(57)【要約】【課題】内燃機関の燃費を悪化させることなく還元剤を添加するための添加弁の添加方向下流に堆積した析出物を除去する。【解決手段】還元剤供給装置の添加弁１は、内燃機関の排気通路２におけるＮＯｘ浄化触媒の上流に設けられており、電子制御装置６による開弁駆動を通じて尿素水を霧化した状態で排気通路２に添加する。電子制御装置６は、添加弁１の添加方向下流に堆積した尿素等の析出物を除去するための除去制御を次のように行う。すなわち、添加弁１からの尿素水の添加が行われるときと比較して同添加弁１に供給される尿素水の圧力が低下した状況のもとで上記添加弁１を開弁状態とする。こうした状況下で添加弁１が開弁状態とされる場合、同添加弁１から尿素水が矢印Ｙで示すように流れ出るようになり、その尿素水によって上記析出物が溶解して除去される。なお、このときの析出物の除去に内燃機関の燃料が利用されることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤の供給を受けて内燃機関の排気通路に排気浄化用の前記還元剤を添加する添加弁を備え、その添加弁の添加方向下流に堆積した前記還元剤による析出物を除去するための除去制御を行う還元剤供給装置において、
前記除去制御は、排気浄化用の前記添加弁からの前記還元剤の添加が行われるときと比較して同添加弁に供給される還元剤の圧力が低下した状況のもとで、前記添加弁を開弁状態とすることによって行われる
ことを特徴とする還元剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化装置として、排気通路に設けられた選択還元型のＮＯｘ浄化触媒の上流に還元剤を添加することにより、排気中のＮＯｘを上記ＮＯｘ浄化触媒にて還元して浄化するものが知られている。こうした排気浄化装置には、排気通路におけるＮＯｘ浄化触媒の上流への還元剤の添加を実現すべく、還元剤の供給を受けて排気通路への同還元剤の添加を行う添加弁を備えた還元剤供給装置が設けられる。
【０００３】
ところで、排気温度が低い状況下で添加弁から還元剤が添加されることに起因して、排気通路における添加弁の添加方向下流に上記還元剤による析出物が堆積する可能性があることから、特許文献１では上記析出物を除去するための除去制御を行うことが記載されている。この除去制御では、内燃機関の燃料を利用して排気通路を流れる排気の温度を上昇させ、それによって添加弁の添加方向下流に堆積した上記析出物を溶解して除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５０９７９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の除去制御では、上記析出物を除去すべく排気の温度を上昇させるために内燃機関の燃料が用いられるため、その分だけ内燃機関の燃費が悪化することは避けられない。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の燃費を悪化させることなく還元剤を添加するための添加弁の添加方向下流に堆積した析出物を除去することができる還元剤供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する還元剤供給装置は、還元剤の供給を受けて内燃機関の排気通路に排気浄化用の上記還元剤を添加する添加弁を備え、その添加弁の添加方向下流に堆積した上記還元剤による析出物を除去するための除去制御を次のように行う。すなわち、排気浄化用の添加弁からの還元剤の添加が行われるときと比較して同添加弁に供給される還元剤の圧力が低下した状況のもとで上記添加弁を開弁状態とする。こうした除去制御では、添加弁に供給される還元剤の圧力が排気浄化用の同添加弁からの還元剤の添加が行われるときよりも低下した状況のもとで添加弁が開弁状態となるため、その添加弁から霧化した還元剤が添加されることはなく、同添加弁から還元剤が流れ出るようになる。そして、このように添加弁から流れ出る還元剤により、添加弁の添加方向下流に堆積した析出物が溶解して除去される。また、このように析出物を除去する際、その除去に内燃機関の燃料が利用されることはないため、同燃料の分だけ内燃機関の燃費が悪化することもない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】還元剤供給装置全体を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、還元剤供給装置の一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、還元剤供給装置の添加弁１は、内燃機関の排気通路２における選択還元型のＮＯｘ浄化触媒の上流に設けられている。この添加弁１は配管３を介してタンク４に繋がっており、同配管３の途中にはポンプ５が設けられている。還元剤供給装置は、これら添加弁１及びポンプ５の駆動を制御する電子制御装置６を備えている。電子制御装置６によるポンプ５の駆動を通じて、タンク４内の尿素水が配管３を介して添加弁１に供給される。添加弁１は、ポンプ５の駆動を通じて昇圧された状態の尿素水の供給を受け、電子制御装置６による開弁駆動を通じて上記尿素水を霧化した状態で破線で示すように排気通路２に添加する。なお、排気通路２に添加された霧状の尿素水は、排気熱により加水分解してアンモニアとなる。そして、このアンモニアが還元剤としてＮＯｘ浄化触媒に供給される。
【００１０】
ところで、排気温度が低い状況下で添加弁１から尿素水が添加されると、排気通路２における添加弁１の添加方向下流に二点鎖線で示すように尿素等の析出物が堆積する可能性がある。このように析出物が堆積した状態では、その析出物が添加弁１から添加された尿素水の拡散を阻害するため、同尿素水が霧化しにくくなることは避けられない。そして、添加弁１から添加された尿素水が霧化しにくくなると、同尿素水の排気熱による加水分解が進みにくくなり、その加水分解によって生じるアンモニアを用いたＮＯｘ浄化触媒でのＮＯｘの還元が効率よく行われなくなる。その結果、ＮＯｘ浄化触媒での排気中のＮＯｘの浄化率が低下するおそれがある。
【００１１】
こうしたことに対処するため、電子制御装置６は、添加弁１の添加方向下流に堆積した尿素等の析出物を除去するための除去制御を次のように行う。すなわち、排気浄化用の添加弁１からの尿素水の添加が行われるときと比較して同添加弁１に供給される尿素水の圧力が低下した状況のもとで上記添加弁１を開弁状態とする。詳しくは、添加弁１を排気浄化用の尿素水の添加時よりも長い時間に亘って開弁したままとなるようにする。なお、こうした除去制御は、添加弁１の添加方向下流に上記析出物が堆積したと判断される状況のときに実行することが考えられる。
【００１２】
次に、還元剤供給装置の作用について説明する。
電子制御装置６は、添加弁１の添加方向下流に尿素等の析出物が堆積したと判断できる状況であるか否かを判定する。
【００１３】
こうした状況としては、例えば、内燃機関の排気通路２におけるＮＯｘ浄化触媒の下流における排気中のＮＯｘの濃度が判定レベル以上であるとき、という状況をあげることができる。これは、添加弁１の添加方向下流に析出物が堆積すると、上述した理由によりＮＯｘ浄化触媒での排気中のＮＯｘの浄化率が低下し、それによってＮＯｘ浄化触媒の下流での排気中のＮＯｘの濃度が高くなるためである。なお、ＮＯｘ浄化触媒の下流での排気中のＮＯｘの濃度については、排気通路２におけるＮＯｘ浄化触媒の下流に排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサを設け、そのＮＯｘセンサからの検出信号に基づいて求めることが可能である。
【００１４】
また、添加弁１の添加方向下流に尿素等の析出物が堆積したと判断できる状況としては、内燃機関の累積運転時間の増加量が上記析出物の堆積を生じさせる所定値に達したとき、という状況をあげることもできる。更に、添加弁１の添加方向下流に尿素等の析出物が堆積したと判断できる状況として、排気通路２における添加弁１の上流の圧力が判定値以上であるとき、という状況をあげることもできる。これは、排気通路２における添加弁１の添加方向下流に上記析出物が堆積すると、その堆積した析出物によって排気通路２で排気が流れにくくなることから、排気通路２における添加弁１の上流の圧力が高くなるためである。なお、排気通路２における添加弁１の上流の圧力については、排気通路２における添加弁１の上流に圧力センサを設け、その圧力センサからの検出信号に基づいて求めることが可能である。
【００１５】
電子制御装置６は、添加弁１の添加方向下流に尿素等の析出物が堆積したと判断できる状況であるとき、上述した除去制御を実行する。この除去制御では、添加弁１を開弁状態に維持することにより、添加弁１から排気通路２に尿素水が流れて同添加弁１に供給される尿素水の圧力が徐々に低下してゆき、排気浄化用の同添加弁１からの尿素水の添加が行われるときよりも低下した状況となる。こうした状況下で添加弁１が開弁状態に維持される場合、その添加弁１から霧化した尿素水が添加されることはなく、同添加弁１から尿素水が図中に矢印Ｙで示すように流れ出るようになる。このように添加弁１から流れ出る尿素水により、添加弁１の添加方向下流に堆積した析出物（図中の二点鎖線）が溶解して除去される。また、このように析出物を除去する際、その除去に内燃機関の燃料が利用されることはないため、同燃料の分だけ内燃機関の燃費が悪化することもない。
【００１６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）内燃機関の燃費を悪化させることなく、排気通路２に尿素水を添加するための添加弁１の添加方向下流に堆積した尿素等の析出物を除去することができる。
【００１７】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・除去制御において、ポンプ５の吐出流量を排気浄化用の添加弁１からの尿素水の添加が行われるときよりも低下させてもよい。この場合、排気浄化用の添加弁１からの尿素水の添加が行われるときと比較して同添加弁１に供給される尿素水の圧力が低下した状況のもとで上記添加弁１が開弁状態となるようにする際、その状況を一層速やかに生じさせることができる。
【００１８】
なお、上記ポンプ５の吐出流量の低下については、その吐出流量をポンプ５の回転速度低下によって「０」よりも大きい値まで低下させてもよいし、同ポンプ５の駆動停止によって「０」まで低下させてもよい。
【００１９】
・添加弁１から添加される還元剤として尿素水（アンモニア）を例示したが、それ以外の還元剤を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１…添加弁、２…排気通路、３…配管、４…タンク、５…ポンプ、６…電子制御装置。
【図１】
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