し前添加制御の実行時におけるアンモニア由来化合物の添加量が、前記選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニア由来化合物の吸着量が吸着可能量上限値を超えないように、前記吸着量取得手段によって取得されたアンモニア由来化合物の吸着量に基づいて設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記排気浄化触媒が選択還元型ＮＯｘ触媒であり、
前記添加弁が還元剤としてアンモニア由来化合物を添加するものであって、
前記所定のタイミングが内燃機関の運転停止後のタイミングであ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システム。
【請求項８】
前記添加弁が還元剤として燃料を添加するものであって、
前記所定のタイミングが内燃機関の運転停止前のタイミングであ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システム。
【請求項９】
前記供給部が、
酸化剤または還元剤を貯留する貯留タンクと、
該貯留タンクと前記添加弁とを接続する供給通路と、
該供給通路に設けられ、酸化剤または還元剤を前記貯留タンク側から前記添加弁側に圧送するポンプと、を有し、
前記吸い戻し制御実行手段が、前記ポンプを逆駆動させることで前記吸い戻し制御を実行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システム。
【請求項１０】
前記供給部が、
酸化剤または還元剤を貯留する貯留タンクと、
該貯留タンクと前記添加弁とを接続する供給通路と、
該供給通路に設けられ、酸化剤または還元剤を前記貯留タンク側から前記添加弁側に圧送するポンプと、
該ポンプと前記貯留タンクとを接続し、前記ポンプの圧送力によって前記ポンプ側から前記貯留タンク側に酸化剤または還元剤が流れる第一リターン通路と、
前記供給通路における前記ポンプより下流側と、前記ポンプまたは前記第一リターン通路とを接続する第二リターン通路と、
前記供給通路と前記第二リターン通路との接続部に設けられた三方弁と、を有し、
前記吸い戻し制御実行手段が、前記三方弁によって、該三方弁より下流側の前記供給通路と前記第二リターン通路とを開通させることで前記吸い戻し制御を実行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システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気中に酸化剤または還元剤を添加する添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気浄化触媒に供給するための酸化剤または還元剤を排気中に添加する添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムが知られている。特許文献１には、選択還元型ＮＯｘ触媒に尿素を供給するために排気管内に尿素水を添加する尿素水添加弁を備えた排気浄化装置が開示されている。【０００３】
また、特許文献１には、内燃機関の運転停止後に、尿素添加弁に尿素水を圧送するためのポンプを逆回転駆動させることで、尿素添加弁に残留した尿素水を吸い戻す技術が開示されている。この技術によれば、尿素添加弁に残留した尿素水が内燃機関の運転停止後に凍結し、その体積が膨張することで、尿素添加弁が破損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２００８−１０１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、添加弁から酸化剤または還元剤として燃料を添加する場合もある。このような場合においても、内燃機関の運転停止後に燃料添加弁内に燃料が残留していると、該燃料が添加弁の劣化を促進させたり、内燃機関の再始動後における燃料添加実行時の添加不良の原因となったりする虞がある。内燃機関の運転停止後に燃料添加弁内から燃料を吸い戻せば、これらの不具合の発生を抑制することができる。【０００６】
しかしながら、上記のような添加弁内からの酸化剤または還元剤の吸い戻し（以下、吸い戻し制御と称する）を実行すると、該添加弁の酸化剤または還元剤の噴射孔近傍に存在する異物（例えば、酸化剤または還元剤の熱変質物質や排気に含まれる酸化物及び粒子状物質）が該噴射孔から添加弁内に吸い込まれる場合がある。添加弁内に異物が吸い込まれると、該添加弁において異物の噛み込み又は異物による詰まりが生じる虞がある（以下、「異物の噛み込み又は異物による詰まり」を「異物不具合」と称する場合もある）。【０００７】
また、添加弁における異物不具合は内燃機関の運転中においても発生する場合がある。そして、添加弁において元々異物不具合が生じている状態で吸い戻し制御が実行されると、該異物不具合が悪化する虞がある。【０００８】
添加弁において異物不具合が生じた場合または異物不具合が悪化した場合、内燃機関の再始動後において排気浄化触媒に供給すべく酸化剤または還元剤を排気中に添加する際に、その添加量を適切に制御することがことが困難となる虞がある。【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、排気中に酸化剤または還元剤を添加する添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、添加弁内からの酸化剤または還元剤の吸い戻しに起因する該添加弁における異物不具合の発生または悪化を抑制することが可能な技術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】
【００１０】
本発明は、吸い戻し制御を実行する前の所定のタイミングで、添加弁内又は添加弁の噴射孔近傍に存在する異物を吹き飛ばすことを目的とする酸化剤または還元剤の添加を実行するものである。【００１１】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
該排気浄化触媒より上流側の排気通路に設けられ、該排気浄化触媒に供給するための酸化剤または還元剤を排気中に添加する添加弁と、
該添加弁に酸化剤または還元剤を供給する供給部と、
内燃機関の運転停止後に、前記添加弁内に溜まっている酸化剤または還元剤を前記供給部に吸い戻す吸い戻し制御を実行する吸い戻し制御実行手段と、
前記吸い戻し制御実行手段によって前記吸い戻し制御を実行する前の所定のタイミングで前記添加弁から酸化剤または還元剤を添加する吸い戻し前添加制御を実行する吸い戻し前添加制御実行手段と、を備えたことを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、吸い戻し制御を実行する前に、添加弁から酸化剤または還元剤を添加することで、該添加弁の噴射孔近傍または添加弁内に存在する異物を吹き飛ばすことができる。そのため、吸い戻し制御を実行した時の異物の吸い込みを抑制することができる。その結果、添加弁における異物不具合の発生または悪化を抑制することが可能となる。【００１３】
尚、前記所定のタイミングは、内燃機関の運転停止前または停止後のいずれであってもよい。前記所定のタイミングが内燃機関の運転停止前のタイミングである場合、該所定のタイミングは、内燃機関の運転停止直前であって、吸い戻し前添加制御の実行を停止してから内燃機関の運転が停止するまでの間に添加弁の噴射孔近傍に新たに付着する排気中の異物の量が許容範囲内に抑制されるタイミングに設定されてもよい。一方、前記所定のタイミングが内燃機関の運転停止後のタイミングである場合、該所定のタイミングは、内燃機関の運転停止直後であって、排気浄化触媒が未だ活性状態にあり、吸い戻し前添加制御によって添加された酸化剤または還元剤が排気浄化触媒での酸化反応または還元反応に消費されるタイミングに設定されてもよい。【００１４】
本発明において、排気浄化触媒は選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよく、添加弁は還元剤としてアンモニア由来化合物を添加するものであってもよい。この場合、内燃機関の運転停止後に吸い戻し前添加制御を実行したとしても、添加されたアンモニア由来化合物は選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着する。そして、該吸着したアンモニア由来化合物は、内燃機関の再始動後に還元剤として消費される。そのため、この場合は、前記所定のタイミングを内燃機関の運転停止後のタイミングとしてもよい。【００１５】
また、本発明において、添加弁は還元剤として燃料を添加するものであってもよい。この場合、内燃機関の運転停止後に吸い戻し前添加制御を実行すると、添加された燃料が排気通路または排気浄化触媒に付着し易い。そのため、この場合は、前記所定のタイミングを内燃機関の運転停止前のタイミングとしてもよい。【００１６】
本発明においては、吸い戻し制御実行手段による吸い戻し制御を所定回数実行する毎に、吸い戻し前添加制御実行手段による吸い戻し前添加制御を一回実行してもよい。ここで、所定回数は、二回以上の回数であって、予め定められた回数である。これによれば、吸い戻し制御を実行する毎に吸い戻し前添加制御を実行する場合に比べて、酸化剤または還元剤の消費を抑制することができる。【００１７】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、添加弁において異物の噛み込み又は異物による噴射孔の詰まりが発生しているか否かを判別する判別手段をさらに備えてもよい。この場合、該判別手段によって肯定判定された場合に、吸い戻し前添加制御実行手段による吸い戻し前添加制御を実行してもよい。これによれば、異物不具合の悪化を抑制しつつ、酸化剤または還元剤の消費を抑制することができる。【００１８】
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、添加弁から酸化剤または還元剤が排気中に添加されるときには複数回の酸化剤または還元剤の噴射が周期的に行なわれてもよい。この場合、吸い戻し前添加制御の実行時には、排気浄化触媒に供給すべく添加弁から酸化剤または還元剤を添加する時（以下、通常添加時と称する場合もある）に比べて酸化剤または還元剤の噴射周期を短くしてもよい。また、本発明においては、吸い戻し前添加制御の実行時には、通常添加時に比べて酸化剤または還元剤の噴射圧力を高くしてもよい。これらによれば、添加弁の噴射孔近傍又は添加弁内に存在する異物を吸い戻し前添加制御によってより効果的に吹き飛ばすことが可能となる。【００１９】
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、排気浄化触媒が選択還元型ＮＯｘ触媒であって、添加弁が還元剤としてアンモニア由来化合物を添加するものである場合、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニア由来化合物の吸着量を取得する吸着量取得手段をさらに備えてもよい。【００２０】
この場合、吸い戻し前添加制御の実行時における添加弁からのアンモニア由来化合物の添加量を、吸着量取得手段によって取得されたアンモニア由来化合物の吸着量に基づいて設定してもよい。つまり、吸い戻し前添加制御の実行時における添加弁からのアンモニア由来化合物の添加量を、選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニア由来化合物の吸着量が吸着可能量上限値を超えないように設定してもよい。これによれば、吸い戻し前添加制御を実行した際に、添加弁から添加されたアンモニア由来化合物が選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側にすり抜けるのを抑制することができる。【００２１】
本発明において、供給部は貯留タンク、供給通路及びポンプを有してもよい。貯留タンクは、酸化剤または還元剤を貯留するタンクである。供給通路は、貯留タンクと添加弁とを接続する通路である。ポンプは、供給通路に設けられ、酸化剤または還元剤を貯留タンク側から添加弁側に圧送する。この場合、吸い戻し制御実行手段は、前記ポンプを逆駆動させることで吸い戻し制御を実行することができる。【００２２】
本発明において、供給部は、貯留タンク、供給通路、ポンプ、第一リターン通路、第二リターン通路、及び三方弁を有してもよい。第一リターン通路は、ポンプと貯留タンクとを接続し、該ポンプの圧送力によってポンプ側から貯留タンク側に酸化剤または還元剤が流れる通路である。第二リターン通路は、供給通路におけるポンプより下流側と、ポンプまたは第一リターン通路とを接続する通路である。三方弁は、供給通路と第二リターン通路との接続部に設けられている。この場合、吸い戻し制御実行手段は、三方弁によって、該三方弁より下流側の前記供給通路と前記第二リターン通路とを開通させることで吸い戻し制御を実行することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、排気中に酸化剤または還元剤を添加する添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、添加弁内からの酸化剤または還元剤の吸い戻しに起因した該添加弁における異物不具合の発生または悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る尿素添加弁の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローを示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローを示すフローチャートである。
【図５】実施例３に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローを示すフローチャートである。
【図６】実施例４に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローを示すフローチャートである。
【図７】実施例４の変形例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
＜実施例１＞
本発明の実施例１について図１から３に基づいて説明する。ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る内燃機関はディーゼルエンジンに限られるものではない。
【００２７】
（内燃機関の吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には、吸気通路２および排気通路３が接続されている。吸気通路２にはエアフローメータ１７が設けられている。排気通路３には、排気浄化触媒として選択還元型ＮＯｘ触媒（NOx selective catalyst reduction：以下、ＳＣＲと称する）４が設けられている。
【００２８】
また、内燃機関１の排気系には、ＳＣＲ４に還元剤となる尿素を供給するための尿素供給装置１１が設けられている。尿素供給装置１１は、尿素添加弁５、尿素タンク６、電動ポンプ７、尿素通路８及び圧力センサ１２を備えている。尿素添加弁５はＳＣＲ４より上流側の排気通路３に設けられている。尿素添加弁５には尿素通路８の一端が接続されている。尿素通路８の他端は尿素タンク６に接続されている。電動ポンプ７及び圧力センサ１２は尿素通路８に設けられている。尿素タンク６には尿素水溶液が貯留されている。尿素タンク６に貯留された尿素水溶液が、電動ポンプ７によって尿素通路８を通って尿素添加弁５に圧送される。
【００２９】
図２は、尿素添加弁５の概略構成を示す図である。尿素添加弁５の先端部には複数の噴射孔５ａが形成されている。また、尿素添加弁５の内部にはニードル５ｂが設けられている。尿素添加弁５の軸方向（図２の矢印方向）にニードル５ｂが移動することで、噴射孔５ａが開通又は遮断される。噴射孔５ａが開通すると、該噴射孔５ａから尿素水溶液が噴射される。
【００３０】
本実施例において、尿素添加弁５から尿素水溶液が添加される際には、噴射孔５ａの開通及び遮断が繰り返されることで、複数回の尿素水溶液の噴射が周期的に行なわれる。また、電動ポンプ７による尿素水溶液の圧送圧力を変更することで、尿素添加弁５からの尿素水溶液の噴射圧力を変更することができる。
【００３１】
尿素添加弁５から排気中に尿素水溶液を添加することで、ＳＣＲ４に尿素が供給される。ＳＣＲ４に供給された尿素は該ＳＣＲ４に一旦吸着する。そして、吸着した尿素が加水分解することでアンモニアが生じる。このアンモニアが還元剤となって排気中のＮＯｘが還元される。
【００３２】
また、内燃機関１の吸排気系には、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置９が設けられている。ＥＧＲ装置９は、ＥＧＲ通路９ａ及びＥＧＲ弁９ｂを備えている。ＥＧＲ通路９ａの一端はＳＣＲ４より上流側の排気通路３に接続されており、ＥＧＲ通路９ａの他端はエアフローメータ１７より下流側の吸気通路２に接続されている。ＥＧＲ弁９ｂは、ＥＧＲ通路９ａに設けられている。ＥＧＲ弁９ｂによって、ＥＧＲ通路９ａを通って排気通路３から吸気通路２の導入されるＥＧＲガス量が制御される。
【００３３】
排気通路３における尿素添加弁５より上流側には上流側ＮＯｘセンサ１３が設けられており、排気通路３におけるＳＣＲ４より下流側には下流側ＮＯｘセンサ１４が設けられている。各ＮＯｘセンサ１３、１４は排気のＮＯｘ濃度を検出する。また、排気通路３における尿素添加弁５より下流側且つＳＣＲ４より上流側には上流側温度センサ１５が設けられており、排気通路３におけるＳＣＲ４より下流側には下流側温度センサ１６が設けられている。各温度センサ１５、１６は排気の温度を検出する。
【００３４】
内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ１７、圧力センサ１２、ＮＯｘセンサ１３、１４及び温度センサ１５、１６が電気的に接続されている。これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。また、ＥＣＵ１０には、内燃機関１の燃料噴射弁（図示せず）、尿素添加弁５、電動ポンプ７及びＥＧＲ弁９ｂが電気的に接続されている。これらの装置がＥＣＵ１０によって制御される。
【００３５】
尚、本実施例においては、ＳＣＲ４が本発明に係る排気浄化触媒に相当し、尿素添加弁５が本発明に係る添加弁に相当する。また、本実施例においては、尿素供給装置１１が本発明に係る供給部に相当する。
【００３６】
（吸い戻し制御）
内燃機関１の運転停止後に尿素通路８又は尿素添加弁５内に尿素水溶液が残留していると、該尿素水溶液が凍結する場合がある。尿素通路８又は尿素添加弁５内において尿素水溶液が凍結すると、その体積が増加することによって、尿素通路８又は尿素添加弁５が破損する虞がある。また、内燃機関１の運転を再開した際に、凍結している尿素水溶液を溶解すべく、尿素通路８又は尿素添加弁５を加熱する必要が生ずる。さらに、尿素水溶液が凍結しない場合であっても、尿素添加弁５内に尿素水溶液が残留していると、尿素に起因する尿素添加弁５の劣化が促進される虞がある。
【００３７】
そこで、本実施例では、内燃機関１の運転停止後に、電動ポンプ７を逆方向に駆動させることで、尿素通路８および尿素添加弁５内に溜まっている尿素水溶液を尿素タンク６に吸い戻す吸い戻し制御を実行する。この吸い戻し制御を実行することで、尿素添加弁５内に尿素水溶液が残留することを抑制することができる。
【００３８】
（吸い戻し前添加制御）
ここで、上記のような吸い戻し制御が実行されると、尿素添加弁５の噴射孔５ａ近傍に付着していた異物が該噴射孔５ａから尿素添加弁５内に吸い込まれる虞がある。尿素添加弁５内に異物が吸い込まれると、図２に示すような、異物の噛み込み又は異物による詰まりが生じる場合がある。
【００３９】
また、このような尿素添加弁５における異物不具合は、内燃機関１の運転中においても発生する場合がある。そして、尿素添加弁５において元々異物不具合が生じている状態で吸い戻し制御が実行されると、該異物不具合が悪化する虞がある。
【００４０】
そこで、本実施例では、吸い戻し制御を実行する前に吸い戻し前添加制御を実行する。該吸い戻し前添加制御では、尿素添加弁５の噴射孔５ａ近傍又は尿素添加弁５内に存在する異物を吹き飛ばすことを目的として尿素添加弁５から尿素水溶液を添加する。
【００４１】
このような吸い戻し前添加制御を実行することで、吸い戻し制御を実行した際に尿素添加弁５の噴射孔５ａ近傍に存在する異物が尿素添加弁５内に吸い込まれることを抑制することができる。その結果、尿素添加弁５における異物不具合の発生を抑制することができる。また、尿素添加弁５における異物不具合がすでに発生していた場合においても、吸い戻し前添加制御を実行することで、吸い戻し制御を実行した際に異物不具合が悪化することを抑制することができる。
【００４２】
本実施例においては、内燃機関１の運転停止直後に、先ず吸い戻し前添加制御が実行される。そして、その後に吸い戻し制御が実行される。この場合、吸い戻し前添加制御が実行された時には排気通路３に排気が流れていないため、吸い戻し前添加制御によって添加された尿素は還元剤として消費されない。しかしながら、該尿素はＳＣＲ４に吸着する。そして、該吸着した尿素は、内燃機関１の再始動後に還元剤として消費される。
【００４３】
また、本実施例においては、吸い戻し前添加制御の実行時には、通常の内燃機関１の運転中にＳＣＲ４に尿素を供給すべく尿素添加弁５から尿素水溶液を添加する時（以下、この時の尿素水溶液の添加を通常添加と称する場合もある）に比べて尿素水溶液の噴射周期を短くする。尿素水溶液の噴射周期を短くすると、尿素添加弁５内におけるニードル５ｂの移動回数が増加する。これにより、ニードル５ｂの着座時の振動によって異物が剥がれたり、ニードル５ｂによって異物が粉砕されたりする。その結果、異物が吹き飛ばされ易くなる。さらに、吸い戻し前添加制御の実行時には、通常添加時に比べて尿素水溶液の噴射圧力を高くする。このように吸い戻し前添加制御の実行時における噴射周期及び噴射圧力を制御することで、異物をより効果的に吹き飛ばすことが可能となる。
【００４４】
また、本実施例においては、内燃機関１の運転中にＳＣＲ４における尿素吸着量を推定する。ＳＣＲ４における尿素吸着量は、内燃機関１からのＮＯｘ排出量、排気の流量、ＳＣＲ４の温度及び通常添加時における尿素添加弁５からの尿素水溶液の添加量に基づいて推定することができる。尚、内燃機関１からのＮＯｘ排出量は内燃機関１の運転状態に基づいて算出される。排気の流量はエアフローメータ１７の検出値に基づいて算出される。ＳＣＲ４の温度は上流側及び下流側温度センサ１５、１６の検出値に基づいて算出される。
【００４５】
そして、内燃機関１の運転が停止した時のＳＣＲ４における尿素吸着量に基づいて、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素水溶液の添加量を設定する。この時、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素水溶液の添加量は、ＳＣＲ４における尿素吸着量が吸着可能量上限値を超えないように設定される。これによれば、吸い戻し前添加制御を実行した際に、尿素添加弁５から添加された尿素水溶液がＳＣＲ４よりも下流側にすり抜け、外部に放出されるのを抑制することができる。
【００４６】
尚、ＳＣＲ４における尿素の吸着可能量はＳＣＲ４の温度に応じて変化する。即ち、ＳＣＲ４の温度が低いほどＳＣＲ４における尿素の吸着可能量上限値は大きくなる。そこで、本実施例では、吸着可能量上限値を、内燃機関１の運転が停止した時のＳＣＲ４の温度に基づいて算出する。
【００４７】
（制御フロー）
以下、本実施例に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４８】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の運転が停止したか否かが判別される。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【００４９】
ステップＳ１０２においては、内燃機関１の運転が停止した時のＳＣＲ４の温度Ｔｃｓが読み込まれる。
【００５０】
次に、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２にて読み込まれたＳＣＲ４の温度Ｔｃｓに基づいて、ＳＣＲ４における尿素の吸着可能量上限値Ｑｕｌｉｍｉｔが算出される。ＳＣＲ４の温度と尿素の吸着可能量上限値Ｑｕｌｉｍｉｔとの関係は予め実験等に基づいて求められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。
【００５１】
次に、ステップＳ１０４において、内燃機関１の運転が停止した時のＳＣＲ４における尿素吸着量Ｑｕｓが読み込まれる。本実施例では、内燃機関１の運転中、上述した方法により、ＳＣＲ４における尿素吸着量がＥＣＵ１０によって随時推定されている。そして、その推定値がＥＣＵ１０に記憶されている。尚、本実施例においては、ＳＣＲ４における尿素吸着量を推定するＥＣＵ１０が本発明に係る吸着量取得手段に相当する。
【００５２】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４にて読み込まれたＳＣＲ４における尿素吸着量Ｑｕｓに基づいて、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素水溶液の添加量Ｑａｄｄが設定される。ここで、尿素水溶液の添加量Ｑａｄｄは、吸い戻し前添加制御を実行した際に、ＳＣＲ４における尿素吸着量が、ステップＳ１０３にて算出された吸着可能量上限値Ｑｕｌｉｍｉｔを超えないように設定される。
【００５３】
次に、ステップＳ１０６において、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素添加弁５からの尿素水溶液の噴射周期ｔｉｎｊ及び噴射圧力Ｐｉｎｊが設定される。ここで、噴射周期ｔｉｎｊ及び噴射圧力Ｐｉｎｊは、それぞれ、予め定められた吸い戻し前添加制御用の設定値に設定される。尚、吸い戻し前添加制御用の噴射周期ｔｉｎｊの設定値は、通常添加用の噴射周期の設定値よりも短い。また、吸い戻し前添加制御用の噴射圧力Ｐｉｎｊの設定値は、通常添加用の噴射圧力の設定値よりも大きい。
【００５４】
次に、ステップＳ１０７において、吸い戻し前添加制御が実行される。尚、本実施例においては、ステップＳ１０７を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し前添加制御実行手段に相当する。
【００５５】
次に、ステップＳ１０８において、吸い戻し前添加制御の実行が開始されてからの尿素水溶液の総添加量が、ステップＳ１０５にて設定された尿素水溶液の添加量Ｑａｄｄに達したか否かが判別される。ステップＳ１０８において肯定判定された場合、次にステップＳ１０９において吸い戻し前添加制御の実行が停止される。一方、ステップＳ１０８において否定判定された場合、吸い戻し前添加制御の実行が継続される。
【００５６】
ステップＳ１０９において吸い戻し前添加制御の実行が停止された場合、次に、ステップＳ１１０において吸い戻し制御が実行される。尚、本実施例においては、ステップＳ１１０を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し制御実行手段に相当する。
【００５７】
本実施例においては、吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止前に実行してもよい。この場合、吸い戻し前添加制御によって添加された尿素を、その実行時にＳＣＲ４におけるＮＯｘの還元に消費することができる。しかしながら、この場合、吸い戻し前添加制御の実行を停止してから内燃機関１の運転が停止するまでの期間が長いと、この間に尿素添加弁５の噴射孔５ａ近傍に排気中の異物が新たに付着する虞がある。
【００５８】
そのため、この場合、内燃機関１の運転停止直前における所定のタイミングで吸い戻し前添加制御を実行する。ここで、所定のタイミングは、吸い戻し前添加制御の実行を停止してから内燃機関１の運転が停止するまでの間に尿素添加弁５の噴射孔５ａ近傍に新たに付着する排気中の異物の量が許容範囲内に抑制されるように定められている。該所定のタイミングとしては、内燃機関１を搭載した車両において、シフトレバーがパーキングまたはニュートラルに入った時や、パーキングブレーキがかけられた時等を例示することができる。
【００５９】
また、本実施例において、吸い戻し制御は内燃機関１の運転が停止する毎に実行される。しかしながら、吸い戻し前添加制御は、必ずしも吸い戻し制御を実行する毎に実行しなくてもよい。つまり、内燃機関１の運転停止回数が所定回数に達する毎に吸い戻し前添加制御を一回実行するようにしてもよい。ここで、所定回数は、二回以上の回数である。この所定回数は、吸い戻し前添加制御を実行せずに吸い戻し制御を実行することによる異物不具合の悪化が許容範囲内に抑制されるように、実験等に基づいて設定される。
【００６０】
このように吸い戻し前添加制御の実行回数を制限することで、尿素水溶液の消費を抑制することができる。
【００６１】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。尚、ここでは、上記実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００６２】
（吸い戻し前添加制御）
本実施例においても、実施例１の場合と同様、内燃機関１の運転停止後、吸い戻し制御を実行する前に吸い戻し前添加制御を実行する。ただし、本実施例においては、内燃機関１の運転が停止した時点ですでに尿素添加弁５において異物不具合が発生している場合にのみ吸い戻し前添加制御を実行する。これによれば、吸い戻し制御を実行した際の尿素添加弁５における異物不具合の悪化を抑制しつつ、尿素水溶液の消費を抑制することができる。
【００６３】
（異物不具合発生判別方法）
尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かの判別は内燃機関１の運転中に行なわれる。例えば、尿素添加弁５において異物の噛み込みが生じていると、尿素添加弁５内においてニードル５ｂが着座したときであっても尿素添加弁５の内壁面とニードル５ｂとの間に隙間が形成される。その結果、噴射孔５ａを完全に遮断しきれず、該噴射孔５ａから尿素水容液が漏れ出すことになる。この場合、ＳＣＲ４に供給される尿素の量が所望の量よりも多くなる。
【００６４】
一方、尿素添加弁５において異物の詰まりが生じていると、尿素添加弁５から排気中に添加される尿素水溶液の量が正常時よりも少なくなる。その結果、ＳＣＲ４に供給される尿素の量が所望の量よりも少なくなる。
【００６５】
従って、ＳＣＲ４に実際に供給されている尿素の量を推定し、その推定値を、尿素添加弁５の正常時におけるＳＣＲ４への尿素供給量（以下、正常時供給量と称する場合もある）と比較することで、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かを判別することができる。つまり、ＳＣＲ４への尿素供給量の推定値と正常時供給量との差が許容範囲より大きいときは、尿素添加弁５において異物不具合が発生していると判断できる。
【００６６】
尚、本実施例においては、ＳＣＲ４への尿素供給量は、上流側ＮＯｘセンサ１３の検出値と下流側ＮＯｘセンサ１４の検出値との差に基づいて推定される。ＳＣＲ４への尿素供給量が多いほど、該ＳＣＲ４におけるＮＯｘの還元が促進される。その結果、ＳＣＲ４より下流側の排気におけるＮＯｘ濃度が低下し、上流側ＮＯｘセンサ１３の検出値と下流側ＮＯｘセンサ１４の検出値との差が大きくなる。従って、これらの検出値の差に基づいてＳＣＲ４への尿素供給量を推定することができる。
【００６７】
本実施例においては、上流側ＮＯｘセンサ１３の検出値と下流側ＮＯｘセンサ１４の検出値との差と、ＳＣＲ４への尿素供給量との関係は予め実験等に基づいて求められており、これらの関係がＥＣＵ１０にマップとして記憶されている。該マップを用いてＳＣＲ４への尿素供給量が算出される。
【００６８】
また、排気の流量及びＳＣＲ４の温度によっても、ＳＣＲ４におけるＮＯｘの還元に消費される尿素の量は変化する。そのため、ＳＣＲ４への尿素供給量は、これらの値も考慮して算出される。
【００６９】
また、本実施例においては、ＳＣＲ４よりも下流側の排気通路３に、排気のアンモニア濃度を検出するアンモニアセンサを設けてもよい。該アンモニアセンサが設けられている場合は、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かを、尿素添加弁５から尿素水溶液を添加した際の該アンモニアセンサの検出値に基づいて判別してもよい。
【００７０】
（制御フロー）
以下、本実施例に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図３に示すフローの各ステップと同一処理を行なうステップについては同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
本フローでは、Ｓ１０１において否定判定された場合、即ち内燃機関１の運転が停止したと判定された場合、次にステップＳ２０１の処理が実行される。ステップＳ２０１においては、内燃機関１の運転が停止した時点で尿素添加弁５において異物不具合が発生していたか否かが判別される。
【００７２】
ここで、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かの判別は、上述した方法により、内燃機関１の運転中にＥＣＵ１０によって行なわれる。尚、該判別は、通常添加時に行なわれもよい。また、内燃機関１の運転停止前に、該判別のための尿素水溶液の添加を別途行なってもよい。そして、内燃機関１の運転中に導出された判定結果がＥＣＵ１０に記憶される。
【００７３】
そのため、内燃機関１の運転が停止する直前に、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているとの判定結果がＥＣＵ１０に記憶されていれば、ステップＳ２０１では肯定判定される。一方、内燃機関１の運転が停止する直前に、尿素添加弁５において異物不具合が発生していないとの判定結果がＥＣＵ１０に記憶されていれば、ステップＳ２０１では否定判定される。尚、本実施例においては、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かを判別するＥＣＵ１０が本発明に係る判別手段に相当する。
【００７４】
ステップＳ２０１において肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。一方、ステップＳ２０１において否定判定された場合、次にステップＳ１１０の処理が実行される。
【００７５】
上記フローによれば、内燃機関１の運転が停止した時点で尿素添加弁５において異物不具合が発生していなければ、吸い戻し前添加制御を実行することなく吸い戻し制御が実行される。
【００７６】
尚、本実施例においても、吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止前に実行してもよい。この場合、吸い戻し前添加制御の実行タイミングとして予め定められた所定のタイミングにおいて尿素添加弁５での異物不具合が発生しているか否かが判別される。この所定のタイミングは、実施例１において吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止前に行なう場合の所定のタイミングと同様である。そして、尿素添加弁５において異物不具合が発生していないと判定された場合、吸い戻し前添加制御を実行することなく内燃機関１の運転が停止される。
【００７７】
＜実施例３＞
次に、本発明の実施例３について説明する。尚、ここでは、上記実施例２と異なる点についてのみ説明する。
【００７８】
（吸い戻し前添加制御）
本実施例においては、内燃機関１の運転停止前に吸い戻し前添加制御を実行する。また、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かの判別を行い、異物不具合が発生している場合にのみ吸い戻し前添加制御を実行する。
【００７９】
さらに、本実施例においては、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素水溶液の添加量が予め所定添加量に設定されている。ここで、所定添加量は、一定値であって比較的少ない量である。そして、吸い戻し前添加制御を実行し、所定添加量の尿素水溶液を添加した後、尿素添加弁５における異物不具合が解消されたか否かを判別する。この時、異物不具合が解消されていないと判定された場合、吸い戻し前添加制御を再度実行する。
【００８０】
尚、尿素添加弁５における異物不具合が解消されたか否かは、尿素添加弁５における異物不具合が発生しているか否かを吸い戻し前添加制御の実行前に判別するときと同様の方法によって判別することができる。即ち、尿素添加弁５から尿素水溶液を添加し、その時の上流側ＮＯｘセンサ１３の検出値と下流側ＮＯｘセンサ１４の検出値との差に基づいてＳＣＲ４への尿素供給量を推定する。そして、その推定値と正常時供給量とを比較する。これらの差が許容範囲内であれば、尿素添加弁５における異物不具合が解消されたと判断できる。
【００８１】
尿素添加弁５における異物不具合が解消されたか否かを判別するために尿素添加弁５から添加される尿素水溶液の量は予め定められている。この予め定められた添加量に基づいて正常時供給量が算出される。
【００８２】
また、ＳＣＲ４よりも下流側の排気通路３にアンモニアセンサが設けられている場合は、尿素添加弁５における異物不具合が解消されたか否かを、尿素添加弁５から尿素水溶液を添加した際の該アンモニアセンサの検出値に基づいて判別することもできる。
【００８３】
尿素添加弁５における異物不具合の原因となって異物の量が比較的少ない場合、吸い戻し前添加制御によって添加される尿素水溶液の量が比較的少なくてもその異物不具合を解消することができる。しかし、尿素添加弁５における異物不具合の原因となっている異物の量が比較的多ければ、その異物不具合を解消するためにはより多くの尿素水溶液を添加する必要がある。
【００８４】
吸い戻し前添加制御を上記のように実行することで、異物不具合を解消すべく添加する尿素水溶液の添加量を異物の量に応じた量とすることができる。よって、不必要な尿素水溶液の添加を抑制しつつ、尿素添加弁５における異物不具合を解消することが可能となる。
【００８５】
（制御フロー）
以下、本実施例に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
【００８６】
本フローでは、先ずステップＳ３０１において、内燃機関１の運転停止前の所定のタイミングであって、尿素添加弁５において異物不具合が発生していれば吸い戻し前添加制御を実行すべきタイミングとなったか否かが判別される。ここでの所定のタイミングは、実施例１又は２において吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止前に行なう場合の所定のタイミングと同様である。ステップＳ３０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ３０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【００８７】
ステップＳ３０２においては、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かが判別される。ここでの判別方法は、実施例２における異物不具合が発生しているか否かの判別方法と同様である。ステップＳ３０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ３０３の処理が実行され、否定判定された場合、Ｓ３０６の処理が実行される。
【００８８】
ステップＳ３０３においては、吸い戻し前添加制御の実行時における尿素添加弁５からの尿素水溶液の噴射周期ｔｉｎｊ及び噴射圧力Ｐｉｎｊが設定される。このステップＳ３０３の処理は、図３に示したフローにおけるステップＳ１０６と同様である。
【００８９】
次に、ステップＳ３０４において、吸い戻し前添加制御が実行される。ここで実行された吸い戻し前添加制御は、尿素水溶液の添加量が所定添加量に達すると停止される。尚、本実施例においては、ステップＳ３０４を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し前添加制御実行手段に相当する。
【００９０】
次に、ステップＳ３０５において、尿素添加弁５における異物不具合が解消されたか否かが上述した方法により判別される。ステップＳ３０５において肯定判定された場合、次にステップＳ３０６の処理が実行される。一方、ステップＳ３０５において否定判定された場合、吸い戻し前添加制御が再度実行される。
【００９１】
ステップＳ３０６においては、内燃機関１の運転が停止したか否かが判別される。ステップＳ３０６において肯定判定された場合、次にステップＳ３０７において吸い戻し制御が実行される。一方、ステップＳ３０６において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。尚、本実施例においては、ステップＳ３０７を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し制御実行手段に相当する。
【００９２】
上記フローによれば、内燃機関１の運転停止前に、尿素添加弁５において異物不具合が発生しているか否かが判別される。そして、該異物不具合が発生している場合は、内燃機関１の運転停止前に吸い戻し前添加制御が実行される。さらに、吸い戻し前添加制御が実行されても該異物不具合が解消されていないときには、吸い戻し前添加制御が再度実行される。また、尿素添加弁５において異物不具合が発生していない場合は、吸い戻し前添加制御を実行することなく、内燃機関１の運転停止後に吸い戻し制御が実行される。
【００９３】
尚、本実施例においても、ＳＣＲ４における尿素吸着量が吸着可能量上限値を超えないように吸い戻し前添加制御を実行するのが好ましい。例えば、吸い戻し前添加制御を再度実行する際に、現時点でのＳＣＲ４における尿素吸着量及び吸着可能量上限値を算出する。そして、吸い戻し前添加制御を再度実行することによって所定添加量の尿素水溶液を添加したとすると、ＳＣＲ４における尿素吸着量が吸着可能量上限値を超えるか否かを判別する。ここで肯定判定された場合は、吸い戻し前添加制御の再実行を禁止する。
【００９４】
また、吸い戻し前添加制御を実行するとＳＣＲ４における尿素吸着量が吸着可能量上限値を超えると判定された場合、内燃機関１から排出されるＮＯｘの量を増加させつつ吸い戻し前添加制御を実行してもよい。内燃機関１からのＮＯｘ排出量が増加すると、ＳＣＲ４におけるＮＯｘの還元に消費される尿素の量が増加する。その結果、ＳＣＲ４における尿素吸着量が減少する。そのため、吸い戻し前添加制御を実行しても、ＳＣＲ４における尿素吸着量を吸着可能量上限値以下に抑制することが可能となる。
【００９５】
ここで、内燃機関１からのＮＯｘ排出量を増加させる方法としては、内燃機関１における燃料噴射時期を遅角させる方法、又はＥＧＲ装置９によって内燃機関１に供給されるＥＧＲガスの量を減少させる方法等を例示することができる。
【００９６】
＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。尚、ここでは、上記実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００９７】
（概略構成）
本実施例においては、図１における４が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（NOx storage reduction catalyst：以下、ＮＳＲと称する）である。また、図１における１１が、ＮＳＲ４に還元剤となる燃料（ＨＣ）を供給するための燃料供給装置である。つまり、図１において、５は燃料添加弁であり、６は燃料タンクであり、８は燃料通路である。燃料タンク６に貯留された燃料が、電動ポンプ７によって燃料通路８を通って燃料添加弁５に圧送される。
【００９８】
本実施例に係る燃料添加弁５の概略構成は、実施例１〜３に係る尿素添加弁と図２に示すような構成となっている。つまり、燃料添加弁５内においてニードル５ｂが該燃料添加弁５の軸方向に移動することで、噴射孔５ａが開通すると、該噴射孔５ａから燃料が噴射される。
【００９９】
また、本実施例においても、燃料添加弁５から燃料が添加される際には、噴射孔５ａの開通及び遮断が繰り返されることで、複数回の燃料の噴射が周期的に行なわれる。また、電動ポンプ７による燃料の圧送圧力を変更することで、燃料添加弁５からの燃料の噴射圧力を変更することができる。
【０１００】
燃料添加弁５から排気中に燃料が添加されると、ＮＳＲ４に該燃料が供給される。ＮＳＲ４に燃料が供給されると、燃料の酸化熱によってＮＳＲ４の温度が上昇すると共に、ＮＳＲ４の周囲雰囲気の空燃比が低下し該周囲雰囲気が還元雰囲気となる。その結果、ＮＳＲ４に吸蔵されていたＮＯｘが還元される。
【０１０１】
尚、本実施例においては、ＮＳＲ４が本発明に係る排気浄化触媒に相当し、燃料添加弁５が本発明に係る添加弁に相当する。また、本実施例においては、燃料供給装置１１が本発明に係る供給部に相当する。
【０１０２】
（吸い戻し制御）
本実施例においては、内燃機関１の運転停止後に燃料添加弁５内に燃料が残留していると、燃料に起因する燃料添加弁５の劣化が促進される虞がある。また、該残留した燃料が、内燃機関１の再始動後における通常添加時の添加不良の原因となる虞もある。そこで、本実施例においても、実施例１〜３の場合と同様、内燃機関１の運転停止後に、電動ポンプ７を逆方向に駆動させることで、燃料添加弁５内に溜まっている燃料を燃料タンク６に吸い戻す吸い戻し制御を実行する。この吸い戻し制御を実行することで、燃料添加弁５内に燃料が残留することを抑制することができる。
【０１０３】
（吸い戻し前添加制御）
さらに、本実施例においても、吸い戻し制御を実行した際の燃料添加弁５における異物不具合の発生または悪化を抑制すべく、吸い戻し前添加制御を実行する。該吸い戻し前添加制御では、燃料添加弁５の噴射孔５ａ近傍又は燃料添加弁５内に存在する異物を吹き飛ばすことを目的として燃料添加弁５から燃料を添加する。
【０１０４】
また、本実施例の場合、内燃機関１の運転停止後に吸い戻し前添加制御を実行すると、該吸い戻し前添加制御によって添加された燃料が排気通路３またはＮＳＲ４に付着し易い。そこで、本実施例では、内燃機関１に運転停止前の所定のタイミングで吸い戻し前添加制御を実行する。この所定のタイミングは、実施例１において吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止前に行なう場合の所定のタイミングと同様である。
【０１０５】
これにより、吸い戻し前添加制御によって添加された燃料がＮＳＲ４における酸化反応または還元反応に消費される。そのため、該燃料が排気通路３またはＮＳＲ４に付着することを抑制することができる。
【０１０６】
（制御フロー）
以下、本実施例に係る吸い戻し前添加制御及び吸い戻し制御のフローについて図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
【０１０７】
本フローでは、先ずステップＳ４０１において、内燃機関１の運転停止前の所定のタイミングとなったか否かが判別される。ステップＳ４０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ４０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【０１０８】
ステップ４０２においては、吸い戻し前添加制御の実行時における燃料添加弁５からの燃料の噴射周期ｔｉｎｊ及び噴射圧力Ｐｉｎｊが設定される。このステップＳ３０３の処理は、図３に示したフローにおけるステップＳ１０６と同様である。尚、本実施例の場合、「通常添加」とは、通常の内燃機関１の運転中にＮＳＲ４に燃料を供給すべく行なわれる燃料添加弁５からの燃料添加のことである。
【０１０９】
次に、ステップＳ４０３において、吸い戻し前添加制御が実行される。本実施例においては、吸い戻し前添加制御の実行時における燃料の添加量が予め所定添加量に設定されている。そのため、ステップＳ４０３において実行された吸い戻し前添加制御は、燃料の添加量が所定添加量に達すると停止される。尚、本実施例においては、ステップＳ４０３を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し前添加制御実行手段に相当する。
【０１１０】
次に、ステップＳ４０４において、内燃機関１の運転が停止したか否かが判別される。ステップＳ４０４において肯定判定された場合、次にステップＳ４０５において吸い戻し制御が実行される。一方、ステップＳ４０４において否定判定された場合、ステップＳ４０４の処理が再度実行される。尚、本実施例においては、ステップＳ４０５を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る吸い戻し制御実行手段に相当する。
【０１１１】
尚、本実施例においては、吸い戻し前添加制御を実行すると、燃料添加弁５から添加された燃料がＮＳＲ４において酸化されることでＮＳＲ４の温度が上昇する。従って、ＮＳＲ４に供給され、ＮＳＲ４において酸化される燃料の量が過剰に多くなると、ＮＳＲ４の温度が過剰に上昇する虞がある。
【０１１２】
そこで、本実施例では、吸い戻し前添加制御の実行中に、上流側及び下流側温度センサ１５、１６の検出値に基づいてＮＳＲ４の温度を算出してもよい。そして、ＮＳＲ４の温度が予め定められた上限温度に達した場合は吸い戻し前添加制御を停止させるようにしてもよい。
【０１１３】
また、本実施例においても、実施例２または３の場合と同様、吸い戻し前添加を実行する前に、燃料添加弁５において異物不具合が発生しているか否かを判別してもよい。そして、異物不具合が発生している場合にのみ吸い戻し前添加制御を実行してもよい。本実施例の場合、燃料添加弁５から燃料を添加した際の、上流側温度センサ１５の検出値と下流側温度センサ１６の検出値との差、または上流側ＮＯｘセンサ１３の検出値と下流側ＮＯｘセンサ１４の検出値との差に基づいて、ＮＳＲ４への燃料供給量を推定することができる。そして、その推定値と正常時のＮＳＲ４への燃料供給量とを比較することで、燃料添加弁５において異物不具合が発生しているか否かを判別することができる。
【０１１４】
さらに、本実施例においても、実施例３の場合と同様、吸い戻し前添加制御を実行した後、燃料添加弁５における異物不具合が解消しているか否かをを判別してもよい。そして、燃料添加弁５における異物不具合が解消していないと判定された場合は吸い戻し前添加制御を再度実行するようにしてもよい。この場合、吸い戻し前添加制御の実行時における燃料の所定添加量を比較的少ない一定量とする。燃料添加弁５における異物不具合が解消しているか否かは、燃料添加弁５における異物不具合が発生しているか否かを吸い戻し前添加制御の実行前に判別するときと同様の方法によって判別することができる。
【０１１５】
また、本実施例においても、吸い戻し前添加制御を内燃機関１の運転停止後に実行してもよい。この場合、内燃機関１の運転停止直後であってＮＳＲ４が未だ活性状態にある間に吸い戻し前添加制御を実行するのが好ましい。これによれば、添加された燃料がＮＳＲ４において酸化されるため、該燃料がＮＳＲ４に付着するのを抑制することができる。
【０１１６】
本実施例に係るＮＳＲ４を酸化触媒等の他の触媒又はＮＳＲを担持したフィルタに置き換えた場合にも、本実施例に係る吸い戻し制御及び吸い戻し前添加制御を適用することができる。
【０１１７】
（変形例）
本実施例の変形例について図７に基づいて説明する。尚、ここでは、上記と異なる点についてのみ説明する。
【０１１８】
図７は、本変形例に係る内燃機関１の吸排気系の概略構成を示す図である。図７において、８ａは、燃料タンク６と内燃機関１を接続する第一燃料通路であり、１８は、燃料タンク６側から内燃機関１側に燃料を圧送するポンプである。該ポンプ１８は、内燃機関１のクランクシャフトの回転によって駆動するポンプである。また、図７において、１９は、ポンプ１８と内燃機関１とを接続する第一リターン通路である。第一リターン通路１９では、ポンプ１８の圧送力によって、ポンプ１８側から燃料タンク６側に燃料が流れる。つまり、内燃機関１での燃料噴射に不要な分の燃料が、第一リターン通路１９を介してポンプ１８から燃料タンク６に戻される。
【０１１９】
また、ポンプ１８と燃料添加弁５とが第二燃料通路８ｂによって接続されている。ポンプ１８によって燃料が圧送されることで、第一及び第二燃料通路８ａ、８ｂを介して燃料タンク６から燃料添加弁５に燃料が供給される。さらに、第二燃料通路８ｂと第一リターン通路１９とが第二リターン通路２０によって接続されている。第二燃料通路８ｂと第二リターン通路２０との接続部には三方弁２１が設けられている。該三方弁２１は、ＥＣＵ１０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１０によって制御される。
【０１２０】
本変形例のような構成の場合、三方弁２１によって、該三方弁２１より下流側（燃料添加弁５側）の第二燃料通路８ｂと第二リターン通路２０とを開通させることで、吸い戻し制御を実行することができる。つまり、本変形例に係る吸い戻し制御では、ポンプ１８の順方向の駆動によって、燃料添加弁５内に溜まっている燃料が第二燃料通路２０を介して燃料タンク６に吸い戻される。このような構成であっても、吸い戻し前添加制御は上記と同様に行なうことができる。
【０１２１】
上記実施例１〜４は可能な限り組み合わせることができる。また、実施例１〜３では排気通路に設けられた添加弁が尿素添加弁である場合について説明し、実施例４では該添加弁が燃料添加弁である場合について説明したが、該添加弁が酸化剤（例えば、オゾンや過酸化水素）を添加するものである場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１・・・内燃機関
２・・・吸気通路
３・・・排気通路
４・・・選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ）
５・・・尿素添加弁、燃料添加弁
５ａ・・噴射孔
５ｂ・・ニードル
６・・・尿素タンク、燃料タンク
７・・・電動ポンプ
８・・・尿素通路、燃料通路
８ａ・・第一燃料通路
８ｂ・・第二燃料通路
９・・・ＥＧＲ装置
１０・・ＥＣＵ
１１・・尿素供給装置、燃料供給装置
１２・・圧力センサ
１３、１４・・ＮＯｘセンサ
１５、１６・・温度センサ
１７・・エアーフローメータ
１８・・ポンプ
１９・・第一リターン通路
２０・・第二リターン通路
２１・・三方弁
【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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