(57)【要約】【課題】添加剤の供給経路への排気ガス中の粒子状物質の堆積を抑制できる添加剤供給装置を提供する。【解決手段】内燃機関から排出される排気ガスが流れる排気通路４に添加剤を供給する添加剤供給装置１０は、排気通路４に連通する連通路１１と、連通路１１を介して排気通路４に添加剤を注入するインジェクタ１３と、排気ガスの連通路１１への流入を防止可能なガス流れ規制部とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスが流れる排気通路に添加剤を供給する添加剤供給装置であって、
前記排気通路に連通する連通路と、
前記連通路を介して前記排気通路に前記添加剤を注入するインジェクタと、
前記排気ガスの前記連通路への流入を防止可能なガス流れ規制部とを備える、添加剤供給装置。
【請求項２】
前記ガス流れ規制部は、前記連通路に加圧空気を供給する給気部と、前記加圧空気の圧力を調整する圧力調整部とを有する、請求項１に記載の添加剤供給装置。
【請求項３】
前記ガス流れ規制部は、前記加圧空気の圧力を決定する圧力決定部をさらに有し、
前記圧力決定部は、前記連通路内の圧力が前記排気通路内の圧力よりも高く保たれるように、前記加圧空気の圧力を決定する、請求項２に記載の添加剤供給装置。
【請求項４】
前記圧力決定部は、前記内燃機関の運転状況および前記添加剤供給装置の周囲の環境状況に基づいて、前記排気通路内の圧力を算出する、請求項３に記載の添加剤供給装置。
【請求項５】
前記ガス流れ規制部は、前記排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出部をさらに有する、請求項３に記載の添加剤供給装置。
【請求項６】
前記ガス流れ規制部は、前記連通路内の圧力を検出する空気圧力検出部をさらに有する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の添加剤供給装置。
【請求項７】
前記ガス流れ規制部は、前記連通路への前記加圧空気の供給要否を判断する給気要否判断部をさらに有する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の添加剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添加剤供給装置に関し、特に、排気ガスが流れる排気通路に添加剤を供給する添加剤供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置が提案されている（たとえば、特開２０１０−５９８０５号公報（特許文献１）参照）。特許文献１には、排気通路に添加剤を噴射するインジェクタの周囲に、インジェクタから添加剤が噴射されるタイミングで空気を導入して、添加剤の周囲を空気によって覆うことにより、経路の内壁面への添加剤の付着を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５９８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気ガス中には、スス、未燃燃料および油分などの粒子状物質が含まれていることが、一般的に知られている。添加剤の供給経路の内壁面に排気ガス中の粒子状物質が付着すると、添加剤の供給が妨げられ、適切な量の添加剤を供給できない問題がある。特許文献１には、添加剤の壁面への付着に起因したデポジットの堆積を抑制することが開示されているものの、排気ガス中の粒子状物質が壁面に付着する課題およびその解決手段は明らかにされていない。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、添加剤の供給経路への排気ガス中の粒子状物質の堆積を抑制できる、添加剤供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る添加剤供給装置は、内燃機関から排出される排気ガスが流れる排気通路に添加剤を供給する添加剤供給装置であって、排気通路に連通する連通路と、連通路を介して排気通路に添加剤を注入するインジェクタと、排気ガスの連通路への流入を防止可能なガス流れ規制部とを備えている。
【０００７】
上記添加剤供給装置において好ましくは、ガス流れ規制部は、連通路に加圧空気を供給する給気部と、加圧空気の圧力を調整する圧力調整部とを有している。
【０００８】
上記添加剤供給装置において好ましくは、ガス流れ規制部は、加圧空気の圧力を決定する圧力決定部をさらに有している。圧力決定部は、連通路内の圧力が排気通路内の圧力よりも高く保たれるように、加圧空気の圧力を決定する。
【０００９】
上記添加剤供給装置において好ましくは、圧力決定部は、内燃機関の運転状況および添加剤供給装置の周囲の環境状況に基づいて、排気通路内の圧力を算出する。
【００１０】
上記添加剤供給装置において好ましくは、ガス流れ規制部は、排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出部をさらに有している。
【００１１】
上記添加剤供給装置において好ましくは、ガス流れ規制部は、連通路内の圧力を検出する空気圧力検出部をさらに有している。
【００１２】
上記添加剤供給装置において好ましくは、ガス流れ規制部は、連通路への加圧空気の供給要否を判断する給気要否判断部をさらに有している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の添加剤供給装置によると、排気ガス中の粒子状物質が添加剤の供給経路へ堆積することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガスの排気経路の概略を示す模式図である。
【図２】実施の形態１の添加剤供給装置の構成の概略を示す模式図である。
【図３】実施の形態１のＥＣＵの一部構成を示す機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２の添加剤供給装置の構成の概略を示す模式図である。
【図６】実施の形態２のＥＣＵの一部構成を示す機能ブロック図である。
【図７】実施の形態２の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態３の添加剤供給装置の構成の概略を示す模式図である。
【図９】実施の形態３のＥＣＵの一部構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態４のＥＣＵの一部構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】実施の形態４の加圧空気の圧力決定手順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】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施の形態において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、ガスの排気経路の概略を示す模式図である。図１に示す各構成は、自動車などの車両に搭載されている。図１に示すように、ディーゼルエンジンなどの内燃機関１からの排気ガスは、排気通路４、混合器７および排気通路５を順に経て、チャンバ２の内部に配置されている排気浄化用触媒３へ流れる。排気浄化用触媒３に対して排気ガスの流れの上流側に、添加剤供給装置１０が設けられている。添加剤供給装置１０により、排気通路４内を流れるガス中に添加剤が供給される。添加剤は混合器７においてガスと混合されて拡散し、チャンバ２内でガス中に均一に分散した添加剤が排気浄化用触媒３に供給される。排気浄化用触媒３において、ガス中に含有される公害物質が添加剤と反応することにより、公害物質の濃度が減少する。公害物質の量が適正値に低下したガスは、排気管６から排出される。
【００１７】
添加剤供給装置１０により排気ガス中に供給される添加剤は、たとえば、尿素水、ハイドロカーボン、アンモニアなどの、ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）と化学反応してＮＯｘを還元するための還元剤である。排気浄化用触媒３はたとえば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒または選択的還元触媒である。
【００１８】
添加剤供給装置１０の近傍には、環境情報検出部５０が設けられている。環境情報検出部５０は、大気圧、大気温度などの、添加剤供給装置１０の周囲の環境情報を検出するための既存のセンサ類を含んで構成されている。
【００１９】
図２は、実施の形態１の添加剤供給装置１０の構成の概略を示す模式図である。図２に示すように、内燃機関１から排出される排気ガスが流れる排気通路４に添加剤を供給する添加剤供給装置１０は、排気通路４に連通する中空空間を規定する連通路１１と、連通路１１を介して排気通路４に添加剤を注入するインジェクタ１３とを備えている。
【００２０】
連通路１１は、排気通路４と一体成形されていてもよく、または、排気通路４を形成する管状部材とは別の部材がネジ止め、溶接などの任意の手段によって排気通路４に取り付けられることにより設けられていてもよい。連通路１１は、排気通路４との接合箇所において、絞り部１２を有している。絞り部１２は、連通路１１の内部空間の断面積が縮小して設けられている。絞り部１２において、排気通路４の内部空間と連通路１１の内部空間との境界が規定されている。
【００２１】
連通路１１は、その一端において排気通路４に連通しており、当該一端と反対側の他端にインジェクタ１３が装着されている。インジェクタ１３は、その先端が連通路１１の内部空間に露出した状態で、連通路１１に固定されている。インジェクタ１３には、図示しない添加剤供給路の一端が接続されている。添加剤は、図示しないタンク内から、この添加剤供給路を経由してインジェクタ１３に到達し、インジェクタ１３から連通路１１内に導入される。インジェクタ１３は、その先端から添加剤を噴射し、噴射された添加剤は連通路１１を介して排気通路４内に注入される。連通路１１の内部空間にインジェクタ１３が突き出して配置されており、さらに連通路１１に絞り部１２が形成されていることで、連通路１１の内部空間における中空の領域の容積が低減されている。
【００２２】
インジェクタ１３は、排気通路４に対して略直交する方向に配置されている。図２に示す排気通路４内を排気ガスが流れる方向（図２中の左右方向、たとえば図２中の右向き方向）と、インジェクタ１３の軸方向（図２中の上下方向）とが略直交するように、インジェクタ１３は設けられている。インジェクタ１３から噴射される添加剤は、図２中の上下方向に沿って流れ、排気通路４内へ注入される。絞り部１２は、インジェクタ１３から排気通路４へ向かって添加剤が流れる経路に設けられている。
【００２３】
添加剤供給装置１０は、連通路１１に加圧空気を供給する給気部を有している。当該給気部は、ポンプまたはコンプレッサなどの空気を圧縮する給気源１４と、連通路１１の内部空間に向けて加圧空気を噴射する空気噴射部１５と、給気源１４および空気噴射部１５を連通する給気経路１６とを含んで構成されている。添加剤供給装置１０はさらに、加圧空気の圧力を調整する圧力調整部１７を有している。
【００２４】
圧力調整部１７はたとえば、弁開度の調節によって通過する加圧空気の圧力を調節可能な電動弁である。圧力調整部１７は、給気経路１６に設けられており、給気源１４から空気噴射部１５へ向かって流れる加圧空気の圧力を適宜調整する。空気噴射部１５として、圧力調整部１７よりも応答性よく開閉の切り替えが可能な電磁弁を設けてもよい。圧力調整部１７によって連通路１１への加圧空気の供給量を迅速に切り替えることができるのであれば、給気経路１６を構成している配管の端部を空気噴射部１５としてもよい。
【００２５】
図３は、実施の形態１のＥＣＵ（Electric  Control  Unit）８０の一部構成を示す機能ブロック図である。図３を参照して、実施の形態１における添加剤供給装置１０を制御するための制御装置としての、ＥＣＵ８０について説明する。ＥＣＵ８０は、入力インターフェイス８１と、演算処理部８２と、出力インターフェイス８６と、記憶部８９とを備えて構成されている。
【００２６】
入力インターフェイス８１は、回転数、負荷などの内燃機関１の運転状況を示す信号Ｓ１を内燃機関１から受信し、大気温度、大気圧などの添加剤供給装置１０の周囲の環境状況を示す信号Ｓ２を環境情報検出部５０から受信する。入力インターフェイス８１は、受信したこれらの信号を、演算処理部８２に送信する。
【００２７】
演算処理部８２は、演算処理によって実現される制御機能を示す、複数の機能ブロックを有している。演算処理部８２は、検出部８３と、計算部８４と、操作部８５とを含んでいる。検出部８３は、信号Ｓ１に基づいて、内燃機関１の運転状況を検出する。検出部８３はまた、信号Ｓ２に基づいて、添加剤供給装置１０の周囲の環境状況を検出する。
【００２８】
計算部８４は、内燃機関１の運転状況および添加剤供給装置１０の周囲の環境状況に基づいて、内燃機関１から排出される排気ガスの圧力を推定する。計算部８４はまた、圧力決定部８４１を有している。圧力決定部８４１は、排気通路４を流れる排気ガスの圧力の推定値に基づいて、給気部を用いて連通路１１内に供給される加圧空気の圧力を決定する。操作部８５は、計算部８４により決定された加圧空気の必要圧力に従って、給気源１４および圧力調整部１７を制御する。計算部８４はインジェクタ１３が注入する添加剤の量を決定し、操作部８５はその結果に基づいてインジェクタ１３を制御する。
【００２９】
記憶部８９には、各種情報、プログラム、閾値、マップなどが記憶されている。演算処理部８２は、必要に応じてデータを記憶部８９から読み出したり、記憶部８９にデータを格納したりする。
【００３０】
操作部８５は、添加剤供給装置１０を用いて排気ガス中に添加剤を最適に供給するための制御信号を生成する。制御信号は、出力インターフェイス８６を経由して、添加剤供給装置１０を構成している各種の機器に出力される。より具体的には、インジェクタ１３の設定に対応した制御信号Ｖ１がインジェクタ１３に出力され、圧力調整部１７の設定に対応した制御信号Ｖ２が圧力調整部１７に出力され、給気源１４の運転条件に対応した制御信号Ｐ１が給気源１４に出力される。これにより、添加剤供給装置１０は、図１に示す排気浄化用触媒３に添加剤を最適に供給するとともに、添加剤を注入するインジェクタ１３の周囲に保護空気層を最適に形成する。
【００３１】
なお、図３には、ＥＣＵ８０を使用した添加剤供給装置１０の制御によって実現される制御機能のうち、本実施の形態に係る添加剤供給装置１０の制御に関連する一部の機能に対応する機能ブロックのみが、代表的に示されている。図示された各機能ブロックは、いずれも演算処理部８２であるＣＰＵが記憶部８９に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能してもよいが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは、記憶媒体に記録されて、添加剤供給装置１０と共に車両に搭載される。
【００３２】
以上の構成を備えている添加剤供給装置１０の制御について、以下に説明する。図４は、実施の形態１の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。
【００３３】
図４に示すように、まずステップＳ１０において、内燃機関１の運転状況を検出する。図３に示す検出部８３は、入力インターフェイス８１を介して、内燃機関１から送信された信号Ｓ１を受け取り、信号Ｓ１に基づいて内燃機関１の回転数、燃料噴射量、負荷などの運転状況を検出する。同様に、ステップＳ２０において、添加剤供給装置１０の周囲の環境状況を検出する。検出部８３は、入力インターフェイス８１を介して、環境情報検出部５０から送信された信号Ｓ２を受け取り、信号Ｓ２に基づいて周囲の大気圧、大気温度などの環境状況を検出する。
【００３４】
続いてステップＳ３０において、排気通路４を流れる排気ガスの圧力を推定する。図３に示す計算部８４は、内燃機関１の運転状況および添加剤供給装置１０の周囲の環境状況に基づいて、排気ガスの圧力を推定する。具体的には、内燃機関１の回転数、負荷、吸気量および燃料噴射量などの内燃機関１の運転状況を基準として排気ガスの圧力を示すマップを予め作成しておき、そのマップを記憶部８９に記憶しておく。計算部８４は、そのマップを記憶部８９から読み出し、検出部８３で検出された内燃機関１の運転状況と比較して排気ガスの圧力推定値を仮決めする。計算部８４はさらに、仮決めされた圧力推定値を、検出部８３で検出された周囲の環境状況に基づいて補正して、排気ガスの圧力推定値を定める。
【００３５】
続いてステップＳ４０において、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を決定する。図３に示すように、計算部８４は圧力決定部８４１を有している。圧力決定部８４１は、ステップＳ３０において算出された排気通路４内の排気ガスの圧力推定値に対して、予め定められた調整値を加えることにより、排気ガスの圧力推定値よりも高い値として加圧空気の圧力を決定する。圧力決定部８４１は、連通路１１内の圧力が排気通路４内の圧力よりも高く保たれるように、加圧空気の圧力を決定する。
【００３６】
次にステップＳ５０において、加圧空気の圧力を調整する。図３に示す操作部８５は、出力インターフェイス８６を介して圧力調整部１７に制御信号Ｖ２を伝送し、圧力調整部１７を経由して流れる加圧空気の圧力を調整する。これにより、圧力調整部１７を経由した後の加圧空気の圧力が、ステップＳ４０において決定された圧力に合わせられ、排気ガスの圧力推定値よりも圧力の高い加圧空気が連通路１１内に供給されるように設定される。その後ステップＳ６０において、連通路１１内への加圧空気の噴射が実行される。
【００３７】
なお、内燃機関１の運転状況の変動に伴って、実際の排気ガスの圧力は随時変動する。また、圧力調整部１７などの添加剤供給装置１０を構成する機器の設定を変更する際には、作動遅れが不可避的に発生する。これら排気ガスの圧力変動および機器の作動遅れを考慮して、連通路１１に供給される加圧空気の圧力は、排気通路４を流れる排気ガスの圧力の実際の値よりも常時高い必要はない。すなわち、排気ガスの圧力よりも加圧空気の圧力の方が低くなる時間が一時的に存在することも許容される。
【００３８】
ある程度長い時間帯の全体を通して、全体として連通路１１内の圧力が排気通路４内の圧力よりも高いと考えられるのであれば、本実施の形態の添加剤供給装置１０によって適切に加圧空気の圧力が制御されているものと考えてよい。たとえば、連通路１１内の圧力の所定の時間内の平均値が、排気通路４内の圧力の同じ時間内の平均値よりも高くてもよい。このような制御を実行している添加剤供給装置１０は、本発明の範囲に含まれているものとする。
【００３９】
次に、本実施の形態の添加剤供給装置１０の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、図２に示すように、排気ガスが流れる排気通路４に連通する連通路１１にインジェクタ１３が取り付けられている。給気源１４、空気噴射部１５および給気経路１６は、連通路１１に加圧空気を供給する給気部を構成している。給気経路１６には、圧力調整部１７が設けられている。図３に示す圧力決定部８４１は、連通路１１内の圧力が排気通路４内の圧力よりも高く保たれるように、加圧空気の圧力を決定する。圧力調整部１７は、圧力決定部８４１で決定された加圧空気の圧力の設定値に従って、加圧空気の圧力を調整する。
【００４０】
連通路１１内に加圧空気が供給されて連通路１１内の圧力が排気通路４内の圧力よりも高く保たれることにより、連通路１１内と排気通路４内との差圧の影響で、連通路１１から排気通路４へ向かう空気の流れが発生する。そのために、排気通路４内を流れる排気ガスは、連通路１１付近で加圧空気の流れによって押し返され、連通路１１内に流入できないような設定とされている。本実施の形態の添加剤供給装置１０は、排気ガスの連通路１１への流入を防止可能なガス流れ規制部を備えている。本実施の形態のガス流れ規制部は、図２に示す給気源１４、空気噴射部１５、給気経路１６および圧力調整部１７、ならびに、図３に示すＥＣＵ８０を含んで構成されている。
【００４１】
排気ガスの連通路１１への流入が防止されることにより、インジェクタ１３の表面、または連通路１１の内壁面に、排気ガスが到達することが防止されている。加圧空気がインジェクタ１３の周囲に保護空気層を形成し、インジェクタ１３の先端面およびその周囲の連通路１１の内壁面が保護されている。そのため、排気ガス中に含まれる粒子状物質が、インジェクタ１３の表面および連通路１１の内壁面に付着することを抑制できる。インジェクタ１３の先端面およびその周囲の連通路１１の内壁面は、インジェクタ１３から噴射される添加剤が流れる経路を形成している。
【００４２】
したがって、本実施の形態によれば、インジェクタ１３から排気通路４へ供給される添加剤の経路に排気ガス中の粒子状物質が付着し固化して堆積する不具合を抑制することができる。これにより、排気通路４に供給される添加剤流量の意図しない変動、および、経路の閉塞に伴って添加剤の流量が低下して排気浄化用触媒３の性能が低下する不具合を、効果的に抑制することができる。
【００４３】
連通路１１内への排気ガスの流入を遮断することで、高温の排気ガスによって連通路１１内の温度が上昇することを抑制できる。高温環境下では、インジェクタ１３から噴射された添加剤が化学変化を起こして変質する可能性がある。そのため、添加剤の流れる経路の温度上昇を抑えることにより、化学的に変質した添加剤がインジェクタ１３の表面または連通路１１の内壁面に固化して堆積する不具合の発生を、確実に防止することができる。
【００４４】
加圧空気の圧力の設定値を、連通路１１内の圧力を排気通路４内の圧力よりも高く保つことのできる程度の範囲とすることで、加圧空気によるインジェクタ１３およびその周囲の保護機能を維持しつつ、連通路１１に供給する加圧空気の流量を低減することができる。その結果、排気通路４内に流入する空気量が過大となり排気ガスの温度が低下し、排気浄化用触媒３の温度が低下して触媒性能が低下する不具合を、防止することができる。加えて、排気ガス中の酸素濃度が高くなることで排気浄化用触媒３の反応速度が変動することを防止できるので、排気浄化用触媒３における公害物質と添加剤との反応が不十分となり触媒性能が低下する不具合、または排気浄化用触媒３で過剰に反応が進んで排気浄化用触媒３が発熱する不具合を、防止することができる。
【００４５】
上述した特許文献１には、供給される空気量に関して排気ガスの排気空燃比が予め設定された目標値となるように空気量を増減させることが開示されているが、添加剤を注入するインジェクタ１３の周囲に保護空気層を形成するために必要な空気量を決定する思想は開示されていない。本実施の形態の添加剤供給装置１０によれば、インジェクタ１３の周囲に保護空気層を形成するための空気量を適切に調整することができ、最小限の空気量でインジェクタ１３の周囲に保護空気層を形成することができる。
【００４６】
加圧空気の圧力を決定するために必要となる排気通路４内の排気ガスの圧力は、内燃機関１の運転状況および添加剤供給装置１０の周囲の環境状況に基づいて、算出されている。内燃機関１の運転状況および添加剤供給装置１０の周囲の環境状況を検出するための既存のセンサを用いて排気通路４内の圧力を推定できるので、添加剤供給装置１０を構成する部材を低減でき、より低コストな添加剤供給装置１０を実現することができる。
【００４７】
加圧空気は、連通路１１内の圧力を調整できればよいので、連通路１１の任意の位置から連通路１１内に注入されればよい。したがって、空気噴射部１５を連通路１１に取り付ける位置は限定されず、任意の位置に空気噴射部１５を配置することが可能となるので、添加剤供給装置１０の設計の自由度を向上することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の添加剤供給装置１０の構成の概略を示す模式図である。図６は、実施の形態２のＥＣＵ８０の一部構成を示す機能ブロック図である。実施の形態２の添加剤供給装置１０は、上述した実施の形態１とほぼ同一の構成を備えている。ただし、実施の形態２の添加剤供給装置１０は、排気ガスの連通路１１への流入を防止可能なガス流れ規制部が、排気通路４内の排気ガスの圧力を検出する排気圧力検出部１８をさらに有している点で、実施の形態１と異なっている。実施の形態２の排気圧力検出部１８は、排気通路４内の排気ガスの圧力を検出して電気信号に変換する、圧力センサである。
【００４９】
図６に示す入力インターフェイス８１は、排気通路４内の排気ガスの圧力を示す信号ＧＰ１を排気圧力検出部１８から受信する。検出部８３は、信号ＧＰ１に基づいて、排気通路４内の排気ガスの圧力を検出する。計算部８４に含まれる圧力決定部８４１は、検出部８３で検出された排気ガスの圧力の実測値に基づいて、給気部を用いて連通路１１内に供給される加圧空気の圧力を決定する。
【００５０】
図７は、実施の形態２の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。実施の形態２の添加剤供給装置１０の制御においては、まず図７に示すステップＳ３１において、排気通路４を流れる排気ガスの圧力を検出する。検出部８３は、排気圧力検出部１８から送信された信号ＧＰ１を受け取り、信号ＧＰ１に基づいて排気通路４内の圧力を検出する。
【００５１】
続いてステップＳ４０において、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を決定する。圧力決定部８４１は、ステップＳ３０において検出された排気ガスの圧力検出値に対して予め定められた調整値を加えることにより、加圧空気の圧力を排気ガスの圧力検出値よりも高い値として決定し、連通路１１内の圧力が排気通路４内の圧力よりも高く保たれるようにする。次にステップＳ５０において、図３に示す操作部８５から圧力調整部１７に制御信号Ｖ２が伝送され、圧力調整部１７を経由した後の加圧空気の圧力がステップＳ４０において決定された圧力に合わせられ、排気ガスの圧力推定値よりも圧力の高い加圧空気が連通路１１内に供給されるように設定される。その後ステップＳ６０において、連通路１１内への加圧空気の噴射が実行される。
【００５２】
実施の形態２の添加剤供給装置１０では、実施の形態１のように排気通路４内の圧力を推定するのではなく、排気通路４内の圧力を実際に測定し、排気ガスの圧力の実測値を用いて加圧空気の圧力が決定されている。これにより、より正確かつ精密に加圧空気の圧力を調整することができるので、排気通路４内に流入する加圧空気量のさらなる低減が可能になる。
【００５３】
上述した実施の形態２の説明では、排気ガスの圧力を電気信号に変換して、電子制御によって圧力調整部１７を通過する加圧空気の圧力を調整する例について説明した。この例に替えて、圧力調整部１７として、排気通路４内の排気ガスを取り込んで自ら開度を調整する仕様の弁を設けてもよい。この場合、加圧空気の圧力調整のためにモータの電力などの動力を必要とせず、機械的に圧力を検出して俊敏に自力で作動する圧力調整部１７を設けることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３の添加剤供給装置１０の構成の概略を示す模式図である。図９は、実施の形態３のＥＣＵ８０の一部構成を示す機能ブロック図である。実施の形態３の添加剤供給装置１０は、排気ガスの連通路１１への流入を防止可能なガス流れ規制部が、連通路１１内の空気の圧力を検出する空気圧力検出部１９をさらに有している点で、実施の形態１と異なっている。実施の形態３の空気圧力検出部１９は、連通路１１内の圧力を検出して電気信号に変換する、圧力センサである。
【００５５】
図９に示す入力インターフェイス８１は、連通路１１内の圧力を示す信号ＡＰ１を空気圧力検出部１９から受信する。検出部８３は、信号ＡＰ１に基づいて、連通路１１内の圧力を検出する。計算部８４に含まれる圧力決定部８４１は、検出部８３で検出された連通路１１内の圧力の実測値に基づいて、給気部を用いて連通路１１内に供給される加圧空気の圧力を決定する。
【００５６】
図１０は、実施の形態３の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。実施の形態３の添加剤供給装置１０の制御では、ステップＳ１０〜Ｓ６０において、図４を参照して説明した実施の形態１と同様の制御が行なわれ、排気ガスの圧力の推定値に基づいて加圧空気の圧力が決定されて、ステップＳ６０において連通路１１内への加圧空気の噴射が実行される。続いて、ステップＳ７０において、連通路１１内の圧力を検出する。検出部８３は、空気圧力検出部１９から送信された信号ＡＰ１を受け取り、信号ＡＰ１に基づいて連通路１１内の圧力を検出する。
【００５７】
続いてステップＳ８０において、排気通路４内の圧力よりも高く設定されている連通路１１内の圧力の設定値と、ステップＳ７０で検出した連通路１１内の圧力の検出値とを比較する。ステップＳ８０で圧力を比較した後、ステップＳ４０に戻り、ステップＳ４０において、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を再度決定する。
【００５８】
ステップＳ８０の比較の結果、連通路１１内の圧力の検出値が設定値と異なっている場合には、連通路１１内の圧力を設定値に近づけるように、加圧空気の圧力を調整する。具体的には、連通路１１内の圧力が設定値よりも高い場合には、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を低くして、連通路１１内の圧力を下げて、設定値に近づくようにする。一方、連通路１１内の圧力が設定値よりも低い場合には、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を高くして、連通路１１内の圧力を増大し、設定値に近づくようにする。
【００５９】
このように、連通路１１内の圧力を実際に測定して、連通路１１内の圧力の実測値を用いて加圧空気の圧力をフィードバック制御することで、連通路１１内の圧力を常に設定値に維持することができる。加圧空気の圧力制御の精度が高められるので、連通路１１内の圧力を排気通路４内の圧力よりも確実に高く保つことができ、排気通路４内に流入する加圧空気量をさらに低減することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４のＥＣＵ８０の一部構成を示す機能ブロック図である。実施の形態４の添加剤供給装置１０は、上述した実施の形態１と同一の装置構成を備えており、図１１に示す計算部８４が、連通路１１に供給される加圧空気の圧力を決定する圧力決定部８４１に加えて、連通路１１への加圧空気の供給要否を判断する給気要否判断部８４２をさらに有している点で、実施の形態１と異なっている。給気要否判断部８４２は、内燃機関１の運転状況に基づいて、連通路１１内への加圧空気の供給が必要であるか否かを判断する。
【００６１】
図１２は、実施の形態４の加圧空気の圧力決定手順を示すフローチャートである。実施の形態４の添加剤供給装置１０の制御では、ステップＳ１０，Ｓ２０において、図４を参照して説明した実施の形態１と同様の制御が行なわれ、次にステップＳ２１において、保護用空気の要否が判断される。図１１に示す給気要否判断部８４２は、内燃機関１の運転状況から、インジェクタ１３および連通路１１の加圧空気による保護が必要であるか不要であるかを判断する。
【００６２】
たとえば、内燃機関１への燃料の噴射量および吸入空気量を増加して内燃機関１の回転数を上昇する場合には、内燃機関１から排出される排気ガスの温度が高く、燃料が完全燃焼しているために排気ガス中のススおよび未燃燃料の含有量は小さいと考えられる。また、内燃機関１への燃料供給を断った場合にも、排気ガス中のススおよび未燃燃料の含有量は小さいと考えられる。このような場合には、仮に排気ガスが連通路１１内に流入したとしても排気ガス中の粒子状物質がインジェクタ１３および連通路１１に付着しないと考えられる。そのため、加圧空気で保護しなくても添加剤の供給経路の詰まりなどの不具合が発生する可能性が小さく、加圧空気による保護は不要と判断される。
【００６３】
図１２に示すように、保護空気必要と判断された場合（ステップＳ２１で「ＹＥＳ」）には、実施の形態１と同様のステップＳ３０〜Ｓ６０の制御が順に行なわれ、ステップＳ６０において連通路１１内への加圧空気の噴射が実行された後、制御フローはリターンされる。一方、保護空気不要と判断された場合（ステップＳ２１で「ＮＯ」）には、ステップＳ３０〜Ｓ６０がスキップされる。その結果、ステップＳ６０の加圧空気の噴射は実行されない。ステップＳ２１の判断時に加圧空気が噴射されていなければ制御フローはそのままリターンされ、ステップＳ２１の判断時に加圧空気が噴射されていれば加圧空気の噴射が停止された後に制御フローはリターンされる。
【００６４】
このように、インジェクタ１３周辺の加圧空気による保護が不要な場合には加圧空気の供給を停止することで、加圧空気の流量をさらに低減することができる。その結果、排気通路４内に流入する加圧空気量をさらに低減できるので、排気通路４内の排気ガスの温度低下をより確実に防止できるとともに、排気浄化用触媒３の性能低下をより確実に防止することができる。
【００６５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組み合わせてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の添加剤供給装置は、車両に搭載された内燃機関から排出される排気ガスが流れる排気通路への添加剤の供給に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００６７】
１  内燃機関、３  排気浄化用触媒、４，５  排気通路、１０  添加剤供給装置、１１  連通路、１２  絞り部、１３  インジェクタ、１４  給気源、１５  空気噴射部、１６  給気経路、１７  圧力調整部、１８  排気圧力検出部、１９  空気圧力検出部、５０  環境情報検出部、８１  入力インターフェイス、８２  演算処理部、８３  検出部、８４  計算部、８５  操作部、８６  出力インターフェイス、８９  記憶部、８４１  圧力決定部、８４２  給気要否判断部。
【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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