(57)【要約】【課題】排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、還元剤の貯留タンクから還元剤を圧送する供給ポンプに空気が混入することに起因して、供給ポンプにおいてキャビテーションが発生し、或いは供給ポンプの機能の低下することを抑制する。【解決手段】第１尿素供給管１２における合流部１５とポンプ１６との間に第１尿素供給管１２の断面積が拡張している拡張部１４を設けるとともに、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａよりも少ないときに切り替え弁１７を第２の位置に切り替えることによって第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとを導通させる。【選択図】図１
2008069731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における排気浄化装置よりも上流側に設けられるとともに前記排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁と、
前記還元剤を貯留する第１および第２貯留タンクと、
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤および／または前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記還元剤噴射弁に供給する還元剤供給手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記還元剤供給手段は、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤および／または前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を圧送する供給ポンプを有し、
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記供給ポンプに前記第１貯留タンク内から空気が混入しない所定のノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記供給ポンプへ供給する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】
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の前記供給ポンプへの供給を禁止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３】
前記還元剤供給手段は、一端が前記第１貯留タンクに接続されているとともに他端が前記還元剤噴射弁に接続されている第１還元剤通路と、一端が前記第２貯留タンクに接続されているとともに他端が前記第１還元剤通路の途中に設けられる合流部に接続されている第２還元剤通路と、
前記供給ポンプに供給される還元剤が貯留される貯留タンクを前記第１貯留タンクと前記第２貯留タンクとの何れかに切り替える切り替え弁と、を更に有し、
前記供給ポンプは前記第１還元剤通路における前記合流部と前記還元剤噴射弁との間に設けられており、
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤が前記供給ポンプに供給されるように前記切り替え弁を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記第１還元剤通路における前記合流部と前記供給ポンプとの途中に該第１還元剤通路の断面積が拡張する拡張部を設けていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量より少ないときに警報を発する警報手段を、
更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記第２貯留タンクは前記第１貯留タンクの少なくとも一部を覆うように配置されているとともに、
前記第１貯留タンクおよび／または前記第２貯留タンクから流出する還元剤のうち前記還元剤噴射弁による噴射に供されない還元剤を前記第２貯留タンクに貯留する還元剤リターン手段を、
更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記第２貯留タンクの圧力を推定する圧力推定手段と、
前記第２貯留タンクの圧力を低下させる圧力低下手段と、
を備え、
前記圧力推定手段により推定される前記第２貯留タンクの圧力が所定圧力よりも高くなることによって前記第２貯留タンクに損傷を生じさせる虞のあるときに、前記圧力低下手段は前記第２貯留タンクの圧力を前記所定圧力以下まで低下させることを特徴とする請求項６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、内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化装置として、内燃機関の排気系に選択還元型ＮＯｘ触媒を配置することにより排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する技術が知られている。ここで、選択還元型ＮＯｘ触媒は酸素過剰の雰囲気で還元剤が存在するときにＮＯｘを還元する触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」ともいう。）であり、上記の還元剤として例えば尿素、アンモニア等が知られている。
【０００３】
上記のような排気浄化装置では、還元剤貯留タンクに貯留されている還元剤が無くなった場合にはＮＯｘの浄化がされずにエミッションが悪化する場合がある。そこで、還元剤貯留タンク内の還元剤の残量が規定量以下となった場合に警報機を作動させ、還元剤の残量が少なくなったことを運転者に報知させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
しかし、例えば還元剤貯留タンク内の還元剤の残量が少ない場合であって且つ車両が急加速または急減速したときなどは、貯留タンクと該貯留タンクから還元剤を還元剤噴射弁に供給するための還元剤供給通路との接続部分の一部が露出する場合がある。そのような場合に、還元剤供給通路内に空気が混入することによって還元剤供給通路に設けられるポンプにエア噛みが生じる場合があった。その結果、ポンプ内でキャビテーションが発生して部材の耐久性が悪化する場合や、還元剤噴射弁に還元剤を供給する能力が低下する場合があった。
【特許文献１】特開２００２−３７１８３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１１６５号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２４１３号公報
【特許文献４】特開２００５−７６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、還元剤の貯留タンクから還元剤を圧送する供給ポンプに空気が混入することに起因して、供給ポンプにおいてキャビテーションが発生し、或いは供給ポンプの機能の低下することを抑制可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、還元剤を貯留する第１および第２貯留タンクを備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が所定量よりも少ないときに、該還元剤を還元剤噴射弁に圧送する供給ポンプに第２貯留タンクに貯留される還元剤を供給することを最大の特徴とする。
【０００７】
より詳しくは、
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における排気浄化装置よりも上流側に設けられるとともに前記排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁と、
前記還元剤を貯留する第１および第２貯留タンクと、
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤および／または前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記還元剤噴射弁に供給する還元剤供給手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記還元剤供給手段は、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤および／または前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を圧送する供給ポンプを有し、
前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記供給ポンプに前記第１貯留タンク内から空気が混入しない所定のノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記供給ポンプへ供給することを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成された内燃機関の排気浄化システムでは、前記排気浄化装置によって該内燃機関から排出される排気が浄化される。このような排気浄化装置として排気中のＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒や、排気中に含まれるＰＭを捕集する該ＮＯｘ触媒を担持したフィルタ等が例示できる。そして、該排気浄化装置の一例であるＮＯｘ触媒においてＮＯｘを還元するときや、フィルタに捕集されているＰＭを酸化除去するときに前記還元剤噴射弁から前記排気浄化装置に流入する排気に還元剤が噴射される。
【０００９】
上記の還元剤は内燃機関に併設される還元剤の貯留タンクに貯留されており、通常は、前記還元剤の残留量が略零になること（以下、単に「還元剤切れ」ともいう。）のないように必要に応じて該還元剤が該貯留タンクに補充される。しかしながら、前記還元剤切れの観点において前記還元剤の残留量は充分であっても、車両が急加速または急減速したときなどは前記貯留タンクから還元剤を流出させる流出口の少なくとも一部が露出する場合がある。
【００１０】
そのような場合、前記還元剤を前記還元剤噴射弁に圧送する供給ポンプに空気の混入している還元剤が供給され、該供給ポンプに所謂エア噛みが生じる場合があった。そして、前記供給ポンプ内でキャビテーションが発生してポンプ部材の耐久性が悪化する虞や、還元剤を圧送する能力が低下する虞があった。
【００１１】
これに対し、本発明においては前記還元剤を貯留する第１貯留タンクおよび第２貯留タンクを備えている。そして、通常は第１貯留タンクに貯留される還元剤を前記還元剤噴射弁に供給しても良い。そして、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記供給ポンプに前記第１貯留タンク内から空気が混入しない所定のノンエア残留量よりも少ないときに、前記第２貯留タンクに貯留される還元剤が前記供給ポンプへ供給される。
【００１２】
これにより、前記第１貯留タンク内から空気が前記供給ポンプに混入することを抑制できる。つまり、前記供給ポンプにおいてキャビテーションが発生し或いは前記還元剤を圧送する能力が低下する等、供給ポンプに対して不具合が生じることを抑制できる。
【００１３】
なお、前記ノンエア残留量は、予め定められる還元剤の所定の残留量としても良い。例えば、車両が急加速または急減速したときにおいて、前記供給ポンプに前記第１貯留タンク内から空気が混入することのない前記還元剤の残留量の下限値に設定しても良い。また前記ノンエア残留量は、例えば前記第１貯留タンクの容積や底面積に基づいて異なるように定めても良い。
【００１４】
また、本発明では、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記供給ポンプへ供給するため、いわゆる還元剤切れが生じることが抑制できる。
【００１５】
また、本発明における前記還元剤は液体であれば良く、還元剤の種類について限定されるものではない。前記還元剤の一例として、尿素水溶液、アンモニア水溶液、燃料等が例示できる。
【００１６】
また、本発明において、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の前記供給ポンプへの供給を禁止しても良い。これにより、前記第１貯留タンクに貯留されている還元剤の残留量が減ってしまうことを抑制し、より確実に前記供給ポンプにエア噛みが生じることを抑制できる。
【００１７】
また、本発明において、前記還元剤供給手段は、一端が前記第１貯留タンクに接続されているとともに他端が前記還元剤噴射弁に接続されている第１還元剤通路と、一端が前記第２貯留タンクに接続されているとともに他端が前記第１還元剤通路の途中に設けられる合流部に接続されている第２還元剤通路と、前記供給ポンプに供給される還元剤が貯留される貯留タンクを前記第１貯留タンクと前記第２貯留タンクとの何れかに切り替える切り替え弁と、を更に有し、前記供給ポンプは前記第１還元剤通路における前記合流部と前記還元剤噴射弁との間に設けられていても良い。また、上記の切り替え弁は、例えば電磁弁であっても良いし、機械式コック等の弁であっても良い。
【００１８】
上記構成の内燃機関の排気浄化システムにおいては、前記還元剤供給手段が切り替え弁を有しているため、前記第１貯留タンクと前記第２貯留タンクとに貯留されている還元剤を選択的に前記供給ポンプに供給することができる。そして、本発明においては、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤が前記供給ポンプに供給されるように前記切り替え弁を切り替えるようにしても良い。これにより、より確実に前記供給ポンプにエア噛みが生じることを抑制できる。
【００１９】
また、本発明においては、前記第１還元剤通路における前記合流部と前記供給ポンプとの途中に該第１還元剤通路の断面積が拡張する拡張部を設けていても良い。これにより、前記第１還元剤通路或いは第２還元剤通路に空気が混入した場合においても、前記拡張部を設けることによって該空気が前記供給ポンプに吸入されることを抑制できる。還元剤に比べて空気の比重は軽いため、前記混入した空気を該拡張部に逃がすことができるからである。従って、上記構成によれば、より確実に前記供給ポンプにエア噛みが生じることを抑制し、以って前記供給ポンプにおいてキャビテーションが発生することや前記還元剤を圧送する能力が低下することを抑制することが可能となる。
【００２０】
また、上述した拡張部を還元剤の通路に設けることによって前記供給ポンプにエア噛みが生じることを抑制するための本発明は、種々の構成による排気浄化システムに適用可能である。例えば、一の還元剤の貯留タンクを備える排気浄化システムに適用することも可能である。
【００２１】
即ち、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における排気浄化装置よりも上流側に設けられるとともに前記排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁と、
前記還元剤を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクに貯留される還元剤を前記還元剤噴射弁に供給する還元剤供給手段と、を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記還元剤供給手段は、一端が前記貯留タンクに接続されているとともに他端が前記還元剤噴射弁に接続されている還元剤通路と、前記還元剤通路に設けられるとともに前記貯
留タンクに貯留される還元剤を圧送する供給ポンプとを有し、
前記還元剤通路における前記貯留タンクと前記供給ポンプとの途中に該還元剤通路の断面積が拡張する拡張部を設けていても良い。これにより、前記還元剤通路に空気が混入して前記拡張部まで該吸気が到達した場合においても、前記供給ポンプに空気が吸入されることを抑制できる。
【００２２】
また、本発明においては、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量より少ないときに警報を発する警報手段を、更に備えていても良い。これにより、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が少ないことを運転者に報知することができる。
【００２３】
そして、本発明では、前記警報手段によって警報を発するとともに、前記還元剤供給手段は前記第２貯留タンクに貯留される還元剤を前記供給ポンプへ供給しても良い。これにより、前記供給ポンプのエア噛みが抑制され、該供給ポンプに不具合が生じることが抑制できる。そして、前記第１貯留タンクに還元剤を補充することにより、還元剤の残留量が前記ノンエア残留量以上になったときに、前記還元剤供給手段は前記第１貯留タンクに貯留される還元剤を前記供給ポンプへ供給しても良い。
【００２４】
なお、前記警報手段の発する警報とは、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が少ないことを運転者に報知することが可能であれば良く、例えば、前記内燃機関は警報機を備え、前記第１貯留タンクに貯留される還元剤の残留量が前記ノンエア残留量よりも少ないときに前記警報機の作動信号を出力するようにしても良い。また、前記警報手段の発する警報は音声による警報であっても良いし、警告灯の点灯或いは警告文字の表示等であっても良い。
【００２５】
ところで、前記第１貯留タンク或いは前記第２貯留タンクに貯留される還元剤の温度が低下すると、該還元剤が固化する場合がある。例えば、前記還元剤が凍結すると、前記還元剤供給手段によって前記還元剤噴射弁に還元剤を供給することができない場合がある。そこで、本発明においては、前記第２貯留タンクは前記第１貯留タンクの少なくとも一部を覆うように配置されているとともに、前記第１貯留タンクおよび／または前記第２貯留タンクから流出する還元剤のうち前記還元剤噴射弁による噴射に供されない還元剤を前記第２貯留タンクに貯留する還元剤リターン手段を、更に備えていても良い。
【００２６】
上記構成によれば、前記第１貯留タンクおよび／または前記第２貯留タンクから流出した還元剤は前記内燃機関からの輻射熱等により温められる。そして、該温められた還元剤を前記第２貯留タンクに戻すことによって第２貯留タンクに貯留されている還元剤が凍結するなど、還元剤が固化してしまうことを抑制できる。さらに、前記第２貯留タンクは前記第１貯留タンクの少なくとも一部を覆うように配置されているため、該第２貯留タンクからの受熱によって前記第１貯留タンクを温めることができる。つまり、前記第１貯留タンクに貯留されている還元剤が凍結することも抑制可能となる。
【００２７】
また、上記構成によれば前記第２貯留タンクに貯留されている還元剤が過度に昇温し、昇華する場合がある。そして、更に前記内燃機関からの輻射熱等を受けることにより気体となった還元剤が高温となると、前記第２貯留タンクの圧力が過度に高くなる場合ある。そこで、本発明においては、前記第２貯留タンクの圧力を推定する圧力推定手段と、前記第２貯留タンクの圧力を低下させる圧力低下手段と、を備え、前記圧力推定手段により推定される前記第２貯留タンクの圧力が所定圧力よりも高くなることによって前記第２貯留タンクに損傷を生じさせる虞のあるときに、前記圧力低下手段は前記第２貯留タンクの圧力を前記所定圧力以下まで低下させても良い。これにより、前記第２貯留タンクの圧力が過度に高くなることを抑制し、該第２貯留タンクに変形や破損等が生じることを抑制する
ことができる。
【００２８】
ここで、所定圧力とは予め実験的に定められる圧力としても良く、例えば前記第２貯留タンクに変形や損傷が生じうるときの圧力に対して所定のマージンを見込んだ圧力としても良い。また、前記第２貯留タンクの圧力の推定は、例えば前記第２貯留タンクに圧力センサを設け、該圧力センサの検出値に基づいて前記圧力を推定しても良い。
【００２９】
また、前記圧力低下手段は、例えば前記第２貯留タンクに圧力を開放させるための圧力開放弁を有していても良い。そして、該圧力開放弁を開弁することによって前記第２貯留タンクから気体となった還元剤を流出させて、前記第２貯留タンクの圧力を低下させても良い。
【００３０】
また、前記圧力低下手段は、前記第２貯留タンクと前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側の部分とを連通する連通路を有し、前記第２貯留タンクの圧力を低下させるときに、前記第２貯留タンクに貯留されている還元剤に該連通路を通過させても良い。つまり、気体となった第２貯留タンクに貯留されている還元剤を前記排気浄化装置よりも上流側の排気通路に導くことによって、該還元剤を前記排気浄化装置によって浄化しても良い。これにより、前記第２貯留タンクに貯留される還元剤が浄化されないまま大気中に放出されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にあっては、排気浄化装置に流入する排気に還元剤を噴射する還元剤噴射弁を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、還元剤を圧送する供給ポンプに空気が混入することに起因して、供給ポンプにおいてキャビテーションが発生し、或いは供給ポンプにおける還元剤を圧送する能力が低下する等、供給ポンプに対して不具合が生じることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、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。
【実施例１】
【００３３】
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。図１は、本発明に係る内燃機関１と、その排気系および還元剤供給系の概略構成を示す図である。図１において、内燃機関１には、該内燃機関１に流入する吸気が流通する吸気管２と、内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続されている。吸気管２の途中には該吸気管２内を流通する吸気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ３が取り付けられている。また、排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されており、排気管５の途中には、排気中のＮＯｘを還元するアンモニア選択還元触媒６が配置されている。以下、排気管５においてアンモニア選択還元触媒６よりも上流側を第１排気管５ａ、下流側を第２排気管５ｂという。ここで、本実施例における第１排気管５ａ及び、第２排気管５ｂは、本発明における排気通路に相当する。また、本実施例におけるアンモニア選択還元触媒６は本発明における排気浄化装置に相当する。
【００３４】
また、図１中、第１排気管５ａには、アンモニア選択還元触媒６においてＮＯｘを還元するため、還元剤としての尿素水溶液を排気に噴射する尿素噴射弁７が備えられている。本実施例では尿素水溶液が本発明における還元剤に相当し、尿素噴射弁７が還元剤噴射弁に相当する。また、本発明における還元剤は尿素水溶液の他にアンモニア水溶液等であっ
ても良い。また、内燃機関１には、作動信号を受けて警報を発する警報機１８が併設されている。また、第１排気管５ａにおける尿素噴射弁７よりも上流側には内燃機関１から排出されるＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ２７が設けられている。
【００３５】
また、内燃機関１には、尿素水溶液を貯留するメインタンク１０が併設されている。このメインタンク１０には尿素水溶液の流出するメインタンク流出口１１を設けており、メインタンク流出口１１が第１尿素供給管１２の一端に接続されている。そして、第１尿素供給管１２の他端は尿素噴射弁７と接続されている。また、メインタンク１０には該メインタンク１０に貯留されている尿素溶液の残留量を検出する残量センサ１３が配置されている。ここで、本実施例ではメインタンク１０が本発明における第１貯留タンクに相当する。また、本実施例では第１尿素供給管１２が本発明における第１還元剤通路に相当する。
【００３６】
また、内燃機関１には、尿素水溶液を貯留するサブタンク２０が併設されている。このサブタンク２０はメインタンク１０よりも容量が小さく、通常時はメインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が尿素噴射弁７に供給される。また、サブタンク２０には尿素水溶液の流出するサブタンク流出口２１を設けており、サブタンク流出口２１が第２尿素供給管２２の一端に接続されている。そして、第２尿素供給管２２の他端は第１尿素供給管１２と接続されている。ここで、本実施例ではサブタンク２０が本発明における第２貯留タンクに相当する。また、本実施例では第２尿素供給管２２が本発明における第２還元剤通路に相当する。
【００３７】
ここで、第１尿素供給管１２と第２尿素供給管２２とが接続される部分を合流部１５と称する。また、第１尿素供給管１２におけるメインタンク１０と合流部１５との間の部分をタンク側第１供給管１２ａと称し、合流部１５と尿素噴射弁７との間の部分をポンプ側第１供給管１２ｂと称する。
【００３８】
また、第１尿素供給管１２における尿素噴射弁７と合流部１５との間にはポンプ１６が設けられている。このポンプ１６によってメインタンク１０またはサブタンク２０に貯留されている尿素水溶液が尿素噴射弁７に圧送される。また、第１尿素供給管１２における合流部１５とポンプ１６との間には、第１尿素供給管１２の断面積が拡張している拡張部１４が設けられている。そして、この拡張部１４には尿素水溶液から受ける圧力を検出するための液圧センサ１４ａが設けられている。この、液圧センサ１４ａの作用については後述する。
【００３９】
また、合流部１５には切り替え弁１７が備えられている。切り替え弁１７は第１の位置、第２の位置、第３の位置に切り換え可能であり、タンク側第１供給管１２ａ、ポンプ側第１供給管１２ｂ、第２尿素供給管２２のうち、いずれを導通させ、または遮断するかを切り替えることができる。ここで、切り替え弁１７を第１の位置とすることにより、合流部１５において、タンク側第１供給管１２ａとポンプ側第１供給管１２ｂとを導通させ、第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとを遮断させることができる。また、切り替え弁１７を第２の位置とすることにより、合流部１５において、第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとを導通させ、タンク側第１供給管１２ａとポンプ側第１供給管１２ｂとを遮断させることができる。また、切り替え弁１７を第１の位置と第２の位置との中間位置である第３の位置とすることにより、タンク側第１供給管１２ａ、ポンプ側第１供給管１２ｂおよび第２尿素供給管２２の全てを合流部１５において導通させることができる。
【００４０】
また、図１に示すようにメインタンク１０には尿素水充填口１０ａが設けられており、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液の残留量が減少したときに尿素水充填口１
０ａから尿素水溶液が補充される。その際に、切り替え弁１７を第３の位置にすることで、メインタンク１０とサブタンク２０が導通状態となり、サブタンク２０に対しても尿素水溶液を補充することができる。
【００４１】
また、メインタンク１０とサブタンク２０とはエア抜き管１９によって図示のように連通されている。そして、メインタンク１０とサブタンク２０とを導通状態にして尿素水充填口１０ａから尿素水溶液を補充することによって、サブタンク２０における尿素水溶液の液が上昇すると、サブタンク２０内の空気をエア抜き管１９に導くことができる。これにより、サブタンク２０に尿素水溶液を補充する際に、タンク内の空気を外部に抜くことができる。そして、メインタンク１０内の空気は、メインタンク１０における液位が上昇することに伴い尿素水充填口１０ａからタンクの外部に抜くことができる。
【００４２】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１及び還元剤供給系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０が併設されている
。このＥＣＵ５０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するほか、還元剤供給系に係る制御を行うユニットである。
【００４３】
ＥＣＵ５０には、内燃機関１に吸入される吸入空気量を検出するエアフローメータ３や、回転数を検出するクランクポジションセンサ８や、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ９などの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類や、残量センサ１３、液圧センサ１４ａ、ＮＯｘセンサ２７等が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ５０には、内燃機関１内の筒内燃料噴射弁（図示省略）、尿素噴射弁７、ポンプ１６、切り替え弁１７、警報機１８等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ５０によってこれらが制御されるようになっている。
【００４４】
また、ＥＣＵ５０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。また、尿素噴射弁７に供給する尿素水溶液の貯留されている貯留タンクのうち、メインタンク１０とサブタンク２０とを切り替えるための後述する制御はＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【００４５】
次に、本実施例における還元剤供給系について説明する。本実施例においては、上述したように、通常時はメインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が尿素噴射弁７に供給される。つまり、切り替え弁１７を第１の位置とすることにより、タンク側第１供給管１２ａとポンプ側第１供給管１２ｂとを導通させ、第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとを遮断させる。そうすると、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が拡張部１４を通過した後ポンプ１６に流入し、該ポンプ１６によって尿素水溶液が尿素噴射弁７に圧送される。
【００４６】
本実施例においては、ＥＣＵ５０によって現在の運転状態に基づいて、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量が推定され、推定されたＮＯｘの浄化に必要とされるだけの尿素水溶液の必要噴射量Ｑａｄが決定される。そして、ＥＣＵ５０からの指令によって、必要噴射量Ｑａｄの尿素水溶液が尿素噴射弁７から噴射されるように、ポンプ１６に尿素水溶液を圧送させる。
【００４７】
なお、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量は、例えばＮＯｘセンサ２７、エアフローメータ３の検出値からそれぞれ排気中のＮＯｘ濃度および吸入空気量を取得し、これらの値から推定しても良い。また、例えば内燃機関１の機関回転数Ｎｅ、機関負荷ＴＱに基づいて推定しても良い。具体的には、機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱとＮＯｘ量との関係を予
め実験等で求めておき、該関係を制御マップの形でＥＣＵ５０内に格納しておいても良い。そして、該制御マップに機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱとをパラメータとしてアクセスすることで、ＮＯｘ量を導出しても良い。また、機関回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ８の検出値により取得し、機関負荷ＴＱはアクセルポジションセンサ９により検出されるアクセル開度に基づいて取得しても良い。
【００４８】
そして、上記のように構成された内燃機関１の排気系では、尿素噴射弁７から噴射された尿素水溶液は、第１排気管５ａ内にて熱分解および加水分解され、アンモニア（ＮＨ３）が生成される。そして、このアンモニアは排気とともにアンモニア選択還元触媒６に流入し、アンモニア選択還元触媒６において排気中のＮＯｘを還元することができる。
【００４９】
ところで、通常時はメインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が尿素噴射弁７に供給されるため、次第にメインタンク１０に貯留されている尿素水溶液の残留量が少なくなる。そして、メインタンク１０における尿素水溶液の液位が低くなった状態で、内燃機関１が搭載される車両が急加速または急減速するとき等、該車両の加速度が急激に変化すると、メインタンク流出口１１の少なくとも一部が露出し、メインタンク流出口１１から尿素水溶液とともに空気が第１尿素供給管１２に混入する場合がある。そうすると、ポンプ１６にエア噛みが生じてしまい、ポンプ１６においてキャビテーションが発生し、或いはポンプ１６の圧送能力が低下する虞があった。
【００５０】
そこで、本実施例においては、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液の残留量（以下、単に「メインタンク残留量」ともいう。）Ｖｍがノンエア残留量Ｖａよりも少ないときに、ＥＣＵ５０からの指令により切り替え弁１７を第２の位置とすることにより、サブタンク２０から尿素水溶液を尿素噴射弁７に供給することとした。ここで、ノンエア残留量Ｖａは予め定められる一定の残留量であり、内燃機関１が搭載される車両の加速度が急激に変化するときにおいても、メインタンク流出口１１が露出しないときの下限の残留量である。また、ノンエア残留量Ｖａは例えばメインタンク１０の容積や底面積に基づいて定めるようにしても良い。
【００５１】
次に、本実施例に係る内燃機関の排気浄化システムに関し、尿素噴射弁７に供給する尿素水溶液の貯留されている貯留タンクのうち、メインタンク１０とサブタンク２０とを切り替えるときの制御について詳細に説明する。
【００５２】
ここで、図２は本実施例における貯留タンク切り替えルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が尿素噴射弁７に供給されている場合を前提として説明する。つまり、切り替え弁１７が第１の位置に停止している状態を前提として説明する。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ５０は本発明における還元剤供給手段に相当する。
【００５３】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１においては、ＥＣＵ５０によって上述したメインタンク残留量Ｖｍが取得される。具体的には、残量センサ１３の検出値に基づいてメインタンク残留量Ｖｍは取得される。そして、ステップＳ１０１の処理が終わるとステップＳ１０２に進む。
【００５４】
ステップＳ１０２においては、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａより少ないか否かが判定される。つまり、本ステップでは、尿素噴射弁７に尿素水溶液を供給する貯留タンクをサブタンク２０に切り替える必要があるか否かが判定される。そして、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａ以上であると判定された場合には、ポンプ１６にエア噛みが生じる虞が無いと判断され、本ルーチンを一旦終了する。一方、メインタン
ク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａよりも少ないと判定された場合にはポンプ１６にエア噛みが生じる虞があると判断され、ステップＳ１０３に進む。
【００５５】
ステップＳ１０３においては、ＥＣＵ５０が警報機１８に作動信号を出力し、この作動信号により警報機１８が作動し、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が少ないことを運転者に報知する。従って、本実施例において、警報機１８を作動させるＥＣＵ５０は警報機１８とともに、本発明における警報手段に相当する。そして、ステップＳ１０３の処理が終わるとステップＳ１０４に進む。
【００５６】
ステップＳ１０４においては、ＥＣＵ５０からの指令により切り替え弁１７が第２の位置に切り替えられ、第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとが接続される。そして、ステップＳ１０４の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００５７】
以上のように、本実施例における貯留タンク切り替えルーチンによれば、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液の残留量（メインタンク残留量Ｖｍ）がノンエア残留量Ｖａよりも少ないときにはサブタンク２０から尿素水溶液を尿素噴射弁７に供給するため、メインタンク残留量Ｖｍが減少することが抑制される。つまり、メインタンク流出口１１の少なくとも一部が露出し、メインタンク流出口１１から尿素水溶液とともに空気が第１尿素供給管１２に混入することを抑制できる。従って、ポンプ１６にエア噛みが生じることを抑制することができる。
【００５８】
仮に、メインタンク流出口１１から空気が第１尿素供給管１２に混入した場合においても混入した空気は拡張部１４を通過するため、該空気が拡張部１４よりもポンプ１６側に流入することを抑制できる。これにより、より確実にポンプ１６にエア噛みが生じることを抑制することができる。従って、ポンプ１６においてキャビテーションが発生することに起因する部材の劣化やポンプ１６の圧送能力が低下することを抑制することが可能となる。
【００５９】
また、本実施例においては、合流部１５に切り替え弁１７を備える構成を例として説明したが、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａより少なくなったときにサブタンク２０から供給される尿素水溶液にポンプ側第１供給管１２ｂを通過させることが可能であれば良く、切り替え弁１７の配置について限定される趣旨ではない。
【００６０】
例えば、尿素水溶液の通過を許可または禁止することの可能なＯＮ−ＯＦＦ弁を合流部１５ではなく第２尿素供給管２２の途中に配置しても良い。その場合には、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａになるときにメインタンク１０とサブタンク２０とに貯留される尿素水溶液の液位について、サブタンク２０の液位がメインタンク１０の液位に比べて充分高くなるように該メインタンク１０とサブタンク２０とを配置することが望ましい。
【００６１】
つまり、上述したＯＮ−ＯＦＦ弁を開弁することによって、メインタンク１０に比べてより多くのサブタンク２０に貯留されている尿素水溶液にポンプ側第１供給管１２ｂを通過させることができるからである。これにより、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａより少なくなったときにはメインタンク１０から多くの尿素水溶液が流出せず、メインタンク流出口１１から空気が第１尿素供給管１２に混入することを抑制できる。
【００６２】
また、本実施例においては、アンモニア選択還元触媒６を備える排気浄化システムを例として説明したが、例えばアンモニア選択還元触媒６の代わりに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や、アンモニア選択還元触媒或いは吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の触媒を担持するとともに排気中の微粒子物質（以下、「ＰＭ」ともいう。）を捕集するフィルタを備えていても良い。ま
た、上述した触媒の種類に応じてメインタンク１０およびサブタンク２０に貯留する還元剤の種類を変更しても良い。例えば、本発明に係る排気浄化装置が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備えるときには燃料（例えば、軽油等）を貯留するようにしても良い。そして、本発明は、例えば吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元するために燃料等を供給する排気浄化システムに適用することが可能である。また、上記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒にＳＯｘが吸蔵されＮＯｘの吸蔵能力が低下する所謂ＳＯｘ被毒を回復させるために燃料等を供給する排気浄化システムに適用することが可能である。或いは、上記のフィルタに捕集されているＰＭを酸化除去するために燃料等を供給する排気浄化システムに適用することが可能である。
【００６３】
次に、本実施例において、メインタンク残留量Ｖｍがノンエア残留量Ｖａよりも少なくなったときにメインタンク１０に尿素水溶液を補充するときの制御について、図３に基づいて説明する。本実施例では、メインタンク１０に尿素水溶液を補充する際に、サブタンク２０に対しても確実に尿素水溶液を補充することとした。
【００６４】
図３は、本実施例における尿素水溶液補充ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、切り替え弁１７が第１の位置に停止している状態を前提として説明する。
【００６５】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ２０１においては、ＥＣＵ５０によってメインタンク１０に対して尿素水溶液が補充されているか否かが判定される。具体的には、残量センサ１３の検出値に基づいてメインタンク残留量Ｖｍを取得し、その後予め定められる一定期間（例えば、数秒間）が経過した後に再度メインタンク残留量Ｖｍを取得する。ここで、先に取得されたメインタンク残留量ＶｍをＶｍ１、後に取得されたメインタンク残留量ＶｍをＶｍ２と称す。
【００６６】
そして、メインタンク残留量Ｖｍ１に比べてメインタンク残留量Ｖｍ２の方が多い場合には、メインタンク１０に対して尿素水溶液が補充されていると判定され、ステップＳ２０２に進む。一方、メインタンク残留量Ｖｍ２がメインタンク残留量Ｖｍ１以下である場合には、メインタンク１０に対して尿素水溶液が補充されていないと判定され、本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】
ステップＳ２０２においては、メインタンク残留量Ｖｍが取得される。そして、ステップＳ２０２の処理が終わるとステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３においては、メインタンク残留量Ｖｍが予め設定される基準残留量Ｖｍ３以上であるか否かが判定される。ここで、基準残留量Ｖｍ３はメインタンク１０がほぼ満杯になるときの尿素水溶液の残留量である。そして、メインタンク残留量Ｖｍが基準残留量Ｖｍ３以上であると判定された場合には、メインタンク１０に対して充分に尿素水溶液を補充することができたと判断され、ステップ２０４に進む。一方、メインタンク残留量Ｖｍが基準残留量Ｖｍ３よりも少ないと判定された場合には、ステップＳ２０２に戻る。
【００６８】
ステップＳ２０４においては、ＥＣＵ５０からの指令によって、切り替え弁１７が第１の位置から第３の位置に切り替えられる。つまり、タンク側第１供給管１２ａ、ポンプ側第１供給管１２ｂおよび第２尿素供給管２２の全てが合流部１５において導通させられる。そうすると、メインタンク１０に設けられたメインタンク流出口から尿素水溶液が流出する。そして該尿素水溶液は、タンク側第１供給管サブタンク１２ａ、第２尿素供給管２２を通過してサブタンク２０に設けられたサブタンク流出口からサブタンク２０内に流入する。これにより、サブタンク２０に対して尿素水溶液が補充される。そして、ステップＳ２０４の処理が終わるとステップＳ２０５に進む。
【００６９】
ステップＳ２０５においては、サブタンク２０における尿素水溶液の残留量であるサブタンク残留量Ｖｓが取得される。具体的には残量センサ１３の検出値に基づいてメインタンク残留量Ｖｍが取得される。そして、次に液圧センサ１４ａの検出値に基づいてメインタンク１０およびサブタンク２０に貯留している尿素水溶液の残留量である全体残留量Ｖｂが取得される。そして、全体残留量Ｖｂとメインタンク残留量Ｖｍとに基づいてサブタンク残留量Ｖｓが取得される。そして、ステップＳ２０５の処理が終わるとステップＳ２０６に進む。
【００７０】
ステップＳ２０６においては、サブタンク残留量Ｖｓが予め設定される基準残留量Ｖｓ１以上であるか否かが判定される。ここで、基準残留量Ｖｓ１はサブタンク２０がほぼ満杯になるときの尿素水溶液の残留量である。そして、サブタンク残留量Ｖｓが基準残留量Ｖｓ１以上であると判定された場合には、サブタンク２０に対して充分に尿素水溶液を補充することができたと判断され、ステップ２０７に進む。一方、サブタンク残留量Ｖｓが基準残留量Ｖｓ１よりも少ないと判定された場合には、ステップＳ２０５に戻る。つまり、再度サブタンク残留量Ｖｓが取得され、基準残留量Ｖｓ１以上であるか否かが判定される。
【００７１】
ステップＳ２０７においては、ＥＣＵ５０からの指令によって、切り替え弁１７が第３の位置から第１の位置に切り替えられる。つまり、合流部１５において、タンク側第１供給管１２ａとポンプ側第１供給管１２ｂとを導通させ、第２尿素供給管２２とポンプ側第１供給管１２ｂとを遮断させる。そして、ステップＳ２０７の処理が終わるとステップＳ２０８に進む。
【００７２】
ステップＳ２０８においては、メインタンク残留量Ｖｍが再び取得される。そして、ステップＳ２０８の処理が終わるとステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９においては、メインタンク残留量Ｖｍが上述した基準残留量Ｖｍ３以上であるか否かが判定される。そして、メインタンク残留量Ｖｍが基準残留量Ｖｍ３よりも少ないと判定された場合には、メインタンク１０に対して更に尿素水溶液を補充する必要があると判断され、ステップ２０８に戻る。つまり、再度メインタンク残留量Ｖｍが取得され、基準残留量Ｖｍ３以上であるか否かが判定される。一方、メインタンク残留量Ｖｍが基準残留量Ｖｍ３以上であると判定された場合には、メインタンク１０に対して充分に尿素水溶液を補充することができたと判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００７３】
本ルーチンによれば、メインタンク１０に尿素水溶液を補充する際に、確実にサブタンク２０に対して尿素水溶液を補充することが可能となる。また、本実施例における残量センサ１３と液圧センサ１４ａとは、尿素水溶液の濃度を検出する機能を更に備えたセンサとして、尿素水溶液の残留している質量を取得してもよい。これにより、尿素水溶液の残留量をより精度良く取得することができる。
【実施例２】
【００７４】
次に、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムの実施例１とは異なる実施例について説明する。図４は、本実施例における内燃機関１と、その排気系および還元剤供給系の概略構成を示す図である。ここで、実施例１の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００７５】
本実施例と実施例１に係る排気浄化システムでは以下の点で相違する。即ち、本実施例における排気浄化システムではメインタンク１０はサブタンク２０に覆われて配置されている。また、本実施例においては、尿素噴射弁７に尿素水溶液を供給するためにメインタンク１０やサブタンク２０から流出した尿素水溶液のうち全てが排気中に噴射されるわけ
ではなく、その一部は使用されないままサブタンク２０に戻される。つまり、本実施例に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、ポンプ１６とリターン管３０の一端がレギュレータ３１を介して接続されており、該リターン管３０の他端がサブタンク２０に設けられるサブタンク流入口３２に接続されている。
【００７６】
また、ポンプ１６内の圧力はレギュレータ３１によって予め設定されている範囲の圧力になるように調節されており、そして、ポンプ１６内の圧力が上記設定範囲の圧力よりも高くなるときには、ポンプ１６に供給される尿素水溶液のうちの一部がリターン管３０に流れ込み、サブタンク２０に戻される（以下、この尿素水溶液を単に「リターン尿素水溶液」ともいう。）。
【００７７】
ここで、リターン尿素水溶液は、ポンプ１６によって加圧され、或いは内燃機関１からの輻射熱等を受けることにより温められてからサブタンク２０に戻される。これにより、本実施例において、サブタンク２０は高温となったリターン尿素水溶液に温められる。更に、図４に示すように、メインタンク１０はサブタンク２０に覆われて配置されているため、メインタンク１０をサブタンク２０からの熱伝導等によって温めることができる。これにより、メインタンク１０に貯留されている尿素水溶液が凍結することを抑制することができる。また、尿素水溶液が固化することによってサブタンク流出口２１が詰まることが抑制される。
【００７８】
ところで、上述のようにサブタンク２０に戻されるリターン尿素水溶液は高温状態となっている場合がある。そうすると、サブタンク２０に貯留されている尿素水溶液がアンモニアガスとなり、サブタンク２０内の圧力が過度に高くなる場合がある。
【００７９】
そこで、本実施例におけるサブタンク２０には、該サブタンク２０内の圧力を検出する圧力センサ２６が配置されている。また、サブタンク２０にはサブタンク第２流出口２３が設けられており、このサブタンク第２流出口２３にはガス抜き管２４の一端が接続されている。そして、ガス抜き管２４の他端は第１排気管５ａに接続されている。さらに、ガス抜き管２４にはガス抜き弁２５が設けられている。
【００８０】
ここで、圧力センサ２６はＥＣＵ５０と電気配線を介して接続され、圧力センサ２６からの出力信号がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ５０には、ガス抜き弁２５が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ５０によってこれらが制御されるようになっている。即ち、ＥＣＵ５０からの指令によってガス抜き弁２５が開弁されると、サブタンク２０内のアンモニアガスがサブタンク２０からガス抜き管２４を通過し、第１排気管５ａに放出される。
【００８１】
次に、本実施例においてサブタンク２０の圧力を低下させるための制御について、図５に基づいて説明する。ここで、図５は本実施例におけるサブタンク圧低下ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンを実行するＥＣＵ５０は本発明における圧力低下手段に相当する。
【００８２】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ３０１においては、ＥＣＵ５０によってサブタンク２０内の圧力（以下、単に「サブタンク圧」という。）Ｐｔが圧力センサ２６の検出値に基づいて推定される。従って、本実施例において、サブタンク２０内の圧力を推定するＥＣＵ５０は本発明における圧力推定手段に相当する。そして、ステップＳ３０１の処理が終わるとステップＳ３０２に進む。
【００８３】
ステップＳ３０２においては、サブタンク圧Ｐｔが予め設定される基準圧力Ｐｔｂより
高いか否かが判定される。つまり、本ステップでは、ガス抜き弁２５を開弁させてサブタンク２０の圧力を低下させる必要があるか否かが判定される。ここで、基準圧力Ｐｔｂとは、サブタンク２０に変形や破損が生じうるときの圧力に充分なマージンを見込んだ圧力であり、予め実験的に求められる。また、基準圧力Ｐｔｂは、サブタンク２０に変形や破損が生じないときの上限の圧力としても良い。従って、本実施例において基準圧力Ｐｔｂが本発明における所定圧力に相当する。
【００８４】
そして、サブタンク圧Ｐｔが基準圧力Ｐｔｂよりも高いと判定された場合には、ガス抜き弁２５を開弁させてサブタンク２０の圧力を低下させる必要があると判断され、ステップＳ３０３に進む。一方、サブタンク圧Ｐｔが基準圧力Ｐｔｂ以下であると判定された場合にはガス抜き弁２５を開弁させてサブタンク２０の圧力を低下させる必要がないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００８５】
ステップＳ３０３においては、ＥＣＵ５０からの指令によってガス抜き弁２５が開弁される。そうすると、サブタンク２０内のアンモニアガスがサブタンク２０からガス抜き管２４を通過して第１排気管５ａに放出される。これにより、サブタンク２０内の圧力を低下させることができる。そして、ステップＳ３０３の処理が終わるとステップＳ３０４に進む。
【００８６】
ステップＳ３０４においては、再度サブタンク圧Ｐｔが圧力センサ２６の検出値に基づいて推定される。そして、ステップＳ３０４の処理が終わるとステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５においては、サブタンク圧Ｐｔが上述した基準圧力Ｐｔｂ以下であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、ガス抜き弁２５を閉弁しても良いか否かが判定される。
【００８７】
そして、サブタンク圧Ｐｔが基準圧力Ｐｔｂよりも高いと判定された場合には、さらにサブタンク２０の圧力を低下させる必要があると判断され、ステップＳ３０４の処理に戻る。つまり、サブタンク圧Ｐｔが基準圧力Ｐｔｂ以下になるまで、ガス抜き弁２５を開弁した状態が継続される。そして、サブタンク圧Ｐｔが基準圧力Ｐｔｂ以下であると判定された場合にはガス抜き弁２５を閉弁しても良いと判断され、ステップＳ３０６に進む。
【００８８】
ステップＳ３０６においては、ＥＣＵ５０からの指令によってガス抜き弁２５が閉弁される。そして、ステップＳ３０６の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００８９】
以上により、本実施例におけるサブタンク圧低下ルーチンによれば、サブタンク圧Ｐｔが過度に高くなることを抑制し、サブタンク２０に変形や破損が生じることを抑制することが可能となる。また、第１排気管５ａに放出されたアンモニアガスは下流側に配置されるアンモニア選択還元触媒６において浄化されるため、アンモニアガスが浄化されないまま大気中に放出されることが抑制できる。
【００９０】
また、本実施例においては、リターン尿素水溶液をサブタンク２０に戻すための機構として、ポンプ１６とリターン管３０の一端がレギュレータ３１を介して接続されている構成を例として説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、尿素噴射弁７とリターン管３０の一端とを接続させて、リターン管３０にレギュレータ３１を配置するような構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る内燃機関と、その排気系および還元剤供給系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１における貯留タンク切り替えルーチンを示すフローチャートである。
【図３】実施例１における尿素水溶液補充ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例２における内燃機関と、その排気系および還元剤供給系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２におけるサブタンク圧低下ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・内燃機関
２・・・吸気管
３・・・エアフローメータ
５・・・排気管
５ａ・・・第１排気管
５ｂ・・・第２排気管
６・・・アンモニア選択還元触媒
７・・・尿素噴射弁
８・・・クランクポジションセンサ
９・・・アクセルポジションセンサ
１０・・・メインタンク
１０ａ・・・尿素充填口
１１・・・メインタンク流出口
１２・・・第１尿素供給管
１２ａ・・・タンク側第１供給管
１２ｂ・・・ポンプ側第１供給管
１３・・・残量センサ
１４・・・拡張部
１４ａ・・・液圧センサ
１６・・・ポンプ
１７・・・切り替え弁
１８・・・警報機
１９・・・エア抜き管
２０・・・サブタンク
２１・・・サブタンク流出口
２２・・・第２尿素供給管
２３・・・サブタンク第２流出口
２４・・・ガス抜き管
２５・・・ガス抜き弁
２６・・・圧力センサ
２７・・・ＮＯｘセンサ
３０・・・リターン管
３１・・・レギュレータ
３２・・・サブタンク流入口
５０・・・ＥＣＵ
【図１】
2008069731.tif 000003
【図２】
2008069731.tif 000004
【図３】
2008069731.tif 000005
【図４】
2008069731.tif 000006
【図５】
2008069731.tif 000007