(57)【要約】【課題】固着した浄化物を除去することのできる添加装置を提供する。【解決手段】排ガスに含まれる有害物質を浄化するための浄化物を溶質として含む浄化水溶液を排ガスに添加する添加弁と、添加弁内に正圧と負圧を発生させる圧力発生部と、を有する。添加弁に固着した浄化物を除去する際、圧力発生部は正圧と負圧を交互に発生させて、添加弁内への浄化水溶液の圧送と、添加弁内の気体の排出とを交互に繰り返し、添加弁内に浄化水溶液を充填する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（３００）の排ガスに含まれる有害物質を浄化するための浄化物を溶質として含む浄化水溶液を前記排ガスに添加する添加弁（１０）と、
前記添加弁内に正圧と負圧を発生させる圧力発生部（７０）と、を有し、
前記添加弁に固着した前記浄化物を除去する際、前記圧力発生部は前記正圧と前記負圧を交互に発生させて、前記添加弁内への前記浄化水溶液の圧送と、前記添加弁内の気体の排出とを交互に繰り返し、前記添加弁内に前記浄化水溶液を充填する添加装置。
【請求項２】
前記圧力発生部は、前記正圧を圧送時間発生させた後、待機時間経過後、前記負圧を排出時間発生させることで、前記正圧と前記負圧を交互に発生させており、
前記圧送時間および前記排出時間それぞれは、前記待機時間よりも短い請求項１に記載の添加装置。
【請求項３】
前記圧送時間は前記排出時間よりも短い請求項２に記載の添加装置。
【請求項４】
前記排出時間は前記圧送時間よりも短い請求項２に記載の添加装置。
【請求項５】
前記排ガスの温度を検出する温度センサ（５０３，５０４）と、
前記浄化物の析出にかかわる析出温度、および、析出した前記浄化物の前記添加弁への固着にかかわる固着時間を保有する比較部（８０）と、を有し、
前記比較部は、前記内燃機関の停止後、前記温度センサで検出された前記排ガスの温度が前記析出温度以上である時間が前記固着時間以上であるか否かを判定する請求項１〜４いずれか１項に記載の添加装置。
【請求項６】
前記添加弁の開弁と閉弁を制御する開閉制御部（８０）を有し、
前記開閉制御部は、前記内燃機関の停止後に前記添加弁を開弁制御し、
前記圧力発生部は、前記開閉制御部が前記開弁制御している際に前記負圧を発生することで前記添加弁内の前記浄化水溶液の吸い出しを行う吸い出し処理を行っており、
前記比較部は、前記内燃機関の停止後であり、なおかつ、前記吸い出し処理が行われた後において、前記温度センサで検出された前記排ガスの温度が前記析出温度以上である時間が前記固着時間以上であるか否かを判定する請求項５に記載の添加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排ガスに浄化水溶液を添加する添加装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、従来、尿素噴射ノズルの詰まり防止方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８４１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される尿素噴射ノズルの詰まり防止方法では、尿素水溶液を尿素タンクに回収する際に尿素噴射ノズルの開閉を繰り返す。こうすることで尿素噴射ノズルに尿素水溶液が残留することを抑制している。
【０００５】
しかしながら、このように尿素水溶液の吸い戻しを行ったとしても、尿素噴射ノズルから尿素水溶液を吸い出しつくすことはできない。尿素噴射ノズルに残留した尿素水溶液（浄化水溶液）から尿素（浄化物）が析出して尿素噴射ノズルに固着する虞がある。
【０００６】
そこで本開示は上記問題点に鑑み、固着した浄化物を除去することのできる添加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】
【０００７】
上記した目的を達成するための開示の１つは、内燃機関（３００）の排ガスに含まれる有害物質を浄化するための浄化物を溶質として含む浄化水溶液を排ガスに添加する添加弁（１０）と、
添加弁内に正圧と負圧を発生させる圧力発生部（７０）と、を有し、
添加弁に固着した浄化物を除去する際、圧力発生部は正圧と負圧を交互に発生させて、添加弁内への浄化水溶液の圧送と、添加弁内の気体の排出とを交互に繰り返し、添加弁内に浄化水溶液を充填する。
【０００８】
これによれば添加弁（１０）に固着した浄化物が浄化水溶液に溶解する。これにより固着した浄化物が添加弁（１０）から除去される。
【０００９】
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】浄化システムを説明するためのブロック図である。
【図２】添加弁の構成を説明するための断面図である。
【図３】図２において破線で囲まれたＡ領域の開弁時の拡大断面図である。
【図４】図２において破線で囲まれたＢ領域の開弁時の拡大断面図である。
【図５】図２において破線で囲まれたＡ領域の閉弁時の拡大断面図である。
【図６】図２において破線で囲まれたＢ領域の閉弁時の拡大断面図である。
【図７】回転制御信号を説明するための模式図である。
【図８】尿素水溶液の充填量の時間変化を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】回転制御信号の複数の形態を示す図表である。
【図１０】析出物の接着力を示すグラフである。
【図１１】図１０において破線で囲って示す領域Ｃを示すグラフである。
【図１２】尿素の固着判定を示すフローチャートである。
【図１３】尿素の除去処理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】
【００１１】
以下、本開示の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図１３に基づいて本実施形態に係る添加装置、および、添加装置を含む浄化システムを説明する。
【００１３】
＜浄化システム＞
図１に示すように浄化システム２００はエンジン３００の排気管３１０に設けられる。浄化システム２００はエンジン３００の燃焼駆動によって発生した排ガスを浄化する機能を果たす。エンジン３００が内燃機関に相当する。
【００１４】
浄化システム２００は添加装置１００とＳＣＲ触媒４００を有する。エンジン３００からその下流に向かって、添加装置１００とＳＣＲ触媒４００が順に並んで排気管３１０に設けられている。
【００１５】
添加装置１００は尿素水溶液を排気管３１０の中空に噴射する。これにより尿素水溶液が排気管３１０内の排ガスに添加される。尿素水溶液は排気管３１０内で加水分解される。これにより還元剤としてのアンモニアが生成される。このアンモニアがＳＣＲ触媒４００に添加される。ＳＣＲ触媒４００は添加されたアンモニアを貯蔵する。ＳＣＲ触媒４００は貯蔵したアンモニアと排ガス中のＮＯｘとを反応させる。これによりＮＯｘが水や窒素に分解される。ＮＯｘが有害物質に相当する。尿素が浄化物に相当する。尿素水溶液が浄化水溶液に相当する。
【００１６】
浄化システム２００は添加装置１００とＳＣＲ触媒４００の他にセンサ５００を有する。センサ５００は、第１ＮＯｘセンサ５０１、第２ＮＯｘセンサ５０２、第１排気温度センサ５０３、および、第２排気温度センサ５０４を備えている。エンジン３００からその下流に向かって、第１ＮＯｘセンサ５０１、第１排気温度センサ５０３、添加装置１００、第２排気温度センサ５０４、ＳＣＲ触媒４００、および、第２ＮＯｘセンサ５０２が順に並んで排気管３１０に設けられている。
【００１７】
以上に示した並び順のために各センサは以下に示す物理量を検出する。すなわち第１ＮＯｘセンサ５０１はエンジン３００から排出された排ガスに含まれるＮＯｘを検出する。第１排気温度センサ５０３はエンジン３００から排出された排ガスの温度を検出する。第２排気温度センサ５０４はＳＣＲ触媒４００に流入する排ガスの温度を検出する。第２ＮＯｘセンサ５０２はＳＣＲ触媒４００によって浄化された排ガスに含まれるＮＯｘを検出する。
【００１８】
＜添加装置＞
次に、添加装置１００を説明する。図１に示すように添加装置１００は添加弁１０を有する。添加弁１０は装着装置６００によって排気管３１０に装着されている。添加弁１０の先端は排気管３１０内の空間を通る排ガスに晒されている。排ガスによって添加弁１０が高温になる虞がある。これを抑制するために装着装置６００には冷却水を流動させるための冷却水路が形成されている。
【００１９】
図１に示すように添加装置１００は、添加弁１０の他に、タンク６０、ポンプ７０、ＤＣＵ８０、および、配管９０を有する。添加弁１０とポンプ７０は配管９０を介して連結されている。ポンプ７０はタンク６０に連結されている。タンク６０に尿素水溶液が貯留されている。以上に示した連結構成により、尿素水溶液は、ポンプ７０と配管９０を介して添加弁１０とタンク６０との間で流動可能になっている。
【００２０】
ポンプ７０は正転方向と逆転方向に回転可能になっている。ポンプ７０が正転方向に回転（正回転）すると、タンク６０から添加弁１０へ向かう正圧が配管９０に発生する。これによりタンク６０内の尿素水溶液が配管９０を介して添加弁１０に圧送される。
【００２１】
ポンプ７０が逆転方向に回転（逆回転）すると、添加弁１０からタンク６０へ向かう負圧が配管９０に発生する。これにより添加弁１０内の尿素水溶液が配管９０を介してタンク６０に吸い戻される。またこの際、添加弁１０内の気体が配管９０に排出される。ポンプ７０は圧力発生部に相当する。
【００２２】
ＤＣＵ８０は添加弁１０とポンプ７０それぞれと電気的に接続されている。ＤＣＵ８０は添加弁１０の開閉とポンプ７０の回転を制御する。ＤＣＵはdosing control unitの略である。ＤＣＵ８０が開閉制御部に相当する。
【００２３】
ＤＣＵ８０は、以下に示すように、エンジン３００の駆動状態、および、尿素の固着判定に応じて、ポンプ７０の回転と添加弁１０の開閉を制御する。
【００２４】
エンジン３００が燃焼駆動している場合、ＤＣＵ８０はポンプ７０を正回転させる。それとともにＤＣＵ８０は添加弁１０を開閉制御する。こうすることでＤＣＵ８０はタンク６０に貯留された尿素水溶液を添加弁１０に圧送する。それとともにＤＣＵ８０は添加弁１０から排気管３１０に尿素水溶液を噴射する。またＤＣＵ８０は添加弁１０から排気管３１０に噴射される尿素水溶液量を制御する。
【００２５】
エンジン３００の燃焼駆動が停止した場合、ＤＣＵ８０はポンプ７０を逆回転させる。それとともにＤＣＵ８０は添加弁１０を開弁制御する。こうすることでＤＣＵ８０は添加弁１０内の尿素水溶液を気体とともにタンク６０に吸い戻す。この吸い戻し処理が吸い出し処理に相当する。
【００２６】
また、添加弁１０内の尿素水溶液のタンク６０への吸い戻しの後、後述する尿素の固着判定において、尿素が添加弁１０に固着したと判定した場合、ＤＣＵ８０はポンプ７０を正回転と逆回転とに交互に制御する。それとともにＤＣＵ８０は添加弁１０を閉弁制御する。こうすることでＤＣＵ８０は添加弁１０内の気体の吸い出しと添加弁１０内への尿素水溶液の充填を行う。なお上記の閉弁制御は、単に添加弁１０への通電の停止によって実施される。
【００２７】
＜添加弁＞
次に、添加弁１０を図２に基づいて詳説する。以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向と示す。ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面と示す。
【００２８】
添加弁１０は、ボディ２０、弁体３０、バネ４０、および、電磁部５０を有する。ボディ２０は尿素水溶液の流通する尿素水流路２１を内部に構成している。この尿素水流路２１に弁体３０とバネ４０が設けられている。バネ４０は弁体３０に付勢力を付与する。この付勢力により添加弁１０が閉弁される。
【００２９】
電磁部５０はボディ２０に設けられる。電磁部５０は磁気回路を形成する。これにより弁体３０がバネ４０の付勢力に抗して動かされる。添加弁１０が開弁される。以下、添加弁１０の構成要素を個別に詳説する。
【００３０】
＜ボディ＞
ボディ２０は、ノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４を有する。ノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４はｚ方向に順に並んでいる。ノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４それぞれはｚ方向に開口する筒形状を成している。ノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４それぞれの開口を通る中心軸はｚ方向に沿っている。これら３つの中心軸のｘ−ｙ平面の位置が一致している。図２では、これら３つの中心軸を、ボディ２０の中心軸ＣＡとして一点鎖線で示している。
【００３１】
ノズルボディ２２と導入部２４は非磁性部材２３を介して機械的に連結されている。ノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４によって、ｚ方向に開口する筒が構成されている。この筒の有する２つの開口のうちの一方がノズルボディ２２の先端で構成されている。２つの開口のうちの他方が導入部２４の先端で構成されている。
【００３２】
この２つの開口のうちの他方を構成する導入部２４の先端に配管９０が連結される。配管９０から尿素水流路２１への尿素水溶液の圧送が可能となっている。逆に、尿素水流路２１から配管９０への尿素水溶液と気体の吸い戻しが可能となっている。
【００３３】
ノズルボディ２２は磁性材料からなる。ノズルボディ２２は母材を切削加工などによって形状を整えることで製造される。ノズルボディ２２の中空に弁体３０、後述の可動コア５６の一部、および、バネ４０の一部が設けられている。
【００３４】
非磁性部材２３は、その名の示す通り、非磁性材料から成る。非磁性部材２３は、電磁部５０によって形成される磁気回路の、可動コア５６への通過が妨げられることを抑制する機能を果たす。非磁性材料としては、例えばセラミックを採用することができる。
【００３５】
上記したように非磁性部材２３はノズルボディ２２と導入部２４を機械的に連結する機能も果たす。非磁性部材２３の中空には、可動コア５６、バネ４０、および、後述の固定コア５５それぞれの一部が設けられている。
【００３６】
導入部２４は磁性材料から成る。導入部２４は母材を切削加工などによって形状を整えることで製造される。
【００３７】
導入部２４の中空に固定コア５５の一部が設けられている。固定コア５５は筒形状を成している。固定コア５５の外側面は導入部２４の内周面と接触している。固定コア５５は導入部２４に固定されている。
【００３８】
また固定コア５５の中空に圧入部材２６の一部が設けられている。圧入部材２６は筒形状を成す。圧入部材２６は配管９０の連結される導入部２４の先端の開口部からその内部へと挿入される。そして圧入部材２６は固定コア５５の中空に圧入される。これにより圧入部材２６の外側面と固定コア５５の内側面との間に圧入部材２６の復元力が発生する。この復元力によって、圧入部材２６は固定コア５５に固定される。またそれとともに圧入部材２６は固定コア５５を介して導入部２４に固定される。
【００３９】
導入部２４の先端の開口部側の中空にフィルタ２４ａが設けられている。フィルタ２４ａは金属から成り、網目構造を有している。配管９０を介して導入部２４の構成する尿素水流路２１に流入した尿素水溶液はフィルタ２４ａを通過する。これにより尿素水溶液に含まれるゴミがフィルタ２４ａによって除去される。フィルタ２４ａによってゴミの除去された尿素水溶液が圧入部材２６と固定コア５５の中空へと流れる。
【００４０】
導入部２４の先端の外側面には、Ｏリング２４ｂとストッパ２４ｃが設けられている。またこの外側面には、ストッパ２４ｃを設けるための環状の溝部２４ｄが形成されている。図２に示すように、ｚ方向においてノズルボディ２２から導入部２４に向かう方向に、Ｏリング２４ｂとストッパ２４ｃが順に並んでいる。これにより、Ｏリング２４ｂが導入部２４から外れることがストッパ２４ｃによって抑制されている。
【００４１】
ボディ２０はノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４の他に、微小な噴射孔２５ａの形成された噴射部２５を有する。図３に示すように噴射部２５は、ノズルボディ２２の先端の開口部に固定される口端部２５ｂと、噴射孔２５ａの形成された先端部２５ｃと、を有する。
【００４２】
口端部２５ｂは筒形状を成す。口端部２５ｂはノズルボディ２２の中空に設けられる。口端部２５ｂの外面がノズルボディ２２の内面に溶接接合されている。口端部２５ｂの中空とノズルボディ２２の中空とが連通している。
【００４３】
先端部２５ｃはｚ方向に面する底部と、底部の内底面からｚ方向に起立した環状の側壁と、を有する。この側壁によって囲まれることで構成される先端部２５ｃの中空に口端部２５ｂの排気管３１０側の端部が設けられる。先端部２５ｃの内面に口端部２５ｂの外面が溶接接合されている。口端部２５ｂの排気管３１０側の開口部が先端部２５ｃの底部によって覆われている。
【００４４】
口端部２５ｂの内径は不定である。口端部２５ｂの内面には、ｚ方向まわりの周方向で環状を成す接触面２５ｄが形成されている。環状の接触面２５ｄは、ｚ方向において先端部２５ｃからノズルボディ２２側へと向かうにしたがって、徐々に径の広がるテーパ形状を成している。この接触面２５ｄに弁体３０の先端が着座したり離座したりする。
【００４５】
先端部２５ｃの底部の中央部は、口端部２５ｂの接触面２５ｄよりもボディ２０の中心軸ＣＡ側に位置する。そして先端部２５ｃの底部の中央部は、ｚ方向において口端部２５ｂの開口部と対向している。この底部の中央部に、尿素水溶液を噴射するための噴射孔２５ａが複数形成されている。噴射孔２５ａは底部の内底面と外底面を貫通している。
【００４６】
＜弁体＞
弁体３０は母材を切削加工などによって形状を整えることで製造される。弁体３０はｚ方向に延びる筒形状を成す。弁体３０とボディ２０の中心軸はｘ−ｙ平面で一致している。
【００４７】
弁体３０は自身の中空と連通する１つの開口端と、自身の中空と非連通の１つの閉口端と、を有する。弁体３０の閉口端は噴射孔２５ａ側に位置する。弁体３０の開口端は導入部２４側に位置する。閉口端は上記の弁体３０の先端に相当する。
【００４８】
弁体３０の閉口端の外面にはｚ方向まわりの周方向で環状の縁部が形成されている。縁部は接触面２５ｄと同一の傾斜角度のテーパ形状となっている。この閉口端の縁部が、バネ４０の付勢力によって接触面２５ｄと全面的に環状に接触する。これにより噴射孔２５ａと尿素水流路２１との連通が遮断される。
【００４９】
弁体３０の開口端に可動コア５６が設けられている。可動コア５６は中空を有する。可動コア５６の中空と弁体３０の中空は連通している。また可動コア５６の中空と固定コア５５の中空も連通している。したがって、上記したフィルタ２４ａによってゴミの除去された尿素水溶液は、圧入部材２６と固定コア５５の中空へ流れるとともに、可動コア５６と弁体３０の中空へも流れる。
【００５０】
図２および図４に示すように可動コア５６と固定コア５５はｚ方向で対向している。より詳しく言えば、可動コア５６のｘ−ｙ平面において環状を成す上端面５６ａと、固定コア５５のｘ−ｙ平面において環状を成す下端面５５ａとがｚ方向で対向している。
【００５１】
後述するように可動コア５６は弁体３０とともにボディ２０の軸方向（ｚ方向）に移動する。可動コア５６の軸方向への移動により、可動コア５６と固定コア５５とはｚ方向で近づいたり離れたりする。
【００５２】
より詳しく言えば、可動コア５６が噴射孔２５ａ側に変位すると、図６に示すように可動コア５６と固定コア５５とがｚ方向で離れる。図５に示すように弁体３０の閉口端が接触面２５ｄに着座している際、可動コア５６の上端面５６ａと固定コア５５の下端面５５ａとがｚ方向で最も離れる。このように可動コア５６と固定コア５５とがｚ方向で離れている際に、上端面５６ａと下端面５５ａとの間に尿素水溶液の流動する空隙通路が構成される。
【００５３】
これとは逆に、可動コア５６が導入部２４側に変位すると、可動コア５６と固定コア５５とがｚ方向で近づく。図３に示すように弁体３０の閉口端と接触面２５ｄとが離座する。弁体３０の閉口端と接触面２５ｄとがｚ方向において最も離れている際に、図４に示すように可動コア５６の上端面５６ａと固定コア５５の下端面５５ａとが接触する。この際、上記の空隙通路が無くなる。なお図４および図６ではノズルボディ２２、非磁性部材２３、および、導入部２４それぞれを特に区別せずに、ボディ２０として一律して図示している。
【００５４】
弁体３０は中空を区画する内面３０ａとその裏側の外面３０ｂを有する。上記したように弁体３０の中空は可動コア５６の中空と連通している。そのために弁体３０の中空は可動コア５６の中空とともに尿素水溶液の流動する流通路を構成している。
【００５５】
弁体３０の外面３０ｂは口端部２５ｂとノズルボディ２２それぞれの内面とｘ−ｙ平面で離れて対向している。また可動コア５６の外側面はノズルボディ２２と非磁性部材２３それぞれの内面とｘ−ｙ平面で離れて対向している。そのために弁体３０と口端部２５ｂとの間、および、弁体３０とノズルボディ２２との間それぞれに空間が構成されている。また可動コア５６とノズルボディ２２との間、および、可動コア５６と非磁性部材２３との間それぞれに空間が構成されている。これらの空間も尿素水溶液の流動する流通路を構成している。これらの空間は上記した弁体３０の中空や空隙通路と連通している。
【００５６】
以下においては、弁体３０の中空と可動コア５６の中空とによって構成される流通路を第１流通路３１と示す。上記した、弁体３０、口端部２５ｂ、ノズルボディ２２、可動コア５６、および、非磁性部材２３によって構成される流通路を第２流通路３２と示す。
【００５７】
上記したように弁体３０の閉口端が接触面２５ｄに着座して、添加弁１０が閉弁状態の場合、図６に示すように可動コア５６と固定コア５５との間に空隙通路が構成される。この際、第１流通路３１と第２流通路３２が空隙通路を介して連通される。
【００５８】
これとは逆に、図４に示すように可動コア５６と固定コア５５とが接触して、添加弁１０が開弁状態の場合、上記の空隙通路は無くなる。そのため、第１流通路３１と第２流通路３２は空隙通路を介して連通しなくなる。第１流通路３１と第２流通路３２との空隙通路を介した連通が遮断される。
【００５９】
ただし弁体３０には、弁体３０の中空とノズルボディ２２の中空とを連通するための第１連通孔３３が形成されている。弁体３０には、弁体３０の中空と口端部２５ｂの中空とを連通するための第２連通孔３４が形成されている。すなわち弁体３０には、第１流通路３１と第２流通路３２を連通するための第１連通孔３３と第２連通孔３４が形成されている。これら第１連通孔３３と第２連通孔３４により、第１流通路３１と第２流通路３２は添加弁１０の開弁状態と閉弁状態によらずに連通している。
【００６０】
なお第１連通孔３３は弁体３０におけるノズルボディ２２との対向面に設けられている。第２連通孔３４は弁体３０における口端部２５ｂとの対向面に設けられている。そのために第２連通孔３４は第１連通孔３３よりも噴射孔２５ａ側に位置している。本実施形態では２つの第１連通孔３３が弁体３０に形成されている。４つの第２連通孔３４が弁体３０に形成されている。
【００６１】
＜バネ＞
バネ４０は可動コア５６と弁体３０に付勢力を付与する機能を果たす。バネ４０は線形状の弾性材料がｚ方向にらせん状に巻き回されて成るコイルバネである。バネ４０はｚ方向において可動コア５６と圧入部材２６との間に設けられている。そして上記の圧入部材２６の圧入により、バネ４０は可動コア５６と圧入部材２６との間でｚ方向に圧縮されている。
【００６２】
これによりバネ４０は、ｚ方向においてバネ４０から離れる方向に付勢力を発生させている。このために弁体３０と可動コア５６それぞれには、ｚ方向において噴射孔２５ａ側へ向かうバネ４０の付勢力が付与されている。この付勢力により弁体３０と可動コア５６との接触状態が保たれる。また電磁部５０によって磁気回路が形成されない場合、付勢力によって弁体３０の閉口端の縁部が口端部２５ｂの接触面２５ｄに着座する。添加弁１０の閉弁状態が保たれる。
【００６３】
＜電磁部＞
電磁部５０は、ソレノイドコイル５１、コネクタ５２、樹脂部５３、ハウジング５４、固定コア５５、および、可動コア５６を有する。ソレノイドコイル５１はコネクタ５２とともに樹脂部５３によって一体的に連結されている。ソレノイドコイル５１は固定コア５５と可動コア５６の周囲を囲むように、樹脂部５３によってボディ２０に固定されている。
【００６４】
コネクタ５２はＤＣＵ８０と電気的に接続されている。ＤＣＵ８０は添加弁１０を開閉制御するために、デジタルの制御信号によってコネクタ５２に流す電流を制御している。この制御信号のＨｉレベルとＬｏレベルの一方によってコネクタ５２に電流が流れる。
【００６５】
本実施形態では、制御信号がＨｉレベルの場合にコネクタ５２を介してソレノイドコイル５１に電流が流れる。これによりソレノイドコイル５１から磁界が発生される。制御信号がＬｏレベルの場合にコネクタ５２を介したソレノイドコイル５１への通電が停止する。これによりソレノイドコイル５１からの磁界の発生が止む。
【００６６】
ハウジング５４は筒形状を成している。ハウジング５４はソレノイドコイル５１と樹脂部５３それぞれの周囲を囲むようにボディ２０に固定されている。
【００６７】
固定コア５５は筒形状を成している。固定コア５５は導入部２４と非磁性部材２３の中空に設けられている。図４および図６に示すように、固定コア５５の弁体３０側の外径は、非磁性部材２３との接触面積を低減するため、非磁性部材２３の内径よりも狭くなっている。そのため、固定コア５５と非磁性部材２３とによって、上記した第２流通路３２と連通する隘路５５ｂが構成されている。隘路５５ｂはｘ−ｙ平面において環状を成している。この隘路５５ｂも尿素水溶液で満たされる。隘路５５ｂは空隙通路を介して第１流通路３１と連通している。
【００６８】
可動コア５６は筒形状を成している。可動コア５６は非磁性部材２３とノズルボディ２２の中空に設けられている。可動コア５６の中空には、ｘ−ｙ平面において環状を成す取り付け部５７が構成されている。この取り付け部５７によって、可動コア５６の中空は噴射孔２５ａ側の中空と導入部２４側の中空とに区画されている。この可動コア５６の噴射孔２５ａ側の中空に弁体３０の開口端が挿入されている。
【００６９】
そして弁体３０の開口端の端面が、取り付け部５７の環状の下面５７ａと接触している。またこの可動コア５６の導入部２４側の中空にバネ４０が挿入されている。バネ４０が、取り付け部５７の環状の上面５７ｂと接触している。上記したバネ４０のｚ方向に沿う噴射孔２５ａ側へ向かう付勢力により、弁体３０の開口端の端面と可動コア５６の取り付け部５７の下面５７ａとの接触状態が保たれている。そのために弁体３０と可動コア５６はｚ方向にともに移動する。
【００７０】
図４および図６に示すように、可動コア５６の外径は、非磁性部材２３およびノズルボディ２２それぞれの内径よりも狭くなっている。そのため、可動コア５６と非磁性部材２３、および、可動コア５６とノズルボディ２２によって、上記した第２流通路３２の一部が構成されている。
【００７１】
ハウジング５４、固定コア５５、および、可動コア５６それぞれは磁性材料によって形成されている。上記したようにノズルボディ２２と導入部２４も磁性材料によって形成されている。非磁性部材２３は非磁性材料によって形成されている。固定コア５５と可動コア５６それぞれはｘ−ｙ平面において非磁性部材２３と隣り合っている。
【００７２】
以上により、通電によってソレノイドコイル５１から発生する磁界は、導入部２４、固定コア５５、可動コア５６、ノズルボディ２２、および、ハウジング５４を通る磁気回路を形成する。この磁気回路の形成により、可動コア５６には、ｚ方向に沿い、なおかつ、導入部２４側向きの電磁力が発生する。この電磁力により、可動コア５６はバネ４０の付勢力に抗して導入部２４側へと移動しようとする。
【００７３】
上記したように、バネ４０の付勢力により可動コア５６と弁体３０はともにｚ方向に移動する。したがって電磁力による可動コア５６の導入部２４側への移動により、弁体３０も導入部２４側へ移動する。この結果、弁体３０の先端（閉口端）が口端部２５ｂの接触面２５ｄから離座する。電磁力が無くなると、バネ４０の付勢力により、可動コア５６と弁体３０は噴射部２５側へ移動する。この結果、弁体３０の開口端が口端部２５ｂの接触面２５ｄに着座する。
【００７４】
電磁力によって弁体３０が接触面２５ｄから離座している際に、ポンプ７０による正圧の発生によって尿素水溶液が添加弁１０に圧送されている場合、噴射孔２５ａから排気管３１０の中空への尿素水溶液の噴射がなされる。ポンプ７０によって負圧が発生されている場合、添加弁１０からタンク６０への尿素水溶液と気体の吸い戻しがなされる。
【００７５】
＜尿素水溶液の残留＞
上記したようにＤＣＵ８０は、エンジン３００が燃焼駆動を停止した場合、添加弁１０内の尿素水溶液をタンク６０に吸い戻す。この際、以下に示す理由により、添加弁１０内に尿素水溶液が残留する。
【００７６】
尿素水溶液の吸い戻しの際、ポンプ７０によって負圧が発生されるとともに、添加弁１０は開弁状態になる。噴射孔２５ａを介して排気管３１０から尿素水流路２１へと気体が流動する。この気体が尿素水流路２１から配管９０へと流動する。この結果、図３に実線矢印で示す方向に尿素水溶液が気体とともに流れる。
【００７７】
しかしながら添加弁１０内には、尿素水溶液の流動抵抗の高い場所や流通路を構成しない袋小路がある。例えば図４に示すように、添加弁１０が開弁状態になると可動コア５６の上端面５６ａと固定コア５５の下端面５５ａとが接触する。これにより空隙通路が無くなる。そのために空隙通路を介した第１流通路３１と第２流通路３２との連通が遮断される。空隙通路を介した第２流通路３２から第１流通路３１への尿素水溶液の流動が妨げられる。特に、可動コア５６とボディ２０との間に構成される第２流通路３２内の尿素水溶液の吸い戻しが妨げられる。また、固定コア５５とボディ２０との間の隘路５５ｂ内の尿素水溶液の吸い戻しが困難になる。図３と図４ではドットハッチングで尿素水溶液を示している。
【００７８】
このように添加弁１０には尿素水溶液の流動抵抗の高い場所や流通路を構成しない袋小路がある。そのため、添加弁１０を開弁状態に維持して負圧を発生するだけでは、添加弁１０内の尿素水溶液を全て吸い戻すことができない。また、例えば負圧を発生しつつ、尿水溶液の流動性などを何ら考慮せずに、単に添加弁１０を開弁状態と閉弁状態に交互に切り換えるだけでは、添加弁１０内の尿素水溶液を吸い尽くすことはできない。それは、尿素水溶液が上記の流動抵抗の高い場所や袋小路に留まるためである。
【００７９】
上記の尿素水溶液の吸い戻し処理が終了すると、ＤＣＵ８０はソレノイドコイル５１への通電とポンプ７０の回転を停止する。これにより添加弁１０は閉弁状態になる。添加弁１０内での気体の流動が停止する。この後、添加弁１０内に残留した尿素水溶液は自重と粘性のために添加弁１０内を流動する。
【００８０】
図５と図６においてドットハッチングで尿素水溶液を示すように、尿素水溶液は噴射部２５と弁体３０との間に流れて留まる。尿素水溶液は可動コア５６の上端面５６ａと固定コア５５の下端面５５ａとの間の空隙通路に流れて留まる。尿素水溶液は可動コア５６と非磁性部材２３との間の第２流通路３２に流れて留まる。また尿素水溶液はバネ４０を構成する線形状の弾性材料間に留まる可能性もある。
【００８１】
以上に示したように尿素水溶液は、噴射部２５と弁体３０との間、可動コア５６と固定コア５５との間、および、可動コア５６と非磁性部材２３との間などに留まる。尿素水溶液はバネ４０を構成する線形状の弾性材料間に留まる。
【００８２】
なお図３〜図６においては、ボディ２０の中心軸ＣＡを鉛直方向に沿わせた場合の尿素水溶液の流動状態と滞留状態を示している。しかしながら中心軸ＣＡを鉛直方向に対して傾斜する方向に沿わせたとしても、添加弁１０内では流動抵抗の高い場所や袋小路が必ず生じる。そのために添加弁１０内での尿素水溶液の残留が生じる。
【００８３】
＜尿素の析出＞
上記したように添加弁１０は排気管３１０に装着される。排気管３１０を流動する排ガスは以下に示す場合に特に高温になる。すなわち、エンジン３００を高出力で駆動した場合、ＳＣＲ触媒４００に含まれる触媒物質を昇温する場合、ＳＣＲ触媒４００に付着したススを燃焼によって除去する再生処理を行った場合、排ガスは特に高温になる。
【００８４】
上記の再生処理を行った場合、排ガスの温度は最高で７００℃程度になる。これに伴い排気管３１０の温度は５００℃程度になる。添加弁１０を排気管３１０に装着する装着装置６００における冷却水の流動によって添加弁１０の温度上昇が抑制されているものの、添加弁１０の温度は１３５℃程度になる。このような高温状態は、排ガスの排出や上記の再生処理の停止した後においても、各部品の比熱のためにしばらくの間保たれる。
【００８５】
尿素水溶液を吸い戻した後に、上記の高温状態が保たれると、添加弁１０内に残留した尿素水溶液に含まれる水分が蒸発する。これにより尿素水溶液に溶質として含まれる尿素が添加弁１０内に析出する。この尿素は、上記した噴射部２５と弁体３０との間、可動コア５６と固定コア５５との間、可動コア５６と非磁性部材２３との間、および、バネ４０を構成する線形状の弾性材料間などに析出する。
【００８６】
この析出した尿素を放っておくと、添加弁１０に尿素が固着する。この固着した尿素によって、噴射部２５と弁体３０、可動コア５６と固定コア５５、可動コア５６と非磁性部材２３、および、バネ４０を構成する線形状の弾性材料間などが連結される。この結果、添加弁１０の開閉が妨げられる。添加弁１０から排気管３１０の中空への尿素水溶液の噴射が妨げられる。
【００８７】
さらに言えば、１３５℃よりもさらに高温に晒されると、析出した尿素はビウレット、シアヌル酸、アンメリンに変化する。これらビウレット、シアヌル酸、アンメリンそれぞれは尿素と比べて溶解度がけた違いに低い性質を有する。したがって、後述するように添加弁１０内に尿素水溶液が充填されても、析出物が尿素水溶液に溶解することが期待できなくなる。添加弁１０から析出物が除去されず、この析出物によって添加弁１０が制御できなくなる虞がある。
【００８８】
以上に示した不具合が生じることを避けるために、ＤＣＵ８０は、尿素水溶液の吸い戻し処理後、添加弁１０に尿素が固着したか否かを判定する固着判定を行う。尿素が固着していると判定される場合、ＤＣＵ８０は固着した尿素を除去する除去処理を行う。
【００８９】
＜尿素の固着判定＞
上記したように排気管３１０には第１排気温度センサ５０３と第２排気温度センサ５０４が設けられている。ＤＣＵ８０にはこれら第１排気温度センサ５０３と第２排気温度センサ５０４の少なくとも一方の出力が入力される。
【００９０】
ＤＣＵ８０は温度センサの出力と比較するための比較温度を保有（記憶）している。ＤＣＵ８０は温度センサの出力が比較温度以上であるか否かを判定する。ＤＣＵ８０は温度センサの出力が比較温度以上である場合、添加弁１０の温度は、尿素水溶液から尿素が析出し始める温度以上であると判定する。比較温度が析出温度に相当する。
【００９１】
またＤＣＵ８０は析出した尿素が添加弁１０に固着し始めたか否かを判定する固着時間を記憶している。ＤＣＵ８０は温度センサの検出温度が析出温度以上である時間を計測する。ＤＣＵ８０はこの計測時間が固着時間を超えるか否かを判定する。ＤＣＵ８０は計測時間が固着時間を超える場合、添加弁１０に尿素が固着したと判定する。ＤＣＵ８０が比較部に相当する。
【００９２】
＜尿素の除去処理＞
ＤＣＵ８０は添加弁１０に尿素が固着したと判定した場合、エンジン３００の始動後、以下に示す除去処理を行う。
【００９３】
添加弁１０に尿素が固着している場合、添加弁１０を開閉できない可能性がある。そのためにＤＣＵ８０は添加弁１０の開閉弁制御を実施しない。添加弁１０に固着した尿素を除去するべく、ＤＣＵ８０は添加弁１０内への尿素水溶液の充填を実施する。
【００９４】
添加弁１０は閉状態になっているために尿素水流路２１での気体の流動は期待できない。したがって、単に添加弁１０内に尿素水溶液を圧送するだけでは、添加弁１０内に尿素水溶液を効果的に充填することができない。
【００９５】
そこでＤＣＵ８０は、尿素水流路２１内の気体の吸い出しと尿素水流路２１内への尿素水溶液の圧送を交互に繰り返す。そのためにＤＣＵ８０はポンプ７０を正回転と逆回転とに交互に制御する。より具体的に言えば、ＤＣＵ８０は図７に示す回転制御信号をポンプ７０に出力する。
【００９６】
この回転制御信号は、正転信号、第１待機信号、逆転信号、第２待機信号からなる。正転信号によりポンプ７０は正回転する。逆転信号によりポンプ７０は逆回転する。第１待機信号と第２待機信号によりポンプ７０は回転を停止する。これら第１待機信号と第２待機信号は、ポンプ７０を正転から逆転、逆転から正転に切り換えるために必要となる待機時間を稼ぐための停止信号に相当する。
【００９７】
正転信号の出力時間（圧送時間）はＴ１である。逆転信号の出力時間（排出時間）はＴ３である。第１待機信号の出力時間（第１待機時間）はＴ２である。第２待機信号の出力時間（第２待機時間）はＴ４である。本実施形態では第１待機時間Ｔ２と第２待機時間Ｔ４は同一である。
【００９８】
回転制御信号がポンプ７０に順次入力されると、待機時間を挟んだ添加弁１０内への尿素水溶液の圧送と添加弁１０内の気体の吸い出しが交互に繰り返される。添加弁１０内の気体が吸い出されることで、添加弁１０内の気圧が低まる。この低気圧となった添加弁１０内に尿素水溶液が圧送される。尿素水溶液の充填によって添加弁１０内の気圧が回復し、添加弁１０内への尿素水溶液の圧送が困難になる。そこで再び添加弁１０内の気体が吸い出される。これにより添加弁１０内の気圧が低まる。添加弁１０内への尿素水溶液の圧送が再度実行される。
【００９９】
以上に示したように添加弁１０内への尿素水溶液の圧送と添加弁１０内の気体の吸い出しを繰り返すことで、添加弁１０内に尿素水溶液を充填することができる。図８に示すように、回転制御信号が繰り返しポンプ７０に入力されることで、添加弁１０内の尿素水溶液の充填量が増大する。添加弁１０内に充填される尿素水溶液の液面は、噴射部２５から導入部２４へと向かって上昇する。
【０１００】
添加弁１０の中心軸ＣＡの鉛直方向に対する傾斜角度を４０°として回転制御信号の出力を行うと、およそ時間ｔ６において、尿素水溶液の液面はバネ４０に達する。すなわちおよそ６回の回転制御信号の出力によって、尿素水溶液の液面はバネ４０に達する。尿素の固着する、噴射部２５と弁体３０との間、可動コア５６と固定コア５５との間、可動コア５６と非磁性部材２３との間、および、バネ４０を構成する線形状の弾性材料間が尿素水溶液に浸される。これにより、これらの間に固着した尿素の尿素水溶液への溶解が始まる。
【０１０１】
時間ｔ８に達すると、尿素水溶液の液面は導入部２４の先端の開口に達する。これ以降においては、添加弁１０内の尿素水溶液の吸い出しと、添加弁１０内への尿素水溶液の圧送とが繰り返される。そのために添加弁１０内の尿素水溶液の充填量が上下動する。この上下動により添加弁１０内の尿素水溶液が遊動する。これにより添加弁１０内に固着した尿素の尿素水溶液への溶解が促進される。
【０１０２】
＜尿素水溶液の充填時間＞
図９に、出力時間の異なる複数の形態の回転制御信号を示す。図９では、待機時間Ｔ２，Ｔ４を基準値の１としている。
【０１０３】
第１形態の回転制御信号では、圧送時間Ｔ１が待機時間Ｔ２，Ｔ４および排出時間Ｔ３よりも長くなっている。また排出時間Ｔ３は待機時間Ｔ２，Ｔ４と等しくなっている。
【０１０４】
第２形態の回転制御信号では、排出時間Ｔ３が待機時間Ｔ２，Ｔ４および圧送時間Ｔ１よりも長くなっている。また圧送時間Ｔ１は待機時間Ｔ２，Ｔ４と等しくなっている。
【０１０５】
第３形態の回転制御信号では、圧送時間Ｔ１と排出時間Ｔ３が待機時間Ｔ２，Ｔ４と等しくなっている。
【０１０６】
第４形態の回転制御信号では、圧送時間Ｔ１が待機時間Ｔ２，Ｔ４および排出時間Ｔ３よりも短くなっている。また排出時間Ｔ３は待機時間Ｔ２，Ｔ４と等しくなっている。
【０１０７】
第５形態の回転制御信号では、圧送時間Ｔ１と排出時間Ｔ３が待機時間Ｔ２，Ｔ４よりも短なっている。また排出時間Ｔ３は圧送時間Ｔ１よりも短くなっている。
【０１０８】
以上に示した第１形態〜第５形態の回転制御信号のいずれにおいても、６回の回転制御信号の出力によって、尿素水溶液の液面はバネ４０に達する。しかしながら６回の回転制御信号の出力にかかる時間は、第５形態が最も短い。その次に第４形態が短い。その次に第３形態が短い。その次に第１形態と第２形態が短い。
【０１０９】
したがって、第５形態の回転制御信号を採用することで、添加弁１０内への尿素水溶液の充填を早めるとともに、固着した尿素の尿素水溶液への溶解の開始を早めることができる。なおもちろんではあるが、上記した各種形態の回転制御信号、および、これら形態とは異なる回転制御信号を採用することができる。
【０１１０】
＜接着力＞
次に、図１０および図１１に基づいて、添加弁１０に固着した析出物の添加弁１０に接着する力（接着力）を説明する。この接着力を計測するために以下の処理を行った。
【０１１１】
先ず、閉弁状態の添加弁１０内への尿素水溶液の充填を行う。そして添加弁１０内から尿素水溶液を排出する。これにより添加弁１０内に尿素水溶液を残留させる。
【０１１２】
その次に添加弁１０を第１所定時間、恒温槽にいれて昇温する。これにより尿素水溶液に含まれる水分を蒸発させ、尿素を析出させる。
【０１１３】
次いで添加弁１０を恒温槽から取り出して、第２所定時間、室温に晒して降温する。これにより析出した尿素を添加弁１０に固着させる。
【０１１４】
この後、添加弁１０内を尿素水溶液で満たす。この尿素水溶液の満水状態を第３所定時間維持した後、尿素水溶液を排出する。これにより固着した尿素を尿素水溶液に溶解させる。
【０１１５】
最後に、ハンドプレスなどによって弁体３０を開弁させる。その際の弁体３０の開弁に必要な力をロードセルで計測する。すなわち、弁体３０とボディ２０との間などで固着した析出物の接着力をロードセルで計測する。
【０１１６】
上記処理において、恒温槽の温度、および、尿素水溶液の充填と排出回数を変化させて複数のデータを取得している。図１０および図１１の横軸は恒温槽の温度、縦軸は接着力を示している。データ点は、菱形、三角形、および、丸で示している。
【０１１７】
菱形で示されるデータ点は尿素水溶液の充填と排出回数がゼロの場合の接着力を示している。三角形で示されるデータ点は尿素水溶液の充填と排出回数が２の場合の接着力を示している。丸で示されるデータ点は尿素水溶液の充填と排出回数が６の場合の接着力を示している。
【０１１８】
したがって菱形で示されるデータ点は析出物の溶解がゼロの場合の接着力を示している。三角形で示されるデータ点は析出物の溶解がある場合の接着力を示している。丸で示されるデータ点は析出物の溶解が三角形で示されるデータよりも行われた場合の接着力を示している。
【０１１９】
図１０に示すように、尿素水溶液の充填と排出回数の相違のために、菱形で示される接着力が最も高くなっている。その次に三角形で示される接着力が高くなっている。丸で示される接着力が最も低くなっている。ただし、恒温槽の温度条件がおよそ１３５℃を超えると、尿素水溶液の充填と排出回数の相違に関わらずに、接着力がけた違いに高くなる。これは、析出した尿素がビウレット、シアヌル酸、アンメリンに変化するためである。そしてビウレット、シアヌル酸、アンメリンそれぞれは尿素と比べて溶解度がけた違いに低いためである。
【０１２０】
このように析出した尿素を放っておくと、析出物の接着力がけた違いに高くなる。上記の磁気回路の形成によって生じる電磁力よりも接着力が高くなり、添加弁１０を開閉弁制御できなくなる。そこで、上記したように尿素が析出したと判断した場合、ＤＣＵ８０は析出した尿素を除去する除去処理を実行する。
【０１２１】
図１１に示すように尿素水溶液の充填と排出回数が６の場合、析出物の接着力が他と比べて数倍に低くなる。磁気回路の生成によって可動コア５６に発生する電磁力の大きさは、ソレノイドコイル５１に供給される電流量に依存する。この電流量は車両に搭載されたバッテリの供給電圧に依存する。図１１に、供給電圧が最も低い場合の電磁力をＦｂｍｉｎとして一点鎖線で示す。供給電圧が最も高い場合の電磁力をＦｂｍａｘとして二点鎖線で示す。
【０１２２】
尿素水溶液の充填と排出回数を６回行った場合、恒温槽の温度が１３５℃以下において、接着力は電磁力をＦｂｍｉｎとＦｂｍａｘのいずれよりも低くなる。したがって電磁力によって添加弁１０を開閉弁制御できるようになる。なお、上記の１３５℃という温度は、尿素の析出温度に相当する。これによりも高温になると、尿素はビウレットに変化する。
【０１２３】
＜尿素の固着判定＞
次に、図１２に基づいてＤＣＵ８０による尿素の固着判定を説明する。
【０１２４】
先ずステップＳ１０においてＤＣＵ８０は、エンジン３００が燃焼駆動を停止したか否かを判定する。エンジン３００が燃焼駆動を停止したと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ２０へと進む。エンジン３００の燃焼駆動が停止していないと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１０を繰り返して待機状態になる。なおＤＣＵ８０はこの固着判定とは別ロジックで、エンジン３００の燃焼駆動の停止後、尿素水溶液の吸い戻し処理を実行する。
【０１２５】
ステップＳ２０へ進むとＤＣＵ８０は、尿素水溶液の吸い戻し処理が終了したか否かを判定する。吸い戻し処理が終了したと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ３０へと進む。吸い戻し処理が終了していないと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ２０を繰り返して待機状態になる。
【０１２６】
ステップＳ３０へ進むとＤＣＵ８０は、排気温度センサの出力を取得する。そしてＤＣＵ８０は取得したセンサ温度が析出温度を上回る時間が固着時間を上回るか否かを判定する。センサ温度が析出温度を上回る時間が固着時間を上回る場合、ＤＣＵ８０は尿素が析出したと判定し、ステップＳ４０へ進む。センサ温度が析出温度を上回る時間が固着時間を下回る場合、ＤＣＵ８０は尿素が析出していないと判定し、ステップＳ５０へと進む。
【０１２７】
なお、排気温度センサの出力の取得終了タイミングは、例えば取得開始タイミングから固着時間以上の時間経過後に設定することができる。排気温度センサの出力の取得終了タイミングは、センサ温度が析出温度を下回った時点に設定することができる。
【０１２８】
ステップＳ４０へ進むとＤＣＵ８０は固着フラグをオンにして記憶する。そしてＤＣＵ８０は尿素の固着判定を終了する。
【０１２９】
ステップＳ５０へ進むとＤＣＵ８０は固着フラグをオフにして記憶する。ＤＣＵ８０は尿素の固着判定を終了する。
【０１３０】
＜尿素の固着判定＞
次に、図１３に基づいてＤＣＵ８０による尿素の除去処理を説明する。
【０１３１】
先ずステップＳ１１０においてＤＣＵ８０はエンジン３００が始動したか否かを判定する。エンジン３００が始動したと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１２０へと進む。エンジン３００が始動していないと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１１０を繰り返して待機状態になる。
【０１３２】
ステップＳ１２０へ進むと、ＤＣＵ８０は記憶した固着フラグがオンかオフかを判定する。固着フラグがオンの場合、ＤＣＵ８０はステップＳ１３０へと進む。固着フラグがオフの場合、ＤＣＵ８０は除去処理を終了する。
【０１３３】
ステップＳ１３０へと進むと、ＤＣＵ８０は回転制御信号をポンプ７０に出力する。こうすることでＤＣＵ８０はポンプ７０を交互に正転と逆転させる。これによりＤＣＵ８０は添加弁１０内に尿素水溶液を充填させる。この結果、固着した尿素の尿素水溶液への溶解が行われる。なおＤＣＵ８０は回転制御信号の出力回数をカウントしてインクリメントする。この後にＤＣＵ８０はステップＳ１４０へと進む。
【０１３４】
ステップＳ１４０へ進むとＤＣＵ８０は、回転制御信号の出力回数が所定回数に達したか否かを判定する。上記したように回転制御信号を６回ほど出力すると、添加弁１０内は、バネ４０まで尿素水溶液で満たされる。この結果、析出した尿素が尿素水溶液に浸り、尿素の溶解が始まる。したがってこの所定回数としては、例えば６を採用することができる。なおもちろんではあるが、この６という回数は一例に過ぎない。所定回数は、添加弁１０の排気管３１０への搭載状態、添加弁１０の内部構造、正圧と負圧の発生時間やその強さに応じて適宜設定変更することができる。
【０１３５】
回転制御信号の出力回数が所定回数に達したと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１５０へと進む。回転制御信号の出力回数が所定回数に達していないと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１３０へと戻る。
【０１３６】
ステップＳ１５０へ進むとＤＣＵ８０は回転制御信号の出力を停止するとともに、回転制御信号の出力回数のカウント数をクリアする。そしてＤＣＵ８０はステップＳ１６０へと進む。
【０１３７】
ステップＳ１６０へ進むとＤＣＵ８０はソレノイドコイル５１に電流供給することで添加弁１０を開弁制御する。そしてＤＣＵ８０はステップＳ１７０へと進む。
【０１３８】
ステップＳ１７０へ進むとＤＣＵ８０は添加弁１０が開弁状態になったか否かを判定する。添加弁１０が閉弁状態から開弁状態になった場合、ソレノイドコイル５１に供給する電流量が変化する。またＤＣＵ８０が添加弁１０を開弁制御するとともに、ポンプ７０を正回転させた場合、添加弁１０から排気管３１０内に尿素水溶液が噴射される。そのために添加弁１０よりも下流に位置する第２ＮＯｘセンサ５０２の出力が変化する。これら電流量や第２ＮＯｘセンサ５０２の出力の変化に基づいて、ＤＣＵ８０は添加弁１０が開弁状態になったか否かを判定する。
【０１３９】
添加弁１０が開弁状態になったと判定すると、ＤＣＵ８０は除去処理を終了する。添加弁１０が開弁状態になっていないと判定すると、ＤＣＵ８０はステップＳ１３０へと戻る。
【０１４０】
＜作用効果＞
次に、本実施形態に係る添加装置１００の作用効果を説明する。上記したように添加弁１０に固着した析出物を除去する際、ＤＣＵ８０はポンプ７０に正圧と負圧を交互に発生させる。これにより、閉弁状態の添加弁１０内への尿素水溶液の圧送と添加弁１０内の気体の排出とが交互に繰り返され、添加弁１０内に尿素水溶液が充填される。
【０１４１】
これによれば添加弁１０に固着した尿素が尿素水溶液に溶解する。これにより固着した尿素が添加弁１０から除去される。
【０１４２】
回転制御信号は、ポンプ７０を正回転する正転信号、待機する第１待機信号、ポンプ７０を逆回転する逆転信号、待機する第２待機信号からなる。この正転信号の圧送時間Ｔ１と逆転信号の排出時間Ｔ３を、第１待機信号の第１待機時間Ｔ２と第２待機信号の第２待機時間Ｔ４それぞれよりも短くしている。
【０１４３】
これによれば、圧送時間Ｔ１と排出時間Ｔ３が待機時間Ｔ２，Ｔ４よりも長い構成とは異なり、添加弁１０内に尿素水溶液の満たされる時間が短くなる。この結果、固着した尿素の尿素水溶液への溶解の開始を早めることができる。
【０１４４】
また、排出時間Ｔ３は圧送時間Ｔ１よりも短くなっている。これによれば、圧送時間Ｔ１と排出時間Ｔ３とが同一の構成と比べて、添加弁１０内に尿素水溶液の満たされる時間が短くなる。これによっても、固着した尿素の尿素水溶液への溶解の開始を早めることができる。
【０１４５】
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１４６】
なお本実施形態ではＤＣＵ８０が、添加弁１０の開閉制御、ポンプ７０の回転制御、尿素の固着判定、および、尿素の除去処理の全てを実行する例を示した。しかしながら、例えばＤＣＵ８０が添加弁１０の開閉制御とポンプ７０の回転制御、および、尿素の除去処理を行い、他のコントロールユニットが尿素の固着判定を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０…添加弁、７０…ポンプ、８０…ＤＣＵ、１００…添加装置、２００…浄化システム、３００…内燃機関、５０３…第１排気温度センサ、５０４…第２排気温度センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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